JP2000515794A

JP2000515794A - 治療／診断を行うために患者を自動的に位置決めする装置

Info

Publication number: JP2000515794A
Application number: JP10509116A
Authority: JP
Inventors: カレンド，アンドレ，エム; グリーンバーガー，ジョエル; シモガ，カラン，ビー; アザナシオウ，キャラランボス，エヌ; カナデ，タケオ
Original assignee: University of Pittsburgh
Current assignee: University of Pittsburgh
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 2000-11-28
Also published as: WO1998004194A1; CN1244782A; EP0926987A1; CA2261295A1; KR20000029535A; AU3819697A; KR100467111B1; US5823192A

Abstract

(57)【要約】患者を治療／診断装置の固定基準に関し自動的且つ正確に位置決めするために、患者の上の基準点またはスキンマーカーが該装置に関し固定したパターンで照射されるレーザビームの照射点に一致するように患者位置決め装置を作動する光学系を用いる。カメラが基準点及びレーザー照射点の画像を記録し、これらの画像から画素空間における配列誤差及び速度誤差を求める。画素空間における速度誤差をイメージヤコビアンの逆数により室内空間における速度誤差に変換する。最初にシステムパラメータの概算値を用いてイメージヤコビアンを導出するが、その後カメラ画像から導出した画素空間における誤差の計算値及び治療／診断装置の位置エンコーダから導出した室内空間における誤差を用いて継続的に更新し洗練された値とする。

Description

【発明の詳細な説明】治療／診断を行うために患者を自動的に位置決めする装置発明の背景発明の分野本発明は、可動寝台装置上に横たわる患者を放射線治療装置のような治療／診断装置に関して自動的に位置決めする装置に関する。背景情報等角放射線治療は、高エネルギー放射線ビームを種々の角度から腫瘍に照射するにあたり、腫瘍への放射線照射量が最大限になると共に周囲の健康な組織への照射が最小限に抑えられるようにする。患者が横たわる寝台と放射線ビームを放射するリニアアクセラレータの両方を多数の治療ビームが発生されるように移動させる。高エネルギービームによる治療前に、低レベル放射線を用いる同じような装置によってシミュレーションを行い、腫瘍の位置と装置の座標系との間に反復可能な関係を確立されるようにする。治療装置に対して同じ関係が反復して確実に得られるように、光学システムを用いて装置の座標系に関する患者の配置方向を決定する。これは、共通の基準面に放射され装置の等角点で交わる３本のレーザビームを用いて行っている。この装置の等角点はリニアアクセラレータの位置とは無関係に放射線ビームが通過する点である。通常、２本のビームを水平の互いに反対の方向に向け、第３のビームを天井から垂直下方に向ける。患者の姿勢は、この治療面が治療部位を通るように寝台装置を位置決めすることにより決定する。例えば、胸部の腫瘍については、患者が仰向けに寝た状態で治療面が胸部を横断方向に延び、３本のレーザビームが患者の胸部の前部及び各側部に当たるように寝台を位置決めする。３本のレーザビームが患者に当たる点にスキンマーカーを付け、その点を基準点とする。その後、患者を治療装置へ移送して治療面に関しほぼ同じ姿勢に配列すると、スキンマーカーまたは基準点と、レーザビームが患者にあたる点に現れるレーザーマーカーとの間の距離から位置決め誤差がわかる。現在、補助員が寝台装置を手で移動させて寝台上の患者の位置を基準点がレーザビーム照射点と一致するようになるまで調節する。このためには寝台装置の４つの自由度における移動を協調させる必要があり、熟練を要すると共に時間がかかる。また、多数の腫瘍を治療するか患部を拡散させるには患者の配列を何度も行う必要があるが、上記の理由により制約が存在する。複雑な等角放射線治療では、治療部位を、真の等角点から放射線ビームに沿ってずらせた仮想等角点に位置決めする。このため、３個の基準点をレーザビーム照射点に一致させるために寝台装置を４つの自由度において複雑に移動することが必要となる。このような患者の配列は複数の治療を行う場合正確に反復して行う必要がある。ビデオカメラ制御型の公知のロボット位置決め装置が実験室で開発されている。これらの装置は通常、多数のシステムパラメータを正確に把握することを必要とする。かかるシステムは立ち上げが困難であるだけでなく、部品の変更、たとえそれが同一モデルのカメラの交換であっても再較正を必要とする。加えて、１つの部品に不用意に突き当たるようなシステムの外乱があった場合にも再較正が必要な場合がある。従って、治療／診断装置に関し患者を自動的に位置決めする装置に対する需要がある。患者の位置決めを迅速且つ正確に、また不快或いは遊走性の動きを伴うことなく行える装置に対する需要がある。位置決め用システムパラメータの正確な測定が不要であり、任意の部品を変更しても或いは部品の位置が突発的に変っても再較正の必要のない装置に対する需要が存在する。発明の概要上記需要または他の需要は、可動患者位置決めアセンブリ上に横になった患者を治療／診断装置の固定基準点に関する固定ベース位置に関して自動的且つ正確に位置決めする装置に関する本発明により充足される。この装置は患者の上に離隔配置した複数の基準点を含む。これらの基準点またはスキンマーカーは、患者の皮膚に人工的に付けたマークまたは自然に存在する識別可能な印であってもよい。レーザビーム発生手段は、固定基準点に関して種々の方向で放射される複数のレーザビームを発生し、これらのレーザビームは患者がその固定ベース位置にある時基準点と一致する照射点で患者に当たる。カメラ手段は基準点と照射点の画像を発生する。カメラの画像から制御信号を発生する手段は、基準点が照射点に一致するように可動患者位置決めアセンブリを駆動することにより、患者を固定ベース位置に位置決めする。レーザビーム発生手段は、好ましくは、装置の等角点で交わるように装置の治療面において直角方向に照射される３本のレーザビームを発生する手段よりなる。これらのレーザビームは、互いに反対方向の一対の水平ビームと垂直下方に照射されるビームでよい。この場合、患者がベース位置にあれば基準点がレーザビーム照射点と一致するように、患者に３つの基準点を配置する。患者位置決めアセンブリが仰向けに寝た患者を縦方向軸を中心として回転できないか或いは患者を横方向軸を中心として傾けることができないため患者位置決めアセンブリが４つの自由度をもつに過ぎない場合、患者を正確に位置決めするには２本の非平行ビームを発生させる２つのレーザビーム発生器、２つの基準点及び２個のカメラがあれば十分であろう。好ましい例として、カメラが発生する画像から制御信号を発生させる手段は、二次元画素空間における基準点及び照射点の位置を表わす信号を発生する手段と、画素空間信号から三次元室内空間における制御信号を発生させる手段とよりなり、画素空間信号を室内空間信号に変換する変換手段適用手段を含む。さらに、変換手段を継続的に更新または洗練する手段が設けられている。これは、最終近似変換手段を構成する手段と、患者位置決めアセンブリを運動状態にセットする手段と、特定のサンプル時間においてレーザ照射点に関する基準点の画素空間における現在の位置誤差を反復的に求める手段と、そのサンプル時間における基準点とレーザ照射点の室内空間における現在の位置誤差を反復的に求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差とから変換手段を更新する手段とを含む。画像から制御信号を発生させる手段は、画素空間における位置信号から画素空間における速度誤差信号を反復的に発生させる手段を含み、変換手段は画素空間における速度誤差信号を室内空間における速度誤差信号に変換して基準点が照射点に一致するように患者位置決めアセンブリの駆動を制御する速度変換手段よりなる。変換手段を継続的に洗練する手段は、変換手段の初期概算値を形成する手段と、基準点と照射点の画像からレーザ照射点に関する基準点の画素空間における現在の位置誤差を求める手段と、患者位置決めアセンブリ上の位置エンコーダの出力から基準点とレーザ照射点の間の室内空間における現在の位置誤差を反復的に求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる。変換手段は、画素空間の速度誤差信号にイメージヤコビアンの逆数を適用して患者位置決めアセンブリを駆動するための室内空間における速度誤差信号を発生させる手段よりなる。変換手段を継続的に洗練する手段は、特定の関係に従ってイメージヤコビアンをサンプリングインターバルで反復的に更新する手段よりなる。この構成では、カメラ位置を完全に把握し例えば焦点距離のようなそれらのパラメータを正確に知る必要があった従来技術のようにカメラを詳細に較正する必要がない。図面の簡単な説明本発明の完全な理解は、添付図面を参照して好ましい実施例の以下の説明を読めば明らかになるであろう。図１は本発明を利用して動的な等角放射線治療を行う装置の斜視図である。図２は本発明によるカメラ画像の発生を説明するための概略図である。図２ａは本発明に従って患者を位置決めするために使用するマーカーの位置を説明する平面図である。図３は本発明の図示した実施例によるフィードバック制御ループの概略図である。図４−１６は本発明の一部を形成するソフトウエアルーチンのフローチャートである。好ましい実施例の説明図１は本発明を実現するシステム１を示す。このシステム１は装置３を有し、装置の基部７に水平軸９を中心として回転自在なようなガントリー５が枢着されている。ガントリー５は、高エネルギーのフォトンのような高エネルギー放射線ビーム１５を回転軸９の延長部分と垂直に交差する経路に沿って差し向けるコリメータ１３を支持する第１のアーム１１を具備している。この交差する所を等角点１７と呼ぶ。装置によっては、ガントリーの反対端部の第２のアーム２１に放射線ビーム１５に整列して門形画像発生装置１９を取り付けたものがある。この門形画像発生装置２１は、患者により吸収されなかった放射線を記録する。等角点１７は室内空間の座標系の原点となる。図示構成から明らかなように、Ｘ軸はガントリーの回転軸９に一致する。従って、ガントリーが回転するとＹ及びＺ軸を含む治療面が画定される。装置３にはさらに患者位置決めアセンブリ２３があり、支持台２７上に該支持台に関して垂直方向、横方向及び縦方向の移動が可能なように寝台２５が取り付けられている。この支持台は回転テーブル２９上に取り付けられ、回転テーブル２９の軸３１は等角点１７の下方においてその点と垂直方向に整列しＺ軸と同軸である。この構成により、患者位置決めアセンブリ２３は室内空間のＸ、Ｙ及びＺ軸、及びＺ軸を中心とする回転を含む４つの自由度を有する。従って、患者を寝台の縦方向軸を中心として回転する必要がなく、また寝台を横方向に貫通する水平軸の周りに傾けるのも不要である。しかしながら、Ｙ−Ｚ治療面におけるガントリーの回転を付加することにより、放射線ビーム１５を寝台２５上に横たわる患者に対して任意所望の方向に向けることができる。コンピュータ３３は固定ベース位置にある患者を通常は等角点１７である装置の基準点に関し配列するように、以下に述べる態様で患者位置決めアセンブリ２３の運動を制御する。等角放射線治療を実施するにあたり、後で使用される治療用高エネルギービームの経路を確立するための、Ｘ線ビームのような低エネルギービームを発生する同様な装置の寝台２５上に、患者を配置する。低レベルのシミュレーション装置上と同じ配向となるように、患者を治療装置上で正確に配列するために、光学的配列装置３５を使用する。この装置は、複数のレーザビーム発生器、図示の例では３つのレーザビーム発生器３７₁、３７₂、３７₃が治療室内の固定位置に取り付けてある。この例のレーザビーム発生器３７₁、３７₂、３７₃は、装置３のＹ −Ｚ治療面と一致する共通基準面４１内においてレーザビーム３９₁、３９₂、３９₃を放射し、これらは全て等角点１７で交差する。図２に示すように、レーザビーム３９₁、３９₂、３９₃は寝台２５上で仰向けに寝た患者４３に、図２ａに示す３個の照射点４５₁、４５₂、４５₃で当たる。これらの照射点またはレーザーマーカーは、本発明の図示実施例では十字線の形を有する。基準点４７₁、４７₂、４７₃のようなスキンマーカーを患者の照射点に付けるのであるが、これらの基準点はこの例では胸部の前部及び各側部上にある。これら３つの基準点またはスキンマーカーは治療の間中患者の上にあり、治療装置上の患者をシミュレーション装置上と同じ配向に正確に配列して次々に治療を行うために使用する。患者を正しく配列するために、基準点４７₁、４７₂、４７₃と対応照射点４５₁、４５₂、４５₃を一致させるに必要なだけ４つの自由度において患者位置決めアセンブリ２３を移動する。本発明によると、このような患者の配列は自動的に行われる。このために、光学的配列装置３５はさらに、関連のレーザビーム発生器３７₁、３７₂、３７₃に隣接して取り付け、照射点４５₁、４５₂、４５₃及びそれに対応する基準点４７₁ 、４７₂、４７₃の画像を発生するように配列した３つのビデオカメラ４９₁、４９₂、４９₃を含む。これらの画像は図２に示すように画素空間において発生される。画素空間はカメラの画像面の二次元空間であり、画像を発生する画素に因んでこのように命名する。照射点と基準点の画像を比例制御方式で使用することにより３つの基準点全ての位置誤差を徐々に０に減少させるような患者位置決めアセンブリ２３の所望の運動を発生させる。この制御方式には、室内空間の特徴点の速度を画素空間の対応特徴点の速度に関係付ける行列式であるイメージヤコビアンの発生及び利用が含まれる。室内空間のために発生させる制御信号はその後、既存の患者位置決めアセンブリ制御用ハードウエアを用いて協働モーター入力信号に変換する。カメラ画像に始まり患者位置決めアセンブリの運動に終わるこの補正動作は、３つの基準点全ての誤差が無視できるようになるまでこの例では３０Ｈｚであるフレームレートで反復する。換言すれば、患者の配列が充分良好になるまで反復する。この装置による配列は約１ミリメートル以内またはそれよりもいい精度で正確に行うことができる。各カメラ４９₁、４９₂、４９₃は基準点４７₁、４７₂、４７₃の１つと、それに対応するレーザ照射点４５₁、４５₂、４５₃との二次元画像を発生する。これらの画像５１₁、５１₂、５１₃はそれぞれ異なる二次元平面において発生される。これらの位置はカメラの画素空間座標系に変換される。例えば、画素空間における第１のレーザ照射点４５１の位置は、Ｘ及びＺ座標をそれぞれ最後の下付き文字１及び２で表わす取り決めを採用した場合、図２に示すようにＸ座標ｐ₁₁₁ 及びＺ座標ｐ₁₁₂で表わされる。同様に、第１のカメラ４７により撮影される基準点またはスキンマーカーは、カメラ４９１のＸ−Ｚ平面の座標ｐ_s11及びＺ座標ｐ_s12を有する点にある。第２のカメラ４９₂が第２のレーザ照射点４５₂及び第２の基準点４７₂について発生させる画像５１₂はそれぞれＸ及びＹ平面における点ｐ₁₂及びｐ_s2により表わされる。また、第３のカメラ４９₃が撮影する第３の照射点４５₃及び基準点４７₃の画像５１₃はＸ座標ｐ₁₃及びＺ座標ｐ_s3を有する点により表される。配列制御方式５３の概略図を図３に示す。３つのカメラ４９₁−４９₃は３組の基準点及びレーザ照射点の画像を発生する。特徴点抽出コンピュータ５５は、カメラからの信号をデジタル化して画素空間における基準点及びレーザ照射点の二次元位置を導出する。このコンピュータは、画素空間におけるレーザ照射点と出力として発生する。叙上のように患者位置決めアセンブリ２３の自由度は４つに過ぎないため、六のいずれの項を消去できるかを決定するにあたり、図１及び２から分かることは、患者の上の３つの基準点４７₁−４７₃またはスキンマーカーが平面を画定するため、また患者位置決めアセンブリ２３はＹ軸の周りには回転できないため、Ｘ方向における２つの側部基準点４７₁、４７₃が配列関係になるとＸ方向の第３の基準点４７₂は必然的に配列関係となる。従って、式2からは項ｐ_s21が、式１からはそれに対応する項ｐ₁₂₁を消去することが可能である。また、患者位置決めアセンブリ２３はＸ軸の周りには回転できないため、寝台を昇降させると側部基準点４７₁、４７₃のｚ方向の座標が同じ量だけ変化し、従ってｚ方向だけの移動を制御する必要がある。項ｐ_s12、ｐ_s32のいづれかを消去できるが、図示の装置では後者をそれに対応する項ｐ₁₃₂と共に消去している。従って、式１及び２の六次元ベクトルは次元減少フィルタ５７により下記の四次元ベクトルになる。それぞれ画素空間における基準点及びレーザ照射点の位置を表わすこれらの四次元ベクトルｐ_s、ｐ_lは、画素空間における位置誤差ε（ｔ）を求めるために５９で減算される。この位置誤差には利得Ｋ_pにより表わされる比例制御が６１Ｋ_pは比例誤差利得の４ｘ４行列式である。であり、患者位置決めアセンブリ２３のモータ制御器６５に加えられる。図示の患者位置決めアセンブリでは、モータ制御器６５は基準点がレーザ照射点に一致するように患者位置決めアセンブリの協働モータを駆動制御する速度制御器である。叙上のように、イメージヤコビアンＧは、何ダースものパラメータを正確に求めることが必要な手順である、カメラと周囲環境の正確な較正を必要とする充分解明された計算により発生させることができる。本発明によると、イメージヤコビアンＧは入出力誤差を用いてＧ概算器６７でオンライン概算を行うことにより得られる。以下においてさらに詳しく説明するように、Ｇはマトリックスの最後の値を増分的に調整することにより継続的に更新する。これは、画素空間におけるレーザ照射点位置ｐ_lと画素空間における基準点位置ｐ_sからの画素空間における基準点位置誤差ε（ｔ）と、患者位置決めアセンブリ１３上の位置エンコーダ６９の出力から導出した室内空間における位置誤差δ（ｔ）とを用いて行う。エンコーダ出力を用いて室内空間におけるレーザビーム照射点と基準点の予想位者の通常位置に対する平均値を用いてテーブルに関する３つの基準点の位置を近似することにより発生される。室内空間におけるテーブル位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ、Θ ）を知ることにより、室内空間における基準点４７₁、４７₂、４７₃の位置を以下のように計算できる。これらのベクトル成分の一部は特に考慮の必要がない。例えば、図２及び２ａを参照すると理解できるように、カメラ４９₁は基準点４７₁のＸ及びＺ成分を求めることだけが可能であり、Ｙ成分は観察しない。従って、ｑ_sly制御不能である。同様に、カメラ４９₂は基準点４７₂のＺ位置を観察できず、、またカメラ４９₃は基準点４７₃のＹ位置を見ることができないため、これらの項もまた制御不能である。これらの項を消去し式６乃至８を結合すると、下記の式が得られる。同様に、レーザーマーカーまたは照射点４５_1-3の位置を下記に示す。叙上の理由により、要素ｑ_11y，ｑ_12y，ｑ_13yと式１０−１２は観察できない。これらの要素を外して式１０−１２を結合すると、下記の式が得られる。叙上のように、患者位置決め装置２３は４つの自由度をもつに過ぎないため、式９及び１３の六次元ベクトルを、上述した基準点及び照射点の画素空間における位置ベクトルの減少に関連して説明したと同じ理由により、項ｑ_s2x，ｑ_s3z，ｑ_12x及びｑ_13zを消去することによって四次元ベクトルに減少することが可能である。従って、基準点及び照射点の室内空間における位置を表わす四次元ベクトルは、下記のようになる。レーザービーム３９₁及び３９₃は室内空間のＹ軸に沿って放射され、ビーム３９₂はＺ軸に沿って照射されるため、式１５の全ての要素は本発明の実施例では０であることに注意されたい。Ｇ見積器６７はまた、基準点位置のレーザー照射点位置への収束速度を制御する重付け係数である行列式Ｗ、Ｇの過去の計算の相対的な加重値を決定する「忘却係数」として知られる係数ρと、カメラの焦点距離ｆの概算地値と、サンプリングインターバルΔｔとを含むとして７１に示す幾つかの定数を用いる。上述したサンプリングインターバルは図示のシステムでは３０Ｈｚである。イメージヤコビアンＧは関連のパラメータからのみ導出できるが、初期値を与えて、洗練値を得るに必要な時間を減少し患者位置決め装置２３の初期移動を滑らかにすることが適当である。しかしながら、必要とされるパラメータについてはおおまかな近似が必要であるにすぎない。この初期近似の品質は装置の収束速度、それも最初だけに影響を及ぼすが、これは後で最終且つ最良の近似を再使用し洗練するからである。これら初期パラメータは下記のものを含む。（ｉ）３つのカメラの焦点距離（ｍ）：（ｉｉ）３つのカメラの画素サイズ（ｍ）（ｉｉｉ）カメラ空間における基準点の位置（ｍ）（ｉｖ）室内空間における基準点の位置（ｍ）：これらのパラメータを用いて、画素空間におけるスキンマーカーまたは基準点の位置を、下記のように求める。次いで、イメージヤコビアン行列式Ｇの要素を下記のように計算する。次いで、イメージヤコビアン行列式Ｇを下記のように構成する。配列制御方式５３は、図４−１６のフローチャートで示したソフトウエアを用いてコンピュータ３３により実現する。図４は主ルーチン９９を示す。この主ルーチンは、１００で示す患者配列誤差の算定を含む。全ての基準点４７₁−４７₃ のそれらに対応するレーザビーム照射点４５₁−４５₃に対する位置の誤差がしきい値よりも小さいことが２００において判明した場合、４００において医学スタッフに患者が配列状態にあることを知らせる出力が発生する。そうでなければ、３００において光学的自動配列ルーチンを用いる。患者配列誤差を求めるルーチン１００の詳細を図５に示す。図８において詳示した初期化ルーチンは１１０で実行される。その後、１２０において、レーザーマーカー及び対応スキンマーカーまたは基準点の位置を、図１２に詳示した手順５００を用いて計算する。次いで、ブロック１３０で、これらのマーカー位置を用いることにより画素空間におけるレーザーマーカーとスキンマーカーの間の誤差を計算する。その後、１４０において、室内空間における配列誤差δを、画素空間における誤差εとイメージヤコビアンの逆数Ｇ^-1を用いて計算する。図６は、室内空間における配列誤差が患者が配列状態にあると考えられるレベルにまで減少したか否かを判定する図４のブロック２００の詳細を示す。認容できる配列誤差δ_thresholdの大きさは２１０において特定する。ブロック２２０において、δ_thresholdとδ（ブロック１４０で求めた）の基準ベクトルを求めた後、ブロック２３０において比較する。δ_thresholdの基準ベクトルの例示的値は約１ミリメートルである。位置誤差の計算値がしきい値以下であれば、図１のブロック４００において配列完了である。そうでなければ、図１の３００において自動配列を始動する。図７は図１のブロック３００の詳細を示す。３１０において、各瞬間ｔにおける室内空間内の患者位置決め装置２３の命令速度を反復的に求める。この計算の詳細を図９に関連して説明する。その後、３２０において、命令速度を患者位置決め装置２３のモータ制御器６５へ加える。次いで、３３０において、新しい位置誤差δ（ｔ）を求める。この計算の詳細を図１０に示す。この配列誤差の基準ベクトルが充分に小さいことが、３４０において図１１に関連して詳説した態様で判明した場合、配列完了状態であり、ルーチンが図４のブロック４００へ戻る。そうでなければ、ルーチンはブロック３１０へ戻り、次の瞬間における命令速度の計算を繰り返す。このルーチンは、誤差がしきい値よりも小さくなるまで繰り返す。図５の初期化ルーチン１１０の詳細を図８に示す。前述したように、本発明では、イメージヤコビアンＧを継続的に洗練する。最初に、入力パラメータの概算値を使用する。その後、患者位置決め装置２３を４つの自由度全てにおいて同時に移動し、イメージヤコビアンＧ（ｔ）を反復的に計算して、新しい計算値が求まるたびに前の計算値と比較することにより誤差を求める。Ｇの計算値を洗練するにつれて、誤差を特定の値以下になるまで減少させる。その後、イメージヤコビアンＧの現在値が前の値と特定量Ｇ（ｔ−１）異なるときはいつもイメージヤコビアンを更新する。図８に示すルーチン１１０において、誤差Ｇの所望のしきい値であるαを１１１で特定する。その後、患者位置決め装置２３を１１２に示すようにその全ての自由度に沿って移動し、それと同時にイメージヤコビアンＧ（ｔ）を各瞬間ｔにおいて計算する。このルーチン６００の詳細を図１３及び１４に関連して説明する。次いで、１１４において、イメージヤコビアン誤差Ｅ_Gを最も最近のイメージヤコビアンと最も最近の値との間の差として求める。その後、１１５において、ヤコビアンのこの誤差の基準値をしきい値と比較する。誤差がしきい値よりも小さければ、１１６においてイメージヤコビアンを最も最近の値に設定する。そうでなければ、ループに沿って１１３に戻ることにより、イメージヤコビアンをさらに洗練する。図９は、室内空間における患者位置決め装置２３の命令速度を発生する図７のブロック３１０の詳細を示す。図４のブロック２００から最初にエントリーし、３１１において、イメージヤコビアンの逆行列式Ｇ^-1（ｔ）と画素空間における位置誤差ε（ｔ）を求める。その後、３１２において、患者位置決め装置の最大速度を患者位置決め装置の４つの自由度を表わす四次元ベクトルとして特定する。４×４の位置利得行列式Ｋ_pも特定する。最も最近のイメージヤコビアンと前のイメージヤコビアンの間の誤差が限界内でなければ（ブロック３４０）、ブロック３１３において、図１３及び１４において詳示した手順６００を用いて新しいイメージヤコビアンを予想し、それを反転させる。いずれの場合も、３１４において、画素空間における患者位置決め装置の命令速度を上式５を用いて計算する。３１５において、イメージヤコビアンの逆数を用いて、これを室内空間の命令速度に変換する。３１６において、命令速度が特定の最大速度を越えないことを確かめるチェックを行う。新しい配列誤差を求めるための図７のブロック３３０の詳細を図１０に示す。３３１において新しいカメラの画像を求め、３３２においてこれを用いて画素空間におけるレーザー照射点と基準点の新しい位置ｐ_l、ｐ_sを求める。３３２において、装置のエンコーダ情報を用いることにより、室内空間におけるレーザー照射点と基準点の現在位置ｑ_l、ｑ_sも求める。その後、３３３において、室内空間における配列誤差δ（ｔ）を計算する。図１１は図７のブロック３４０の詳細を示す。３４１において室内空間における配列誤差の基準値を計算し、３４２において配列誤差のしきい値と比較する。その誤差がしきい値に等しいかそれよりも小さければ、受け入れ可能な配列状態であり、ブロック４００において配列完了の指示を出力させる。もしそうでなければ、図７のブロック３１０に戻り、別の繰返し動作を開始させる。画素空間におけるレーザ照射位置と基準点の位置を求める手順５００を図１２に示す。５０１において、各カメラにつきレーザー照射点と基準点のテンプレートを特定する。次いで、５０２において、２つのマーカーを含むデジタル化された画像を得た後、５０３において、これを用いてレーザー照射点と基準点の画素空間の座標を求める。これらの点はそれぞれ二次元ベクトルで特定される。各カメラにつきこれらの座標を求めた後、５０４において、六次元ベクトルｐ_l、ｐ_s を求める。その後、ブロック５０５において、六次元ベクトルを上述した態様で四次元ベクトルに変換する。図１３及び１４はイメージヤコビアンＧの更新に用いる手順６００を示す。最初に、６０１に示すように、サンプル周期Δｔと４ｘ４加重行列式Ｗを特定する。実施例の３０Ｈｚ繰り返しレートではΔｔは３３ミリ秒である。６０２において、イメージヤコビアンの前のサンプル値または先に保存した値Ｇ（ｔ−Δｔ）が存在しないことが判明した場合、６０３において、図１５に詳細を示す手順７００を用いて概算行列式を計算する。いずれのやり方でＧ（ｔ−Δｔ）を求めても、６０４において、インターバルΔｔで存在するサンプル時間tにおける画素空間内のレーザー照射点及び基準点の位置を上述した手順５００を用いて計算する。その後、６０５において、室内空間におけるレーザー照射点及び基準点の位置を位置エンコーダ及び図１６に示す手順８００から得た患者位置決め装置２３の４つの自由度における位置を用いて求める。その後、ブロック６０６において、画素空間における位置誤差ε（ｔ）及び室内空間における誤差δ（ｔ）をそれぞれの座標の組から計算する。その後、６０７において、画素空間及び室内空間における現在の速度誤差を現在の位置とその前の位置の差をサンプル時間Δｔで割算（ｔ）を計算する。ブロック６０９において、新しいイメージヤコビアン行列式Ｇ（ｔ）を、最後のイメージヤコビアンＧ（ｔ−Δｔ）に増分行列式を加えた値に等しいとして計算する。この増分行列式は、画素空間における加速度誤差ε を乗算した値を差し引いたものとして求める。コラムベクトルであるその結果をれるスカラー量である。係数ρが０にセットされている場合、最後のものを除くＧの前の全ての計算値が忘れられる。係数ρが１にセットされている場合、前の全ての計算値を保持する。最初のイメージヤコビアンを構成する手順７００を図１５に示す。７０１において、項ｉ−ｉｖとして上述した入力データを特定する。その後、７０２において、画素空間における基準点の位置を上式１６−１８を用いて求める。その後、７０３において、イメージヤコビアン行列式の要素を式１９−３４を用いて計算する。さらに、７０４において、イメージヤコビアン行列式Ｇを式３５を用いて構成する。図１６は、室内空間における基準点またはスキンマーカー及びレーザーマーカーまたはレーザー照射点の位置を求める手順８００を示す。８０１に示すように、患者位置決め装置の協働エンコーダの読みを取る。８０２において、これらの読みを用いて基準点及びレーザー照射点の座標を計算する。図示のルーチンは一般化されている。本発明の実施例では、叙上のように、レーザー照射点の座標は常に全て０であるため計算の必要はない。８０２において計算した六次元ベクトルは、８０３において、叙上の手順に従い四次元ベクトルにする。その後、８０４において、これら四次元となったベクトルを積み重ねて室内空間における基準点ｑ_sと，一般的にはレーザーマーカーの位置ｑ_lを発生させる。本発明の特定実施例を詳細に説明したが、当業者は、これら詳細に述べたものに対する種々の変形例及び設計変更を本明細書の記載全体に照らして想到することができることが理解される。従って、図示説明した特定の構成は例示的目的を有するのみで本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の範囲は後記の請求の範囲及びその任意且つ全ての均等物の全幅を与えられるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年６月２３日（１９９８．６．２３）【補正内容】決め誤差がわかる。現在、補助員が寝台装置を手で移動させて寝台上の患者の位置を基準点がレーザビーム照射点と一致するようになるまで調節する。このためには寝台装置の４つの自由度における移動を協調させる必要があり、熟練を要すると共に時間がかかる。また、多数の腫瘍を治療するか患部を拡散させるには患者の配列を何度も行う必要があるが、上記の理由により制約が存在する。複雑な等角放射線治療では、治療部位を、真の等角点から放射線ビームに沿ってずらせた仮想等角点に位置決めする。このため、３個の基準点をレーザビーム照射点に一致させるために寝台装置を４つの自由度において複雑に移動することが必要となる。このような患者の配列は複数の治療を行う場合正確に反復して行う必要がある。ビデオカメラ制御型の公知のロボット位置決め装置が実験室で開発されている。これらの装置は通常、多数のシステムパラメータを正確に把握することを必要とする。かかるシステムは立ち上げが困難であるだけでなく、部品の変更、たとえそれが同一モデルのカメラの交換であっても再較正を必要とする。加えて、１つの部品に不用意に突き当たるようなシステムの外乱があった場合にも再較正が必要な場合がある。かかるシステムの一例が米国特許第５、４４６、５４８号に記載されている。一対のカメラを用いて、患者に固定された基準点と拡散レーザー光が照射した点の位置を三角法により求め、患者の位置をセットアップのためメモリに記憶させた位置と比較して患者の動きを検出する。従って、治療／診断装置に関し患者を自動的に位置決めする装置に対する需要がある。患者の位置決めを迅速且つ正確に、また不快或いは遊走性の動きを伴うことなく行える装置に対する需要がある。位置決め用システムパラメータの正確な測定が不要であり、任意の部品を変更しても或いは部品の位置が突発的に変っても再較正の必要のない装置に対する需要が存在する。発明の概要上記需要または他の需要は、可動患者位置決めアセンブリ上に横になった患者を治療／診断装置の固定基準点に関する固定ベース位置に関して自動的且つ正確に位置決めする装置に関する本発明により充足される。この装置は患者の上に離隔配置した複数の基準点を含む。これらの基準点またはスキンマーカーは、患者の皮膚に人工的に付けたマークまたは自然に存在する識別可能な印であってもよ次いで、イメージヤコビアン行列式Ｇを下記のように構成する。配列制御方式５３は、図４−１６のフローチャートで示したソフトウエアを用いてコンピュータ３３により実現する。図４は主ルーチン８９を示す。この主ルーチンは、１００で示す患者配列誤差の算定を含む。全ての基準点４７₁−４７₃ のそれらに対応するレーザビーム照射点４５₁−４５₃に対する位置の誤差がしきい値よりも小さいことが２００において判明した場合、４００において医学スタッフに患者が配列状態にあることを知らせる出力が発生する。そうでなければ、３００において光学的自動配列ルーチンを用いる。患者配列誤差を求めるルーチン１００の詳細を図５に示す。図８において詳示した初期化ルーチンは１１０で実行される。その後、１２０において、レーザーマーカー及び対応スキンマーカーまたは基準点の位置を、図１２に詳示した手順５００を用いて計算する。次いで、ブロック１３０で、これらのマーカー位置を用いることにより画素空間におけるレーザーマーカーとスキンマーカーの間の誤差を計算する。その後、１４０において、室内空間における配列誤差δを、画素空間における誤差εとイメージヤコビアンの逆数Ｇ^-1を用いて計算する。図６は、室内空間における配列誤差が患者が配列状態にあると考えられるレベルにまで減少したか否かを判定する図４のブロック２００の詳細を示す。認容できる配列誤差δ_thresholdの大きさは２１０において特定する。ブロック２２０において、δ_thresholdとδ（ブロック１４０で求めた）の基準ベクトルを求めた後、ブロック２３０において比較する。δ_thresholdの基準ベクトルの例示的値は約１ミリメートルである。位置誤差の計算値がしきい値以下であれば、図４のブロック４００において配列完了である。そうでなければ、図４の３００において自動配列を始動する。図７は図４のブロック３００の詳細を示す。３１０において、各瞬間ｔにおける室内空間内の患者位置決め装置２３の命令速度を反復的に求める。この計算の詳細を図９に関連して説明する。その後、３２０において、命令速度を患者位置決め装置２３のモータ制御器６５へ加える。次いで、３３０において、新しい位置誤差δ（ｔ）を求める。この計算の詳細を図１０に示す。この配列誤差の基準ベクトルが充分に小さいことが、３４０において図１１に関連して詳説した態様で判明した場合、配列完了状態であり、ルーチンが図４のブロック４００へ戻る。そうでなければ、ルーチンはブロック３１０へ戻り、次の瞬間における命令速度の計算を繰り返す。このルーチンは、誤差がしきい値よりも小さくなるまで繰り返す。図５の初期化ルーチン１１０の詳細を図８に示す。前述したように、本発明では、イメージヤコビアンＧを継続的に洗練する。最初に、入力パラメータの概算値を使用する。その後、患者位置決め装置２３を４つの自由度全てにおいて同時に移動し、イメージヤコビアンＧ（ｔ）を反復的に計算して、新しい計算値が求まるたびに前の計算値と比較することにより誤差を求める。Ｇの計算値を洗練するにつれて、誤差を特定の値以下になるまで減少させる。その後、イメージヤコビアンＧの現在値が前の値と特定量Ｇ（ｔ−１）異なるときはいつもイメージヤコビアンを更新する。図８に示すルーチン１１０において、誤差Ｇの所望のしきい値であるαを１１請求の範囲１．可動患者位置決め装置（２３）上に横たわる患者（４３）を治療／診断装置（３）の固定基準に対する固定ベース位置に関し自動的且つ正確に位置決めする装置（１）であって、前記装置は、患者の上に離隔配置した複数の基準点（４７）と、患者が固定ベース位置にある時基準点に一致する照射点（４５）で患者に当たるように固定基準に関して種々の方向で照射される複数のレーザビーム（３９）を発生するレーザビーム発生器手段（３７）と、基準点と照射点の画像を発生するカメラ手段（４９）と、基準点が照射点に一致するように可動患者位置決め装置を駆動することにより患者を固定ベース位置に位置決めするため前記画像から制御信号を発生させる手段（４９）とよりなる患者位置決め装置。２．複数の基準点（４７）は共通の第１平面（ＹＺ）内にあるように患者の上に配置した３つの基準点（４７₁−４７₃）よりなり、レーザビーム発生器手段（３７）は共通の基準面（ＹＺ）において種々の方向に照射される３つのレーザビームを発生する手段（３７₁−３７₃）よりなる請求項１の装置（１）。３．治療／診断装置（３）は治療面（ＹＺ）を有し、共通基準面（ＹＺ）は治療面に一致する請求項２の装置（１）。４．画像から制御信号を発生させる前記手段（５３、３３、８９）は、画素空間における基準点（４７）及びレーザー照射点（４５）の位置を表わす位置信号を含むカメラ手段の画素空間における信号を発生する手段（５５、５７、１２０、１３０）と、画素空間における前記信号を室内空間における信号へ変換する手段（３１）を含む画素空間の信号から室内空間の制御信号を発生する手段（６３、３００）とよりなる請求項１の装置（１）。５．変換手段を適用する前記手段（３１０）は前記変換手段を継続的に洗練する手段（６７、３１３）よりなる請求項４の装置。６．変換を継続的に洗練する前記手段は、最後の変換手段（６０２）を構成する手段と、患者位置決め装置を運動状態にセットする手段（３２０）と、特定のサンプル時間における画素空間のレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段（６０６）と、サンプル時間における室内空間の基準点とレーザー照射点の間の現在の位置誤差を反復して求める手段（６０６）と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段（６０９）とよりなる請求項５の装置。７．画像から制御信号を発生する前記手段（６３、３００）は画素空間における位置信号から画素空間における速度誤差信号を反復して発生させる手段（３１４）を含み、変換手段は画素空間における速度誤差信号を室内空間における速度誤差信号に変換して患者位置決め装置（２３）を基準点（４７）がレーザー照射点（４５）に一致するように駆動する速度変換手段（３１５）よりなる請求項５の装置（１）。８．多数の自由度を有する患者位置決め装置（２３）と、室内空間の多数の自由度における患者位置決め装置の位置を指示する出力を発生する位置エンコーダ手段（６９）とを備えた治療／診断装置（３）と共に使用され、変換手段を継続的に洗練する前記手段（６７、３１３）が変換手段の初期概算値を確立する手段（６０３）と、基準点及びレーザー照射点の画像から画素空間におけるレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段（６０６）と、位置エンコーダ（６９）の出力から室内空間における基準点（４７）とレーザー照射点（４５）の間の現在の位置誤差を反復して求める手段（６０５、６０６）と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる請求項５の装置（１）。９．画素空間における信号を発生する前記手段（５５、５７、１２０、１３０）は、画素空間における基準点（４７）及びレーザー照射点（４５）の間の位置誤差を表わす位置誤差信号を発生する手段（１３０）と、画素空間における位置誤差信号から画素空間における速度誤差信号を発生する手段（３１４）とよりなり、変換手段は画素空間における速度誤差信号を室内空間における速度誤差信号に変換する速度変換手段よりなる請求項４の装置（１）。１０．画素空間における信号を発生する前記手段（５５、５７、１２０、１３０）はサンプリングインターバルで位置信号を反復して発生させる手段（５００）よりなり、室内空間における制御信号を発生する前記手段（６３、３００）はサンプリングインターバルで反復して位置信号から画素空間における速度誤差信号を発生する手段（３１４）よりなり、変換手段（３１５）を適用する前記手段（３１０）はィメージヤコビアンＧの逆数を画素空間における速度誤差信号に適用して室内空間における速度誤差信号を発生させることにより可動患者位置決め装置（２３）を駆動する手段よりなり、変換手段を継続的に洗練する前記手段（３１３）はサンプリングインターバルで反復してイメージヤコビアンを下記の関係に従って更新する手段（６００）よりなり、Ｇ（ｔ）は現在のサンプリングインターバルにおける更新されたイメージヤコビアンであり、Ｇ（ｔ−Δｔ）は最も最近のサンプリング周期からのイメージヤコビアンであり、ε（ｔ）は画素空間における位置誤差信号から求めた画素空間における現在の加速度誤差であり、δ（ｔ）は室内空間における現在の速度誤差であり、δ（ｔ）は室内空間における現在の加速度誤差であり、δ^Tは変換であり、Ｗは加重行列式であり、ρは忘却係数である、請求項５の装置（１）。１１．変換手段を適用する前記手段（３１０）はカメラの詳細な較正を必要としない手段よりなる請求項４の装置（１）。１２．カメラの詳細な較正を必要としない前記手段（３１０）は変換手段の初概算値を確立する手段（６０３）と、変換手段を継続的に洗練する手段（３１３）とよりなる請求項１１の装置。【手続補正書】【提出日】平成１１年２月９日（１９９９．２．９）【補正内容】特許請求の範囲１．可動患者位置決め装置上に横たわる患者を治療／診断装置の固定基準に対する固定ベース位置に関し自動的且つ正確に位置決めする装置であって、前記装置は、患者の上に離隔配置した複数の基準点と、患者が固定ベース位置にある時基準点に一致する照射点で患者に当たるように固定基準に関して種々の方向で照射される複数のレーザビームを発生するレーザビーム発生器手段と、基準点と照射点の画像を発生するカメラ手段と、基準点が照射点に一致するように可動患者位置決め装置を駆動することにより患者を固定ベース位置に位置決めするため前記画像から制御信号を発生させる手段とよりなる患者位置決め装置。２．画像から制御信号を発生させる前記手段は、画素空間における基準点及びレーザー照射点の位置を表わす位置信号を含むカメラ手段の画素空間における信号を発生する手段と、画素空間における前記信号を室内空間における信号へ変換する手段と前記変換手段を継続的に洗練する手段とを含む画素空間の信号から室内空間の制御信号を発生する手段とよりなる請求項１の患者位置決め装置。３．変換手段を継続的に洗練する前記手段は、最後の変換手段を構成する手段と、患者位置決め装置を運動状態にセットする手段と、特定のサンプル時間における画素空間のレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段と、サンプル時間における室内空間の基準点とレーザー照射点の間の現在の位置誤差を反復して求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる請求項２の患者位置決め装置。４．多数の自由度を有する患者位置決め装置と、室内空間の多数の自由度における患者位置決め装置の位置を指示する出力を発生する位置エンコーダ手段とを備えた治療／診断装置と共に使用され、変換手段を継続的に洗練する前記手段が変換手段の初期概算値を確立する手段と、基準点及びレーザー照射点の画像から画素空間におけるレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段と、位置エンコーダの出力から室内空間における基準点とレーザー照射点の間の現在の位置誤差を反復して求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる請求項２の患者位置決め装置。５．画素空間における信号を発生する前記手段はサンプリングインターバルで反復的に前記位置信号を発生させる手段よりなり、画素空間における制御信号を発生する前記手段はサンプリングインターバルで反復的に前記位置信号から画素空間における速度誤差信号を発生する手段よりなり、変換手段を適用する前記手段はイメージヤコビアンＧの逆数を画素空間における速度誤差信号に適用して室内空間における速度誤差信号を発生させることにより可動患者位置決め装置を駆動する手段よりなり、変換手段を継続的に洗練する前記手段はサンプリングインターバルで反復的にイメージヤコビアンを下記の関係に従って更新する手段よりなり、Ｇ（ｔ）は現在のサンプリングインターバルにおける更新されたイメージヤコビアンであり、Ｇ（ｔ−Δｔ）は最も最近のサンプリングインターバルからのイメ（ｔ）は変換であり、Ｗは加重行列式であり、ρは忘却係数であることを特徴とする請求項２の患者位置決め装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者グリーンバーガー，ジョエルアメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15143 スゥイックレイ，チェスナット・ストリート 749 (72)発明者シモガ，カラン，ビーアメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15213 ピッツバーグ，センター・アヴェニュウ 5030 アパートメントナンバー 560 (72)発明者アザナシオウ，キャラランボス，エヌアメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15232 ピッツバーグ，アイケン・アヴェニュウ 515 アパートメントナンバー 711 (72)発明者カナデ，タケオアメリカ合衆国，ペンシルベニア州 15208 ピッツバーグ，ペンローズ・ドライブ 130

Claims

【特許請求の範囲】１．可動患者位置決め装置上に横たわる患者を治療／診断装置の固定基準に対する固定ベース位置に関し自動的且つ正確に位置決めする装置であって、前記装置は、患者の上に離隔配置した複数の基準点と、患者が固定ベース位置にある時基準点に一致する照射点で患者に当たるように固定基準に関して種々の方向で照射される複数のレーザビームを発生するレーザビーム発生器手段と、基準点と照射点の画像を発生するカメラ手段と、基準点が照射点に一致するように可動患者位置決め装置を駆動することにより患者を固定ベース位置に位置決めするため前記画像から制御信号を発生させる手段とよりなる患者位置決め装置。２．複数の基準点は共通の第１平面内にあるように患者の上に配置した３つの基準点よりなり、レーザビーム発生器手段は共通の基準面において種々の方向に照射される３つのレーザビームを発生する手段よりなる請求項１の装置。３．治療／診断装置は治療面を有し、共通基準面は治療面に一致する請求項２の装置。４．画像制御信号から制御信号を発生させる前記手段は、画素空間における基準点及びレーザー照射点の位置を表わす位置信号を含むカメラ手段の画素空間における信号を発生する手段と、画素空間における前記信号を室内空間における信号へ変換する手段を含む画素空間の信号から室内空間の制御信号を発生する手段とよりなる請求項１の装置。５．変換手段を適用する前記手段は前記変換手段を継続的に洗練する手段よりなる請求項４の装置。６．変換を継続的に洗練する前記手段は、最後の変換手段を構成する手段と、患者位置決め装置を運動状態にセットする手段と、特定のサンプル時間における画素空間のレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段と、サンプル時間における室内空間の基準点とレーザー照射点の間の現在の位置誤差を反復して求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる請求項５の装置。７．画像から制御信号を発生する前記手段は画素空間における位置信号から画素空間における速度誤差信号を反復して発生させる手段を含み、変換手段は画素空間における速度誤差信号を室内空間における速度誤差信号に変換して患者位置決め装置を基準点がレーザー照射点に一致するように駆動する速度変換手段よりなる請求項５の装置。８．多数の自由度を有する患者位置決め装置と、室内空間の多数の自由度における患者位置決め装置の位置を指示する出力を発生する位置エンコーダ手段とを備えた治療／診断装置と共に使用され、変換手段を継続的に洗練する前記手段が変換手段の初期概算値を確立する手段と、基準点及びレーザー照射点の画像から画素空間におけるレーザー照射点に関する基準点の現在の位置誤差を反復して求める手段と、位置エンコーダの出力から室内空間における基準点とレーザー照射点の間の現在の位置誤差を反復して求める手段と、画素空間における現在の位置誤差と室内空間における現在の位置誤差から変換手段を更新する手段とよりなる請求項５の装置。９．画素空間における信号を発生する前記手段は、画素空間における基準点及びレーザー照射点の間の位置誤差を表わす位置誤差信号を発生する手段と、画素空間における位置誤差信号から画素空間における速度誤差信号を発生する手段とよりなり、変換手段は画素空間における速度誤差信号を室内空間における速度誤差信号に変換する速度変換手段よりなる請求項４の装置。１０．画素空間における信号を発生する前記手段はサンプリングインターバルで位置信号を反復して発生させる手段よりなり、室内空間における制御信号を発生する前記手段はサンプリングインターバルで反復して位置信号から画素空間における速度誤差信号を発生する手段よりなり、変換手段を適用する前記手段はイメージヤコビアンＧの逆数を画素空間における速度誤差信号に適用して室内空間における速度誤差信号を発生させることにより可動患者位置決め装置を駆動する手段よりなり、変換手段を継続的に洗練する前記手段はサンプリングインターバルで反復してイメージヤコビアンを下記の関係に従って更新する手段よりなり、Ｇ（ｔ）は現在のサンプリングインターバルにおける更新されたイメージヤコビアンであり、Ｇ（ｔ−Δｔ）は最も最近のサンプリング周期からのイメージヤコビアンであり、ε（ｔ）は画素空間における位置誤差信号から求めた画素空間における現在の加速度誤差であり、δ（ｔ）は室内空間における現在の速度誤差であり、δ（ｔ）は室内空間における現在の加速度誤差であり、δ^Tは変換であり、Ｗは加重行列式であり、ρは忘却係数である、請求項５の装置。１１．変換手段を適用する前記手段はカメラの詳細な較正を必要としない手段よりなる請求項４の装置。１２．カメラの詳細な較正を必要としない前記手段は変換手段の初概算値を確立する手段と、変換手段を継続的に洗練する手段とよりなる請求項１１の装置。