JP7046528B2 - 治療装置用の装着装置及び治療システム - Google Patents

Description

本発明に係る実施形態は、治療装置用の装着装置及び治療システムに関する。

放射線治療では、治療計画時の撮像によって医用のボリュームデータを生成し、そのボリュームデータに基づいて治療計画情報が生成される。

治療装置では、治療ビームの照射段階において、治療ビームの照準が患者の治療部位を含む範囲に合うように、患者の姿勢を調整したり患者が載置された天板を移動させたりして、患者の位置決め、つまり、ポジショニングが行われる。例えば、患者のポジショニングは、治療装置に設けられた撮像部で撮像された患者ＵのＸ線投影データと、治療計画の際に使用されたボリュームデータを投影処理した投影画像データ（ＤＲＲ：Digitally Reconstructed Radiograph）との照合に基づいて行われる。又は、患者のポジショニングは、撮像部の代替としての光学カメラが用いられ、患者の体表に貼付されたマーカを基準点として行われる。

患者のポジショニングが終了すると、治療装置は、患者の治療部位に対して治療を行う。

特開２０００－８４０９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、治療計画情報を可視化して操作者に提示できる治療装置用の装着装置及び治療システムを提供することである。

本実施形態の治療装置用の装着装置は、治療計画情報を記憶する記憶部と、被検体の光学撮影を行って撮影画像データを生成する撮影部と、前記撮影画像データと、前記記憶部に記憶された前記治療計画情報に含まれるボリュームデータとに基づいて表示画像データを生成する表示画像生成手段と、前記表示画像データを表示画像として表示する表示部と、を有する。

本実施形態に係る治療システムに備えられる治療装置の一部を示す外観図。 本実施形態に係る治療システムの全体を示す構成図。 （Ａ），（Ｂ）は、治療システムに配置される装着装置の構成例を示す図であり、（Ｃ）は、装着装置の装着状態を示す図。 本実施形態に係る治療システムの機能を示すブロック図。 本実施形態に係る治療システムの動作をフローチャートとして示す図。 本実施形態に係る治療システムの撮影画像データの一例を示す図。 （Ａ）～（Ｃ）は、本実施形態に係る治療システムのＣＴボリュームデータ、体表ボリュームデータ、及び組織ボリュームデータの一例を示す図。 図６に示す撮影画像データと、図７（Ｂ）に示す体表ボリュームデータに基づく投影画像データとを示す図。 （Ａ）は、本実施形態に係る治療システムにおける表示画像の表示例を示す図であり、（Ｂ）は、装着装置を装着した操作者の視界を示す図。 （Ａ）は、本実施形態に係る治療システムにおける表示画像の表示例を示す図であり、（Ｂ）は、装着装置を装着した操作者の視界を示す図。 （Ａ）は、本実施形態に係る治療システムにおける表示画像の表示例を示す図であり、（Ｂ）は、装着装置を装着した操作者の視界を示す図。 （Ａ）は、本実施形態に係る治療システムにおける表示画像の表示例を示す図であり、（Ｂ）は、装着装置を装着した操作者の視界を示す図。

本実施形態に係る治療システムについて、添付図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る治療システムに備えられる治療装置を示す外観図である。図２は、本実施形態に係る治療システムの全体を示す構成図である。

図１及び図２は、本実施形態に係る治療システム１を示す。治療装置システム１は、治療計画装置１Ａ（図２のみに図示）、治療装置１Ｂ、及び装着装置１Ｃを備える。治療計画装置１Ａは、治療室及び制御室の外側の検査室等に設置される。治療装置１Ｂのコンソール装置２０は、治療室に隣接する制御室に設置される。治療装置１Ｂの寝台装置３０及び照射装置４０は、治療室に設置される。装着装置１Ｃは、治療室に居る医師等の操作者Ｄによって装着される。

治療計画装置１Ａは、病院基幹のＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介して治療装置１Ｂの各装置と相互に通信可能なように接続される。治療計画装置１Ａは、ネットワークを介して装着装置１Ｃと相互に通信可能なように接続されても良いし、治療計画装置１Ａで生成されたデータを可搬型記録媒体（メディア）を介して装着装置１Ｃに与える形態を採っても良い。治療計画装置１Ａは、処理部（例えば、処理回路）１１、記憶部（例えば、記憶回路）１２、入力部（例えば、入力回路）１３、及び表示部（例えば、ディスプレイ）１４等を備える。

処理回路１１は、専用又は汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processor Unit）の他、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific Integrated Circuit）、及び、プログラマブル論理デバイス等の処理回路を意味する。プログラマブル論理デバイスとしては、例えば、単純プログラマブル論理デバイス（ＳＰＬＤ：Simple Programmable Logic Device）、複合プログラマブル論理デバイス（ＣＰＬＤ：Complex Programmable Logic Device）、及び、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Programmable Gate Array）等の回路が挙げられる。処理回路１１は、記憶回路１２に記憶された、又は、処理回路１１内に直接組み込まれたプログラムを読み出し実行することで後述する機能を実現する。

また、処理回路１１は、単一の処理回路によって構成されても良いし、複数の独立した処理回路の組み合わせによって構成されても良い。後者の場合、複数の記憶回路１２が複数の処理回路の機能に対応するプログラムをそれぞれ記憶するものであっても良いし、１個の記憶回路１２が複数の処理回路の機能に対応するプログラムを記憶するものであっても良い。

記憶回路１２は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、ハードディスク、及び光ディスク等によって構成される。記憶回路８２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ及びＤＶＤ（Digital Video Disk）等の可搬型メディアによって構成されても良い。記憶回路１２は、処理回路１１において用いられる各種処理プログラム（アプリケーションプログラムの他、ＯＳ（Operating System）等も含まれる）や、プログラムの実行に必要なデータや、画像データを記憶する。また、ＯＳに、操作者に対するディスプレイ１４への情報の表示にグラフィックを多用し、基礎的な操作を入力回路１３によって行うことができるＧＵＩ（Graphical User Interface）を含めることもできる。

入力回路１３は、操作者によって操作が可能な入力デバイスからの信号を入力する回路であり、ここでは、入力デバイス自体も入力回路１３に含まれるものとする。入力デバイスは、ポインティングデバイス（例えばマウス）、キーボード、及び各種ボタン等を含む。操作者により入力デバイスが操作されると、入力回路１３はその操作に応じた入力信号を生成して処理回路１１に出力する。なお、コンソール装置２０は、入力デバイスがディスプレイ１４と一体に構成されたタッチパネルを備えても良い。

ディスプレイ１４は、液晶ディスプレイパネル、プラズマディスプレイパネル、及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等の表示デバイスである。ディスプレイ１４は、処理回路１１の制御に従って生成された画像データを表示する。

治療計画装置１Ａは、処理回路１１、記憶回路１２、入力回路１３、及びディスプレイ１４の動作により、治療装置１Ｂで放射線治療、陽子線治療、又は粒子線治療等が施される予定の患者に対する治療計画情報を生成する装置である。以下、治療装置１Ｂで放射線治療が施される場合を例にとって説明する。治療計画装置１Ａは、治療予定の患者を撮像することで生成された、当該患者の内部構造を示すボリュームデータ等のデータと、計画者による操作入力とに基づいて治療計画情報を生成する。治療計画装置１Ａにおいて用いられるボリュームデータは、患者の内部構造を可視化可能な撮像装置（図示省略）により予め生成されたデータである。ボリュームデータとは、３次元方向に並べられた複数のボクセルの集合体である。

撮像装置としては、例えばＸ線診断装置、Ｘ線ＣＴ（Computed Tomography）装置、磁気共鳴画像（ＭＲＩ：Magnetic Resonance Imaging）装置、ＰＥＴ（Positron Emission Tomography）装置、ＳＰＥＣＴ（Single Photon Emission Computed Tomography）装置等がある。以下、撮像装置によって生成されるボリュームデータが、Ｘ線ＣＴ装置によって生成されたＣＴボリュームデータが、治療計画情報を生成する際に用いられる場合について説明する。

ここで、治療計画情報は、ＣＴボリュームデータを含む。また、治療計画情報は、治療中心（「アイソセンタ（isocenter）」とも呼ばれる）、照射方向、及び線量分布のうち少なくとも１個の３次元座標を含んでも良い。治療中心、照射方向、及び線量分布は、ＣＴボリュームデータに基づき、患者の正常組織や過去の照射領域への照射が少なくなるように決定されるものである。以下、治療計画情報が、ＣＴボリュームデータと、治療中心、照射方向、及び線量分布の３次元座標とを含む場合について説明する。

治療装置１Ｂは、コンソール装置２０、寝台装置３０、及び照射装置４０を備え、患者Ｕの治療部位に放射線を照射して放射線治療を行う。

治療装置１Ｂのコンソール装置２０は、病院基幹のＬＡＮ等のネットワークを介して治療計画装置１Ａや、治療装置１Ｂの他の装置３０，４０と相互に通信可能なように接続される。コンソール装置２０は、ネットワークを介して装着装置１Ｃと相互に通信可能なように接続されても良い。

コンソール装置２０は、処理部（例えば、処理回路）２１、記憶部（例えば、記憶回路）２２、入力部（例えば、入力回路）２３、及び表示部（例えば、ディスプレイ）２４等を備え、寝台装置３０及び照射装置４０の動作を制御する。

コンソール装置２０の処理回路２１、記憶回路２２、入力回路２３、及びディスプレイ２４は、治療計画装置１Ａの処理回路１１、記憶回路１２、入力回路１３、及びディスプレイ１４とそれぞれ同一構成であるので、説明を省略する。

治療装置１Ｂの寝台装置３０は、病院基幹のＬＡＮ等のネットワークを介して治療計画装置１Ａや、治療装置１Ｂの他の装置２０，４０と相互に通信可能なように接続される。寝台装置３０は、ネットワークを介して装着装置１Ｃと相互に通信可能なように接続されても良い。

寝台装置３０は、寝台制御回路３１、寝台動力回路３２、及び天板３３を備える。

寝台制御回路３１は、処理回路及び記憶回路（図示省略）を備える。寝台制御回路３１は、コンソール装置２０による指示の下、寝台動力回路３２を制御することにより、照射装置４０の動作を伴って放射線治療を実行させる。寝台制御回路３１は、コンソール装置２０による指示の下、寝台動力回路３２等を動かすための条件付けを行う制御回路である。

寝台動力回路３２は、寝台制御回路３１による制御の下、天板３３の各動力部（モータ等）に電気を供給して、天板３３をｘ軸方向、ｙ軸方向、及びｚ軸方向に沿ってスライドさせたり、天板３３をｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向を軸として回転させたり、ｙ軸方向を軸として天板３３を１８０度回転及び反転させたりする動力回路である。

天板３３は、患者Ｕを載置可能であり、寝台本体に対して６軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、ｒｏｉｌ、ｐｉｔｃｈ、ｙａｗ）において移動可能な構造を有する。

治療装置１Ｂの照射装置４０は、病院基幹のＬＡＮ等のネットワークを介して治療計画装置１Ａや、治療装置１Ｂの他の装置２０，３０と相互に通信可能なように接続される。照射装置４０は、ネットワークを介して装着装置１Ｃと相互に通信可能なように接続されても良い。

照射装置４０は、照射制御回路４１、Ｘ線管４２、絞り４３、Ｘ線検出器４４、ＡＤ（Analog to Digital）変換回路４５、回転部４６、電源４７、放射線源４８、及び絞り４９を備える。照射装置４０は、例えば、ライナック（治療計画情報に基づいて放射線を照射して治療を行なう治療装置）装置である。

照射制御回路４１は、処理回路及び記憶回路（図示省略）を備える。照射制御回路４１は、コンソール装置２０による指示の下、治療計画装置１Ａによって生成される治療計画情報に従ってＸ線管４２、絞り４３、Ｘ線検出器４４、ＡＤ変換回路４５、回転部４６、電源４７、放射線源４８、及び絞り４９等を制御することにより、寝台装置３０の動作を伴ってＸＶＩのためのＸ線照射や、治療のための放射線の照射を実行させる。照射制御回路４１は、コンソール装置２０による指示の下、Ｘ線管４２等を動かすための条件付けを行う制御回路である。

Ｘ線管４２は、照射制御回路４１による制御の下、電源４７から供給された管電圧に応じて金属製のターゲットに電子線を衝突させることで制動Ｘ線を発生させ、Ｘ線をＸ線検出器４４に向かって照射する。Ｘ線管４２から照射されるＸ線によってコーンビームＸ線が形成される。

絞り４３は、照射制御回路４１による制御の下、Ｘ線管４２から照射されるＸ線の照射範囲を調整する。すなわち、照射制御回路４１による制御によって絞り４３の開口を調整することによって、Ｘ線照射範囲を変更できる。

Ｘ線検出器４４は、二次元に配列された複数のＸ線検出素子を有するＦＰＤ（平面検出器：Flat Panel Detector）である。Ｘ線検出器４４のＸ線検出素子は、照射制御回路４１による制御の下、Ｘ線管４２から照射されたＸ線を検出する。

ＡＤ変換回路４５は、照射制御回路４１による制御の下、Ｘ線検出器４４から出力される時系列的なアナログ信号（ビデオ信号）の投影データをデジタル信号に変換する。ＡＤ変換回路４５の出力データは、照射制御回路４１を介してコンソール装置２０に供給される。

回転部４６は、照射制御回路４１による制御の下、Ｘ線管４２、絞り４３、Ｘ線検出器４４、ＡＤ変換回路４５、放射線源４８、及び絞り４９を一体として保持する。回転部４６は、Ｘ線管４２とＸ線検出器４４とを対向させた状態で、患者Ｕの周りに回転する。なお、回転部４６の回転中心軸と平行な方向をｚ軸方向（天板３３の長手方向）、そのｚ軸方向に直交する平面をｘ軸方向（天板３３の左右方向）、ｙ軸方向（鉛直方向）で定義する。

電源４７は、照射制御回路４１による制御の下、放射線の照射に必要な電力をＸ線管４２及び放射線源４８に供給する。

放射線源４８は、電源４７から供給された電力に応じて放射線を発生させる。放射線源４８は、例えば、一般的にＭＶ級の放射線を発生させることができる。

絞り４９は、照射制御回路４１による制御によって、放射線源４８から照射される放射線の照射範囲を調整する。すなわち、照射制御回路４１による制御によって絞り４９の開口を調整することによって、放射線の照射範囲を変更できる。

照射装置４０は、絞り４９によって治療計画に基づく照射形状及び線量分布を実現する。近年は、絞り４９として複数の可動リーフにより複雑な腫瘍の形状に対応した線量分布を形成することができるマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）が多く用いられる。照射装置４０は、絞り４９によって形成される照射野により放射線の照射量を調整し、照射範囲を消滅又は縮小させる。

装着装置１Ｃは、病院基幹のＬＡＮ等のネットワークを介して治療計画装置１Ａや、治療装置１Ｂの各装置と相互に通信可能なように接続される。又は、装着装置１Ｃは、治療計画装置１Ａで生成されたデータを可搬型記録媒体を介して取得する形態を採っても良い。装着装置１Ｃは、処理部（例えば、処理回路）５１、記憶部（例えば、記憶回路）５２、入力部（例えば、入力回路）５３、表示部（例えば、ディスプレイ）５４、及び撮影部（例えば、カメラ）５５等を備え、操作者によりウェアラブルな構造を有する装置である。例えば、装着装置１Ｃは、図３に示すように、眼鏡型のウェアラブル端末である。なお、入力回路５３は、装着装置１Ｃに必須の構成ではない。

装着装置１Ｃの処理回路５１、記憶回路５２、及び入力回路５３は、治療計画装置１Ａの処理回路１１、記憶回路１２、及び入力回路１３とそれぞれ同一構成であるので、説明を省略する。

ディスプレイ５４は、透過型のディスプレイであり、立体視用の視差画像を表示可能な構造を有する。透過型のディスプレイは、ディスプレイ上に情報（後述する表示画像データ）を表示しつつ、その背面側が透けて見える構造のディスプレイを意味する。ここで、ディスプレイ５４は、装着装置１Ｃの両眼用の２個のレンズのうち一方に備えられる１個のディスプレイ要素を含む場合でも良いし、２個のレンズの両方に備えられる２個のディスプレイ要素を含む場合でも良い。前者の場合、１個のディスプレイ要素に視差のない表示画像が表示される。後者の場合、２個のディスプレイ要素は３Ｄディスプレイとして機能し、２個のディスプレイ要素に表示画像が視差画像として表示される。以下、ディスプレイ５４が両眼用の２個のディスプレイ要素５４Ｌ，５４Ｒ（図３に図示）を含む場合について説明する。

カメラ５５は、装着装置１Ｃの前面の光学撮影を行うことで、天板３３上に配置された患者Ｕの光学的な撮影を行う。なお、後述する表示画像データを視差画像データとして生成する場合、両眼用に２個のカメラが備えられても良い。

図３（Ａ），（Ｂ）は、治療システム１に配置される装着装置１Ｃの構成例を示す図であり、図３（Ｃ）は、装着装置１Ｃの装着状態を示す図である。

図３に示すように、ディスプレイ５４は、両眼用の２個のディスプレイ要素５４Ｌ，５４Ｒを含む、眼鏡型のウェアラブル端末である。

図４は、治療システム１の機能を示すブロック図である。

装着装置１Ｃの処理回路５１がプログラムを実行することによって、装着装置１Ｃは、撮影画像取得手段（例えば、撮影画像取得機能）５１ａ、治療計画取得手段（例えば、治療計画取得機能）５１ｂ、及び表示画像生成手段（例えば、表示画像生成機能）５１ｃとして機能する。なお、機能５１ａ～５１ｃは、プログラムを実行することによって機能するものとして説明したが、その場合に限定されるものではない。機能５１ａ～５１ｃの全部又は一部は、ＡＳＩＣ等のハードウェアとして装着装置１Ｃに備えられるものであっても良い。

撮影画像取得機能５１ａは、カメラ５５から、生成された撮影画像データを取得する機能を含む。

治療計画取得機能５１ｂは、記憶回路５２から、治療計画装置１Ａによって生成された患者Ｕの治療計画情報を取得する機能を含む。記憶回路５２には、ネットワークを介して、又は、可搬型記録媒体を介して、治療計画装置１Ａによって生成された治療計画情報が予め記憶される。

表示画像生成機能５１ｃは、撮影画像取得機能５１ａによって取得された撮影画像データと、治療計画取得機能５１ｂによって取得された治療計画情報に含まれるＣＴボリュームデータとに基づいて、表示画像データを生成する機能を含む。ディスプレイ５４は、表示画像生成機能５１ｃによって生成された表示画像データを表示画像として表示する。

なお、機能５１ａ～機能５１ｃの詳細については、図５～図１２を用いて後述する。

図５は、治療システム１の動作をフローチャートとして示す図である。

治療計画装置１Ａは、治療の前段階で、治療計画情報を生成する（ステップＳＴ１）。治療計画装置１Ａは、治療予定の患者を撮像することで生成された、当該患者の内部構造を示すＣＴボリュームデータ等のデータと、計画者による操作入力とに基づいて治療計画情報を生成する。治療計画装置１Ａによって生成された治療計画情報は、ネットワークを介して、又は、可搬型記録媒体を介して装着装置１Ｃの記憶回路５２に記憶される（ステップＳＴ２）。

ステップＳＴ２により記憶回路５２に記憶された治療計画情報に係り、天板３３に載置された患者Ｕのポジショニングが行われる（ステップＳＴ３）。ここで、患者Ｕのポジショニングは、一般的な方法により行われる。例えば、患者Ｕのポジショニングは、治療装置１Ｂに設けられたＸ線管４２等の撮像部で撮像された患者ＵのＸ線投影データと、治療計画情報の生成の際に使用したＣＴボリュームデータを投影処理した投影画像データとの照合に基づいて行われる。また、患者Ｕのポジショニングは、撮像部に代えて光学カメラを用い、患者Ｕの体表に貼付されたマーカを基準点として実施される。

放射線治療のために天板３３に患者Ｕが配置された後から天板３３から患者Ｕが離れるまでの間の任意の期間中、治療室に居る操作者Ｄが装着する装着装置１Ｃのカメラ５５は、光学的な撮影を開始して撮影画像データを生成し（ステップＳＴ４）、撮影画像取得機能５１ａは、カメラ５５から撮影画像データを取得する。

図６は、治療システム１の撮影画像データの一例を示す図である。

図６は、治療室内の任意の場所から天板３３上に配置された患者Ｕを見ている操作者Ｄが装着する装着装置１Ｃに搭載されたカメラ５５によって撮影されて生成された撮影画像データを示す。

図５の説明に戻って、装着装置１Ｃの治療計画取得機能５１ｂは、ステップＳＴ２によって記憶回路５２から患者Ｕの治療計画情報を取得する。そして、表示画像生成機能５１ｃは、ステップＳＴ５～ＳＴ９において、ステップＳＴ４によって取得された撮影画像データと、治療計画情報に含まれるＣＴボリュームデータとに基づいて、表示画像データを生成する。

具体的には、まず、表示画像生成機能５１ｃは、治療計画情報に含まれるＣＴボリュームデータＶ（図７（Ａ）に図示）から、患者Ｕの体表を示す体表ボリュームデータＶ１（図７（Ｂ）に図示）と、患者Ｕの組織（臓器）を示す組織ボリュームデータＶ２（図７（Ｃ）に図示）とを抽出する（ステップＳＴ５）。体表ボリュームデータ及び組織ボリュームデータの抽出方法としては、各ボクセルのＣＴ値を用いた閾値処理等の既存の技術が採用されれば良い。なお、抽出される組織ボリュームデータＶ２は、ＣＴボリュームデータが有する全組織（全臓器）が抽出されたものであっても良いが、特定の組織が限定的に抽出されたものであっても良い。

図７（Ａ）～（Ｃ）は、治療システム１のＣＴボリュームデータ、体表ボリュームデータ、及び組織ボリュームデータの一例を示す図である。

図７（Ａ）は、患者Ｕについて治療計画時に生成されたＣＴボリュームデータＶを示す。ＣＴボリュームデータＶは、患者Ｕの身体の輪郭、つまり、体表を示す部分データである体表ボリュームデータＶ１（図７（Ｂ）に図示）と、患者Ｕの内部構造、つまり、組織を示す部分データである組織ボリュームデータＶ２（図７（Ｃ）に図示）と、Ｘ線ＣＴ装置の天板（図示省略）を示す部分データを含む。

図５の説明に戻って、表示画像生成機能５１ｃは、撮影画像データ（図６に図示）と、ステップＳＴ５によって抽出された体表ボリュームデータＶ１（図７（Ｂ）に図示）に基づく各投影画像データとの画像位置合わせを行うことで、投影処理（例えば、透視投影）を行うための視点及び視線方向を決定する（ステップＳＴ６）。

図８は、図６に示す撮影画像データと、図７（Ｂ）に示す体表ボリュームデータに基づく投影画像データとを示す図である。

図８に示す体表ボリュームデータに基づく投影画像データは、体表ボリュームデータを、所定の視点から所定の投影方向にて投影した場合のデータである。視点及び投影方向をそれぞれ変化させて撮影画像データとの一致度を評価し、一致度の高い場合の視点及び投影方向が、投影処理を行うための視点及び視線方向として決定される。

図５の説明に戻って、表示画像生成機能５１ｃは、ステップＳＴ６によって決定された視点及び視線方向に従って、ステップＳＴ５によって抽出された組織ボリュームデータＶ２（図７（Ｃ）に図示）の投影処理を行う（ステップＳＴ７）。また、表示画像生成機能５１ｃは、治療計画情報に含まれる治療中心、照射方向、及び線量分布の３次元的な座標変換処理を行う（ステップＳＴ８）。

表示画像生成機能５１ｃは、ステップＳＴ７，ＳＴ８によって取得された、治療計画情報を示す表示画像データを生成する（ステップＳＴ９）。ステップＳＴ９において、装着装置１Ｃのディスプレイ５４が左眼用のディスプレイ要素５４Ｌと右眼用のディスプレイ要素５４Ｒ（図３に図示）とを備える場合、表示画像生成機能５１ｃは、表示画像データを視差画像データとして生成する。

表示画像生成機能５１ｃは、ステップＳＴ９によって生成された表示画像データを装着装置１Ｃのディスプレイ５４に表示画像として表示させる（ステップＳＴ１０）。

図９（Ａ）は、治療システム１における表示画像の表示例を示す図であり、図９（Ｂ）は、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界を示す図である。

図９（Ａ）は、組織ボリュームデータＶ２に基づき投影処理された投影画像データＶ２´と、２門（port）照射の場合において、３次元座標変換された照射方向Ｆｃ及び照射領域Ｆｒとを示す。装着装置１Ｃのディスプレイ５４に図９（Ａ）に示す表示画像が表示されることで、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界には、その表示画像と、透過型のディスプレイ５４を通して視認される患者Ｕ及び天板３３とが含まれることになる（図９（Ｂ）に図示）。

図１０（Ａ）は、治療システム１における表示画像の表示例を示す図であり、図１０（Ｂ）は、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界を示す図である。

図１０（Ａ）は、組織ボリュームデータＶ２に基づき投影処理された投影画像データＶ２´と、３次元的に座標変換された治療中心ＩＣとを示す。装着装置１Ｃのディスプレイ５４に図１０（Ａ）に示す表示画像が表示されることで、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界には、その表示画像と、透過型のディスプレイ５４を通して視認される患者Ｕ及び天板３３とが含まれることになる（図１０（Ｂ）に図示）。

図１１（Ａ）は、治療システム１における表示画像の表示例を示す図であり、図１１（Ｂ）は、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界を示す図である。

図１１（Ａ）は、組織ボリュームデータＶ２に基づき投影処理された投影画像データＶ２´と、３次元的に座標変換された線量分布（図中のハッチング部分）とを示す。なお、図１１（Ａ）では、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）とは異なる視点及び視線方向が適用されている。装着装置１Ｃのディスプレイ５４に図１１（Ａ）に示す表示画像が表示されることで、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界には、その表示画像と、透過型のディスプレイ５４を通して視認される患者Ｕ及び天板３３とが含まれることになる（図１１（Ｂ）に図示）。

図５の説明に戻って、表示画像生成機能５１ｃは、ステップＳＴ４によって開始された撮影、つまり、撮影画像データの生成を終了するか否かを判断する（ステップＳＴ１１）。ステップＳＴ１１の判断にてＹＥＳ、即ち、ステップＳＴ４によって開始された画像データの生成を終了すると判断される場合、表示画像生成機能５１ｃは、動作を終了する。

一方で、ステップＳＴ１１の判断にてＮＯ、即ち、ステップＳＴ４によって開始された画像データの生成を終了しないと判断される場合、表示画像生成機能５１ｃは、撮影の次のフレームにおける撮影画像データ（図６に図示）と、ステップＳＴ５によって抽出された体表ボリュームデータＶ１（図７（Ｂ）に図示）とに基づいて、投影処理を行うための視点及び視線方向を決定する（ステップＳＴ６）。

つまり、ステップＳＴ６～ＳＴ９をループして繰り返すことで、表示画像生成機能５１ｃは、カメラ５５によって生成された動画像データの各フレームについてそれぞれ表示画像を表示させることができる。従って、表示画像生成機能５１ｃは、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの治療室内の移動や、操作者Ｄの体位の変化等に追従して、適切な表示画像を生成して表示することができる。

治療装置用の装着装置１Ｃ及び治療システム１によると、患者Ｕの治療計画情報を可視化して患者Ｕの実体上に重なるような視界を操作者Ｄに提示できる。これにより、患者Ｕに対して治療を行おうとする操作者Ｄが抱く、治療計画情報を適用する上での安心感を提供することができる。

（第１の変形例）
装着装置１Ｃのディスプレイ５４に表示される表示画像は、前述の治療計画情報に代替して、ステップＳＴ３による患者Ｕのポジショニングの補正情報を含むものであっても良い。なお、装着装置１Ｃのディスプレイ５４に表示される表示画像は、前述の治療計画情報と共に、患者Ｕのポジショニングの補正情報を含むものであっても良い。

患者Ｕのポジショニングの補正情報は、（１）治療計画情報に含まれるマーカの３次元座標と、決定された視点の３次元座標とを結ぶ直線と、（２）カメラ５５による撮影画像データから抽出された、患者Ｕに貼付されたマーカの像を通り、操作者Ｄの観察方向（例えば、後述するセンサによって検知される）に平行な方向の直線との差に基づいて算出されるものである。患者Ｕのポジショニングの補正情報は、３次元方向の補正向きを示す情報と、補正量を示す情報とを含む。

図１２（Ａ）は、治療システム１における表示画像の表示例を示す図であり、図１２（Ｂ）は、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界を示す図である。

図１２（Ａ）は、患者Ｕのポジショニングの補正情報を示す。患者Ｕの補正向きは、ｘｙｚ軸方向の矢印の向きとして表現される。患者Ｕの補正量は、矢印の長さとして表現される。装着装置１Ｃのディスプレイ５４に図１２（Ａ）に示す表示画像が表示されることで、装着装置１Ｃを装着した操作者Ｄの視界には、その表示画像と、透過型のディスプレイ５４を通して視認される患者Ｕ及び天板３３とが含まれることになる（図１２（Ｂ）に図示）。なお、患者Ｕの補正情報の補正量は、「右」、「１０ｍｍ」等の文字（テキスト）で表現されても良い。

操作者Ｄは、患者Ｕのポジショニングの補正情報に従って、患者Ｕを載置する天板３３を移動させることができる。

治療装置用の装着装置１Ｃ及び治療システム１の第１の変形例によると、患者Ｕのポジショニングの補正情報を算出して可視化することができる。患者Ｕのポジショニングの補正情報に従って患者Ｕのポジショニングが補完されるので、患者Ｕのポジショニングの精度が向上する。

（第２の変形例）
ここまで、表示画像生成機能５１ｃが、撮影画像データと、体表ボリュームデータに基づく各投影画像データとの画像位置合わせ後の一致度に基づいて視点及び投影方向を決定する方法について説明したが、視点及び投影方向を決定する方法はその場合に限定されるものではない。例えば、装着装置１Ｃがセンサ（図示省略）を備え、表示画像生成機能５１ｃは、センサによって検知された装着装置１Ｃの位置や角度に基づいて視点及び投影方向を決定しても良い。

センサは、自身の位置、つまり、センサ位置Ｐ［ｘ，ｙ，ｚ］と、自身の方向（２個の偏角θ，φ）、つまり、センサ方向とを検知する。例えば、センサが少なくとも２箇所のセンサ位置を検知する場合、当該少なくとも２箇所についての検出結果からセンサ方向が検知され得る。センサは、図示しない磁場発生器によって発生した磁場の大きさと方向を検知し、検知された磁場の大きさと方向に基づいて、センサ位置及びセンサ方向を検知する。なお、センサは、３次元空間における３軸の角速度を検知する３軸ジャイロセンサ、３次元空間における３軸の加速度を検知する３軸加速度センサ、３次元空間における３軸の地磁気を検知する３軸地磁気センサのうち少なくともいずれかを含む、いわゆる９軸センサであっても良い。

治療装置用の装着装置１Ｃ及び治療システム１の第２の変形例によると、患者Ｕの治療計画情報を可視化して患者Ｕの実体上に重なるような視界を操作者Ｄに提示できる。これにより、患者Ｕに対して治療を行おうとする操作者Ｄが抱く、治療計画情報を適用する上での安心感を提供することができる。

以上述べた少なくともひとつの実施形態の治療装置用の装着装置及び治療システムによれば、治療計画情報を可視化して操作者に提示できる。

以上、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。これら新規な実施形態は、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、変更を行なうことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。

１…治療システム
１Ａ…治療計画装置
１Ｂ…治療装置
１Ｃ…装着装置
５１…処理回路
５１ａ…治療計画取得手段（治療計画取得機能）
５１ｂ…撮影画像取得手段（撮影画像取得機能）
５１ｃ…表示画像生成手段（表示画像生成機能）
５２…記憶回路
５４…ディスプレイ
５５…撮影部（カメラ）

Claims (7)

1. 治療計画情報を記憶する記憶部と、
   被検体の光学撮影を行って撮影画像データを生成する撮影部と、
   前記記憶部に記憶された前記治療計画情報に含まれるボリュームデータから体表を示すボリュームデータと組織を示すボリュームデータとを抽出し、前記撮影画像データと、抽出された前記体表を示すボリュームデータに基づく各投影画像データとの画像位置合わせを行うことで、抽出された前記組織を示すボリュームデータから表示画像データを生成する表示画像生成手段と、
   前記表示画像データを表示画像として表示する表示部と、
   を有する治療装置用の装着装置。
2. 前記表示画像生成手段は、前記画像位置合わせに基づいて、前記組織を示すボリュームデータの投影処理を行うための視点及び視線方向を決定する、
   請求項１に記載の治療装置用の装着装置。
3. 治療計画情報を記憶する記憶部と、
   被検体の光学撮影を行って撮影画像データを生成する撮影部と、
   前記撮影画像データと、前記記憶部に記憶された前記治療計画情報に含まれるボリュームデータとに基づいて表示画像データを生成する表示画像生成手段と、
   前記表示画像データを表示画像として表示する表示部と、
   を有し、
   前記表示画像生成手段は、前記撮影画像データと、体表を示すボリュームデータに基づく各投影画像データとの画像位置合わせを行うことで、前記治療計画情報に含まれる治療中心、照射方向、及び線量分布のうち少なくとも１個の３次元座標から前記表示画像データを生成する、
   治療装置用の装着装置。
4. 前記表示画像生成手段は、前記画像位置合わせに基づいて、前記３次元座標の変換処理を行うための視点及び視線方向を決定する、
   請求項３に記載の治療装置用の装着装置。
5. 治療計画情報を記憶する記憶部と、
   被検体の光学撮影を行って撮影画像データを生成する撮影部と、
   前記撮影画像データと、前記記憶部に記憶された前記治療計画情報に含まれるボリュームデータとに基づいて表示画像データを生成する表示画像生成手段と、
   前記表示画像データを表示画像として表示する表示部と、
   を有し、
   前記表示画像生成手段は、前記治療計画情報に含まれるマーカの３次元座標及び視点を結ぶ直線と、前記撮影画像データから抽出された、前記被検体に貼付されたマーカの像を通り所定方向と平行の直線との差に基づいて、前記被検体の位置決めの補正情報を算出し、前記補正情報から前記表示画像データを生成する、
   治療装置用の装着装置。
6. 前記表示部は、両眼用の表示部要素を備え、
   前記表示画像生成手段は、前記表示画像データとして両眼用の視差画像データを生成し、前記視差画像データを前記両眼用の表示部要素に視差画像として表示させる、
   請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の治療装置用の装着装置。
7. 被検体に放射線、陽子線、又は粒子線を照射して治療を行う治療装置と、
   請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の治療装置用の装着装置と、
   を備えた治療システム。

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