JP2022174704A - 患者位置決め支援システム、患者位置決め支援方法及び患者位置決め支援プログラム、並びに干渉判定支援システム、放射線治療計画支援システム及び放射線治療技能訓練システム - Google Patents

Abstract

【課題】患者の体表のマーキングを必要としない、簡易かつ再現性に優れた患者位置決めを可能とする患者位置決め装置、患者位置決め支援方法、及び患者位置決め支援プログラムの提供。【解決手段】放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援システムであって、放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて患者情報を取得する患者情報取得手段と、取得した前記患者情報に基づいて患者の三次元モデルを作成し、基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う患者位置合わせ手段と、を有する構成とする。【選択図】図１

Description

本発明は、患者位置決め支援システム、患者位置決め支援方法及び患者位置決め支援プログラム、並びに干渉判定支援システム、放射線治療計画支援システム及び放射線治療技能訓練システムに関する。

放射線治療においては、放射線を照射する腫癌などの病変（以下、「標的」と称することがある）の位置又はその範囲を決定するために、患者のコンピュータ断層撮影（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ；以下、「ＣＴ」と称する）画像が用いられる。前記ＣＴ画像は、治療時の患者の体動を抑制するために専用の固定具に患者を載置した状態で取得される（以下、「治療計画ＣＴ画像」と称することがある）。その後、放射線治療専用のコンピュータ（放射線治療計画装置）に前記「治療計画ＣＴ画像」を取り込み、標的及び周辺臓器の同定、照射条件（照射方向、照射形状等）、処方線量の設定などの放射線治療計画を実施する。

放射線治療装置による標的への照射は、前記放射線治療計画で決定した照射条件に従って数回から数十回行われる。治療期間を通じて標的に対して正確な照射を実施するには、治療寝台に載置した患者の体位（体の位置、姿勢）と「治療計画ＣＴ画像」上の患者体位が一致するように患者位置決めを治療毎に行うことが重要になる。

従来の放射線治療における患者位置決めでは、ラインレーザ照準器と患者の体表に描かれた体表マーカーが一致するように患者の位置合わせが行われていた。体表マーカーとしては、ＣＴ室のラインレーザ照準器から患者に投射されたレーザ投射線を患者の体表にマーキングしたもの、治療室のラインレーザ照準器から患者に投射されたレーザ投射線を患者の体表にマーキングしたものなどがある。
ＣＴ室で描かれる体表マーカーは、「治療計画ＣＴ画像」が持つ座標系と、実空間における治療寝台上の患者の座標系とを整合させるための指標として用いられる。一方、治療室で描かれる体表マーカーは、体内の標的位置を簡易的に体表に反映した印であるため、この体表マーカーと治療室のレーザ投射線の位置合わせにより、患者の体内の標的が放射線の照射範囲に含まれることを間接的に確認できる。

また、治療室のラインレーザ照準器は、放射線治療装置のビーム軸と、架台回転軸と、寝台回転軸との三軸を可視化している。前記三軸が最も近づく微小領域を「アイソセンタ」という。治療計画において、前記「アイソセンタ」を標的内に配置することにより、多方向から高い線量を標的に集中させることが可能になる。したがって、前記「アイソセンタ」を可視化したレーザ投射線と体表マーカーとの患者位置合わせは、標的が放射線治療装置の照射範囲に定められたことを意味する。Ｘ線撮影などによる標的位置の確認が追加実施される。なお、他の体表マーカーとしては、体の正中や腕の角度調整のために描かれるマーカーなどが挙げられる。

上述したように、従来の放射線治療では、様々な体表マーカーとレーザ投射線により、治療毎に患者の位置合わせを実施し、患者の体位の再現を行っている。しかし、体表マーカーを用いた患者位置決めは、レーザ投射線と体表マーカーによる局所的な位置合わせとなるため、患者の腕の角度、体軸のねじれ、皮膚のたるみ、又は体型変化などによって、「治療計画ＣＴ」時の体位を実際の治療寝台上で正確に再現することが困難である。また、体表マーカーは治療期間中の入浴又は摩擦などにより消える可能性があり、患者の精神的負担となる。更に、体表マーカーが消えてしまった場合は、治療寝台上でのＸ線撮影などを介した再マーキングが必要となる。このことは、治療時間の遅延に繋がり医療スタッフの負担となる。

そこで、前記体表マーカーの利用を大幅に削減することができる手法として、患者体表の三次元スキャンデータを「治療計画ＣＴ」撮影時と治療時にそれぞれ取得し、両者を比較する方法が報告されている（例えば、非特許文献１及び２参照）。この報告では、スリット状の可視光等を患者に投影し、その反射光を光学式カメラで検出する。これにより、患者体表の三次元スキャンデータによる患者の位置合わせが可能となる。しかし、前記報告の手法では、光学式カメラが天井に固定されているため、スリット状の可視光が投影できない部分の情報欠損が生じる。また、認識精度の向上を図るには複数台のカメラの設置が必要であり、これらの配備費用及び施工費用によるコスト増加は、臨床導入に向けた課題となる。

一般的な放射線治療では、患者のＣＴ画像を取得後、前記ＣＴ画像を治療計画用コンピュータに取り込み放射線治療計画が実施される。前記放射線治療計画では、標的及び周辺の正常組織を同定し、それらの位置情報から、照射方向、照射範囲などが設定される。その後、放射線治療室の放射線治療装置によって、放射線治療計画に従った患者への照射が実施される。前記放射線治療計画では、正常臓器を避けつつ標的に線量を投与するため、様々な方向からの放射線の照射を検討する。前記放射線治療装置は、多方向からの照射を可能にする複数の可動部が備わっている。前記放射線治療装置の主な可動部としては、照射ヘッドからのビーム軸、放射線治療装置架台の回転軸、及び寝台天板の回転軸がある。これら三軸の交点（アイソセンタ）に標的の中心を合わせることにより、照射方向に富んだ放射線治療計画及び照射が可能になる。また、複数の可動部の広角な操作は、放射線治療装置と寝台天板の干渉及び放射線治療装置と患者の干渉の少なくともいずれかのリスクを高くするため、医療事故の危険性を伴っている。

放射線治療装置の広角な可動を活用した治療の代表例として、定位放射線治療及び電子線治療が挙げられる。
前記定位放射線治療は、多方向（１０方向程度）から放射線を標的に対し集中させて、一度に高線量を照射する治療法である。この治療法では、正常臓器への線量を極力減少させつつ、標的への線量集中性を高めるため、各照射方向がアイソセンタを中心に三次元的に分布している。このような広角な照射方向の設定は、放射線治療装置架台の回転軸及び寝台天板の回転軸によって実現する。

前記電子線治療は、体内深くまで進行しにくい（飛程が短い）電子線の特性を利用し、体表付近の標的に対して照射する治療法である。電子線は、ビーム出射口から体表に到達するまで空気中で拡散（散乱）する特性がある。これに対応するため、放射線治療装置の照射口には専用の絞り筒（以下、「アプリケータ」と称することもある）が装着される。患者の体型及び標的位置に合わせて可動軸を調整し、アプリケータ先端を可能な限り標的に接近又は密着させる。これにより、電子線の散乱を抑えつつ、標的に限局した照射が実現できる。

上記定位放射線治療方法及び電子線治療方法においては、照射ヘッドと患者、固定具、寝台天板の干渉及び衝突を回避するため、放射線治療計画前又は放射線治療前に実際の放射線治療装置を用いて干渉試験を行う。前記干渉試験において患者及び放射線治療装置の接触及び近接が確認されると、その条件を除く設定で再び放射線治療計画が実施される。前記干渉試験は必要に応じて医師の立ち合いのもと行われる。前記干渉試験により放射線治療の安全性は担保される。しかし、前記干渉試験中は放射線治療室が占有されるため、他の患者の放射線治療などの照射スケジュールが制限される。
したがって、照射業務を停止することなく、干渉試験を行うためには、別室に放射線治療室（例えば、放射線治療装置及び寝台天板の正確な配置）を再現することが望まれるが、施設内スペース及び疑似放射線治療装置の作製コストなどから実現は困難であるのが現状である。

『Ｔｈｅ Ｒｏｌｅ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｉｎ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ ［ｏｎｌｉｎｅ］，［２０２１年４月３０日検索］，インターネット，ＵＲＬ：＜ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｓｃｉｅｎｃｅｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ／ｓｃｉｅｎｃｅ／ａｒｔｉｃｌｅ／ｐｉｉ／Ｓ１０５３４２９６１８３００１５８？ｃａｓａ＿ｔｏｋｅｎ＝ＡXＡｈ８ｗＹ８７XＹＡＡＡＡＡ：ｍｐ＿ＵＭｃ－ｓＧＵ３Ｐ－０２－７Ｎ０ｋｒＩｌＪＹｙＡ－ｕ＿ｊＬ９４ＭＰｙ４ａｘＩ３Ｕ４ｏｕＮｅＧｃｘｅＬＷＩＤＵｌ５Ｍｇｍ＿ｊＪ６ＣＵＩｓｗ＞』 『Ｒｅｃｅｎｔ ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｇｕｉｄｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ ［ｏｎｌｉｎｅ］，［２０２１年４月３０日検索］，インターネット，ＵＲＬ：＜ｈｔｔｐｓ：／／ｒｏ－ｊｏｕｒｎａｌ．ｂｉｏｍｅｄｃｅｎｔｒａｌ．ｃｏｍ／ｔｒａｃｋ／ｐｄｆ／１０．１１８６／ｓ１３０１４－０２０－０１６２９－ｗ．ｐｄｆ＞』

本発明は、患者の体表のマーキングを必要としない、簡易かつ再現性に優れた患者位置決めを可能とする患者位置決め支援システム、患者位置決め支援方法、及び患者位置決め支援プログラムを提供することを目的とする。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、ＣＴ室又は放射線治療計画室などにおいて安全かつ詳細な干渉試験を実施できる干渉判定支援システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、放射線治療計画室などにおいて安全かつ詳細な放射線治療計画を実施できる放射線治療計画支援システムを提供することを目的とする。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、病院や大学の実習室などにおいて放射線治療技能訓練を実施できる放射線治療技能訓練システムを提供することを目的とする。

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援システムであって、
放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて患者情報を取得する患者情報取得手段と、
取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う患者位置合わせ手段と、
を有することを特徴とする患者位置決め支援システムである。
＜２＞ 前記基準点が二次元コードに記憶された情報である、前記＜１＞に記載の患者位置決め支援システムである。
＜３＞ 前記患者の画像が患者のＣＴ画像である、前記＜１＞から＜２＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムである。
＜４＞ 前記患者情報が、患者の体表情報、患者の体内情報、及び照射条件の少なくともいずれかである、前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムである。
＜５＞ 前記患者位置合わせ手段が、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）に対応したデバイスを含む、前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムである。
＜６＞ 前記患者位置合わせ手段が前記基準点及び前記仮想基準点を基準とし、現実空間と仮想空間の座標系を一致させる、前記＜５＞に記載の患者位置決め支援システムである。
＜７＞ 前記患者位置合わせ手段が治療寝台上の患者と、仮想空間に表示した前記患者の三次元モデルとを重ね合わせて表示する、前記＜５＞から＜６＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムである。
＜８＞ 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援方法であって、
放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得する患者情報取得工程と、
取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う患者位置合わせ工程と、
を含むことを特徴とする患者位置決め支援方法である。
＜９＞ 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援プログラムであって、
放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得し、
取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う処理、
をコンピュータに行わせることを特徴とする患者位置決め支援プログラムである。
＜１０＞ 仮想空間に仮想治療装置及び仮想寝台と、前記仮想寝台上に放射線治療を行う患者の三次元モデルとを配置し、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）により現実空間と複合させて、前記仮想治療装置の仮想的な操作による干渉試験を行い、前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかの有無を判定することを特徴とする干渉判定支援システムである。
＜１１＞ 放射線治療を行う患者と前記患者の三次元モデルとの位置合わせを、請求項１から７のいずれかに記載の患者位置決め支援システムを用いて行う、前記＜１０＞に記載の干渉判定支援システムである。
＜１２＞ 前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかが生じた際に警告を発する警告機構を有する、前記＜１０＞から＜１１＞のいずれかに記載の干渉判定支援システムである。
＜１３＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、
前記＜１０＞及び＜１２＞のいずれかに記載の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、
を有することを特徴とする放射線治療計画支援システムである。
＜１４＞ 前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、
前記＜１０＞及び＜１２の＞いずれかに記載の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、
を有することを特徴とする放射線治療技能訓練システムである。

本発明によると、患者の体表のマーキングを必要としない、簡易かつ再現性に優れた患者位置決めを可能とする患者位置決め支援システム、患者位置決め支援方法、及び患者位置決め支援プログラムを提供することができる。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、ＣＴ室又は放射線治療計画室などにおいて安全かつ詳細な干渉試験を実施できる干渉判定支援システムを提供することができる。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、放射線治療計画室などにおいて安全かつ詳細な放射線治療計画を実施できる放射線治療計画支援システムを提供することができる。
また、本発明は、放射線治療室を使用することなく、病院や大学の実習室などにおいて放射線治療技能訓練を実施できる放射線治療技能訓練システムを提供することができる。

図１は、実空間に基準点（ＱＲコード（登録商標））を配置し、模擬患者の頭部をＣＴ撮影する状態を示す図である。 図２Ａは、ＣＴ画像を取得する際におけるレーザ投射線によって表されるＣＴ画像の基準点とＱＲコード（登録商標）によって表される基準点を一致させた図である（その１）。 図２Ｂは、ＣＴ画像を取得する際におけるレーザ投射線によって表されるＣＴ画像の基準点とＱＲコード（登録商標）によって表される基準点を一致させた図である（その２）。 図２Ｃは、ＣＴ画像を取得する際におけるレーザ投射線によって表されるＣＴ画像の基準点とＱＲコード（登録商標）によって表される基準点を一致させた図である（その３）。 図３は、撮影したＣＴ画像から仮想基準点を含む模擬患者の体表の３Ｄモデルを生成した状態を示す図である。 図４は、仮想基準点を座標中心（原点）として、仮想空間に模擬患者の３Ｄモデルを配置した状態を示す図である。 図５は、実空間と仮想空間の座標系を整合し、模擬患者の３Ｄモデルを寝台上に描出した状態を示す図である。 図６は、ＭＲ（複合現実）上で模擬患者の３Ｄモデルに模擬患者が一致するように位置合わせを行う状態を示す図である。 図７Ａは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その１）。 図７Ｂは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その２）。 図７Ｃは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その３）。 図７Ｄは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その４）。 図８Ａは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その１）。 図８Ｂは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その２）。 図８Ｃは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その３）。 図８Ｄは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である（その４）。 図９Ａは、ＣＴ画像から作成した模擬患者の３Ｄ形状のデータの一例を示す図である（その１）。 図９Ｂは、ＣＴ画像から作成した模擬患者の３Ｄ形状のデータの一例を示す図である（その２）。 図９Ｃは、ＣＴ画像から作成した模擬患者の３Ｄ形状のデータの一例を示す図である（その３）。 図９Ｄは、ＣＴ画像から作成した模擬患者の３Ｄ形状のデータの一例を示す図である（その４）。 図１０Ａは、得られた模擬患者の３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭデータ）をＳＴＬ変換した後のＳＴＬデータの一例を示す図であり、既成のデータ変換アプリを使用した例である。 図１０Ｂは、得られた模擬患者の３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭデータ）をＳＴＬ変換した後のＳＴＬデータの一例を示す図であり、自作のデータ変換アプリを使用した例である。 図１１Ａは、得られたＳＴＬデータを３Ｄモデル編集ソフトで編集したオブジェクトデータ（実際に表示する仮想世界のデータ）の一例を示す図である（その１）。 図１１Ｂは、得られたＳＴＬデータを３Ｄモデル編集ソフトで編集したオブジェクトデータ（実際に表示する仮想世界のデータ）の一例を示す図である（その２）。 図１１Ｃは、得られたＳＴＬデータを３Ｄモデル編集ソフトで編集したオブジェクトデータ（実際に表示する仮想世界のデータ）の一例を示す図である（その３）。 図１１Ｄは、得られたＳＴＬデータを３Ｄモデル編集ソフトで編集したオブジェクトデータ（実際に表示する仮想世界のデータ）の一例を示す図である（その４）。 図１２は、患者位置合わせに必要な情報画面の表示の一例を示す図である。 図１３Ａは、放射線治療計画時に取得される模擬患者の体内の放射線分布を表示した状態の一例を示す図である（その１）。 図１３Ｂは、放射線治療計画時に取得される模擬患者の体内の放射線分布を表示した状態の一例を示す図である（その２）。 図１４は、本発明の患者位置決め支援システムのハードウェア構成の一例を示す図である。 図１５は、本発明の患者位置決め支援システムの機能構成の一例を示す図である。 図１６は、本発明の患者位置決め支援方法の処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図１７は、放射線治療装置における３つの可動軸（照射ヘッドのビーム軸、装置架台の回転軸、及び寝台天板の回転軸）を示す概略図である。 図１８Ａは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を正面から見た図であり、ガントリ角度０°の状態である。 図１８Ｂは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を正面から見た図であり、ガントリ角度９０°の状態である。 図１８Ｃは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を正面から見た図であり、ガントリ角度２７０°の状態である。 図１８Ｄは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を正面から見た図であり、ガントリ角度１８０°の状態である。 図１８Ｄは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を横から見た図であり、ガントリ角度１８０°の状態である。 図１９Ａは、放射線治療装置における寝台天板の回転を正面から見た図であり、寝台角度０°の状態である。 図１９Ｂは、放射線治療装置における寝台天板の回転を正面から見た図であり、寝台角度９０°の状態である。 図１９Ｃは、放射線治療装置における寝台天板の回転を正面から見た図であり、寝台角度２７０°の状態である。 図１９Ｄは、放射線治療装置における寝台天板の回転及び架台回転を正面から見た図であり、寝台角度４５°、ガントリ角度２７０°の状態である。 図２０Ａは、放射線治療装置におけるビーム軸回転を照射口の下から見た図であり、コリメータ角度０°の状態である。 図２０Ｂは、放射線治療装置におけるビーム軸回転を照射口の下から見た図であり、コリメータ角度３０°の状態である。 図２０Ｃは、放射線治療装置におけるビーム軸回転を照射口の下から見た図であり、コリメータ角度６０°の状態である。 図２０Ｄは、寝台天板の回転及び架台回転を正面から見た図であり、コリメータ角度６０°、ガトリン角度４５°、寝台角度０°の状態である。 図２１Ａは、寝台天板の上下移動を横から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が上方に移動する状態である。 図２１Ｂは、寝台天板の上下移動を横から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が下方に移動する状態である。 図２２Ａは、寝台天板の左右移動を正面から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が左に移動する状態である。 図２２Ｂは、寝台天板の左右移動を正面から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が右に移動する状態である。 図２３Ａは、寝台天板の前後移動を横から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が前方に移動する状態である。 図２３Ｂは、寝台天板の前後移動を横から見た図であり、放射線治療装置における寝台天板が後方に移動する状態である。 図２４Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、ガントリ角度２７０°であり、かつ寝台角度３０°の場合において、寝台天板左と照射ヘッド（ガントリヘッド）との干渉が生じることを示している。 図２４Ｂは、放射線治療装置の横から見た図であり、ガントリ角度２７０°であり、かつ寝台角度３０°の場合において、寝台天板左と照射ヘッド（ガントリヘッド）との干渉が生じることを示している。 図２５Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、ガントリ角度３１５°かつ寝台角度９０°の場合に、照射ヘッド（ガントリヘッド）の左側と患者との干渉、及びアプリケータの先端と患者との干渉が生じることを示している。 図２５Ｂは、放射線治療装置の横から見た図であり、ガントリ角度３１５°であり、かつ寝台角度９０°の場合において、照射ヘッド（ガントリヘッド）の左側と患者との干渉、及びアプリケータの先端と患者との干渉が生じることを示している。 図２６は、１／２０スケールの放射線治療装置のプラモデルの一例を示す図である。 図２７は、仮想治療装置モデルの外観の一例を示す図である。 図２８Ａは、放射線治療装置を正面から見た図であり、実際の放射線治療室における放射線治療装置の配置状態の一例を示す。 図２８Ｂは、仮想治療装置を正面から見た図であり、ＣＴ室に再現した仮想治療装置の配置状態の一例を示す。 図２８Ｃは、仮想治療装置を左斜めから見た図であり、ＣＴ室に再現した仮想治療装置の配置状態の一例を示す。 図２９は、仮想世界上の仮想操作盤の一例を示す図である。 図３０Ａは、仮想空間上に映し出された仮想操作盤による仮想治療装置の操作を行っている状態を示す図である。 図３０Ｂは、図３０Ａの仮想操作盤の操作により、実際の放射線治療装置１の架台が９０°回転した状態を示す図である。 図３０Ｃは、図３０Ａの仮想操作盤の操作により、ＣＴ室に再現された仮想治療装置３の架台が９０°回転した状態を示す図である。 図３１は、現実世界と仮想世界を整合させるためのＱＲコード（登録商標）を載せた取付治具を設置した状態を示す図である。 図３２は、仮想取付治具の基準点と仮想基準点を整合させる状態を示す図である。 図３３は、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）上における照射シミュレーションを実施する状態を示す図である。 図３４は、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）上における干渉発生時の警告状態を示す図である。 図３５Ａは、仮想治療装置における干渉試験の駆動例を示し、干渉試験前の仮想治療装置と模擬患者の状態である。 図３５Ｂは、仮想治療装置における干渉試験の駆動例を示し、仮想治療装置と模擬患者の干渉発生時の状態である。 図３６は、仮想治療装置における干渉試験の駆動例を示し、仮想操作盤で操作した仮想治療装置の移動及び回転の値を記録及び転送する状態である。 図３７Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の放射線治療装置における寝台を左に移動させた状態である。 図３７Ｂは、仮想治療装置の横から見た図であり、ＣＴ室において仮想治療装置を相対的に右に移動した状態である。 図３８Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の放射線治療装置における寝台を右に移動させた状態である。 図３８Ｂは、仮想治療装置の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置を相対的に左に移動した状態である。 図３９Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の寝台を９０°回転させた状態を示す図である。 図３９Ｂは、仮想治療装置の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置を相対的に２７０°回転した状態を示す図である。 図４０Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の寝台を２７０°回転させた状態を示す図である。 図４０Ｂは、仮想治療装置の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置を相対的に９０°回転した状態を示す図である。 図４１は、ＣＴ室におけるＭｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）を介した電子線治療の照射条件設定の例を示す図であり、干渉発生時の状態である。 図４２は、仮想治療装置の照射口側から標的を確認した状態を示す図である。

（患者位置決め支援システム及び患者位置決め支援方法）
本発明の患者位置決め支援システムは、患者情報取得手段と、患者位置合わせ手段とを有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。

本発明の患者位置決め支援方法は、患者情報取得工程と、患者位置合わせ工程とを含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。

本発明の患者位置決め支援方法は、本発明の患者位置決め支援システムにより好適に実施することができ、患者情報取得工程は患者情報取得手段により行うことができ、患者位置合わせ工程は患者位置合わせ手段により行うことができ、その他の工程はその他の手段により行うことができる。

本発明の患者位置決め支援システム及び患者位置決め支援方法は、放射線治療を行う際の患者の位置決めに好適に用いられ、従来技術のように患者の体表のマーキングを必要としない、簡易かつ再現性に優れた患者位置決めを可能とする画期的な新技術である。
前記放射線治療とは、例えば、ガンマ線、Ｘ線、粒子線を腫癌等の病変（標的）へ照射することにより、癌細胞を破壊する治療法である。前記粒子線としては、例えば、中性子線、陽子（水素）線、ヘリウム線、炭素線などが挙げられる。

＜患者情報取得工程及び患者情報取得手段＞
前記患者情報取得工程は、放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得する工程であり、患者情報取得手段により実施される。前記患者情報取得手段としては、放射線治療計画装置などが挙げられる。
前記放射線治療計画装置は、患者の画像等から得られる患者体内の情報を基に、標的及び周辺臓器を三次元形状データとして特定し、任意の照射条件（照射方向、照射形状等）での患者体内の線量分布を数値計算によりシミュレートする機能を有する計算機（コンピュータ）のことである。
患者の画像は、治療時の患者の体動を抑制するために専用の固定具に患者を載置した状態で撮影される。
前記患者の画像としては、Ｘ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ）装置を用いて撮影されるＣＴ画像が好適に用いられる。なお、前記ＣＴ装置の代わりに、例えば、コーンビームＣＴ装置、磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置、ＰＥＴ－ＣＴ装置、又はこれらの装置を組み合わせて用いることもできる。

前記基準点は二次元コードに記憶された情報であることが好ましい。二次元コードとしては、例えば、ＱＲコード（登録商標）などが挙げられる。
患者情報は、患者情報取得手段としての放射線治療計画装置に撮影した患者の画像を取り込むことにより取得できる。
前記患者情報としては、患者の体表情報、患者の体内情報、及び照射条件の少なくともいずれかであることが好ましい。
前記患者の体表情報としては、例えば、患者の体の表面に関する情報であり、患者の体の形状、大きさ、構造などが挙げられる。
前記患者の体内情報としては、例えば、患者の体内の標的（放射線を照射する腫瘍等の病変）及び周辺臓器の位置情報、形状、大きさなどが挙げられる。
前記照射条件としては、例えば、照射角度、照射位置、放射線の体内分布の位置及び角度、放射線の種類、放射線量などが挙げられる。

＜患者位置合わせ工程及び患者位置合わせ手段＞
前記患者位置合わせ工程は、取得した前記患者情報に基づいて、前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う工程であり、患者位置合わせ手段により実施される。

前記患者情報に基づく患者の三次元モデルの作成は、患者の画像により取得した患者情報に基づき、例えば、ＩｎＶｅｓａｌｉｕｓ、ＭｅｓｈＬａｂ又はＢｌｅｎｄｅｒなどの３Ｄモデル編集ソフトを組合せることにより作成することができる。ＩｎＶｅｓａｌｉｕｓでは、ＤＩＣＯＭファイルから患者の体表データのみをＳＴＬファイルへ変換可能である。また、ＭｅｓｈＬａｂ及びＢｌｅｎｄｅｒでは、ＤＩＣＯＭファイルは扱えないが、ＳＴＬファイルに変換された三次元モデルのメッシュ編集及びＯＢＪファイルへの変換が可能である。

前記患者位置合わせ手段は、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ；複合現実）に対応したデバイスを用いて行うことが好ましい。
前記ＭＲとは、コンピュータ上の仮想世界と現実世界を複合させた世界を視界に映し出す技術であり、Ｅｘｔｅｎｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＸＲ）と称することもある。

前記ＭＲに対応したデバイスとしては、ＭＲ専用Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ）などが挙げられる。
前記ＭＲにおける視覚化は、サングラスのような形状をした市販のＭＲ専用Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ）を操作者の頭部に装着し、コンピュータの仮想世界を視野内に映し出しながら現実世界を視認することが実現可能となる。
前記ＭＲ（複合現実）の利用により、治療寝台には「治療計画ＣＴ画像」を完全再現することが可能になる。また、操作者は治療室内を自由に行動しつつ、ＨＭＤを介して様々な角度からＣＴ画像と寝台上の患者を比較して、患者の体位の調整が可能になる。このような患者位置合わせは、操作者が直接患者に触れて行うため、ＨＭＤ利用時にコントローラを必要としないＨｏｌｏｌｅｎｓ２（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）を用いることが好ましい。
また、操作者がＨＭＤを頭部に装着することにより、天井の固定カメラのようにそれ自身が障害物になることがなく、また治療室にカメラを追配備するが必要ないため、施工費用の削減が可能である。

前記患者位置合わせ手段は、前記基準点及び前記仮想基準点を基準とし、現実空間と仮想空間の座標系を一致させることにより、患者の位置決めを行うことができる。
前記患者位置合わせ手段は、治療寝台上の患者と、仮想空間に表示した前記患者の三次元モデルとを重ね合わせて表示し、位置合わせを行うことができる。

＜その他の工程及びその他の手段＞
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、通信工程、入力工程などが挙げられる。
前記その他の手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、通信手段、入力手段などが挙げられる。

以下、本発明のＭＲを用いた患者位置決め支援システム及び患者位置決め支援方法について、図面を参照して詳細に説明する。

（１）図１に示すように、実空間に基準点（ＱＲコード（登録商標）２０２）を配置し、模擬患者２０５のＣＴ画像を撮影する。
現実世界と仮想世界の三次元座標系の一致には、１０ｃｍ×１０ｃｍの大きさのＱＲコード（登録商標）２０２を用いる。現実世界のＱＲコード（登録商標）２０２の左上端がコンピュータ上の仮想世界の原点となる。
ＱＲコード（登録商標）２０２を配置するために、１０ｃｍ×１０ｃｍ平面を備えた取付治具２０４を作製し、ＱＲコード（登録商標）２０２を取付治具２０４の上面に取り付ける。取付治具２０４には、レーザ投射線との位置合わせが可能な罫書やラインなどの印を設けることが好ましい。

（２）図１に示すように、ＣＴ装置の寝台に、模擬患者２０５の１０ｃｍ程度頭側に上記（１）の取付治具２０４を設置する。その際、図２Ａに示すように、ＱＲコード（登録商標）２０２の左辺と上辺をレーザ投射線と一致させる。また、図２Ｂに示すように、レーザ投射線の交点（ＣＴ画像の基準点）がＱＲコード（登録商標）２０２の左上端（仮想空間における原点）に一致するように位置合わせを行う。
次に、取付治具２０４の設置が完了したら、図２Ｃに示すように、ＱＲコード（登録商標）２０２を含めてＣＴ装置２０６によりＣＴ撮影を行う。これにより、ＣＴ画像を含む仮想世界の原点と現実世界のＱＲコード（登録商標）上の原点を一致させることが可能になる。

（３）撮影したＣＴ画像を放射線治療計画装置（例えば、Ｅｃｌｉｐｓｅ（Ｖａｒｉａｎ社製））に取り込み、位置合わせに用いる患者情報（例えば、患者の体表データ、患者体内の標的の三次元形状のデータなど）をＤＩＣＯＭ（ＤＩＣＯＭ－ＲＴ）ファイルとして取得する。
前記ＤＩＣＯＭ（ダイコム）とは、ＣＴ装置などで撮影した医用画像のフォーマットと、それらを扱う医用画像機器間の通信プロトコルを定義した標準規格である。ＤＩＣＯＭ－ＲＴとは、ＤＩＣＯＭにおける放射線治療分野の情報について定義した規格である。

（４）図３に示すように、患者のＣＴ画像及び治療計画で作成した標的の三次元（３Ｄ）形状のデータをとして放射線治療計画装置から取り出し、作成したＰｙｔｈｏｎコードによってＤＩＣＯＭ－ＲＴファイルからＳＴＬ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｌａｎｇｕａｇｅ）ファイルに変換し、フアセットと呼ばれる微小な三角形の集合による近似的な立体形状データにする。その後、ＭｅｓｈＬａｂ又はＢｌｅｎｄｅｒなどの３Ｄモデル編集ソフトにより、立体形状の表面にテクスチャ（色又は配色）が可能になるオブジェクトファイル（ＯＢＪファイル）に変換する。
なお、ＤＩＣＯＭ（ＤＩＣＯＭ－ＲＴ）ファイルからＯＢＪファイルへの変換は他のアプリケーションを用いても可能であり、様々なアプローチが可能である。

図９Ａ～図９Ｄは、ＣＴ画像から作成した３Ｄ形状のデータの一例を示す図である。放射線治療計画装置に取り込んだ模擬患者のＣＴ画像から抽出した３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭ又はＤＩＣＯＭ－ＲＴデータ）である。
図１０Ａは、得られた模擬患者の３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭデータ）をＳＴＬ変換した後のＳＴＬデータを示す図であり、既成のデータ変換アプリを使用した例である。なお、既成アプリによるＳＴＬデータ変換はＤＩＣＯＭデータのみに対応する（ＤＩＣＯＭ－ＲＴデータには非対応）。
図１０Ｂは、得られた模擬患者の３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭデータ）をＳＴＬ変換した後のＳＴＬデータを示す図であり、自作のデータ変換アプリを使用した例である。放射線治療計画装置上で設定した体情報データに対応する。なお、３Ｄ形状のデータ（ＤＩＣＯＭ－ＲＴデータ）をＳＴＬデータに変換可能であることを確認済みである。

（５）仮想世界と現実世界を複合させるソフトウェアの開発にはゲーム開発エンジンのＵｎｉｔｙ（Ｕｎｉｔｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製）又はＭＲツールキット（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）などを用いることができる。
例えば、Ｕｎｉｔｙに上記（３）の模擬患者及び取付治具のオブジェクトファイル（ＯＢＪファイル）を読み込む。仮想空間に取付治具の平面と同サイズ（１０ｃｍ×１０ｃｍ）の仮想平面を作成し、仮想平面の左上端を仮想空間の原点に一致させる。更に、上記（４）で生成したＯＢＪファイルの取付治具の平面の左上端を仮想空間の原点に一致させて配置する。
図１１Ａ～図１１Ｄは、得られたＳＴＬデータを３Ｄモデル編集ソフトで編集したオブジェクトデータ（実際に表示する仮想世界のデータ）を示す図である。ＳＴＬデータをＵｎｉｔｙに読み込み、オブジェクトデータとして仮想世界に三次元配置する。

（６）基準点を含むＱＲコード（登録商標）を追跡するＣ＃スクリプトコードを作成し、上記（５）の仮想平面に関連付ける。これにより、仮想世界の取付治具の平面が現実世界の取付治具上のＱＲコード（登録商標）を追跡し、仮想世界と現実世界の取付治具が一致するようになる。

（７）Ｕｎｉｔｙで作成したソフトウェアをビルドし、Ｗｉｎｄｏｗｓで実行可能なファイルにする。得られた実行ファイルをＶｉｓｕａｌ Ｓｔｕｄｉｏ ２０１９（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）からＨＭＤとしてのＨｏｌｏｌｅｎｓ２（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）に転送する。

（８）図４に示すように、治療室において、寝台上に取付治具２０４を設置し、治療室のレーザ投射線とＱＲコード（登録商標）２０２の左辺と上辺を一致させる。ラインレーザにより可視化された「アイソセンタ」とＱＲコード（登録商標）２０２の左上端が一致していることを確認する。

（９）操作者はＨＭＤとしてのＨｏｌｏｌｅｎｓ２（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）を頭部に装着し、ソフトウェアを起動する。図５に示すように、仮想世界の仮想平面がＱＲコード（登録商標）２０２を追跡し、実際の取付治具２０４と仮想平面が合致することを確認する。これにより、現実世界の治療寝台上に模擬患者の３Ｄモデル２０３及び模擬腫瘍２００の三次元形状がＨＭＤ越しに確認可能になる。ＨＭＤ利用時にコントローラを必要としないＨｏｌｏｌｅｎｓ２（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）を用いた患者位置決めでは、操作者は両手を使って患者の体位を調整することができるので、利便性が向上する。

ここで、図７Ａ～図７Ｄは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である。治療寝台の上に模擬患者の３Ｄモデル２０３のみを表示した状態を示す。
図８Ａ～図８Ｄは、仮想空間における模擬患者の３Ｄモデルを現実空間に投影したときの一例を示す図である。図８Ａ～図８Ｄでは、治療寝台の上で、模擬患者２０５（実際の人間）と模擬患者の３Ｄモデル２０３とを重ね合わせた状態を示す。
図１２は、患者位置合わせに必要な各種情報を表示する情報画面２０７の一例を示す図である。図１２に示すように、患者位置合わせに必要な情報画面２０７は仮想現実に表示でき、操作者の手の動きに対応して情報画面を視野内で移動させることができる。そのため、操作者がマウスを使用する必要がないので衛生的である。

（１０）図６に示すように、治療寝台上に映し出された模擬患者の３Ｄモデル２０３に実際の模擬患者２０５が合致するように様々な方向から位置合わせを行う。その後、放射線治療計画装置（例えば、Ｅｃｌｉｐｓｅ（Ｖａｒｉａｎ社製））で決定したＣＴ画像の原点から標的までの距離にしたがって、治療寝台上を移動させる。これにより、治療計画と同様に標的が「アイソセンタ」に移動する。患者の体表に可視光で映し出された照射形状の延長線上に標的が位置していることを確認できる。なお、図６中２０８は放射線照射装置である。

図１３Ａ～図１３Ｂは、放射線治療計画時に取得される模擬患者２０５の体内の放射線分布を表示させた状態を示す図である。図１３Ａ及び図１３Ｂでは、模擬腫瘍２００に対して、照射する放射線２０１が表示されている。このような放射線２０１の体内分布の位置及び角度から、患者位置決めに誤りがないかを確認することができる。即ち、実際の放射線治療装置２０８の照射角度及び照射位置との整合確認が可能となる。

（患者位置決め支援プログラム）
本発明の患者位置決め支援プログラムは、放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援プログラムであって、
放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得し、
取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う処理、をコンピュータに行わせる。

本発明の患者位置決め支援プログラムは、例えば、本発明の患者位置決め支援方法をコンピュータに実行させるプログラムとすることができる。また、本発明の患者位置決め支援プログラムにおける好適な態様は、例えば、本発明の患者位置決め支援方法における好適な態様と同様にすることができる。

本発明の患者位置決め支援プログラムは、使用するコンピュータシステムの構成及びオペレーティングシステムの種類・バージョンなどに応じて、公知の各種のプログラム言語を用いて作成することができる。

本発明の患者位置決め支援プログラムは、内蔵ハードディスク、外付けハードディスクなどの記録媒体に記録しておいてもよいし、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどの記録媒体に記録しておいてもよい。
更に、本発明の患者位置決め支援プログラムを、上記の記録媒体に記録する場合には、必要に応じて、コンピュータシステムが有する記録媒体読取装置を通じて、これを直接又はハードディスクにインストールして使用することができる。また、コンピュータシステムから情報通信ネットワークを通じてアクセス可能な外部記憶領域（他のコンピュータなど）に本発明の患者位置決め支援プログラムを記録しておいてもよい。この場合、外部記憶領域に記録された本発明の患者位置決め支援プログラムは、必要に応じて、外部記憶領域から情報通信ネットワークを通じてこれを直接、又はハードディスクにインストールして使用することができる。
なお、本発明の患者位置決め支援プログラムは、複数の記録媒体に、任意の処理毎に分割されて記録されていてもよい。

＜コンピュータが読み取り可能な記録媒体＞
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の患者位置決め支援プログラムを記録してなる。
本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、内蔵ハードディスク、外付けハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＭＯディスク、ＵＳＢメモリなどが挙げられる。
また、本発明に関するコンピュータが読み取り可能な記録媒体は、本発明の患者位置決め支援プログラムが任意の処理毎に分割されて記録された複数の記録媒体であってもよい。

以下では、装置の構成例及びフローチャートなどを用いて、本発明で開示する技術の一例を更に詳細に説明する。
図１４に、本発明の患者位置決め支援システムのハードウェア構成例を示す。
この図１４に示す本発明の患者位置決め支援システム１００においては、例えば、制御部１０１、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、Ｉ／Ｏインターフェイス１０４、通信インターフェイス１０５、入力装置１０６、出力装置１０７、表示装置１０８が、システムバス１０９を介して接続されている。

制御部１０１は、演算（四則演算、比較演算等）、ハードウェア及びソフトウェアの動作制御などを行う。制御部１０１としては、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）であってもよいし、本発明の患者位置決め支援システムに用いるマシンの一部であってもよく、これらの組み合わせでもよい。
制御部１０１は、例えば、主記憶装置１０２などに読み込まれたプログラム（例えば、本発明の患者位置決め支援プログラムなど）を実行することにより、種々の機能を実現する。
本発明の患者位置決め支援システムにおける制御機能部が行う処理は、例えば、制御部１０１により行うことができる。

主記憶装置１０２は、各種プログラムを記憶するとともに、各種プログラムを実行するために必要なデータ等を記憶する。主記憶装置１０２としては、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）の少なくともいずれかを有するものを用いることができる。
ＲＯＭは、例えば、ＢＩＯＳ（Ｂａｓｉｃ Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などの各種プログラムなどを記憶する。また、ＲＯＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）などが挙げられる。
ＲＡＭは、例えば、ＲＯＭ、補助記憶装置１０３などに記憶された各種プログラムが、制御部１０１により実行される際に展開される作業範囲として機能する。ＲＡＭとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などが挙げられる。

補助記憶装置１０３としては、各種情報を記憶できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）などが挙げられる。また、補助記憶装置１０３は、ＣＤドライブ、ＤＶＤドライブ、ＢＤ（Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標） Ｄｉｓｃ）ドライブなどの可搬記憶装置としてもよい。
また、本発明の患者位置決め支援プログラムは、例えば、補助記憶装置１０３に格納され、主記憶装置１０２のＲＡＭ（主メモリ）にロードされ、制御部１０１により実行される。

Ｉ／Ｏインターフェイス１０４は、各種の外部装置を接続するためのインターフェイスである。Ｉ／Ｏインターフェイス１０４は、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ ＲＯＭ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ ＲＯＭ）、ＭＯディスク（Ｍａｇｎｅｔｏ－Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）、ＵＳＢメモリ〔ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ） ｆｌａｓｈ ｄｒｉｖｅ〕などのデータの入出力を可能にする。

通信インターフェイス１０５としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、無線又は有線を用いた通信デバイスなどが挙げられる。

入力装置１０６としては、本発明の患者位置決め支援システム１００に対する各種要求や情報の入力を受け付けることができれば特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、マイクなどが挙げられる。また、入力装置１０６がタッチパネル（タッチディスプレイ）である場合は、入力装置１０６が表示装置１０８を兼ねることができる。

出力装置１０７としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、プリンタなどが挙げられる。
表示装置１０８としては、特に制限はなく、適宜公知のものを用いることができ、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。

図１５に、本発明の患者位置決め支援システムの機能構成例を示す。
図１５に示すように、本発明の患者位置決め支援システム１００は、通信機能部１２０と、入力機能部１３０と、出力機能部１４０と、表示機能部１５０と、記憶機能部１６０と、制御機能部１７０とを備える。

通信機能部１２０は、例えば、各種のデータを外部の装置と送受信する。通信機能部１２０は、例えば、外部の装置から、患者情報を受信してもよい。
入力機能部１３０は、例えば、本発明の患者位置決め支援システム１００に対する各種指示を受け付ける。また、入力機能部１３０は、例えば、患者の属性等の情報を受け付ける。
出力機能部１４０は、例えば、患者の位置合わせの結果などをプリントアウトする。
表示機能部１５０は、例えば、患者の三次元モデル情報などをディスプレイに表示する。

記憶機能部１６０は、例えば、各種プログラムを記憶すると共に、取得した患者情報を記憶する患者情報用ＤＢ１６１と、取得した患者情報に基づいて作成した患者の三次元モデル情報を記憶する三次元モデル用ＤＢ１６２とを有する。

制御機能部１７０は、患者情報取得部１７１と患者位置合わせ部１７２とを有する。制御機能部１７０は、例えば、記憶機能部１６０に記憶された各種プログラムを実行するとともに、本発明の患者位置決め支援システム１００全体の動作を制御する。
患者情報取得部１７１は、例えば、放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得する処理を行う。
患者位置合わせ部１７２は、例えば、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせ処理を行う。

ここで、図１６は、本発明の患者位置決め支援方法における処理の流れの一例を示すフローチャートである。以下、図１５を参照して、本発明の患者位置決め支援方法の処理の流れについて説明する。

ステップＳ１０１では、患者位置決め支援システム１００の制御機能部１７０における患者情報取得部１７１は、放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得すると、処理をＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では、患者位置決め支援システム１００の制御機能部１７０における患者位置合わせ部１７２は、取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し、患者との位置合わせを行うと、本処理を終了する。

本発明の患者位置決め支援プログラムを用いた本発明の患者位置決め支援方法及び患者位置決め支援システムによると、患者の体表のマーキングを必要としない、簡易かつ再現性に優れた患者位置決めを行うことができる。

以上説明したように、本発明の患者位置決め支援システムによると、仮想世界と現実世界の座標系とをＱＲコード（登録商標）を介して一致させることにより、治療寝台に「治療計画ＣＴ画像」を完全再現することが可能になる。その結果、患者の体表全体の情報を使った様々な方向からの患者位置合わせが実現でき、患者の腕の角度、体軸のねじれ又は皮膚のたるみなどに対して対応可能となり、患者位置決めの再現性向上が実現できる。
また、従来技術のように患者の体表のマーキングを必要としないので、治療計画ＣＴ撮影時のマーキング、治療室でのマーキング又はマーカーが消えた場合の再マーキングの時間を削減でき、スタッフの労力軽減が図れる。また、患者は治療期間中に体表マーカーを気にして生活する必要がなくなるため、患者の精神的負担の軽減も図れる。更に、ＣＴ撮影時からの患者の体型変化が視覚的に比較可能であるため、再治療計画の判断材料としての有用性も期待できる。また、仮想世界の標的や臓器の位置情報をもとに、性別、治療部位などを実際の患者と比較できるため、患者違い又は照射位置の誤りなどの重篤なインシデントの予防が期待できる。
なお、本発明の患者位置決め支援システムは、Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ）とＱＲコード（登録商標）の取付治具のみで実行可能であり、治療室内にカメラなどの機器の追加は必要なく、施工費用も生じないため、導入にあたりコストが抑えられるため、高い汎用性が期待できる。

（干渉判定支援システム）
本発明の干渉判定支援システムは、仮想空間に仮想治療装置及び仮想寝台と、前記仮想寝台上に放射線治療を行う患者の三次元モデルとを配置し、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）により現実空間と複合させて、前記仮想治療装置の仮想的な操作による干渉試験を行い、前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかの有無を判定する。

放射線治療を行う患者と前記患者の三次元モデルとの位置合わせを、上述した本発明の患者位置決め支援システムにより行うことが好ましい。

前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかが生じた際に警告を発する警告機構を有することが好ましい。前記警告としては、例えば、干渉部分を赤く表示、エラー音の発生、警告文字の表示、又はこれらの組み合わせなどが挙げられる。

本発明においては、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）技術による複合世界を利用して、放射線治療計画の干渉試験における干渉判定を支援する新たなシステムを提供することができる。

本発明の干渉判定支援システムでは、仮想世界に、放射線治療装置（以下、「仮想治療装置」と称することもある）、寝台（以下、「仮想寝台」と称することもある）、及び寝台に載置した患者ＣＴ画像（以下、「仮想患者モデル」と称することもある）を配置し、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）により現実世界と複合することで、場所を選ばずに放射線治療計画の干渉試験において仮想治療装置の仮想的な操作を実現する。また、仮想治療装置に警告機構を取り入れ、仮想治療装置と仮想寝台の干渉あるいは仮想治療装置と患者の干渉（衝突）の有無の判定を可能とする。これらにより、放射線治療室を利用することなく、干渉試験及び照射条件の探索が可能になる。更に、仮想操作盤を仮想世界側で作成することで、現実世界の操作盤に触れる機会を最小限にし、衛生面の改善に繋げることができる。

放射線治療装置には、図１７に示すように、多方向からの照射を可能にする複数の可動部が備わっている。主な可動部として、照射ヘッドからのビーム軸、装置架台回転軸、及び寝台天板の回転軸の可動軸がある。これら三軸の交点（アイソセンタ）に標的の中心を合わせることにより、照射方向に富んだ放射線治療計画及び照射が可能になる。

以下、実際の放射線治療室の放射線治療装置及び寝台天板の駆動例について説明する。
図１８Ａから図１８Ｅは、放射線治療装置の架台回転の駆動例である。
図１８Ａは、放射線治療装置における架台回転（ガントリ回転）を正面から見た図であり、放射線治療装置１は、照射ヘッド（ガントリヘッド）１０と、照射ヘッドの回転軸１１と、寝台天板１２とを備えている。なお、図１８Ａではガントリ角度０°、照射ヘッドの回転軸１１は奥行き方向である。
図１８Ｂは、図１８Ａの照射ヘッド（ガントリヘッド）１０（ガントリ角度０°）から時計回りに９０°回転した状態（ガントリ角度９０°）を示す図である。なお、照射ヘッド（ガントリヘッド）１０の時計回りの回転限界は１８０°である。
図１８Ｃは、図１８Ａの照射ヘッド（ガントリヘッド）１０（ガントリ角度０°）から反時計回りに９０°回転した状態（ガントリ角度２７０°）を示す図である。なお、照射ヘッド（ガントリヘッド）１０の反時計回りの回転限界は１８０°である。
図１８Ｄは、図１８Ａの照射ヘッド（ガントリヘッド）１０（ガントリ角度０°）から時計回りに１８０°回転した状態（ガントリ角度１８０°）を示す図である。なお、半時計回りに１８０°回転した状態も同様である。
図１８Ｅは、図１８Ｄのガントリ角度１８０°の状態を横から見た図である。

図１９Ａから図１９Ｄは、放射線治療装置における寝台天板の回転の駆動例である。
図１９Ａは、放射線治療装置における寝台天板１２の回転を正面から見た図であり、寝台角度０°、寝台天板の回転軸１３は上下方向である。
図１９Ｂは、図１９Ａの寝台天板１２（寝台角度０°）を時計回りに９０°回転した状態（寝台角度９０°）を示す図である。寝台天板１２の時計回りの回転限界は９０°である。
図１９Ｃは、図１９Ａの寝台天板１２（寝台角度０°）を反時計回りに９０°回転した状態（寝台角度２７０°）を示す図である。寝台天板１２の反時計回りの回転限界は９０°である。
図１９Ｄは、図１９Ａの寝台天板１２（寝台角度０°）を時計回りに４５°回転し（寝台角度４５°）、図１９Ａの照射ヘッド（ガントリヘッド）１０（ガントリ角度０°）を反時計回りに９０°回転した状態（ガントリ角度２７０°）を示す図である。２つの回転軸を組み合わせた例（ガントリ角度と寝台角度）である。

図２０Ａから図２０Ｄは、放射線治療装置におけるビーム軸の回転（コリメータ回転）の駆動例である。
図２０Ａは、放射線治療装置におけるビーム軸の回転（コリメータ回転）を照射口の下から見た図であり、放射線治療装置は、コリメータ１４と、アプリケータ１５と、コリメータの回転軸１６とを備えている。なお、図２０Ａではコリメータ角度０°、コリメータの回転軸１６はビーム軸に沿っている。
図２０Ｂは、図２０Ａのコリメータ１４（コリメータ角度０°）を時計回りに３０°回転した状態（コリメータ角度３０°）を示す図である。なお、コリメータ１４の時計回りの回転限界は１８０°である。また、コリメータ１４の反時計回りの回転限界は１８０°である。
図２０Ｃは、図２０Ａのコリメータ１４（コリメータ角度０°）を時計回りに６０°回転した状態（コリメータ角度６０°）を示す図である。
図２０Ｄは、図２０Ａのコリメータ１４（コリメータ角度０°）を時計回りに６０°回転（コリメータ角度６０°）、ガントリ角度４５°、寝台角度０°した状態を示す図である。３つの回転軸を組み合わせた例（ガントリ角度と寝台角度とコリメータ角度）である。

図２１Ａ及び図２１Ｂは、放射線治療装置における寝台天板の上下移動の駆動例である。
図２１Ａは、寝台天板の上下移動を横から見た図であり、寝台天板１２が上方に移動する状態を示す図である。図２１Ｂは、寝台天板の上下移動を横から見た図であり、寝台天板１２が下方に移動する状態を示す図である。

図２２Ａ及び図２２Ｂは、放射線治療装置における寝台天板の左右移動の駆動例である。
図２２Ａは、寝台天板の左右移動を正面から見た図であり、寝台天板１２が左に移動する状態を示す図である。図２２Ｂは、寝台天板の左右移動を正面から見た図であり、寝台天板１２が右に移動する状態を示す図である。

図２３Ａ及び図２３Ｂは、放射線治療装置における寝台天板の前後移動の駆動例である。
図２３Ａは、寝台天板の前後移動を横から見た図であり、寝台天板１２が前方に移動する状態を示す図である。図２３Ｂは、寝台天板の前後移動を横から見た図であり、寝台天板１２が後方に移動する状態を示す図である。

また、放射線治療室における放射線治療装置と寝台天板の干渉危険性の例について、以下に説明する。
図２４Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、ガントリ角度２７０°であり、かつ寝台角度３０°の場合において、寝台天板１２の左と照射ヘッド（ガントリヘッド）１０との干渉が生じることを示している。
図２４Ｂは、放射線治療装置の横から見た図であり、ガントリ角度２７０°かつ寝台角度３０°の場合において、寝台天板１２の左と照射ヘッド（ガントリヘッド）１０との干渉が生じることを示している。

図２５Ａは、放射線治療装置の正面から見た図であり、ガントリ角度３１５°であり、かつ寝台角度９０°の場合において、照射ヘッド（ガントリヘッド）１０の左側と患者との干渉、及びアプリケータ１５の先端と患者との干渉が生じることを示している。
図２５Ｂは、放射線治療装置の横から見た図であり、ガントリ角度３１５°であり、かつ寝台角度９０°の場合において、照射ヘッド（ガントリヘッド）１０の左側と患者との干渉、及びアプリケータ１５の先端と患者との干渉が生じることを示している。

次に、本発明の干渉判定支援システムの構成について、以下に説明する。
Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ）としては、Ｈｏｌｏｌｅｎｓ２（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社製）を採用し、開発には、ゲーム開発エンジンＵｎｉｔｙ及びＭＲツールキットを用いた。

＜仮想治療装置及び仮想寝台の作成と仮想世界への配置＞
仮想治療装置及び仮想寝台は、仮想世界へ取り込み可能なデータ形式（ＳＴＬファイル等）にする。例えば、放射線治療装置の開発業者から提供された図２６に示す１／２０スケールの放射線治療装置のプラモデル３０を３Ｄスキャンし、ファイル変換ソフトを用いてＳＴＬファイルに変換する。その後、図２７に示すように仮想治療装置３及び仮想寝台３１を実際の放射線治療室と同じ距離間で配置する。

＜仮想治療装置の可動部設定＞
実際の放射線治療室と同様に、図１７に示すように、仮想治療装置３及び仮想寝台３１を仮想世界に配置する。また、実際の放射線治療装置と同等の可動３軸（ビーム軸、装置架台回転軸、及び寝台天板の回転軸）を設定する。更に、３軸の交点であるアイソセンタを仮想世界上の三次元座標の基準点（以下、「仮想基準点」と称することもある）とする。
Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）によって放射線治療室を再現する際に利用する現実世界の寝台（例えば、ＣＴ装置の寝台など）は、一般的に寝台天板の回転軸を持たない。そこで、本発明の放射線治療装置における干渉判定支援システムでは、寝台天板の回転軸に対して仮想治療装置３を相対的に回転させることで、放射線治療室の寝台天板の回転を再現する。同様に、寝台天板の前後、上限、左右の移動も、相対的に仮想治療装置３を移動させることで再現する。

ここで、放射線治療室以外（例えば、ＣＴ室等）の寝台にＭｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）のための取付治具（例えば、ＱＲコード（登録商標）台）を配置し、放射線治療室以外で仮想治療室における仮想治療装置３を再現した状態を図２８Ａから図２８Ｃに示す。
図２８Ａは、実際の放射線治療装置１を正面から見た図であり、実際の放射線治療室における放射線治療装置１の配置状態を示す。図２８Ａ中２は、移動及び回転可能な治療寝台である。
図２８Ｂは、仮想治療装置３を正面から見た図であり、ＣＴ室に再現した仮想治療装置３の配置状態を示す。図２８Ｂ中２０４は取付治具、５は実際のＣＴ寝台（不動）である。
図２８Ｃは、仮想治療装置を左斜めから見た図であり、ＣＴ室に再現した仮想治療装置３の配置を示す。図２８Ｃ中２０６は実際のＣＴ装置、７は仮想操作盤、２０４は取付治具である。

＜仮想治療装置と仮想操作盤の入出力の紐付け＞
仮想治療装置の操作のため、本発明の干渉判定支援システムでは、図２９に示すように、仮想世界上に仮想操作盤７を作成する。仮想操作盤７を用いて、回転（ビーム軸、装置架台回転軸、寝台天板の回転軸）、及び移動（前後、上下、左右）を実施可能にする。仮想操作盤７の操作と仮想モデル移動の紐付けにはＣ＃スクリプトコードを用いる。連続的な可動はスクロールバーで対応し、細かな移動（例えば、０．１°、１°、０．１ｍｍ、１ｍｍ）はボタンで対応する。

ここで、図３０Ａから図３０Ｃは、仮想治療装置の架台回転移動の例を示す。仮想操作盤７のボタン及びバーの操作により仮想治療装置３を実際の放射線治療装置１のように操作することができる。
図３０Ａは、仮想空間上に映し出された仮想操作盤７による仮想治療装置３の操作を行っている状態を示す図である。操作者の手の動きをゴーグル付属のカメラが認識することにより、仮想空間上の仮想操作盤７のボタン及びバーを操作することができる。
図３０Ｂは、図３０Ａの仮想操作盤７の操作により、実際の放射線治療装置１の架台が９０°回転した状態を示す図である。図３０Ｂ中１０は照射ヘッド（ガントリヘッド）１０、１２は寝台天板である。
図３０Ｃは、図３０Ａの仮想操作盤７の操作により、ＣＴ室に再現された仮想治療装置３の架台が９０°回転した状態を示す図である。図３０Ｃ中５は実際のＣＴ寝台、２０５はＶＣＴ寝台に載置した模擬患者、９は仮想照射ヘッドである。

＜現実世界と仮想世界の整合設定＞
現実世界と仮想世界の整合の際は基準となるマーカーを用いる。本発明の干渉判定支援システムでは、上述した本発明の患者位置決めシステムを用いる。例えば、図３１に示すように、１２ｃｍ×１２ｃｍの平面の取付治具２０４に配置し、余白を１ｃｍに持つことで認識能を向上させる。ＱＲコード（登録商標）２０２の左上端を現実世界の基準点とし、ＱＲコード（登録商標）２０２の辺長１０ｃｍを仮想世界とのスケールの整合に利用する。仮想基準点が基準点を追跡するＣ＃スクリプトコードを作成し、ＨＭＤ越しに仮想世界と現実世界を整合させる。図３１中２０５は模擬患者である。

＜基準点に対応した仮想患者モデルの取得と仮想世界への取り込み＞
干渉判定に仮想基準モデルを用いる場合には、仮想世界に仮想患者モデルも取り込む必要がある。ＣＴ撮影では、まず、上記のＱＲコード（登録商標）付き取付治具を患者から１０ｃｍ程度頭側に設置する。このとき、ＣＴ室のレーザ投射線の交点（ＣＴ画像上の基準点）と、ＱＲコード（登録商標）の左上端が一致するように取付治具を配置する。これにより、現実世界と仮想世界の基準点の整合だけでなく、放射線治療計画で用いる基準点との整合も可能となる。
取得したＣＴ画像はデータ形式ＤＩＣＯＭからＳＴＬへ変換する。本発明の干渉判定支援システムでは自作のＰｙｔｈｏｎコードによってファイル変換する。Ｕｎｉｔｙの仮想世界に仮想患者モデルを設置する際は、図３２に示すように、仮想患者モデル３３の頭側にある仮想取付治具３４上の基準点と仮想基準点を一致させる。

＜干渉判定領域の設定＞
各仮想モデルの表面に干渉判定領域を設定する。Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｉｓｐｌａｙ（ＨＭＤ）のスペックを考慮し、本発明の干渉判定支援システムでは干渉判定領域を限定する。干渉判定を適用する仮想モデルの領域は、仮想治療装置モデルの照射ヘッド（以下、「照射ヘッド」と称することもある）、電子線治療用アプリケータ（以下、「仮想アプリケータ」と称することもある）、及び仮想寝台天板とする。
図３３に示すように、ＭＲ上における照射条件シミュレーションの実施例を以下に示す。仮想操作盤７のスクロールバーやボタンにより仮想治療装置を移動、回転し、標的に対する最適な照射条件を探索する。図３３中３５は仮想アプリケータ、２０５は模擬患者である。
仮想治療装置が模擬患者２０５及び仮想寝台天板に干渉（衝突）した場合は、図３４に示すように、干渉（衝突）部分を赤く表示し、エラー音と警告文字も表示する設定とする。また、現実世界の患者と仮想治療装置の干渉判定を実施する際は、ＨＭＤの赤外線カメラによって寝台に載置した患者の体表スキャン情報（例えば、点群データやメッシュ構造など）を利用する。図３４中７は仮想操作盤、３５は仮想アプリケータ、２０５は模擬患者である。
なお、ＨＭＤの負荷軽減のため、スキャン設定を粗く設定することができる。仮想アプリケータ３５が患者の体表スキャン情報に衝突した際、図３４に示すように警告が生じるように設定する。これらの設定は、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）ツールキットを用いてＣ＃スクリプトコードで作成する。

ここで、図３５Ａ及び図３５Ｂは、仮想治療装置における干渉試験の例を示す。
実空間の模擬患者２０５の体表情報は赤外線で取得（メッシュ状に認識）する。実空間の模擬患者２０５と仮想治療装置３とは衝突判定用のスクリプトを紐付けられる。これらによって、実空間の物体（模擬患者や寝台）と仮想空間の物体（仮想治療装置３）の干渉判定が可能となる。
図３５Ａは、干渉試験前の仮想治療装置３の仮想アプリケータ３５と模擬患者２０５を示し、実空間で表面を認識された模擬患者（メッシュ表示）と仮想治療装置３の仮想アプリケータ３５とは衝突判定用のスクリプトを紐付けている。
図３５Ｂは、仮想治療装置３と模擬患者２０５の干渉表示状態を示し、模擬患者２０５と仮想アプリケータ３５の干渉により、干渉部分を赤く表示し、エラー音と警告文字が表示される。

図３６は、仮想治療装置における干渉試験の駆動例を示し、放射線治療室で実施された干渉試験のように、最適な照射条件を記録する。例えば、図３６では、仮想操作盤７で操作した、仮想治療装置の移動、回転の値を紙面記録、数値データの転送などが行われる。

放射線治療室以外の寝台（例えば、ＣＴ室のＣＴ寝台等）は、放射線治療室の治療寝台のような左右の移動が不可能である。そのため、仮想治療装置を相対的に移動させることにより、実際の放射線治療室の寝台移動が仮想的に再現できる。図３７Ａから図３７Ｂは、仮想治療装置の左右の移動の例を示す。
図３７Ａは、放射線治療装置１の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の放射線治療装置１における寝台３６を左に移動させた状態を示す図である。
図３７Ｂは、仮想治療装置３の横から見た図であり、ＣＴ室において仮想治療装置３を相対的に右に移動した状態を示す図である。
図３８Ａは、放射線治療装置１の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の放射線治療装置１における寝台３６を右に移動させた状態を示す図である。
図３８Ｂは、仮想治療装置３の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置３を相対的に左に移動した状態を示す図である。
なお、寝台の前後移動及び上下移動についても、上記と同様にして、仮想治療装置を相対的に移動させることにより、実際の放射線治療室の寝台移動が仮想的に実現できる。

放射線治療室以外の寝台（例えば、ＣＴ室のＣＴ寝台等）は、放射線治療室の治療寝台のような回転が不可能である。そのため、仮想治療装置を相対的に移動させることにより、実際の放射線治療室の寝台移動が仮想的に再現できる。図３９Ａから図４０Ｂは、仮想治療装置の回転移動の例を示す。
図３９Ａは、放射線治療装置１の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の寝台３６を９０°回転させた状態を示す図である。
図３９Ｂは、仮想治療装置３の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置３を相対的に２７０°回転した状態を示す図である。図３７Ｂ中５はＣＴ寝台（不動）、３７は仮想治療装置の回転軸である。
図４０Ａは、放射線治療装置１の正面から見た図であり、実際の放射線治療室の寝台３６を２７０°回転させた状態を示す図である。
図４０Ｂは、仮想治療装置３の横から見た図であり、ＣＴ室では仮想治療装置３を相対的に９０°回転した状態を示す図である。図３７Ｂ中５はＣＴ寝台（不動）、３７は仮想治療装置の回転軸である。
なお、寝台の前後移動及び上下移動についても、上記と同様にして、仮想治療装置を相対的に移動させることにより、実際の放射線治療室の寝台移動が仮想的に実現できる。

＜第１の実施形態＞
－定位放射線治療などのＣＴ画像を用いて放射線治療計画後、干渉確認をする場合－
（１）ＣＴ基準点にＱＲコード（登録商標）を設置して、患者を載置しＣＴ撮影する。
（２）放射線治療計画を実施する。その結果、寝台の移動量と回転角度、また、放射線治療装置の回転角度が決定する。
（３）仮想世界において、仮想基準点とＣＴ画像上のＱＲコード（登録商標）の基準点が合致するように患者モデルを配置する。
（４）Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）を表示し、仮想操作盤を用いて、放射線治療計画に従って寝台を移動する。仮想世界では、ベッド上のＱＲコード（登録商標）の基準点が絶対座標になるため、上記（２）及び（３）に従い仮想治療装置モデルが移動する。
（５）仮想治療装置のアイソセンタがターゲット中心に位置する。
（６）放射線治療計画に従い、仮想操作盤を用いて仮想治療装置を回転し、また寝台天板も回転する。上記（４）と同様にＱＲコード（登録商標）の基準点が絶対座標になるため、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）上では仮想治療装置が回転する。
（７）患者３Ｄモデル及び寝台との干渉（衝突の有無）を確認し、干渉があった場合は接触部分が赤く表示されるため、干渉が改善する照射条件に修正する。

＜第２の実施形態＞
－電子線のように実患者を用いた干渉確認後、放射線治療計画を実施する場合－
（１）ＣＴ基準点にＱＲコード（登録商標）を設置して、ＣＴ寝台に患者を載置する。
（２）Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）を起動し、ＱＲコード（登録商標）で仮想治療装置モデルをＣＴ室に表示する。
（３）仮想操作盤を用いて、患者の体表の標的に仮想アイソセンタが来るように仮想治療装置モデルを移動する。
（４）照射に最適な照射角度、アプリケータサイズ、寝台の回転角度（仮想世界では、寝台の回転軸に従った仮想治療装置モデルの回転角度）、寝台移動量（仮想空間上では仮想治療装置モデルの移動量）を仮想操作盤で操作し特定する。
（５）特定中に患者及び寝台と仮想治療装置モデルとの干渉が確認された場合は接触部分を赤く表示させる。
（６）干渉がなければ基準点に対する仮想治療装置モデルの移動や回転を記録する。
（７）ＱＲコード（登録商標）を含めてＣＴ撮影し、放射線治療計画に移行する。
（８）放射線治療計画において上記のアプリケータサイズ、移動量及び回転角度を設定し、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）上での照射条件と同様にする。
（９）線量計算し、放射線治療計画を終了する。
（１０）実際の治療時は、放射線治療室のアイソセンタに基準点（ＱＲコード（登録商標）の左上端）を設置後、ＨＭＤ越しにＭｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）を表示し、患者モデルを寝台上に描出する。実患者が合致するように位置合わせを実施する。
（１１）放射線治療計画に従って寝台及び放射線治療装置を移動する。
（１２）位置合わせが正確に実施されていれば、患者３Ｄモデルと実患者だけでなく、仮想治療装置と実際の放射線治療装置の照射方向やアプリケータサイズなども合致する。

本発明の干渉判定支援システムによると、仮想世界と現実世界を複合させるための治具（例えば、ＱＲコード（登録商標）など）があれば、場所を選ばずにＣＴ室又は放射線治療計画室などにおいて、安全かつ詳細な干渉試験を実施可能となる。また、放射線治療室を使用する必要がないため、干渉（衝突）による医療事故防止だけでなく照射件数の制限や放射線治療のスケジュール遅延が解消する。
また、図４１に示すように、ＣＴ室などの放射線治療室以外でＭｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）を介した仮想的な照射条件（アプリケータ形状や各可動部の角度等）の設定が可能となる。
また、図４２に示すように、仮想治療装置３の照射口３９側から標的４０が観察でき、より最適な照射条件の探索が可能になる。
また、仮想患者モデルを用いることにより、放射線照射装置と寝台の干渉だけでなく、患者と放射線治療装置との干渉も厳密に調査が可能となる。
また、本発明の干渉判定支援システムの実行は、ＨＭＤとＱＲコード（登録商標）付き治具で実行可能であり、導入にあたりコストが抑えられる。
また、通常の放射線治療に対しても、上記第２の実施形態における（１０）～（１２）を用いれば、視覚的に放射線治療計画と実際の照射設定の比較確認ができ、事故防止に繋がる。

（放射線治療計画支援システム）
本発明の放射線治療計画支援システムは、本発明の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、本発明の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の放射線治療計画支援システムによると、場所を選ばずに放射線治療計画室などにおいて、安全かつ詳細な放射線治療計画を実施可能となる。また、放射線治療室を使用する必要がないため、干渉による医療事故防止だけでなく照射件数の制限やスケジュール遅延なども生じない。

（放射線治療技能訓練システム）
本発明の放射線治療技能訓練システムは、本発明の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、本発明の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、を有し、更に必要に応じてその他の手段を有する。
本発明の放射線治療技能訓練システムによると、放射線治療室を使用することなく、場所を選ばずに病院や大学の実習室などにおいて、放射線治療装置の使用経験が浅い診療放射線技師の技能訓練に利用できる。また、放射線治療装置を配備していない大学や短期大学において、学生が模擬患者や模擬診療放射線技師となり放射線治療技能を実習形式で実施可能となる。

１ 放射線治療装置
２ 治療寝台
３ 仮想治療装置
７ 仮想操作盤
１０ 照射ヘッド
１２ 寝台天板
１４ コリメータ
１５ アプリケータ
３１ 仮想寝台
３５ 仮想アプリケータ
１００ 患者位置決め支援システム
１０１ 制御部
１０２ 主記憶装置
１０３ 補助記憶装置
１０４ Ｉ／Ｏインターフェイス
１０５ 通信インターフェイス
１０６ 入力装置
１０７ 出力装置
１０８ 表示装置
１０９ システムバス
１２０ 通信機能部
１３０ 入力機能部
１４０ 出力機能部
１５０ 表示機能部
１６０ 記憶機能部
１７０ 制御機能部
１７１ 患者情報取得部
１７２ 患者位置合わせ部
２００ 模擬腫瘍
２０１ 放射線
２０２ ＱＲコード（登録商標）
２０３ 模擬患者の３Ｄモデル
２０４ 取付治具
２０５ 模擬患者
２０６ ＣＴ装置
２０７ 情報画面
２０８ 放射線照射装置

Claims (14)

1. 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援システムであって、 放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて患者情報を取得する患者情報取得手段と、
   取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う患者位置合わせ手段と、
   を有することを特徴とする患者位置決め支援システム。
2. 前記基準点が二次元コードに記憶された情報である、請求項１に記載の患者位置決め支援システム。
3. 前記患者の画像が患者のＣＴ画像である、請求項１から２のいずれかに記載の患者位置決め支援システム。
4. 前記患者情報が、患者の体表情報、患者の体内情報、及び照射条件の少なくともいずれかである、請求項１から３のいずれかに記載の患者位置決め支援システム。
5. 前記患者位置合わせ手段が、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）に対応したデバイスを含む、請求項１から４のいずれかに記載の患者位置決め支援システム。
6. 前記患者位置合わせ手段が前記基準点及び前記仮想基準点を基準とし、現実空間と仮想空間の座標系を一致させる、請求項５に記載の患者位置決め支援システム。
7. 前記患者位置合わせ手段が治療寝台上の患者と、仮想空間に表示した前記患者の三次元モデルとを重ね合わせて表示する、請求項５から６のいずれかに記載の患者位置決め支援システム。
8. 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援方法であって、
   放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得する患者情報取得工程と、
   取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う患者位置合わせ工程と、
   を含むことを特徴とする患者位置決め支援方法。
9. 放射線治療を行う際の患者の位置決めに用いられる患者位置決め支援プログラムであって、
   放射線治療を行う前の患者の画像を撮影する際に、座標系の基準となる基準点を含めて、患者情報を取得し、
   取得した前記患者情報に基づいて前記患者の三次元モデルを作成し、前記基準点と対応した仮想基準点を含めて仮想空間に前記患者の三次元モデルを配置し患者との位置合わせを行う処理、
   をコンピュータに行わせることを特徴とする患者位置決め支援プログラム。
10. 仮想空間に仮想治療装置及び仮想寝台と、前記仮想寝台上に放射線治療を行う患者の三次元モデルとを配置し、Ｍｉｘｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＭＲ）により現実空間と複合させて、前記仮想治療装置の仮想的な操作による干渉試験を行い、前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかの有無を判定することを特徴とする干渉判定支援システム。
11. 放射線治療を行う患者と前記患者の三次元モデルとの位置合わせを、請求項１から７のいずれかに記載の患者位置決め支援システムを用いて行う、請求項１０に記載の干渉判定支援システム。
12. 前記仮想治療装置と前記仮想寝台の干渉、及び前記仮想治療装置と前記患者の三次元モデルの干渉の少なくともいずれかが生じた際に警告を発する警告機構を有する、請求項１０から１１のいずれかに記載の干渉判定支援システム。
13. 請求項１から７のいずれかに記載の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、
    請求項１０及び１２のいずれかに記載の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、
    を有することを特徴とする放射線治療計画支援システム。
14. 請求項１から７のいずれかに記載の患者位置決め支援システムからなる患者位置決め支援装置と、
    請求項１０及び１２のいずれかに記載の干渉判定支援システムからなる干渉判定支援装置と、
    を有することを特徴とする放射線治療技能訓練システム。
    
    

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