JP2015016161A

JP2015016161A - 治療装置及び方法

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Publication number: JP2015016161A
Application number: JP2013145631A
Authority: JP
Inventors: 安則田口; Yasunori Taguchi; 三田　雄志; Takeshi Mita; 雄志三田; 幸辰坂田; Koshin Sakata; 智行武口; Satoyuki Takeguchi
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-29
Anticipated expiration: 2033-07-11
Also published as: US9616250B2; JP6117035B2; US20150018595A1

Abstract

【課題】透視用の放射線による被曝量をより低減することができる治療装置及び方法を提供する。【解決手段】実施形態の治療装置は、複数の第１照射部と、複数の検出部と、判定部と、制御部と、を備える。複数の第１照射部は、被検体に対して、それぞれが放射線を照射する。複数の検出部は、前記被検体を透過した放射線を検出し、検出した放射線に基づいてそれぞれが画像を生成する。判定部は、複数の前記画像のうちのいずれかである所定画像を用いて、前記被検体の体内のオブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する。制御部は、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合よりも前記複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように前記複数の第１照射部を制御する。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、治療装置及び方法に関する。

呼吸、心拍、及び腸の動きなどによって被検体の患部が移動する場合の放射線治療法として、ゲーティング照射法が知られている。ゲーティング照射法では、所定の時間間隔で被検体の体内を２方向からＸ線で透視することで、患部や当該患部付近に留置したマーカの３次元位置を測定、追跡し、当該患部やマーカが所定の領域に含まれる場合に治療ビームを患部に照射する。

ここで、透視用のＸ線による被検体の被曝を軽減する方法として、体内での患部の移動速度が低速であることが既知である場合に透視のフレームレートを下げる方式や、過去に測定した患部の位置から現在の患部の位置を推定し、推定した患部の位置と実際の患部の位置との誤差が小さければ、次回の透視用のＸ線の照射を省略する方式などが知られている。

特許第３０５３３８９号公報特許第４５０５６３９号公報

しかしながら、上述したような従来技術では、体内での患部の移動速度が低速でなければ、透視用の放射線による被曝量を低減できず、また、現在の患部の位置を推定するためには、複数方向からの透視用の放射線の照射が必要であるため、依然として被曝量が多い。

本発明が解決しようとする課題は、透視用の放射線による被曝量をより低減することができる治療装置及び方法を提供することである。

実施形態の治療装置は、複数の第１照射部と、複数の検出部と、判定部と、制御部と、を備える。複数の第１照射部は、被検体に対して、それぞれが放射線を照射する。複数の検出部は、前記被検体を透過した放射線を検出し、検出した放射線に基づいてそれぞれが画像を生成する。判定部は、複数の前記画像のうちのいずれかである所定画像を用いて、前記被検体の体内のオブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する。制御部は、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合よりも前記複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように前記複数の第１照射部を制御する。

本実施形態の治療装置の例を示す摸式図。本実施形態の治療装置の例を示す構成図。本実施形態の被検体の体内状況の例の説明図。本実施形態の検出器が生成する画像の例を示す図。本実施形態の検出器が生成する画像の例を示す図。本実施形態の治療装置の処理例を示すフローチャート図。本実施形態の制御を行った場合の照射タイミングの例を示す図。本実施形態の制御を行わなかった場合の照射タイミングの例を示す図。変形例１の検出器が生成する画像の例を示す図。変形例１の検出器が生成する画像の例を示す図。変形例２の検出器が生成する画像の例を示す図。変形例２の検出器が生成する画像の例を示す図。本実施形態及び各変形例の治療装置のハードウェア構成例を示す図。

以下、添付図面を参照しながら、実施形態を詳細に説明する。

図１は、本実施形態の治療装置１００の一例を示す摸式図であり、図２は、本実施形態の治療装置１００の一例を示す構成図である。図１及び図２に示すように、治療装置１００は、第１照射部１０１、１０２と、第２照射部１０３と、寝台１０４と、検出器１１０、１２０と、制御装置２００とを、備える。

本実施形態の治療装置１００は、寝台１０４に寝ている被検体１３０をゲーティング照射法で放射線治療することを想定しているが、治療装置１００による治療方式はこれに限定されるものではない。また放射線治療には、Ｘ線、γ線、電子線、陽子線、中性子線、及び、重粒子線による治療などが含まれるものとする。

第１照射部１０１、１０２（複数の第１照射部の一例）は、被検体１３０に対して、それぞれが放射線を照射する。図１に示す例では、第１照射部１０１が被検体１３０に対して放射線１１１を照射し、第１照射部１０２が被検体１３０に対して放射線１２２を照射している。放射線１１１、１２２は、被検体１３０の体内の透視用に用いられるものであり、例えば、Ｘ線とすることができるが、これに限定されるものではない。なお本実施形態では、第１照射部の台数を２台としているが、これに限定されず、２台以上であれば何台であってもよい。

図３は、本実施形態の被検体１３０の体内状況の一例の説明図である。図３に示す例では、被検体１３０の呼吸、心拍、及び腸の動きなどが原因で、被検体１３０の体内のオブジェクト３０１が３次元的に軌跡３０２を描いて移動している。オブジェクト３０１は、被検体１３０の患部であってもよいし、患部付近に留置されたマーカであってもよい。マーカは、放射線１１１、１２２を透過させづらい材質（例えば、金）でできていればよい。また図３に示す例では、放射線１１１、１２２が被検体１３０の体内を透過している。なお、放射線１１１、１２２の照射方向は、互いに異なる方向であればよく、図３に示すように直交している必要はない。また図３に示す例では、オブジェクト３０１が治療ビーム照射領域３０３（第２領域の一例）に含まれる間、第２照射部１０３が治療ビーム１３３を被検体１３０の患部に照射し、当該患部を治療する。治療ビーム照射領域３０３は、医師等により治療前の計画時に決定される３次元領域である。

検出器１１０、１２０（複数の検出部の一例）は、被検体を透過した放射線を検出し、検出した放射線に基づいてそれぞれが画像を生成する。図１に示す例では、検出器１１０が、第１照射部１０１により照射された放射線１１１を検出し、検出した放射線１１１で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成し、検出器１２０が、第１照射部１０２により照射された放射線１２２を検出し、検出した放射線１２２で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成する。なお本実施形態では、検出器の台数を２台としているが、これに限定されず、第１照射部の台数と同一台数であれば何台であってもよい。

図４は、本実施形態の検出器１１０が生成する画像５１０の一例を示す図である。画像５１０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１１１の照射方向に沿って検出器１１０の検出面に投影されたオブジェクト像５１１が写っている。なお、投影軌跡５１２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５１０に投影されたものであり、投影領域５１３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５１０に投影されたものである。図４に示す例では、参考のため、投影軌跡５１２及び投影領域５１３も画像５１０上に表示しているが、実際には、画像５１０上に表示してもよいし、表示しなくてもよい。

図５は、本実施形態の検出器１２０が生成する画像５２０の一例を示す図である。画像５２０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１２２の照射方向に沿って検出器１２０の検出面に投影されたオブジェクト像５２１が写っている。なお、投影軌跡５２２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５２０に投影されたものであり、投影領域５２３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５２０に投影されたものである。図５に示す例では、参考のため、投影軌跡５２２及び投影領域５２３も画像５２０上に表示しているが、実際には、画像５２０上に表示してもよいし、表示しなくてもよい。

制御装置２００は、治療装置１００の各部を制御するものであり、判定部２１０と、制御部２２０とを、含む。

判定部２１０は、複数の画像のうちのいずれかである所定画像を用いて、被検体の体内のオブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する。ここで、所定画像は、検出器１１０、１２０のうち、複数の放射線の中の所定方向から照射された放射線を検出した検出器により生成された画像である。なお本実施形態では、所定方向は、固定されていることを想定しているが、変動してもよい。例えば、第１時刻では、放射線１１１の照射方向を所定方向とし、第２時刻では、放射線１２２の照射方向を所定方向としてもよい。

また本実施形態では、第１領域が、第２領域を所定画像に投影した領域である場合を想定しているが、これに限定されるものではない。

例えば、第２領域が治療ビーム照射領域３０３（図３参照）であり、画像５１０、５２０（図４、図５参照）のうち画像５１０が所定画像（つまり、放射線１１１の照射方向が所定方向）であるとする。この場合、第１領域は投影領域５１３が該当するので、判定部２１０は、画像５１０上で、オブジェクト像５１１が投影領域５１３に含まれていれば、オブジェクト３０１（図３参照）が第１領域に含まれていると判定し、画像５１０上で、オブジェクト像５１１が投影領域５１３に含まれていなければ、オブジェクト３０１（図３参照）が第１領域に含まれていないと判定する。

また例えば、第２領域が治療ビーム照射領域３０３（図３参照）であり、画像５１０、５２０（図４、図５参照）のうち画像５２０が所定画像（つまり、放射線１２２の照射方向が所定方向）であるとする。この場合、第１領域は投影領域５２３が該当するので、判定部２１０は、画像５２０上で、オブジェクト像５２１が投影領域５２３に含まれていれば、オブジェクト３０１（図３参照）が第１領域に含まれていると判定し、画像５２０上で、オブジェクト像５２１が投影領域５２３に含まれていなければ、オブジェクト３０１（図３参照）が第１領域に含まれていないと判定する。

また判定部２１０は、オブジェクトが第１領域に含まれている場合、複数の画像を用いて、オブジェクトが第２領域に含まれているか否かを更に判定する。例えば、第２領域が治療ビーム照射領域３０３（図３参照）であり、オブジェクト３０１（図３参照）が第１領域に含まれているとする。この場合、判定部２１０は、画像５１０、５２０（図４、図５参照）を用いて、オブジェクト３０１の３次元位置を求め、求めた３次元位置が治療ビーム照射領域３０３に含まれているか否かを判定する。

制御部２２０は、判定部２１０によりオブジェクトが第１領域に含まれていないと判定された場合、オブジェクトが第１領域に含まれている場合よりも複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように第１照射部１０１、１０２を制御する。

例えば、制御部２２０は、オブジェクトが第１領域に含まれていない場合、オブジェクトが第１領域に含まれている場合よりも、第１照射部１０１、１０２のうち所定画像の生成に用いられた放射線を照射する第１照射部以外の第１照射部からの放射線の照射回数を少なくするように制御したり、第１照射部１０１、１０２のうち所定画像の生成に用いられた放射線を照射する第１照射部以外の第１照射部に供給される電流が小さくなるように制御したりする。

また制御部２２０は、判定部２１０によりオブジェクトが第２領域に含まれていると判定された場合、第２照射部１０３からオブジェクトに対して治療ビームを照射させるように第２照射部１０３を制御する。

第２照射部１０３は、オブジェクトが第２領域に含まれている場合、被検体１３０の体内のオブジェクトに対して治療ビーム１３３（図１参照）を照射する。本実施形態では、治療ビーム１３３が、重粒子線である例について述べる。治療ビーム１３３は、重粒子線に限定されず、Ｘ線、γ線、電子線、陽子線、及び中性子線などであってもよい。

なお第２照射部１０３は、固定式であっても可動式であってもよい。第２照射部１０３が固定式であっても、寝台１０４が可動式であれば、第２照射部１０３は、被検体１３０の体内のオブジェクトに治療ビーム１３３を照射できる。

図６は、本実施形態の治療装置１００の処理の一例を示すフローチャート図である。

まず、制御部２２０は、第１照射部１０１、１０２のうち放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部の照射タイミングになると、当該第１照射部に放射線の照射を指示し、当該第１照射部は、被検体に対して所定方向から放射線を照射する（ステップＳ１０１）。

なお、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部は、第１照射部１０１、１０２のいずれであってもよい。また本実施形態では、前述したとおり、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部は、時刻によらず同一であることを想定しているが、時刻によって異なってもよい。

続いて、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部が第１照射部１０１である場合、検出器１１０が、第１照射部１０１により照射された放射線１１１を検出し、検出した放射線１１１で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成する。一方、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部が第１照射部１０２である場合、検出器１２０が、第１照射部１０２により照射された放射線１２２を検出し、検出した放射線１２２で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成する（ステップＳ１０３）。

なお、ステップＳ１０３で生成される画像は、所定画像である。

続いて、判定部２１０は、所定画像を用いて、オブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１０５）。オブジェクトが第１領域に含まれていない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）、ステップＳ１０１へ戻る。

オブジェクトが第１領域に含まれている場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）、制御部２２０は、第１照射部１０１、１０２のうち放射線の照射方向が所定方向ではない他の方向となる第１照射部の照射タイミングになると、当該第１照射部に放射線の照射を指示し、当該第１照射部は、被検体に対して他の方向から放射線を照射する（ステップＳ１０７）。

続いて、放射線の照射方向が他の方向となる第１照射部が第１照射部１０２である場合、検出器１２０が、第１照射部１０２により照射された放射線１２２を検出し、検出した放射線１２２で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成する。一方、放射線の照射方向が他の方向となる第１照射部が第１照射部１０１である場合、検出器１１０が、第１照射部１０１により照射された放射線１１１を検出し、検出した放射線１１１で被検体１３０の体内のオブジェクトを透視した画像を生成する（ステップＳ１０９）。

続いて、判定部２１０は、ステップＳ１０３で生成された画像（所定画像）及びステップＳ１０９で生成された画像を用いて、オブジェクトが第２領域に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１１１）。オブジェクトが第２領域に含まれていない場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、ステップＳ１０１へ戻る。

オブジェクトが第２領域に含まれている場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、制御部２２０は、第２照射部１０３からオブジェクトに対する一定量の治療ビーム１３３の照射を第２照射部１０３に指示し、第２照射部１０３は、オブジェクトに対して一定量の治療ビーム１３３を照射する（ステップＳ１１３）。

続いて、制御部２２０は、オブジェクトに対して照射した治療ビーム１３３の量が所定量に到達したか否かを判定する（ステップＳ１１５）。所定量は、治療前の計画時に医師等が決定する。所定量の治療ビーム１３３を照射していない場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、ステップＳ１０１へ戻り、所定量の治療ビーム１３３を照射している場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、処理は終了となる。

図７は、本実施形態の制御を行った場合の放射線及び治療ビームの照射タイミングの一例を示す図であり、図８は、本実施形態の制御を行わなかった場合の放射線及び治療ビームの照射タイミングの一例を示す図である。なお、図７及び図８に示す例では、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部が第１照射部１０１であり、放射線の照射方向が所定方向ではない他の方向となる第１照射部が第１照射部１０２であるものとする。

また、図７及び図８に示す例では、グラフの横軸が時刻を表し、グラフの縦軸がオブジェクト３０１（図３参照）と治療ビーム照射領域３０３（図３参照）との距離を表している。ここでは、オブジェクト３０１と治療ビーム照射領域３０３との距離は３次元空間上での距離であり、当該距離が０の場合、オブジェクト３０１が治療ビーム照射領域３０３に含まれるものとする。

つまり、オブジェクト３０１と治療ビーム照射領域３０３との距離が０の期間６０１が、治療ビーム１３３を照射可能なゲーティングがＯＮとなる期間であり、オブジェクト３０１と治療ビーム照射領域３０３との距離が０よりも大きい期間６０２、６０３は、治療ビーム１３３を照射不可能なゲーティングがＯＦＦとなる期間である。

図７に示す本実施形態の制御６０４、図８に示す従来の制御６０５において、１が当該時刻での照射を表し、０が当該時刻での非照射を表す。なお、図７及び図８に示す例では、放射線１１１の散乱線で画像５１０（図４参照）がノイジーになったり、放射線１２２の散乱線で画像５２０（図５参照）がノイジーになったりするのを防ぐために、第１照射部１０１、１０２からの放射線１１１、１２２の照射タイミングをずらしている。

本実施形態の制御６０４を行った図７に示す例の場合、期間６０２、６０３では、オブジェクト３０１が第１領域である投影領域５１３（図４参照）に含まれないため、従来の制御６０５を行った図８に示す例に比べ、第１照射部１０２からの放射線の照射回数が少なくなっている。

また本実施形態の制御６０４を行った図７に示す例と従来の制御６０５を行った図８に示す例とでは、第２照射部１０３から治療ビーム１３３が照射されるタイミングは同じである。

以上のように本実施形態によれば、治療ビームの照射を変化させずに、放射線の照射回数を減らせることができるため、透視用の放射線による被検体１３０の被曝量をより低減することができる。

また本実施形態では、所定方向を固定しており、放射線の照射方向が所定方向となる第１照射部は、時刻によらず同一となるため、オブジェクトの追跡時の探索範囲を狭くでき、追跡のための計算リソースを低減することができる。

例えば、所定方向が放射線１１１の照射方向に固定されている場合、放射線１１１に基づいて生成された画像５１０同士の時間間隔は、所定方向が放射線１１１の照射方向と放射線１２２の照射方向との間で交互に入れ替わる場合に比べ、１／２倍となる。時間間隔が１／２倍なら、その間のオブジェクト像５１１の移動距離は少なくなるため、オブジェクト像５１１の追跡のための探索範囲を狭くすることができ、追跡のための計算リソースを低減することができる。

（変形例１）
変形例１では、第１領域が、第２領域を所定画像に投影した領域を拡大した領域である場合について説明する。

図９は、変形例１の検出器１１０が生成する画像５１０の一例を示す図である。画像５１０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１１１の照射方向に沿って検出器１１０の検出面に投影されたオブジェクト像５１１が写っている。なお、投影軌跡５１２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５１０に投影されたものであり、投影領域５１３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５１０に投影されたものであり、拡大領域７１３は、投影領域５１３を拡大（膨張）した領域である。

図１０は、変形例１の検出器１２０が生成する画像５２０の一例を示す図である。画像５２０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１２２の照射方向に沿って検出器１２０の検出面に投影されたオブジェクト像５２１が写っている。なお、投影軌跡５２２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５２０に投影されたものであり、投影領域５２３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５２０に投影されたものであり、拡大領域７２３は、投影領域５２３を拡大（膨張）した領域である。

この場合、画像５１０が所定画像（つまり、放射線１１１の照射方向が所定方向）であれば、第１領域は拡大領域７１３が該当し、画像５２０が所定画像（つまり、放射線１２２の照射方向が所定方向）であれば、第１領域は拡大領域７２３が該当する。

このようにすれば、オブジェクト３０１が治療ビーム照射領域３０３に入る少し前の時刻から、所定方向だけでなく、他の方向からの画像も生成されるようになるため、ゲーティングをＯＮにするかどうかを、複数の方向からの画像を利用して判定できるようになる。変形例１は、ゲーティングＯＦＦからＯＮへの切り替えを判定したい場合に有用である。

（変形例２）
変形例２では、第１領域が、第２領域を所定画像に投影した投影領域を拡大した領域のうち、当該投影領域に含まれる領域を中抜きした領域である場合について説明する。

図１１は、変形例２の検出器１１０が生成する画像５１０の一例を示す図である。画像５１０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１１１の照射方向に沿って検出器１１０の検出面に投影されたオブジェクト像５１１が写っている。なお、投影軌跡５１２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５１０に投影されたものであり、投影領域５１３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５１０に投影されたものであり、拡大領域７１３は、投影領域５１３を拡大（膨張）した領域であり、中抜き領域８０１は、投影領域５１３に含まれる領域である。

図１２は、変形例２の検出器１２０が生成する画像５２０の一例を示す図である。画像５２０には、オブジェクト３０１（図３参照）が放射線１２２の照射方向に沿って検出器１２０の検出面に投影されたオブジェクト像５２１が写っている。なお、投影軌跡５２２は、軌跡３０２（図３参照）が画像５２０に投影されたものであり、投影領域５２３は、治療ビーム照射領域３０３（図３参照）が画像５２０に投影されたものであり、拡大領域７２３は、投影領域５２３を拡大（膨張）した領域であり、中抜き領域８０２は、投影領域５２３に含まれる領域である。

この場合、画像５１０が所定画像（つまり、放射線１１１の照射方向が所定方向）であれば、第１領域は拡大領域７１３から中抜き領域８０１を除外した領域が該当し、画像５２０が所定画像（つまり、放射線１２２の照射方向が所定方向）であれば、第１領域は拡大領域７２３から中抜き領域８０２を除外した領域が該当する。

このようにすれば、オブジェクト３０１が治療ビーム照射領域３０３に入る少し前の時刻、及びオブジェクト３０１が治療ビーム照射領域３０３から出る少し前の時刻から、所定方向だけでなく、他の方向からの画像も生成されるようになるため、ゲーティングをＯＮにするかどうか及びゲーティングをＯＦＦにするかどうかを、複数の方向からの画像を利用して判定できるようになる。変形例２は、ゲーティングＯＦＦからＯＮへの切り替え及びゲーティングＯＮからＯＦＦへの切り替えを判定したい場合に有用であり、透視用の放射線による被検体１３０の被曝量を更に低減することができる。

（変形例３）
変形例３では、変形例２において、所定画像上での時刻毎のオブジェクトの位置を推定することで、オブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する例について説明する。

この場合、判定部２１０は、所定画像上での時刻毎のオブジェクトの位置を推定し、推定した位置が第１領域に含まれる時刻では、オブジェクトが第１領域に含まれていると判定し、推定した位置が第１領域に含まれない時刻では、オブジェクトが第１領域に含まれていないと判定する。

なお、時刻毎のオブジェクトの位置の推定方法は任意の方法で良い。例えば、過去と現在の呼吸の周期や軌跡が同じと仮定すれば、現在の呼吸位相から、オブジェクトの位置が第１領域に含まれている時刻及びオブジェクトの位置が第１領域に含まれていない時刻を推定できる。

なお変形例２でも変形例３でも、制御部２２０は、オブジェクトが第１領域に含まれていない場合、オブジェクトが第１領域に含まれている場合よりも、第１照射部１０１、１０２のうち所定画像の生成に用いられた放射線を照射する第１照射部以外の第１照射部からの放射線の照射回数を少なくするように制御したり、第１照射部１０１、１０２のうち所定画像の生成に用いられた放射線を照射する第１照射部以外の第１照射部に供給される電流が小さくなるように制御したりして、オブジェクトが第１領域に含まれている場合よりも複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように第１照射部１０１、１０２を制御する。

この制御であれば、所定画像のフレームレートが低くなったり、所定画像の画質が劣化したりしても、ゲーティングをＯＦＦからＯＮに切り替える時刻及びゲーティングをＯＮからＯＦＦに切り替える時刻周辺でのオブジェクト３０１の位置の把握には悪影響を与えない。

変形例３は、ゲーティングＯＦＦからＯＮへの切り替え及びゲーティングＯＮからＯＦＦへの切り替えを判定したい場合に有用であり、透視用の放射線による被検体１３０の被曝量を更に低減することができる。

（変形例４）
変形例４では、所定方向が、複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりもオブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向である例について説明する。ここで、移動軌跡が大きく見える方向とは、写ったオブジェクト像の動きぼけの広がりが大きい画像を撮影した方向である。

例えば、図４に示す画像５１０と図５に示す画像５２０とを比べた場合、画像５１０の投影軌跡５１２の方が画像５２０の投影軌跡５２２よりも大きいため、オブジェクト３０１の軌跡は、画像５１０の方が大きく見え、所定方向は、放射線１１１の照射方向となる。

なお、所定方向を、複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりもオブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向に決定する制御は、例えば、制御部２２０が治療計画時又は過去の治療時に生成された画像を用いて行うことができる。ここで、画像は動画であっても静止画であってもよい。動画としては、例えば、４ＤＣＴや２つ以上の方向から撮影したＸ線動画などが該当する。なお、過去の治療時とは、以前の日の治療の時間や、同じ日の治療における過去の時間を含む。

これにより、オブジェクト３０１の３次元的な動きのうち、主要な２次元の動きをモニタリングしたり、追跡したりできる。また、オブジェクト像５１１が投影領域５１３に含まれる時間の方が、オブジェクト像５２２が投影領域５２３に含まれる時間よりも短い。従って、複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりもオブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向を所定方向に採用した方が、他の方向を所定方向に採用するよりも、透視用の放射線による被検体１３０の被曝量を低減することができる。

（変形例５）
変形例５では、制御部２２０が、第１照射部１０１、１０２のうちのいずれかから被検体への方向が所定方向となるように、第１照射部１０１、１０２の位置、検出部１１０、１２０の位置、及び被検体を寝かせる寝台１０４の位置の少なくともいずれかひとつを制御する例について説明する。

より詳細には、制御部２２０が、第１照射部１０１、１０２のうちのいずれかから被検体への方向が、複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりもオブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向となるように、第１照射部１０１、１０２の位置、検出部１１０、１２０の位置、及び被検体を寝かせる寝台１０４の位置の少なくともいずれかひとつを制御する。

変形例４で説明したように、複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりもオブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向は、例えば、制御部２２０が治療計画時又は過去の治療時に生成された画像を用いて決定できる。このため、制御部２２０は、第１照射部１０１、１０２のうちのいずれかから被検体への方向が決定した方向となるように、第１照射部１０１、１０２の位置、検出部１１０、１２０の位置、及び被検体を寝かせる寝台１０４の位置の少なくともいずれかひとつを制御すればよい。

（変形例６）
変形例６では、判定部２１０が、外部センサを用いて、オブジェクトが第２領域に含まれているか否かを更に判定し、制御部２２０が、オブジェクトが第２領域に含まれていない場合、複数の放射線を照射しないように第１照射部１０１、１０２を制御する例について説明する。外部センサによる検出結果を用いることで、体動、呼吸、心拍によるオブジェクトの動きを精度よく推定することが可能となる。外部センサとしては、距離センサ、脈拍センサ、圧力センサ、赤外線マーカ、赤外線カメラ、呼吸センサ、超音波センサ等を利用することができる。

例えば、患部が肺の付近にある場合、患部の移動の主な原因は呼吸である。呼吸は、腹部に設置した赤外線マーカと赤外線カメラや呼吸センサでモニタリングできる。患部の位置によらず、超音波画像でモニタリングすることができる場合も多い。同様に、体動、脈拍を前述のセンサによってモニタリングすることができる。

このため、判定部２１０は、オブジェクトの位置を推定するモデル式を生成しておき、当該モデル式とこれらの外部センサの情報とを用いて、オブジェクトの位置を推定する。そして、推定したオブジェクトの位置が第２領域に含まれる可能性が低い場合は、制御部２２０が、第１照射部１０１、１０２から放射線を照射しないように制御する。

これにより、透視用の放射線による被検体１３０の被曝量を更に低減することができる。

（ハードウェア構成）
図１３は、本実施形態及び各変形例の治療装置１００（制御装置２００）のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図１３に示すように、本実施形態及び各変形例の治療装置１００は、専用のチップ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はＣＰＵなどの制御装置９０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶装置９０４と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などの外部記憶装置９０６と、ディスプレイなどの表示装置９０８と、マウスやキーボードなどの入力装置９１０と、通信Ｉ／Ｆ９１２とを、備えており、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。

本実施形態及び各変形例の治療装置１００で実行されるプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供される。また、本実施形態及び各変形例の治療装置１００で実行されるプログラムを、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、メモリカード、ＤＶＤ、フレキシブルディスク（ＦＤ）等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶されて提供するようにしてもよい。また、本実施形態及び各変形例の治療装置１００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するようにしてもよい。

本実施形態及び各変形例の治療装置１００で実行されるプログラムは、上述した各部をコンピュータ上で実現させるためのモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしては、例えば、制御装置９０２が外部記憶装置９０６からプログラムを記憶装置９０４上に読み出して実行することにより、上記各部がコンピュータ上で実現されるようになっている。

以上説明したとおり、本実施形態及び各変形例によれば、透視用の放射線による被曝量をより低減することができる。

なお本発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上記実施形態のフローチャートにおける各ステップを、その性質に反しない限り、実行順序を変更し、複数同時に実施し、あるいは実施毎に異なった順序で実施してもよい。

１００治療装置
１０１、１０２第１照射部
１０３第２照射部
１０４寝台
１１０、１２０検出器
２００制御装置
２１０判定部
２２０制御部

Claims

被検体に対して、それぞれが放射線を照射する複数の第１照射部と、
前記被検体を透過した放射線を検出し、検出した放射線に基づいてそれぞれが画像を生成する複数の検出部と、
複数の前記画像のうちのいずれかである所定画像を用いて、前記被検体の体内のオブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する判定部と、
前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合よりも前記複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように前記複数の第１照射部を制御する制御部と、
を備える治療装置。
前記判定部は、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合、前記複数の画像を用いて、前記オブジェクトが第２領域に含まれているか否かを更に判定し、
前記オブジェクトが前記第２領域に含まれている場合、前記オブジェクトに対して治療ビームを照射する第２照射部を更に備える請求項１に記載の治療装置。
前記第１領域は、前記第２領域を前記所定画像に投影した領域である請求項１に記載の治療装置。
前記判定部は、前記所定画像上で前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合、前記オブジェクトが第１領域に含まれていると判定し、前記所定画像上で前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが第１領域に含まれていないと判定する請求項３に記載の治療装置。
前記第１領域は、前記第２領域を前記所定画像に投影した領域を拡大した領域である請求項１に記載の治療装置。
前記第１領域は、前記第２領域を前記所定画像に投影した投影領域を拡大した領域のうち、当該投影領域に含まれる領域を中抜きした領域である請求項１に記載の治療装置。
前記判定部は、前記所定画像上での時刻毎の前記オブジェクトの位置を推定し、推定した位置が前記第１領域に含まれる時刻では、前記オブジェクトが第１領域に含まれていると判定し、推定した位置が前記第１領域に含まれない時刻では、前記オブジェクトが第１領域に含まれていないと判定する請求項６に記載の治療装置。
前記所定画像は、前記複数の検出部のうち、前記複数の放射線の中の所定方向から照射された放射線を検出した検出部により生成された画像である請求項１に記載の治療装置。
前記所定方向は、固定されている請求項８に記載の治療装置。
前記所定方向は、前記複数の放射線のうちの他の放射線の照射方向よりも前記オブジェクトの移動軌跡が大きく見える方向である請求項８に記載の治療装置。
前記制御部は、治療計画時又は過去の治療時に生成された画像から前記所定方向を決定する請求項１０に記載の治療装置。
前記制御部は、前記複数の第１照射部のうちのいずれかから前記被検体への方向が前記所定方向となるように、少なくとも前記第１照射部の位置、前記検出部の位置、及び寝台の位置のいずれかひとつを制御する請求項８に記載の治療装置。
前記判定部は、外部センサを用いて、前記オブジェクトが前記第２領域に含まれているか否かを判定し、
前記制御部は、前記オブジェクトが前記第２領域に含まれていない場合、前記複数の放射線を照射しないように前記複数の第１照射部を制御する請求項２に記載の治療装置。
前記制御部は、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合よりも、前記複数の第１照射部のうち前記所定画像の生成に用いられた放射線を照射する第１照射部以外の第１照射部からの放射線の照射回数を少なくする制御、又は当該第１照射部に供給される電流を少なくする制御を行う請求項１に記載の治療装置。
前記オブジェクトは、前記被検体の患部又は当該患部付近に留置されたマーカである請求項１に記載の治療装置。
治療装置で実行される治療方法であって、
前記治療装置は、
被検体に対して、それぞれが放射線を照射する複数の第１照射部と、
前記被検体を透過した放射線を検出し、検出した放射線に基づいてそれぞれが画像を生成する複数の検出部と、を備え、
複数の前記画像のうちのいずれかである所定画像を用いて、前記被検体の体内のオブジェクトが第１領域に含まれているか否かを判定する判定ステップと、
前記オブジェクトが前記第１領域に含まれていない場合、前記オブジェクトが前記第１領域に含まれている場合よりも前記複数の放射線の単位時間当たりの照射量が少なくなるように前記複数の第１照射部を制御する制御ステップと、
を含む治療方法。