JP2021171482A - 放射線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不要な被ばくを低減する放射線治療装置を提供する。【解決手段】放射線治療装置は、第１の取得部と、第２の取得部と、同定部とを備える。第１の取得部は、放射線照射前の位置合わせ時における被治療体の体表面形状を示す第１の形状情報を取得する。第２の取得部は、放射線照射時における被治療体の体表面形状を示す第２の形状情報を取得する。同定部は、第１の形状情報と第２の形状情報とに基づいて、放射線照射の対象領域の位置の変化を同定する。【選択図】図３

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、放射線治療装置に関する。

従来、放射線治療では、先ず、治療計画に基づいて患者（被治療体）の体表に付けたマークと放射線治療装置におけるレーザー照準器とで大まかな位置合わせが実行された後、Ｘ線ステレオ撮影画像あるいはコーンビームＣＴ画像などを用いて放射線の照射領域と放射線治療装置のiso-center（アイソセンター）との位置合わせが実行される。その後、ターゲット領域に対して放射線が照射されるが、位置合わせから照射領域への放射線照射まで多少の時間を要する。その間、被治療体は静止していることを求められるが、長時間呼吸をとめることは難しく、体勢もわずかながら動いてしまう。

本来理想的には、位置ズレが「０」で治療することが望ましいが、それを実現することは非常に困難であり、位置ずれを「０」にするために何度も位置合わせを実行することで治療時間が長くなり、被治療体に負担をかけることとなる。そのため、照射領域とアイソセンターとの位置合わせが実行された後、被治療体の体勢が大きく変化しない限り動いていないとして、放射線が照射される。

また、呼吸による位置ズレについては、例えば、呼気の終わりで息止めしてから放射線を照射することで位置ずれを小さくしているが、同じ呼気の終わりでも多少の位置ズレが発生する。

このような位置ズレによって、治療計画と実際の照射には、放射線線量分布にズレが発生するが、このズレは既存の方法では無視される。具体的には、既存の方法では、このようなズレがあっても照射領域に十分な放射線を照射することができるようにするため、照射領域にはマージンが付加されている。

また、従来、被治療体の体表面の形状を計測するシステムがあり、当該システムは、治療中の被治療体の動き（体動、呼吸動など）をチェックするために使われている。この被治療体表面形状を計測するシステムは、例えば、２眼カメラで２方向から撮影し、その２方向の画像からステレオの原理で３次元形状を同定する方法、あるいは、一方向から直線状のレーザーを照射し、もう一方からそのレーザー投影画像を撮影することで３次元形状を同定する方法がある。また、超音波などの信号を元に３次元形状を同定する方法も知られている。

特開２０１９−１０５０８号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、不要な被ばくを低減することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る放射線治療装置は、第１の取得部と、第２の取得部と、同定部とを備える。第１の取得部は、放射線照射前の位置合わせ時における被治療体の体表面形状を示す第１の形状情報を取得する。第２の取得部は、放射線照射時における前記被治療体の体表面形状を示す第２の形状情報を取得する。同定部は、前記第１の形状情報と前記第２の形状情報とに基づいて、放射線照射の対象領域の位置の変化を同定する。

図１は、第１の実施形態に係る放射線治療システムの構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る放射線治療装置の一例を示す外観図である。 図３は、第１の実施形態に係る放射線治療装置の構成の一例を示す図である。 図４は、第１の実施形態に係る放射線治療装置による処理手順を示すフローチャートである。 図５は、変形例に係る同定機能による処理の一例を説明するための図である。

以下に添付図面を参照して、本願に係る放射線治療装置の実施形態を詳細に説明する。なお、本願に係る放射線治療装置は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。また、実施形態は、処理内容に矛盾が生じない範囲で他の実施形態や従来技術との組み合わせが可能である。

（第１の実施形態）
まず、本実施形態に係る放射線治療装置を含む放射線治療システムについて説明する。図１は、第１の実施形態に係る放射線治療システム１の構成の一例を示す図である。図１に示すように、第１の実施形態に係る放射線治療システム１は、治療計画用ＣＴ（Computed Tomography）装置１００と、治療計画装置２００と、放射線治療情報システム３００と、表面形状計測装置４００と、放射線治療装置５００とを含む。治療計画用ＣＴ装置１００、治療計画装置２００、放射線治療情報システム３００、表面形状計測装置４００、及び、放射線治療装置５００は、ネットワーク２を介して、相互に通信可能に接続されている。なお、図１に示す構成はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、その他種々の装置やシステムが放射線治療システム１に含まれる場合でもよい。

治療計画用ＣＴ装置１００は、架台と、天板を有する寝台装置と、コンソールとを有し、天板に横臥した被治療体の治療対象部位（腫瘍など）を含むＣＴ画像データを収集して、収集したＣＴ画像データを治療計画装置２００に送信する。具体的には、治療計画用ＣＴ装置１００は、架台に備えられたＸ線管とＸ線検出器とを被治療体の周囲で回転させながら投影データを収集し、収集した投影データに基づいて３次元のＣＴ画像データを再構成する。ここで、治療計画用ＣＴ装置１００における天板は、放射線治療装置の天板と同様に平面形状を有している。

なお、本実施形態では、治療計画用の画像データを収集する装置として、治療計画用ＣＴ装置１００のみを示しているが、実施形態はこれに限られない。例えば、治療計画用ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）装置や、超音波診断装置などによって治療計画用の３次元の画像データが収集される場合でもよい。

治療計画装置２００は、治療計画用ＣＴ装置１００により収集された被治療体の３次元のＣＴ画像データを用いて、放射線治療装置５００による放射線治療の治療計画を立てる。例えば、治療計画装置２００は、治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像データを用いて、被治療体内の治療対象部位の位置を特定する。また、例えば、治療計画装置２００は、ＣＴ画像データを用いて位置を特定した治療対象部位に対して放射線治療装置５００が照射する放射線の照射角度や、照射角度ごとの線量及び照射野の形状、照射する回数などの計画を立てる。そして、治療計画装置２００は、放射線治療情報システム３００及び放射線治療装置５００に対して治療計画を送信する。

放射線治療情報システム３００は、放射線治療に関する種々の情報を記憶して管理する。具体的には、放射線治療情報システム３００は、治療計画や、実績情報（照射履歴）、種々の報告、被治療体の状況の記録など、治療の進捗に関わる種々の情報を、被治療体ごとに記憶して管理する。放射線治療情報システム３００は、ネットワーク２に接続された各装置からアクセスされ、管理する情報を提供することができる。

表面形状計測装置４００は、治療室内に設置され、放射線治療装置５００の天板に横臥する被治療体の体表の形状を計測して、体表の３次元形状データを収集する。そして、表面形状計測装置４００は、収集した３次元形状データを放射線治療装置５００に送信する。具体的には、表面形状計測装置４００は、被治療体が天板に横臥して放射線治療のための位置合わせが実行されてから放射線治療が終了するまでの間、体表の３次元形状データを継続して収集する。ここで、表面形状計測装置４００は、種々の手法によって実現することができる。

例えば、表面形状計測装置４００は、２眼カメラ（ステレオカメラ）を有し、ステレオカメラによって２方向から被治療体を撮影する。そして、表面形状計測装置４００は、２方向から撮影した２つの画像データにおいて対応する画素（被治療体の同一位置を示す画素）をそれぞれ抽出する。表面形状計測装置４００は、対応する各画素間の位置の差とステレオカメラの撮影位置の差とを用いて、被治療体の体表の各位置までの距離をそれぞれ算出することで、被治療体の体表の各位置の３次元座標を算出する。なお、２つの画像データにおいて対応する画素の抽出は、既存の種々のマッチングアルゴリズムにて行うことができる。これにより、表面形状計測装置４００は、被治療体の体表面の３次元形状データを収集することができる。

また、例えば、表面形状計測装置４００は、レーザーを出射する投光装置と、カメラとを有する。そして、表面形状計測装置４００は、投光装置によって天板上の被治療体をレーザーでライン状に走査するとともに、レーザー光を画像として取り込む。さらに、表面形状計測装置４００は、レーザーの光源の位置と画像上のレーザー光の位置とから３次元座標を算出する。表面形状計測装置４００は、この操作をレーザーの投光角度を変化させながら繰り返し同定することで、被治療体の体表面の３次元形状データを収集することができる。

なお、体表面の３次元形状データの収集は、上記２つの手法に限られず、被治療体の体表を計測できるものであればどのような方法が用いられる場合でもよい。

放射線治療装置５００は、治療計画装置２００による治療計画に従い、被治療体に対して放射線を照射し、放射線治療を実行する。図２は、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００の一例を示す外観図である。なお、図２においては、治療室に設置された放射線治療装置５００について示す。

図２に示すように、放射線治療装置５００は、放射線発生器５１２と、放射線絞り器５１３と、撮像装置（Ｘ線発生器５１１ａ及びＸ線検出器５１１ｂ）とを有する架台と、天板５２２を有する寝台装置とを含み、図示しないコンソールからの制御に基づいて、放射線治療を行う。具体的には、放射線治療装置５００は、放射線治療情報システム３００から治療計画を取得する。そして、放射線治療装置５００は、架台を矢印の方向に回転させることで治療計画に沿った照射角度に設定して、天板５２２に横臥した被治療体に対して放射線照射を行う。

ここで、放射線治療においては、まず、治療計画用ＣＴ装置１００によって、治療計画を作成するために必要な３次元のＣＴ画像データが収集される。ここで、被治療体の体勢の再現性及び保持性を高めるために固定具が作成される場合もある。また、被治療体は、放射線治療の各回において正確に放射線を照射させるための位置合わせに必要なマークが体表に付けられる。

そして、治療計画において、放射線の照射領域や、放射線の照射角度、照射角度ごとの線量及び照射野の形状、照射する回数などが決定される。例えば、放射線の照射領域の決定においては、まず、治療計画用ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データなどに基づいて、放射線の照射を避けるべきリスク臓器が設定される。そして、腫瘍の進展や存在が肉眼的に確認できる３次元領域である肉眼的腫瘍体積（ＧＴＶ：gross tumor volume）が設定され、設定されたＧＴＶ及び肉眼的には確認できないが潜在的な腫瘍領域を含む臨床的標的体積（ＣＴＶ：clinical target volume）が設定される。なお、リスク臓器、ＧＴＣ及びＣＴＶの設定は、例えば、コンツーリング（輪郭の抽出）によって行われるが、コンツーリングは、医師による手動の処理及び画像処理技術による自動の処理のどちらでも行うことができる。

そして、放射線の照射領域の決定においては、呼吸、嚥下、心拍動、蠕動などの体内臓器の動きによる影響を吸収するためのインターナルマージン（ＩＭ：internal margin）を含めたＩＴＶ（internal target volume）がＣＴＶに対して設定される。さらに、毎回の照射における設定誤差（ＳＭ：set-up margin）を含めた計画標的体積（ＰＴＶ：planning target volume）がＣＴＶに対して設定されることで、放射線の照射領域が決定される。

このように、放射線の照射領域が決定されると、決定された照射領域に対する放射線の照射条件が設定される。例えば、治療計画装置２００において、操作者（医療従事者）は、放射線の照射角度、照射角度ごとの線量及び照射野の形状、照射回数などの照射条件を設定する。ここで、照射野の形状は、例えば、放射線絞り器５１３であるマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ：Multi-Leaf Collimator）によって形成される。ＭＬＣは、放射線の照射範囲を設定する複数の放射線遮蔽板を有し、治療計画に基づいて各遮蔽板が独立して駆動することで、放射線の照射領域（ＰＴＶ）の形状に一致した照射野を形成することができる。

このように作成された治療計画は、放射線治療情報システム３００に送信され、患者情報、治療履歴などと一緒に管理される。放射線治療時には、治療計画は放射線治療情報システム３００から放射線治療装置５００に送信される。放射線治療装置５００は、受信した治療計画に沿って、天板５２２に横臥した被治療体に対して放射線を照射する。

ここで、天板５２２に横臥する被治療体が治療計画用のＣＴ画像データを収集した際と同じ体勢になるように、レーザー照準器からのレーザーに対して被治療体の体表に付けられたマークが重なるように被治療体の体勢や寝台などが調整され、大まかな位置合わせが実行される。

その後、放射線治療装置５００は、放射線の照射領域と放射線治療装置５００のアイソセンターとの位置合わせを行うため、Ｘ線発生器５１１ａ及びＸ線検出器５１１ｂを含む撮像装置によって位置合わせ用のコーンビームＣＴ画像データを生成する。例えば、放射線治療装置５００は、架台を回転させながらＸ線発生器５１１ａからＸ線を照射して、２００度以上の角度分の投影データを収集し、収集した投影データに基づいて３次元のコーンビームＣＴ画像データを再構成する。

放射線治療装置５００は、再構成したコーンビームＣＴ画像データと、治療計画用のＣＴ画像データとを用いて、照射領域とアイソセンターとの位置合わせを実行する。なお、放射線治療装置５００は、上記したコーンビームＣＴ画像データを用いた位置合わせ以外にも、他の方法によって位置合わせを行うことができる。例えば、図２に示すように、撮像装置として、２つのＸ線撮影装置５１１ｃが治療室に設置される。放射線治療装置５００は、天板５２２に横臥する被治療体を２つのＸ線撮影装置５１１ｃによって撮影し、得られた２方向のＸ線画像と、治療計画用のＣＴ画像データから生成したＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph）とを比較することで、照射領域とアイソセンターとの位置合わせを実行する。なお、ＤＲＲとは、治療計画用のＣＴ画像データを、２つのＸ線撮影装置５１１ｃによって撮影した２方向にそれぞれ投影することで得られる仮想的なＸ線撮像画像である。

このように、放射線治療では、治療計画に沿った放射線照射を行うために、細かい位置合わせが実行されるが、上述したように、位置合わせ後も体勢に若干の変化が生じるため、放射線の照射領域（ＰＴＶ）は、それらを吸収するためのマージンが設定されている。そこで、本実施形態に係る放射線治療装置５００は、表面形状計測装置４００によって取得される被治療体の体表面の形状に基づいて、位置合わせ後の体勢の変化を検出する。その結果、放射線治療装置５００は、投与線量のズレを判定したり、ズレが大きい場合に検出した変化に基づいて治療計画を修正したりすることが可能となり、照射領域に含まれるマージンを小さくし、不要な被ばくを低減する。なお、表面形状計測装置４００は、例えば、図２に示すように、治療室に設置される。

以下、本実施形態に係る放射線治療装置５００の詳細について説明する。図３は、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００の構成の一例を示す図である。図３に示すように、放射線治療装置５００は、架台５１０と、寝台装置５２０と、コンソール５３０とを有する。

架台５１０は、撮像装置５１１と、放射線発生器５１２と、放射線絞り器５１３とを含む。撮像装置５１１は、Ｘ線発生器５１１ａ及びＸ線検出器５１１ｂを備え、コンソール５３０による制御のもと、寝台装置５２０に載置された被治療体のコーンビームＣＴ画像データを収集するための撮影を行う。具体的には、撮像装置５１１は、撮影用のＸ線を照射するＸ線発生器５１１ａと、撮影用のＸ線を検出するＸ線検出器５１１ｂとが被治療体を挟んで対向するように配置される。そして、撮像装置５１１は、架台５１０の回転中にＸ線発生器５１１ａからＸ線を照射して、Ｘ線検出器５１１ｂによってＸ線を検出することで、２００度以上の角度分の投影データを収集する。撮像装置５１１は、収集した投影データをコンソール５３０に送信する。

放射線発生器５１２は、図示しない電子銃と加速管を備える。加速管は、電子銃から発生した熱電子を加速し、タングステンターゲットに衝突させて治療用の放射線を放射する。放射線絞り器５１３は、例えば、ＭＬＣであり、治療用の放射線の照射範囲を設定する複数の放射線遮蔽板を有する。例えば、放射線絞り器５１３は、コンソール５３０からの制御に応じて、図示しない移動機構によって複数の放射線遮蔽版を独立して移動させることで被治療体の照射領域に対応した形状を有する放射線の照射野を形成する。

寝台装置５２０は、基台５２１と、天板５２２とを有する。基台５２１は、寝台駆動装置５２３が内蔵され、天板５２２を移動可能に支持する。天板５２２は、平面形状を有し、被治療体が載置される。寝台駆動装置５２３は、モータ及びアクチュエータ等を含み、コンソール５３０による制御のもと、天板５２２を移動させる。

コンソール５３０は、通信インターフェース５３１と、入力インターフェース５３２と、ディスプレイ５３３と、記憶回路５３４と、処理回路５３５とを有する。

通信インターフェース５３１は、処理回路５３５に接続され、ネットワーク２を介して接続された各装置との間で行われる各種データの伝送及び通信を制御する。例えば、通信インターフェース５３１は、ネットワークカードやネットワークアダプタ、ＮＩＣ（Network Interface Controller）等によって実現される。

入力インターフェース５３２は、処理回路５３５に接続され、操作者（医療従事者）から受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路５３５に出力する。具体的には、入力インターフェース５３２は、操作者から受け付けた入力操作を電気信号へ変換して処理回路５３５に出力する。例えば、入力インターフェース５３２は、トラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、操作面へ触れることで入力操作を行うタッチパッド、表示画面とタッチパッドとが一体化されたタッチスクリーン、光学センサを用いた非接触入力回路、及び音声入力回路等によって実現される。なお、本明細書において、入力インターフェース５３２は、マウス、キーボード等の物理的な操作部品を備えるものだけに限られない。例えば、装置とは別体に設けられた外部の入力機器から入力操作に対応する電気信号を受け取り、この電気信号を制御回路へ出力する電気信号の処理回路も入力インターフェース５３２の例に含まれる。

ディスプレイ５３３は、処理回路５３５に接続され、処理回路５３５から出力される各種情報及び各種画像データを表示する。例えば、ディスプレイ５３３は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、タッチパネル等によって実現される。本実施形態では、例えば、ディスプレイ５３３は、治療計画や照射履歴などを表示する。

記憶回路５３４は、処理回路５３５に接続され、各種データを記憶する。例えば、記憶回路５３４は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子や、ハードディスク、光ディスク等によって実現される。一例を挙げると、記憶回路５３４は、表面形状情報５３４１や、照射履歴５３４２などを記憶する。また、記憶回路５３４は、放射線治療情報システム３００から受信した治療計画や、各種処理結果などを記憶する。

表面形状情報５３４１は、表面形状計測装置４００によって取得された被治療体の体表面の３次元形状データである。具体的には、表面形状情報５３４１は、被治療体が天板５２２上で位置合わせされた後、放射線治療が終了するまでの間継続して収集された複数の３次元形状データである。表面形状情報５３４１は、表面形状計測装置４００によって取得されるごとに、処理回路５３５によって取得されて記憶回路５３４に格納される。

照射履歴５３４２は、被治療体に対して実際に照射された放射線の照射条件や、線量分布などを含み、放射線照射が実行されるごとに記憶回路５３４に格納される。ここで、本実施形態にかかる照射履歴５３４２は、後述する処理回路５３５によって修正された治療計画に基づいて実際に照射された放射線の照射条件や、線量分布も含む。なお、この照射条件については、後に詳述する。照射履歴５３４２は、放射線照射が完了するごとに、放射線治療情報システム３００に送信され、放射線治療情報システム３００によって管理される。

処理回路５３５は、入力インターフェース５３２を介して操作者から受け付けた入力操作に応じて、放射線治療装置５００全体の動作を制御する。例えば、処理回路５３５は、プロセッサによって実現される。図３に示すように、処理回路５３５は、制御機能５３５１、取得機能５３５２、撮像機能５３５３、再構成機能５３５４、同定機能５３５５、及び、修正機能５３５６を実行する。ここで、取得機能５３５２は、第１の取得部及び第２の取得部の一例である。また、同定機能５３５５は、同定部の一例である。また、修正機能５３５６は、修正部の一例である。

制御機能５３５１は、入力インターフェース５３２を介して入力された各種要求に応じた処理を実行するように制御する。例えば、制御機能５３５１は、通信インターフェース５３１を介した情報（例えば、治療計画や、照射履歴など）の送受信、記憶回路５３４への情報の格納、ディスプレイ５３３への情報の表示などを制御する。

また、制御機能５３５１は、治療計画に基づいて、架台５１０の回転、放射線発生器５１２による放射線の照射、放射線絞り器５１３における放射線遮蔽版の移動などを制御する。また、制御機能５３５１は、治療計画に基づいて、寝台装置５２０における寝台駆動装置５２３を制御することで、天板５２２の移動を制御する。

取得機能５３５２は、表面形状計測装置４００から被治療体の体表面形状を示す形状情報を取得する。具体的には、取得機能５３５２は、放射線照射前の位置合わせ時における被治療体の体表面形状を示す被治療体の体表面の３次元形状データ（第１の形状情報）を取得する。また、取得機能５３５２は、放射線照射時における被治療体の体表面形状を示す３次元形状データ（第２の形状情報）を取得する。ここで、取得機能５３５２は、連続する放射線照射の直前及び放射線照射中の少なくとも一方において、被治療体の体表面形状を示す３次元形状データ（第２の形状情報）を取得する。

例えば、取得機能５３５２は、位置合わせが実行された場合に、天板５２２上の被治療体の体表面形状の計測を開始するように表面形状計測装置４００に対して制御信号を送信する。取得機能５３５２は、表面形状計測装置４００によって経時的に取得される３次元形状データを順次取得し、記憶回路５３４に格納する。取得機能５３５２は、放射線の照射が終了するまで、３次元形状データの取得を継続する。なお、取得機能５３５２は、位置合わせ時に３次元形状データを取得した後、３次元形状データの取得を一旦停止し、放射線の照射が開始される直前、あるいは開始後に、３次元形状データの取得を再開するように制御することもできる。

撮像機能５３５３は、撮像装置５１１を制御して、コーンビームＣＴ画像データを再構成するための投影データを収集する。具体的には、撮像機能５３５３は、架台５１０の回転、Ｘ線発生器５１１ａによるＸ線の照射、Ｘ線検出器５１１ｂによるデータ収集を制御する。例えば、撮像機能５３５３は、架台５１０を２００度以上回転させながら、Ｘ線発生器５１１ａにＸ線を照射させて、Ｘ線検出器５１１ｂにてデータを収集することで、被治療体の周囲２００度以上の角度分の投影データを収集する。そして、撮像機能５３５３は、収集した投影データを記憶回路５３４に格納する。

また、治療室に２つのＸ線撮影装置５１１ｃが設置されている場合、撮像機能５３５３は、２つのＸ線撮影装置５１１ｃを制御して、２方向のＸ線画像を収集し、収集した２方向のＸ線画像を記憶回路５３４に格納する。

再構成機能５３５４は、撮像機能５３５３によって収集された投影データから各種画像を生成し、生成した画像を記憶回路５３４に格納する。例えば、再構成機能５３５４は、投影データを種々の再構成法によって再構成することでコーンビームＣＴ画像データを再構成し、再構成したコーンビームＣＴ画像データを記憶回路５３４に格納する。

同定機能５３５５は、画像データに基づいて、放射線治療装置５００におけるアイソセンターと放射線の照射領域との位置関係を同定する。例えば、同定機能５３５５は、治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像データとコーンビームＣＴ画像データとを比較して、コーンビームＣＴ画像データ内の照射領域を抽出する。すなわち、同定機能５３５５は、放射線治療装置５００の座標系における照射領域の位置を抽出する。そして、同定機能５３５５は、放射線治療装置５００におけるアイソセンターと照射領域との位置関係を同定する。さらに、同定機能５３５５は、特定した位置関係に基づいて、アイソセンターに対して照射領域を位置合わせするための天板５２２の位置及び角度の６軸のパラメータを算出する。

また、例えば、同定機能５３５５は、２つのＸ線撮影装置５１１ｃによって撮影した２方向のＸ線画像と、治療計画用のＣＴ画像データから生成したＤＲＲとを比較することで、放射線治療装置５００の座標系における照射領域の位置を抽出する。そして、同定機能５３５５は、放射線治療装置５００におけるアイソセンターと照射領域との位置関係を同定し、アイソセンターに対して照射領域を位置合わせするための天板５２２の位置及び角度の６軸のパラメータを算出する。

また、同定機能５３５５は、被治療体の体表の３次元形状データに基づいて、位置合わせ後の照射領域の位置の変化を同定する。具体的には、同定機能５３５５は、位置合わせ時に収集した体表の３次元形状データと放射線照射時に収集した体表の３次元形状データとに基づいて、照射領域の位置の変化を同定する。より具体的には、同定機能５３５５は、位置合わせが完了した直後に収集された体表の３次元形状データを基準として、放射線の照射開始直前に収集された体表の３次元形状データ及び放射線照射中に収集された体表の３次元形状データの基準からの位置及び形状の変化を同定する。そして、同定機能５３５５は、同定した体表の３次元形状の変化に基づいて、放射線の照射領域の位置の変化を同定する。

例えば、同定機能５３５５は、位置合わせ時に収集した３次元形状データにおける体表の各位置と、放射線照射時に収集した３次元形状データにおける体表の各位置との対応関係を抽出する。すなわち、同定機能５３５５は、表面形状計測装置４００の座標系における位置合わせ時の体表の各位置の座標と放射線照射時の体表の各位置の座標とを比較して、同一の体表位置の座標の変化を抽出する。

一例を挙げると、同定機能５３５５は、位置合わせ時に収集した体表の３次元形状データ及び放射線照射時に収集した体表の３次元形状データに対して、一方の体表面形状を他方の体表面形状に合わせる非剛体位置合わせを行い、当該非剛体位置合わせの結果に基づいて照射領域の位置ズレ及び変形を同定する。すなわち、同定機能５３５５は、非剛体位置合わせにおいて、体表面形状の移動に基づいて照射領域の位置ズレを同定し、体表面形状の変形に基づいて照射領域の変形を同定する。

例えば、同定機能５３５５は、位置合わせ時に収集した体表の３次元形状データと放射線照射時に収集した体表の３次元形状データとを非剛体位置合わせした際に、体表形状は変化せずに位置が移動していた場合、照射領域に表面形状と同様の移動（位置ズレ）が生じていると判定する。また、同定機能５３５５は、例えば、位置合わせ時に収集した体表の３次元形状データと放射線照射時に収集した体表の３次元形状データとを非剛体位置合わせした際に、体表面の形状が変化していた場合、照射領域に表面形状の変化に関わる変化が生じていると判定する。

そして、同定機能５３５５は、非剛体位置合わせの結果に基づいて、照射領域の位置ずれ量及び変形量を算出する。例えば、同定機能５３５５は、非剛体位置合わせにおける体表面の各位置の移動量及び移動方向に基づいて、放射線の照射方向に対する照射領域の移動量及び移動方向を算出する。同定機能５３５５は、放射線の照射中に順次取得される被治療体の体表の３次元形状データに対して、上記した処理を繰り返し行い、照射領域の位置の変化及び形状の変化の同定を継続して行う。

なお、上述した例では、体表面の３次元形状データの変化を直接用いて照射領域の変化を同定する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、治療計画用ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データを用いて照射領域の変化を同定する場合でもよい。

通常、治療計画を作成するために収集される３次元のＣＴ画像データは、呼吸や拍動に伴う変化を考慮するため、複数時相で収集される。そこで、同定機能５３５５は、治療計画を作成するために収集された複数時相のＣＴ画像データの中から、時相が近接する２時相のＣＴ画像データを抽出する。そして、同定機能５３５５は、抽出した２時相のＣＴ画像データに含まれる照射領域をそれぞれ抽出し、抽出した照射領域の形状の変化に基づいて、実際の照射領域の位置ずれ量及び変形量を算出する。

修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化に基づいて、治療計画を修正する。具体的には、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化に基づいて、被治療体に対する放射線の照射中にＭＬＣの形状を変化させる。例えば、修正機能５３５６は、放射線の照射方向に対する照射領域の移動量及び移動方向に基づいて、放射線の照射方向での照射領域の位置ズレ及び形状の変化を特定する。そして、修正機能５３５６は、変化後の照射領域の位置と形状に対して照射野が合うように、ＭＬＣの形状を変化させる。すなわち、修正機能５３５６は、制御機能５３５１によってＭＬＣの形状が変化されるように制御する。

修正機能５３５６は、放射線の照射中に順次同定される照射領域の位置の変化及び形状の変化に応じて、上記したＭＬＣの形状の変更を行う。したがって、本実施形態に係る放射線治療装置５００は、放射線の照射時に生じる照射領域の位置ズレ及び形状の変化に対して、放射線の照射野の修正をリアルタイムに行うことができる。その結果、放射線治療装置５００においては、インターナルマージン及びセットアップマージンを小さくすることができ、放射線による被ばくを低減することができる。

ここで、放射線治療における放射線の照射は、１方向からだけでなく、複数の方向から実施される場合もある。このような場合においても、放射線治療装置５００は、各方向からの放射線の照射において、上記したリアルタイムでのＭＬＣの形状の修正を行う。

なお、リアルタイムでＭＬＣの形状の修正を行うことで、実際の放射線線量分布と計画した放射線線量分布との間で差異が生じることが有り得る。その場合、修正機能５３５６は、実際の放射線線量分布と計画した放射線線量分布との間で差異がなくなるように、次回以降の治療計画を修正することもできる。例えば、修正機能５３５６は、３０回の放射線照射を行う治療計画において、１回目の放射線照射による放射線線量分布と、計画した放射線線量分布との間に差異が生じた場合に、２回目以降の放射線照射の照射計画を修正する。修正機能５３５６は、各回の放射線照射後に、放射線線量分布の差異の有無を判定し、差異が生じている場合に、照射計画を都度修正することができる。

そして、修正機能５３５６は、放射線照射の終了後、照射履歴を記憶回路５３４に格納する。例えば、修正機能５３５６は、実際に照射した放射線の照射条件や、照射領域の位置及び形状の変化の有無、照射領域の位置及び形状の変化量、ＭＬＣの形状の変更内容、実際の放射線線量分布、照射領域の位置及び形状の変化に対して、仮にＭＬＣの形状を変更しなかった場合の放射線線量分布などを含む照射履歴を記憶回路５３４に格納する。

また、修正機能５３５６は、照射領域の位置及び形状に変化が生じた場合でも、治療計画をリアルタイムに修正せず、治療計画通りに放射線照射を実行したのちに、次回以降の治療計画を修正することもできる。すなわち、修正機能５３５６は、治療計画通りに放射線照射を実行することで生じた放射線線量分布のずれを補正するように、次回以降の治療計画を修正する。

ここで、修正機能５３５６は、上記したリアルタイムの治療計画の修正と、次回以降の治療計画の修正とを、照射領域の変化の度合いに応じて、使い分けることができる。具体的には、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された照射領域の変化が閾値よりも大きい場合に、被治療体に対する放射線の照射中にＭＬＣの形状を変化させる。すなわち、修正機能５３５６は、照射領域の変化が大きく、放射線線量分布が治療計画から大きく乖離してしまう場合に、リアルタイムで治療計画を修正する。また、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された照射領域の変化が閾値よりも小さい場合に、放射線照射の対象領域の位置が変化した状態で放射線を照射させ、次回以降の治療計画を修正する。

以下、図４を用いて、放射線治療装置５００による処理の一例を説明する。図４は、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００による処理手順を示すフローチャートである。ここで、図４におけるステップＳ１０１、Ｓ１０３〜Ｓ１０４は、例えば、処理回路５３５が同定機能５３５５に対応するプログラムを記憶回路５３４から読み出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０２は、例えば、処理回路５３５が取得機能５３５２に対応するプログラムを記憶回路５３４から読み出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０５〜Ｓ１０７、Ｓ１０９〜Ｓ１１１は、例えば、処理回路１４５が修正機能５３５６に対応するプログラムを記憶回路５３４から読み出して実行することにより実現される。また、ステップＳ１０８は、例えば、処理回路５３５が制御機能５３５１に対応するプログラムを記憶回路５３４から読み出して実行することにより実現される。

第１の実施形態に係る放射線治療装置５００においては、まず、医療スタッフが、被治療体を天板５２２に載せ、体表につけたマークとレーザー照準器からのレーザーとが一致するように、寝台装置５２０を調整する。そして、医療スタッフは、治療計画に基づいて１回目の放射線の照射方向に架台５１０を回転させる。回転が完了し、放射線の照射方向に架台５１０がセットされると、撮像機能５３５３が、撮像装置５１１を制御して、画像データを収集する。例えば、撮像機能５３５３は、撮像装置５１１を制御して、コーンビームＣＴ画像データを再構成するための投影データを収集する。或いは、撮像機能５３５３は、２つのＸ線撮影装置５１１ｃを制御して、２方向のＸ線画像を収集する。

このように、画像データが収集されると、図４に示すように、同定機能５３５５が、画像データに基づいて位置合わせを実行する（ステップＳ１０１）。例えば、同定機能５３５５は、治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像データとコーンビームＣＴ画像データとを比較して、放射線治療装置５００におけるアイソセンターと照射領域との位置関係を同定する。そして、同定機能５３５５は、特定した位置関係に基づいて、アイソセンターに対して照射領域を位置合わせするための天板５２２の位置及び角度の６軸のパラメータを算出する。

或いは、同定機能５３５５は、２つのＸ線撮影装置５１１ｃによって撮影した２方向のＸ線画像と、治療計画用のＣＴ画像データから生成したＤＲＲとを比較することで、放射線治療装置５００におけるアイソセンターと照射領域との位置関係を同定し、アイソセンターに対して照射領域を位置合わせするための天板５２２の位置及び角度の６軸のパラメータを算出する。なお、同定機能５３５５は、コーンビームＣＴ画像データを用いた位置合わせを実行した後、さらに、２方向のＸ線画像を撮像して位置の確認を行うこともできる。

上述したように位置合わせが実行されると、取得機能５３５２は、天板５２２上の被治療体の表面形状を示す３次元形状データの取得を開始する（ステップＳ１０２）。同定機能５３５５は、位置合わせ時３次元形状データを基準形状として決定して（ステップＳ１０３）、以降で取得された表面形状と基準形状とを比較する（ステップＳ１０４）。そして、同定機能５３５５は、形状に変化が生じたか否かを判定する（ステップＳ１０５）。

ここで、被治療体の体表面の形状に変化が生じていない場合（ステップＳ１０５、否定）、制御機能５３５１は、治療計画に従って管電圧、管電流、照射時間、ＭＬＣの形状を調整して、放射線を照射する（ステップＳ１０８）。

一方、被治療体の体表面の形状に変化が生じた場合（ステップＳ１０５、肯定）、同定機能５３５５は、治療計画をリアルタイムで修正するか否か判定する（ステップＳ１０６）。例えば、同定機能５３５５は、同定機能５３５５によって同定された形状の変化量が閾値を超えたか否かを判定する。

ここで、治療計画をリアルタイムで修正する（例えば、変化量が閾値を超えた）場合（ステップＳ１０６、肯定）、修正機能５３５６は、形状の変化に基づいて、ＭＬＣの形状を変更する（ステップＳ１０７）そして、制御機能５３５１は、治療計画に従った管電圧、管電流及び照射時間と、変更後のＭＬＣの形状とにより、放射線を照射する（ステップＳ１０８）。なお、治療計画をリアルタイムで修正しない（例えば、変化量が閾値を超えない）場合（ステップＳ１０６、否定）、制御機能５３５１は、治療計画に従って管電圧、管電流、照射時間、ＭＬＣの形状を調整して放射線を照射する（ステップＳ１０８）。

照射が終了すると、修正機能５３５６は、照射履歴を記憶回路５３４に格納して（ステップＳ１０９）、全ての照射が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１０）。例えば、修正機能５３５６は、１回目の照射における全ての照射角度からの照射が完了したか否かを判定する。

ここで、全ての照射が完了していない場合（ステップＳ１１０、否定）、制御機能５３５１が次の照射角度に架台５１０を回転させるとともに、ステップＳ１０４からの処理が再度実行される。一方、全ての照射が完了した場合（ステップＳ１１０、肯定）、修正機能５３５６は、照射履歴に基づいて、次回以降の治療計画を修正して（ステップＳ１１１）、処理を終了する。

（変形例）
上述した実施形態では、治療計画用ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データを用いて照射領域の変化を同定する例を記載したが、このＣＴ画像データを予め高い収集レートで収集しておくことで、照射領域の変化を精度よく同定することもできる。

図５は、変形例に係る同定機能５３５５による処理の一例を説明するための図である。ここで、図５においては、上段に呼吸信号を示す。呼吸信号は、例えば、胸部或いは腹部の周囲に巻かれた伸縮を検知するセンサによって取得される。すなわち、当該センサは、呼吸に伴う胸囲或いは腹囲の変化を呼吸信号として検出する。例えば、当該センサによって検出される伸長は、吸気によって胸囲或いは腹囲が上がったことを示す。また、当該センサによって検出される収縮は、呼気によって胸囲或いは腹囲が下がったことを示す。すなわち、図５において曲線が右下に下がっている部分が、息を吐く一連の位相である呼気に相当し、図５において曲線が右上に上がっている部分が、息を吸う一連の位相である吸気に相当する。

例えば、放射線治療では、図５に示すように、呼気の終了タイミングで放射線の照射がＯＮされ、吸気の開始タイミングで放射線の照射がＯＦＦとなるように制御される。したがって、治療計画用ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像データを用いて照射領域の変化を同定する場合、放射線の照射がＯＮとなる呼気の終了タイミングで収集されたＣＴ画像データを用いるのが好ましい。

例えば、同定機能５３５５は、図５に示すように、呼吸全周期に渡って収集された複数のＣＴ画像データの中から、呼吸位相が近接する２時相のＣＴ画像データ１１とＣＴ画像データ１２とを抽出する。そして、同定機能５３５５は、ＣＴ画像データ１１を撮影した時の体表の３次元形状データと、ＣＴ画像データ１２を撮影した時の体表の３次元形状データとに基づいて、放射線照射時の体表の３次元形状データに略一致させた仮想的なＣＴ画像データ１３を生成する。すなわち、同定機能５３５５は、ＣＴ画像データ１１とＣＴ画像データ１２を用いることで、実際に体内で生じる照射領域の位置及び形状の変化を参考に、放射線照射時の照射領域の位置及び形状を推定する。なお、このような推定を行うことにより、上述した第１の実施形態で対象とした僅かな体動だけでなく、当該変形例では呼吸位相のずれによるずれをも補正することができる。

このように、同定機能５３５５は、実際の照射領域の位置及び形状の変化に基づいて、放射線照射時の照射領域の位置及び形状を推定することで、照射領域の変化を同定する。したがって、放射線の照射がＯＮとなる呼気の終了タイミングから吸気の開始タイミングにおけるＣＴ画像データをより高い収集レートで収集することで、実際の照射領域の位置及び形状の変化をより詳細に取得することができ、照射領域の変化を精度よく同定することができる。

ここで、呼吸動を考慮した照射領域の位置及び形状の変化の推定は、上記したセンサのデータを用いる方法とセンサのデータを用いない方法とが考えられる。センサのデータを用いる方法の場合、同定機能５３５５は、センサによって取得された時相の情報に基づいて、呼吸全周期に渡って収集された複数のＣＴ画像データの中から、放射線照射時の時相に対応し、呼吸位相が近接する２時相のＣＴ画像データを抽出する。そして、同定機能５３５５は、呼吸位相が近接する２時相のＣＴ画像データにおける体表の３次元形状データを放射線照射時の体表の３次元形状データと比較して呼吸によるズレを適用し、２時相のＣＴ画像データの一方に非剛体変形を適用する。同定機能５３５５は、その非剛体変形による変換に基づいて、照射領域の変形を推定する。さらに、同定機能５３５５は、動きによる位置ズレを補正する。この方法の場合、呼吸による変形が僅かで済むため、呼吸が大きくずれてなければ短時間で、安定した推定を行うことが可能となる。

また、センサのデータを用いない方法の場合、同定機能５３５５は、呼吸全周期に渡って収集された複数のＣＴ画像データに対して基準となる頭部と骨盤部の位置合わせを行う。そして、同定機能５３５５は、位置合わせ後のＣＴ画像データの中から、胸部と腹部の位置が一番近い２つのＣＴ画像データを抽出する。そして、同定機能５３５５は、２つのＣＴ画像データにおける体表の３次元形状データを放射線照射時の体表の３次元形状データと比較して呼吸によるズレを適用し、２時相のＣＴ画像データの一方に非剛体変形を適用する。同定機能５３５５は、その非剛体変形による変換に基づいて、照射領域の変形を推定する。さらに、同定機能５３５５は、動きによる位置ズレを補正する。この方法の場合、呼吸による変形は再現性がないと仮定して、一番近い３次元形状データを全時相から探索する。その結果、計算量は増加するが、呼吸がもっとも近い位相のデータを用いて変形を行うことができ、精度良く推定を行うことが可能となる。

上述したように、第１の実施形態によれば、取得機能５３５２は、放射線照射前の位置合わせ時における被治療体の体表面形状を示す第１の形状情報を取得する。取得機能５３５２は、放射線照射時における被治療体の体表面形状を示す第２の形状情報を取得する。同定機能５３５５は、第１の形状情報と第２の形状情報とに基づいて、放射線照射の対象領域の位置の変化を同定する。修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化に基づいて、治療計画を修正する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、照射領域の位置の変化に応じて治療計画を修正することができ、インターナルマージン及びセットアップマージンを小さく設定することを可能にする。その結果、放射線治療装置５００は、放射線による正常部位への被ばくを低減すること、さらにはターゲット領域への正確な線量投与を可能にする。

また、第１の実施形態によれば、取得機能５３５２は、放射線の照射直前及び放射線の照射中の少なくとも一方において、被治療体の体表面形状を示す第２の形状情報を取得する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、位置合わせ後の照射領域の変化を検出することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、同定機能５３５５は、第１の形状情報及び第２の形状情報に対して、一方の体表面形状を他方の体表面形状に合わせる非剛体位置合わせを行い、当該非剛体位置合わせの結果に基づいて対象領域の位置ズレ及び変形を同定する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、放射線を用いない手法によって照射領域の変化を検出することができ、被ばくの増加を抑止することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、同定機能５３５５は、非剛体位置合わせにおいて、体表面形状の移動に基づいて対象領域の位置ズレを同定し、体表面形状の変形に基づいて対象領域の変形を同定する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、照射領域の位置ズレ及び形状の変化を同定することを可能にする。

また、変形例によれば、同定機能５３５５は、被治療体から経時的に収集された対象領域を含む複数の３次元画像データ及び同時に撮影された複数の体表の３次元形状データにおいて、体表面形状の変化と類似する変化を示す複数の３次元画像データを抽出し、抽出した複数の３次元画像データに基づいて対象領域の変形を同定する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、実際の照射領域の位置ズレ及び形状の変化に基づいて、照射領域の位置ズレ及び形状の変化を同定することができ、精度の高い同定を可能にする。

また、変形例によれば、複数の３次元画像データは、少なくとも被治療体の１呼吸における各位相で収集される。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、呼吸による実際の照射領域の位置ズレ及び形状の変化を参考にすることを可能にする。

また、変形例によれば、複数の３次元画像データは、被治療体の１呼吸のうち放射線が照射される呼吸位相近傍において、相対的に高い収集レートで収集される。従って、変形例に係る放射線治療装置５００は、実際の照射領域の位置ズレ及び形状のより細かい変化を参考にすることができ、より精度の高い同定を可能にする。

また、第１の実施形態及び変形例によれば、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化に基づいて、被治療体に対する放射線の照射中にマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ：Multi Leaf Collimator）の形状を変化させる。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、治療計画のリアルタイムの修正を可能にする。

また、第１の実施形態及び変形例によれば、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化が閾値よりも大きい場合に、被治療体に対する放射線の照射中にマルチリーフコリメータの形状を変化させる。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、照射領域の位置及び形状が大きく変化した場合に、リアルタイムで修正することができ、セットアップのやり直しにかかる時間を削減し、被治療体に対する負荷を低減することを可能にする。

また、第１の実施形態及び変形例によれば、修正機能５３５６は、放射線照射の対象領域の位置が変化した状態で放射線が照射された後の放射線線量分布と、治療計画における放射線線量分布との差異に基づいて、次回以降の治療計画を修正する。従って、第１の実施形態及び変形例に係る放射線治療装置５００は、治療計画全体の修正を可能にする。

また、第１の実施形態及び変形例によれば、修正機能５３５６は、同定機能５３５５によって同定された変化が閾値よりも小さい場合に、放射線照射の対象領域の位置が変化した状態で放射線を照射させ、次回以降の治療計画を修正する。従って、第１の実施形態に係る放射線治療装置５００は、放射線照射時の治療計画の過剰な修正を抑止して、放射線照射に係る時間が延びることを抑止し、被治療体に対する負荷を低減することを可能にする。

（その他の実施形態）
さて、これまで第１の実施形態について説明したが、上述した第１の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した実施形態では、修正機能５３５６が、同定機能５３５５によって同定された変化に基づいて、治療計画を修正する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、修正機能５３５６が治療計画を修正しない場合でもよい。一例を挙げると、修正機能５３５６は、計画した放射線線量分布と、同定機能５３５５によって同定された変化後における放射線線量分布とを比較して、投与線量のズレが閾値以内である場合に、治療計画を修正せずに、そのまま照射を行うようにしてもよい。

上述した実施形態では、処理回路５３５が有する各処理機能について説明した。ここで、例えば、上述した各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路５３４に記憶される。処理回路５３５は、各プログラムを記憶回路５３４から読み出し、読み出した各プログラムを実行することで、各プログラムに対応する処理機能を実現する。換言すると、各プログラムを読み出した状態の処理回路５３５は、図３に示した各処理機能を有することとなる。

なお、図３では、単一の処理回路５３５によって各処理機能が実現される場合の例を説明したが、実施形態はこれに限られない。例えば、処理回路５３５は、複数の独立したプロセッサを組み合わせて構成され、各プロセッサが各プログラムを実行することにより各処理機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路５３５が有する各処理機能は、単一又は複数の処理回路に適宜に分散又は統合されて実現されてもよい。

また、上述した各実施形態の説明で用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。ここで、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むように構成しても構わない。この場合には、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。また、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成され、その機能を実現するようにしてもよい。

ここで、プロセッサによって実行されるプログラムは、ＲＯＭ（Read Only Memory）や記憶部等に予め組み込まれて提供される。なお、このプログラムは、これらの装置に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（Compact Disk）−ＲＯＭ、ＦＤ（Flexible Disk）、ＣＤ−Ｒ（Recordable）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）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されてもよい。また、このプログラムは、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され、ネットワーク経由でダウンロードされることにより提供又は配布されてもよい。例えば、このプログラムは、各機能部を含むモジュールで構成される。実際のハードウェアとしては、ＣＰＵが、ＲＯＭ等の記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、各モジュールが主記憶装置上にロードされて、主記憶装置上に生成される。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、不要な被ばくを低減することができる。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

５００ 放射線治療装置
５３５２ 取得機能
５３５５ 同定機能
５３５６ 修正機能

Claims (12)

1. 放射線照射前の位置合わせ時における被治療体の体表面形状を示す第１の形状情報を取得する第１の取得部と、
   放射線照射時における前記被治療体の体表面形状を示す第２の形状情報を取得する第２の取得部と、
   前記第１の形状情報と前記第２の形状情報とに基づいて、放射線照射の対象領域の位置の変化を同定する同定部と、
   を備える、放射線治療装置。
2. 前記同定部によって同定された変化に基づいて、治療計画を修正する修正部をさらに備える、請求項１に記載の放射線治療装置。
3. 前記第２の取得部は、放射線の照射直前及び前記放射線の照射中の少なくとも一方において、前記被治療体の体表面形状を示す前記第２の形状情報を取得する、請求項１又は２に記載の放射線治療装置。
4. 前記同定部は、前記第１の形状情報及び前記第２の形状情報に対して、一方の体表面形状を他方の体表面形状に合わせる非剛体位置合わせを行い、当該非剛体位置合わせの結果に基づいて前記対象領域の位置ズレ及び変形を同定する、請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線治療装置。
5. 前記同定部は、前記非剛体位置合わせにおいて、前記体表面形状の移動に基づいて前記対象領域の位置ズレを同定し、前記体表面形状の変形に基づいて前記対象領域の変形を同定する、請求項４に記載の放射線治療装置。
6. 前記同定部は、前記被治療体から経時的に収集された前記対象領域を含む複数の３次元画像データにおいて、前記体表面形状の変化と類似する変化を示す複数の３次元画像データを抽出し、抽出した複数の３次元画像データに基づいて前記対象領域の変形を同定する、請求項４に記載の放射線治療装置。
7. 前記複数の３次元画像データは、少なくとも前記被治療体の１呼吸における各位相で収集される、請求項６に記載の放射線治療装置。
8. 前記複数の３次元画像データは、前記被治療体の１呼吸のうち放射線が照射される呼吸位相近傍において、相対的に高い収集レートで収集される、請求項７に記載の放射線治療装置。
9. 前記修正部は、前記同定部によって同定された変化に基づいて、前記被治療体に対する放射線の照射中にマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ：Multi Leaf Collimator）の形状を変化させる、請求項２に記載の放射線治療装置。
10. 前記修正部は、前記同定部によって同定された変化が閾値よりも大きい場合に、前記被治療体に対する放射線の照射中にマルチリーフコリメータの形状を変化させる、請求項９に記載の放射線治療装置。
11. 前記修正部は、放射線照射の対象領域の位置が変化した状態で放射線が照射された後の放射線線量分布と、前記治療計画における放射線線量分布との差異に基づいて、次回以降の治療計画を修正する、請求項２に記載の放射線治療装置。
12. 前記修正部は、前記同定部によって同定された変化が閾値よりも小さい場合に、放射線照射の対象領域の位置が変化した状態で放射線を照射させ、前記次回以降の治療計画を修正する、請求項１１に記載の放射線治療装置。

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