(57)【要約】  放射線治療装置と共に使用するための監視システムは、その上に１つ又は複数の３次元突起部（３８）が設けられたターゲット面（３６ａ，３６ｂ）であって、各突起部（３８）は多数の平坦な側面（Ｓ）を有する、ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）と；ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）の画像を取得するように動作可能な立体カメラ（１４）と；立体カメラ（１４）によって取得されたターゲット面（３６ａ，３６ｂ）の画像を、空間内の定点に対する立体カメラ（１４）の位置及び向きを識別するデータと共に処理し、少なくとも１つ又は複数の３次元投影（３６ａ，３６ｂ）によって規定された平坦な側面（Ｓ）の空間内の定点に対する位置を決定するように動作可能な処理モジュール（２００）と；を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療装置と共に使用するための監視システムであって、当該監視システムは、
その上に１つ又は複数の３次元突起部（３８）が設けられたターゲット面（３６ａ，３６ｂ）であって、各突起部（３８）は多数の平坦な側面（Ｓ）を有する、ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）と、
該ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）の画像を取得するように動作可能な立体カメラ（１４）と、
前記立体カメラ（１４）によって取得された前記ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）の画像を、空間内の定点に対する前記立体カメラ（１４）の位置及び向きを識別するデータと共に処理して、少なくとも１つ又は複数の３次元投影（３６ａ，３６ｂ）によって規定された平坦な側面（Ｓ）の空間内の前記定点に対する前記位置を決定するように動作可能な処理モジュール（２００）と、を有する、
監視システム。
【請求項２】
前記３次元突起部（３８）のそれぞれの前記平坦な側面（Ｓ）は、特徴点（４０）を規定するように収束し、前記処理モジュール（２００）は、前記少なくとも１つ又は複数の３次元投影（３６ａ，３６ｂ）によって規定された前記特徴点（４０）の空間内の前記定点に対する前記位置を決定するように動作可能である、請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
監視され、長手方向軸線（Ｘ）を有する対象物（３０）をさらに有し、前記ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）は、前記対象物（３０）に固定され且つ該対象物と共に移動可能である、請求項１又は２に記載の監視システム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの３次元突起部（３８）は、複数の３次元突起部である、請求項１又は２に記載の監視システム。
【請求項５】
前記複数の３次元突起部（３８）のうちの１つが、前記複数の３次元突起部のうちの別のものとは異なるボリュームを有する、請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
前記複数の３次元突起部（３８）のうちの１つが、前記複数の３次元突起部（３８）のうちの別のものと異なる高さ（Ｈ）を有する、請求項５に記載の監視システム。
【請求項７】
前記３次元突起部（３８）は非対称のパターンで配置される、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の監視システム。
【請求項８】
前記ターゲット面は、第１のターゲット面（３６ａ）及び第２のターゲット面（３６ｂ）を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の監視システム。
【請求項９】
第１のターゲット面（３６ａ）及び第２のターゲット面（３６ｂ）は、長手方向軸線（Ｘ）の周りで前記対象物上の円周方向に離間される、請求項３に従属する場合の請求項８に記載の監視システム。
【請求項１０】
第１のターゲット面（３６ａ）及び第２のターゲット面（３６ｂ）は、それぞれ、互いに平行に延びる第１の軸線（ＦＡ１，ＦＡ２）と、それぞれの第１の軸線（ＦＡ１，ＦＡ２）に対して所定の角度で延びる第２の軸線（ＳＡ１，ＳＡ２）とを有する、請求項８又は９に記載の監視システム。
【請求項１１】
第１の軸線（ＦＡ１，ＦＡ２）は、それぞれの第２の軸線（ＳＡ１，ＳＡ２）に対し直交して延びる、請求項１０に記載の監視システム。
【請求項１２】
第１の軸線（ＦＡ１，ＦＡ２）は、それぞれ、前記対象物（３０）の長手方向軸線（Ｘ）に対して平行な方向に延びる、請求項３に従属する場合の請求項１０又は１１に記載の監視システム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのターゲット面（３６ａ，３６ｂ）上に所定のパターンを投影するプロジェクタ（４４）を含む、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の監視システム。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの３次元突起部（３８）はピラミッド（３８）である、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の監視システム。
【請求項１５】
前記ピラミッドは四角形のピラミッドである、請求項１４に記載の監視システム。
【請求項１６】
放射線治療システムであって、当該システムは、
治療装置（１２）と、
請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の監視システムと、を有する、
放射線治療システム。
【請求項１７】
監視システムと共に使用するためのターゲット面（３６ａ，３６ｂ）であって、該ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）は、その上に１つ又は複数の３次元突起部（３８）が設けられており、各突起部（３８）は複数の平坦な側面（Ｓ）を有する、
ターゲット面（３６ａ，３６ｂ）。
【請求項１８】
前記１つ又は複数の３次元突起部（１３８）のそれぞれが、その中に埋め込まれた球体（５０）を含む、請求項１７に記載のターゲット面（３６ａ，３６ｂ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関する。より具体的には、本発明は、放射線治療中の患者の位置付け及び監視に使用するための監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療法（ＲＴ）は、患者の身体の所定の領域に放射線ビームを投射して、その領域内に存在する腫瘍を破壊又は除去することから構成される。このような治療は、通常、周期的に且つ繰り返し行われる。各医学的介入において、選択された領域を可能な限り最も高い精度で照射するために、放射線源を患者に対して位置付けしなければならない。
【０００３】
既知のＲＴ装置は、生成された放射線ビームを治療アイソセンタと呼ばれるものに焦点を合わせ、且つ患者監視システムを用いて患者の位置を監視し、アイソセンタが治療される腫瘍と一致するのを確実にするように較正される。そのような監視システムは、患者の位置を追跡可能な１つ又は複数の立体カメラを含むことが多い。患者が機械的カウチ（couch）に横たわっている場合に、監視システムの制御下で、機械的カウチは、アイソセンタを腫瘍に焦点合わせするように患者を正しい位置に位置付けする。
【０００４】
立体カメラは、患者の身体の自然の特徴部又は患者の表面に適用される物理的なマーカーを監視する。カメラは、一般に、治療室の天井から吊り下げられた固定位置にあり、患者から１．５〜２ｍ離して配置される。固定位置とすることにより、治療アイソセンタに対する患者の相対位置を識別するようにカメラを較正することが可能になる。同時に、患者から離れているので、カメラは治療装置自体の障害にはならない。
【０００５】
定位手術の場合に、特に脳腫瘍を治療する場合に、放射線が周囲の健康な組織ではなく腫瘍に送達されるように、患者をＲＴ送達システムに対して非常に高い精度で位置付けすることが不可欠である。このため、定位置で手術を受けている患者の頭部は、治療中に患者が自分の頭部を動かすことができないように、フレーム又は顔面マスクによってカウチに確実に取り付けられる。
【０００６】
既存の患者監視システムは、高精度で患者を監視することができるが、そのようなシステムによって患者を監視できる更なる改善が所望されている。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の一態様によれば、放射線治療装置と共に使用するための監視システムが提供され、この監視システムは、その上に１つ又は複数の３次元突起部が設けられたターゲット面であって、各突起部は多数の平坦な側面を有する、ターゲット面と；ターゲット面の画像を取得するように動作可能な立体カメラと；立体カメラによって取得された少なくとも１つのターゲット面の画像を、空間内の定点（defined  point）に対する立体カメラの位置及び向きを識別するデータと共に処理して、１つ又は複数の３次元投影によって規定された平坦な側面の空間内の定点に対する位置を決定するように動作可能な処理モジュールと；を有する。
【０００８】
立体カメラを利用して多数の平坦な側面を有する３次元突起部を画像化することにより、３次元突起部の表面のモデルを作成することが可能になる。３次元突起部が多数の平坦な側面を有することが既知である場合に、平坦な面に対して最も適合した面が決定され、こうしてその平坦な面の位置及び向きを決定することができる。
【０００９】
一実施形態では、３次元突起部のそれぞれの平坦な側面は、点を規定するように収束し、処理モジュールは、少なくとも１つ又は複数の３次元投影によって規定される特徴点の空間内の定点に対する位置を決定するように動作可能である。
【００１０】
こうして、平坦な面に対応する最も適合した（複数の）面の交点によって、識別された点の位置を高い精度で決定することを可能にする。
【００１１】
多数の平坦な側面が特徴点を規定するように収束する３次元突起部の使用は、特徴点の位置の識別が、平坦な面上の複数の点の測定値から決定できることを意味する。こうして、特徴点の位置の測定は、多数のデータ測定値に依存し、従って、誤差が生じ難い。
【００１２】
さらに、平坦な面に対応する面の決定は、ターゲット面の相対的な向きを示すデータを与えることができる。
【００１３】
一実施形態では、ターゲット面は、頭部装着フレームに設けられ、患者の頭部の位置及び向きを決定することを可能にする。
【００１４】
複数の３次元突起部が設けられる場合に、複数の３次元突起部によって識別される特徴点の相対位置によって、ターゲット面の向きを決定することを可能にする。
【００１５】
好ましくは、異なる高さの突起部が設けられるか、又は突起部が非対称パターンで構成される。これは、異なる突起部の識別を簡素化し、ターゲット面の向きを一意的に決定できるという意味で好ましい。
【００１６】
いくつかの実施形態では、２つのターゲット面を円周方向に間隔を空けて配置してもよい。２つ以上のターゲット面を設けることにより、ターゲット面の少なくとも１つが立体視カメラに見える（visible）可能性が増大する。
【００１７】
本発明について、添付図面を参照して単に一例としてより具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態による監視システムを含む治療システムの斜視図である。
【図２】図１のシステムの概略側面図である。
【図３】監視される例示的なターゲット面が取り付けられた頭部フレームの斜視図である。
【図４】代替的なターゲット面の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１及び図２において、治療システム１０は、放射線治療法を適用する線形加速器又は放射線治療法を計画するためのＸ線シミュレータ等の治療装置１２、立体カメラ１４、及びコンピュータ１６を含む。この実施形態では、立体監視カメラ１４は、治療室の天井から吊り下げられており、患者及び治療装置１２から所定の距離（例えば、１．５〜２ｍ）離れている。
【００２０】
カメラ１４は、コンピュータ１６に無線で接続される（図２の破線で示される）。カメラは、物理的なワイヤを介してコンピュータ１６に接続してもよい。コンピュータ１６は、ワイヤ１８を介して治療装置１２にも接続される。
【００２１】
治療中に患者２２がその上に横たわる機械的カウチ２０が設けられる。治療装置１２及び機械的カウチ２０は、コンピュータ１６の制御下で、機械的カウチ２０と治療装置１２との相対位置が、横方向、垂直方向、長手方向及び回転方向に変化するように構成される。
【００２２】
図１に確認されるように、治療装置１２は本体２４を有しており、この本体からガントリ２６を延ばす。コリメータ２８が、治療装置１２の本体２４から離れた、ガントリ２６の端部に設けられる。放射線が患者２２に照射される角度を変化させるために、ガントリ２６は、コンピュータ１６の制御下で、治療装置１２の本体の中心を通る軸線を中心に回転するように構成される。さらに、ガントリ２６の端部でコリメータ２８を回転させることによって、治療装置による放射位置も変化させることができる。
【００２３】
ここで監視される例示的なターゲット面が取り付けられる頭部フレーム３０の斜視図である図３を参照すると、図３は、患者２２に固定され且つ次に機械的カウチに固定された、患者の頭部を機械的カウチ２０に対して固定位置及び向きで保持するリング形状の頭部装着フレーム３０を示す。頭部装着フレーム３０は、長手方向軸線Ｘを有し、且つ装着フレーム３０から略長手方向軸線Ｘの方向に延びる突起部３２と、治療を受ける患者２２の頭部２３を固定する固定ネジ３４とを含む。
【００２４】
第１のターゲット面３６ａ及び第２のターゲット面３６ｂが、頭部装着フレーム３０に固定される。第１のターゲット面３６ａ及び第２のターゲット面３６ｂは、長手方向軸線（Ｘ）の周りに距離Ｄだけ円周方向に間隔を空けて配置される。第１ターゲット面３６ａは、第１の軸線ＦＡ１と、第１の軸線ＦＡ１に対して直交する第２の軸線ＳＡ１とを有する。第２のターゲット面３６ｂは、第１の軸線ＦＡ２と、第１の軸線ＦＡ２に対して角度θの（この実施形態では直交する）第２の軸線ＳＡ２とを有する。第１のターゲット面３６ａの第１の軸線ＦＡ１は、第２のターゲット面３６ｂの第１の軸線ＦＡ２と平行である。代替実施形態では、ターゲット面を異なるように配置することができ、機械的カウチ及びガントリの可能な位置を考慮に入れて、十分なターゲット面を立体カメラで画像化して、（ターゲット）面を正確に追跡できるようにすることが重要である。
【００２５】
この実施形態の各ターゲット面３６ａ，３６ｂは、その上に設けられた４つの同一の四角形ベースのピラミッド３８を有する。各ピラミッド３８は、四角形のベース面と、等しい面積の側面Ｓとを有する。ピラミッド３８は、エッジＥＸのラインがターゲット面３６ａ，３６ｂの軸線Ｘの方向に平行に延び、且つエッジＥＸＰのラインが軸線Ｘに対して直交方向に、軸線Ｘから離間して延びるように四角形マトリックス内に対称的に配置される。各側面Ｓは、特徴点（point  feature）（ピラミッドの頂点）４０に向けて収束し、高さＨを有する。
【００２６】
以下に説明するように、ターゲット面３６ａ，３６ｂは、監視システムによってピラミッド３８の頂点４０に対応する点を非常に高い精度で識別できるように構成され、こうして治療中に患者の頭部の位置及び向きを非常に高い精度で監視することができる。
【００２７】
図１及び図２に再び参照すると、カメラ１４は、遠位位置で天井に取り付けられ、カメラ１４がターゲット面３６ａ，３６ｂと直接的に見通し状態（line  of  sight）になることを保証する視野４０（図１参照）を有する。
【００２８】
カメラ１４は、ＲＴシステムにおいて治療装置及び患者等の対象物を監視する際に使用される周知の立体カメラであるので、ここでは詳細には説明しないが、スペックル・プロジェクタ４４（図２）が（モジュールを形成するために）カメラ１４と一体化されるものであり、一般にモジュール内に含まれるＣＭＯＳアクティブ画素センサ又は電荷結合素子（図示せず）等の画像検出器の前に配置された２つのレンズ４６Ｌ，４６Ｒを含む。画像検出器は、レンズ４６Ｌ，４６Ｒの背後に配置され、ターゲット面３６ａ，３６ｂの画像を捕捉する。スペックル・プロジェクタ４４は、２つのレンズ４６Ｌ，４６Ｒの間に位置付けられ、且つ赤外線の擬似ランダムスペックルパターンでピラミッド３８を照射するように配置され、それによりピラミッド３８の画像が２つの画像検出器によって捕捉されると、捕捉された画像の対応する部分を区別することができる。この目的のために、スペックル・プロジェクタ４４は、ＬＥＤ等の光源と、フィルム上に印刷された疑似ランダムスペックルパターンを有するフィルムとを含む。使用時には、光源からの光がフィルムを介して投影され、その結果、明暗領域から構成されるパターンがピラミッド３８の面Ｓに投影される。次に、捕捉された画像を処理して、ピラミッド３８の表面上の点のセットの位置及び向きを決定することができる。
【００２９】
コンピュータ１６がカメラ１４から受信した画像を処理するために、コンピュータ１６は、ディスク上に設けられたソフトウェアによって、又は通信ネットワークを介して処理モジュール２００への電気信号を受信することによって構成される。処理モジュール２００は、カメラ１４からの画像を処理して、ピラミッド３８、従って患者２２の位置及び向きを決定することができる。
【００３０】
頭部フレームの位置及び向き、従って患者２２の位置及び向きは、以下のように取得される。
【００３１】
最初に、カメラ１４は、カメラからの画像を処理し、それらの画像内に捕捉された対象物の位置及び向きを決定できるように較正される。そのためには、画像が実世界での距離に関連するように、カメラの様々な内部パラメータ（例えば、焦点距離、レンズ収差等）を決定する必要がある。
【００３２】
簡潔に述べると、アルミニウムや鋼等の平坦な剛性材料の４０×４０ｃｍのシート等の較正シートの形態のキャリブレーション対象物が提供され、そのシートの表面上の既知の位置に円の２０×２０マトリックスのパターンが示される。さらに、較正シートの中心に向けて、４つの円に隣接する４つのより小さいマーカーがあり、それらマーカーの中心は一緒に既知の大きさの四角形の四隅を特定する。較正シートの画像は、位置決定モジュールによって取得及び処理さ、画像内の４つのマーカーの位置及びそれらの関連する円を画像内で識別する。画像内のマーカーによって識別された円の相対位置から、較正シートの相対的な向きに起因する画像内の平行四辺形のコーナー部を規定する識別された円の推定中心を説明する射影変換が決定され、カメラ１４のレンズ４６Ｌ，４６Ｒは画像を取得する。オプションで、円の中心の推定位置の精度をさらに高めるために、計算された変換が、識別された円のそれぞれに順番に適用され、円の楕円形を変換する。次に、４つの円の中心の位置は、変換された円の中心を特定し、逆変換を利用して元の（original）画像における推定円の中心の対応する位置を決定することによって決定される。較正シート上の円の各表現の全ての中心の座標が画像に対して計算されたとき、追跡カメラのレンズの相対的な向きは、”A  Versatile  Camera  Calibration  Technique  for  High-Accuracy  3D  Machine  Vision  Metrology  Using  Off  the  Shelf  TV  Cameras  and  Lenses”,  Roger  Tsai,  IEEE  Journal  of  Robotics  and  Automation,  Vol.  Ra-3,  No.4,  August  1987に詳細に記載されるように、画像内のこれらの点の相対位置及び較正シートの表面上のこれらの円の既知の相対位置から計算することができる。さらに、個々の画像内の点の相対位置から、カメラ画像内の焦点距離及び歪曲収差等の内部カメラパラメータも決定することができる。
【００３３】
カメラ１４のレンズの相対位置及びカメラ画像に存在するレンズ収差を決定した後に、次のステップは、治療装置１２のアイソセンタに対するカメラ１４の位置及び向きを決定することである。
【００３４】
これは、既知のサイズの較正キューブ（cube）を画像化することによって達成され、この較正キューブは、治療装置１２の機械的カウチ２０上に、キューブの外側上のマークとアイソセンタで交差するレーザ十字線の投影とを一致させることによって、示されるように治療装置１２のアイソセンタにその中心を有する位置に配置される。較正キューブの画像は、カメラレンズの相対位置の以前に取得した測定値と、画像内に存在する歪みの存在に関する任意のデータを利用して処理され、キューブの表面の３Ｄコンピュータモデルを生成する。キューブが、既知の寸法を有し、既知の位置にあり、且つレーザ十字線によって示されるように治療装置のアイソセンタに対して既知の向きにあるので、較正キューブの生成された３Ｄモデルと、較正キューブのサイズ及び位置についての既知のパラメータとの間の比較によって、カメラ１４の位置及び向きをアイソセンタに対して決定することを可能にし、それによってカメラ１４に対して決定された後続の位置及び向き情報を、治療装置のアイソセンタに対する位置及び向き情報に変換することができる。
【００３５】
他の代替的な手法では、ＷＯ２０１５／００８０４０に記載されるように（この文献の内容は参照により本明細書に組み込まれる）、アイソセンタに対するカメラ１４の相対的な位置及び向きを決定する手法を用いてもよい。
【００３６】
治療装置１２のアイソセンタに対するカメラ１４の相対的な位置及び向きを決定した後に、カメラ１４は、ターゲット面３６ａ，３６ｂのピラミッド３８の画像を取得する。表面の画像を表面の３Ｄモデルに変換するための適切な手法は、Vision  RTの米国特許第７，８８９，９０６号に記載されており、この文献の内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【００３７】
簡潔に述べると、カメラ１４のプロジェクタ４４から頭部装着フレーム３０上のピラミッド３８の面Ｓに投影されたスペックルパターンの画像は、カメラ１４の左右のレンズ４６Ｌ，４６Ｒによって取得される。
【００３８】
次に、処理モジュール２００は、左右のレンズ４６Ｌ，４６Ｒによって受け取られた画像の対応する部分（典型的には、解析は約１６×１６画素の画像パッチである）を識別して一致させるための変換を決定する。これらの画像の対応する部分を左右のレンズ４６Ｌ，４６Ｒの背後の画像検出器の撮像面の相対位置の知見と共に一致させることにより、ピラミッド面Ｓ上の点に対応する位置及び特徴点４０の位置を各ピラミッド３８上で特定することができる。
【００３９】
次に、ピラミッドの頂点に対応する点の位置を決定することができる。より具体的には、各ピラミッドの個々の面Ｓに対応する点のセットを決定することができる。誤差を許容するために、特定の表面上の全ての点は共通の平面上にある必要がある。最も適合した面に対応する数学的な面を決定することができる。他の面Ｓについても最も適合した同様の面を決定することができ、これらの面の交点はピラミッドの頂点の位置を一意に特定する。
【００４０】
点４０で交わる多数の面Ｓを有するピラミッド３８等のような突起部を設けることにより、点４０の位置がピラミッド３８の面Ｓ上に投影されたスペックルパターンの複数の測定値から推測されるので、点４０の位置を非常に高い精度で決定することができることが理解されよう。
【００４１】
また、複数のピラミッド３８を設けることにより、画像検出器によって捕捉され処理される特徴点４０の数が増えるので、精度をさらに高めることも理解されよう。同じ原理が、２つのターゲット面３６ａ，３６ｂに突起部を設けることにも適用される。さらに、ターゲット面３６ａ，３６ｂを離間させることにより、カメラ１４とターゲット面３６ａ，３６ｂとの間の視線が部分的に遮断される場合に、十分な数の特徴点４０が見えることが保証される。
【００４２】
一旦既知になると、患者が治療アイソセンタに対して正確に位置付けされた場合に、特徴点の位置を、特徴点４０の予想位置の記憶された基準データと比較することができる。アライメントがあれば、ＲＴ送達を継続することができる。アライメントがない場合に、コンピュータ１６は、患者移動命令を出力して、機械的カウチ２０を動かして患者２２をＲＴ送達部に対して位置付けし、アイソセンタが腫瘍上に位置することを確実にするか、又は治療を停止することができる。
【００４３】
図４では、４つの代替の突起部１３８が各ターゲット面３６ａ，３６ｂに設けられる。突起部１３８は、タングステン等の放射線不透過性材料の球体５０が各突起部１３８のチャネル５２内に埋め込まれている点を除いて、図１〜図３に関して説明したものと同一である。球体５０は、撮像されるときに、球体５０を任意の角度により個々に区別することができるように、具体的には、以下で説明する目的のために、コンピュータ断層撮影（CT）スキャン中に球体が決して互いに重なり合うことがないように、配置される。
【００４４】
患者が放射線治療を受ける前に、ＣＴスキャンを実施することによって、患者の基準ボリュメトリック（volumetric）画像が取得される。これらの画像は、患者内の腫瘍の位置を正確に決定するために使用され、放射線ビームが腫瘍上に焦点合わせされ、周囲の組織に焦点合わせされないことを確実にするような放射線治療の計画を可能にする。ピラミッド１３８及び球体５０が厳しい製造公差で製造され、座標測定機を用いることによって正確な測定値が取得されると仮定すると、ピラミッド１３８の面Ｓに対する球体５０の位置は高い精度で決定することができる。球体５０の画像は、ＣＴスキャン中にピラミッド１３８の輪郭の画像が取得される場合よりもより区別可能であり、従って球体５０に対する患者内の腫瘍の位置、こうして球体の既知の固定した関係によって面Ｓに対す患者内の腫瘍の位置を高い精度で取得することができる。
【００４５】
患者が放射線治療を受けるとき、アイソセンタに対するピラミッド１３８の面Ｓの位置が既知であるだけでなく、（上記のように較正によって）アイソセンタに対するカメラ１４の位置も既知であるので、アイソセンタに対する腫瘍の位置も、ＣＴスキャン中にピラミッド１３８の面Ｓと球体５０との間の位置関係を決定することにより既知となる。治療装置のアイソセンタに対する腫瘍の位置を知ることにより、放射線を腫瘍に適用することが可能になる。
【００４６】
上記の実施形態では、ピラミッド３８、従って特徴点４０は、対称的なパターンで配置される。代替実施形態では、ピラミッドは、非対称パターンで配置してもよく、又は異なる高さを有してもよい。非対称パターン又はピラミッドを提供することは、画像データを処理する際に個々のピラミッドの識別を容易にするので、有利となり得る。
【００４７】
上述の実施形態では、四角形ベースのピラミッドについて説明したが、本発明は、四角形ベースのピラミッドに限定する必要はなく、例えば、三角形ベースのピラミッドをターゲット面に設けてもよい。
【００４８】
上記の実施形態は、ピラミッドの面Ｓに投影されたスッペクル・パターンの複数の測定値からピラミッドの頂点の位置を決定することを説明している。代替実施形態では、ピラミッドの２つの表面上のスッペクル・パターンの複数の測定値を処理して、それらの交差面の頂点ではなくそれらの表面の位置が決定される。
【００４９】
代替実施形態では、ピラミッドは、点によって規定された頂点を有する必要はなく、例えば、丸みを帯びた頂点を有してもよい。同様に、平坦な面は、それら面が交わる箇所に丸みを帯びたエッジ有してもよい。このような丸みを帯びたエッジ／頂点の数学的モデリングによって、物理的な特徴点又はエッジが存在しないにもかかわらず、それらの位置を決定可能にすることが理解されよう。
【００５０】
定位手術に不可欠であり、患者２２の頭部２３の位置及び向きを決定することを可能にする上記の実施形態で説明したターゲット面は、頭部装着フレーム３０に設けられる。なお、ターゲット面は、頭部装着フレーム３０に設けられることに限定されず、高精度に位置及び向きを監視する必要があるあらゆる対象物に設けることができる。
【図１】
2018515207.tif 000003
【図２】
2018515207.tif 000004
【図３】
2018515207.tif 000005
【図４】
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【国際調査報告】
2018515207.tif 000007
2018515207.tif 000008