CN109276819B - 信息处理装置、信息处理系统以及存储介质 - Google Patents

信息处理装置、信息处理系统以及存储介质 Download PDF

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Abstract

实施方式涉及信息处理装置、信息处理系统以及存储介质。提供能够提高目标的追踪精度的信息处理装置、信息处理系统以及存储介质。实施方式的信息处理装置具有输入受理部、模板选择部以及追踪部。模板选择部根据用户的输入操作，从与目标的形状有关的多个模板中确定至少1个模板。追踪部使用确定出的所述至少1个模板，在包括所述目标的图像内追踪所述目标。

Description

信息处理装置、信息处理系统以及存储介质
本申请以日本专利申请2017-141230(申请日：2017年7月20日)为基础，从该申请享受优先的利益。通过参照该申请，本申请包括该申请的所有内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及信息处理装置、信息处理系统以及存储介质。
背景技术
已知使用对被检体内的目标进行摄影而得到的图像，通过模板匹配的手法来检测所述目标的位置的信息处理装置。在这样的手法的情况下，有在模板的数量增多时计算负荷增高、难以进一步提高目标的追踪精度的情况。
发明内容
本发明想要解决的课题在于提供一种能够提高目标的追踪精度的信息处理装置、信息处理系统以及存储介质。
实施方式的信息处理装置具有输入受理部、模板选择部以及追踪部。输入受理部受理用户的输入操作。模板选择部根据由所述输入受理部受理的所述用户的输入操作，从与目标的形状有关的多个模板中确定至少1个模板。追踪部使用所确定出的所述至少1个模板，在包括所述目标的图像内追踪所述目标。
根据上述结构，能够提高目标的追踪精度。
附图说明
图1是示出第1实施方式的治疗系统1的结构例的图。
图2是示出第1实施方式的信息处理装置100的硬件结构例的图。
图3是示出第1实施方式的考虑了标记MK的二维平面中的姿势的模板210的一个例子的图。
图4是用于说明第1实施方式的考虑了标记MK的三维空间中的姿势的模板210的图。
图5是示出第1实施方式的显示于显示部1032的操作画面Z110的一个例子的图。
图6是示出第1实施方式的模板选择画面S的内容的一个例子的图。
图7是用于说明第1实施方式的标记MK的位置的追踪处理的图。
图8是用于说明第1实施方式的分离度的计算处理的图。
图9是示出第1实施方式的模板信息DB107a的内容的一个例子的图。
图10是示出第1实施方式的选择选择模板230的处理的流程的一个例子的流程图。
图11是示出第1实施方式的类似模板250的图。
图12是示出第1实施方式的治疗阶段中的处理的流程的一个例子的流程图。
图13是示出第1实施方式的第1变形例的模板选择画面S的内容的一个例子的图。
图14是示出第1实施方式的第2变形例的模板选择画面S的内容的一个例子的图。
图15是示出第1实施方式的第3变形例的模板选择画面S的内容的一个例子的图。
图16是示出第1实施方式的第3变形例的模板信息DB107a的内容的一个例子的图。
图17是示出第1实施方式的第4变形例的操作画面Z110的内容的一个例子的图。
图18是示出第1实施方式的第4变形例的操作画面Z110的内容的一个例子的图。
图19是示出第2实施方式的治疗系统1的结构例的图。
图20是示出第2实施方式的治疗阶段中的处理的流程的一个例子的流程图。
图21是示出第3实施方式的由显示处理部106A显示的图像IM的一个例子的图。
(符号说明)
1：治疗系统(信息处理系统)；14：照射门(照射部)；15：控制部；100：信息处理装置；101：模板取得部；102：图像取得部；1031：输入受理部；1032：显示部；104：模板选择部；105：追踪部；106：显示处理部；210：模板；220：候补模板；230：选择模板；240：基准模板(确定模板)；250：类似模板；IM：图像(第1图像、第2图像)；P：被检体；MK：标记(目标)；MKI：标记图像。
具体实施方式
以下，参照附图，说明实施方式的信息处理装置、信息处理系统以及程序(计算机程序)。以下的实施方式中，以信息处理装置、信息处理系统以及程序被应用于与放射线治疗有关的装置以及系统为例子进行说明。其中，信息处理装置、信息处理系统以及程序不限定于上述例子，也可以是应用在与治疗不同的其它用途的信息处理装置、信息处理系统以及程序。此外，在以下的说明中，对具有同一或者类似功能的结构附加同一符号。另外，有这些结构的重复的说明省略的情况。
另外，在本申请中所称的“基于XX”意味着“基于至少XX”，还包括除了XX以外还基于其它要素的情况。另外，“基于XX”不限定于直接使用XX的情况，还包括基于对XX进行运算、加工而得到的结果的情况。“XX”是任意的要素(例如任意的信息)。
(第1实施方式)
图1是示出第1实施方式的包括信息处理装置100的治疗系统1的结构例的图。治疗系统1例如是在放射线照射型的治疗中使用的治疗系统。此处所称的“放射线”是指包括X射线、γ射线等电磁波以及红外线、重粒子射线等粒子射线中的任意至少1种。治疗系统1是“信息处理系统”的一个例子。
如图1所示，治疗系统1例如具备放射线照射装置10和信息处理装置100。此外，在此为便于说明，将放射线照射装置10和信息处理装置100分开说明，但信息处理装置100也可以设置成放射线照射装置10的一部分。治疗系统1也可以还具备与放射线照射装置10以及信息处理装置100关联而管理治疗计划的计划管理装置20。在此，首先说明放射线照射装置10以及计划管理装置20，之后说明信息处理装置100。
另外，在此定义“被检体”以及“目标”。“被检体”是指泛指利用信息处理装置100的信息处理的对象体。例如，“被检体”是指利用信息处理装置100进行目标的检测处理的对象体。在治疗系统1中使用信息处理装置100的情况下，“被检体”是例如患者。“目标”既可以是被检体的组织中的肿瘤(病灶)等，也可以是通过经皮的处置而留置在被检体内的标记等。在本实施方式中，标记是金属制。标记是例如非球状且为棒型、楔型等，但也可以是这些以外的形状。以下，示出留置在被检体内的金属制的标记相应的例子来作为目标。换言之，以下的说明中的“标记”也可以全部改写为“目标”。
[放射线照射装置]
放射线照射装置10是向被检体P照射放射线的装置。放射线照射装置10例如具备床11、放射线源(透视用放射线照射部)12-1、12-2、放射线检测器13-1、13-2、照射门14(治疗波束照射部)、控制部15以及输入显示部16。
被检体P被利用未图示的固定工具固定于床11。利用固定工具将被检体P支撑为被检体P的体位不发生变化。
放射线源12-1对被检体P照射透视用的放射线r-1。放射线源12-2从与放射线源12-1不同的位置(不同的角度)对被检体P照射透视用的放射线r-2。透视用的放射线r-1以及r-2是例如X射线。
放射线检测器13-1与放射线源12-1以之间夹着被检体P的方式相对。放射线检测器13-1包括阵列状地配置的检测元件，检测从放射线源12-1照射的透视用的放射线r-1。放射线检测器13-1检测放射线r-1的能量，对所述能量进行数字变换，生成第1图像(第1透视图像)。放射线检测器13-1将生成的第1图像输出到信息处理装置100的图像取得部102。其中，也可以在受理放射线检测器13-1的检测结果的图像取得部102生成第1图像。
放射线检测器13-2与放射线源12-2以之间夹着被检体P的方式相对。放射线检测器13-2包括阵列状地配置的检测元件，检测从放射线源12-2照射的透视用的放射线r-2。放射线检测器13-2检测放射线r-2的能量，对所述能量进行数字变换，生成第2图像(第2透视图像)。放射线检测器13-2将生成的第2图像输出到信息处理装置100的图像取得部102。其中，也可以在受理放射线检测器13-2的检测结果的图像取得部102生成第2图像。
放射线检测器13-1以及13-2是平板探测器(FPD：Flat Panel Detector)或影像增强器、彩色影像增强器等。在图1中示出2组放射线源以及放射线检测器，但不限定于此。放射线照射装置10也可以具备3组以上的放射线源以及放射线检测器。此外，以下，为便于说明，除了将第1图像和第2图像分开说明的情况以外，还将第1图像以及第2图像说明为图像IM。
14在治疗阶段中，照射门向被检体P照射治疗波束B。在治疗波束B例如包括X射线、γ射线、电子射线、红外线、中性子射线、重粒子射线等中的任意至少1种。治疗波束B是“能量”的一个例子。照射门14是“照射部”的一个例子。在图1中，仅示出1个照射门14。其中，放射线照射装置10也可以具备多个照射门14。另外，照射门14的位置不限定于图1所示的位置，也可以是与被检体P在大致水平方向上排列的位置等。
控制部15例如通过CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)等硬件处理器执行计算机程序(软件)而实现。该计算机程序也可以存储到计算机可读取的存储介质(例如非临时的存储介质)。“计算机可读取的存储介质”是指泛指能够存储计算机程序的装置，既可以是如光盘、USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)存储器装置、各种存储卡的具有可移动性的存储介质，也可以是服务器装置、其它电子机器等具备如HDD(Hard DiskDrive，硬盘驱动器)、闪存存储器、ROM(Read Only Memory，只读存储器)的存储设备装置的电子机器(例如设置型的电子机器)。另外，控制部15既可以通过LSI(Large ScaleIntegration，大规模集成电路)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、GPU(GraphicsProcessing Unit，图形处理单元)等硬件(包括电路部；circuitry)实现，也可以通过软件和硬件的协作实现。控制部15例如也可以具有与参照图2后述的信息处理装置100的硬件结构大致相同的结构。
控制部15根据后述的治疗计划控制放射线源12-1以及12-2，以按照预定的间隔(预定的周期)照射透视用的放射线r-1以及r-2。另外，控制部15根据治疗计划控制照射门14以进行治疗波束B的照射。例如，控制部15根据由后述信息处理装置100的追踪部105所追踪的标记MK的位置来控制照射门14。
输入显示部16例如包括触摸面板、通用键盘、鼠标、专用键、拨盘或者麦克风等输入设备以及液晶显示器、有机电致发光(有机EL)显示器等显示设备。输入显示部16显示从信息处理装置100输出的图像等。此外，输入显示部16也可以与后述信息处理装置100的输入显示部103为一体。
[计划管理装置]
计划管理装置20具有存储放射线治疗中的治疗计划的计划数据存储部25。计划数据存储部25例如是HDD、闪存存储器、ROM等。在此，说明“治疗计划”。治疗计划包括对被检体P照射的放射线(例如治疗用波束B)的能量、照射方向、照射范围的形状、分成多次而照射的射线量的分配等。在治疗计划的制作中，对在治疗计划制作时拍摄的CT(ComputedTomography，计算机断层扫描)图像指定肿瘤与正常区域的边界、与肿瘤周边的重要脏器的边界，根据肿瘤的位置的从体表面起的深度、肿瘤的大小来确定要照射的治疗波束B的方向、强度。此时，留置在被检体P内的标记MK的位置也被登记到治疗计划。
指定肿瘤与正常区域的边界是指指定肿瘤的位置以及体积。该体积被称为GTV(Gross Target Volume，肿瘤靶区)、CTV(Clinical Target Volume，临床靶体积)、ITV(Internal Target Volume，体内靶体积)、PTV(Planning Target Volume，计划靶体积)等。GTV是能够从图像肉眼确认的肿瘤的体积，是在根治治疗中必须照射足够的射线量的部位。CTV是包括GTV和应治疗的潜在性的肿瘤的体积。ITV是考虑由于预测的生理上的活动等而CTV移动而对CTV附加余量后的体积。PTV是考虑治疗时的对位的误差而对ITV附加余量后的体积。因此，在这些体积中，有GTV∈CTV∈ITV∈PTV的关系。这样，将考虑了在治疗计划中设定的在实际的治疗时有可能产生的误差的余量也考虑进来，确定治疗波束B的照射域。作为该误差，有例如被检体P的定位中的被检体P的位置的偏移等。
[信息处理装置]
在被检体P的肿瘤以及标记MK由于肺、肝脏等的呼吸、心跳的活动而移动的情况下，即使调整床11的位置，作为照射对象的肿瘤的位置也移动。在这样的情况下，利用确定照射对象的肿瘤的位置而照射治疗波束B的方法。在这样的照射方法中，有追随肿瘤(或者标记MK)对移动中的肿瘤照射治疗波束B的追随照射、在肿瘤(或者标记MK)来到在治疗计划中设定的位置时照射治疗波束B等的等候照射等。这些照射方法被称为呼吸同步照射方法等。
本实施方式的信息处理装置100是利用在例如如上述的呼吸同步照射方法中的装置，是根据从放射线照射装置10取得的图像IM，追踪被检体P内的标记MK的装置。信息处理装置100例如具备模板取得部101、图像取得部102、输入显示部103、模板选择部104、追踪部105、显示处理部106以及存储部107。
这些构成要素例如通过CPU等硬件处理器执行计算机程序(软件)而实现。该计算机程序也可以存储于计算机可读取的存储介质(例如非临时的存储介质)。“计算机可读取的存储介质”是指泛指能够存储计算机程序的装置，既可以是如光盘、USB存储器装置、各种存储卡的可移动型存储介质，也可以是服务器装置、其它电子机器等具备如HDD、闪存存储器、ROM的存储设备装置的电子机器(例如设置型的电子机器)。另外，这些构成要素中的一部分或者全部既可以通过LSI、ASIC、FPGA、GPU等硬件(包括电路部；circuitry)实现，也可以通过软件和硬件的协作实现。存储部107例如是HDD、闪存存储器、ROM等。
图2是示出信息处理装置100的硬件结构例的图。信息处理装置100例如具备CPU100A、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)100B、非易失性存储装置100C、可移动型存储介质驱动器装置100D、输入输出装置100E以及通信接口100F。信息处理装置100也可以不具备CPU100A，而具备GPU等任意的处理器。另外，图2所示的各构成要素中的一部分也可以省略。
CPU100A通过在RAM100B中展开并执行储存在非易失性存储装置100C的计算机程序、或者安装在可移动型存储介质驱动器装置100D的可移动型存储介质中储存的计算机程序，进行以下说明的各种处理。由CPU100A将RAM100B用作工作区。非易失性存储装置100C例如是HDD、闪存存储器、ROM等。在可移动型存储介质驱动器装置100D中安装有DVD、CD(Compact Disc，光盘)、SD(注册商标)卡等可移动型存储介质。输入输出装置100E例如包括键盘、鼠标、触摸面板、显示设备等。通信接口100F作为信息处理装置100与其它装置进行通信时的接口发挥功能。
返回到图1说明，模板取得部101取得与被检体P内的标记MK(目标)有关的多个模板210。“模板”是指，例如意味着表示某个要素(在本实施方式中是被检体P内的标记MK)的典型的形状的数据。在本实施方式中，“模板”是指意味着表示在由图像取得部102取得的图像IM内映入的标记MK的图像(以下称为“标记图像MKI”)的外形形状的数据。“标记图像MKI”是指从某个位置(例如放射线源12-1或者12-2的位置)观察到的标记MK的投影像。另外，“取得模板”是指包括模板取得部101生成模板210的情况和通过模板取得部101受理由其它装置生成的模板210而取得的情况中的任意的情况。模板取得部101既可以将取得的多个模板210直接输出到模板选择部104、追踪部105以及显示处理部106，也可以储存到存储部107的模板信息DB107a。模板选择部104、追踪部105以及显示处理部106能够读出储存在模板信息DB107a中的多个模板210。另外，从模板信息DB107a读出在模板信息DB107a中临时储存的信息的行为也相当于本申请中的“取得模板”。
作为如上述的模板210的种类，例如，有考虑了标记MK的二维平面中的姿势的模板210和考虑了标记MK的三维空间中的姿势的模板210。此外，在本实施方式中，以标记MK是棒型的标记为例子进行说明。
图3是示出考虑了标记MK的二维平面的姿势的模板210的一个例子的图。模板210包括与标记图像MKI的外形形状(外形线)对应的长方形MM。即，长方形MM的内侧是在模板210中与标记图像MKI对应的区域(第1区域Z1、标记对应区域)。另一方面，长方形MM的外侧是在模板210中与脱离标记图像MKI的位置对应的区域(第2区域Z2)。图3中的L表示长方形MM的长边的长度。L与标记图像MKI的长度方向的长度对应。图3中的T表示长方形MM的短边的长度。T与标记图像MKI的粗细对应。图3中的θ表示长方形MM相对基准线REF的倾斜。基准线REF是在针对模板210预先决定的特定的方向延伸的线段。即，θ表示二维平面中的标记MK的朝向。四边形FW表示与基准线REF平行的且与长方形MM外接的四边形。图3中的M表示针对四边形FW的余量。M是决定模板210的大小的量。即，对四边形FW的各边的长度加上2M后的长度为模板210的大小，决定模板210的外形TPZ。模板取得部101例如通过生成各种各样地改变上述θ的多个模板210，从而取得与标记MK的各种朝向对应的多个模板210。
图4是用于说明考虑了标记MK的三维空间中的姿势的模板210的图。在图4中，从图1所示的放射线照射装置10仅摘出放射线源12-1、放射线检测器13-1以及放射线r-1而示出，进而示出在三维空间内假想地配置有棒型的标记MK的样子。如图4所示，模板取得部101通过生成各种各样地改变作为围绕相互正交的3个轴C1、C2、C3的旋转量的θ、
Figure BDA0001579962000000101
η的多个模板210，从而取得与标记MK的各种朝向(三维空间中的各种姿势)对应的多个模板210。轴C1例如是沿着放射线r-1的路径方向的轴。模板取得部101根据标记MK的三维形状而生成多个模板210。此外，在考虑了三维空间中的姿势的模板210中，上述长方形MM、第1区域Z1、第2区域Z2、长度L、宽度T、大小M等要素也可以使用与上述定义同样的定义。
此外，不论是考虑了上述二维平面中的姿势的模板210和考虑了上述三维空间中的姿势的模板210中的哪一个情况，在有多个放射线源、放射线检测器的情况下，也可以准备与用由多个放射线检测器构成的1组放射线检测器检测出的标记图像MKI的组对应的模板210的组。
另外，模板取得部101根据由模板选择部104选择出或者确定出的模板210的内容，取得微小地改变规定该模板210的1个以上的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000102
η))的1个以上的类似模板250。模板取得部101将表示所取得的1个以上的类似模板250的信息输出到追踪部105。此外，其内容详细后述。
返回到图1说明，图像取得部102通过从放射线检测器13-1、13-2受理被检体P的图像IM，取得被检体P的图像IM。被检体P的图像IM是指表示被检体P的体内的、例如被检体P的透视图像。在被检体P的图像IM中映入标记图像MKI。在此，标记MK是金属制。在对图像IM进行摄影时所使用的X射线易于被金属吸收。因此，在被检体P的图像IM中与标记图像MKI对应的部分被显示得比周围暗。图像取得部102将所取得的被检体P的图像IM输出到追踪部105和显示处理部106。
输入显示部103例如具备输入受理部1031和显示部1032。输入受理部1031例如是触摸面板、通用键盘、鼠标、专用键、拨盘、麦克风等输入设备。输入受理部1031受理用户的输入操作。“用户的输入操作”不限于操作触摸面板、键盘的操作，也可以是针对麦克风的声音输入。在本实施方式中，输入受理部1031受理对多个模板210所包含的1个以上的模板210进行选择(指定)的用户的选择操作。在本实施方式中，输入受理部1031受理从显示于显示部1032的2个以上的模板210中选择1个以上的模板210的用户的选择操作。
显示部1032是液晶显示器、有机EL显示器等显示设备。显示部1032具有用户在针对输入受理部1031的输入操作中可看到的显示画面。此外，也可以通过有线或者无线方式对信息处理装置100可通信地连接如笔记本型个人计算机、平板终端装置的用户终端装置。在该情况下，输入显示部103也可以不具有输入设备以及显示设备。在该情况下，输入受理部1031是通过从用户终端装置接收输入到用户终端装置的用户的输入操作的内容而受理所述用户的输入操作的接收部。
模板选择部104从由模板取得部101取得的多个模板210中选择或者确定比所述多个模板210的数量少的至少1个模板210(以下称为“选择模板230”)。选择模板230是在利用追踪部105追踪标记MK时使用的模板。例如，模板选择部104根据由图像取得部102取得的图像IM选择至少1个选择模板230。此外，在本实施方式的变形例中，详细说明根据由图像取得部102取得的图像IM选择选择模板230的例子。在本实施方式中，模板选择部104根据由输入受理部1031受理的用户的输入操作确定至少1个选择模板230。例如，模板选择部104根据由输入受理部1031受理的、选择1个以上的选择模板230的用户的选择操作来确定至少1个选择模板230。例如，模板选择部104通过从输入受理部1031取得用于识别由输入受理部1031受理的1个以上的选择模板230的识别信息(例如与各模板210对应登记的识别ID)，并从多个模板210中查对与所述识别信息对应的模板210，确定由用户选择的选择模板230。
图5是示出显示于显示部1032的操作画面Z110的一个例子的图。如图5所示，操作画面Z110包括模板选择图像显示区域Z111和图像显示区域Z112。至少，在操作画面Z110中排列配置有模板选择图像显示区域Z111和图像显示区域Z112。在模板选择图像显示区域Z111中，根据由显示处理部106实施的控制，显示模板选择画面S。在模板选择画面S中，显示包含由模板取得部101取得的多个模板210(以下称为“候补模板220”)中的2个以上的候补模板220。另一方面，在图像显示区域Z112中，根据由显示处理部106实施的控制，显示由图像取得部102取得的图像IM。由图像取得部102取得的图像IM包括被检体P内的标记图像MKI。
此外，操作画面Z110的布局不限定于上述例子。例如，模板选择图像显示区域Z111和图像显示区域Z112的配置位置不限定于上述例子。另外，也可以在操作画面Z110内显示上述信息以外的信息。例如，也可以显示与CT图像、DRR、被检体P有关的诸多信息等。信息处理装置100也可以不将模板选择画面S和图像IM集中显示于操作画面Z110内，而将模板选择画面S和图像IM显示于各个视窗。另外，显示部1032也可以分别具备显示模板选择画面S的第1监视器和显示图像IM的第2监视器。
图6是示出模板选择画面S的内容的一个例子的图。如图6所示，在模板选择画面S中显示在视觉上相互不同的多个候补模板220。例如，多个候补模板220的表示标记对应区域的长方形MM的长度方向的朝向相互不同。
图6所示的多个候补模板220是使模板的外形TPZ内的长方形MM的朝向依次变化的多个模板。例如，各候补模板220是依照预定的规则改变表示标记MK的姿势的参数(θ、
Figure BDA0001579962000000131
η)中的至少1个而生成的模板。参数(θ、
Figure BDA0001579962000000132
η)的各个参数是规定模板210的参数的一个例子。候补模板220的显示顺序也可以依照按照上述预定的规则使参数(θ、
Figure BDA0001579962000000133
η)变化的方向排列。参数(θ、
Figure BDA0001579962000000134
η)的变化既可以大致连续，也可以以15度间隔等预定的间隔排列。
在本实施方式中，显示处理部106进而使由图像取得部102取得的包括被检体P内的标记图像MKI的图像IM显示于图像显示区域Z112。另外，输入受理部1031在通过显示处理部106在图像显示区域Z112中显示包括被检体P内的标记图像MKI的图像IM的状态下，受理从显示在模板选择画面S中的2个以上的候补模板220中选择1个以上的选择模板230的用户的选择操作。即，用户在观察图像IM内的标记图像MKI的同时，在显示于模板选择画面S内的候补模板220中选择针对标记图像MKI的类似度高的选择模板230。在该进行选择操作的方法中，也可以通过用户使用鼠标等按下显示在操作画面Z110上的按钮来选择。或者，在该进行选择操作的方法中，在设置有重叠到模板选择画面S的触摸面板的情况下，也可以通过触摸在模板选择画面S中显示有选择模板230的特定部分来选择选择模板230。
由此，模板选择部104根据用户的选择操作来确定选择模板230。模板选择部104将表示所确定的选择模板230的信息输出到追踪部105。此外，“表示模板的信息”是指，既可以是模板自身的图像数据，也可以是用于识别模板的识别信息。
追踪部105使用由图像取得部102取得的图像IM和由模板选择部104选择出或者确定出的至少1个选择模板230，追踪标记MK(例如标记MK的位置)。在本实施方式中，追踪部105使用选择模板230，通过模板匹配的手法追踪图像IM内的标记MK的位置。
图7是用于说明标记MK的位置的追踪处理的图。追踪部105以预定的间隔(预定的周期)对由图像取得部102取得的图像IM重叠(即合成)选择模板230，对预定的范围(计算区域)扫描选择模板230。所述预定的范围既可以是图像IM全域，也可以是图像IM的一部分区域。例如，追踪部105也可以根据在过去的治疗中求出的标记MK的位置，以包括标记MK的轨迹的附近的方式来限定所述预定的范围。
上述计算区域表示对在图像IM中和选择模板230重叠的区域与选择模板230的类似度进行计算的范围。例如，追踪部105计算在计算区域中图像IM和选择模板230的类似度，将类似度为阈值以上并且类似度为最大的位置确定为图像IM中的标记MK的位置。利用追踪部105进行类似度的计算方法也可以根据针对图像IM和选择模板230的每个像素求出相关的标准化互相关或互信息量等进行。此外，在本实施方式中，追踪部105将以下所示的分离度用作类似度的指标。
图8是用于说明分离度的计算处理的图。图8中的(a)示出选择模板230的一个例子。选择模板230的外形TPZ的内侧区域被分成用长方形MM包围的第1区域Z1及其以外的第2区域Z2。第1区域Z1是与标记图像MKI对应的区域。第2区域Z2是不与标记图像MKI对应的区域。
图8中的(b)示出针对由图像取得部102取得的图像IM配置在第1位置T1的选择模板230和配置在第2位置T2的选择模板230。第1位置T1是选择模板230和标记图像MKI不重叠的位置。第2位置T2是选择模板230和标记图像MKI重叠的位置。
图8中的(c)示出在第1位置T1配置有选择模板230的情况下的、将图像IM和选择模板230合成而得到的合成图像IMZ10的亮度分布(像素值)。如图8中的(c)所示，在第1位置T1配置有选择模板230的情况下，第1位置T1处的第1区域Z1以及第2区域Z2各自的像素值的直方图呈现相互相同的倾向。即，第1区域Z1的像素值的直方图HG11与第2区域2的像素值的直方图HG12的差(例如表示频度的最大值的像素值的大小的差)小于预先设定的阈值。
图8中的(d)示出在第2位置T2配置有选择模板230的情况下的、将图像IM和选择模板230合成而得到的合成图像IMZ20的亮度分布(像素值)。如图8中的(d)所示，在第2位置T2配置有选择模板230的情况下，第2位置T2处的第1区域Z1以及第2区域Z2各自的像素值的直方图呈现相互不同的倾向。即，2个直方图被分离。即，第1区域Z1的像素值的直方图HG21和第2区域Z2的像素值的直方图HG22的差(例如表示频度的最大值的像素值的大小的差)为所述阈值以上。
其原因为，在第1区域Z1与标记图像MKI重叠时的直方图HG21中，在第1区域Z1中，比第2区域Z2暗的像素的频度升高的缘故。另一方面，第2区域Z2的明亮的像素的频度比较高，针对第1区域Z1的分离的倾向更明显。相对于此，在第1区域Z1与标记图像MKI不重叠时的直方图中，在第1区域Z1和第2区域Z2的频度的分布的倾向中为出现大的差异。这样，通过针对选择模板230内的2个区域Z1和Z2解析每个解析单位(像素)的明亮度的分布，能够判定选择模板230的位置是否处于与标记MK的位置对应的位置。
例如，追踪部105使用费歇尔的判别基准的手法，对直方图的分离性进行数值化。在利用追踪部105的处理中，计算第1区域Z1和第2区域Z2各自的区域内的像素值(亮度)的方差的平均(等级内方差)、与第1区域Z1和第2区域Z2之间的像素值(亮度)的方差(等级间方差)之比。将该比作为分离度。
通过以上的结构，追踪部105使用选择模板230来检测标记MK的位置，追踪标记MK的位置。追踪部105将表示所追踪的标记MK的位置的信息输出到显示处理部106。
显示处理部106是控制显示部1032的显示的控制部。显示处理部106通过生成表示显示于显示部1032的期望的内容的信息，并将生成的信息输出到显示部1032，从而使所述期望的内容显示于显示部1032。
在模板210的选择阶段，显示处理部106使与被检体P内的标记MK有关的多个候补模板220所包含的1个以上的候补模板220显示于显示部1032。另外，显示处理部106使由图像取得部102取得的图像IM显示于显示部1032。
在利用追踪部105的标记MK的追踪阶段，显示处理部106使表示由追踪部105追踪的标记MK的位置的信息显示于显示部1032。例如，显示处理部106将由追踪部105追踪的标记MK的位置与由图像取得部102取得的图像IM关联起来而显示于显示部1032。“关联起来而显示”是指，例如，意味着表示由追踪部105追踪的标记MK的位置的显示与图像IM叠合显示。另外，显示处理部106也可以在通过追踪部105追踪标记MK的过程中显示追踪所使用的模板210。在该情况下，模板210的位置既可以是与图像IM叠合的位置，也可以是以与图像IM并排的方式配置的位置。
存储部107存储模板信息DB107a。图9是示出模板信息DB107a的内容的一个例子的图。在模板信息DB107a中储存模板识别信息、模板图像信息、特征量、类似度、表示是选择中的信息等数据。在模板识别信息中储存用于唯一地识别模板210的识别信息。在模板图像信息中储存模板210的图像数据。在特征量中储存表示模板210的特征的数据。在特征量中，例如，也可以包括长度L、宽度T、角度θ、角度
Figure BDA0001579962000000161
角度η、大小M等数据。角度θ、角度
Figure BDA0001579962000000162
以及角度η是表示标记MK的姿势的姿势参数。长度L、宽度T、大小M是表示标记MK的姿势以外的特征的数据。类似度例如储存表示该模板210与至少1个其它模板210之间的类似度的数据。在表示是选择中的信息中储存表示该模板210处于被选择的状态的数据。
在模板识别信息的栏中示出的ID_i、ID_j、ID_k、ID_l等各模板210例如是使角度θ变化的模板的一个例子。上述图7是显示有上述各模板210的情况的一个例子。
接下来，说明使用了本实施方式的治疗系统1的治疗的流程的一个例子。该治疗的流程被大致分成治疗计划制作阶段、模板选择阶段以及治疗阶段。
[治疗计划制作阶段]
治疗计划是针对进行治疗的日期提前(例如1周左右之前)制作的。在制作治疗计划时进行CT摄影，取得包括被检体P内的肿瘤的位置、形状、大小的被检体P的体内的三维信息。然后，根据所述三维信息设定治疗波束B针对被检体P的照射条件(照射位置、照射定时等)。
[模板选择阶段]
例如，在紧接着使用治疗波束B的治疗之前、且进行被检体P针对放射线照射装置10的定位(被检体P横躺的床11的定位)之后，进行选择模板230的选择。在此，例如按照接下来的流程，进行被检体P的定位。首先，在被检体P躺在床11的状态下，使用放射线源12-1、12-2以及放射线检测器13-1、13-2取得被检体P的透视图像。然后，为了使该透视图像所包含的被检体P内的肿瘤、骨的位置与治疗计划中的被检体P内的肿瘤、骨的位置对齐，对所述透视图像和从在治疗计划制作阶段中摄影的三维的CT图像假想地重构透视图像而得到的DRR(Digitally Reconstructed Radiograph，数字重建透视图)进行图像查对。由此，求出当前时间点的被检体P的位置与治疗计划中的被检体P的位置之间的偏移。通过探索重构与所述透视图像最类似的DRR的CT图像的位置，求出被检体P的位置偏移。然后，使床11移动以消除被检体P的位置偏移。在使床11移动之后，使用放射线源12-1、12-2以及放射线检测器13-1、13-2重新取得被检体P的透视图像。然后，进行重新取得的透视图像和DRR的图像查对，如果被检体P的位置偏移是阈值以内，则被检体P的定位完成。
在本实施方式中，在上述被检体P的定位之后进行从多个候补模板220中选择选择模板230的处理。即，在进行了基于由图像取得部102取得的图像IM的被检体P的定位之后，进行选择选择模板230的处理。在本实施方式中，在使被检体P对位到由图像取得部102取得的图像IM中包括被检体P内的标记图像MKI的位置之后，进行选择选择模板230的处理。从其它观点看，可以说在被检体P被定位到能够比较由图像取得部102取得的图像IM所包含的标记图像MKI和模板210所包含的标记对应区域(第1区域Z1)的位置之后，进行选择选择模板230的处理。
图10是示出用于选择选择模板230的处理的流程的一个例子的流程图。首先，模板取得部101取得多个候补模板220(S101)。也可以在被检体P的定位、治疗计划的制作之前进行该S101的处理。模板取得部101既可以将取得的多个候补模板220直接输出到模板选择部104、显示处理部106，也可以储存到存储部107的模板信息DB107a。
接下来，显示处理部106使由模板取得部101取得的多个候补模板220所包含的2个以上的候补模板220显示于显示部1032的模板选择图像显示区域Z111(S102)。另外，显示处理部106使由图像取得部102取得的包括被检体P内的标记图像MKI的图像IM，显示于显示部1032的图像显示区域Z112(S103)。由此，用户能够在观察包括被检体P内的标记图像MKI的图像IM的同时，研究从2个以上的候补模板220中选择出的选择模板230。此外，在S103中显示于显示部1032的包括标记图像MKI的图像IM既可以是为了被检体P的定位用而取得的图像IM(例如在被检体P的定位的最后的阶段，为了确认被检体P的位置偏移在阈值以内而重新取得的透视图像)，也可以是在被检体P的定位完成之后由图像取得部102重新取得的图像IM，还可以是过去的治疗时所拍摄到的图像IM。另外，S102的处理和S103的处理既可以同时进行，也可以首先进行某一方的处理。
接下来，在包括2个以上的候补模板220以及标记图像MKI的图像IM显示于显示部1032的状态下，输入受理部1031受理用于选择1个以上的选择模板230的用户的选择操作(S104)。接下来，模板选择部104根据用户的选择操作来确定1个以上的选择模板230(S105)。模板选择部104将表示所确定的选择模板230的信息输出到追踪部105以及模板取得部101(S106)。
接下来，模板取得部101根据由模板选择部104确定的选择模板230的内容(例如规定选择模板230的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000191
η))来取得1个以上的类似模板250(S107)。
图11是示出类似模板250的图。如图11所示，例如，模板取得部101通过将由模板选择部104确定出的选择模板230作为基准模板240而微小地改变规定基准模板240的1个以上的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000192
η))，从而取得1个以上的类似模板250。“微小地改变参数”是指，例如相比于显示于显示部1032的2个以上的候补模板220中未选择的候补模板220，类似模板250更类似于所选择出的选择模板230的范围内的参数的改变。“微小地改变参数”是指，例如用于吸收由被检体P的生理现象、被检体P的定位误差所致的标记图像IMK的大小以及朝向的误差的改变。例如，模板取得部101将由模板选择部104选择出的选择模板230作为基准，取得微小地改变参数θ而得到的1个以上的类似模板250、微小地改变参数
Figure BDA0001579962000000193
而得到的1个以上的类似模板250以及微小地改变参数η而得到的1个以上的类似模板250。此外，类似模板250也可以是由模板取得部101当初取得的多个候补模板220所包含的模板。即，类似模板250也可以并非在选择出选择模板230之后生成的模板。模板取得部101将表示这些类似模板250的信息输出到追踪部105(S108)。
之后，确认可否通过追踪部105追踪标记MK(S109)。即，确认追踪部105可否使用由图像取得部102以预定的间隔(预定的周期)取得的图像IM和选择模板230以及类似模板250来追踪标记MK。例如，持续被检体P的几次呼吸的时间长度进行该确认。在确认为由追踪部105能够追踪标记MK的情况下，结束与选择模板210有关的一连串的处理。
[治疗阶段]
图12是示出治疗阶段中的处理的流程的一个例子的流程图。如图12所示，图像取得部102以预定的间隔(预定的周期)取得包括被检体P内的标记MK的图像IM(S201)。图像取得部102将取得的图像IM输出到追踪部105以及显示处理部106。
追踪部105使用由模板选择部104确定的选择模板230和由模板取得部101取得的类似模板250来追踪被检体P内的标记MK的位置(S202)。即，追踪部105使用选择模板230以及类似模板250来扫描图像IM，从而追踪被检体P内的标记MK的位置。追踪部105将所追踪的被检体P内的标记MK的位置输出到放射线照射装置10和显示处理部106。
放射线照射装置10的控制部15根据由追踪部105追踪的被检体P内的标记MK的位置，控制照射门14以照射治疗波束B。例如在由追踪部105追踪的被检体P内的标记MK进入到预定区域的情况下，控制部15通过控制照射门14(例如通过向照射门14发送控制信号)来照射治疗波束B(S203)。根据在治疗计划中求出的肿瘤的位置和标记MK的位置的关系以及PTV等，决定所述预定区域。例如，将CT图像上的标记MK的位置作为中心附加余量而得到的三维区域与所述预定区域相当。另外，也可以将使该区域射影到图像IM上的区域作为所述预定区域。另外，也可以考虑紧接着治疗之前的被检体P的状态，依照此时附加的余量来决定所述预定区域。
显示处理部106生成将由图像取得部102以预定的周期取得的图像IM和由追踪部105追踪的标记MK的位置关联起来的信息，并使生成的信息显示于显示部1032(S204)。此外，S203的处理和S204的处理既可以同时进行，也可以使某一方的处理先进行。以上说明的S201至S204的处理反复直至治疗结束。
根据如以上的实施方式，信息处理装置100具有图像取得部102、模板选择部104以及追踪部105。模板选择部104根据用户的输入操作，从与标记MK有关的多个候补模板220中确定比多个候补模板220的数量少的至少1个选择模板230。追踪部105使用由模板选择部104确定的至少1个选择模板230，追踪由图像取得部102取得的图像IM所包含的标记MK。
根据这样的结构，能够根据用户的输入操作，使用从多个候补模板220中缩减出的选择模板230来追踪标记MK。因此，相比于使用所有候补模板220来扫描标记MK的情况，能够降低信息处理装置100的计算负荷。由此，能够进一步提高标记MK的追踪的实时性。因此，能够提高标记MK的追踪精度。另外，从其它观点看，通过使用从多个候补模板220中缩减出的选择模板230来追踪标记MK，能够避免在追踪中使用与标记以外的部分的类似度高的模板。因此，能够降低追踪中的误检测的可能性。即使在这样的观点中，也能够提高标记MK的追踪精度。
在本实施方式中，输入受理部1031受理选择(指定)该多个候补模板220所包含的至少1个选择模板230的用户的选择操作(指定操作)，来作为用户的输入操作。模板选择部104根据由输入受理部1031受理的用户的选择操作，确定至少1个选择模板230。根据这样的结构，能够由用户直接指定与标记图像MKI类似度高的选择模板230。由此，能够使用与标记图像MKI更类似的选择模板230来进行扫描，能够进一步提高标记MK的追踪精度。
在本实施方式中，信息处理装置100还具有使多个候补模板220所包含的2个以上的候补模板220显示于显示部1032的显示处理部106。输入受理部1031受理从显示部1032所显示的2个以上的候补模板220中选择1个以上的选择模板230的用户的选择操作。根据这样的结构，用户能够以显示部1032所显示的被检体P内的标记图像MKI为参考来选择选择模板230。由此，能够由用户选择与标记图像MKI更类似的选择模板230。由此，能够进一步提高标记MK的追踪精度。
在本实施方式中，输入受理部1031在由显示处理部106在显示部1032中显示有包括被检体P内的标记图像MKI的图像IM的状态下，受理用户的选择操作。根据这样的结构，用户能够在观察显示部1032所显示的被检体P内的标记图像MKI的同时，选择选择模板230。由此，能够由用户选择与标记图像MKI更类似的选择模板230。
在本实施方式中，输入受理部1031受理用户的输入操作。模板选择部104根据由输入受理部1031受理的用户的输入操作，从与被检体内的标记MK的形状有关的多个模板210中确定至少1个选择模板230。追踪部105使用所确定的至少1个选择模板230，在包含标记MK的图像内追踪标记MK。由此，能够进一步提高标记MK的追踪精度。
但是，实施方式不限定于上述例子。例如，利用追踪部105进行的标记MK的追踪方法不限定于上述例子。例如，追踪部105也可以不使用由模板取得部101取得的类似模板250，而仅使用由模板选择部104确定出的选择模板230来追踪标记MK。
另外，模板取得部101输出表示与由模板选择部104确定的至少1个选择模板230类似的类似模板250的信息。例如，模板取得部101根据由模板选择部104确定出的至少1个选择模板230的内容，取得改变规定至少1个选择模板的1个以上的参数而得到的1个以上的类似模板250。在该情况下，在相比于由模板选择部104确定的至少1个选择模板230，类似模板250的一方与图像IM内的标记MK更类似的情况下，使用类似模板250来追踪标记MK。此时，追踪部105也可以使用由模板选择部104确定出的至少1个选择模板230和由模板取得部101取得的1个以上的类似模板250来追踪标记MK。根据这样的结构，即使在根据体内的呼吸性移动、心跳的变动等而标记图像MKI的形状变化的情况下，也能够利用类似模板250高精度地追踪标记MK。
接下来，说明第1实施方式的几个变形例。此外，在各变形例的结构中，以下说明以外的结构与第1实施方式的结构相同。
(第1变形例)
图13是示出第1变形例的模板选择画面S的内容的一个例子的图。如图13所示，本变形例的显示处理部106使2个以上的候补模板220(在图13中仅示出1个候补模板220)显示于显示部1032。例如，显示处理部106使1个或者2个以上的候补模板220以与由图像取得部102取得的图像IM叠合的状态显示于显示部1032的模板选择画面S。例如，显示处理部106使将2个以上的候补模板220中的某1个候补模板220(第1候补模板)与包括标记图像MKI的图像IM叠合的图像IM和使2个以上的候补模板220中的另一个候补模板220(第2候补模板)与包括标记图像MKI的图像IM叠合的图像IM显示于显示部1032。在该情况下，显示处理部106也可以通过α混合等图像合成处理来对切出由图像取得部102取得的治疗前的图像IM的任意位置的图像和2值化后的候补模板220的图像进行合成，将合成后的图像显示于模板选择画面S。α混合是使2个图像叠合的图像合成处理的一个手法，由此能够在作为背景的图像的特定的位置重叠其它图像。此外，显示处理部106也可以使2个以上的候补模板220的各个以与图像IM叠合的状态显示于显示部1032。
根据这样的结构，用户能够在易于与由图像取得部102取得的实际的被检体P的图像IM所包含的标记图像MKI进行比较的状态下，观察候补模板220。由此，能够由用户选择与标记图像MKI更类似的选择模板230。由此，能够进一步提高标记MK的追踪精度。
(第2变形例)
图14示出第2变形例的模板选择画面S的内容的一个例子。如图14中的(a)所示，在本变形例中，显示处理部106使至少多个候补模板220所包含的第1模板(ID_i)以及第2模板(ID_j)显示于显示部1032。例如，在模板选择画面S中排列显示模板210内的长方形MM的朝向相互不同的2个候补模板220(第1模板(ID_i)、第2模板(ID_j))。2个候补模板220是由模板取得部101取得的多个候补模板220所包含的模板。另外，输入受理部1031受理从模板选择画面S所显示的2个候补模板220中选择某一个候选模板的用户的选择操作。
在用户选择第1模板(ID_i)，输入受理部1031检测到针对其的选择操作的情况下，模板选择部104不确定模板(ID_j)而确定模板(ID_i)。在该情况下，模板选择部104选择相比于未被从多个候补模板220中选择(未确定)的模板(ID_j)更类似于所选择(确定)的模板(ID_i)的其它候补模板220(第3模板(ID_(i-1))、第4模板(ID_(i+1))，来作为在模板选择画面S中接着显示的候补模板220。由此，显示处理部106能够从多个候补模板220中将相比于模板(ID_j)更类似于模板(ID_i)的其它候补模板220(模板(ID_(i-1))、模板(ID_(i+1))显示于显示部1032。此外，模板(ID_(i-1))是“第3模板”的一个例子，模板(ID_(i+1))是“第4模板”的一个例子。
如图14中的(b)所示，接下来，显示处理部106使模板选择画面S迁移到接下来的画面(迁移画面1)。在该迁移画面1中，显示相比于在前1个选择动作中未被选择的模板(ID_j)更类似于所选择的模板(ID_i)的2个候补模板220(模板(ID_(i-1))、模板(ID_(i+1))。然后，输入受理部1031受理从迁移画面1所显示的2个候补模板220中选择某一方的候选模板的用户的选择操作。另外，输入受理部1031受理表示是选择新的候补模板220、还是选择在前1个选择中选择出的候补模板220的选择的用户的选择操作。
此外，在上述说明中示出用户选择出第1模板(ID_i)的例子，但用户选择出第2模板(ID_j)的情况也相同。在该情况下，如图4中的(c)所示，显示处理部106使模板选择画面S迁移到与迁移画面1不同的迁移画面2。在该迁移画面2中，显示相比于在前1个选择动作中未被选择(未确定)的模板(ID_i)更类似于所选择(确定)的模板(ID_j)的2个候补模板220(模板(ID_(j-1))、模板(ID_(j+1))。然后，输入受理部1031受理从迁移画面2所显示的2个候补模板220中选择某一方的候补模板的用户的选择操作。另外，输入受理部1031受理表示是选择新的候补模板220、还是选择在前1个选择中选择出的候补模板220的用户的选择操作。
信息处理装置100反复如上述的受理选择的处理，在不需要新的候补模板220的选择的阶段，确定追踪所使用的选择模板230。此外，上述说明是与二项对立型的二选一方式有关的例子，但也可以实施使同时显示的候补模板220的数量增加到3张以上，从更多的候补指定1个选择模板230的方式(多选一方式)。
根据这样的结构，模板选择画面S同时显示的候补模板220的数量是受限定的，所以用户能够比较容易地判断哪个候补模板220类似于标记图像MKI。因此，用户能够容易地选择与标记图像MKI类似度更高的选择模板230。由此，能够进一步提高标记MK的追踪精度。此外，在迁移画面1中，也可以显示第3模板(例如模板(ID_(i-1)))和在前1个选择动作中选择出的模板(例如模板(ID_i))，而不显示第3模板和第4模板。
(第3变形例)
图15示出第3变形例的模板选择画面S的内容的一个例子。如图15所示，在本变形例中，在模板选择画面S中显示在视觉上相互不同的多个候补模板220。该图15所示的多个候补模板220是用于用户选择的候补模板。与图6所示的图的差异在于，在有2组放射线源和放射线检测器、即放射线源12-1和放射线检测器13-1以及放射线源12-2和放射线检测器13-2的情况下，显示与由各个检测器制作出的标记图像MKI的组分别对应的候补模板220的多个组。
例如，ID_Gi、ID_Gj、ID_Gj*、ID_Gk、ID_Gk*等是作为1组的候补模板220(模板组)的识别信息(模板组识别信息)。利用ID_Gi识别的模板组包括ID_i-1和ID_i-2这2个候补模板220。关于其它组也是同样的。
例如，使用图16所示的模板信息DB107a来管理如上所述作为1组的候补模板220。图16是示出本变形例的模板信息DB107a的图。在该图16所示的模板信息DB107a中储存模板组识别信息、模板识别信息、模板图像信息、特征量、类似度、选择中等数据。对模板组识别信息，关联对应与利用多个模板识别信息识别的模板组有关的信息。
根据本变形例，通过成组地处置摄影方向相互不同的多个图像IM，能够容易地发现与三维空间中的标记MK的姿势类似的候补模板220。
(第4变形例)
图17以及图18是示出第4变形例的操作画面Z110的内容的一个例子的图。如图17以及图18所示，在本变形例中，对输入显示部103的操作画面Z110分配图像显示区域Z112，而未分配模板选择图像显示区域Z111。操作画面Z110的显示也可以仅显示图像IM。即，显示处理部106也可以在输入显示部103的操作画面Z110中仅显示图像IM，而不显示候补模板220。
例如，用户通过触摸输入显示部103的操作画面Z110所显示的图像IM上的标记图像MKI的附近来指定图像IM上的标记图像MKI的位置，而不选择选择模板230。例如，如图17所示，用户指定与图像IM上的标记图像MKI重叠的1个点或者其附近的1个点。
在这样指定了1个点的情况下，模板选择部104抽出包括该1点的预定大小的部分区域Z113。预定的大小也可以根据留置在例如被检体P内的标记MK的大小预先确定。模板选择部104针对包括该标记图像MKI的部分区域Z113内的图像IM，从多个候补模板220中选择最类似于标记图像MKI的候补模板220，作为选择模板230。候补模板220针对图像IM的类似度使用标准化互相关或互信息量、上述分离度。
此外，也可以指定图像IM的部分区域Z113的范围，而不指定1个点。在该情况下，例如，如图18所示，用户描绘内部包括标记图像MKI的区域的边缘，将图像IM的部分区域Z113指定为范围。模板选择部104将该范围与预定大小的部分区域Z113对应起来。然后，模板选择部104针对所述部分区域Z113内的图像IM，从多个候补模板220中选择最类似于标记图像MKI的候补模板220来作为选择模板230。
具体而言，模板选择部104也可以实施下述的处理。例如，模板选择部104根据包含于多个模板210的1个以上的候补模板220与包括图像IM内的1个点的部分区域Z113、或者指定了范围的情况下的图像IM的部分区域Z113的类似度，选择至少1个选择模板230。
例如，模板选择部104也可以根据上述类似度的阈值，选择至少1个选择模板230。即，模板选择部104也可以将上述类似度是阈值以上的候补模板220选择为选择模板230。由此，模板选择部104能够选择针对标记图像MKI的类似度高的选择模板230。
另外，代替上述处理，模板选择部104导出2个以上的候补模板220各自与包括图像IM内的1点的部分区域Z113、或者指定了范围的情况的图像IM的部分区域Z113的类似度。进而，模板选择部104也可以按照该类似度从高到低的顺序从2个以上的候补模板220中选择至少1个选择模板230。由此，模板选择部104能够选择与标记图像MKI的类似度高的选择模板230。
即，在本变形例中，显示处理部106使由图像取得部102取得的图像IM显示于显示部1032。输入受理部1031受理指定显示于显示部1032的图像IM内的1个点或者图像IM的部分区域的指定操作，作为用户的输入操作。模板选择部104根据由输入受理部1031受理的用户的指定操作，选择至少1个选择模板230。由此，用户无需进行从多个候补模板220中选择选择模板230的选择操作，而能够使信息处理装置100选择选择模板230。由此，用户的便利性提高。
(第2实施方式)
接下来，说明第2实施方式。本实施方式的信息处理装置100在并非仅使用选择出的选择模板230，而是在追踪时动态地切换模板210的这方面与第1实施方式不同。由此，即使在留置于被检体P内的标记MK由于体内的呼吸性移动、心跳的变动等而其姿势大幅变化的情况下，也能够以高的精度进行标记MK的追踪。此外，以下说明以外的结构与上述第1实施方式相同。
参照图19，说明实施方式的信息处理装置100的功能结构。图19是示出实施方式的治疗系统1的结构例的图。信息处理装置100具备模板取得部101A、图像取得部102、输入显示部103、模板选择部104、追踪部105A以及显示处理部106。与上述图1的信息处理装置100的差异是模板取得部101A、追踪部105A，在此以它们为中心进行说明。
追踪部105A首先使用由模板选择部104选择或者确定出的选择模板230以及1个以上的类似模板250，与第1实施方式的追踪部105同样地追踪标记MK。另外，在本变形例中，追踪部105A在追踪动作中分别评价选择模板230以及1个以上的类似模板250与标记图像MKI的类似度。然后，追踪部105A将选择模板230以及1个以上的类似模板250中的与标记图像MKI的类似度满足预定的条件(例如类似度最大)的选择模板230或者类似模板250确定为确定模板。此外，选择模板230以及1个以上的类似模板250是多个模板所包含的2个以上的模板的一个例子。另外，追踪部105A将规定确定模板的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000281
η))输出到模板取得部101A。此外，追踪部105A也可以将表示确定模板的信息(例如确定模板的识别信息)输出到模板取得部101A，还可以将表示选择模板230以及1个以上的类似模板250各自的上述类似度的信息输出到模板取得部101A，而不是将规定确定模板的参数输出到模板取得部。
模板取得部101A将在追踪部105A中追踪标记MK所使用的模板210中的与标记图像MKI的类似度满足预定的条件(例如类似度最大)的模板(即上述确定模板)重新设定为新的基准模板240。然后，模板取得部101A通过微小地改变规定新的基准模板240的1个以上的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000282
η))，取得新的1个以上的类似模板250。模板取得部101A将表示新的基准模板240以及取得的新的1个以上的类似模板250的信息输出到追踪部105A。
然后，追踪部105A根据由模板取得部101A输出的信息，切换在标记MK的追踪中使用的1个以上的模板210。例如，追踪部105A根据由模板取得部101A确定出的新的基准模板240以及取得的新的1个以上的类似模板250来追踪标记MK。以后，通过反复上述处理，追踪部105A在依次切换(更新)模板210的同时追踪标记MK。此外，类似模板250也可以是在由模板取得部101当初取得的多个候补模板220中包含的模板。即，类似模板250也可以并非在新设定基准模板240之后生成的模板。
图20是示出本实施方式的治疗阶段中的处理的流程的流程图。此外，图20中的S201至S204的处理与第1实施方式的S201至S204的处理相同。
在本实施方式中，追踪部105A例如输出与规定由追踪部105A追踪时所使用的模板210中的、与标记图像MKI的类似度满足预定的条件的确定模板的参数有关的信息、或者表示确定模板自身的信息等，作为已经实施的追踪的结果(S205)。例如，从追踪部105A输出的信息包括规定确定模板的参数(例如姿势参数(θ、
Figure BDA0001579962000000291
η))。
然后，模板取得部101A将上述确定模板重新设定为新的基准模板240(S206)。然后，模板取得部101A根据新的基准模板240的内容，取得新的1个以上的类似模板250(S207)。追踪部105A根据由模板取得部101A确定出的新的基准模板240以及取得的新的1个以上的类似模板250，切换在标记MK的追踪中使用的模板210(S208)。
根据本实施方式，并非仅使用当初选择或者确定出的模板210，而能够在追踪时动态地切换模板210。由此，即使在留置在被检体P内的标记MK由于体内的呼吸性移动、心跳的变动等而其姿势大幅变化的情况下，也能够追踪标记MK的位置。
(第3实施方式)
接下来，说明第3实施方式。本实施方式的信息处理装置100以使用户能够确认标记MK的位置以及肿瘤的位置的方式，显示在图像IM上追踪的标记MK的位置以及根据标记MK的位置推测出的肿瘤的位置。
参照上述图1，说明实施方式的信息处理装置100的功能结构。信息处理装置100具备模板取得部101、图像取得部102、输入显示部103、模板选择部104、追踪部105、显示处理部106A以及存储部107。与上述第1实施方式的差异是显示处理部106A，在此以显示处理部106A为中心进行说明。
显示处理部106A从图像取得部102取得图像IM，从追踪部105取得标记MK的位置。显示处理部106A在图像IM上显示表示标记MK的位置的显示H1。
图21是示出由显示处理部106A显示的图像IM的一个例子的图。如图21所示，例如，显示处理部106A在图像IM上显示表示标记MK的位置的模板201的长方形MM，作为显示H1。此时，显示处理部106A也可以显示表示为了追踪标记MK而使用的模板210的信息。
在本实施方式中，显示处理部106A显示根据显示于显示部1032的图像IM标记MK的位置推测出的肿瘤的位置。叙述根据标记MK的位置推测肿瘤的位置的方法。使用表示处于线性关系的式(1)，根据标记MK的位置xm计算肿瘤位置y。
y＝Axm+T…(1)
上述式(1)中的xm、y是表示各个位置的矢量。A是2x2矩阵。T是1x2的矢量。根据在治疗前得到的1个以上的标记MK的位置和肿瘤的位置，通过线性回归来确定A以及T。
关于标记MK的位置和肿瘤的位置，例如，能够利用在治疗计划制作时拍摄的CT图像中映入的肿瘤的位置和标记MK的位置。即，根据在1次呼吸的期间拍摄到的多张CT图像(三维图像)，利用线性回归求出上述式(1)的A和T，从而能够求出肿瘤的位置和标记MK的位置的关系。例如，根据在对CT图像进行DRR化时射影出的肿瘤区域的重心和与标记MK对应的区域的重心，通过线性回归，求出肿瘤的位置和标记的位置的关系。
显示处理部106A根据由追踪部105追踪的标记MK的位置和上述式(1)来计算肿瘤的位置。然后，显示处理部106A在图像IM用显示H2显示计算出的肿瘤的位置。
根据本实施方式，在图像IM上显示根据标记MK的位置推测出的肿瘤的位置。由此，用户能够在容易地确认肿瘤的位置的同时继续治疗。
以上，说明了几个实施方式以及变形例，但实施方式不限定于上述例子。例如，在说明的实施方式以及变形例中说明了追踪留置在被检体P内的棒型的标记MK的例子。但是，追踪对象的标记MK也可以是楔型或其它形状。例如，在追踪楔型的标记MK的情况下，模板210的MM的形状为楔型。另外，“目标”不限定于肿瘤、标记MK，也可以是导管手术中的导管。在该情况下，通过使用与导管的形状对应的模板210，能够追踪在手术中摄影的被检体P的图像IM中映入的导管图像。
此外，追踪部105既可以将治疗中使用的模板210固定为1个，也可以根据被检体P的状态切换多个模板210。例如，内包于被检体P的标记MK的三维空间中的姿势由于被检体P的呼吸而变化。追踪部105也可以用与呼吸的1个周期对应地模型化的呼吸模型来近似呼吸所致的被检体P的活动、或者标记MK的姿势的变化，选择与基于呼吸模型的周期的相位对应的模板210，实施标记MK的追踪处理。
另外，如上所述，信息处理装置100也可以代替在显示部1032中显示多个候补模板220并受理用户的选择操作的情况，而受理指定由图像取得部102取得的图像IM的1点或者部分的用户的指定操作，根据该指定操作选择选择模板230。此外，也可以代替这一点，而是模板选择部104取得与被检体P的治疗计划有关的信息，根据治疗计划所包含的标记MK的大致的位置，在由图像取得部102取得的图像IM中设定预定区域，求出所有候补模板220各自与该预定区域的类似度，将所述类似度满足预定的条件(例如类似度成为最大)的候补模板220选择为选择模板230。在该情况下，由用户实施的上述指定操作也变得不需要。
根据以上说明的至少一个实施方式，信息处理装置100具有输入受理部、模板选择部以及追踪部。输入受理部1031受理用户的输入操作。模板选择部104根据由输入受理部1031受理的用户的输入操作，从与被检体内的标记MK的形状有关的多个模板210中确定至少1个选择模板230。追踪部105使用确定出的至少1个选择模板230，在包括标记MK的图像内追踪标记MK。根据这样的结构，能够提高被检体内的目标的追踪精度。
虽然说明了本发明的几个实施方式，但这些实施方式仅作为例子而示出，并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其它各种方式实施，能够在不脱离发明的要旨的范围内进行各种省略、置换、改变。这些实施方式及其变形包含于发明的范围、要旨内，并且包含于权利要求书记载的发明和其均等范围内。
此外，能够将上述实施方式总结为以下的技术方案。
[技术方案1]
一种信息处理装置，具备：
输入受理部，受理用户的输入操作；
模板选择部，根据由所述输入受理部受理的所述用户的输入操作，从与目标的形状有关的多个模板中确定至少1个模板；以及
追踪部，使用确定出的所述至少1个模板，在包括所述目标的图像内追踪所述目标。
[技术方案2]
根据上述技术方案1记载的信息处理装置，其中，
还具备显示处理部，该显示处理部使所述多个模板所包含的2个以上的模板显示于显示部，
所述输入受理部受理从所述显示部所显示的所述2个以上的模板中选择1个以上的模板的所述用户的选择操作。
[技术方案3]
根据上述技术方案2记载的信息处理装置，其中，
所述显示处理部进一步使所述图像显示于所述显示部。
[技术方案4]
根据上述技术方案2或者3记载的信息处理装置，其中，
所述显示处理部使至少所述多个模板所包含的第1模板以及第2模板显示于所述显示部，
在所述模板选择部未确定所述第2模板而确定出所述第1模板的情况下，所述显示处理部从所述多个模板中将比所述第2模板更类似于所述第1模板的第3模板以及第4模板显示于所述显示部。
[技术方案5]
根据上述技术方案3记载的信息处理装置，其中，
所述显示处理部使所述2个以上的模板分别与所述图像叠合而显示于所述显示部。
[技术方案6]
根据上述技术方案4记载的信息处理装置，其中，
所述输入受理部受理对显示于所述显示部的所述图像内的1个点或者所述图像的部分区域进行指定的指定操作，来作为所述用户的输入操作，
所述模板选择部根据由所述输入受理部受理的所述用户的指定操作而选择所述至少1个模板。
[技术方案7]
根据上述技术方案6记载的信息处理装置，其中，
所述模板选择部根据与包括所述图像内的1个点的所述图像的区域或者所述图像的部分区域的类似度而选择所述至少1个模板。
[技术方案8]
根据上述技术方案7记载的信息处理装置，其中，
所述模板选择部根据所述类似度的阈值而选择所述至少1个模板。
[技术方案9]
根据上述技术方案1至8中的任意1项记载的信息处理装置，其中，
还具备模板取得部，该模板取得部输出表示与由所述模板选择部确定出的所述至少1个模板类似的类似模板的信息，
所述追踪部使用由所述模板选择部确定出的所述至少1个模板和由所述模板取得部输出的信息来追踪所述目标。
[技术方案10]
根据上述技术方案1至9中的任意1项记载的信息处理装置，其中，
还具备显示处理部，该显示处理部使由所述追踪部追踪的所述目标的位置与由图像取得部取得的被检体的图像叠合而显示于显示部，
所述目标是所述被检体的一部分和所述被检体内的标记中的至少一方。
[技术方案11]
根据上述技术方案1至8中的任意1项记载的信息处理装置，其中，
还具备模板取得部，该模板取得部输出表示与由所述模板选择部确定出的所述至少1个模板类似的类似模板的信息，
所述追踪部在相比于由所述模板选择部确定的所述至少1个模板，所述类似模板的一方更类似于所述图像内的目标的情况下，使用所述类似模板来追踪所述目标。
[技术方案12]
根据上述技术方案1至11中的任意1项记载的信息处理装置，其中，
所述目标是金属制的标记。
[技术方案13]
根据上述技术方案1至12中的任意1项记载的信息处理装置，其中，
还具备模板取得部，该模板取得部根据所述目标的三维形状生成所述多个模板。
[技术方案14]
一种信息处理装置，具备：
模板选择部，进行如下处理中的至少一方：根据由图像取得部取得的被检体的图像而从多个模板中选择比所述多个模板的数量少的至少1个模板；以及根据用户的输入操作而从多个模板中确定比所述多个模板的数量少的至少1个模板；
追踪部，使用由所述模板选择部选择或者确定出的所述至少1个模板来追踪所述被检体的图像内的目标；以及
模板取得部，输出从所述多个模板内选择出的1个以上的模板的信息，
所述追踪部确定所述多个模板所包含的2个以上的模板中的、与图像内的所述目标的类似度满足预定条件的模板，
所述模板取得部输出表示与由所述追踪部确定出的所述模板类似的类似模板的信息，
所述追踪部根据由所述模板取得部输出的信息，切换在所述目标的追踪时使用的1个以上的模板。
[技术方案15]
一种信息处理系统，具备：
输入受理部，受理用户的输入操作；
模板选择部，根据由所述输入受理部受理的所述用户的输入操作，从与目标的形状有关的多个模板中确定至少1个模板；
追踪部，使用确定出的所述至少1个模板，在包括所述目标的图像内追踪所述目标；
照射部，照射能量；以及
控制部，根据由所述追踪部追踪的所述目标的位置来控制所述照射部。
[技术方案16]
一种计算机程序，使计算机执行
使输入受理部受理用户的输入操作，
根据由所述输入受理部受理的所述用户的输入操作，从与目标的形状有关的多个模板中确定至少1个模板，
使用确定出的所述至少1个模板，在包括所述目标的图像内追踪所述目标。

Claims (8)

1.一种信息处理装置，具备：
存储部，存储与嵌入于被检体内的标记的投影像对应的多个模板，所述多个模板是按照预定的规则改变表示所述标记在二维平面或三维空间中的姿势的参数而生成的，
显示处理部，使所述存储部所存储的所述多个模板中包含的2个以上的模板显示于显示部，
输入受理部，受理从显示于所述显示部的所述2个以上的模板中选择1个以上的模板的用户的选择操作；
模板选择部，根据由所述输入受理部所受理的所述用户的选择操作，从所述多个模板中确定至少1个模板；以及
追踪部，使用所确定的所述至少1个模板，在包括所述标记的图像内追踪所述标记。
2.根据权利要求1所述的信息处理装置，其中，
所述显示处理部进一步使所述图像显示于所述显示部。
3.根据权利要求1或者2所述的信息处理装置，其中，
所述显示处理部使至少所述多个模板所包含的第1模板以及第2模板显示于所述显示部，
在所述模板选择部未确定所述第2模板而确定出所述第1模板的情况下，所述显示处理部从所述多个模板中将比所述第2模板更类似于所述第1模板的第3模板以及第4模板显示于所述显示部。
4.根据权利要求2所述的信息处理装置，其中，
所述显示处理部使所述2个以上的模板分别与所述图像叠合而显示于所述显示部。
5.根据权利要求3所述的信息处理装置，其中，
所述输入受理部受理对显示于所述显示部的所述图像内的1个点或者所述图像的部分区域进行指定的指定操作，
所述模板选择部根据由所述输入受理部受理的所述用户的指定操作而选择所述至少1个模板。
6.根据权利要求5所述的信息处理装置，其中，
所述模板选择部根据与包括所述图像内的1个点的所述图像的区域或者所述图像的部分区域的类似度而选择所述至少1个模板。
7.一种信息处理系统，具备：
存储部，存储与嵌入于被检体内的标记的投影像对应的多个模板，所述多个模板是按照预定的规则改变表示所述标记在二维平面或三维空间中的姿势的参数而生成的，
显示处理部，使所述存储部所存储的所述多个模板中包含的2个以上的模板显示于显示部，
输入受理部，受理从显示于所述显示部的所述2个以上的模板中选择1个以上的模板的用户的选择操作；
模板选择部，根据由所述输入受理部受理的所述用户的选择操作，从所述多个模板中确定至少1个模板；
追踪部，使用所确定的所述至少1个模板，在包括所述标记的图像内追踪所述标记；
照射部，照射能量；以及
控制部，根据由所述追踪部所追踪的所述标记的位置来控制所述照射部。
8.一种计算机可读取的存储介质，其存储计算机程序，在由处理装置执行所述计算机程序时，
使计算机
将与嵌入于被检体内的标记的投影像对应的多个模板中包含的2个以上的模板显示于显示部，所述多个模板存储于存储部，是按照预定的规则改变表示所述标记在二维平面或三维空间中的姿势的参数而生成的，
受理从显示于所述显示部的所述2个以上的模板中选择1个以上的模板的用户的选择操作，
根据所受理的所述用户的选择操作，从所述多个模板中确定至少1个模板，
使用所确定的所述至少1个模板，在包括所述标记的图像内追踪所述标记。
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