JP2022070025A - セットアップ支援装置及びセットアップ支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線治療時における患者のセットアップを簡単かつ精度よく行なうこと。【解決手段】実施形態の情報処理方法は、取得部と、算出部と、出力部とを備える。取得部は、計画時の患者の体勢を表す体勢情報を取得する。算出部は、計画時に前記患者が配置される第１の配置部材と、治療時に前記患者が配置される第２の配置部材との差異に基づいて、前記体勢情報により表される計画時の患者の体勢を治療時に再現する患者のセットアップ情報を求める。出力部は、前記セットアップ情報の出力を行なう。【選択図】図１５

Description

本明細書等に開示の実施形態は、セットアップ支援装置及びセットアップ支援方法に関する。

がんに対する種々の治療法が知られている。中でも放射線治療は、外科的な切開を必要とせず侵襲性が低い点、必ずしも入院を必要とせず趣味や仕事等との両立が可能である点などで有利な治療法である。一般に放射線治療は１人の患者に１回ではなく複数回行なうことから、毎回の放射線治療において行なわれる患者のセットアップは重要である。

特表２０１７－５３６８６０号公報 特開２０１１－７２４５７号公報 特開２０１９－１６２３７９号公報 特表２０２０－５０５６７５号公報

本明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、放射線治療時における患者のセットアップを簡単かつ精度よく行なうことである。ただし、本明細書等に開示の実施形態により解決され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、本明細書等に開示の実施形態が解決する他の課題として位置付けることもできる。

実施形態の情報処理方法は、取得部と、算出部と、出力部とを備える。取得部は、計画時の患者の体勢を表す体勢情報を取得する。算出部は、計画時に前記患者が配置される第１の配置部材と、治療時に前記患者が配置される第２の配置部材との差異に基づいて、前記体勢情報により表される計画時の患者の体勢を治療時に再現する患者のセットアップ情報を求める。出力部は、前記セットアップ情報の出力を行なう。

図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システムの構成の一例を示すブロック図である。 図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、第１の実施形態に係る放射線治療装置を示す概略図である。 図４は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。 図５は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。 図６は、第１の実施形態に係る放射線治療の一連の流れを示すフローチャートである。 図７は、第１の実施形態に係るプラン作成について説明するための図である。 図８は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。 図９は、第１の実施形態に係る患者の体勢の再現方法について説明するための図である。 図１０Ａは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。 図１０Ｂは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。 図１１Ａは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。 図１１Ｂは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。 図１２は、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。 図１３は、第１の実施形態に係る体勢情報の取得方法について説明するための図である。 図１４は、第１の実施形態に係る体勢情報の取得方法について説明するための図である。 図１５は、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。 図１６は、第２の実施形態に係るセットアップ支援方法の一例を示す図である。

以下、添付図面を参照して、セットアップ支援装置及びセットアップ支援方法の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
セットアップ支援装置１０を含んだ医用情報処理システム１を一例として説明する。例えば、医用情報処理システム１は、図１に示すように、セットアップ支援装置１０、Ｘ線ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）装置２０、放射線治療装置３０及び画像保管装置４０を有する。図１は、第１の実施形態に係る医用情報処理システム１の構成の一例を示すブロック図である。セットアップ支援装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０、放射線治療装置３０及び画像保管装置４０は、ネットワークＮＷを介して相互に接続される。

ネットワークＮＷを介して接続可能であれば、医用情報処理システム１に含まれる各装置が設置される場所は任意である。例えば、画像保管装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０と異なる施設に設置された画像サーバであってもよい。即ち、ネットワークＮＷは、施設内で閉じたローカルネットワークにより構成されてもよいし、インターネットを介したネットワークであってもよい。

セットアップ支援装置１０は、放射線治療装置３０における患者Ｐのセットアップを行なうセットアップ情報の出力を行なう装置である。Ｘ線ＣＴ装置２０は、放射線治療装置３０による患者Ｐの放射線治療に先立って、放射線治療の計画を立てるために用いられるＸ線ＣＴ画像を収集する治療計画用Ｘ線ＣＴ装置である。放射線治療装置３０は、患者Ｐの放射線治療を実行する装置である。画像保管装置４０は、Ｘ線ＣＴ装置２０等によって収集された各種の医用画像を保管する装置である。例えば、画像保管装置４０は、ＰＡＣＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ａｒｃｈｉｖｉｎｇ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）のサーバである。

まず、セットアップ支援装置１０の構成について説明する。図１に示すように、セットアップ支援装置１０は、メモリ１１、ディスプレイ１２、入力インターフェース１３及び処理回路１４を備える。例えばセットアップ支援装置１０は、医師等のユーザが頭部に装着することのできるウェアラブルデバイスとして実現される。

メモリ１１は、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ等の半導体メモリ素子によって実現される。例えば、メモリ１１は、セットアップ支援装置１０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。

ディスプレイ１２は、セットアップ支援装置１０を装着したユーザの眼前に配置される表示装置である。例えば、ディスプレイ１２は半透明であり、ディスプレイ１２を透過した光に基づいて視認することのできる映像と、ディスプレイ１２上の表示とを同時に視認することができるように構成される。一例を挙げると、ディスプレイ１２は、ホログラフィック光学素子を用いた、レンズ状の表示装置である。

入力インターフェース１３は、セットアップ支援装置１０の外部から各種情報の入力を受け付ける装置である。例えば、入力インターフェース１３は、光学カメラにより実現され、放射線治療のセットアップ時における治療室内の映像を取得し、メモリ１１に記憶させる。ここで、入力インターフェース１３は、取得した映像を解析して、ユーザからの入力操作を受け付けることもできる。また、入力インターフェース１３は、ネットワークＮＷを介した各種装置との送受信を制御する。

処理回路１４は、制御機能１４ａ、取得機能１４ｂ、算出機能１４ｃ及び出力機能１４ｄを実行することで、セットアップ支援装置１０全体の動作を制御する。取得機能１４ｂは、取得部の一例である。算出機能１４ｃは、算出部の一例である。出力機能１４ｄは、出力部の一例である。

例えば、処理回路１４は、制御機能１４ａに対応するプログラムをメモリ１１から読み出して実行することにより、取得機能１４ｂ、算出機能１４ｃ及び出力機能１４ｄといった各種の機能を制御する。取得機能１４ｂは、計画時の患者Ｐの体勢を表す体勢情報を取得する。算出機能１４ｃは、体勢情報により表される計画時の患者Ｐの体勢を治療時に再現する患者Ｐのセットアップ情報を求める。出力機能１４ｄは、セットアップ情報の出力を行なう。なお、取得機能１４ｂ、算出機能１４ｃ及び出力機能１４ｄによる処理の詳細は後述する。

図１に示すセットアップ支援装置１０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ１１へ記憶されている。処理回路１４は、メモリ１１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路１４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図１においては単一の処理回路１４にて、制御機能１４ａ、取得機能１４ｂ、算出機能１４ｃ及び出力機能１４ｄが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路１４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路１４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、処理回路１４は、ネットワークＮＷを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路１４は、メモリ１１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、セットアップ支援装置１０とネットワークＮＷを介して接続されたサーバ群（クラウド）を計算資源として利用することにより、図１に示す各機能を実現する。

次に、図２を用いて、Ｘ線ＣＴ装置２０の構成例について説明する。図２は、第１の実施形態に係るＸ線ＣＴ装置２０の構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、Ｘ線ＣＴ装置２０は、架台装置２１０と、寝台装置２３０と、コンソール装置２４０とを有する。

図２においては、非チルト状態での回転フレーム２１３の回転軸又は寝台装置２３０の天板２３３の長手方向をＺ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し水平である軸方向をＸ軸方向とする。また、Ｚ軸方向に直交し、床面に対し垂直である軸方向をＹ軸方向とする。なお、図２は、説明のために架台装置２１０を複数方向から描画したものであり、Ｘ線ＣＴ装置２０が架台装置２１０を１つ有する場合を示す。

架台装置２１０は、Ｘ線管２１１と、Ｘ線検出器２１２と、回転フレーム２１３と、Ｘ線高電圧装置２１４と、制御装置２１５と、ウェッジ２１６と、コリメータ２１７と、ＤＡＳ２１８とを有する。

Ｘ線管２１１は、熱電子を発生する陰極（フィラメント）と、熱電子の衝突を受けてＸ線を発生する陽極（ターゲット）とを有する真空管である。Ｘ線管２１１は、Ｘ線高電圧装置２１４からの高電圧の印加により、陰極から陽極に向けて熱電子を照射することで、患者Ｐに対し照射するＸ線を発生する。

Ｘ線検出器２１２は、Ｘ線管２１１から照射されて患者Ｐを通過したＸ線を検出し、検出したＸ線量に対応した信号をＤＡＳ２１８へと出力する。Ｘ線検出器２１２は、例えば、Ｘ線管２１１の焦点を中心とした１つの円弧に沿ってチャンネル方向（チャネル方向）に複数の検出素子が配列された複数の検出素子列を有する。Ｘ線検出器２１２は、例えば、チャネル方向に複数の検出素子が配列された検出素子列が列方向（スライス方向、ｒｏｗ方向）に複数配列された構造を有する。

例えば、Ｘ線検出器２１２は、グリッドと、シンチレータアレイと、光センサアレイとを有する間接変換型の検出器である。シンチレータアレイは、複数のシンチレータを有する。シンチレータは入射Ｘ線量に応じた光子量の光を出力するシンチレータ結晶を有する。グリッドは、シンチレータアレイのＸ線入射側の面に配置され、散乱Ｘ線を吸収するＸ線遮蔽板を有する。なお、グリッドはコリメータ（１次元コリメータ又は２次元コリメータ）と呼ばれる場合もある。光センサアレイは、シンチレータからの光量に応じた電気信号に変換する機能を有し、例えば、フォトダイオード等の光センサを有する。なお、Ｘ線検出器２１２は、入射したＸ線を電気信号に変換する半導体素子を有する直接変換型の検出器であっても構わない。

回転フレーム２１３は、Ｘ線管２１１とＸ線検出器２１２とを対向支持し、制御装置２１５によってＸ線管２１１とＸ線検出器２１２とを回転させる円環状のフレームである。例えば、回転フレーム２１３は、アルミニウムを材料とした鋳物である。なお、回転フレーム２１３は、Ｘ線管２１１及びＸ線検出器２１２に加えて、Ｘ線高電圧装置２１４やウェッジ２１６、コリメータ２１７、ＤＡＳ２１８等を更に支持することもできる。更に、回転フレーム２１３は、図２において図示しない種々の構成を更に支持することもできる。以下では、架台装置２１０において、回転フレーム２１３、及び、回転フレーム２１３と共に回転移動する部分を、回転部とも記載する。

Ｘ線高電圧装置２１４は、変圧器（トランス）及び整流器等の電気回路を有し、Ｘ線管２１１に印加する高電圧を発生する高電圧発生装置と、Ｘ線管２１１が発生するＸ線に応じた出力電圧の制御を行なうＸ線制御装置とを有する。高電圧発生装置は、変圧器方式であってもよいし、インバータ方式であってもよい。なお、Ｘ線高電圧装置２１４は、回転フレーム２１３に設けられてもよいし、図示しない固定フレームに設けられても構わない。

制御装置２１５は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する処理回路と、モータ及びアクチュエータ等の駆動機構とを有する。制御装置２１５は、入力インターフェース２４３からの入力信号を受けて、架台装置２１０及び寝台装置２３０の動作制御を行なう。例えば、制御装置２１５は、回転フレーム２１３の回転や架台装置２１０のチルト、寝台装置２３０の動作等について制御を行なう。一例を挙げると、制御装置２１５は、架台装置２１０をチルトさせる制御として、入力された傾斜角度（チルト角度）情報により、Ｘ軸方向に平行な軸を中心に回転フレーム２１３を回転させる。なお、制御装置２１５は架台装置２１０に設けられてもよいし、コンソール装置２４０に設けられてもよい。

ウェッジ２１６は、Ｘ線管２１１から照射されたＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ２１６は、Ｘ線管２１１から患者Ｐへ照射されるＸ線が予め定められた分布になるように、Ｘ線管２１１から照射されたＸ線を減衰させるＸ線フィルタである。例えば、ウェッジ２１６は、ウェッジフィルタ（ｗｅｄｇｅ ｆｉｌｔｅｒ）やボウタイフィルタ（ｂｏｗ－ｔｉｅ ｆｉｌｔｅｒ）であり、所定のターゲット角度や所定の厚みとなるようにアルミニウム等を加工して作製される。

コリメータ２１７は、ウェッジ２１６を透過したＸ線の照射範囲を絞り込むための鉛板等であり、複数の鉛板等の組み合わせによってスリットを形成する。なお、コリメータ２１７は、Ｘ線絞りと呼ばれる場合もある。また、図２においては、Ｘ線管２１１とコリメータ２１７との間にウェッジ２１６が配置される場合を示すが、Ｘ線管２１１とウェッジ２１６との間にコリメータ２１７が配置される場合であってもよい。この場合、ウェッジ２１６は、Ｘ線管２１１から照射され、コリメータ２１７により照射範囲が制限されたＸ線を透過して減衰させる。

ＤＡＳ２１８は、Ｘ線検出器２１２が有する各検出素子によって検出されるＸ線の信号を収集する。例えば、ＤＡＳ２１８は、各検出素子から出力される電気信号に対して増幅処理を行なう増幅器と、電気信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器とを有し、検出データを生成する。ＤＡＳ２１８は、例えば、プロセッサにより実現される。

ＤＡＳ２１８が生成したデータは、回転フレーム２１３に設けられた発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）を有する送信機から、光通信によって、架台装置２１０の非回転部分（例えば、固定フレーム等。図２での図示は省略している）に設けられた、フォトダイオードを有する受信機に送信され、コンソール装置２４０へと転送される。ここで、非回転部分とは、例えば、回転フレーム２１３を回転可能に支持する固定フレーム等である。なお、回転フレーム２１３から架台装置２１０の非回転部分へのデータの送信方法は、光通信に限らず、非接触型の如何なるデータ伝送方式を採用してもよいし、接触型のデータ伝送方式を採用しても構わない。

寝台装置２３０は、治療対象の患者Ｐを配置、移動させる装置であり、基台２３１と、寝台駆動装置２３２と、天板２３３と、支持フレーム２３４とを有する。基台２３１は、支持フレーム２３４を鉛直方向に移動可能に支持する筐体である。寝台駆動装置２３２は、患者Ｐが配置された天板２３３を、天板２３３の長軸方向に移動する駆動機構であり、モータ及びアクチュエータ等を含む。支持フレーム２３４の上面に設けられた天板２３３は、患者Ｐが配置される板である。なお、天板２３３は、計画時に患者Ｐが配置される第１の配置部材の一例である。寝台駆動装置２３２は、天板２３３に加え、支持フレーム２３４を天板２３３の長軸方向に移動してもよい。

コンソール装置２４０は、メモリ２４１と、ディスプレイ２４２と、入力インターフェース２４３と、処理回路２４４とを有する。なお、コンソール装置２４０は架台装置２１０とは別体として説明するが、架台装置２１０にコンソール装置２４０又はコンソール装置２４０の各構成要素の一部が含まれてもよい。

メモリ２４１は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、ハードディスク、光ディスク等により実現される。例えば、メモリ２４１は、Ｘ線ＣＴ装置２０において患者Ｐをスキャンすることにより収集された投影データや、投影データに基づいて再構成されたＸ線ＣＴ画像等を記憶する。また、メモリ２４１は、Ｘ線ＣＴ装置２０に含まれる回路がその機能を実現するためのプログラムを記憶する。

ディスプレイ２４２は、各種の情報を表示する。例えば、ディスプレイ２４２は、入力インターフェース２４３を介してユーザから各種の指示や設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）を表示する。例えば、ディスプレイ２４２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）ディスプレイである。ディスプレイ２４２は、デスクトップ型でもよいし、Ｘ線ＣＴ装置２０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。

なお、図２においてはＸ線ＣＴ装置２０がディスプレイ２４２を備えるものとして説明するが、Ｘ線ＣＴ装置２０は、ディスプレイ２４２に代えて又は加えて、プロジェクタを備えてもよい。プロジェクタは、処理回路２４４による制御の下、スクリーンや壁、床、患者Ｐの体表面等に対して投影を行なうことができる。一例を挙げると、プロジェクタは、プロジェクションマッピングによって、任意の平面や物体、空間等への投影を行なうこともできる。

入力インターフェース２４３は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路２４４に出力する。例えば、入力インターフェース２４３は、マウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック、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、音声入力回路等により実現される。なお、入力インターフェース２４３は、Ｘ線ＣＴ装置２０本体と無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、入力インターフェース２４３は、モーションキャプチャによりユーザからの入力操作を受け付ける回路であっても構わない。一例を挙げると、入力インターフェース２４３は、トラッカーを介して取得した信号やユーザについて収集された画像を処理することにより、ユーザの体動や視線等を入力操作として受け付けることができる。また、入力インターフェース２４３は、マウスや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、Ｘ線ＣＴ装置２０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、この電気信号を処理回路２４４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２４３の例に含まれる。

処理回路２４４は、制御機能２４４ａ、収集機能２４４ｂ及び出力機能２４４ｃを実行することで、Ｘ線ＣＴ装置２０全体の動作を制御する。例えば、処理回路２４４は、制御機能２４４ａに対応するプログラムをメモリ２４１から読み出して実行することにより、入力インターフェース２４３を介してユーザから受け付けた各種の入力操作に基づいて、収集機能２４４ｂ、出力機能２４４ｃいった各種の機能を制御する。

また、処理回路２４４は、収集機能２４４ｂに対応するプログラムをメモリ２４１から読み出して実行することにより、ＣＴスキャンを実行して患者Ｐから投影データを収集する。例えば、収集機能２４４ｂは、Ｘ線高電圧装置２１４を制御することにより、Ｘ線管２１１に高電圧を供給する。これにより、Ｘ線管２１１は、患者Ｐに対し照射するＸ線を発生する。また、収集機能２４４ｂは、寝台駆動装置２３２を制御することにより、患者Ｐを架台装置２１０の撮影口内へ移動させる。また、収集機能２４４ｂは、ウェッジ２１６の位置、及び、コリメータ２１７の開口度及び位置を調整することで、患者Ｐに照射されるＸ線の分布を制御する。また、収集機能２４４ｂは、制御装置２１５を制御することにより回転部を回転させる。また、収集機能２４４ｂによってスキャンが実行される間、ＤＡＳ２１８は、Ｘ線検出器２１２における各検出素子からＸ線の信号を収集し、検出データを生成する。また、収集機能２４４ｂは、ＤＡＳ２１８から出力された検出データに対して、前処理を施す。例えば、収集機能２４４ｂは、ＤＡＳ２１８から出力された検出データに対して、対数変換処理やオフセット補正処理、チャンネル間の感度補正処理、ビームハードニング補正等の前処理を施す。なお、前処理を施した後のデータについては生データとも記載する。また、前処理を施す前の検出データ及び前処理を施した後の生データを総称して、投影データとも記載する。

また、収集機能２４４ｂは、投影データに対する再構成処理を行なって、Ｘ線ＣＴ画像を生成する。例えば、収集機能２４４ｂは、投影データに対して、フィルタ補正逆投影法や逐次近似再構成法、逐次近似応用再構成法等を用いた再構成処理を行なうことにより、Ｘ線ＣＴ画像（ボリュームデータ）を生成する。また、収集機能２４４ｂは、ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）による再構成処理を行なって、Ｘ線ＣＴ画像を生成することもできる。例えば、収集機能２４４ｂは、ＤＬＲ（Ｄｅｅｐ Ｌｅａｒｎｉｎｇ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）法により、Ｘ線ＣＴ画像を生成する。

また、処理回路２４４は、出力機能２４４ｃに対応するプログラムをメモリ２４１から読み出して実行することにより、ディスプレイ２４２における表示の制御を行なう。例えば、出力機能２４４ｃには、Ｘ線ＣＴ画像に基づいて表示用画像を生成し、ディスプレイ２４２に表示させる。また、出力機能２４４ｃは、ネットワークＮＷを介したデータの送信を制御する。例えば、出力機能２４４ｃは、患者Ｐから収集されたＸ線ＣＴ画像を、ネットワークＮＷを介して画像保管装置４０に送信する。

図２に示すＸ線ＣＴ装置２０においては、各処理機能がコンピュータによって実行可能なプログラムの形態でメモリ２４１へ記憶されている。処理回路２４４は、メモリ２４１からプログラムを読み出して実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。換言すると、プログラムを読み出した状態の処理回路２４４は、読み出したプログラムに対応する機能を有することとなる。

なお、図２においては単一の処理回路２４４にて、制御機能２４４ａ、収集機能２４４ｂ及び出力機能２４４ｃが実現するものとして説明したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路２４４を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより機能を実現するものとしても構わない。また、処理回路２４４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、処理回路２４４は、ネットワークを介して接続された外部装置のプロセッサを利用して、機能を実現することとしてもよい。例えば、処理回路２４４は、メモリ２４１から各機能に対応するプログラムを読み出して実行するとともに、クラウドを計算資源として利用することにより、図２に示す各機能を実現する。

次に、図３を用いて、放射線治療装置３０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３０を示す概略図である。

放射線治療装置３０は、放射線発生器３２２と放射線絞り器３２３とを備え、患者Ｐに対する放射線治療を実行する。即ち、放射線発生器３２２は、治療用の放射線を照射し、放射線絞り器３２３は、治療用の放射線を治療対象部位に絞り込んで照射させる。なお、天板３４１は、治療時に患者Ｐが配置される第２の配置部材の一例である。ディスプレイ３５１は、各種のＧＵＩや医用画像等の表示を行なう。ディスプレイ３５１については、例えば上述したディスプレイ２４２と同様にして構成することができる。放射線治療の詳細については後述する。

以上、セットアップ支援装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０、放射線治療装置３０及び画像保管装置４０を含んだ医用情報処理システム１の全体構成について説明した。かかる構成の下で、患者Ｐに対して実行される放射線治療についての説明を行なう。

なお、患者Ｐにおける放射線治療の対象部位については特に限定されるものではないが、対象部位の例としては、例えば、頭頸部がん、喉頭がん、肺がん、前立腺がん、転移性脳腫瘍、乳がん、子宮・子宮頸がんなどが挙げられる。また、以下では放射線治療についての説明を行なうが、放射線治療を他の治療法と組み合わせて実行する場合であってもよい。例えば、外科（手術）療法や、化学療法（抗がん剤）、免疫療法等と放射線治療とを組み合わせた集学的治療を行なってもよい。

また、放射線治療には、例えば、根治治療や症状緩和（姑息）治療、予防治療といった複数通りの目的があるが、この点で実施形態は限定されるものではない。即ち、いずれの目的で放射線治療を行なう場合であっても、以下の実施形態は適用可能である。なお、根治治療は、放射線治療によるがんの完全な治癒と長期生存を目的とする治療である。また、症状緩和治療は、がんの進行を遅らせ、苦痛などの症状緩和と延命を目的とする治療である。症状緩和治療は、転移性骨腫瘍や転移性脳腫瘍などで多く実施される。また、予防治療は、他の治療法でがんを治療した後に、将来的にがんの転移が予測される部分に前もって放射線の照射を行なう治療である。

放射線治療では、がん組織に対して一定量の致死線量を照射させることで、がん組織を死滅させる。但し、がん組織が患者Ｐの体内に分布している場合等、がん組織のみに放射線を照射することは難しく、一般には、がん組織に放射線を照射すると同時に、正常組織にも放射線が照射されてしまう。そこで、正常組織の耐容線量を超えないように放射線治療を実行することが重要である。

正常組織を保存するため、放射線治療は、複数回に分けて実行される場合が多い。以下、この点について図４を用いて説明する。図４は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。図４の横軸は放射線の照射回数を示し、縦軸は細胞生存率を示す。図４に示すように、一定量の放射線を一回照射させれば、正常組織もがん組織も同程度に死滅する。但し、がん組織と比較して、正常組織の回復速度は速い。そして、正常組織の回復を待ちつつ放射線の照射を繰り返すことで、がん組織を選択的に死滅させることが可能となる。

また、放射線治療における放射線照射方向を工夫することで、正常組織を保存することもできる。以下、この点について図５を用いて説明する。図５は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。即ち、がん組織が分布する対象部位Ｒへの放射線の照射を行なう場合において、１方向からのみ照射させることも可能であるが、複数の方向から照射させることで、対象部位Ｒに限局した線量分布が得られる。なお、放射線をある一定の方向へ照射する時、その照射方向は「門」とも呼ばれる。

図５の左上に示す１門照射は、１方向からのみの照射である。１門照射では、広い領域に高線量が付与され、入射面に近いほど線量が高くなる。図５の右上に示す対向２門照射は、１８０°反対方向からの照射である。対向２門照射では、放射線の通り道に沿って均一に高い線量が付与される。図５の左下に示す４門照射は、角度の異なる４方向からの照射である。４門照射は、放射線を分散させるため、ある一方向のみ極端な被ばく量になることはないという利点を有する。図５の右下に示す回転原体照射は、回転架台３３１を回転しながらの照射である。回転中に対象部位Ｒの形状に合わせた形状の絞りを作って回転照射すれば、対象部位Ｒに線量を集中させることができる。

図４及び図５で説明した通り、正常組織への放射線の照射量が少なくなるように照射方向を工夫しつつ、複数回に分けて照射を行なうことで、患者Ｐの負担を軽減した放射線治療を実現することができる。次に、治療計画を立ててから治療を実行するまでの一連の流れについて、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る放射線治療の一連の流れを示すフローチャートである。

まず、治療方針決定、及び、説明と同意が行なわれる。即ち、がん治療には、放射線治療の他にも、外科療法や化学療法、免疫療法等といった治療法が存在する。これらの治療法の中で、患者Ｐについてはどの治療法が適切かの判断が行なわれる。また、放射線治療が治療方法のひとつとして考えられる場合には、患者Ｐは、放射線治療医より診察や放射線治療についての説明を受ける。そして、照射方法や、１回の線量、分割回数、治療のスケジュールといった具体的な治療方針が決定される。また、治療中、治療後に起こり得る副作用やその他の注意点についての説明が行われ、患者Ｐが同意した場合には、放射線治療の準備が進められる。

放射線治療に患者Ｐが同意した後、シェル等の固定具が作成される。固定具とは、治療時において患者Ｐの体勢を保持する保持部材である。即ち、図４にて説明した通り、放射線治療は一般に複数回実行される。また、毎回の放射線治療において同じ場所に正確に放射線を照射させるためには、固定具で患者ポジションの再現性を担保しつつ治療中の動きを抑制し、精度を担保する必要がある。固定具は、複数の患者で共用することのできる既製品もあるが、対象部位Ｒの位置や体格が患者ごとに異なることから、患者ごとに作成される場合もある。固定具の具体例については後述する。

次に、Ｘ線ＣＴ装置２０において、計画ＣＴ画像撮影が行われる。具体的には、患者Ｐは、Ｘ線ＣＴ装置２０における天板２３３の上に配置される。この際、天板２３３には、先に作成された固定具も配置され、患者Ｐの体勢が保持される。即ち、計画時と治療時とで患者Ｐの体勢が同じになるように、Ｘ線ＣＴ装置２０での撮影時と放射線治療装置３０での治療時との双方において、固定具によって患者Ｐの体勢が保持される。そして、対象部位Ｒを含む範囲についてＣＴスキャンが実行され、収集された投影データに基づいてＸ線ＣＴ画像が再構成される。再構成されたＸ線ＣＴ画像は、Ｘ線ＣＴ装置２０から画像保管装置４０に送信され、保管される。

次に、放射線治療のプラン（治療計画）の作成が行なわれる。ここで、プラン作成について、図７を用いて説明する。図７は、第１の実施形態に係るプラン作成について説明するための図である。なお、図７においては、咽頭がんの放射線治療のプランを作成する場合について説明する。

プラン作成は、例えば、図示しない治療計画装置において行なわれる。例えば、治療計画装置は、ネットワークＮＷを介して、図１のセットアップ支援装置１０、Ｘ線ＣＴ装置２０、放射線治療装置３０及び画像保管装置４０と接続される。例えば、治療計画装置は、Ｘ線ＣＴ装置２０によって患者Ｐから収集されて画像保管装置４０において保管されているＸ線ＣＴ装置を、図７に示す治療計画ＣＴ画像として取得する。

次に、治療計画装置は、治療計画ＣＴ画像上に、腫瘍部（がん組織）と正常組織とをそれぞれ設定する。即ち、治療計画装置は、治療計画ＣＴ画像において、放射線治療で放射線を照射したい部位と照射したくない部位とをそれぞれ設定する。治療計画装置は、治療計画ＣＴ画像を画像処理して腫瘍部及び正常組織を自動設定してもよいし、ユーザからの入力操作に基づいて腫瘍部及び正常組織を設定してもよい。次に、治療計画装置は、放射線の入射方向、照射野形状、投与線量及びその他のパラメータを含む各種照射条件を設定する。治療計画装置は、設定された腫瘍部及び正常組織に応じて照射条件を自動設定してもよいし、ユーザからの入力操作に基づいて照射条件を設定してもよい。

次に、治療計画装置は、設定した照射条件に基づいて体内線量分布の計算を行ない、体内線量分布図を作成して、ユーザに提供する。ここで、ユーザは、体内線量分布が問題ないか、腫瘍への線量は十分か、正常組織への線量は許容できるか、といった種々の事情を考慮して、設定した照射条件で放射線治療を実行してよいか否か判断する。ここで、設定した照射条件が適当でないと判断した場合（Ｎｏ）、ユーザは、照射条件の再設定や調整を行なうことができる。即ち、治療計画装置は、治療計画ＣＴ画像を用いて、治療用の放射線を照射した際の患者Ｐの体内の線量分布をシミュレーションしつつ、実際にどのような条件で治療（照射）するかのプランを立てることができる。

そして、作成されたプランに基づいて、毎日の治療が実行される。ここで、毎日の治療について、図８を用いて説明する。図８は、第１の実施形態に係る放射線治療について説明するための図である。

まずは、上述した通り診断及び治療計画ＣＴ画像の収集が行われ、治療計画が作成される。その後、作成された治療計画に従って、放射線治療が実行される。即ち、放射線治療装置３０は、治療計画に従って、治療用の放射線を患者Ｐに照射する。ここで、治療計画ＣＴ画像の収集や治療計画の作成は通常１回行われるのに対して、放射線治療は、複数回（例えばＮ回）行なわれる。

毎回の放射線治療においては、セットアップ及び放射線の照射がセットで行われる。セットアップにおいては、治療計画時における患者Ｐの体勢を再現することが重要である。即ち、治療計画ＣＴ画像に基づいて治療計画が作成されるのであるから、治療計画に従った効率的な放射線治療を行なうためには、治療計画ＣＴ画像の収集時と同じ体勢で、放射線治療が実行されることが好ましい。

計画時の体勢を治療時に再現する方法として、例えば図９に示すように、患者Ｐの体表面にマーキングをする方法が知られている。具体的には、治療計画ＣＴ画像を収集するため天板２３３に患者Ｐが配置された際、患者Ｐの体表面のマーキングの位置が記録される。その後、放射線治療のため天板３４１に患者Ｐが配置された際、記録されていたマーキングの位置に対して、可視光がレーザ照射される。そして、患者Ｐの体表面のマーキングと、患者Ｐの体表面に投影された可視光とが一致するように、患者Ｐの体勢を調整することで、計画時の体勢を治療時に再現することが可能となる。なお、図９は、第１の実施形態に係る患者Ｐの体勢の再現方法について説明するための図である。

なお、Ｘ線ＣＴ装置２０における座標系と放射線治療装置３０における座標系とは、例えば、Ｘ線ＣＴ装置２０において回転フレーム２１３と共に回転するＸ線管２１１の回転中心と、放射線治療装置３０において回転架台３３１と共に回転する放射線発生器３２２の回転中心（アイソセンター）とを基準として、対応付けることができる。これにより、放射線治療装置３０の座標系において、Ｘ線ＣＴ装置２０の座標系で記録されたマーキングの位置に対して可視光をレーザ照射することが可能となる。以下、Ｘ線ＣＴ装置２０における座標系を第１の座標系、放射線治療装置３０における座標系を第２の座標系とも記載する。

また、計画時の体勢を治療時に再現するため、各種の固定具が使用される。即ち、計画時と治療時とで患者Ｐの体勢が同じになるように、Ｘ線ＣＴ装置２０での撮影時と放射線治療装置３０での治療時との双方において、固定具によって患者Ｐの体勢が保持される。

固定具の例としては、図１０Ａ及び図１０Ｂの固定具Ｆ１１、及び、図１０Ｂの固定具Ｆ１２が挙げられる。固定具Ｆ１１は、放射線治療の対象部位が乳房である場合において、患者Ｐの上半身の体勢を保持するために用いられる。また、固定具Ｆ１２は、患者Ｐの下半身の体勢を保持するために用いられる。なお、図１０Ｂは固定具Ｆ１１及び固定具Ｆ１２が共に使用される場合を示すが、固定具Ｆ１１及び固定具Ｆ１２のそれぞれを単独で使用することも可能である。図１０Ａ及び図１０Ｂは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。

固定具の別の例としては、図１１Ａの固定具Ｆ２１、及び、図１１Ｂの固定具Ｆ２２が挙げられる。固定具Ｆ２１及び固定具Ｆ２２は、患者Ｐの頭部の体勢を保持するために用いられる頭頸部用シェルである。図１１Ａ及び図１１Ｂは、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。

固定具の別の例としては、図１２の固定具Ｆ３が挙げられる。固定具Ｆ３は、患者Ｐの腰回りの体勢を保持するために用いられる前立腺用シェル固定具である。図１２は、第１の実施形態に係る固定具の一例を示す図である。その他にも、多種多様な固定具が知られている。例えば、患者Ｐの身体に沿った窪みを形成する吸引式固定バッグが、固定具として使用される場合もある。

上述した通り、患者Ｐの体表面へのマーキングや固定具の使用によって、計画時の患者Ｐの体勢を再現するように、毎回の治療におけるセットアップが行なわれる。なお、図８に示す通り、Ｎ回の放射線治療を終えてからは経過観察に移行する。

ここで、過去の体勢を再現するという作業は難しく、上述した治療当日のセットアップは時間を要する場合が多い。放射線治療の精度を向上させるためには、放射線治療の対象部位の近傍のみならず、全身の体勢を再現することが好ましい。例えば、対象部位が腹部である場合においても、腹部の位置のみならず、腕や膝の角度、顔の位置なども再現することが好ましい。

更に、セットアップに時間を要する要因として、計画と治療とが別の装置において行なわれている点が挙げられる。例えば、計画時にＸ線ＣＴ装置２０の天板２３３上に固定具を配置していた場合に、治療時において、放射線治療装置３０の天板３４１におけるどの位置に固定具を配置するべきなのか、判断が難しい場合がある。また、Ｘ線ＣＴ装置２０の天板２３３は中央が窪んだＲ型の板である場合が多いのに対して、放射線治療装置３０の天板３４１はフラットな場合が多い。このように、計画時と治療時とで天板の形状が違う場合には、体勢を再現することが特に難しい。更に、体表面にマーキングされることを好まない患者もおり、この場合にはセットアップがより難しくなる。

そこで、セットアップ支援装置１０は、セットアップ情報をユーザに提供して、毎回の放射線治療におけるセットアップを支援する。具体的には、まず、取得機能１４ｂは、計画時の患者Ｐの体勢を表す体勢情報を取得する。即ち、取得機能１４ｂは、治療計画ＣＴ画像を収集するために天板２３３の上に配置された患者Ｐの体勢を表す体勢情報を取得する。

一例を挙げると、体勢情報は、図１３の３Ｄカメラ５１を用いて撮影された、計画時の患者Ｐの３次元画像である。具体的には、ユーザは、天板２３３の上に患者Ｐを配置した後、３Ｄカメラ５１を用いて患者Ｐを撮影する。取得機能１４ｂは、例えばネットワークＮＷを介して、患者Ｐの３次元画像を３Ｄカメラ５１から取得することができる。なお、図１３は、第１の実施形態に係る体勢情報の取得方法について説明するための図である。

別の例を挙げると、体勢情報は、図１４のレーザスキャナ５２を用いて撮影された、計画時の患者Ｐの３次元画像である。具体的には、天板２３３の上に患者Ｐが配置された後、レーザスキャナ５２は、患者Ｐを撮影する。例えば、レーザスキャナ５２は、Ｘ線ＣＴ装置２０が設けられた検査室の壁や天井などに設置される。例えば、レーザスキャナ５２は、天板２３３及び患者Ｐを架台装置の２１０の開口内に挿入する動作が開始されたことをトリガとして、自動的に患者Ｐを撮影する。また、取得機能１４ｂは、例えばネットワークＮＷを介して、患者Ｐの３次元画像をレーザスキャナ５２から取得することができる。なお、図１４は、第１の実施形態に係る体勢情報の取得方法について説明するための図である。

なお、３Ｄカメラ５１やレーザスキャナ５２によって撮影される３次元画像は、色彩及び形状を示すものであってもよいし、形状のみを示すものであってもよい。例えば、３次元画像は、固定具によって体勢が保持された状態の患者Ｐの体表面の形状、及び、固定具の形状を示す形状データであってもよい。

次に、算出機能１４ｃは、計画時の患者Ｐの体勢を治療時に再現するように、天板３４１における固定具の配置位置を求める。例えば、算出機能１４ｃは、まず、３Ｄカメラ５１やレーザスキャナ５２によって撮影された３次元画像を解析して、Ｘ線管２１１の回転中心を基準位置とした第１の座標系における、各固定具の位置や角度を算出する。

一例を挙げると、３Ｄカメラ５１は、第１の座標系における３Ｄカメラ５１の位置や角度を検出可能なセンサを備える。算出機能１４ｃは、このセンサによって撮影時の３Ｄカメラ５１の位置及び角度を第１の座標系に対応付け、３次元画像を第１の座標系に対応付けることにより、３次元画像に現れた各固定具の第１の座標系における位置や角度を算出することができる。

別の例を挙げると、レーザスキャナ５２は、Ｘ線ＣＴ装置２０が設置された検査室内の所定の位置に固定される。即ち、レーザスキャナ５２は、第１の座標系における位置及び角度が固定される。この場合、レーザスキャナ５２による３次元画像と第１の座標系との対応関係は既知であるので、算出機能１４ｃは、３次元画像に現れた各固定具の第１の座標系における位置や角度を算出することができる。

次に、算出機能１４ｃは、第１の座標系において求めた各固定具の位置及び角度を、放射線治療装置３０における第２の座標系に対応付ける。例えば、算出機能１４ｃは、Ｘ線ＣＴ装置２０におけるＸ線管２１１の回転中心と、放射線治療装置３０におけるアイソセンターとを基準として、第１の座標系と第２の座標系とを対応付ける。これにより、算出機能１４ｃは、固定具の位置や角度を、第２の座標系において求めることができる。即ち、算出機能１４ｃは、治療時における固定具の配置位置として、アイソセンターからの距離や高さを求めることができる。

なお、天板２３３と天板３４１とで形状に差異がある場合、算出機能１４ｃは、この差異を考慮して、固定具の配置位置を求めてもよい。例えば、天板２３３がＲ型であり、天板３４１がフラットである場合、天板２３３の窪みによる高さ方向のずれを固定具の配置位置に反映させてもよい。

次に、出力機能１４ｄは、算出機能１４ｃによって求められた固定具の配置位置に基づいて、天板３４１の上で患者Ｐのセットアップを行なうセットアップ情報を出力する。即ち、出力機能１４ｄは、固定具の配置位置に基づいて、治療時のセットアップを支援するためのセットアップ情報を出力する。

例えば、出力機能１４ｄは、セットアップ情報として、計画時の患者の体勢を示す画像をディスプレイ１２に表示させる。例えば、出力機能１４ｄは、図１５に示すように、３Ｄカメラ５１やレーザスキャナ５２によって撮影される３次元画像に基づいて、計画時の患者の体勢をＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）画像として表示させる。なお、図１５は、第１の実施形態に係る表示例を示す図である。

具体的には、治療当日のセットアップ時において、セットアップ支援装置１０は、図１５に示すように、ユーザの頭部に装着される。ここで、ディスプレイ１２は、例えばゴーグルのレンズのように、ユーザの眼前に配置される。ディスプレイ１２は半透明であり、ユーザは、ディスプレイ１２を透過した光に基づいて、放射線治療装置３０が設置された治療室内を視認することができる。即ち、ユーザは、セットアップ支援装置１０を頭部に装着していても、裸眼の場合と同様に現実の映像を視認することができる。

更に、出力機能１４ｄは、ディスプレイ１２にセットアップ情報を表示させる。具体的には、出力機能１４ｄは、３Ｄカメラ５１やレーザスキャナ５２によって撮影された患者Ｐの３次元画像を、ディスプレイ１２に表示させる。かかる３次元画像は、ディスプレイ１２を透過してユーザが視認する現実の映像と重ね合わせるように表示されることとなる。

ここで、出力機能１４ｄは、算出機能１４ｃによって求められた固定具の配置位置に基づいて、ＡＲ表示を制御する。例えば、出力機能１４ｄは、センサによって、セットアップ支援装置１０の位置や角度をリアルタイムに取得する。例えば、出力機能１４ｄは、放射線治療装置３０のアイソセンターを基準とした第２の座標系において、セットアップ支援装置１０の位置や角度をリアルタイムに取得する。また、出力機能１４ｄは、ユーザの目をスキャンして、視点（立脚点）の位置を特定する。これにより、出力機能１４ｄは、ディスプレイ１２を透過してユーザが視認する現実の映像が第２の座標系におけるどの位置に相当するものであるのか、計算することができる。即ち、出力機能１４ｄは、ディスプレイ１２を透過してユーザが視認する現実の映像において、算出機能１４ｃによって求められた固定具の配置位置に相当する位置を求め、これを基準として３次元画像のＡＲ表示を行なうことができる。

セットアップ時に図１５に示すような表示を行なった場合、ユーザは、セットアップ中の実物の患者Ｐを視認しつつ、計画時の患者Ｐの体勢や計画時に患者Ｐを保持していた固定具等も視認することができる。そして、実物の患者Ｐと、ＡＲ表示されている患者Ｐとで体勢にずれがあれば、ずれを修正するように患者Ｐに指示することができる。また、実物の固定具と、ＡＲ表示されている固定具とで位置がずれていれば、固定具の位置を修正することができる。このように、セットアップ支援装置１０によれば、放射線治療時における患者Ｐのセットアップを簡単かつ精度よく行なうことができる。

また、ＡＲ表示されている固定具と、実物の患者Ｐの体勢を保持している固定具とで不一致があれば、ユーザはすぐに気付くことができる。即ち、図１５に示す表示によれば、固定具の忘れや間違いを防止して、放射線治療時における患者のセットアップをより精度よく行なうことができる。

なお、固定具の不一致があった場合、出力機能１４ｄは、その旨をユーザに通知することとしてもよい。具体的には、出力機能１４ｄは、光学カメラを用いて、セットアップ中の患者Ｐの映像をリアルタイムに取得する。かかる光学カメラは、セットアップ支援装置１０に設けられてもよいし、例えば治療室内の壁や天井等、セットアップ支援装置１０とは別個に設けられてもよい。次に、出力機能１４ｄは、セットアップ中の患者Ｐを保持している固定具と、ＡＲ表示させている固定具とで不一致がないか判定する。

具体的には、ＡＲ表示に含まれている固定具であってセットアップ中の患者Ｐを保持していない固定具がある場合、出力機能１４ｄは、忘れられている固定具があると判定することができる。換言すると、計画時において患者Ｐの体勢を保持していた固定具であって治療時において患者Ｐの体勢を保持していない固定具がある場合、出力機能１４ｄは、忘れられている固定具があると判定する。このように、忘れられている固定具については、第１部材とも記載する。

また、セットアップ中の患者Ｐを保持している固定具であってＡＲ表示に含まれない固定具がある場合、出力機能１４ｄは、誤った固定具があると判定することができる。換言すると、計画時において患者Ｐの体勢を保持していなかった固定具であって治療時において患者Ｐの体勢を保持している固定具がある場合、出力機能１４ｄは、誤った固定具があると判定する。このように、誤った固定具については、第２部材とも記載する。

固定具の不一致があった場合、出力機能１４ｄは、第１部材又は第２部材の存在をユーザに通知する。例えば、出力機能１４ｄは、第１部材又は第２部材の存在をディスプレイ１２に表示させてもよいし、音声等でユーザに通知してもよい。これにより、出力機能１４ｄは、固定具の忘れや間違いをより確実に防止して、放射線治療時における患者のセットアップをより精度よく行なうことができる。

固定具の忘れや間違いを判定するに際して、セットアップ支援装置１０は、各固定具を番号で管理し、その固定具を使用する患者Ｐと紐付けておいてもよい。これにより、算出機能１４ｃは、各固定具をデータとして識別して、忘れや間違いがないかをより確実に判定することができる。

これまで、計画時の患者Ｐを撮影したそのままの３次元画像をＡＲ画像として表示させる場合について説明した。ここで、出力機能１４ｄは、患者Ｐを撮影した３次元画像に基づく加工画像を、ＡＲ画像として表示させてもよい。例えば、出力機能１４ｄは、患者Ｐを撮影した３次元画像において特徴部分を強調する処理を行なった画像を、ＡＲ画像として表示させてもよい。一例を挙げると、出力機能１４ｄは、３次元画像において、放射線治療の対象部位や、患者Ｐの乳首やへそ等を強調する。これにより、ＡＲ表示されている３次元画像に対して患者Ｐの体勢を合せるようにセットアップする際、目印が増えて、より簡単にセットアップを行なうことができるようになる。

また、出力機能１４ｄは、更に、計画時の患者Ｐの体勢と治療時の患者Ｐの体勢との差異を示すパラメータを出力してもよい。例えば、算出機能１４ｃは、セットアップ中の患者Ｐからリアルタイムに収集された映像を解析し、ＡＲ表示されている３次元画像との差異を示すパラメータを算出する。一例を挙げると、算出機能１４ｃは、リアルタイムに収集された映像に基づいて、現在の患者Ｐの体表面における各位置の位置座標を第２の座標系において算出する。また、算出機能１４ｃは、ＡＲ表示されている３次元画像に基づいて、計画時の患者Ｐの体表面における各位置の位置座標を第２の座標系において算出する。また、算出機能１４ｃは、現在の患者Ｐの体表面における各位置の位置座標と、計画時の患者Ｐの体表面における各位置の位置座標との類似度を、計画時の患者Ｐの体勢と治療時の患者Ｐの体勢との差異を示すパラメータとして算出する。かかる類似度の例としては、例えば、ＫＬダイバージェンスが挙げられる。そして、出力機能１４ｄは、算出機能１４ｃによって算出されたパラメータを出力する。

出力機能１４ｄは、算出されたパラメータをディスプレイ１２に表示させてもよいし、音声等でユーザに通知してもよい。また、出力機能１４ｄは、パラメータを数値として出力してもよいし、例えば「高、中、低」のようなランクとして出力してもよいし、色や図形などの形態で出力してもよい。そして、ユーザは、パラメータの増減を参考に、計画時の患者Ｐの体勢と治療時の患者Ｐの体勢との差が小さくなるよう、セットアップをより効率的に行なうことができる。

なお、計画時の患者Ｐの体勢と治療時の患者Ｐの体勢との差異を示すパラメータを算出するに当たっては、部位ごとに重み付けをしてもよい。例えば、算出機能１４ｃは、放射線治療の対象部位の近傍に大きな重みを付して、上記のパラメータを算出する。これにより、対象部位の近傍が優先的に位置合わせされ、放射線治療をより正確に実行することができる。換言すると、セットアップ支援装置１０によれば、患者Ｐの全体が一致していないとしても重要な部分が計画時と一致するように、セットアップを行なうことができる。

また、これまで、固定具の配置位置に基づいてＡＲ表示を行なう場合について説明した。しかしながら、放射線治療においては、患者Ｐの体勢を保持するための固定具の他、種々のアクセサリが患者Ｐに装着される場合がある。例えば、放射線治療の対象部位が胸部である場合、心電同期で放射線の照射を実行するため、患者Ｐに心電計が装着される場合がある。かかる心電計は、補助部材の一例である。この場合、算出機能１４ｃは、固定具の配置位置に加えて、治療時における補助部材の配置位置を求める。また、出力機能１４ｄは、固定具及び補助部材の配置位置に基づいてセットアップ情報の出力を行なう。

例えば、計画時においては、３Ｄカメラ５１やレーザスキャナ５２によって、固定具やその他のアクセサリが装着された状態の患者Ｐの３次元画像が撮影される。また、治療時において、出力機能１４ｄは、撮影された３次元画像をディスプレイ１２においてＡＲ表示させる。これにより、固定具に限らず各種のアクセサリについて忘れや間違いを防止し、放射線治療時における患者のセットアップをより精度よく行なうことができる。なお、計画時と治療時とでアクセサリの不一致があった場合、出力機能１４ｄは、その旨をユーザに通知することとしてもよい。

また、これまで、セットアップ情報を出力する処理の一例として、ＡＲ表示について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、出力機能１４ｄは、セットアップ情報を投影することにより、ユーザに提供してもよい。この場合、セットアップ支援装置１０は、図示しないプロジェクタを備える。プロジェクタは、セットアップ支援装置１０と一体的に設けられてもよいし、例えば治療室内の壁や天井等、セットアップ支援装置１０とは別個に設けられてもよい。そして、出力機能１４ｄは、治療時において、プロジェクタから患者Ｐや天板３４１に対して、セットアップ情報を投影させる。例えば、出力機能１４ｄは、プロジェクションマッピングによって、計画時の患者Ｐを撮影した３次元画像を患者Ｐの体表面や天板３４１に投影する。

セットアップ支援装置１０は、計画時の患者Ｐの体勢を治療時に再現する作業を支援するのみならず、その他種々の支援を行なうこともできる。例えば、天板３４１の上で計画時の体勢を再現する前には、患者Ｐが天板３４１の上に乗りやすいように天板３４１の位置を下げたり、患者Ｐが天板３４１の上に乗ったり、患者Ｐを乗せた天板３４１の位置を上昇させたりといった種々の動作手順が存在する。また、放射線治療装置３０においては装置間の干渉が生じる場合があり、例えば天板３４１を移動させる前には回転架台３３１を退避させるといった動作手順が必要になる場合もある。セットアップ支援装置１０は、このような動作手順を記憶し、ユーザに提供することもできる。

例えば、メモリ１１は、過去の治療時に患者Ｐが天板３４１に配置されるまでの間における、放射線治療装置３０が備える可動部及び患者Ｐの動作手順を記憶する。なお、可動部とは、放射線治療装置３０において移動や回転の動作が可能な部位である。例えば、可動部には、回転架台３３１が含まれる。また、移動可能に構成される場合には、ディスプレイ３５１も可動部に含まれる。メモリ１１が記憶する動作手順は、患者Ｐに対する初回の放射線治療時における動作手順であってもよいし、２回目以降の放射線治療時における動作手順であってもよい。また、メモリ１１が記憶する動作手順は、放射線治療装置３０における制御情報から自動取得されてもよいし、ユーザがマニュアルで登録してもよい。

例えば、メモリ１１は、「架台を退避させる」、「天板を下降させる」、「固定具を配置する」、「患者を配置する」、「天板を上昇させる」、「架台を元の位置に戻す」といった動作手順を、患者Ｐの患者ＩＤに対応付けて記憶する。そして、患者Ｐに対する放射線治療のセットアップが開始された時、出力機能１４ｄは、メモリ１１から読み出した動作手順に基づいて、次に行なう可動部又は患者Ｐの動作をユーザに順次通知する。出力機能１４ｄは、次に行なう動作をディスプレイ１２に表示させてもよいし、音声等でユーザに通知してもよい。

また、セットアップ支援装置１０は、一連の動作手順全体をユーザに通知してもよいし、必要に応じて通知を行なうこととしてもよい。例えば、患者Ｐにアクセサリを装着する作業に時間がかかっている場合、出力機能１４ｄは、ユーザが患者Ｐへのアクセスに手間取っていると判定する。この場合、出力機能１４ｄは、「架台を逃がす（回転する）と患者にアクセスしやすい」旨をユーザに通知する。また、例えば、架台アーム位置が適切な状態となっていない場合、出力機能１４ｄは、治療計画データから適切な架台アーム位置を取得し、ユーザに指示する。即ち、出力機能１４ｄは、ユーザへのコーチングを行なう。このような通知やコーチングは、ディスプレイ１２の表示により行なってもよいし、音声等で行なってもよい。

また、出力機能１４ｄは、上記の通知やコーチングを、医師等のユーザでなく、患者Ｐに対して行なってもよい。例えば、出力機能１４ｄは、患者Ｐに対して、「横を向いて」、「手を上げて」といった指示を音声で行なってもよい。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、放射線治療時のセットアップを簡単かつ精度よく行なうため、セットアップ情報の出力を行なう場合について説明した。これに対して、第２の実施形態では、複数の患者を治療する順序を求めることにより、セットアップを簡単かつ精度よく行なうことを可能とする場合について説明する。第２の実施形態に係る医用情報処理システム１は、図１に示した医用情報処理システム１と同様の構成を有する。以下、第１の実施形態において説明した点については、図１～図３と同一の符号を付し、説明を省略する。

例えば、メモリ１１は、複数の患者のそれぞれに対して、各患者の放射線治療時に使用される固定具を対応付けた対応情報を記憶する。一例を挙げると、対応情報は、第１の患者に対して「固定具Ｆ４、固定具Ｆ５及び固定具Ｆ６」が対応付けられ、第２の患者に対して「固定具Ｆ４及び固定具Ｆ６」が対応付けられ、第３の患者に対して「固定具Ｆ４」が対応付けられ、第４の患者に対して「固定具Ｆ７」が対応付けられ、第５の患者に対して「固定具Ｆ６及び固定具Ｆ７」が対応付けられ、第６の患者に対して「無し」が対応付けられた情報である。このような対応情報は、治療計画データ等に基づいて自動生成されてもよいし、ユーザがマニュアルで作成してもよい。

或いは、対応情報は、計画時又は治療時の患者を撮影した画像に基づいて生成されてもよい。例えば、図１５に示したＡＲ表示を行なう場合、セットアップ支援装置１０は、計画時の患者Ｐを撮影した３次元画像をメモリ１１において保持している。セットアップ支援装置１０は、この３次元画像に基づいて患者Ｐに対応付けられた固定具を特定し、対応情報に登録することができる。

次に、算出機能１４ｃは、対応情報に基づいて、複数の患者を治療する順序を求める。例えば、算出機能１４ｃは、その日一日に治療が予定されている複数の患者についての対応情報をメモリ１１から取り込み、固定具が共通する患者が連続して治療されるように、治療の順序を求める。

例えば、第１の患者、第２の患者、第３の患者の順に治療を行なう場合、第１の患者の治療前には「固定具Ｆ４の準備」、「固定具Ｆ５の準備」、「固定具Ｆ６の準備」の作業が生じる。また、第２の患者の治療前には「固定具Ｆ５の片付け」の作業が生じる。また、第３の患者の治療前には「固定具Ｆ６の片付け」の作業が生じる。

一方、第１の患者、第３の患者、第２の患者の順に治療を行なう場合、第１の患者の治療前には「固定具Ｆ４の準備」、「固定具Ｆ５の準備」、「固定具Ｆ６の準備」の作業が生じる。また、第３の患者の治療前には「固定具Ｆ５の片付け」、「固定具Ｆ６の片付け」の作業が生じる。また、第２の患者の治療前には「固定具Ｆ６の準備」の作業が生じる。

このように、第１の患者、第２の患者、第３の患者の順に治療を行なう場合と比較して、第１の患者、第３の患者、第２の患者の順に治療を行なう場合には、セットアップのための作業量が増加する。これに対して、算出機能１４ｃは、固定具が共通する患者が連続して治療されるように治療の順序を求める。例えば、算出機能１４ｃは、図１６に示すように、６人の患者に対する治療の順番を決定する。これにより、算出機能１４ｃは、セットアップのための作業量を最小限にした、その一日における最も効率の良い治療計画（治療順序）を立てることができる。なお、図１６は、第２の実施形態に係るセットアップ支援方法の一例を示す図である。

算出機能１４ｃが求めた順序で治療を行なうことにより、ユーザの作業量が削減され、放射線治療時における患者のセットアップを簡単に行なうことができる。また、固定具を準備したり片付けたりする回数が減ることで、固定具を忘れたり間違えたりするリスクが低減され、セットアップを精度良く行なうことができるようになる。

なお、図１６においては、固定具が共通する患者が連続して治療されるように順序を求めるものとして説明したが、固定具に加えて各種アクセサリを考慮して、順序を求めてもよい。即ち、算出機能１４ｃは、固定具や心電計等のアクセサリが共通する患者が連続して治療されるように、その一日における治療順序を求める。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、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。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、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し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、各図における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

また、図１においては、単一のメモリ１１が処理回路１４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。また、図２においては、単一のメモリ２４１が処理回路２４４の各処理機能に対応するプログラムを記憶するものとして説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、複数のメモリ１１を分散して配置し、処理回路１４は、個別のメモリ１１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。同様に、複数のメモリ２４１を分散して配置し、処理回路２４４は、個別のメモリ２４１から対応するプログラムを読み出す構成としても構わない。また、メモリ１１又はメモリ２４１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構成しても構わない。この場合、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実行することで機能を実現する。

上述した実施形態に係る各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。更に、各装置にて行われる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現されうる。

また、上述した実施形態で説明したセットアップ支援方法は、予め用意されたプログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。このプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な非一過性の記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、放射線治療時における患者のセットアップを簡単かつ精度よく行なうことができる。

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なうことができる。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 医用情報処理システム
１０ セットアップ支援装置
１１ メモリ
１２ ディスプレイ
１３ 入力インターフェース
１４ 処理回路
１４ａ 制御機能
１４ｂ 取得機能
１４ｃ 算出機能
１４ｄ 出力機能
２０ Ｘ線ＣＴ装置
２３３ 天板
２４１ メモリ
２４２ ディスプレイ
２４３ 入力インターフェース
２４４ 処理回路
２４４ａ 制御機能
２４４ｂ 収集機能
２４４ｃ 出力機能
３０ 放射線治療装置
３２２ 放射線発生器
３２３ 放射線絞り器
３３１ 回転架台
３４１ 天板
３５１ ディスプレイ
４０ 画像保管装置

Claims (16)

1. 計画時の患者の体勢を表す体勢情報を取得する取得部と、
   計画時に前記患者が配置される第１の配置部材と、治療時に前記患者が配置される第２の配置部材との差異に基づいて、前記体勢情報により表される計画時の患者の体勢を治療時に再現する患者のセットアップ情報を求める算出部と、
   前記セットアップ情報の出力を行なう出力部と
   を備える、セットアップ支援装置。
2. 前記算出部は、計画時の前記患者の体勢を治療時に再現するよう、治療時において前記患者の体勢を保持する保持部材の配置位置を求め、
   前記出力部は、求められた前記配置位置に基づいて、前記第２の配置部材上で前記患者のセットアップを行なう前記セットアップ情報の出力を行なう、請求項１に記載のセットアップ支援装置。
3. 前記算出部は、治療時において前記患者の体勢を保持する保持部材の配置位置である第１の配置位置と、治療時において前記患者に装着される補助部材の配置位置である第２の配置位置とを求め、
   前記出力部は、前記第１の配置位置及び前記第２の配置位置に基づいて、前記セットアップ情報の出力を行なう、請求項１又は２に記載のセットアップ支援装置。
4. 前記第１の配置部材は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置における天板であり、
   前記第２の配置部材は、放射線治療装置における天板である、請求項１～３のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
5. ユーザの頭部に装着することのできるウェアラブルデバイスであって、
   ユーザの眼前に配置される表示部を更に備え、
   前記出力部は、前記表示部に前記セットアップ情報を表示させる、請求項１～４のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
6. 前記出力部は、前記表示部を透過して前記ユーザが視認する映像と関連付けて、前記表示部に前記セットアップ情報を表示させる、請求項５に記載のセットアップ支援装置。
7. 可視光の投影を行なうことのできるプロジェクタを更に備え、
   前記出力部は、治療時において、前記プロジェクタから前記患者又は前記第２の配置部材に対して、前記セットアップ情報を投影させる、請求項１～４のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
8. 前記出力部は、更に、計画時において前記患者の体勢を保持していた部材であって治療時において前記患者の体勢を保持していない第１部材、又は、計画時において前記患者の体勢を保持していなかった部材であって治療時において前記患者の体勢を保持している第２部材がある場合、前記第１部材又は前記第２部材の存在をユーザに通知する、請求項１～７のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
9. 過去の治療時に前記患者が前記第２の配置部材に配置されるまでの間における、前記患者の治療に用いられる放射線治療装置が備える可動部及び前記患者の動作手順を記憶するメモリを更に備え、
   前記出力部は、更に、前記動作手順に基づいて、新たな治療時に前記患者を前記第２の配置部材に配置するために次に行なう前記可動部又は前記患者の動作をユーザに通知する、請求項１～８のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
10. 前記算出部は、更に、計画時の前記患者の体勢と治療時の前記患者の体勢との差異を示すパラメータを算出し、
    前記出力部は、更に、前記パラメータを出力する、請求項１～９のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
11. 前記算出部は、前記患者の部位ごとに重み付けをして、前記パラメータを算出する、請求項１０に記載のセットアップ支援装置。
12. 前記出力部は、前記セットアップ情報として、計画時の前記患者の体勢を示す３次元画像を出力する、請求項１～１１のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
13. 前記３次元画像は、計画時の前記患者を３次元撮影した画像であって、特徴部分を強調した画像である、請求項１２に記載のセットアップ支援装置。
14. 複数の患者のそれぞれに対して、治療時に各患者の体勢を保持するために使用される保持部材を対応付けた対応情報を記憶するメモリを更に備え、
    前記算出部は、更に、前記対応情報に基づいて、前記複数の患者を治療する順序を求める、請求項１～１３のいずれか一項に記載のセットアップ支援装置。
15. 前記算出部は、前記対応情報に基づいて、前記保持部材が共通する患者が連続して治療されるように、前記順序を求める、請求項１４に記載のセットアップ支援装置。
16. 計画時の患者の体勢を表す体勢情報を取得し、
    計画時に前記患者が配置される第１の配置部材と、治療時に前記患者が配置される第２の配置部材との差異に基づいて、計画時の前記患者の体勢を治療時に再現するよう、治療時において前記患者の体勢を保持する保持部材の配置位置を求め、
    求められた前記配置位置に基づいて、前記第２の配置部材上で前記患者のセットアップを行なうセットアップ情報の出力を行なう
    ことを含む、セットアップ支援方法。

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