(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療機器であって、
撮像ゾーンから医用画像データを取得する医用画像システムと、
治療ゾーンにエネルギを堆積させる治療システムであって、前記治療ゾーンは前記撮像ゾーン内にあり、前記治療システムは被検者にエネルギを堆積するよう動作する、治療システムと、
オペレータにグラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイであって、前記グラフィカルユーザインタフェースは、停止コマンドを受信するよう動作する、ディスプレイと、
前記医療機器を制御するプロセッサと、
前記プロセッサによる実行のために機械実行可能命令を格納する記憶装置と、
を有し、前記命令の実行は前記プロセッサに、基準位置の選択を受信させ、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準の選択を受信させ、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、繰り返し、
治療計画に従って前記被検者にエネルギを堆積するよう前記治療システムを制御し、
前記医用画像データを取得するよう前記医用画像システムを制御し、
前記医用画像データを用いて医用画像を再構成し、
少なくとも部分的に、前記被検者にエネルギを堆積するよう前記治療システムを制御することから、蓄積量データを決定し、前記蓄積量データは前記医用画像にレジストレーションされ、
前記基準位置を前記医用画像にレジストレーションする第１のレジストレーションを決定し、
前記１又は複数の解剖学的基準を前記医用画像にレジストレーションする第２のレジストレーションを決定し、
前記グラフィカルユーザインタフェース内の所定の位置に前記基準位置を置くために、前記第１のレジストレーションを用いて前記グラフィカルユーザインタフェース内で前記医用画像をレンダリングし、前記第１のレジストレーションは、前記被検者が動く場合に、前記基準位置を前記グラフィカルユーザインタフェース内の同じ位置に表示させ、
前記第２のレジストレーションを用いて前記グラフィカルユーザインタフェース内で前記１又は複数の解剖学的基準の提示をレンダリングし、
前記グラフィカルユーザインタフェース内で前記蓄積量データをレンダリングし、前記蓄積量データは前記医用画像に重ね合わされ、
前記停止コマンドが前記グラフィカルユーザインタフェースから受信される場合、前記被検者へのエネルギの前記堆積を停止するよう前記医用画像システムを制御し、
前記グラフィカルユーザインタフェースにテンプレート表示ツールを表示し、前記テンプレート表示ツールは、少なくとも１つのテンプレート化された表示面位置を選択させるよう動作し、
前記少なくとも１つのテンプレート表示面位置に従って前記医用画像をレンダリングする、
ようにさせる、医療機器。
【請求項２】
前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、前記グラフィカルユーザインタフェースから表示面位置データ及び方位データを受信させ、前記表示面位置データ及び方位データを用いて前記グラフィカルユーザインタフェース内で複数面再構成スライスを表示するために、前記医用画像データを補間させる、請求項１に記載の医療機器。
【請求項３】
前記少なくとも１つのテンプレート化された表示面位置は、前記基準位置の移動と共に自動的に移動する、請求項１又は２に記載の医療機器。
【請求項４】
前記テンプレート表示面位置は、前記基準位置と前記１又は複数の解剖学的基準のうちの少なくとも１つとの間の距離を表示するよう動作する、請求項１に記載の医療機器。
【請求項５】
前記命令の実行は前記プロセッサに、前記基準位置と前記１又は複数の解剖学的基準のうちの前記少なくとも１つとを含む表示面を決定させ、前記医用画像は前記表示面に沿って少なくとも部分的にレンダリングされる、請求項４に記載の医療機器。
【請求項６】
前記命令の実行は前記プロセッサに、前記１又は複数の解剖学的基準の位置が複数の期間の間表示されるように、前記１又は複数の解剖学的基準オブジェクトをレンダリングさせる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項７】
前記記憶装置は、前記被検者を記述する４次元画像セットを更に有し、前記１又は複数の解剖学的基準及び前記基準位置は、前記４次元画像セットにレジストレーションされ、前記４次元画像セットは、時間期間に渡る複数の３次元画像を有し、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、
前記医用画像データを用いて位置データを決定し、前記位置データは前記被検者の循環運動を記述し、
前記位置データを用いて前記４次元画像セットのうち３次元画像サブセットを選択し、
前記３次元画像サブセット及び前記１又は複数の解剖学的基準を前記グラフィカルユーザインタフェース内で単一画像としてレンダリングし、前記基準位置は前記グラフィカルユーザインタフェース内の第２の所定の位置に置かれる、
ようにさせる、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項８】
前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、繰り返し、前記４次元画像セットの少なくとも一部を前記医用画像で置換させる、請求項７に記載の医療機器。
【請求項９】
前記命令の実行は前記プロセッサに、前記１又は複数の解剖学的基準の位置が少なくとも前記被検者の前記循環運動の全期間の間表示されるように、前記１又は複数の解剖学的基準をレンダリングさせる、請求項７又は８に記載の医療機器。
【請求項１０】
前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、
前記第２のレジストレーション及び／又は前記蓄積量データを決定することの失敗を記述する失敗を検出し、
前記失敗が検出される場合、前記グラフィカルユーザインタフェース内に失敗通知をレンダリングする、
ようにさせる、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１１】
前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、
前記蓄積量データ及び／又は前記１又は複数の解剖学的基準を前記医用画像にレジストレーションすることの失敗を記述する追跡失敗を検出し、
前記追跡失敗が検出される場合、前記グラフィカルユーザインタフェース内に変更された蓄積量データ及び／又は提示をレンダリングする、
ようにさせる、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１２】
前記治療システムは、高密度焦点式超音波、無線周波数加熱システム、マイクロ波焼灼システム、温熱治療システム、レーザ焼灼システム、赤外線焼灼システム、組織加熱システム、放射線療法システム、ガンマナイフ、帯電粒子治療システム、及放射線治療システムのうちのいずれか１つである、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１３】
前記医用画像システムは、コンピュータ断層撮像システム、磁気共鳴撮像システム、及び超音波診断撮像システムのうちのいずれか１つである、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１４】
前記医用画像システムは磁気共鳴撮像システムであり、前記治療システムは高密度焦点式超音波システムであり、前記磁気共鳴撮像システムは、熱磁気共鳴データを取得するよう更に動作し、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、
前記熱磁気共鳴データを取得するよう前記磁気共鳴撮像システムを制御し、
前記熱磁気共鳴データから加熱量マップを決定し、前記蓄積量データは少なくとも部分的に前記加熱量マップから構築される、
ようにさせる、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１５】
前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、
前記医用画像に治療状態データをレジストレーションし、
前記グラフィカルユーザインタフェース内に前記治療状態データをレンダリングし、前記治療状態データは前記医用画像に重ね合わされ、前記治療状態データは治療ゾーンの動きの予測モデル、ビーム方向像からの多葉コリメータのリーフの位置、前記治療計画からの等線量曲線、目標の輪郭、危機的解剖学的構造、及びそれらの組み合わせのうちのいずれか１つを有する、
ようにさせる、請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の医療機器。
【請求項１６】
コンピュータプログラムであって、医療機器を制御するプロセッサによる実行のための機械実行可能命令を有し、前記医療機器は撮像ゾーンから医用画像データを取得する医用画像システムを有し、前記医療機器は治療ゾーンにエネルギを堆積させる治療システムを更に有し、前記治療ゾーンは前記撮像ゾーン内にあり、前記治療システムは被検者にエネルギを堆積させるよう動作し、前記医療機器はオペレータにグラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイを更に有し、前記グラフィカルユーザインタフェースは停止コマンドを受信するよう動作し、前記命令の実行は前記プロセッサに、基準位置の選択を受信させ、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準の選択を受信させ、前記命令の実行はさらに前記プロセッサに、繰り返し、
治療計画に従って前記被検者にエネルギを堆積させるよう前記治療システムを制御し、
前記医用画像データを取得するよう前記医用画像システムを制御し、
前記医用画像データを用いて医用画像を再構成し、
少なくとも部分的に、前記被検者にエネルギを堆積させるよう前記治療システムを制御することから、蓄積量データを決定し、前記蓄積量データは前記医用画像にレジストレーションされ、
前記基準位置を前記医用画像にレジストレーションする第１のレジストレーションを決定し、
前記１又は複数の解剖学的基準を前記医用画像にレジストレーションする第２のレジストレーションを決定し、
前記グラフィカルユーザインタフェース内の所定の位置に前記基準位置を置くために、前記第１のレジストレーションを用いて前記グラフィカルユーザインタフェース内に前記医用画像をレンダリングし、前記第１のレジストレーションは、前記被検者が動く場合に、前記基準位置を前記グラフィカルユーザインタフェース内の同じ位置に表示させ、
前記第２のレジストレーションを用いて前記グラフィカルユーザインタフェース内に前記１又は複数の解剖学的基準の提示をレンダリングし、
前記グラフィカルユーザインタフェース内に前記蓄積量データをレンダリングし、前記蓄積量データは前記医用画像に重ね合わされ、
前記停止コマンドが受信される場合、前記被検者へのエネルギの前記堆積を停止するよう前記医用画像システムを制御し、
前記グラフィカルユーザインタフェースにテンプレート表示ツールを表示し、前記テンプレート表示ツールは、少なくとも１つのテンプレート化された表示面位置を選択させるよう動作し、
前記少なくとも１つのテンプレート表示面位置に従って前記医用画像をレンダリングする、
ようにさせる、コンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療機器を制御するためのグラフィカルユーザインタフェースに関し、特に、治療の停止又は一時停止についての認識負担を低減するために、ディスプレイに医用画像を表示することに関する。
【背景技術】
【０００２】
呼吸又は蠕動運動による組織の動きは、望ましくない副作用を生じ、該動きに関連しない治療装置の効果を妨げてしまう。例えば、装置は線形加速器及び高密度焦点式超音波トランスデューサである。自動動き補正は、治療計画に関して、動きに関連する欠陥を除去しようとする。このような補正は、外部センサ（例えば、呼吸／ＥＣＧセンサ）又は画像モダリティ（ＭＲＩナビゲータ及びＵＳスペックル追跡を含む、ＭＲＩ、超音波）と共に準備される。
文献「Computational  tool  for  MRI-guided  thermal  therapy」、G.Zouridakis、N.Bagrecha、WSEAS  Transactions  on  systems  ３（２００４）２３０８−２３１２（Ｄ１は、例えば犬の脳の構造画像にオーバーラップされる静的加熱量分布に言及しているのみである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、医療機器を制御するためのグラフィカルユーザインタフェースを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、独立請求項で医療機器及びコンピュータプログラムを提供する。実施形態は、従属請求項で定められる。
【０００５】
当業者に理解されるように、本発明の態様は、装置、方法、又はコンピュータプログラムとして具現化されても良い。したがって、本発明の態様は、全体がハードウェアの実施形態、全体がソフトウェアの実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコード、等を含む）、又は本願明細書では概して「回路」、「モジュール」若しくは「システム」と称され得るソフトウェアとハードウェアの態様の組合せの実施形態の形式を取っても良い。さらに、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ実行可能コードを有する１又は複数のコンピュータ可読媒体で具現化されるコンピュータプログラムの形式を取っても良い。
【０００６】
１又は複数のコンピュータ可読媒体の如何なる組合せが用いられても良い。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読信号媒体又はコンピュータ可読記憶媒体であっても良い。本願明細書で用いられる「コンピュータ可読記憶媒体」は、コンピューティング装置のプロセッサにより実行可能な命令を格納できる如何なる有形記憶媒体も含む。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読非一時的記憶媒体として表されても良い。コンピュータ可読記憶媒体は、有形コンピュータ可読媒体として表されても良い。幾つかの実施形態では、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピューティング装置のプロセッサによりアクセス可能なデータを格納できても良い。コンピュータ可読記憶媒体の例は、フロッピディスク、磁気ハードディスクドライブ、固体ハードディスク、フラッシュメモリ、ＵＳＢサムドライブ、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、光ディスク、光磁気ディスク、プロセッサのレジスタファイルを含むが、これらに限定されない。光ディスクの例は、ＣＤ（Compact  Disk）、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＷ又はＤＶＤ−Ｒディスクを含む。コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ装置によりネットワーク又は通信リンクを介してアクセス可能な種々の記録媒体も表す。例えば、データはモデムを介して、インターネットを介して、又はローカルエリアネットワークを介して読み出されても良い。コンピュータ可読媒体上に具現化されるコンピュータ実行可能コードは、無線、有線、光ファイバケーブル、ＲＦ等又はこれらの如何なる適切な組合せを含むがこれらに限定されない如何なる適切な媒体を用いて送信されても良い。
【０００７】
コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンドで又は搬送波の一部として具現化されるコンピュータ実行可能コードを有する伝搬されるデータ信号を有しても良い。このような伝搬される信号は、電磁、光、又はそれらの如何なる適切な組合せを含むがこれらに限定されない種々の形式のうちの如何なる形式を取っても良い。コンピュータ可読信号媒体は、コンピュータ可読記憶媒体ではなく及び命令実行システム、機器若しくは装置により若しくはそれと接続して使用するためにプログラムを通信、伝搬又は送信できる如何なる適切なコンピュータ可読媒体であっても良い。
【０００８】
「コンピュータメモリ」又は「メモリ」は、コンピュータ可読記憶媒体の一例である。コンピュータメモリは、プロセッサに直接アクセス可能な如何なるメモリであっても良い。「コンピュータ記憶装置」又は「記憶装置」は、コンピュータ可読記憶媒体の更なる一例である。コンピュータ記憶装置は、如何なる不揮発性コンピュータ可読記憶媒体であっても良い。幾つかの実施形態では、コンピュータ記憶装置は、コンピュータメモリを含んでも良い。或いは逆も同様である。
【０００９】
本願明細書で用いられるように「プロセッサ」は、プログラム又は機械実行命令又はコンピュータ実行可能コードを実行可能な電子部品を包含する。「プロセッサ」を有するコンピューティング装置への言及は、場合によっては１より多いプロセッサ又はプロセッサコアを含むとして解釈されるべきである。プロセッサは、例えばマルチコアプロセッサであっても良い。プロセッサは、単一のコンピュータシステム内の又は複数のコンピュータシステムの間に分散されたプロセッサの集合も表し得る。用語コンピューティング装置は、場合によっては、それぞれ１又は複数のプロセッサを有するコンピューティング装置の集合体又はネットワークを表すとして解釈されるべきである。コンピュータ実行可能コードは、同一のコンピューティング装置内にある又は複数のコンピューティング装置に渡って分散され得る複数のプロセッサにより実行されても良い。
【００１０】
コンピュータ実行可能コードは、機械実行可能命令又はプロセッサに本発明の態様を実行させるプログラムを有しても良い。本発明の態様の動作を実行するためのコンピュータ実行可能コードは、Ｊａｖａ（登録商標）、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語及びＣプログラミング言語若しくは類似のプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む１又は複数のプログラミング言語の組合せで記述され、機械実行可能命令にコンパイルされても良い。幾つかの場合には、コンピュータ実行可能コードは、高級言語の形式又は未コンパイル形式であっても良く、オンザフライで機械実行可能命令を生成するインタプリタと共に用いられても良い。
【００１１】
コンピュータ実行可能コードは、完全にユーザのコンピュータで、部分的にユーザのコンピュータで、スタンドアロン型ソフトウェアパッケージとして、部分的にユーザのコンピュータで及び部分的にリモートコンピュータで、又は完全にリモートコンピュータ若しくはサーバで実行されても良い。後者のシナリオでは、リモートコンピュータは、ＬＡＮ（local  area  network）又はＷＡＮ(wide  area  network)を含む如何なる種類のネットワークを通じてユーザのコンピュータに接続されても良く、或いは（例えば、インターネットサービスプロバイダを用いてインターネットを通じて）外部コンピュータへの接続が生成されても良い。
【００１２】
本発明の態様は、本発明の実施形態による方法、装置（システム）及びコンピュータプログラムのフローチャート、図及び／又はブロック図を参照して記載される。フローチャート、図、及び／又はブロック図のブロックの各ブロック又はブロックの一部は、適切な場合には、コンピュータ実行可能コードの形式でコンピュータプログラム命令により実装できることが理解される。さらに、相互に排他的でないとき、異なるフローチャート、図、及び／又はブロック図内のブロックの組合せは結合されても良いことが理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、汎用目的コンピュータ、特定目的コンピュータ、又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサに提供され、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のプロセッサにより実行される命令がフローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を生成する機械を実現するようにしても良い。
【００１３】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置に特定の方法で機能するよう指示できるコンピュータ可読媒体に格納されても良く、コンピュータ可読媒体に格納された命令は、フローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロック内で指定される機能／動作を実施する命令を含む製造品を生成するようにしても良い。
【００１４】
コンピュータプログラム命令は、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置にロードされて、コンピュータ、他のプログラマブルデータ処理装置、又は他の装置で入り連の動作ステップを実行させ、コンピュータが実施する処理を実現し、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置で実行する命令がフローチャート及び／又はブロック図の１又は複数のブロックで指定される機能／動作を実施する処理を提供するようにしても良い。
【００１５】
本願明細書で用いられる「ユーザインタフェース」は、ユーザ又はオペレータにコンピュータ又はコンピュータシステムとの相互作用を可能にするインタフェースを含む。「ユーザインタフェース」は、「ヒューマンインタフェース装置」として表されても良い。ユーザインタフェースは、情報又はデータをオペレータに提供し及び／又は情報又はデータをオペレータから受信しても良い。ユーザインタフェースは、オペレータからの入力をコンピュータにより受信させ、ユーザにコンピュータからの出力を提供しても良い。言い換えると、ユーザインタフェースは、オペレータにコンピュータを制御又は操作させても良い。また、インタフェースは、コンピュータにオペレータの制御又は操作の効果を示させても良い。ディスプレイ又はグラフィカルユーザインタフェースへのデータ又は情報の表示は、オペレータへのデータの提供の一例である。キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、グラフィックタブレット、ジョイスティック、ゲームパッド、ウェブカメラ、ヘッドセット、ギアスティック、ステアリングホイール、ペダル、有線グローブ、ダンスパッド、リモコン、加速度形を通じたデータの受信は、全て、オペレータからの情報又はデータの受信を可能にするユーザインタフェースコンポーネントの例である。
【００１６】
本願明細書で用いられる「ハードウェアインタフェース」は、コンピュータシステムのプロセッサに外部コンピューティング装置及び／又は機器と相互作用させ及び／又は制御させるインタフェースを含む。ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、制御信号又は命令を外部コンピューティング装置及び／又は機器へ送信させても良い。ハードウェアインタフェースは、プロセッサに、外部コンピューティング装置及び／又は機器とデータを交換させても良い。ハードウェアインタフェースの例は、ユニバーサルシリアルバス、ＩＥＥＥ１３９４ポート、パラレルポート、ＩＥＥＥ１２８４ポート、シリアルポート、ＲＳ２３２ポート、ＩＥＥＥ４８８ポート、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）コネクション、無線ローカルエリアネットワークコネクション、ＴＣＰ／ＩＰコネクション、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）コネクション、制御電圧インタフェース、ＭＩＤＩインタフェース、アナログ入力インタフェース、及びデジタル入力インタフェースを含むが、これらに限定されない。
【００１７】
本願明細書で用いられる「ディスプレイ」又は「ディスプレイ装置」は、画像又はデータを表示するために適応される出力装置又はユーザインタフェースを含む。ディスプレイは、視覚的、聴覚的、及び／又は触覚的データを出力しても良い。ディスプレイの例は、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、触覚電子ディスプレイ、点字スクリーン、陰極線管（ＣＲＴ）、蓄積管、Ｂｉｓｔａｂｌｅディスプレイ、電子ペーパ、ベクトルディスプレイ、平面パネルディスプレイ、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電子発光ディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、及びヘッドマウントディスプレイを含むが、これらに限定されない。
【００１８】
医用画像データは、本願明細書では、医用画像スキャナを用いて取得される２又は３次元データとして定められる。医用画像スキャナは、本願明細書では、患者の身体構造に関する情報を取得するために適応される装置として定められ、２次元又は３次元医用画像データのセットを構築する。医用画像データは、医師による診断に有用な視覚化を構築するために用いることができる。この視覚化は、コンピュータを用いて実行できる。
【００１９】
磁気共鳴（ＭＲ）データは、本願明細書では、磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによる原子スピンにより放射された無線周波数信号の記録された測定値であるとして定められる。磁気共鳴データは、医用画像データの一例である。磁気共鳴映像法（ＭＲＩ）画像は、本願明細書では、磁気共鳴画像化データに含まれる解剖学的データの再構成された２又は３次元の視覚化であるとして定められる。この視覚化は、コンピュータを用いて実行できる。
【００２０】
磁気共鳴データは、磁気共鳴画像化スキャン中の磁気共鳴装置のアンテナによる、磁気共鳴温度測定法で用いられ得る情報を含む原子スピンにより放出される無線周波数信号の測定を有しても良い。磁気共鳴温度測定は、温度感応パラメータの変化を測定することにより機能する。磁気共鳴温度測定中に測定され得るパラメータの例は、プロトン共鳴周波数シフト、拡散係数、又は磁気共鳴を用いて温度を測定するために用いることができるＴ１及び／又はＴ２緩和時間の変化である。個々のプロトン、水素原子が経験する磁場は周囲の分子構造に依存するので、プロトン共鳴周波数シフトは温度に依存する。温度の増加は、水素結合に影響を与える温度に起因する分子スクリーニングを減少させる。これは、プロトン共鳴周波数の温度依存性をもたらす。
【００２１】
プロトン密度は、平衡磁化に線形的に依存する。したがって、プロトン密度で重み付けされた画像を用いて温度変化を決定することが可能である。
【００２２】
緩和時間Ｔ１、Ｔ２及びＴ２スター（Ｔ２＊として記載される場合がある）も温度に依存する。したがって、熱又は温度マップを構築するために、Ｔ１、Ｔ２及びＴ２スターで重み付けされた画像の再構成を用いることができる。
【００２３】
温度は、水溶液中の分子のブラウン運動にも影響を与える。したがって、パルス拡散勾配スピンエコーのような拡散係数を測定可能なパルスシーケンスは、温度を測定するために用いることができる。
【００２４】
磁気共鳴を用いた温度測定の最も有用な方法のうちの１つは、水プロトンのプロトン共鳴周波数（proton  resonance  frequency：ＰＲＦ）を測定することによる。プロトンの共鳴周波数は、温度に依存する。ボクセル内の温度が変化するにつれ、周波数シフトは、水プロトンの測定された位相を変化させる。したがって、２つの位相画像の間の温度変化が決定できる。温度を決定するこの方法は、他の方法に比べて比較的速いという利点を有する。ＰＲＦ方法は、他の方法より詳細に本願明細書で議論される。しかしながら、本願明細書で議論する方法及び技術は、磁気共鳴画像化を有する温度測定を実行する他の方法にも適用可能である。
【００２５】
分光磁気共鳴画像データは、本願明細書では、複数の共鳴ピークを記述する情報を含む磁気共鳴撮像スキャン中に磁気共鳴装置のアンテナによる原子スピンにより放射された無線周波数信号の記録された測定値であるとして定められる。
【００２６】
例えば、分光磁気共鳴画像データは、絶対尺度の温度マップを生成できる温度マッピング方法に基づきプロトン分光（proton  spectroscopic：ＰＳ）画像化を実行するために用いることができる。したがって、この絶対尺度の温度マップは、温度較正を実行するために用いることができる。この方法は、プロトン共鳴周波数法としての水プロトン共鳴シフトの温度依存性という物理的原理に依存する。しかし、取得方法は異なる。周波数シフトは、磁気共鳴スペクトルから計算される。シフトは、水と基準プロトンピークの位置の相違から計算される。例えば、脂質内のプロトンの共鳴周波数はほとんど温度に依存しないことが知られており、一方で水プロトンピークは温度に対する線形依存性を有するので、、脂質内のプロトンは基準として用いられても良い。これは、ボクセル内で行われ得る。ボクセル内では、両方の組織種類が存在する。水及び脂質が同じボクセル内に存在しない場合、脂質以外の特定の他の組織種類を基準として用いることを試みても良い。成功しない場合、基準ピーク、従って温度データが利用可能でない幾つかのボクセルが存在しても良い。熱的治療により通常引き起こされる非常に局所的な温度上昇は明らかな例外として、体温は通常急速に空間的に変化することが予想されないので、補間及び／又は温度フィルタリングは、これらの状況を助けるために用いられても良い。基準ピークの利用は、フィールドのドリフト又はスキャン間の動きから方法を比較的独立にする。現在の方法ではスキャンは少なくとも１分程度の時間を要するので、ＰＳ法は、スキャン間の動き又はスキャン中の温度変化の影響を受け易い。時間及び空間の両方で、温度が一定である又は温度変動が小さい場合には、方法は有用な情報を生成できる。例えば、磁気共鳴に案内された高密度焦点式超音波（Magnetic  Resonance  Guided  High  Intensity  Focused  Ultrasound：ＭＲ−ＨＩＦＵ）では、サーモメータプローブを用いて測定される身体中央部温度として取り入れた空間的に一様な開始温度の使用とは反対に、ＰＳ法は、ＭＲ−ＨＩＦＵ又は他の温度処置の開始前に実際の身体の温度分布を提供するために用いることができる。代替で、ＰＳ法は、処置領域の外側の加熱処置間の累積温度のサニティチェックとして用いることができる。
【００２７】
本願明細書で用いられる「超音波ウインドウ」は、超音波又はエネルギに対して事実上透過なウインドウを包含する。通常、薄膜又は膜組織が超音波ウインドウとして用いられる。超音波ウインドウは、例えば、ＢｏＰＥＴ（Biaxially−oriented  polyethylene  terephthalate）を有しても良い。
【００２８】
一態様では、本発明は、撮像ゾーンから医用画像データを取得する医用画像システムを有する医療機器を提供する。医療機器は、治療ゾーンにエネルギを堆積させる（deposit）治療システムを更に有する。治療ゾーンは、撮像ゾーン内にある。治療システムは、被検者にエネルギを堆積させるよう動作する。治療システムは、種々の方法で治療ゾーンにエネルギを堆積させても良い。例えば、治療システムは、治療ゾーンにエネルギを堆積させるために無線周波数、マイクロ波、熱又は放射線を用いてエネルギを堆積させ得る。医療機器は、オペレータにグラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイを更に有する。グラフィカルユーザインタフェースは、停止コマンドを受信するよう動作する。本願明細書で用いられる停止コマンドは、治療システムに治療ゾーンへのエネルギの堆積を停止する及び／又は遅延させるコマンドを包む。医療機器は、医療機器を制御するプロセッサを更に有する。医療機器は、プロセッサによる実行のための機械実行命令を格納する記憶装置を更に有する。命令の実行は、プロセッサに、基準位置の選択を受信させる。基準位置は、被検者の特定の点、領域、又は堆積であっても良い。幾つかの例では、基準位置は治療ゾーンであっても良い。
【００２９】
命令の実行は、さらに、プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準の選択を受信させる。本願明細書で用いられる解剖学的基準は、解剖学的基準により識別される被検者の生体構造の領域を有しても良い。命令の実行は、さらに、プロセッサに、治療計画に従って被検者にエネルギを堆積させるよう治療システムを繰り返し制御させる。治療計画は、オペレータにより医療機器に入力されても良い。或いは、治療計画は予め準備されても良い。治療計画は、治療システムを作動させる命令、又は治療システムのために制御コマンドを生成するために用いられ得る他の詳細事項を含む。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像データを取得するよう医用画像システムを繰り返し制御させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像データを用いて医用画像を繰り返し再構成させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、少なくとも部分的に、被検者にエネルギを堆積させるよう治療システムを制御することから、蓄積量データを決定させる。蓄積量データを生成する又は決定するために用いられるデータは、例えば、治療計画に由来しても良く、或いは、フィードバックの観点から、制御パラメータ、画像、又は治療システムの一部であるセンサに由来しても良い。蓄積量データは、医用画像にレジストレーションされる。
【００３０】
命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像に対する基準位置をレジストレーションする第１のレジストレーションを繰り返し決定させる。第１のレジストレーションは、医用画像の位置を位置決めするために用いられる変換又はマッピングであっても良い。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像への１又は複数の解剖学的基準をレジストレーションする第２のレジストレーションを繰り返し決定させる。つまり、第２のレジストレーションは、医用画像内の解剖学的基準の位置を示すために用いられても良い。
【００３１】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース内の所定の位置に基準位置を置くために第１のレジストレーションを用いて、グラフィカルユーザインタフェース内で医用画像を繰り返しレンダリングさせる。グラフィカルユーザインタフェースに、医用画像が表示される又は医用画像の一部が表示される。第１のレジストレーションは、基準位置がグラフィカルユーザインタフェース上の知られている又は所定の位置にあるように、医用画像を変換又は変形するために用いられる。例えば、被検者が移動する場合でも、基準位置は常にグラフィカルユーザインタフェース内の同じ位置に表示される。
【００３２】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、第２のレジストレーションを用いてグラフィカルユーザインタフェース内の１又は複数の解剖学的基準の提示をレンダリングさせる。例えば、オペレータ又は医師は、医用画像のみを用いて解剖学的構造の位置を認識できない。命令の実行は、さらに、プロセッサに、第２のレジストレーションを用いてグラフィカルユーザインタフェース内の１又は複数の解剖学的基準の提示を繰り返しレンダリングさせる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース内に蓄積量データをレンダリングさせる。蓄積量データは、医用画像に重ね合わされる。蓄積量データは医用画像にレジストレーションされるので、蓄積量データは医用画像上の位置に表示される。したがって、医師又はオペレータは、集積線量が何かを知ることができる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェースから停止コマンドが受信される場合、被検者へのエネルギの堆積を停止するよう医用画像システムを制御させる。
【００３３】
本実施形態は、グラフィカルユーザインタフェース上でレンダリングされる上述のデータを提供し、停止コマンドを受信するよう動作するグラフィカルユーザインタフェースを提供し、治療システムの動作を手動で停止又は一時停止するユーザの認識負荷が有意に低減されるので、有利である。
【００３４】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、ユーザインタフェースから表示面位置データ及び方向データを受信させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、表示位置及び方向データを用いて、グラフィカルユーザインタフェース内で多面再構成スライスを表示するために医用画像データを補間させる。
【００３５】
本実施形態は、表示面位置により決定される補間された画像データの使用が、超音波処理又は加熱を停止するよう決定し又はユーザインタフェースを作動させることの認識負荷を更に低減するビューをユーザに提供できるので、有利である。
【００３６】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース上にテンプレート表示ツールを表示させる。テンプレート表示ツールは、少なくとも１つのテンプレート表示面位置を選択するよう動作する。命令の実行は、さらに、プロセッサに、表示面位置を自動的に位置決めするテンプレートパラメータとして目標ゾーン及び／又は解剖学的基準を用いて、少なくとも１つのテンプレート表示面位置に従って医用画像をレンダリングさせる。
【００３７】
別の実施形態では、テンプレート表示面は、線形加速器ビームビューであり、つまり目標ゾーンに中心があり且つ種々の方向から目標をカバーするために固定ガントリ角度に方向付けられる面であり、テンプレートパラメータは目標ゾーンレジストレーションである。その結果、目標ゾーンが移動し面が再レンダリングされる場合、ビームビューは目標ゾーンに中心があるように見える。本実施形態は、被検者が表示面に入ったり出たりして移動するためにユーザがちらつく画像に精神的に固定することを強いられないとき、目標ゾーンと共に移動するビームビューが認識負荷を低減するので、有利である。
【００３８】
別の実施形態では、テンプレート面は、基準位置と１又は複数の解剖学的基準のうちの少なくとも１つとの間の距離を表示するよう動作する。本実施形態は、数値の提供がグラフィカルユーザインタフェースを作動する認識負荷を更に低減するので、有利である。
【００３９】
別の実施形態では、テンプレート表示面は、基準位置と１又は複数の解剖学的基準のうちの少なくとも１つとの間の距離を表示するよう動作する。幾つかの実施形態では、これは、閲覧している面の個々の位置に関係なく、解剖学的構造の最悪罹患位置との間の最短距離であっても良い。
【００４０】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、基準位置及び１又は複数の解剖学的基準のうちの少なくとも１つを含む表示面を決定させる。医用画像は、少なくとも部分的に、表示面に沿ってレンダリングされる。
【００４１】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準オブジェクトをレンダリングさせる。したがって、１又は複数の解剖学的基準の位置が、複数の期間、表示される。本実施形態の実装は、幾つかの場合には、解剖学的基準の画像を何回も塗り付け又は示させる。解剖学的基準は、画像の追跡履歴及び任意的時間フィルタリングと共に示すことができる。オブジェクトは、追跡データの貼り付けられた累積オーバラップとして示される。
【００４２】
別の実施形態では、メモリは、被検者を記述する４次元画像セットを更に有する。これは、例えば、被検者の治療を計画する早い期間に又は検査中に予め取得された医用画像データであっても良い。１又は複数の解剖学的基準及び基準位置は、４次元画像セットにレジストレーションされる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像データを用いて位置データを決定させる。位置データは、被検者の循環運動を記述する。本願明細書で用いられる位置データは、被検者の動きの循環的特徴を決定するために用いられ得る如何なるデータも含む。例えば、磁気共鳴撮像では、位置データは例えばナビゲータであっても良く、或いは、被検者の小領域は画像化され被検者の全体的動き又は内部的動きを推定するために用いられる。例えば、隔膜の位置は、被検者の呼吸のフェーズを決定するために用いられても良い。同様の測定は、被検者の心臓の位置を決定するために用いられても良い。
【００４３】
命令の実行は、さらに、プロセッサに、位置データを用いて４次元画像セットのうちの３次元サブセットを選択させる。このステップでは、位置データは、被検者が被検者の循環運動中のどこに現在いるのかを決定し、それに対応する３次元サブセットを選択するために用いられる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、３次元サブセット及び１又は複数の解剖学的基準を単一画像としてグラフィカルユーザインタフェース内にレンダリングさせる。基準位置は、グラフィカルユーザインタフェース内の第２の所定の位置に置かれる。これは、幾つかの場合には、医用画像データを被検者の鮮明な画像を常に表示するために十分素早く取得することが出来ないとき、有利である。例えば、医用画像データは、被検者が循環運動中である場所を単に決定し、次に適切なデータを選択するために用いられても良い。
【００４４】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、繰り返し、４次元画像セットの少なくとも一部を医用画像で置換させる。システムを作動する過程の間、医用画像システムは、４次元画像セットの部分を置換するのに十分な十分高い解像度の医用画像データを取得しても良い。
【００４５】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準の位置が少なくとも被検者の循環運動の全期間の間表示されるように、１又は複数の解剖学的基準をレンダリングさせる。これは、エネルギが治療ゾーンに堆積されるとき、被検者の部分が循環的に動き得るので、非常に有利である。全期間に亘り解剖学的基準を示すことにより、オペレータは、解剖学的基準により示される領域が例えば治療ゾーンと共に移動する場合に、良好に計測できる。
【００４６】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、第２のレジストレーションの決定の失敗及び／又は蓄積量データの決定の失敗を記述する失敗を検出させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、失敗が検出された場合、グラフィカルユーザインタフェース内に失敗通知をレンダリングさせる。例えば、ユーザは、動き補正中の失敗、又は治療効果決定の問題に関して通知されても良い。これは、自動臓器及び／又は組織追跡が被追跡オブジェクトの位置及び／又は形状を十分な精度で位置を特定し又は決定するのに失敗するときであっても良い。これは、効果を計算するアルゴリズムが結果を生成できないときにも生じ得る。幾つかの実施形態では、通知は、グラフィカルユーザインタフェース内に表示される警告記号又はアイコンであって良い。
【００４７】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像に蓄積量データをレジストレーションする及び／又は１又は複数の解剖学的基準をレジストレーションするのに失敗したことを記述する追跡失敗を検出させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、追跡失敗が検出された場合、グラフィカルユーザインタフェース内に変更された蓄積量データ及び／又は提示をレンダリングさせる。例えば、ユーザは、１又は複数の解剖学的基準又は蓄積量データと共に動き補正中の失敗に関して通知されても良い。これらのオブジェクトのうちの１又は複数は、凍結された、つまりそれらが動かないように、及び異なる線種類と共に示されても良い。例えば、それらは、それらを適正に追跡されているオブジェクトから区別するために、点線及び／又は異なる色を有しても良い。
【００４８】
別の実施形態では、治療システムは、高密度焦点式超音波システムである。
【００４９】
別の実施形態では、治療システムは、無線周波数加熱システムである。
【００５０】
別の実施形態では、治療システムは、マイクロ波焼灼システムである。
【００５１】
別の実施形態では、治療システムは、温熱治療システムである。
【００５２】
別の実施形態では、治療システムは、レーザ焼灼システムである。
【００５３】
別の実施形態では、治療システムは、赤外線焼灼システムである。
【００５４】
別の実施形態では、治療システムは、組織加熱システムである。
【００５５】
別の実施形態では、治療システムは、放射線療法システムである。
【００５６】
別の実施形態では、治療システムは、ガンマナイフである。
【００５７】
別の実施形態では、治療システムは、帯電粒子治療システムである。本実施形態では、帯電粒子は、加速され治療ゾーンへ向けられる。
【００５８】
別の実施形態では、治療システムは、放射線治療治療システムである。
【００５９】
別の実施形態では、医用画像システムは、コンピュータ断層撮影法システムである。
【００６０】
別の実施形態では、医用画像システムは、磁気共鳴撮像システムである。
【００６１】
別の実施形態では、医用画像システムは、超音波診断撮像システムである。
【００６２】
別の実施形態では、医用画像システムは、磁気共鳴撮像システムである。治療システムは、高密度焦点式超音波システムである。磁気共鳴撮像システムは、熱磁気共鳴データを取得するよう更に動作する。命令の実行は、さらに、プロセッサに、熱磁気共鳴画像データを取得するよう磁気共鳴撮像システムを制御させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、熱磁気共鳴データから加熱量マップを決定させる。蓄積量データは、加熱量マップから構成される。
【００６３】
別の実施形態では、命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像に治療状態データをレジストレーションさせる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース内に治療状態データをレンダリングさせる。治療状態データは、医用画像に重ね合わされる。治療状態データは、治療ゾーンの動きの予測モデル、医用画像に重ね合わされたビーム方向像からの多葉コリメータのリーフの位置、治療計画からの等線量曲線、被検者内の目標の輪郭、重要な解剖学的構造、及びそれらの組合せのうちの如何なるものを有しても良い。
【００６４】
別の態様では、本発明は、医用機器を制御するプロセッサによる実行のための機械実行命令を有するコンピュータプログラムを提供する。医用機器は、撮像ゾーンから医用画像データを取得する医用画像システムを有する。医療機器は、治療ゾーンにエネルギを堆積させる治療システムを更に有する。治療ゾーンは、撮像ゾーン内にある。治療システムは、被検者にエネルギを堆積させるよう動作する。医療機器は、オペレータにグラフィカルユーザインタフェースを表示するディスプレイを更に有する。グラフィカルユーザインタフェースは、停止コマンドを受信するよう動作する。命令の実行は、プロセッサに、基準位置の選択を受信させる。命令の実行は、プロセッサに、１又は複数の解剖学的基準の選択を受信させる。
【００６５】
命令の実行は、さらに、プロセッサに、治療計画に従って被検者にエネルギを堆積させるよう治療システムを繰り返し制御させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像データを取得するよう医用画像システムを繰り返し制御させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像データを用いて医用画像を繰り返し再構成させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、少なくとも部分的に、被検者にエネルギを堆積させるよう治療システムを制御することから、蓄積量データを繰り返し決定させる。ここで、蓄積量データは、医用画像にレジストレーションされる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像への参照位置をレジストレーションする第１のレジストレーションを繰り返し決定させる。
【００６６】
命令の実行は、さらに、プロセッサに、医用画像への１又は複数の解剖学的基準をレジストレーションする第２のレジストレーションを繰り返し決定させる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース内の所定の位置に基準位置を置くために第１のレジストレーションを用いて、グラフィカルユーザインタフェース内で医用画像を繰り返しレンダリングさせる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、第２のレジストレーションを用いてグラフィカルユーザインタフェース内の１又は複数の解剖学的基準の提示を繰り返しレンダリングさせる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェース内に蓄積量データを繰り返しレンダリングさせる。蓄積量データは、医用画像に重ね合わされる。命令の実行は、さらに、プロセッサに、グラフィカルユーザインタフェースから停止コマンドが受信される場合、被検者へのエネルギの堆積を停止するよう医用画像システムを繰り返し制御させる。  
本発明の前述の実施形態のうちの１又は複数は、結合された実施形態が相互に排他的でない限り、結合されても良いことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
以下では、本発明の好適な実施形態は、単なる例として図面を参照して以下に説明される。  
【図１】本発明の一実施形態による方法を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態による医療機器を示す。
【図３】本発明の更なる実施形態による医療機器を示す。
【図４】グラフィカルユーザインタフェースに埋め込まれる表示面を示す。
【図５】本発明の一実施形態によるグラフィカルユーザインタフェースに組み込まれる表示面変更ツールを示す。
【図６】グラフィカルユーザインタフェースを用いて選択されるテンプレートを示す。
【図７】基準点に対して定められる位置を有する種々の画像面を示す。
【図８】閲覧面の選択を示す。
【図９】グラフィカルユーザインタフェースの別の例を示す。
【図１０】グラフィカルオブジェクトがグラフィカルユーザインタフェース上に表示されるかを示す。
【図１１】グラフィカルユーザインタフェース内のオブジェクトの周期的運動を示す方法を示す。
【図１２】解剖学的基準の時間に渡る動きを説明するために解剖学的基準を表示する方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６８】
図中の同様の符号を付された要素は、等価な要素か又は同じ機能を実行する。前述の要素は、機能が等価な場合には後述の図で必ずしも議論されない。
【００６９】
図１は、本発明の一実施形態による方法を示すフロー図である。先ず、ステップ１００で、基準位置が受信される。これは、例えば、グラフィカルユーザインタフェースから受信される。または、これは、メモリから若しくは別のコンピュータシステムから受信されるデータであっても良い。同様に、ステップ１０２で、解剖学的基準が受信される。解剖学的基準は、基準位置が受信されたのと同じ方法で受信されても良い。幾つかの実施形態では、基準位置及び解剖学的基準は、治療計画の部分内で受信される。次に、ステップ１０４で、エネルギは、治療システムを用いて治療ゾーンに堆積される。次に、ステップ１０６で、医用画像データが取得される。ステップ１０４及び１０６は、同時に実行されても良く、又は互いに対して如何なる順序で実行されても良い。
【００７０】
次に、ステップ１０８で、医用画像は、医用画像データから再構成される。次に、ステップ１１０で、蓄積量データが決定される。これは、例えば、治療計画からのデータ、治療システムからの又は医用画像データを用いて行われた測定からのフィードバック、を用いて構築されても良い。次に、ステップ１１２で、医用画像を用いて第１のレジストレーションが決定される。次に、ステップ１１４で、医用画像を用いて第２のレジストレーションが決定される。第１のレジストレーションは、医用画像内の基準位置の場所を決定する。第２のレジストレーションは、医用画像内の１又は複数の解剖学的基準の位置を決定する。次に、ステップ１１６で、医用画像は、医用画像の配置を決定するために、基準位置を用いてグラフィカルユーザインタフェースにレンダリングされる。次に、ステップ１１８で、解剖学的基準は、グラフィカルユーザインタフェース内の医用画像と一緒に、その上若しくは下に、又はそれに重ね合わされてレンダリングされる。次に、ステップ１２０で、蓄積量データは、医用画像と一緒にレンダリングされる。この処理の如何なる部分の間に停止コマンド１２２が受信された場合、治療システムは、治療ゾーンへのエネルギの堆積を停止する。これは、例えば、エネルギの堆積における一時停止であっても良く、又は治療取り消しの中止であっても良い。停止コマンドが受信される場合、方法はステップ１２４に進み、治療の一時停止又は停止を表す。停止コマンドが受信されない場合、方法はステップ１０４に戻り、処理は、停止コマンドが受信されるまで又は治療全体が終了するまで、繰り返される。
【００７１】
図２は、本発明の一実施形態による医療機器２００を示す。医療機器２００は、撮像ゾーンを有する医用画像システム２０２を有する。医用画像システム２０２は、コンピュータ断層撮影システム、磁気共鳴撮像システム、及び超音波診断撮像システムを表し、表しても良いが、これらに限定されない。
【００７２】
医療機器２００は、治療ゾーン２０８にエネルギを堆積させる治療システム２０６を更に有する。治療ゾーン２０８は、撮像ゾーン２０４内にある。被検者２１０は、被検者支持体２１２上で横になっているように見える。被検者２１０は部分的に撮像ゾーン２０４内に存在し、治療ゾーン２０８は被検者２１０の範囲内にある。これは、治療システム２０６が、治療ゾーン２０８により示される被検者２１０の部分にエネルギを向けることを可能にする。治療システム２０６は、高密度焦点式超音波システム、無線周波数加熱システム、マイクロ波焼灼システム、温熱治療システム、レーザ焼灼システム、赤外線焼灼システム、組織加熱システム、放射線療法システム、ガンマナイフ、帯電粒子治療システム、及び放射線治療システムを表すことを意図し、表しても良いが、これらに限定されない。
【００７３】
医用画像システム２０２及び治療システム２０６は、コンピュータシステム２１４のハードウェアインタフェース２１６に結合されているように見える。コンピュータシステム２１４は、ハードウェアインタフェース２１６に結合されるプロセッサ２１８を更に有する。プロセッサ２１８は、ユーザインタフェース２２０、コンピュータ記憶装置２２２及びコンピュータメモリ２２４に更に結合される。ハードウェアインタフェース２１６は、プロセッサ２１８が医療機器２００の動作及び機能を制御することを可能にする。コンピュータ記憶装置２２２は、治療計画２３０を有するとして示される。治療計画２３０は、治療システム２０６を制御するために用いられ得る命令を有し、又は治療システム２０６を制御するコマンドを生成するために有用な情報を有する。コンピュータ記憶装置２２２は、基準位置２３２の選択を有するように更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、解剖学的基準２３４の選択を有するように更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、医用画像システム２０２で取得される医用画像データ２３６を含むよう更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、医用画像データ２３６から再構成される医用画像２３８を有するよう更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、治療計画２３０、医用画像２３８及び／又はプロセッサ２１８により治療システム２０８から受信されたデータを用いて計算された蓄積量データ２４０を有するよう更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、基準位置２３２を医用画像２３８にレジストレーションする第１のレジストレーション２４２を有するよう更に示される。コンピュータ記憶装置２２２は、解剖学的基準２３４の位置を医用画像２３８にレジストレーションする第２のレジストレーションを有するよう更に示される。
【００７４】
コンピュータメモリ２２４は、制御モジュール２５０を有するよう示される。制御モジュール２５０は、プロセッサ２１８に医療機器２００全体の動作及び機能を制御させるコンピュータ実行可能コードを有する。例えば、制御モジュール２５０は、医用画像システム２０２及び治療システム２０６を直接制御するコマンドを生成するために用いられても良い。さらに、コンピュータメモリ２２４は、画像再構成モジュール２５２を有するよう更に示される。画像再構成モジュール２５２は、プロセッサ２１８に医用画像データ２３６から医用画像２３８を生成させるコンピュータ実行可能コードを有する。さらに、コンピュータメモリ２２４は、画像レジストレーションモジュール２５４を有するとして示される。画像再構成モジュール２５４は、プロセッサ２１８に第１のレジストレーション２４２及び第２のレジストレーション２４４を医用画像２３８から生成させるコンピュータ実行可能コードを有する。
【００７５】
コンピュータ記憶装置２２４は、投与量計算モジュール２５６を更に有する。投与量計算モジュール２５６は、プロセッサ２１８に蓄積量データ２４０を計算させるコンピュータ実行可能コードを有する。コンピュータメモリ２２４は、グラフィカルユーザインタフェースモジュール２５８を更に有する。グラフィカルユーザインタフェースモジュール２５８は、プロセッサ２１８にグラフィカルユーザインタフェース２６２を生成しディスプレイ２６０に表示させるコンピュータ実行可能コードを有する。
【００７６】
ユーザインタフェース２２０は、ディスプレイ２６０に結合されるとして示される。ディスプレイ２６０は、グラフィカルユーザインタフェース２６２をレンダリングしている。グラフィカルユーザインタフェース２６２は、医用画像２６４のレンダリングである。医用画像２６４上に、基準位置２６８が示されても良い。幾つかの実施形態では、基準位置２６８は、治療ゾーンの位置でもある。蓄積量データ２４０のレンダリングである蓄積量データ２７０は、医用画像２６４に重ね合わされているとして示される。基準位置２６８に隣接するのは、解剖学的基準２７２を表す楕円２７２である。グラフィカルユーザインタフェース２６２の別の部分には、オペレータ又は医師が一時的に操作を停止できる、又は治療システム２０６を停止することにより治療全体を停止できるようにする停止ボタン２７４がある。
【００７７】
図３は、本発明の一実施形態による医療機器３００を示す。医療機器３００は、医用画像システムである磁気共鳴撮像システム３０２を有する。磁気共鳴撮像システム３０２は、磁石３０４を有するとして示される。磁石３０４は、その中央を通じる穴３０６を有する円筒形超電導磁石である。磁石３０４は、超電導コイルを有する、液体ヘリウムで冷却された低温保持装置を有する。永久又は抵抗性磁石を用いることも可能である。異なる種類の磁石の使用も可能である。例えば、分割円筒形磁石と、所謂、開磁石との療法を用いることも可能である。分割円筒形磁石は、低温保持装置が２つの部分に分けられ、磁石の同種面にアクセスでき、したがって磁石が例えば帯電粒子ビーム治療と関連して用いることができる点を除き、標準的な円筒形磁石に類似している、開磁石は、２つの部分を有し、被検者を受け入れるのに十分な空間を間に有して一方が他方の上方にある。２つの部分の配置領域は、ヘルムホルツコイルの配置に似ている。開磁石は、被検者があまり制限されないので、一般的である。円筒形磁石の低温保持装置の内部には、超電導コイルの集合がある。円筒形磁石の穴の範囲内には、磁気共鳴撮像を実行するのに十分に磁界が強く均一な撮像ゾーン３０８がある。
【００７８】
磁石の穴の範囲内には、磁気共鳴データの取得用に磁石の撮像ゾーン内の磁気スピンを空間的に符号化するために用いられる傾斜磁場コイル３１０もある。傾斜磁場コイル３１０は、傾斜磁場コイル電源３１２に結合される。傾斜磁場コイルは、代表例である。通常、傾斜磁場コイルは、３つの直交空間方向において空間的符号化のために３個の別個のセットを含む。傾斜磁場電源３１２は、傾斜磁場コイルに電流を供給する。磁場コイルに供給される電流は、時間に応じて制御され、傾斜され（ramped）及び／又は振動され（pulsed）ても良い。
【００７９】
撮像ゾーン３０８に隣接して、無線周波数コイル３１４がある。無線周波数コイル３１４は、無線周波数通信機３１６に結合される。磁石３０４の穴の内部には、被検者支持体２１２の上に横たわり且つ部分的に撮像ゾーン３０８の範囲内に存在する被検者２１０がいる。
【００８０】
撮像ゾーン３０８に隣接して、撮像ゾーン３０８内の磁気スピンの方位を操作し及び撮像ゾーン内のスピンから無線送信を受信する無線周波数コイル３１４がある。無線周波数コイル３１４は、複数のコイル要素を有しても良い。無線周波数コイル３１４は、チャネル又はアンテナとして参照されても良い。無線周波数コイル３１４は、無線周波数通信機３１６に結合される。無線周波数コイル３１４及び無線周波数通信機３１６は、別個の送信コイル及び受信コイル、及び別個の送信機及び受信機により配置されても良い。無線周波数コイル３１４及び無線周波数通信機３１６は代表例であることが理解される。無線周波数コイル３１４は、専用送信アンテナ及び専用受信アンテナを表す。同様に、通信機３１６は、別個の送信機及び別個の受信機を表しても良い。
【００８１】
医療機器３００は、治療システムとして高密度焦点式超音波システムを更に有する。高密度焦点式超音波システムは、液体で満たされた室３２４を有する。液体で満たされた室３２４内には、超音波トランスデューサ３２６がある。この図には示されないが、超音波トランスデューサ３２６は、それぞれ個々の超音波ビームを生成できる複数の超音波トランスデューサ要素を有しても良い。これは、超音波トランスデューサ要素の各々に供給される交流電流の位相及び／又は振幅を制御することにより、超音波処理点２０８又は治療ゾーンの位置を電子的に操舵するために用いられても良い。超音波処理点２０８は、目標ゾーン３３４を超音波処理するために制御される。
【００８２】
超音波トランスデューサ３２６は、超音波トランスデューサ３２６を機械的に再配置させるメカニズム３２８に結合される。メカニズム３２８は、メカニズム３２８を作動させる機械的アクチュエータ３３０に結合される。機械的アクチュエータ３３０は、超音波トランスデューサ３２６に電力を供給する電源も表す。幾つかの実施形態では、電源は、個々の超音波トランスデューサ要素への電力の位相及び／又は振幅を制御しても良い。幾つかの実施形態では、機械的アクチュエータ／電源３３０は、磁石３２４の穴３２６の外部に配置される。
【００８３】
超音波トランスデューサ３２６は、以下に示すように経路３３２に沿って超音波を生成する。超音波３３２は、液体で満たされた室３２４を通り、超音波ウインドウ３３４を通る。本実施形態では、超音波は、次にゲルパッド３３６を通過する。ゲルパッド３３６は、必ずしも全ての実施形態に存在しないが、本実施形態では、ゲルパッド３３６を受けるために被検者支持体２１２に凹所がある。ゲルパッド３３６は、トランスデューサ３２６と被検者２１０との間の超音波出力の結合を助ける。ゲルパッド３３６を通過した後、超音波３３２は、被検者２１０を通過し、超音波処理点２０８に集中する。超音波処理点２０８は、目標ゾーン３３４内に集中している。超音波処理点２０８は、目標ゾーン３３４全体を治療するために、超音波トランスデューサ３２６の機械的な位置決めと超音波処理点２０８の位置の電子的な操舵との組合せを通じて移動されても良い。
【００８４】
傾斜磁場コイル電源３１２、無線周波数通信機３１６、及び高密度焦点式超音波システム３２２は、コンピュータシステム３２２のハードウェアインタフェース３２４に結合される。コンピュータシステム２１４及びその記憶装置２２２及びメモリ２２４のコンテンツは、図２のものと等価である。
【００８５】
図４は、グラフィカルユーザインタフェースに埋め込まれる表示面４００を示す。表示面４００は、医用画像２６４を有する。図には、基準位置である治療ゾーン２０８も示される。蓄積量レンダリング２７０が重ね合わされている。図には、幾つかの解剖学的基準２７２も示される。ナビゲータボックス４０２及びリアルタイム取得面４０４も図示される。
【００８６】
図５は、本発明の一実施形態によるグラフィカルユーザインタフェースに組み込まれる表示面変更ツール５００を示す。７つの現在の画像面５０２のグループが示される。目標５０４は、部分的な円により示される。５０６と付された面は、変更された画像面の位置を示す。画像面５０６は、移動され得る中心５０８を有する。面５０６は、面５０６を旋回軸５０８の周りに回転させる旋回軸ハンドル５１０も有する。
【００８７】
図６は、グラフィカルユーザインタフェースを用いて選択されるテンプレートを示す。図６では、円３０６は、磁気共鳴撮像システムの穴を表す。６００と付された線は、５つの固定角で閲覧される、例えば磁気共鳴撮像ＬＩＮＡＣビームに関連して定められ得る５つの面を表す。淡色表示面の線は、時間ｔ１における穴に対する面の絶対位置を示す。実線面の線は、時間ｔ２における穴に対するそれらの絶対位置を示す。両方のタイムスタンプで、面は、移動する目標ゾーンに中心を置いている。変換矢印は、面内目標ゾーン運動を示す。これらの面を選択することは、オペレータが閲覧する面を定める時間を節約し、定期的に再レンダリングされる画像内の目標ゾーン運動に含まれるフリッカを低減する。
【００８８】
図７は、基準点２０８に対して定められる位置を有する種々の画像面７００を示す。基準点が移動すると、面の位置の定義も自動的に移動される。
【００８９】
図８は、閲覧面の選択を示す。図８には、閲覧面８００がある。閲覧面は、治療ゾーン２０８を通過するよう位置決めされる。面８０２の中心は、治療ゾーン２０８の中心に位置付けられる。この辺りに、蓄積量データ２７０のレンダリングが重ね合わされる。リスク８０４の位置は、処理した領域の範囲内に部分的に存在するよう示される。治療ゾーン２０８に最も近い臓器８０４の領域は、領域８０６により示される。これは、臓器の危険領域８０６である。面８００は治療ゾーン２０８とリスク８０６にある臓器の領域との間の距離８０８を示すことが分かる。面８００に沿った医用画像データは、グラフィカルユーザインタフェースを作動する人の認識負荷を低減する。
【００９０】
図９は、グラフィカルユーザインタフェース２６２の別の例を示す。本例では、図４からの医用画像２６４が示される。本図には、幾つかの解剖学的基準２７２が示される。グラフィカルユーザインタフェース２６２は、オペレータにどのビューが示されるかの自動テンプレートを可能にする幾つかのテンプレート選択ボタン９００を有する。さらに、中断ボタン９０２及び一時停止ボタン９０４がある。中断ボタン９０２は治療を中断し、一時停止ボタン９０４は治療を一時停止する。図９には、医用画像２６４に重ね合わされて示される警告記号９０６も示される。警告記号９０６は、第２のレジストレーション及び／又は蓄積量データを決定する際の失敗を記述する失敗が検出されたとき、表示されても良い。
【００９１】
図１０は、グラフィカルオブジェクトがグラフィカルユーザインタフェース上に表示されるかを示す。オブジェクトの追跡又はレジストレーションが成功した場合、解剖学的基準の提示は、第１の方法で表示されても良い。図１０では、オブジェクト１０００は、追跡の成功を示す解剖学的基準の提示の一例である。１００２を付されたオブジェクトは、追跡されていない解剖学的基準の提示の一例である。例えば、境界は破線であっても良く、オブジェクトの内部は異なる色又は薄い色であっても良く或いはより透明であっても良い。
【００９２】
図１１は、グラフィカルユーザインタフェース内でオブジェクトがどのように周期的に運動するかを示す方法を示す。例えば、オブジェクト１１００は複数回１１０２示され、各回は被検者の周期的運動に対して異なる位相点におけるオブジェクト１１００の異なる位置を示す。これは、被検者の一部、例えば危機的な臓器が時間とともにどのように変化し治療ゾーンに対する位置を変えるかを示すので、有利である。
【００９３】
図１２は、解剖学的基準の時間に渡る動きを説明するために解剖学的基準を表示する方法を更に示す。輪郭１２００は、被検者の周期的運動に対する相対位相０を有する時間０における解剖学的基準を表す。被検者の運動のそれぞれ個々の周期の間、解剖学的オブジェクト１２００は、正確に同じ位置に戻らない。例えば、解剖学的オブジェクトの位置は、再度の位相０における時間１で、異なる位置１２０２に存在し得る。これは、解剖学的基準１２００、１２０２が異なる周期に渡りどのように移動するかを推定しようとするオペレータに相当な困難を与える。これに対する解決策は、幾つかの周期に渡り、解剖学的基準の位置を重ね合わせることである。輪郭１２０４は、位置１２００及び１２０２の合成である。これは、解剖学的基準がどうのように移動するかの良好な見解をオペレータに与え、グラフィカルユーザインタフェースを作動する際にオペレータに彼又は彼女の認識負荷を低減させることができる。
【００９４】
本発明の実施形態は、リアルタイム画像が結合され、ＬＩＮＡＣ投与量推定のような治療データ及び構造追跡データにオーバレイされる方法に関する。本発明の実施形態は、自動化された、テンプレート化されたスライス位置決め表示、移動するオブジェクトを表示するための基準のフレーム、及び追跡エラー及び追跡品質の視覚化を解決した。
【００９５】
動き補正は、間接的に及び／又は粗悪な信号品質の信号源から測定される。したがって、治療イベントの期間中に人間による監視があることが重要である。入力信号の異常は、視覚化され、治療を中断又は一時停止するために用いることができる。
【００９６】
本発明の実施形態は、画像セットが治療中にユーザに表示される方法に関する。画像セットは、先験的に取得された良好な診断品質の画像セットであり、有色オーバレイとして正確な治療効果を視覚化できる。効果は、ＭＲ−ＬＩＮＡＣでは今までに蓄積された推定投与量であり、ＨＩＦＵでは温度又は加熱量である。
【００９７】
一実施形態では、診断画像セット及び治療効果は、治療に関連する追跡された臓器及び組織を表示することにより補強される。これらのオブジェクトは、移動する交差線、可能な線ハイライトを有する半透明に満たされた交差領域、又は可能な交差線ハイライトを有する影付きセグメント化３Ｄオブジェクトとして表示され得る。３Ｄオブジェクトは、異なる影又は色（面外の動き）を有する表示面の上／下の部分に表示するために刷り込まれ得る。
【００９８】
別の実施形態では、診断画像セットは、先験的に取得された４Ｄ画像セットである。ユーザの選択した目標、例えば治療されるべき腫瘍は、入力するリアルタイム位置補正データに基づき位置を特定される。位置値は、質量中心、又は目標に関連する類似の良好に定められる位置であり得る。位置は、画像データを表示するための基準のフレームとして選択される。表示するために、４Ｄスーパーセットからの対応する３Ｄセットからスライスを選択するためにも用いられる。留意すべきことに、３Ｄセットは、方位の変化する２Ｄスライスの集合、及び単に単純な２Ｄスライスでもあり得る。ユーザにとって、これは、ユーザの選択した目標が表示面に固定され、形態（臓器及び組織）がその周りを移動するように見えることを意味する。
【００９９】
別の実施形態では、追跡されるオブジェクト及び治療効果のオーバレイは、固定目標表示に表示される。
【０１００】
別の実施形態では、ユーザは、表示面位置及び方位を変更できる。形態学的画像データは、相応して変更される任意のオブジェクト及びオーバレイと共に、複数面再構成スライスを所望の位置に表示するために補間される。
【０１０１】
別の実施形態では、先験的に取得した画像セットは、ユーザにより要求された表示面位置及び方位で新しい２Ｄスライス又は３Ｄ画像データをスキャンすることにより置換される。スキャンは、動き補正データ取得と交互にされ得る。
別の実施形態では、ユーザは、テンプレート化された表示面位置、例えばＭＲ−ＬＩＮＡＣでは自動的に表示され得る腫瘍の質量中心に中心のある５個の固定角のビームビューを選択するための対話型ツールを提供される。
【０１０２】
別の実施形態では、テンプレートは、ＭＰＲ又は新しく取得した画像データと共に、目標から近くの危機的構造までの面を計算できる。したがって、目標体積と危機的構造に与える推定最悪効果との間の最短距離は、アイテムの個々の位置に関係なく視覚化できる。追跡されたオブジェクト及び治療効果のオーバレイは、任意で、定められた面に表示できる。面方位は、患者への有害な影響に関する最大値を含むよう定められる。或いは、面は、放射線学若しくは神経学の習慣により方向付けられ、又はＭＲ−ＬＩＮＡＣでビームビューに沿うように治療装置の習慣に従って整列され得る。
【０１０３】
別の実施形態では、テンプレートは、２つのユーザが選択した任意のオブジェクト間の面を表示できる。したがって、構造に対する最悪効果の間の最短距離は、アイテムの個々の位置に関係なく視覚化される。
【０１０４】
別の実施形態では、ユーザは、動き補正における失敗又は治療効果決定問題について、つまり、自動臓器／組織追跡が十分な精度で追跡されたオブジェクトの位置及び／又は形状を特定又は決定するのに失敗すると、又は効果を計算するアルゴリズムが結果を生成できないとき、通知される。通知は、画像領域上の警告記号又はアイコンであり得る。
【０１０５】
別の実施形態では、ユーザは、追跡されたオブジェクトのグラフィック又は治療効果オーバレイにより、動き補正における失敗について通知される。オブジェクトは、異なる線種類（例えば、点線）及び／又は色（淡色若しくはより透明）で、凍結されたように示され得る。
【０１０６】
別の実施形態では、ユーザは、追跡されたオブジェクトのグラフィックにより動きの不確実性について通知される。オブジェクトは、任意的に時間でフィルタリングされ、追跡履歴と共に示され得る。ここで、オブジェクトは、追跡データの累積的オーバラップにより塗りつけられるように示される。
【０１０７】
別の実施形態では、累積的オーバラップは、オブジェクトの等価位相の履歴とオーバラップするために、周期的運動の位相を一致しようとする。
【０１０８】
本発明は図面及び上述の説明で詳細に説明されたが、このような図面及び説明は説明及び例であり、本発明を限定するものではない。本発明は開示された実施形態に限定されない。
【０１０９】
開示された実施形態の他の変形は、図面、詳細な説明、及び請求項を読むことにより、当業者に理解され請求項に記載された発明を実施する際に実施されうる。留意すべき点は、用語「有する（comprising）」は他の要素又は段階を排除しないこと、及び単数を表す語（a、an）は複数を排除しないことである。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求の範囲に記載された幾つかのアイテムの機能を満たしても良い。特定の量が相互に異なる従属請求項に記載されるという事実は、これらの量の組合せが有利に用いることが出来ないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するような、他のハードウェアと共に又はその一部として提供される光記憶媒体又は固体媒体のような適切な媒体に格納／分配されても良く、他の形式で分配されても良い。請求項中のいかなる参照符号も請求の範囲又は本発明の範囲を制限するものと考えられるべきではない。
【符号の説明】
【０１１０】
８００  閲覧面
８０２  面中心
８０４  リスクにある臓器
８０６  臓器の危機的領域
８０８  治療ゾーンと臓器との間の距離
９００  テンプレート選択ボタン
９０２  中断ボタン
９０４  一時停止ボタン
９０６  警告記号
１０００  成功した追跡
１００２  失敗した追跡
１１００  位置
１１０２  周期的運動に渡る位置
１２００  時間０、位相０
１２０２  時間１、位相０
１２０４  オブジェクト１２００と１２０２の組合せ
２００  医療機器
２０２  医用画像システム
２０４  撮像ゾーン
２０６  治療システム
２０８  治療ゾーン
２１０  被検者
２１２  被検者支持体
２１４  コンピュータシステム
２１６  ハードウェアインタフェース
２１８  プロセッサ
２２０  ユーザインタフェース
２２２  コンピュータ記憶装置
２２４  コンピュータメモリ
２３０  治療計画
２３２  基準位置の選択
２３４  解剖学的基準の選択
２３６  医用画像データ
２３８  医用画像
２４０  蓄積量データ
２４２  第１のレジストレーション
２４４  第２のレジストレーション
２５０  制御モジュール
２５２  画像再構成モジュール
２５４  画像レジストレーションモジュール
２５６  投与量計算モジュール
２５８  グラフィカルユーザインタフェースモジュール
２６０  ディスプレイ
２６２  グラフィカルユーザインタフェース
２６４  医用画像
２６８  基準位置
２７０  集積線量レンダリング
２７２  解剖学的基準
２７４  停止ボタン
３００  医療装置
３０２  磁気共鳴撮像システム
３０４  磁石
３０６  磁石の穴
３０８  撮像ゾーン
３１０  傾斜磁場コイル
３１２  傾斜磁場コイル電源
３１４  無線周波数コイル
３１６  無線周波数通信機
２２２  高密度焦点式超音波システム
３２４  液体で満たされた室
３２６  超音波トランスデューサ
３２８  メカニズム
３３０  機械的アクチュエータ／電源
３３２  超音波の経路
３３４  超音波ウインドウ
３３６  ゲルパッド
３３８  超音波処理点
４００  表示面
５００  表示面変更ツール
５０２  現在の画像面
５０４  目標
５０６  変更された画像面
５０８  旋回軸中心
５１０  旋回軸ハンドル
６００  テンプレート化された表示面
７００  閲覧面
【図１】
0006643899.tif 000002
【図２】
0006643899.tif 000003
【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】
0006643899.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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