JP2019107394A - 医用装置、医用装置の制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】内部呼吸同期に基づいた治療における被検体の身体的な負担を軽減することができる医用装置、医用装置の制御方法およびプログラムを提供することである。【解決手段】実施形態の医用装置は、取得部と、第１および第２の特定部と、制御部と、表示部と、を持つ。取得部は、被検体の複数の透視画像を取得する。第１の特定部は、複数の透視画像上における被検体のターゲット位置の２次元位置を特定する。第２の特定部は、複数の透視画像上におけるターゲット位置に基づいてターゲット位置の３次元位置を特定する。制御部は、２次元位置が予め定められた２次元照射許可範囲内にある場合に、被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する２次元モードと、３次元位置が予め定められた３次元照射許可範囲内にある場合に治療装置へ照射許可信号を出力する３次元モードとを切り替える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、医用装置、医用装置の制御方法およびプログラムに関する。

重粒子線や放射線などの治療ビームを患者（被検体）に照射する治療装置が知られている。被検体の患部、すなわち治療ビームを照射する箇所は、呼吸や心拍、腸の動きなどによって移動する場合がある。これに対応する治療法として、ゲーテッド照射法や追尾照射法が知られている。

呼吸によって移動する患部に治療ビームを照射する場合、被検体の呼吸位相と同期させて照射を行う必要がある。呼吸位相同期の手法として、外部呼吸同期手法と内部呼吸同期手法とがある。外部呼吸同期手法は、被検体の身体に取り付けた各種センサの出力値を利用して呼吸位相を把握する手法である。内部呼吸同期手法は、被検体の透視画像に基づいて呼吸位相を把握する手法である。呼吸位相同期を用いた処理は、治療装置を制御する医用装置が行う。治療装置は、医用装置の制御に応じて、被検体の呼吸位相に同期した治療ビームを患部へ照射する。

治療当日の患者の状態や治療装置の状態により治療に時間がかかり被検体への負担が大きくなる場合があり、更なる負担の軽減が望まれている。

特開２０１７−１４４０００号公報

本発明が解決しようとする課題は、内部呼吸同期に基づいた治療における被検体の身体的な負担を軽減することができる医用装置、医用装置の制御方法およびプログラムを提供することである。

実施形態の医用装置は、取得部と、第１の特定部と、第２の特定部と、制御部と、表示部と、を持つ。取得部は、被検体の複数の透視画像を取得する。第１の特定部は、複数の透視画像上における被検体のターゲット位置の２次元位置を特定する。第２の特定部は、複数の透視画像上におけるターゲット位置に基づいてターゲット位置の３次元位置を特定する。制御部は、２次元位置が予め定められた２次元照射許可範囲内にある場合に、被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する２次元モードと、３次元位置が予め定められた３次元照射許可範囲内にある場合に治療装置へ照射許可信号を出力する３次元モードとを切り替える。表示部は、少なくとも２次元照射許可範囲または３次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲とターゲット位置とを複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する。

本実施形態によれば、内部呼吸同期に基づいた治療における被検体の身体的な負担を軽減することができる医用装置、医用装置の制御方法およびプログラムを提供することができる。

医用装置を含む治療システムの構成図。 医用装置の入力・表示部により表示されるマーカレス追跡モードのインターフェース画像の一例を示す図。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第１のフローチャート。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第２のフローチャート。 第１ボタン、第２ボタンおよび第３ボタンの表示態様の変化を示す図。 マーカレス追跡モードにおける第４ボタン、第５ボタン、および第６ボタンの表示例を示す図。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第３のフローチャート。 医用装置の入力・表示部により表示されるマーカ追跡モードのインターフェース画像ＩＭの一例を示す図。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第４のフローチャート。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第５のフローチャート。 マーカ追跡モードにおける第４ボタン、第５ボタンおよび第６ボタンの表示例を示す図。 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第６のフローチャート。 ２次元位置と３次元位置とを用いた判定結果を対比する画像例を示す図。 ３次元位置を示す３つの座標の変位を示すグラフの一例を示す図。

以下、実施形態の医用装置、医用装置の制御方法およびプログラムを、図面を参照して説明する。なお、本願でいう「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「ＸＸ」は、任意の要素（例えば、任意の情報）である。

＜構成＞
図１は、医用装置１００を含む治療システム１の構成図である。治療システム１は、治療装置１０と、医用装置１００とを備える。治療装置１０は、医用装置１００による指示に応じて、治療を受ける被検体に対して治療ビームを照射する。

治療装置１０は、寝台１１と、放射線源１２−１、１２−２と、検出器１３−１、１３−２と、照射門１４と、センサ１５と、治療装置側制御部２０とを備える。以下、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字は、放射線源および検出器のいずれの組による透視用の放射線、あるいは透視画像であるかを示すものとする。また、適宜、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字を省略して説明を行う。

寝台１１には、治療を受ける被検体Ｐが固定される。放射線源１２−１は、被検体Ｐに対して放射線ｒ−１を照射する。放射線源１２−２は、放射線源１２−１とは異なる角度から、被検体Ｐに対して放射線ｒ−２を照射する。放射線ｒ−１およびｒ−２は、電磁波の一例であり、例えばＸ線である。以下、これを前提とする。

放射線ｒ−１は検出器１３−１によって検出され、放射線ｒ−２は検出器１３−２によって検出される。検出器１３−１および１３−２は、例えばフラット・パネル・ディテクタ（ＦＰＤ；Flat Panel Detector）、イメージインテンシファイア、カラーイメージインテンシファイアなどである。検出器１３−１は、放射線ｒ−１のエネルギーを検出してデジタル変換し、デジタル変換により得られる透視画像ＴＩ−１を医用装置１００へ出力する。検出器１３−２は、放射線ｒ−２のエネルギーを検出してデジタル変換し、デジタル変換により得られる透視画像ＴＩ−２を医用装置１００へ出力する。図１に示す治療装置１０は、２組の放射線源１２および検出器１３を備えるが、治療装置１０は、３組以上の放射線源１２および検出器１３を備えてもよい。

照射門１４は、治療段階において、被検体Ｐに対して治療ビームＢを照射する。治療ビームＢには、例えば、重粒子線、Ｘ線、γ線、電子線、陽子線、中性子線などが含まれる。図１に示す治療装置１０は１つの照射門１４を備えるが、治療装置１０は複数の照射門１４を備えてもよい。

センサ１５は、被検体Ｐの身体に取り付けられ、被検体Ｐの呼吸による体表の動きを検出する。センサ１５は、検出結果を医用装置１００へ出力する。センサ１５により検出される動きに基づいて、医用装置１００は、被検体Ｐの外部呼吸位相を得る。センサ１５は、例えば、圧力センサである。

治療装置側制御部２０は、医用装置１００からの制御信号に応じて、放射線源１２−１、１２−２、検出器１３−１、１３−２および照射門１４を動作させる。

医用装置１００は、統括制御部１１０と、入力・表示部１２０と、入力操作取得部１２２と、表示制御部１２４と、取得部１３０と、参照画像作成部１３２と、マーカ検知部１３４と、画像処理部１３６と、ターゲット位置特定部１４０と、出力制御部１５０と、ゲーティングウインドウ（Gating Window）調整部１５２と、記憶部１６０とを備える。統括制御部１１０、入力操作取得部１２２、表示制御部１２４、取得部１３０、参照画像作成部１３２、マーカ検知部１３４、画像処理部１３６、ターゲット位置特定部１４０、出力制御部１５０およびゲーティングウインドウ調整部１５２のうち一部又は全部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェアプロセッサが記憶部１６０に格納されたプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現されてもよい。また、これらの構成要素のうち一部又は全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration circuit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）などのハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。

医用装置１００の各部の機能について説明する。医用装置１００の説明において、透視画像ＴＩに対する処理として説明されたものは、特に注記がない限り、透視画像ＴＩ−１、ＴＩ−２の双方に対して並行又は順に実行されるものとする。統括制御部１１０は、医用装置１００の機能を統括的に制御する。

入力・表示部１２０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electroluminescence）表示装置、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイなどの表示装置と、操作者による入力操作を受け付ける入力装置とを含む。入力・表示部１２０は、表示装置と入力装置が一体に形成されたタッチパネルであってもよいし、マウスやキーボードなどの入力デバイスを備えてもよい。

入力操作取得部１２２は、入力・表示部１２０に対してなされた操作の内容を取得し、取得した操作の内容を統括制御部１１０に出力する。表示制御部１２４は、統括制御部１１０からの指示に応じて、入力・表示部１２０に画像を表示させる。統括制御部１１０からの指示は、参照画像作成部１３２、マーカ検知部１３４、画像処理部１３６、ターゲット位置特定部１４０、出力制御部１５０又はゲーティングウインドウ調整部１５２による処理結果を表示する指示と、入力操作取得部１２２により取得された操作の内容を表示する指示とを含む。表示制御部１２４は、治療の準備段階と、治療ビームＢの照射段階とのそれぞれの開始指示を受け付けるためのインターフェース画像を入力・表示部１２０に表示させる。なお、画像を表示させることには、演算結果に基づいて画像の要素を生成することと、予め作成された画像の要素を表示画面に割り当てることとが含まれる。

取得部１３０は、治療装置１０から透視画像ＴＩを取得する。また、取得部１３０は、センサ１５の検出結果を取得する。取得部１３０は、医用検査装置（不図示）から被検体Ｐの断層画像に基づいた３次元ボリュームデータを取得する。装置画像ＴＩがターゲットの位置特定に参照画像として使用される場合、参照画像作成部１３２は、取得部１３０により取得された透視画像ＴＩに基づいて、ターゲット位置特定に使用される参照画像を生成する。マーカ検知部１３４は、透視画像ＴＩにおいて、マーカ追跡に使用されるマーカの位置を検知する。これらについては後に詳述する。

画像処理部１３６は、デフォーマブルレジストレーション、ＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph）画像生成などの画像処理を行う。デフォーマブルレジストレーションとは、時系列の３次元ボリュームデータに対して、ある時点の３次元ボリュームデータにおいて指定された位置情報を、他の時点の３次元ボリュームデータに展開する処理である。ＤＲＲ画像（再構成画像）とは、３次元ボリュームデータに対して、仮想的な放射線源から放射線を当てることで生成される仮想的な透視画像である。

第１および第２の特定部としてのターゲット位置特定部１４０は、透視画像ＴＩにおけるターゲット位置を特定する。ターゲットは、被検体Ｐの患部、すなわち治療ビームＢを照射する位置であってもよいし、マーカあるいは被検体Ｐの特徴箇所であってもよい。特徴箇所とは、横隔膜や心臓、骨など、透視画像ＴＩにおいて周囲の箇所との差異が比較的鮮明に現れる位置又は領域であり、透視画像ＴＩをコンピュータが解析することで位置を特定しやすい箇所である。ターゲット位置は、一点であってもよいし、２次元又は３次元の広がりを持つ領域であってもよい。

出力制御部１５０は、ターゲット位置特定部１４０により特定されたターゲット位置に基づいて、治療装置１０に照射許可信号を出力する。例えば、ゲーテッド照射法では、出力制御部１５０は、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に位置する場合に、治療装置１０にゲートオン信号を出力する。ゲーティングウインドウは、後述する計画段階において定められる領域であり、２次元平面又は３次元空間において設定される領域である。ゲーティングウインドウは、照射許可範囲の一例である。ゲートオン信号とは、被検体Ｐに治療ビームＢを照射することを指示する信号であり、照射許可信号の一例である。以下、これらを前提として説明する。治療装置１０は、ゲートオン信号が医用装置１００から出力されている場合、治療ビームＢを照射し、ゲートオン信号が医用装置１００から出力されていない場合、治療ビームＢを照射しない。照射許可範囲（ゲーティングウインドウ）は、固定的に設定されるものに限られず、患部の移動に追従して移動する領域として定められてもよい。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、計画段階において設定されたゲーティングウインドウの位置又は大きさを調整する。ユーザは、被検体Ｐの透視画像ＴＩ上の患部、特徴箇所又はマーカの位置と動きとに基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが医用装置１００を操作することにより、ゲーティングウインドウの調整が行われる。

記憶部１６０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどにより実現される。記憶部１６０には、前述したプログラムの他、時系列の３次元ＣＴ画像（以下、４ＤＣＴ画像）、透視画像ＴＩ、センサ１５の検出結果などが格納される。

治療システム１における治療の流れについて説明する。治療システム１は、例えば、内部呼吸同期であるマーカレス追跡およびマーカ追跡と、外部呼吸同期との３つのモードを切り替えて治療を行うことができる。マーカ追跡では、医用装置１００が、被検体Ｐの体内に埋め込まれたマーカの位置を追跡し、患部へ治療ビームＢを照射するタイミングを決定する。マーカレス追跡では、医用装置１００が、被検体Ｐの患部又は特徴箇所の位置を追跡し、患部へ治療ビームＢを照射するタイミングを決定する。外部呼吸同期では、医用装置１００が、被検体Ｐに取り付けられたセンサ１５の検出結果に基づいて、患部へ治療ビームＢを照射するタイミングを決定する。以下、マーカレス追跡を用いる処理をマーカレス追跡モード（第１のモード）、マーカ追跡を用いる処理をマーカ追跡モード（第２のモード）、外部呼吸同期を用いる処理を外部呼吸同期モード（第３のモード）と称する。

マーカレス追跡にはテンプレートマッチング法や機械学習を用いた手法などがある。以下では、マーカレス追跡にテンプレートマッチング法を採用し、照射方法にゲーテッド照射法を採用した場合について説明する。医用装置１００は、テンプレートマッチング法と、機械学習を用いた手法とを切り替え可能であってもよい。

＜治療の流れ（マーカレス追跡モード）＞
以下、マーカレス追跡モード（第１のモード）について説明する。

［計画段階］
マーカレス追跡モードの計画段階において、被検体ＰのＣＴ撮影が行われる。ＣＴ撮影では、様々な呼吸位相毎に、様々な方向から被検体Ｐが撮影される。ＣＴ撮影の結果に基づいて４ＤＣＴ画像が生成される。４ＤＣＴ画像は、３次元のＣＴ画像（前述した３次元ボリュームデータの一例）を時系列にｎ個並べたものである。このｎと時系列のＣＴ画像の時間間隔とを乗算して求められる期間は、例えば、呼吸位相が１周期分変化する期間をカバーするように設定される。４ＤＣＴ画像は、記憶部１６０に格納される。

医師や放射線技師など（以下、ユーザという。）が、４ＤＣＴ画像に含まれるｎ個のＣＴ画像のうち、少なくとも１つのＣＴ画像において対象の輪郭を定め、医用装置１００へ入力する。輪郭が定められる対象は、患部である腫瘍や、患部近傍の特徴箇所、治療ビームＢを照射したくない臓器などである。画像処理部１３６が、対象の輪郭が定められていないＣＴ画像に対してデフォーマブルレジストレーションを行うことにより、各ＣＴ画像における対象の輪郭を定める。次に、ユーザによって治療計画が決定される。治療計画とは、設定された輪郭情報に基づいて、患部がどの位置にあるときに、どこに、どの方向から、どれだけの治療ビームＢを照射するかを規定するものであり、ゲーテッド照射法や追尾照射法などの治療法に応じて決定される。なお、計画段階の処理の一部又は全部は、外部装置によって実行されてもよい。例えば、４ＤＣＴ画像を生成する処理は、ＣＴ装置によって実行されてもよい。治療計画を表す治療計画情報は、記憶部１６０に記憶される。

ここで、腫瘍の輪郭で区画される領域や、その領域の重心、あるいは被検体Ｐの特徴箇所の位置などがターゲット位置となる。更に、治療計画において、ターゲット位置がどの位置にあれば治療ビームＢを照射してよいのかが決定される。デフォーマブルレジストレーションによって輪郭が設定された際に、ターゲット位置に対してマージンが自動的に、又は手動で設定され、マージンを反映させてゲーティングウインドウが設定される。このマージンは、装置や位置決めの誤差などを吸収するためのものである。

腫瘍又は特徴箇所の輪郭で区画される領域、その領域の重心、又は重心を含む近傍の領域などがＲＯＩ（Region Of Interest:関心領域）となる。デフォーマブルレジストレーションによってＲＯＩが設定された際には、マージンがＲＯＩに設定されてもよい。このマージンは、治療装置１０において生じる誤差や位置決めの誤差などの影響を抑えるために加えられ、ＲＯＩが広くなるように領域や重心の外側に付加される。設定されたＲＯＩを示す情報は、記憶部１６０に記憶される。腫瘍の輪郭と特徴箇所の輪郭とがＲＯＩとして定められる場合、画像処理部１３６は、腫瘍と特徴箇所との相対的な位置の時間変化を４ＤＣＴ画像から抽出し、相対的な位置の時系列とＲＯＩを示す情報とを記憶部１６０に記憶させてもよい。画像処理部１３６は、ＲＯＩに対してマージンを付加して得られる３次元の領域をゲーティングウインドウとして設定する。ゲーティングウインドウを設定する際に、ＲＯＩに対して設定されるマージンは、予め定められたサイズであってもよいし、ユーザが入力するサイズであってもよい。

ゲーティングウインドウは、ＣＴ画像における患部又は特徴箇所の３次元形状に基づいた３次元空間として定められる。３次元空間として定められたゲーティングウインドウは、３次元ゲーティングウインドウ（３次元照射許可範囲）ともいう。例えば、ゲーティングウインドウは、患部又は特徴箇所の３次元形状に所定のマージンを加えた３次元空間として定められる。治療ビームＢを照射するときの患部の位置および形状は、４ＤＣＴ画像のうちいずれかのＣＴ画像における患部の位置および形状である。例えば、呼気位相のＣＴ画像における患部の位置および形状、又は、呼気位相のＣＴ画像における特徴箇所の位置および形状に基づいて、ゲーティングウインドウが定められる。呼気位相とは、被検体Ｐが息を吐き切った状態を撮影したＣＴ画像の位相をいう。治療計画において、ゲーティングウインドウは患部に基づいたゲーティングウインドウと、特徴箇所に基づいたゲーティングウインドウなど被検体の状態にあわせて適切なものを選定することができる。

ゲーティングウインドウは、呼気位相の最呼気部分１箇所だけではなく、複数個所に設置しても良い。例えば、最呼気部分では、治療ビームＢを照射する必要がない重要臓器（Organ At Risk：ＯＡＲ）などに患部が近接する場合、重要臓器への治療ビームＢの照射を避ける必要があるときにゲーティングウインドウを複数に分けて設置することが有効である。
また、患部に基づいたゲーティングウインドウと特徴箇所に基づくゲーティングウインドウとの両方が設定されている場合には、２つのゲーティングウインドウを複合的に利用してもよい。例えば、患部と横隔膜との位置の両方がゲーティングウインドウに入った場合に治療ビームＢの照射を行うなどの方法が選択出来ても良い。

［位置決め段階］
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。被検体Ｐは寝台１１に寝かされ、シェル等で寝台１１に固定される。作業者が、被検体Ｐの位置と姿勢とを目視で確認し、照射門１４から照射される治療ビームＢが患部に当たりそうな位置へ被検体Ｐを寝台１１とともに動かす。作業者により、寝台１１の位置が粗く調整される。粗い調整の後に、寝台位置を細かく調整するために利用する画像が撮影される。例えば、３Ｄ−２Ｄレジストレーションが行われる場合、透視画像ＴＩが撮影される。透視画像ＴＩは、例えば被検体Ｐが息を吐き切ったタイミングで撮影される。寝台１１の位置は粗く調整済みであるため、透視画像ＴＩには、被検体Ｐの患部付近の像が含まれる。得られた透視画像ＴＩは、記憶部１６０に記憶される。

３Ｄ−２Ｄレジストレーションが行われる場合、位置決め段階において、放射線源１２−１、１２−２および検出器１３−１、１３−２それぞれの位置と、被検体Ｐの治療計画とを使用して、３次元ボリュームデータからＤＲＲ画像が生成される。ＤＤＲ画像と透視画像ＴＩとに基づいて寝台１１の位置が細かく調整される。透視画像ＴＩの撮影、寝台移動量算出、寝台１１の移動を繰り返すことで、寝台１１の位置が細かく調整される。

［準備段階（その１）］
位置決め段階の後に準備段階が行われる。準備段階では、４ＤＣＴ画像から各位相のＤＲＲ画像が作成される。ＤＲＲ画像の作成は、４ＤＣＴ画像が撮影された後であればいつ実施されてもよい。作成されるＤＲＲ画像には、治療計画において設定されるゲーティングウインドウを射影した位置又は領域がゲーティングウインドウとして設定される。治療装置１０は、参照画像を作成するための透視画像ＴＩを撮影する。治療装置１０は、例えば、被検体Ｐの２呼吸分の期間に亘り、複数の透視画像ＴＩを撮影する。被検体が深呼吸を行う間、被検体Ｐの外部呼吸波形が透視画像ＴＩと同期して取得される。取得された外部呼吸波形は、表示制御部１２４により入力・表示部１２０に表示される。撮影された透視画像ＴＩには、外部呼吸波形から求められる被検体Ｐの呼吸位相に基づく追跡値が対応付けられる。

準備段階（その１）において、ＤＲＲ画像とＤＲＲ画像上のターゲット位置の情報から、透視画像ＴＩとターゲット位置との関係が医用装置１００により学習される。更に、ユーザによるターゲット位置の修正が医用装置１００により受け付けられる。そして、医用装置１００は、ターゲット位置を学習した際に用いた透視画像ＴＩの中から、追跡値に基づいて、一つ以上のテンプレート（参照画像）が選択される。テンプレートは、透視画像ＴＩの特徴的な一部を切り出したものであってよい。ターゲット位置の学習は、計画段階から治療段階までの間の、いずれのタイミングで実施されてもよい。例えば、被検体Ｐの２呼吸分の透視画像ＴＩうち、前半の１呼吸分の透視画像ＴＩからテンプレートを作成した場合、そのテンプレートを使用して、後半の１呼吸分の透視画像ＴＩでターゲットの追跡ができるか確認してもよい。その際、表示制御部１２４はＤＲＲ画像上に設定されたゲーティングウインドウを透視画像ＴＩ上に表示してもよい。

患部に加えて特徴箇所にもゲーティングウインドウが定められている場合、ターゲット位置特定部１４０は、透視画像ＴＩにおける特徴箇所の位置を特定してもよい。ターゲット位置特定部１４０は、患部又は特徴箇所のいずれをターゲット位置ＰＴに選択するかを示すユーザの操作を取得し、ユーザの操作に応じてターゲット位置ＰＴを決定してもよい。

また、準備段階（その１）において、ゲーティングウインドウの調整が行われる。ターゲット位置特定部１４０は、参照画像作成部１３２により生成されたテンプレートを用いて、透視画像ＴＩに対してターゲット位置ＰＴを割り付ける。統括制御部１１０は、透視画像ＴＩ上にターゲット位置ＰＴとゲーティングウインドウとを重畳した表示を入力・表示部１２０に行わせる。また、統括制御部１１０は、ＤＲＲ画像上にターゲット位置とゲーティングウインドウとを重畳した表示を入力・表示部１２０に行わせる。透視画像ＴＩ上に重畳されるゲーティングウインドウの位置は、ターゲット位置特定部１４０により特定されたターゲット位置ＰＴ、および、治療計画時におけるターゲット位置とゲーティングウインドウとの相対位置に基づいて算出される。

ユーザは、入力・表示部１２０に表示される確認画像に基づいて、ターゲット位置ＰＴとゲーティングウインドウとの位置および相対位置を確認する。確認画像は、ターゲット位置ＰＴとゲーティングウインドウとが重畳された透視画像ＴＩと、ターゲット位置とゲーティングウインドウとが重畳されたＤＲＲ画像とを含む画像である。なお、確認画像は、透視画像ＴＩとＤＲＲ画像とのいずれか一方を含む画像であってもよい。ユーザは、確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。特徴箇所がターゲット位置に選択されている場合、ユーザは、ターゲット位置ＰＴと患部との相対的な位置、呼吸に伴うターゲット位置ＰＴおよび患部の移動量に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザがゲーティングウインドウの調整を必要と判断した場合、入力操作取得部１２２は、入力・表示部１２０からゲーティングウインドウを調整する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、ゲーティングウインドウを調整する。

入力操作取得部１２２は、入力・表示部１２０からゲーティングウインドウの位置又は形状を変更する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、透視画像ＴＩおよびＤＲＲ画像上におけるゲーティングウインドウの形状を変更する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、変更後のゲーティングウインドウの形状から、ゲーティングウインドウの３次元形状を算出する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、算出したゲーティングウインドウの３次元形状を調整後のゲーティングウインドウの３次元形状として記憶部１６０に記憶させる。医用装置１００は、調整後のゲーティングウインドウを以降の処理に用いる。ユーザによるターゲット位置の確認とゲーティングウインドウの調整とにより、ゲーティングウインドウの精度を向上させることができる。ゲーティングウインドウの調整においては、４ＤＣＴ画像の各スライスに対応するＣＴ画像から生成されるＤＲＲ画像上にゲーティングウインドウが重畳され、時系列のＤＲＲ画像に重畳表示されてもよい。ユーザは、時系列のＤＲＲ画像上のゲーティングウインドウと透視画像上のゲーティングウインドウとを比較することにより、呼吸に伴うターゲット位置の変化とゲーティングウインドウの関連を確認でき、ゲーティングウインドウの調整の精度を改善できる。

［準備段階（その２）］
そして、再度、透視画像ＴＩの撮影が開始される。ターゲット位置特定部１４０は、時系列で入力される透視画像ＴＩに対してテンプレートとのマッチングを行い、透視画像ＴＩに対してターゲット位置ＰＴを割り付ける。表示制御部１２４は、透視画像ＴＩを動画として入力・表示部１２０に表示させながら、ターゲット位置ＰＴが割り付けられた透視画像ＴＩのフレームにターゲット位置ＰＴを重畳表示させる。この結果、医師等によりターゲット位置の追跡結果が確認される。

ターゲット位置特定部１４０は、ターゲット位置ＰＴを２次元位置と３次元位置として特定する。２次元位置は、透視画像ＴＩ上の座標を用いて表される。３次元位置は、予め定められた３次元座標系における座標を用いて表される。３次元位置は、例えば、治療ビームＢのアイソセンターを原点とする３次元座標系を用いて表される。ターゲット位置特定部１４０は、透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２上の座標と放射線源１２および検出器１３の位置とに基づいて、ターゲット位置ＰＴの３次元位置の座標を算出する。

表示制御部１２４は、透視画像ＴＩ上に特定したターゲット位置ＰＴを重畳した画像を入力・表示部１２０に表示させる。ターゲット位置ＰＴは、患部の重心位置を示す点や、患部の輪郭を示す線などにより表示される。医用装置１００が時系列で入力される透視画像ＴＩ上にターゲット位置ＰＴを重畳することにより、ユーザは、被検体Ｐの呼吸に伴うターゲットの移動を確認し、位置を追跡できる。また、表示制御部１２４は、ＤＲＲ画像上に射影されたゲーティングウインドウも透視画像ＴＩ上に重畳して入力・表示部１２０に表示させる。ゲーティングウインドウが示す３次元空間を透視画像ＴＩに射影した領域又は領域の境界線が、透視画像ＴＩ上に重畳されるゲーティングウインドウとして表示される。

出力制御部１５０は、ターゲット位置特定部１４０により特定されるターゲット位置ＰＴを取得する。出力制御部１５０は、ターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する。後述する治療段階において、出力制御部１５０は、ターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にある場合にゲートオン信号を治療装置１０へ出力する。ターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にあるか否かの判定には、ターゲット位置の２次元位置を用いる判定と、ターゲット位置の３次元位置を用いる判定とがある。２次元位置と３次元位置とのいずれを用いるかは、ユーザが選択する。

ターゲット位置の２次元位置を用いてターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する場合（２次元モード）、出力制御部１５０は、ゲーティングウインドウが示す３次元空間を透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に射影した領域を算出する。算出された領域が２次元ゲーティングウインドウ（２次元照射許可範囲）である。出力制御部１５０は、例えば、透視画像ＴＩ−１に射影した領域に透視画像ＴＩ−１上の２次元位置が包含され、かつ、透視画像ＴＩ−２に射影した領域に透視画像ＴＩ−２上の２次元位置が包含される場合に、ターゲット位置がゲーティング内にあると判定する。すなわち、２次元ゲーティングウインドウ外にターゲット位置で示される箇所が存在しない場合に、出力制御部１５０は、ターゲット位置がゲーティング内にあると判定する。出力制御部１５０は、２次元ゲーティングウインドウ外にターゲット位置で示される箇所が存在する場合に、ターゲット位置がゲーティング内にないと判定する。

ターゲット位置ＰＴの３次元位置を用いてターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する場合（３次元モード）、出力制御部１５０は、３次元ゲーティングウインドウにより示される３次元空間に３次元位置が包含されるか否かを判定する。出力制御部１５０は、ゲーティングウインドウにより示される３次元空間に３次元位置が包含される場合、すなわちゲーティングウインドウが示す３次元空間外にターゲット位置ＰＴで示される箇所が存在しない場合に、ターゲット位置ＰＴがゲーティング内にあると判定する。出力制御部１５０は、算出した領域外にターゲット位置ＰＴで示される箇所が存在する場合に、ターゲット位置ＰＴがゲーティング内にないと判定する。

出力制御部１５０は、判定結果、すなわちターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウ内にあるか否かを示す情報を表示制御部１２４へ出力する。表示制御部１２４は、判定結果に応じて、入力・表示部１２０に表示させているゲーティングウインドウの表示色を変更させる。具体的には、表示制御部１２４は、両方の画像においてターゲット位置ＰＴがゲーティング内にある場合、ゲーティングウインドウの表示色を変更させる。表示制御部１２４は、ゲーティングウインドウの表示色を変化させることに加えて、ターゲット位置ＰＴがゲーティング内にあることを示す情報を入力・表示部１２０に表示させてもよい。表示制御部１２４が、出力制御部１５０による判定結果に応じて、透視画像ＴＩに重畳されるゲーティングウインドウの表示色を変更させることにより、ユーザがゲートオン信号の出力タイミングを確認できる。

［治療段階］
治療段階では、出力制御部１５０が、透視画像ＴＩ−１、ＴＩ−２の双方に関して、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合にゲートオン信号を治療装置１０に出力する。これによって、治療ビームＢが被検体Ｐの患部に照射され、治療が行われる。なお、ターゲット位置が患部の位置である場合には、追跡したターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合に治療ビームＢが照射され、ターゲット位置が被検体Ｐの特徴箇所の位置である場合には、予め学習されたターゲット位置と患部の位置との関係に基づいて、ターゲット位置から導出された患部の位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合に治療ビームＢが照射される。なお、これらの複合手法によって患部の位置に治療ビームＢが照射されてもよい。すなわち、ターゲット位置として患部の位置と、特徴箇所の位置とをそれぞれ設定しておき、患部が第１ゲーティングウインドウに収まり、特徴箇所が第２ゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームＢを照射するようにしてもよい。

［表示画面］
以下、上記説明した治療の流れをサポートするための、医用装置１００の処理について説明する。図２は、医用装置１００の入力・表示部１２０により表示されるマーカレス追跡モードのインターフェース画像ＩＭの一例を示す図である。インターフェース画像ＩＭは、領域Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６およびＡ７を含む。

領域Ａ１−１では、透視画像ＴＩ−１が表示され、更にゲーティングウインドウＧＷやターゲット位置ＰＴが透視画像ＴＩ−１に重畳表示される。領域Ａ１−２では、透視画像ＴＩ−２が表示され、更にゲーティングウインドウＧＷやターゲット位置ＰＴが透視画像ＴＩ−２に重畳表示される。領域Ａ２には、各種グラフなどが表示される。

領域Ａ３には、モードなどの選択を受け付けるセレクトウインドウＳＷ、透視画像ＴＩの撮影開始又は撮影停止を指示するための第１ボタンＢ１、透視画像ＴＩの撮影の一時停止を指示するための第２ボタンＢ２、治療セッションの終了を指示するための第３ボタンＢ３、時系列のＤＲＲ画像又は透視画像ＴＩを遡って確認するためのスライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアＣＡ、準備段階が完了したことを確認するためのチェックボックスＣＢなどが表示される。インターフェース画像ＩＭの各部に対する操作は、タッチ操作、マウスによるクリック、あるいはキーボード操作などにより行われる。例えば、第１ボタンＢ１は、タッチ操作又はマウスによるクリックによって操作される。

領域Ａ４には、モードに応じた治療段階が表示され、各段階へ処理を進めることを指示するための第４ボタンＢ４、第５ボタンＢ５および第６ボタンＢ６が表示される。領域Ａ５には、センサ１５の検出結果に基づく外部呼吸波形のグラフなどが表示される。領域Ａ６には、被検体Ｐの治療計画情報などを示す画像やテキスト情報が表示される。領域Ａ７では、被検体ＰのＣＴ画像が表示され、Ｘ線の照射方向、照射野、治療ビームＢの照射方向、ターゲットの輪郭、およびマーカＲＯＩなどが重畳表示される。

＜フローチャート（マーカレス追跡モード）＞
以下、インターフェース画像ＩＭの各種機能について、フローチャートを参照しながら説明する。図３および図４は、医用装置１００により実行される処理の流れの一例を示す第１および第２のフローチャートである。まず、統括制御部１１０が、入力操作取得部１２２から入力される情報を参照し、セレクトウインドウＳＷにおいてマーカレス追跡が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１００）。マーカレス追跡の選択は、ユーザの操作によって行われてもよいし、治療装置１０からの信号に応じて行われてもよい。医用装置１００が治療計画の内容に基づいて選択を行ってもよい。マーカレス追跡以外のモードが選択された場合の処理については、後に説明する。なお、以降の説明において、医用装置１００に対する操作がなされたことを検知する際には、統括制御部１１０が入力操作取得部１２２から入力される情報を参照して判断するものとし、都度の説明を省略する。

セレクトウインドウＳＷにおいてマーカレス追跡が選択された場合、統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０２）。図５は、第１ボタンＢ１、第２ボタンＢ２および第３ボタンＢ３の表示態様の変化を示す図である。図５に示すように、第１ボタンＢ１は、初期状態で、撮影が「ＯＦＦ」すなわち撮影していない状態を示すと共に、「撮影開始」の指示を受け付ける態様となっている。第１ボタンＢ１が操作されると、撮影が「ＯＮ」すなわち撮影されている状態を示すと共に、「撮影停止」の指示を受け付ける態様に変化する。第１ボタンＢ１は、これらの二つの態様の間で状態遷移する。

なお、第２ボタンＢ２は、初期状態で、操作されると撮影の「一時停止」の指示を受け付ける態様となっている。第２ボタンＢ２は、操作されると、「撮影再開」の指示を受け付ける態様に変化する。また、第３ボタンＢ３は、初期状態で、インターフェース画像ＩＭを「閉じる」指示を受け付ける態様となっており、操作されるとインターフェース画像ＩＭの表示が停止され、一連の処理が終了する。

第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部１１０は、出力制御部１５０を制御し、位置決め段階と準備段階とで用いる透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に指示させる（ステップＳ１０４）。出力制御部１５０は、例えば、ｋ回の呼吸分の透視画像ＴＩを撮影するように治療装置１０に指示する。なお、出力制御部１５０は、第１ボタンＢ１が再度操作されたときに撮影を終了する指示を治療装置１０に出力してもよい。このように、出力制御部１５０は、入力操作取得部１２２により取得される入力操作の内容に応じて、治療装置１０の撮影部（放射線源１２−１、１２−２、検出器１３−１、１３−２）への動作指示を出力する。これによって、医用装置１００によって治療装置１０を含めた治療システム１の動作を一元的に管理することができ、利便性が向上する。

統括制御部１１０は、第４ボタンＢ４に対する操作によってレジストレーションが指示されたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。図６は、マーカレス追跡モードにおける第４ボタンＢ４、第５ボタンＢ５、および第６ボタンＢ６の表示例を示す図である。マーカレス追跡モードにおいて、第４ボタンＢ４は、レジストレーション（透視画像ＴＩにおけるターゲット位置ＰＴの学習）の指示を受け付け、第５ボタンＢ５は、参照画像の作成指示を受け付け、第６ボタンＢ６はゲートオン信号の確認指示を受け付ける。また、第６ボタンＢ６において、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）のいずれで行うかを選択できる。

第４ボタンＢ４に対する操作によってレジストレーションが指示されると、統括制御部１１０は、画像処理部１３６に指示してＤＲＲ画像におけるターゲット位置ＰＴから透視画像ＴＩにおけるターゲット位置を取得する。統括制御部１１０は、得られたターゲット位置ＰＴを透視画像ＴＩに重畳させて入力・表示部１２０に表示させるように表示制御部１２４に指示する（ステップＳ１０８）。前述したように、画像処理部１３６は、計画段階で撮影されたＣＴ画像から作成したＤＲＲ画像や、計画段階以降に撮影された透視画像ＴＩに基づいて、ターゲット位置ＰＴが既知であるＤＲＲ画像と、透視画像ＴＩとの間で画像の特徴部位をマッチングする処理などを行って、透視画像ＴＩにおけるターゲット位置ＰＴを決定する。透視画像ＴＩとターゲット位置ＰＴとの関係は、参照画像作成部１３２に提供される。

透視画像ＴＩにターゲット位置ＰＴが重畳された画像は、例えば、インターフェース画像ＩＭの領域Ａ１−１、Ａ１−２に表示される。表示制御部１２４は、ターゲット位置ＰＴを透視画像ＴＩ上に重畳した画像を、入力・表示部１２０に表示させる。このような画像は、例えば、インターフェース画像ＩＭの領域Ａ１−１、Ａ１−２に表示される。この画像が表示されている状態で、統括制御部１１０は、ターゲット位置ＰＴを調整するユーザの操作を受け付ける（ステップＳ１１０）。ターゲット位置ＰＴの調整は、例えば領域Ａ１−１、Ａ１−２におけるターゲット位置ＰＴへのドラッグ・アンド・ドロップ操作によって行われる。ターゲット位置ＰＴの調整が行われると、統括制御部１１０は、調整された透視画像ＴＩとターゲット位置ＰＴとの関係を参照画像作成部１３２に提供する。

統括制御部１１０は、第５ボタンＢ５に対する操作によって参照画像の作成が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。第５ボタンＢ５に対する操作によって参照画像の作成が指示されると、統括制御部１１０は、参照画像作成部１３２に指示し、参照画像として用いる透視画像ＴＩを選択し、リサイズなどの処理を行って、参照画像を作成する（ステップＳ１１４）。参照画像作成部１３２は、ターゲット位置ＰＴが対応付けられた参照画像（テンプレート）を作成し、記憶部１６０に記憶させる。

ターゲット位置特定部１４０は、作成された参照画像を用いて透視画像ＴＩにおけるターゲット位置ＰＴを特定する。画像処理部１３６は、ターゲット位置特定部１４０により特定されたターゲット位置ＰＴに基づいて、ターゲット位置ＰＴおよびゲーティングウインドウを透視画像ＴＩ上に重畳させる。入力・表示部１２０は、ターゲット位置ＰＴおよびゲーティングウインドウを重畳した透視画像ＴＩと、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを重畳したＤＲＲ画像とを含む確認画像を表示する。ユーザは、確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが調整を必要と判断した場合、入力操作取得部１２２がゲーティングウインドウの調整の指示を受け付け、ゲーティングウインドウ調整部１５２が指示に応じてゲーティングウインドウを調整する（ステップＳ１１６）。調整されたゲーティングウインドウは、ターゲット位置とともに透視画像ＴＩに重畳され、確認画像として入力・表示部１２０に表示される。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、透視画像ＴＩに射影されたゲーティングウインドウを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの３次元形状を調整してもよい。ゲーティングウインドウの調整により、被検体Ｐの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部１２０は、４ＤＣＴ画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域Ａ７に表示される。

ゲーティングウインドウの調整は、図２に示す領域ＡＩ−１、ＡＩ−２に表示されるＤＲＲ画像又は透視画像ＴＩ上に重畳表示されたゲーティングウインドウＧＷの領域をユーザがポインティングデバイスで変更することにより行われてもよい。例えば、ゲーティングウインドウＧＷの境界線に対するドラッグ・アンド・ドロップ操作により、ゲーティングウインドウＧＷの位置又はマージン量が調整されてもよい。

ゲーティングウインドウの調整が行われる際に、入力・表示部１２０は、治療計画においてＲＯＩに加えられたマージン部分と患部又は特徴箇所の領域とを異なる態様で表示してもよい。例えば、入力・表示部１２０は、ゲーティングウインドウを定める際に加えられたマージン部分と、患部又は特徴箇所の領域とを異なる色で表示したり、異なる彩度又は輝度で表示したりする。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ゲーティングウインドウの調整として、マージン部分の削減のみを受け付けてもよい。

ゲーティングウインドウが調整された場合、入力・表示部１２０は、調整前のゲーティングウインドウと調整後のゲーティングウインドウとを透視画像ＴＩに重畳して表示してもよい。調整前と調整後とのゲーティングウインドウが表示されることにより、ユーザがゲーティングウインドウの調整量を容易に確認できる。入力・表示部１２０は、インターフェース画像ＩＭにおいて、調整前のゲーティングウインドウを重畳した透視画像ＴＩを領域Ａ１−１に表示し、調整後のゲーティングウインドウを重畳した透視画像ＴＩを領域Ａ１−２に表示してもよい。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、調整後のゲーティングウインドウを示す情報を記憶部１６０に記憶させてもよい。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、過去の治療における調整後のゲーティングウインドウを記憶部１６０から読み出し、読み出したゲーティングウインドウを用いてゲーティングウインドウの調整を行ってもよい。複数の調整後のゲーティングウインドウが記憶部１６０に記憶されている場合、入力・表示部１２０は、記憶部１６０に記憶されている調整後のゲーティングウインドウを表示し、調整後のゲーティングウインドウを選択するユーザの操作を取得してもよい。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、複数の調整後のゲーティングウインドウからいずれか一つを選択する。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ターゲット位置の移動量に応じて、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。例えば、ゲーティングウインドウ調整部１５２は、透視画像ＴＩ上におけるターゲット位置の移動量が治療計画時点よりも小さく、治療計画で設定したマージン量より小さく設定した方が良い場合には小さな値に変更することができる。また、例えば、ターゲット位置が治療計画時点よりも特定の座標方向に大きく変化する場合等は、その方向のマージン量を治療に支障がない範囲で調整することができる。これらは、特に、治療装置の誤差や患者の呼吸状態による誤差を補正する場合に有効である。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ＤＲＲ画像におけるターゲット位置の移動量と確認画像におけるターゲット位置の移動量とを比較し、比較結果に基づいてゲーティングウインドウを変更する軸方向を決定してもよい。例えば、ゲーティングウインドウ調整部１５２は、４ＤＣＴ画像と確認画像とにおけるターゲット位置の移動量の比率に応じて、ゲーティングウインドウを変更してもよい。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ゲーティングウインドウを定める際に加えられたマージン部分を変更することにより、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。

統括制御部１１０は、第６ボタンＢ６に対する操作によってゲートオン信号の確認が指示されたか否かを判定する（ステップＳ１１８）。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部１１０は、第６ボタンＢ６における２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）の選択状態に応じて、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の２次元位置と３次元位置とのいずれで行うかを選択する（ステップＳ１２０）。出力制御部１５０は、第６ボタンＢ６における選択状態に応じた統括制御部１１０の選択に応じて、２次元位置を用いた判定と、３次元位置を用いた判定とを切り替える。統括制御部１１０は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止する（ステップＳ１２２）。

統括制御部１１０は、表示制御部１２４に指示し、チェックボックスＣＢに「レ」（チェック）を入れた状態に変更させ、ゲートオン信号の出力タイミングを入力・表示部１２０に表示させる（ステップＳ１２４）。ゲートオン信号の確認が指示されると、ゲートオン信号の出力タイミングの判定が行われ、判定結果が表示される。しかし、チェックボックスＣＢに「レ」が入った状態では、ゲートオン信号の出力タイミングは計算されて表示されるが、実際にゲートオン信号は治療装置１０に出力されない。

統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１２６）。第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部１１０は、透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に出力制御部１５０を介して指示し、撮影された透視画像ＴＩを用いたターゲット位置およびゲーティングウインドウの表示を入力・表示部１２０に表示制御部１２４に指示し、撮影された透視画像ＴＩを用いた最終確認画像を入力・表示部１２０に表示させる（ステップＳ１２８）。

最終確認画像は、領域ＡＩ−１、ＡＩ−２に表示される。最終確認画像は、動画として再生される透視画像ＴＩに対して、ターゲット位置ＰＴやゲーティングウインドウＧＷが重畳された画像である（図２参照）。出力制御部１５０は、ターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷ内に位置する場合に、ゲートオン信号を表示制御部１２４に出力し、ゲートオン信号が出力されていること領域Ａ２に表示させる。ユーザは、この最終確認画像を視認することで、被検体Ｐの患部などのターゲット位置ＰＴが正しい位置として認識されているか否か、ターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷに位置するタイミングが適切か否か、ゲートオン信号の出力タイミング、および、ゲーティングウインドウの調整の要否等を確認できる。最終確認画像は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影停止が選択されるまで表示される（ステップＳ１３０）。撮影停止が選択された後も、スライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアＣＡを操作することで、最終確認画像を遡って確認することができる。

ユーザは、入力・表示部１２０に表示される最終確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整が必要か否かを判定する。統括制御部１１０は、入力・表示部１２０に入力されたユーザの操作により、ゲーティングウインドウの調整の要否を受け付ける（ステップＳ１３２）。ゲーティングウインドウの調整が必要である場合、統括制御部１１０は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止を解除し、処理をステップＳ１００へ戻す。ゲーティングウインドウの調整が不要である場合、統括制御部１１０は、ステップＳ１３４へ処理を進める。

第１ボタンＢ１の操作によって撮影停止が選択されると、統括制御部１１０は、チェックボックスＣＢの「レ」が外されているか否かを判定する（ステップＳ１３４）。チェックボックスＣＢの「レ」が外されていない場合、統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ１３６）。撮影開始が選択された場合は、ステップＳ１２８に処理が戻され、撮影開始が選択されていない場合は、ステップＳ１３４に処理が戻される。チェックボックスＣＢの「レ」が外されている場合、統括制御部１１０は、治療装置１０から開始信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ１３８）。この開始信号は、治療装置１０のスイッチ（不図示）が操作されることで治療装置１０が治療開始可能になったときに出力される信号である。治療装置１０から開始信号を受信すると、統括制御部１１０は、治療を開始するように、表示制御部１２４、ターゲット位置特定部１４０および出力制御部１５０に指示し、出力制御部１５０は透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に指示する（ステップＳ１４０）。

また、ステップＳ１３４でチェックボックスが外されている場合、治療装置１０から開始信号を受信していなくても、統括制御部１１０が第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始されたかどうかを判定してもよい。撮影が開始され、且つターゲット位置特定部１４０が特定したターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウに収まっていれば、治療装置１０へゲートオン信号を出力してもよい（不図示）。チェックボックスが外されていない場合、治療装置からビームＢが出力されることはない。また、ステップＳ１３４でチェックボックスが外されていないが、撮影開始が選択された後にチェックボックスを外された場合、撮影途中からゲートオン信号を出力してもよい（不図示）。

このように、出力制御部１５０は、インターフェース画像ＩＭにおいて、デフォルト状態を解除状態にする入力操作が入力操作取得部１２２により取得されたことを条件に、治療装置１０にゲートオン信号を出力する。これによって、意図せず治療ビームＢが被検体Ｐに照射されるのを抑制し、治療の信頼性を高めることができる。また、テンプレートの作成が完了すると、準備段階の終了操作を要求することなく、入力操作取得部１２２が治療ビームＢの照射段階への開始指示を受け付ける。これによって、医用装置１００の操作性を向上させることができる。

治療が開始されると、ターゲット位置特定部１４０は、透視画像ＴＩに対してテンプレートを用いたテンプレートマッチングを行い、ターゲット位置を特定する。出力制御部１５０は、ターゲット位置がゲーティングウインドウＧＷ内にある場合にゲートオン信号を治療装置１０に出力する。出力制御部１５０は、第６ボタンＢ６における２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）の選択に応じて、ゲートオン信号を出力するか否かの判定を行う。表示制御部１２４は、透視画像ＴＩにターゲット位置およびゲーティングウインドウＧＷを重畳した治療画像を、入力・表示部１２０に表示させる。治療画像は、領域Ａ１−１、Ａ１−２に表示される。

統括制御部１１０は、治療装置１０へのゲートオン信号の出力時間を積算する（ステップＳ１４２）。出力時間の積算を開始する時点は、治療装置１０から開始信号を受信した時点又は、第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始が選択され撮影が開始された時点のいずれかである。統括制御部１１０は、治療が開始されてから経過した時間に対する積算時間の比が一定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１４４）。統括制御部１１０は、積算時間が閾値以下である場合（照射率が低下した場合）、治療装置１０へのゲートオン信号の出力を停止させる。また、統括制御部１１０は、治療装置１０による治療ビームＢの照射および撮影を停止させ、治療を終了させる。積算時間が閾値以下でない場合、統括制御部１１０は、処理をステップＳ１４６へ進める。

治療は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影停止が選択されるまで、又は、照射された治療ビームＢの線量が治療計画により規定された線量に達するまで継続する（ステップＳ１４６）。医用装置１００は、治療装置１０から照射完了の信号を受信した場合、又は、治療装置１０において照射終了操作がなされたことを示す信号を治療装置１０から受信した場合も、治療を終了してよい。

表示制御部１２４は、確認画像、最終確認画像および治療画像において、ゲートオン信号を出力する際（準備段階では出力する条件が成立した際）に、ゲーティングウインドウの色を変更してもよい。例えば、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２とのいずれにおいてもターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷ内にある場合に第１の色、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２のいずれか一方のみにおいてターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷ内にある場合に第２の色、透視画像ＴＩ−１、ＴＩ−２の双方においてターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷ内にある場合に（すなわちゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に）第３の色でゲーティングウインドウＧＷの枠線を表示してもよい。また、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２との両方においてターゲット位置ＰＴがゲーティングウインドウＧＷ内にない場合には、表示制御部１２４は、エラーアイコンを入力・表示部１２０に表示させてもよい。

また、表示制御部１２４は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、ゲーティングウインドウＧＷの内側領域と外側領域のいずれかの色彩又は輝度を変更してもよい。更に、医用装置１００は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、音又は振動で通知する通知部を備えてもよい。

医用装置１００は、上記のフローチャートにおけるステップＳ１００の処理でマーカレス追跡、マーカ追跡、外部呼吸同期のモードの切り替えを受け付けるだけでなく、準備段階から治療段階までにおける任意のタイミングで切り替えを受け付けてもよい。また、適宜、処理のやり直しが受け付けられる。例えば、最終確認画像を表示している場面において、テンプレートの撮影からやり直すための操作が受け付けられる。これによって、煩雑な操作をユーザに要求することがなくなり、利便性を向上させることができる。なお、透視画像ＴＩの撮影後にモード切り替えが行われた場合、既に撮影された透視画像ＴＩをテンプレートに採用してもよい。

治療が複数回行われる場合、医用装置１００は、前回以前の治療で作成されたテンプレートを用いてもよい。図７は、医用装置１００により実行される処理の流れの一例を示す第３のフローチャートである。図示するように、セレクトウインドウＳＷにおいてマーカレス追跡が選択された後、統括制御部１１０は、インターフェース画像ＩＭにおけるいずれかの領域において「前回のテンプレートを使用する」ことが選択されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。「前回のテンプレートを使用する」ことが選択された場合、ステップＳ１０２〜Ｓ１１４の処理がスキップされ、ステップＳ１１６に処理が進められる。

医用装置１００は、複数回に分けて治療が行われる場合、計画段階より後において作成されたＤＲＲ画像を記憶部１６０に記憶させておき、ＤＲＲ画像の生成に代えてＤＲＲ画像を記憶部１６０から読み出してもよい。医用装置１００は、モード切り替えが行われた場合、ＤＲＲ画像の生成に代えてＤＲＲ画像を記憶部１６０から読み出してもよい。

図３に示すフローチャートの処理では、医用装置１００は、テンプレートマッチングによってターゲット位置を特定しているが、機械学習によってターゲット位置を特定してもよい。機械学習によってターゲット位置を特定する場合、ステップＳ１０８からＳ１１４までの処理は、参照画像を入力した場合にターゲット位置を導出する分類器を学習する処理に置換される。

参照画像が治療前に作成される場合を説明したが、更に、医用装置１００は、治療中に撮影された透視画像ＴＩを並行して参照画像に加えてもよい。また、機械学習を行う場合、医用装置１００は、治療中に透視画像ＴＩを利用してリアルタイムに機械学習を行ってもよい。

＜治療の流れ（マーカ追跡モード）＞
以下、マーカ追跡モードについて説明する。マーカ追跡モードでは、マーカを使用して患部の位置を特定する。マーカは、患部の近傍に埋め込まれ、計画段階においてマーカと患部との位置関係が学習される。マーカはターゲット位置として扱われ、マーカがゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームＢが照射される。また、マーカ位置から特定した患部の位置がゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームＢが照射されても良い。

［計画段階］
マーカ追跡モードの計画段階において、被検体ＰのＣＴ撮影が行われる。マーカレス追跡モードの計画段階と同様に、ＣＴ撮影では、様々な呼吸位相毎に、様々な方向から被検体Ｐが撮影される。ＣＴ撮影の結果に基づいて４ＤＣＴ画像が生成され、４ＤＣＴ画像が記憶部１６０に格納される。ユーザが、ｎ個のＣＴ画像のうち、例えば１つのＣＴ画像に対して、対象の輪郭を定め、医用装置１００へ入力する。マーカ追跡モードでは、ユーザにより輪郭を定められる対象は、被検体Ｐの体内に埋め込まれたマーカを含む。画像処理部１３６が、デフォーマブルレジストレーションによって、対象の輪郭が定められていないＣＴ画像における対象の輪郭を設定する。そして、マーカレス追跡モードと同様に、治療計画が決定される。

マーカレス追跡モードと同様に、治療計画が決定され、記憶部１６０は、決定された治療計画情報を記憶する。腫瘍の輪郭とマーカの位置およびマーカを含む領域とがＲＯＩとして定められる場合、画像処理部１３６は、腫瘍とマーカとの相対的な位置の時間変化を４ＤＣＴ画像から抽出し、相対的な位置の時系列とＲＯＩを示す情報とを記憶部１６０に記憶させてもよい。マーカ追跡モードでは、画像処理部１３６が、マーカを含む領域を特徴箇所に指定してゲーティングウインドウを定める。マーカ追跡モードにおいても、マーカレス追跡モードと同様に、ゲーティングウインドウは、マーカのＲＯＩに対してマージンを付加して得られる領域として定められる。

［位置決め段階］
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。マーカ追跡モードにおける位置決め段階の処理は、マーカレス追跡モードにおける位置決め段階の処理と同様である。また、ＣＴ撮影前に、被検体Ｐの身体における患部の近傍に、一以上のマーカが埋め込まれる。マーカは、Ｘ線を透過させづらい材質（例えば、金やプラチナ）で形成されている。このため、マーカは、透視画像ＴＩにおいて黒く映る。また、マーカは、例えば、直径２［ｍｍ］程度の球や円筒などの形状を有する。

［準備段階］
準備段階では、ユーザは、ある呼吸位相のＣＴ画像上、ＤＲＲ画像上で少なくとも一つの追跡に使用するマーカを選択する。準備段階より前、例えば計画段階でマーカが選択されてもよい。マーカを選択する操作がユーザにより行われると、画像処理部１３６は、選択されたマーカの位置をＣＴ画像又はＤＲＲ画像上又は透視画像ＴＩ上に重畳させて入力・表示部１２０に表示させる。マーカの位置が重畳された画像は、例えば領域Ａ７およびＡ１−１およびＡ１−２に表示される。ユーザは、ＣＴ画像上又はＤＲＲ画像上又は透視画像ＴＩ上でマーカを選択し、マーカの位置と患部の位置を必要に応じて調整する。調整された場合、マーカ又は患部の位置に対する調整量が補正量として記憶部１６０に記憶される。マーカ追跡モードにおけるターゲット位置は、選択されたマーカの位置であり、腫瘍が照射許可範囲の中に含まれる時、マーカがゲーティングウインドウ内に収まるようゲーティングウインドウが調整されてもよい。マーカ追跡モードにおけるゲーティングウインドウの調整は、マーカレス追跡モードと同様に行われる。

図８は、医用装置１００の入力・表示部１２０により表示されるマーカ追跡モードのインターフェース画像ＩＭの一例を示す図である。インターフェース画像ＩＭは、マーカレス追跡モードと同様に、領域Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６およびＡ７を含む。マーカ追跡モードのインターフェース画像ＩＭは、領域Ａ１−１、Ａ１−２およびＡ７に表示される透視画像ＴＩおよびＣＴ画像にマーカＭＫとエピポーラ線ＥＬとが含まれる点において、マーカレス追跡モードのインターフェース画像ＩＭと異なる。また、図８に示す領域Ａ１−１、Ａ１−２におけるターゲット位置ＶＰＴおよびゲーティングウインドウＶＧＷは、治療計画において指定された患部の位置と患部に対するゲーティングウインドウである。図８に示す画面では、領域Ａ１−１、Ａ１−２にＤＲＲ画像が、領域Ａ７にＣＴ画像に基づいた断面画像が表示されている。ＤＲＲ画像に代えて透視画像ＴＩが表示されてもよい。医用装置１００は、以下の三通りの方法でマーカＭＫの指定を受け付ける。図８には領域Ａ１−１、Ａ１−２にマーカＭＫが一つずつ表示される例が示されているが、実際には複数のマーカが選択可能に表示される。また、領域Ａ１−１、Ａ１−２には、治療計画で指定された患部のゲーティング領域ＶＧＷとＤＲＲ画像の場合は患部のターゲット位置ＶＰＴも表示すると良い。

（１）ユーザは、領域Ａ７においてマーカＭＫを指定する。これに応じて、透視画像ＴＩ上にエピポーラ線ＥＬが表示される。そして、エピポーラ線ＥＬ上にあるマーカＭＫが指定可能となる。エピポーラ線ＥＬ上にあるマーカＭＫが指定されると、マーカの指定が完了する。なお、マーカは治療計画で予め指定されていても良く、マーカが選択された場合は、マーカＭＫの位置領域Ａ１−１、Ａ１−２上で調整できるようにすると使いやすい。

（２）ユーザは、ＤＲＲ画像上でマーカＭＫを指定することもできる。この場合、一方のＤＲＲ画像（例えば領域Ａ１−１の画像）上でマーカＭＫが指定されると、もう一方のＤＲＲ画像（例えば領域Ａ１−２の画像）上にエピポーラ線ＥＬが表示される。そして、もう一方のＤＲＲ画像上のエピポーラ線ＥＬ上にあるマーカＭＫが指定可能となる。エピポーラ線ＥＬ上にあるマーカＭＫが指定されると、マーカＭＫの指定が完了する。このとき、領域Ａ７におけるＣＴ画像上に、指定されたマーカＭＫの位置が表示される。

（３）ユーザは、計画段階においてマーカ位置をマーカＲＯＩとして登録することもできる。この場合、領域Ａ−１、Ａ１−２のＤＲＲ画像上、領域Ａ７のＣＴ画像上にマーカ位置が表示され、追跡に使用するマーカＭＫをユーザが指定してもよい。

準備段階では、画像処理部１３６は、他の呼吸位相に対応する各ＣＴ画像における選択されたマーカの位置を取得し、取得した位置を記憶部１６０に記憶させる（各位相マーカ位置計算）。準備段階で用いる４ＤＣＴ画像を用いた治療が行われている場合、画像処理部１３６は、前回の治療において用いたマーカの各ＣＴ画像における位置を記憶部１６０から取得してもよい。過去のマーカの位置を用いることにより、被検体Ｐが同じ場合にはマーカの選択が不要になる。ゲーティングウインドウＧＷに設定する位相とマージンとが指定されると、出力制御部１５０は、各位相のマーカＭＫの位置にマージンを付加した領域をゲーティングウインドウＧＷに設定する。ゲーティングウインドウＧＷとマーカＭＫの軌跡とは、ＤＲＲ画像上に表示されてもよい。治療計画を作成した後から治療が行われるまでの期間において、ゲーティングウインドウの設定が行われればよく、設定が行われるタイミングは限定されない。

ターゲットとしてのマーカが選択されると、医用装置１００は、治療装置１０に透視画像ＴＩの撮影を指示する。被検体Ｐの１呼吸分以上の期間に亘り透視画像ＴＩが撮影される。ターゲット位置特定部１４０は、マーカを含む特徴箇所と指定されたマーカＭＫの情報を基に透視画像ＴＩにおいてターゲット位置（マーカ位置）を検知し、検知したターゲット位置を表示制御部１２４へ出力する。表示制御部１２４は、ターゲット位置を透視画像ＴＩ−１、ＴＩ−２それぞれに重畳した画像を入力・表示部１２０に表示させる。医用装置１００が時系列で入力される透視画像ＴＩ上にターゲット位置を重畳することにより、ユーザは、被検体Ｐの呼吸に伴うターゲット位置の移動を確認し、ターゲット位置特定部１４０により検知されたターゲット位置が、透視画像ＴＩ上のマーカの像と一致しているか否かを確認する。医用装置１００は、患部の位置も時系列で入力される透視画像ＴＩ上に重畳して表示してもよい。また、表示制御部１２４は、透視画像ＴＩ上にゲーティングウインドウも重畳して入力・表示部１２０に表示させてもよい。

ターゲット位置がユーザにより確認されると、ターゲット位置（マーカＭＫの位置）およびゲーティングウインドウＧＷが重畳された透視画像ＴＩと、患部の輪郭ＶＰＴおよび治療計画時のゲーティングウインドウＶＧＷが重畳されたＤＲＲ画像とを含む確認画像が入力・表示部１２０に表示される。患部の輪郭ＶＰＴおよびゲーティングウインドウＶＧＷが透視画像ＴＩ上に重畳されてもよい。ユーザは、入力・表示部１２０に表示される確認画像に基づいて、ターゲット位置、ゲーティングウインドウＧＷおよび患部の位置を確認し、ゲーティングウインドウＧＷの調整の要否を決定する。ユーザがゲーティングウインドウＧＷの調整を必要と判断した場合、入力操作取得部１２２は、入力・表示部１２０からゲーティングウインドウＧＷを調整する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、ゲーティングウインドウＧＷを調整する。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、透視画像ＴＩに射影されたゲーティングウインドウＧＷを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの３次元形状を調整してもよい。調整されたゲーティングウインドウは、記憶部１６０に記憶される。準備段階におけるゲーティングウインドウの調整により、被検体Ｐの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部１２０は、４ＤＣＴ画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域Ａ７に表示される。

出力制御部１５０は、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する。治療段階では、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にある場合、出力制御部１５０はゲートオン信号を表示制御部１２４と治療装置１０とへ出力する。表示制御部１２４は、ゲートオン信号の出力の有無を入力・表示部１２０に表示させる。例えば、ゲートオン信号が出力されている場合、入力・表示部１２０は、ゲーティングウインドウの表示色を変化させる。ゲーティングウインドウの表示色の変化により、ユーザは、ゲートオン信号の出力タイミングを確認でき、マーカおよび患部の位置とゲートオン信号の出力タイミングとの関係を確認できる。出力制御部１５０は、マーカレス追跡モードと同様に、２次元モードと３次元モードとを切り替えて、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定してもよい。

［治療段階］
治療段階では、出力制御部１５０が、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にある場合にゲートオン信号を治療装置１０へ出力する。治療装置１０はゲートオン信号に応じて治療ビームＢを照射し、治療ビームＢが患部に照射されることにより治療が行われる。

＜フローチャート（マーカ追跡モード）＞
マーカ追跡モードにおける治療の流れをサポートするための、医用装置１００の処理について説明する。インターフェース画像ＩＭの各種機能について、フローチャートを参照しながら説明する。図９および図１０は、医用装置１００により実行される処理の流れの一例を示す第４および第５のフローチャートである。

統括制御部１１０は、入力操作取得部１２２から入力される情報を参照し、セレクトウインドウＳＷにおいてマーカ追跡が選択されたか否かを判定する（ステップＳ２００）。マーカ追跡以外のモードが選択された場合は、図３に示すフローチャートにおけるステップＳ１００に処理が戻される。

セレクトウインドウＳＷにおいてマーカ追跡が選択された場合、統括制御部１１０は、マーカの位置の選択および調整を受け付ける（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２からステップＳ２０６までの処理は、セレクトウインドウＳＷにおいてマーカ追跡が選択される前に行われてもよい。この場合、ステップＳ２０２からステップＳ２０６までの処理は、手動操作により、又は自動的にスキップされてもよい。

統括制御部１１０は、第４ボタンＢ４に対する操作によって各位相マーカ位置計算が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２０４）。図１１は、マーカ追跡モードにおける第４ボタンＢ４、第５ボタンＢ５および第６ボタンＢ６の表示例を示す図である。マーカ追跡モードにおいて、第４ボタンＢ４は、各位相マーカ位置計算の指示を受け付け、第５ボタンＢ５は、マーカ検知の指示を受け付け、第６ボタンＢ６はゲートオン信号の確認指示を受け付ける。第４ボタンＢ４において、ユーザはマーカの形状を指定してもよい。第６ボタンＢ６において、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）のいずれで行うかを選択できる。

第４ボタンＢ４に対する操作によって各位相マーカ位置計算が指示されると、統括制御部１１０は、画像処理部１３６に指示して、各呼吸位相のＣＴ画像におけるターゲット位置（マーカの位置）を展開させる（ステップＳ２０６）。表示制御部１２４は、入力・表示部１２０に、ＣＴ画像においてマーカ位置を示すマーカＲＯＩを領域Ａ７などに表示させる。

統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ２０８）。撮影開始が選択されると、統括制御部１１０は、出力制御部１５０に指示し、第１確認画像となる透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に指示する（ステップＳ２１０）。出力制御部１５０は、例えば、ｋ回の呼吸分の透視画像ＴＩを撮影するように治療装置１０に指示する。出力制御部１５０は、第１ボタンＢ１が再度操作されたときに撮影を終了する指示を治療装置１０に出力してもよい。

統括制御部１１０は、第５ボタンＢ５に対する操作によってマーカ検知が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２１２）。マーカ検知が指示されると、統括制御部１１０は、マーカ検知部１３４に指示し、ステップＳ２１０で撮影された第１確認画像のそれぞれにおいてターゲット位置（マーカ位置）を検知させる（ステップＳ２１４）。マーカ検知部１３４により検知されたターゲット位置は、例えば、領域Ａ１−１、Ａ１−２において動画として表示される第１確認画像に重畳表示される。

画像処理部１３６は、マーカ検知部１３４により検知されたターゲット位置に基づいて、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを透視画像ＴＩ上に重畳させる。入力・表示部１２０は、ターゲット位置（マーカＭＫの位置）およびゲーティングウインドウＧＷを重畳した透視画像ＴＩと、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを重畳したＤＲＲ画像とを含む第２確認画像を表示する。透視画像ＴＩには、ターゲット位置（マーカＭＫの位置）に対応する患部の位置ＶＰＴおよび患部に対して設定されたゲーティングウインドウＶＧＷが重畳されてもよい。ユーザは、第２確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが調整を必要と判断した場合、入力操作取得部１２２がゲーティングウインドウの調整の指示を受け付け、ゲーティングウインドウ調整部１５２が指示に応じてゲーティングウインドウを調整する（ステップＳ２１６）。調整されたゲーティングウインドウは、ターゲット位置とともに透視画像ＴＩに重畳された第２確認画像として入力・表示部１２０に表示される。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、マーカ追跡モードと同様に、ゲーティングウインドウの調整を行う。ゲーティングウインドウＶＧＷが表示されているとき、入力・表示部１２０がターゲット位置の表示をしない設定ができるようにしても良い。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、取得された操作に応じて、透視画像ＴＩに射影されたゲーティングウインドウを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの３次元形状を調整してもよい。ゲーティングウインドウの調整により、被検体Ｐの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部１２０は、４ＤＣＴ画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域Ａ７に表示される。

ゲーティングウインドウの調整は、インターフェース画像ＩＭにおける領域ＡＩ−１、ＡＩ−２に表示される第２確認画像上のゲーティングウインドウＧＷの領域をユーザがポインティングデバイスで変更することにより行われてもよい（図８参照）。ゲーティングウインドウＧＷの境界線に対するドラッグ・アンド・ドロップ操作により、ゲーティングウインドウＧＷの大きさが調整されてもよい。領域Ａ３のコントロールエリアＣＡに表示されるスライドバーの操作量に応じて、ゲーティングウインドウＧＷが相似形に縮小されてもよい。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、第２確認画像におけるターゲット位置と患部の位置の移動量に応じて、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。例えば、第２確認画像におけるターゲット位置の移動量と患部の位置の移動量との比に基づいてゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。計画段階において患部およびマーカの輪郭を定める際に用いたマージンが２ｍｍであり、第２確認画像におけるターゲット位置、患部の位置の移動量がそれぞれ１０ｍｍ、５ｍｍである場合、ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ゲーティングウインドウの大きさを以下のように調整してもよい。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、患部の位置の移動量（１０ｍｍ）に対するターゲット位置の移動量（５ｍｍ）の比（５ｍｍ／１０ｍｍ）を算出し、算出した比をマーカに対するマージン（２ｍｍ）に乗じた結果（１ｍｍ）を新たなマージンに定める。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、マーカの輪郭に対するマージンを変更することで、ゲーティングウインドウの調整を行う。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、患部の位置の移動量に対するターゲット位置の移動量の比と、患部の輪郭へのマージンに対するマーカの輪郭へのマージンの比とを一致させるように、ゲーティングウインドウへのマージンを変更する。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、マージンの変更により、ゲーティングウインドウの大きさを調整する。マージンの調整量は自動で計算されると共に、マーカＭＫの移動量やゲーティングウインドウのマージンを入力・表示部１２０が表示して、マージンの調整量の変更が可能なようにしてもよい。更に、ゲーティングウインドウの大きさの調整をユーザが手動で変更できるようにすると使いやすい。

統括制御部１１０は、第６ボタンＢ６に対する操作によってゲートオン信号の確認が指示されたか否かを判定する（ステップＳ２１８）。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部１１０は、第６ボタンＢ６における２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）の選択状態に応じて、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の２次元位置と３次元位置とのいずれで行うかを選択する（ステップＳ２２０）。出力制御部１５０は、第６ボタンＢ６における選択状態に応じた統括制御部１１０の選択に応じて、２次元位置を用いた判定と、３次元位置を用いた判定とを切り替える。統括制御部１１０は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止する（ステップＳ２２２）。

統括制御部１１０は、表示制御部１２４に指示し、チェックボックスＣＢに「レ」（チェック）を入れた状態に変更させ、ゲートオン信号の出力タイミングを入力・表示部１２０に表示させる（ステップＳ２２４）。ゲートオン信号の確認が指示されると、ゲートオン信号の出力タイミングの判定が行われ、判定結果が表示される。しかし、チェックボックスＣＢに「レ」が入った状態では、ゲートオン信号の出力タイミングは計算されて表示されるが、実際にゲートオン信号は治療装置１０に出力されない。

統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ２２６）。第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部１１０は、透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に出力制御部１５０を介して指示する。統括制御部１１０は、表示制御部１２４に指示し、撮影された透視画像ＴＩを用いた最終第２確認画像を入力・表示部１２０に表示させる（ステップＳ２２８）。

最終第２確認画像は、領域ＡＩ−１、ＡＩ−２に表示される。最終第２確認画像は、動画として表示される透視画像ＴＩに対して、マーカ位置（ターゲット位置）およびゲーティングウインドウＧＷが重畳された画像である（図８参照）。ユーザは、最終第２確認画像を視認することで、マーカＭＫがターゲット位置として認識されているか否か、ターゲット位置がゲーティングウインドウＧＷ内に位置するタイミングが適切か否か、ゲートオン信号の出力タイミング、および、ゲーティングウインドウの調整の要否等を確認することができる。最終第２確認画像は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影停止が選択されるまで表示される（ステップＳ２３０）。撮影停止が選択された後も、スライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアＣＡを操作することで、最終第２確認画像を遡って確認することができる。ユーザは、入力・表示部１２０に表示される最終第２確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整が必要か否かを判定する。統括制御部１１０は、入力・表示部１２０に入力されたユーザの操作により、ゲーティングウインドウの調整の要否を受け付ける（ステップＳ２３２）。ゲーティングウインドウの調整が必要である場合、統括制御部１１０は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止を解除し、処理をステップＳ１００へ戻す。ゲーティングウインドウの調整が不要である場合、統括制御部１１０は、ステップＳ２３４へ処理を進める。

第１ボタンＢ１の操作によって撮影停止が選択されると、統括制御部１１０は、チェックボックスＣＢの「レ」が外されているか否かを判定する（ステップＳ２３４）。チェックボックスＣＢの「レ」が外されていない場合、統括制御部１１０は、第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する（ステップＳ２３６）。撮影開始が選択された場合は、ステップＳ２２２に処理が戻され、撮影開始が選択されていない場合はステップＳ２２６に処理が戻される。チェックボックスＣＢの「レ」が外されている場合、統括制御部１１０は、治療装置１０から開始信号を受信したか否かを判定する（ステップＳ２３８）。この開始信号は、治療装置１０のスイッチ（不図示）が操作されることで治療装置１０が治療開始可能になったときに出力される信号である。治療装置１０から開始信号を受信すると、統括制御部１１０は、治療を開始するように、表示制御部１２４、マーカ検知部１３４、ターゲット位置特定部１４０および出力制御部１５０に指示し、出力制御部１５０は透視画像ＴＩの撮影を治療装置１０に指示する（ステップＳ２４０）。

また、ステップＳ２３４でチェックボックスが外されている場合、治療装置１０から開始信号を受信していなくても、統括制御部１１０が第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始されたかどうかを判定してもよい。撮影が開始され、且つターゲット位置特定部１４０が特定したターゲット位置（マーカＭＫの位置）がゲーティングウインドウに収まっていれば、出力制御部１５０は治療装置１０へゲートオン信号を出力しても良い（不図示）。チェックボックスが外されていない場合、治療装置１０から治療ビームＢが出力されることはない。また、ステップＳ２３４でチェックボックスが外されていないが、撮影開始が選択された後にチェックボックスが外された場合、出力制御部１５０は撮影途中からゲートオン信号を治療装置１０へ出力してもよい（不図示）。

治療が開始されると、ターゲット位置特定部１４０は、マーカ検知部１３４により検知されたマーカの位置をターゲット位置として特定する。出力制御部１５０は、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にある場合にゲートオン信号を治療装置１０に出力する。出力制御部１５０は、第６ボタンＢ６における２次元位置（２Ｄ）又は３次元位置（３Ｄ）の選択に応じて、ゲートオン信号を出力するか否かの判定を行う。表示制御部１２４は、透視画像ＴＩにターゲット位置およびゲーティングウインドウＧＷを重畳させた治療画像を、入力・表示部１２０に表示させる。治療画像は、領域Ａ１−１、Ａ１−２に表示される。

統括制御部１１０は、治療装置１０へのゲートオン信号の出力時間を積算する（ステップＳ２４２）。出力時間の積算を開始する時点は、治療装置１０から開始信号を受信した時点又は、第１ボタンＢ１の操作によって撮影開始が選択され撮影が開始された時点のいずれかである。統括制御部１１０は、治療が開始されてから経過した時間に対する積算時間の比が一定の閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２４４）。統括制御部１１０は、積算時間が閾値以下である場合（照射率が低下した場合）、治療装置１０へのゲートオン信号の出力を停止させる。また、統括制御部１１０は、治療装置１０による治療ビームＢの照射および撮影を停止させ、治療を終了させる。積算時間が閾値以下でない場合、統括制御部１１０は、処理をステップＳ２４６に進める。

治療は、第１ボタンＢ１に対する操作によって撮影停止が選択されるまで、又は、照射された治療ビームＢの線量が治療計画により規定された線量に達するまで継続する（ステップＳ２４６）。

医用装置１００は、治療装置１０から照射完了の信号を受信した場合、又は、治療装置１０において照射終了操作がなされたことを示す信号を治療装置１０から受信した場合も、治療を終了してよい。

表示制御部１２４は、第２確認画像、最終第２確認画像および治療画像において、ゲートオン信号を出力する際（準備段階では出力する条件が成立した際）に、ゲーティングウインドウの色を変更するようにしてもよい。例えば、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２とのいずれにおいてもターゲット位置（マーカＭＫの位置）がゲーティングウインドウＧＷに収まっていない場合に第１の色、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２のいずれか一方のみにおいてターゲット位置がゲーティングウインドウＧＷに収まっている場合に第２の色、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２の双方においてターゲット位置がゲーティングウインドウＧＷに収まっている場合に（すなわちゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に）第３の色でゲーティングウインドウＧＷの枠線を表示してよい。また、透視画像ＴＩ−１とＴＩ−２とのいずれにおいてもターゲット位置がゲーティングウインドウＧＷに収まっていない場合には、エラーアイコンを表示してもよい。ゲーティングウインドウの変更に合わせて患部に対して設定されたゲーティングウインドウＶＧＷも表示を変化させると確認がしやすい。

また、表示制御部１２４は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、ゲーティングウインドウＧＷの内側領域と外側領域のいずれかの色彩又は輝度を変更してもよい。更に、医用装置１００は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、音又は振動で通知する通知部を備えてもよい。

医用装置１００は、上記のフローチャートにおけるステップＳ２００の処理でマーカレス追跡、マーカ追跡、外部呼吸同期のモードの切り替えを受け付けるだけでなく、準備段階から治療段階までにおける任意のタイミングで切り替えを受け付けてもよい。また、適宜、処理のやり直しが受け付けられる。例えば、最終第２確認画像を表示している場面において、テンプレートの撮影からやり直すための操作が受け付けられる。

治療が複数回行われる場合、医用装置１００は、前回以前の治療に用いたマーカの位置を用いてもよい。図１２は、医用装置１００により実行される処理の流れの一例を示す第６のフローチャートである。図示するように、セレクトウインドウＳＷにおいてマーカ追跡が選択された後、統括制御部１１０は、いずれかの領域において「前回のマーカ位置を使用する」ことが選択されたか否かを判定する（ステップＳ３００）。「前回のマーカ位置を使用する」ことが選択された場合、ステップＳ２０２〜Ｓ２１４の処理がスキップされ、ステップＳ２１６に処理が進められる。

マーカ追跡モードにおいても、マーカレス追跡モードと同様に、出力制御部１５０は、ゲートオン信号を出力するか否かの判定に、ターゲット位置（マーカ位置）に対する３次元位置を用いると良い。

＜外部呼吸同期モード＞
以下、外部呼吸同期モード（第３のモード）について簡単に説明する。
［計画段階］
外部呼吸同期モードの計画段階においても、まず、被検体ＰのＣＴ撮影が行われる。ＣＴ撮影では、様々な呼吸位相毎に、様々な方向から被検体Ｐが撮影される。次に、ＣＴ撮影の結果に基づいて４ＤＣＴ画像が生成される。４ＤＣＴ画像は、３次元のＣＴ画像を時系列にｎ個並べたものである。このｎと時系列のＣＴ画像の時間間隔とを乗算して求められる期間は、例えば、呼吸位相が１周期分変化する期間をカバーするように設定される。４ＤＣＴ画像は、記憶部１６０に格納される。

次に、ユーザが、ｎ個のＣＴ画像のうち、例えば１つのＣＴ画像に対して、輪郭を入力する。この輪郭は、患部である腫瘍の輪郭や治療ビームＢを照射したくない臓器の輪郭等である。次に、例えば画像処理部１３６が、デフォーマブルレジストレーションによって、ｎ個のＣＴ画像のそれぞれについて輪郭を設定する。次に、治療計画が決定される。治療計画とは、設定された輪郭情報に基づいて、患部がどの位置にあるときに、どこに、どの方向から、どれだけの治療ビームＢを照射するかを規定するものであり、ゲーテッド照射法や追尾照射法などの治療法に応じて決定される。なお、計画段階の処理の一部または全部は、外部装置によって実行されてもよい。例えば、４ＤＣＴ画像を生成する処理は、ＣＴ装置によって実行されてもよい。そして、治療計画において決定した方向から治療ビームＢを照射した場合に、患部に治療ビームＢが当たる呼吸位相が求められる。

［位置決め段階］
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。これについてはマーカレス追跡モードおよびマーカ追跡モードと同様である。

［治療段階］
治療段階では、出力制御部１５０が、センサ１５の検出結果に基づいて把握される呼吸位相（外部呼吸位相）が、設定された照射範囲内に入った場合に、治療ビームＢが照射される。

外部呼吸同期モードにおいて、医用装置１００は、インターフェース画像ＩＭの表示することで、治療ビームＢが照射されたときの患部の位置を確認することができるため、センサ１５の検出結果に基づいて適切なタイミングで治療が行われているか、視覚的に確認できるようになり、治療精度が向上する。

以上説明した実施形態の医用装置１００は、マーカ追跡モードおよびマーカレス追跡モードにおいて、ターゲット位置の２次元位置を用いたゲートオン信号出力の可否の判定に加えて、３次元位置を用いたゲートオン信号出力の可否の判定を行える。治療計画において定められるゲーティングウインドウの３次元形状が柱および直方体に比べ複雑な形状を有している場合、透視画像ＴＩ上に射影されたゲーティングウインドウで示される３次元の領域が、ゲーティングウインドウの３次元形状より大きくなることがある。このような場合、医用装置１００が、３次元位置を用いた判定を行うことにより、治療ビームＢの照射をより高い精度で治療装置１０へ指示できる。高い精度で治療ビームＢが照射されることにより、治療時間を短縮できるので被検体の身体的な負担を軽減することができる。

医用装置１００は、マーカ追跡モードおよびマーカレス追跡モードが選択された場合、計画段階において定められたゲーティングウインドウを、準備段階又は治療段階において調整できる。準備段階において、ユーザが透視画像ＴＩ上のターゲット位置およびゲーティングウインドウを確認した際に、ゲーティングウインドウの調整ができるので、治療計画を再度定めずとも治療を行うことができる。治療を計画に従い進められるので、治療の延期などを避けることができ、治療期間を短縮できるので被検体の身体的な負担を軽減することができる。

＜その他＞
上記実施形態の医用装置１００は、常時起動しているデーモンプログラムを備えてもよい。医用装置１００は、前述した治療計画の結果を他装置から受信する。デーモンプログラムは、治療計画の結果が受信されるのに応じて、治療計画が内部呼吸同期又は外部呼吸同期の計画であれば、医用装置１００の各部の機能を自動的に起動させるようにしてもよい。この場合において、デーモンプログラムは、内部呼吸同期の計画である場合はデフォーマブルレジストレーションなどのターゲット位置追跡のための準備処理を開始し、外部呼吸同期の計画である場合は、インターフェース画像ＩＭの表示のみ行ってよい。

また、図３、４、７、９、１０、１２などで例示したフローチャートの各処理は、位置決め承認通知を受けないと進行しないようにインターロックが掛けられてもよい。位置決め承認通知は、入力・表示部１２０に対してなされた入力操作によって行われてもよいし、他装置から受信してもよい。また、図３、４、７、９、１０、１２などで例示したフローチャートの各処理は、位置決め承認キャンセル通知を受けた場合に、位置決め承認通知を受けた時点まで戻るように制御されてもよい。

また、複数回に亘り治療が行われる場合、統括制御部１１０は、前回以前の治療時の各種データ（テンプレート、追跡結果、位置決め承認履歴）など記憶部１６０に保持しておき、表示制御部１２４は、当日の治療状況との比較を入力・表示部１２０に表示させてもよい。

ステップＳ１２８において最終確認画像が表示されている間、表示制御部１２４は、２次元位置を用いた判定結果と、３次元位置を用いた判定結果とを対比した画像を入力・表示部１２０に表示させてもよい。図１３は、２次元位置と３次元位置とを用いた判定結果を対比する画像例を示す図である。図１３において、横軸は時間を示し、縦軸はゲートオン信号の出力の有無を示す。図１３に示す画像は、例えば、インターフェース画像ＩＭにおける領域Ａ２に表示される。２次元位置を用いた判定結果（Ｇ２）と３次元位置を用いた判定結果（Ｇ３）とが同じ時間軸にて示される。２つの判定結果の表示、すなわちゲートオン信号Ｇ２、Ｇ３の波形図の表示により、ユーザは２つの判定結果の差を確認することができる。２つの判定結果の差に基づいて、ユーザは、２次元位置と３次元位置とのいずれを用いて治療を行うかを決定することができる。２つの判定結果の表示は、逐次入力される透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよい。

ステップＳ１２８において最終確認画像が表示されている間、表示制御部１２４は、ターゲット位置の３次元位置を示す３つの座標それぞれの変位を示すグラフを入力・表示部１２０に表示させてもよい。図１４は、３次元位置を示す３つの座標の変位を示すグラフの一例を示す図である。図１４において、横軸は時間を示し、縦軸は各座標の変位を示す。ターゲット位置の３次元位置の変位を時系列に示すことにより、ユーザは、被検体の呼吸によるターゲット位置の変位を容易に確認することができる。３次元位置の変位の表示は、逐次入力される透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよい。

３次元位置を示す３つの座標の変位は、図１３において示した３次元位置を用いたゲートオン信号の波形図と対比できるように表示されてもよい。すなわち、ゲートオン信号の波形図と３次元座標の変位とを同じ時間軸にて表示してもよい。３次元位置の変位とゲートオン信号とが対比可能に表示されることにより、ユーザは、ゲートオン信号の出力タイミングを呼吸によるターゲット位置の変位と対比して確認できる。３次元位置の変位とゲートオン信号との対比は、逐次入力される透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像ＴＩ−１およびＴＩ−２に基づいて行われてもよい。

表示制御部１２４は、ターゲット位置の３次元位置を示す３つの座標それぞれの変位を示すグラフのうち、最も変位が大きいグラフを他の２つのグラフより強調して表示させてもよい。例えば、表示制御部１２４は、最も変位が大きいグラフを示す線又は破線の太さを他の２つのグラフより太く表示させてもよいし、輝度又は彩度を高く表示させてもよいし、最も変位が大きいグラフのみを表示させてもよい。３つの座標それぞれの変位は、被検体Ｐの呼吸位相に同期しているので、最も変位の大きいグラフが強調して表示されることにより、ユーザは被検体Ｐの呼吸位相を容易に確認できる。

表示制御部１２４は、２次元位置を用いた判定が行われる場合と、３次元位置を用いた判定が行われる場合とにおいて、インターフェース画像ＩＭにおける各領域Ａ１−１、Ａ１−２、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６およびＡ７のレイアウトやサイズを変更してもよい。例えば、３次元位置を用いた判定が行われる場合、表示制御部１２４は、領域Ａ１−１およびＡ１−２と領域Ａ２との配置を変更し、領域Ａ２を画面上側に配置し、領域Ａ１−１およびＡ１−２を画面下側に配置してもよい。インターフェース画像ＩＭのレイアウト又はサイズを変更することにより、２次元位置と３次元位置とのいずれを用いた判定が行われているかをユーザが容易に識別できる。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、ゲーティングウインドウを調整した後に、ユーザの操作に応じてゲーティングウインドウの位置および大きさを計画段階において定めたゲーティングウインドウの位置および大きさに戻してもよい。ゲーティングウインドウの調整が行われた場合、表示制御部１２４は、調整前のゲートオン信号の波形と、調整後のゲートオン信号の波形とを対比する画像を入力・表示部１２０に表示させてもよい。この画像は、例えば、図１３に示す画像と同様に、インターフェース画像ＩＭにおける領域Ａ２に表示されてもよい。ユーザは、調整前後のゲートオン信号の波形を比較することにより、ゲーティングウインドウの調整がゲートオン信号に与える影響を容易に確認できる。

表示制御部１２４は、ゲーティングウインドウの調整が行われた場合と、ゲーティングウインドウの調整が行われない場合とで、異なる表示態様でゲーティングウインドウを入力・表示部１２０に表示させてもよい。例えば、表示制御部１２４は、調整が行われた場合と調整が行われない場合とでゲーティングウインドウの表示色を変えてもよい。表示制御部１２４は、調整が行われない場合にゲーティングウインドウを常時表示させ、調整が行われた場合にゲーティングウインドウを点滅表示させてもよい。表示制御部１２４は、ゲーティングウインドウの調整が行われた場合に、調整が行われたことを示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。

ゲーティングウインドウ調整部１５２は、治療時にターゲット位置の移動速度に変化が生じた場合に、ゲーティングウインドウを小さくしてもよい。被検体Ｐの呼吸が荒くなったり、被検体Ｐが咳き込んだりしたときに、ターゲット位置の移動速度は、安静時に比べ速くなる。検出部としての統括制御部１１０は、ターゲット位置の移動速度が一定値を超えた場合、又は、ターゲット位置の過去の移動速度の平均値と現在の移動速度との差が予め定められた閾値を超えた場合、被検体Ｐに異常が生じたと判定し、ゲーティングウインドウ調整部１５２にゲーティングウインドウを小さくするように指示してもよい。ゲーティングウインドウ調整部１５２は、例えば、ゲーティングウインドウに含まれるマージンを削減することによりゲーティングウインドウを小さくしてもよいし、予め定められた削減量でゲーティングウインドウを小さくしてもよい。統括制御部１１０は、被検体Ｐに異常が検出されなくなったとき、ゲーティングウインドウ調整部１５２にゲーティングウインドウを元の位置および大きさに戻すように指示してもよい。統括制御部１１０は、センサ１５から出力される検出結果を用いて、被検体Ｐに異常が生じたか否かを判定してもよい。

統括制御部１１０は、被検体Ｐに異常が生じたと判定した場合、ゲーティングウインドウの調整をユーザに促す通知を行ってもよい。ゲーティングウインドウの調整をユーザに促す通知として、アイコンやメッセージが入力・表示部１２０に表示されたり、音や振動が通知部により発せられたりしてもよい。医用装置１００がゲーティングウインドウの調整や通知を行うことにより、被検体Ｐの変化に応じた治療が行える。

統括制御部１１０は、被検体Ｐに異常が生じたと判定した場合、インターフェース画像ＩＭの表示態様の変更を入力・表示部１２０に指示してもよい。例えば、統括制御部１１０は、インターフェース画像ＩＭにおけるゲーティングウインドウＧＷの表示を停止させてもよい。統括制御部１１０は、インターフェース画像ＩＭの表示をカラー表示から白黒表示に変更してもよい。統括制御部１１０は、被検体Ｐの異常を示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。統括制御部１１０は、インターフェース画像ＩＭの表示態様を変更させることにより、ゲーティングウインドウの調整をユーザに促すことができる。治療時にゲーティングウインドウの調整が行われる場合、統括制御部１１０は、実行中の処理を、図３に示すステップＳ１００又は図９に示すステップＳ２００に戻す。

統括制御部１１０は、ゲーティングウインドウ調整部１５２によりゲーティングウインドウの位置又は大きさが調整された後に、治療ビームＢの照射率が予め定められた閾値より小さくなった場合、入力・表示部１２０に照射率の低下を示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。治療ビームＢの照射率は、例えば、治療開始から経過した時間に対する治療ビームＢが照射された時間の比である。統括制御部１１０は、入力・表示部１２０に照射率の低下を示すアイコン又はメッセージを表示させることにより、ユーザにゲーティングウインドウの調整又は治療中断の検討を促すことができる。統括制御部１１０は、照射率が閾値より小さい場合、出力制御部１５０にゲートオン信号の出力を停止させてもよい。

医用装置１００は、ＤＲＲ画像のみによる学習結果、ＤＲＲ画像と１日目の治療時に撮影された透視画像ＴＩによる学習結果、ＤＲＲ画像と２日目の治療時に撮影された透視画像ＴＩによる学習結果などをそれぞれ保持しておき、治療当日に、保持した学習結果のうち一つを自動的に、あるいは手動で選択してターゲット位置の特定に用いてもよい。

また、医用装置１００は、１日目の治療に使用したテンプレート、２日目の治療に使用したテンプレートなどをそれぞれ保持しておき、治療当日に、保持したテンプレートのうち一つを自動的に、あるは手動で選択してターゲット位置の特定に用いてもよい。

また、医用装置１００は、上記した学習結果、又はテンプレートを自動的に選択する場合、治療当日の追跡値の軌跡と最も近い軌跡を示した日の情報を選択するようにしてもよい。

実施形態では、医用装置１００がマーカ検知部１３４を備える構成を説明した。マーカ追跡を行わず、かつマーカレス追跡を行う医用装置１００は、マーカ検知部１３４を備えずともよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、２次元位置が予め定められた２次元ゲーティングウインドウ内にある場合に、被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示するゲートオン信号を出力する２次元モードと、３次元位置が予め定められた３次元ゲーティングウインドウ内にある場合に治療装置へゲートオン信号を出力する３次元モードとを切り替える制御部とを持つことにより、２次元位置を用いた判定による治療ビームの照射と、３次元位置を用いた判定による治療ビームの照射とを切り替えることができる。被検体の状態又はゲーティングウインドウの３次元形状に応じた照射タイミングの判定により精度の高い治療ビームの照射ができ、治療ビームの効果的な照射や治療時間の短縮により被検体の身体的な負担を軽減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…治療システム、１０…治療装置、１１…寝台、１２…放射線源、１３…検出器、１４…照射門、１５…センサ、２０…治療装置側制御部、１００…医用装置、１１０…統括制御部、１２０…入力・表示部、１２２…入力操作取得部、１２４…表示制御部、１３０…取得部、１３２…参照画像作成部、１３４…マーカ検知部、１３６…画像処理部、１４０…ターゲット位置特定部、１５０…出力制御部、１５２…ゲーティングウインドウ調整部、１６０…記憶部

Claims (12)

1. 被検体の複数の透視画像を取得する取得部と、
   前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の２次元位置を特定する第１の特定部と、
   前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の３次元位置を特定する第２の特定部と、
   前記２次元位置が予め定められた２次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する２次元モードと、前記３次元位置が予め定められた３次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する３次元モードとを切り替える制御部と、
   少なくとも前記２次元照射許可範囲または前記３次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する表示部と、
   を備える医用装置。
2. 前記３次元照射許可範囲を、前記治療ビームによる治療の計画段階において撮影された前記被検体のＣＴ画像に基づいて定める設定部を更に備える、
   請求項１に記載の医用装置。
3. 前記表示部は、前記制御部により前記２次元モードと前記３次元モードとが切り替えられることに応じて、前記画面の態様を変更する、
   請求項１又は請求項２に記載の医用装置。
4. 前記表示部は、前記２次元モードにおける前記照射許可信号が出力されるタイミングと、前記３次元モードにおける前記照射許可信号が出力されるタイミングとを表示して前記画面の態様を変更する、
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の医用装置。
5. 前記表示部は、前記３次元位置に含まれる各座標の変位を示すグラフを表示して前記画面の態様を変更する、
   請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の医用装置。
6. 前記表示部は、前記３次元位置に含まれる各座標のうち変位が最も大きい座標のグラフを他のグラフより強調して表示して前記画面の態様を変更する、
   請求項５に記載の医用装置。
7. 前記表示部は、前記治療ビームが照射される前において前記画面の態様を変更する、
   請求項３から請求項６のいずれか一項に記載の医用装置。
8. 前記表示部は、前記照射許可信号が出力されるタイミングにおいて、前記２次元照射許可範囲及び前記３次元照射許可範囲の表示色を変更する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の医用装置。
9. 前記表示部は、前記照射許可信号が出力されるタイミングにおいて、前記２次元照射許可範囲及び前記３次元照射許可範囲の内側又は外側の領域における色彩又は輝度を変更する、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の医用装置。
10. 前記照射許可信号が出力されるタイミングを音又は振動で通知する通知部を更に備える、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の医用装置。
11. 医用装置が行う制御方法であって、
    被検体の複数の透視画像を取得する第１のステップと、
    前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の２次元位置を特定する第２のステップと、
    前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の３次元位置を特定する第３のステップと、
    前記２次元位置が予め定められた２次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する２次元モードと、前記３次元位置が予め定められた３次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する３次元モードとを切り替える第４のステップと、
    少なくとも前記２次元照射許可範囲または前記３次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する第５のステップと、
    を含む医用装置の制御方法。
12. 医用装置が備えるコンピュータを、
    被検体の複数の透視画像を取得する取得部と、
    前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の２次元位置を特定する第１の特定部と、
    前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の３次元位置を特定する第２の特定部と、
    前記２次元位置が予め定められた２次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する２次元モードと、前記３次元位置が予め定められた３次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する３次元モードとを切り替える制御部と、
    少なくとも前記２次元照射許可範囲または前記３次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する表示部と、
    して機能させるためのプログラム。

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