JP7116944B2 - 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムに関する。
重粒子線や放射線などの治療ビームを患者(被検体)に照射する治療装置が知られている。被検体の患部、すなわち治療ビームを照射する箇所は、呼吸や心拍、腸の動きなどによって移動する場合がある。これに対応する治療法として、ゲーテッド照射法や追尾照射法が知られている。
呼吸によって移動する患部に治療ビームを照射する場合、被検体の呼吸位相と同期させて照射を行う必要がある。呼吸位相同期の手法として、被検体の身体に取り付けた各種センサの出力値を利用して呼吸位相を把握する手法(外部呼吸同期)と、被検体の透視画像に基づいて呼吸位相を把握する手法(内部呼吸同期)がある。呼吸位相同期のための処理は、治療装置に制御信号を出力する医用装置によって行われる。医用装置は、例えば治療装置と有線または無線で通信することで、治療装置を制御する。
この種の治療は、X線などにより患者の体内の透視画像を撮影しながら行われ得る。このような撮影は、例えば、治療が終了した場合や治療が再開できないような異常が生じた場合の他、患者の容体が軽度に変化した場合や医師等が一時的に手を止める場合などに停止され得る。しかしながら、従来の技術では、このような撮影停止の後、撮影再開までに時間を要することがあり、効率が低下する場合があった。
特開2017-144000号公報
本発明が解決しようとする課題は、治療の効率性を向上させることができる医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを提供することである。
実施形態の医用装置は、取得部と、特定部と、制御部とを持つ。前記取得部は、電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影部から、前記被検体の透視画像を取得する。前記特定部は、前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定する。前記制御部は、前記特定部により特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力する。前記制御部は、第1スイッチが操作された場合に、前記撮影部に前記電磁波の照射を停止させると共に前記取得部による前記透視画像の取得を停止させる。前記制御部は、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影部に前記電磁波の照射を停止させると共に前記取得部による前記透視画像の取得が可能である状態を維持する。
本実施形態によれば、治療の効率性を向上させることができる医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを提供することができる。
医用装置100を含む治療システム1の構成図。 治療システム1における治療の流れの一例を示すフローチャート。 医用装置100の入力・表示部120により表示されるインターフェース画像IMの一例を示す図。 第1ボタンB1、第2ボタンB2、および第3ボタンB3の表示態様の変化を示す図。 第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6の内容を示す図。 参照画像作成段階において、第1ボタンB1および第2ボタンB2の操作に応じて医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。 追跡条件設定段階において、第1ボタンB1および第2ボタンB2の操作に応じて医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。 治療段階において、第1ボタンB1および第2ボタンB2の操作に応じて医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。
以下、実施形態の医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。なお、また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
<構成>
図1は、医用装置100を含む治療システム1の構成図である。治療システム1は、例えば、治療装置10と、医用装置100とを備える。
治療装置10は、例えば、寝台11と、放射線源12-1、12-2と、検出器13-1、13-2と、照射門14と、センサ15と、治療装置側制御部20とを備える。以下、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字は、いずれの放射線源および検出器の組による透視用の放射線、或いは透視画像であるかを示すものとする。また、適宜、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字を省略して説明を行う。
寝台11には、治療を受ける被検体Pが固定される。放射線源12-1は、被検体Pに対して放射線r-1を照射する。放射線源12-2は、放射線源12-1とは異なる角度から、被検体Pに対して放射線r-2を照射する。放射線r-1およびr-2は、電磁波の一例であり、例えばX線である。以下、これを前提とする。
放射線r-1は検出器13-1によって検出され、放射線r-2は検出器13-2によって検出される。検出器13-1および13-2は、例えばフラット・パネル・ディテクタ(FPD;Flat Panel Detector)、イメージインテンシファイア、カラーイメージインテンシファイアなどである。検出器13-1は、放射線r-1のエネルギーを検出してデジタル変換し、透視画像TI-1として医用装置100に出力する。検出器13-2は、放射線r-2のエネルギーを検出してデジタル変換し、透視画像TI-2として医用装置100に出力する。図1では、2組の放射線源および検出器を示したが、治療装置10は、3組以上の放射線源および検出器を備えてもよい。
照射門14は、治療段階において、被検体Pに対して治療ビームBを照射する。治療ビームBには、例えば、重粒子線、X線、γ線、電子線、陽子線、中性子線などが含まれる。図1では、1つの照射門14のみ示したが、治療装置10は複数の照射門を備えてもよい。なお、以下では、放射線源12-1、12-2および検出器13-1、13-2を撮影部30と総称する。
センサ15は、被検体Pの外部呼吸位相を認識するためのものであり、被検体Pの身体に取り付けられる。センサ15は、例えば、圧力センサである。
治療装置側制御部20は、医用装置100からの制御信号に応じて、放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2、および照射門14を動作させる。
医用装置100は、例えば、統括制御部110と、入力・表示部120と、入力操作取得部122と、表示制御部124と、取得部130と、参照画像作成部132と、画像処理部136と、ターゲット位置特定部140と、出力制御部150と、記憶部160とを備える。統括制御部110、入力操作取得部122、表示制御部124、取得部130、参照画像作成部132、画像処理部136、ターゲット位置特定部140、および出力制御部150は、例えば、少なくとも一部が、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェアプロセッサが記憶部160に格納されたプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
以下、医用装置100の各部の機能について説明する。医用装置100の説明において、透視画像TIに対する処理として説明されたものは、特に注記が無い限り、透視画像TI-1、TI-2の双方に対して並行して実行されるものとする。統括制御部110は、医用装置100の機能を統括的に制御する。
入力・表示部120は、「表示部」の一例である。入力・表示部120は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electroluminescence)表示装置、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイなどの表示装置と、操作者による入力操作を受け付ける入力装置とを含む。入力・表示部120は、表示装置と入力装置が一体に形成されたタッチパネルであってもよいし、マウスやキーボードなどの入力デバイスを備えてもよい。
入力操作取得部122は、入力・表示部120に対してなされた操作(タッチ、フリック、スワイプ、クリック、ドラッグ、キー入力など)の内容を認識し、認識した操作の内容を統括制御部110に出力する。表示制御部124は、統括制御部110からの指示に応じて、入力・表示部120に画像を表示させる。表示制御部124は、治療の準備段階と、前記治療ビームBの照射段階とのそれぞれの開始指示を受け付けるためのインターフェース画面を入力・表示部120に表示させる。なお、画像を表示させることには、演算結果に基づいて画像の要素を生成することと、予め作成された画像の要素を表示画面に割り当てることとが含まれる。
取得部130は、治療装置10から透視画像TIを取得する。また、取得部130は、センサ15の検出値を取得する。また、取得部130は、医用検査装置(不図示)から被検体Pの三次元ボリュームデータを取得する。ターゲットの位置特定に透視画像TIを参照画像として使用する場合、参照画像作成部132は、取得部130により取得された透視画像TIに基づいて、ターゲット位置特定に使用される参照画像を生成する。これらについては後に詳述する。
画像処理部136は、デフォーマブルレジストレーションや、DRR(Digitally Reconstructed Radiograph)画像生成などの画像処理を行う。デフォーマブルレジストレーションとは、時系列の三次元ボリュームデータに対して、ある時点の三次元ボリュームデータについて指定された位置情報を、他の時点の三次元ボリュームデータに展開する処理である。DRR画像とは、三次元ボリュームデータに対して、仮想的な放射線源から放射線を当てることで生成される仮想的な透視画像である。
ターゲット位置特定部140は、「特定部」の一例である。ターゲット位置特定部140は、透視画像TIにおけるターゲット位置を特定する。ターゲット位置とは、被検体Pの患部、すなわち治療ビームBを照射する位置であってもよいし、マーカあるいは被検体Pの特徴箇所の位置であってもよい。特徴箇所とは、横隔膜や心臓、骨など、透視画像TIにおいて周囲の箇所との差異が比較的鮮明に現れるため、透視画像TIをコンピュータが解析することで位置を特定しやすい箇所である。ターゲット位置は、一点であってもよいし、二次元または三次元の広がりを持つ領域であってもよい。
出力制御部150は、ターゲット位置特定部140により特定されたターゲット位置に基づいて、治療装置10に照射許可信号を出力する。例えば、ゲーテッド照射法では、出力制御部150は、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まる場合に、治療装置10にゲートオン信号を出力する。ゲーティングウインドウとは、二次元平面または三次元空間において設定される領域であり、照射許可範囲の一例である。ゲートオン信号とは、被検体Pに治療ビームBを照射することを指示する信号であり、照射許可信号の一例である。以下、これらを前提として説明する。治療装置10は、ゲートオン信号が入力されている場合、治療ビームBを照射し、ゲートオン信号が入力されていない場合、治療ビームBを照射しない。なお、照射許可範囲は、固定的に設定されるものに限らず、患部の移動に追従して移動するものであってもよい。なお、統括制御部110および出力制御部150は、「制御部」の一例である。
記憶部160は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリなどにより実現される。記憶部160には、前述したプログラムの他、時系列の三次元CT画像(以下、4DCT画像)、透視画像TI、センサ15の出力値などが格納される。例えば、記憶部160は、画像記憶用メモリ162およびバックアップ用ストレージ装置164を含む。画像記憶用メモリ162は、「メモリ」の一例である。バックアップ用ストレージ装置164は、「ストレージ装置」の一例である。画像記憶用メモリ162およびバックアップ用ストレージ装置164は、例えば、RAMやROM、HDD、フラッシュメモリなどにより実現される。例えば、画像記憶用メモリ162は、撮影された透視画像TIを一時的に記憶する。例えば、バックアップ用ストレージ装置164は、治療が終了した後に、画像記憶用メモリ162に一時的に格納された透視画像TIをバックアップとして記憶する。なお、上記のとおり、記憶部160には、前述したプログラムや4DCT画像なども格納される。
<治療の流れ>
以下、治療システム1における治療の流れについて説明する。以下では、マーカを使用しない内部呼吸同期であるマーカレス追跡に基づく治療が行われることを前提として説明するが、マーカが使用される内部呼吸同期であるマーカ追跡や外部呼吸同期などに基づく治療が行われてもよい。なお、マーカレス追跡にはテンプレートマッチング法や機械学習を用いた手法等がある。以下では、テンプレートマッチング法を用いたマーカレス追跡について説明し、照射方法としてゲーテッド照射法を採用するものとして説明する。医用装置100は、テンプレートマッチング法と、機械学習を用いた手法とを切り替え可能であってもよい。
図2は、治療システム1における治療の流れの一例を示すフローチャートである。治療は、大きく計画段階(ステップS100)、位置決め段階(ステップS110)、準備段階(ステップS120)、および治療段階(ステップS130)に分けられる。準備段階は、さらに参照画像作成段階(ステップS122)および追跡条件設定段階(ステップS124)に分けられる。以下、各段階の概要について説明する。
[計画段階]
計画段階(ステップS100)において、まず、被検体PのCT撮影が行われる。CT撮影では、様々な呼吸位相毎に、様々な方向から被検体Pが撮影される。次に、CT撮影の結果に基づいて4DCT画像が生成される。4DCT画像は、三次元のCT画像(前述した三次元ボリュームデータの一例)を時系列にn個並べたものである。このn個および時系列画像の時間間隔を乗算して求められる期間は、例えば、呼吸位相が1周期分変化する期間をカバーするように設定される。4DCT画像は、記憶部160に格納される。
次に、医師や放射線技師などが、n個のCT画像のうち、例えば1つのCT画像に対して、輪郭を入力する。この輪郭は、患部である腫瘍の輪郭や治療ビームBを照射したくない臓器の輪郭等である。次に、例えば画像処理部136が、デフォーマブルレジストレーションによって、n個のCT画像のそれぞれについて輪郭を設定する。次に、治療計画が決定される。治療計画とは、設定された輪郭情報に基づいて、患部がどの位置にあるときに、どこに、どの方向から、どれだけの治療ビームBを照射するかを規定するものであり、ゲーテッド照射法や追尾照射法などの治療法に応じて決定される。なお、計画段階の処理の一部または全部は、外部装置によって実行されてもよい。例えば、4DCT画像を生成する処理は、CT装置によって実行されてもよい。
ここで、腫瘍の輪郭で区画される領域や、その領域の重心、或いは被検体Pの特徴箇所の位置などがターゲット位置となる。更に、治療計画において、ターゲット位置がどの位置にあれば治療ビームBを照射してよいのかが決定される。デフォーマブルレジストレーションによって輪郭が設定された際に、ターゲット位置に対してマージンが自動的に、または手動で設定され、マージンを反映させてゲーティングウインドウが設定される。このマージンは、装置や位置決めの誤差などを吸収するためのものである。
[位置決め段階]
位置決め段階(ステップS110)においては、寝台位置の調整が行われる。被検体Pは寝台11に寝かされ、シェル等で固定される。まず、寝台位置の粗い調整が行われる。この段階において、作業者が、被検体Pの位置と姿勢を目視で確認し、照射門14からの治療ビームBが当たりそうな位置へ寝台11を動かす。これにより、寝台11の位置が粗く調整される。次に、寝台位置を細かく調整するために利用する画像が撮影される。例えば、3D-2Dレジストレーションが行われる場合は透視画像TIが撮影される。透視画像TIは、例えば被検体Pが息を吐き切ったタイミングで撮影される。寝台11の位置は粗く調整済みであるため、透視画像TIには、被検体Pの患部付近が写っている。
3D-2Dレジストレーションが行われる場合、この段階において、放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2、および被検体Pの治療計画情報を使用して三次元ボリュームデータからDRR画像が生成される。DRR画像と透視画像TIに基づいて寝台移動量が算出され、寝台11が移動させられる。透視画像TIの撮影、寝台移動量算出、寝台11の移動を繰り返すことで、寝台11の位置が細かく調整される。
[準備段階(その1:参照画像作成段階)]
位置決め段階が終了すると、準備段階(ステップS120)に移行する。準備段階のうち参照画像作成段階(ステップS122)では、参照画像が作成される。まず、4DCT画像から各位相のDRR画像が作成される。DRR画像の作成は4DCT画像撮影以降であればいつ実施してもよい。このとき、治療計画において設定されたゲーティングウインドウを射影した位置がDRR上のゲーティングウインドウとして設定される。準備段階では、まず参照画像を作成するための透視画像TIの撮影が行われる。例えば、参照画像作成段階では、撮影開始後、所定期間だけ撮影が行われる。例えば、予め指定された呼吸周期分の期間だけ撮影が行われる。例えば、参照画像とターゲット位置PTとの関係が学習されるのに必要十分な、k回の呼吸分の透視画像TIが撮影される。透視画像TIは、例えば、被検体Pの2呼吸分をカバーするように撮影される。また、被検体Pが深呼吸を行う間、被検体Pの外部呼吸波形が、透視画像TIと同期して取得される。取得された外部呼吸波形は、表示制御部124により入力・表示部120に表示される。撮影された透視画像TIには、画像処理部136がDRR画像のターゲット位置に基づいて導出した透視画像TI上の追跡値が対応付けられる。なお、追跡値は、外部呼吸波形から求められてもよい。
また、この段階において、透視画像TIとターゲット位置との関係が学習され、更に、医師によるターゲット位置の修正が受け付けられる。そして、ターゲット位置が学習された透視画像TIの中から、追跡値に基づいて、一つ以上のテンプレート(参照画像)が選択される。テンプレートは、透視画像TIの特徴的な一部を切り出したものであってよい。ターゲット位置の学習は、計画段階から治療段階までの間の、いずれのタイミングで実施されてもよい。
[準備段階(その2:追跡条件設定段階)]
次いで、準備段階のうち追跡条件設定段階(ステップS124)においては、ターゲット位置の追跡の確認およびゲートオン信号の出力タイミングの確認が行われる。まず、透視画像TIの撮影が開始される。ターゲット位置特定部140は、時系列で入力される透視画像TIに対してテンプレートとのマッチングを行い、透視画像TIに対してターゲット位置を割り付ける。表示制御部124は、透視画像TIを動画として入力・表示部120に表示させながら、ターゲット位置が割り付けられた透視画像TIのフレームにターゲット位置を重畳表示させる。この結果、医師等によりターゲット位置の追跡結果が確認される。
この際に、出力制御部150は、透視画像TI-1、TI-2の双方に関して、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっているか否かを判定する。治療段階では、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合にゲートオン信号が治療装置10に出力されるのであるが、準備段階では、ゲートオン信号の出力の有無が統括制御部110を介して表示制御部124に伝えられる。表示制御部124は、動画の表示に併せてゲートオン信号の出力の有無を入力・表示部120に表示させる。この結果、医師等によりゲートオン信号の出力タイミングが確認される。
[治療段階]
治療段階(ステップS130)では、出力制御部150が、透視画像TI-1、TI-2の双方に関して、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合にゲートオン信号を治療装置10に出力する。これによって、治療ビームBが被検体Pの患部に照射され、治療が行われる。なお、ターゲット位置が患部の位置である場合には、追跡したターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合に治療ビームBは照射され、ターゲット位置が被検体Pの特徴箇所の位置である場合には、予め学習されたターゲット位置と患部の位置との関係に基づいて、ターゲット位置から導出された患部の位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合に治療ビームBが照射される。なお、これらの複合手法によって患部の位置に治療ビームBが照射されてもよい。すなわち、ターゲット位置として患部の位置と、特徴箇所の位置とをそれぞれ設定しておき、患部が第1ゲーティングウインドウに収まり、特徴箇所が第2ゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームBを照射するようにしてもよい。
<表示画像、フローチャート>
以下、上記説明した治療の流れをサポートするための、医用装置100の処理について説明する。
図3は、医用装置100の入力・表示部120により表示されるインターフェース画像IMの一例を示す図である。インターフェース画像IMは、例えば、領域A1-1、A1-2、A2、A3、A4、A5、A6、およびA7を含む。
領域A1-1では、透視画像TI-1に対してゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが重畳表示される。領域A1-2では、透視画像TI-2に対してゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが重畳表示される。領域A2には、各種グラフなどが表示される。
領域A3には、モードなどの選択を受け付けるセレクトウインドウSW、ゲートオン信号の出力の有無を示すためのアイコンウインドウIW、透視画像TIの撮影開始または撮影停止を指示するための第1ボタンB1、透視画像TIの撮影の一時停止または撮影再開を指示するための第2ボタンB2、治療セッションの終了を指示するための第3ボタンB3、時系列のDRR画像や透視画像TIを遡って確認するためのスライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアCA、準備段階が完了したことを確認するためのチェックボックスCBなどが設定される。インターフェース画像IMの各部に対する操作は、例えば、タッチ操作、マウスによるクリック、あるいはキーボード操作などにより行われる。例えば、第1ボタンB1は、タッチ操作またはマウスによるクリックによって操作される。
図4は、第1ボタンB1、第2ボタンB2、および第3ボタンB3の表示態様の変化を示す図である。例えば、図示するように、第1ボタンB1は、初期状態で、撮影が「OFF」すなわち停止している状態を示すと共に、「撮影開始」の指示を受け付ける第1態様となっている。第1ボタンB1が操作されると、撮影が「ON」すなわち実行されている状態を示すと共に、「撮影停止」の指示を受け付ける第2態様に変化する。第1ボタンB1は、これらの二つの態様の間で状態遷移する。例えば、統括制御部110は、表示制御部124に指示して、初期状態で、「OFF」および「撮影開始」の文字を含む第1ボタンB1の画像を入力・表示部120に表示させる。例えば、第1ボタンB1が操作されると、統括制御部110は、表示制御部124に指示して、「ON」および「撮影停止」の文字を含む第1ボタンB1の画像を入力・表示部120に表示させる。
第2ボタンB2は、初期状態で、操作されると撮影の「一時停止」の指示を受け付ける第3態様となっている。第2ボタンB2は、操作されると、「撮影再開」の指示を受け付ける第4態様に変化する。例えば、統括制御部110は、表示制御部124に指示して、初期状態で、「一時停止」の文字を含む第2ボタンB2の画像を入力・表示部120に表示させる。例えば、第2ボタンB2が操作されると、統括制御部110は、表示制御部124に指示して、「撮影再開」の文字を含む第2ボタンB2の画像を入力・表示部120に表示させる。また、第3ボタンB3は、初期状態で、インターフェース画像IMを「閉じる」指示を受け付ける態様となっており、操作されるとインターフェース画像IMの表示が停止され、一連の処理が終了する。ここで、「撮影停止」の指示を受け付ける第1ボタンB1の第2態様は、「第1スイッチ」の一例である。「一時停止」の指示を受け付ける第2ボタンB2の第3態様は、「第2スイッチ」の一例である。「撮影開始」の指示を受け付ける第1ボタンB1の第1態様は、「第3スイッチ」の一例である。第1ボタンB1および第2ボタンB2の詳細については、後に詳述する。なお、以下では、第1ボタンB1および第2ボタンB2が操作された場合の入力・表示部120における第1ボタンB1および第2ボタンB2の表示の変更についての説明は省略する。
領域A4には、モードに応じた治療段階が、次のステップに進むことを指示するための第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6が設定される。図5は、第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6の内容を示す図である。例えば、第4ボタンB4は、レジストレーション(透視画像TIにおけるターゲット位置PTの学習)の指示を受け付け、第5ボタンB5は、参照画像の作成指示を受け付け、第6ボタンB6はゲートオン信号の確認指示を受け付ける。
領域A5には、センサ15の出力値に基づく外部呼吸波形のグラフなどが表示される。領域A6には、被検体Pの治療計画情報などを示す画像やテキスト情報が表示される。領域A7では、被検体PのCT画像の断面に対し、X線の照射方向、照射野、および治療ビームBの照射方向、ターゲットの輪郭やマーカROI等が重畳表示される。
以下、インターフェース画像IMの各種機能について、参照画像作成段階、追跡条件設定段階、および治療段階についてのフローチャートを参照しながら説明する。図6は、準備段階(ステップS120)のうち参照画像作成段階(ステップS122)において、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。位置決め段階(ステップS110)の後、まず、統括制御部110は、入力操作取得部122から入力される情報を参照し、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されたか否かを判定する(ステップS200)。なお、以降の説明において、医用装置100に対する操作がなされたことを検知する際には、統括制御部110が入力操作取得部122から入力される情報を参照して判断するものとし、都度の説明を省略する。
第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されたと判定した場合、統括制御部110は、出力制御部150に、透視画像TIの撮影を治療装置10に指示させる(ステップS202)。取得部130は、撮影された透視画像TIを取得し、画像記憶用メモリ162に格納させる。なお、出力制御部150は、第1ボタンB1が再度操作されたときに撮影を終了する指示を治療装置10に出力してもよい。このように、出力制御部150は、入力操作取得部122により取得された入力操作の内容に応じて、治療装置10の撮影部(放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2)への動作指示を出力する。これによって、医用装置100によって治療装置10を含めた治療システム1の動作を一元的に管理することができ、利便性が向上する。
次に、統括制御部110は、撮影開始から予め指定された所定期間が経過したか否かを判定する(ステップS204)。例えば、所定期間とは、呼吸周期の所定回数分の期間である。呼吸周期は一連の透視画像TIの周期的な変化として現れるので、統括制御部110は、透視画像TIに基づき、上記の所定期間が経過したか否かを判定することができる。すなわち、統括制御部110は、例えば、画像処理部136に指示して、一連の透視画像TIの比較対照により、透視画像TIの周期的な変化が撮影開始から何回現れたかをリアルタイムで判定させる。例えば、上記の所定期間がk回の呼吸周期分の期間である場合、統括制御部110は、画像処理部136が撮影開始からk回目の周期的な変化が透視画像TIに現れたと判定した場合に、撮影開始から所定期間が経過したと判定する。
統括制御部110は、撮影開始から所定期間が経過していると判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させる(ステップS206)。また、統括制御部110は、画像記憶用メモリ162に格納された透視画像TIの少なくとも一部をバックアップ用ストレージ装置164に転送する(ステップS208;以下、「バックアップ処理」と称する。)。このようなバックアップ処理は、例えば、装置の故障などにより治療データが読み出せなくなったり消えてしまったりといった場合に備えて、透視画像TIのデータのバックアップを取る目的で行われる。統括制御部110は、上記のようなバックアップ処理を行うと共に、取得部130を、仮に撮影部30が取得部130に透視画像TIを送った場合でも透視画像TIを受け付けない状態に制御する。すなわち、統括制御部110は、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる。
一方、統括制御部110は、撮影開始から所定期間が経過していないと判定した場合、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する(ステップS210)。統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させる(ステップS206)。また、統括制御部110は、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS208)。
統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されなかったと判定した場合、第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されたか否かを判定する(ステップS212)。統括制御部110は、第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させる(ステップS214)。ただし、統括制御部110は、上記のようなバックアップ処理は行わない。
この場合、統括制御部110は、取得部130を、撮影部30からの透視画像TIを受け付けない状態に制御しない。すなわち、統括制御部110は、取得部130による透視画像TIの取得を停止させない。このため、取得部130は、撮影部30が取得部130に透視画像TIを送った場合には透視画像TIを受け付ける状態のままである。なお、統括制御部110は、第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されなかったと判定した場合、ステップS204に戻り、撮影開始から予め指定された所定期間が経過したか否かを判定する。
撮影の一時停止が行われた後、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する(ステップS216)。統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS208)。
統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されなかったと判定した場合、第2ボタンB2の操作によって「撮影再開」が選択されたか否かを判定する(ステップS218)。統括制御部110は、第2ボタンB2の操作によって「撮影再開」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の再開を治療装置10に指示させる(ステップS220)。その後、統括制御部110は、ステップS204に戻り、撮影開始から予め指定された所定期間が経過したか否かを判定する。なお、統括制御部110は、第2ボタンB2の操作によって「撮影再開」が選択されなかったと判定した場合、ステップS216に戻り、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する。
なお、統括制御部110は、ステップS204において所定期間が経過したと判定した場合、またはステップS210もしくはステップS216において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、ステップS208において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。放射線の照射が可能である状態とは、放射線の照射指示を受け付けると直ちに放射線を照射することができる状態を意味する。出力制御部150が、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示すると、治療装置10は、例えば、放射線源12-1および12-2の同期制御を停止する。この場合、放射線r-1およびr-2の照射を再開するためには放射線源12-1および12-2の同期信号の初期化などが必要となり得る。上記のように放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態が終了すると、治療装置10は、放射線r-1およびr-2の照射指示(すなわち、透視画像TIの撮影指示)を受け付けない状態になる。なお、統括制御部110は、ステップS204において所定期間が経過したと判定した場合にのみ、出力制御部150に、放射線の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。逆に、統括制御部110は、ステップS210もしくはステップS216において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合にのみ、出力制御部150に、放射線の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。
一方、統括制御部110は、ステップS212において第2ボタンB2の操作によって「一時停止」が選択されたと判定した場合、ステップS214において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態を維持しつつ放射線r-1およびr-2の照射を停止するように治療装置10に指示させてもよい。この場合、治療装置10は、例えば、放射線源12-1および12-2の同期制御を維持することにより、放射線源12-1および12-2との通信が確立された状態を保つ。これにより、放射線源12-1および12-2は、放射線の照射指示に応答して、上記のような同期信号の初期化などを行うことなく直ちに放射線r-1およびr-2を照射することができる状態に維持される。
次に、統括制御部110は、第4ボタンB4の操作によってレジストレーションが指示されたか否かを判定する(ステップS222)。
第4ボタンB4の操作によってレジストレーションが指示されると、統括制御部110は、画像処理部136に指示してDRR画像におけるターゲット位置PTから透視画像TIにおけるターゲット位置を求め、得られたターゲット位置PTを透視画像TIに重畳させて入力・表示部120に表示させるように表示制御部124に指示する(ステップS224)。前述したように、画像処理部136は、計画段階で撮影されたCT画像から作成したDRR画像や、計画段階以降に撮影された透視画像TIに基づいて、ターゲット位置PTが既知であるDRR画像と、透視画像TIとの間で画像の特徴部位をマッチングする処理などを行って、透視画像TIにおけるターゲット位置PTを導出する。透視画像TIとターゲット位置PTの関係は、参照画像作成部132に提供される。また、透視画像TIにターゲット位置PTが重畳した画像は、例えば、インターフェース画像IMの領域A1-1、A1-2に表示される。この状態で、統括制御部110は、ターゲット位置PTの調整を受け付ける(ステップS226)。ターゲット位置PTの調整は、例えば領域A1-1、A1-2に対するドラッグ/ドロップ操作によって行われる。ターゲット位置PTの調整が行われると、統括制御部110は、調整された透視画像TIとターゲット位置PTの関係を参照画像作成部132に提供する。
次に、統括制御部110は、第5ボタンB5の操作によって参照画像の作成が指示されたか否かを判定する(ステップS228)。第5ボタンB5が操作されると、統括制御部110は、参照画像作成部132に指示し、参照画像として用いる透視画像TIを選択し、リサイズなどの処理を行って、参照画像を作成する(ステップS230)。参照画像作成部132は、ターゲット位置PTが対応づけられた参照画像(テンプレート)を作成し、記憶部160に記憶させる。
図7は、準備段階(ステップS120)のうち追跡条件設定段階(ステップS124)において、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、統括制御部110は、第6ボタンB6の操作によってゲートオン信号の確認が指示されたか否かを判定する(ステップS300)。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部110は、表示制御部124に指示し、チェックボックスCBに「レ」(チェック)を入れた状態に変更させ、ゲートオン信号の出力タイミングを入力・表示部120に表示させる(ステップS302)。チェックボックスCBに「レ」が入った状態では、ゲートオン信号の出力タイミングは計算されて表示されるが、実際にゲートオン信号は治療装置10に出力されない。なお、チェックボックスCBは、「レ」を入れた状態に手動で変更されてもよい。
次に、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されたか否かを判定する(ステップS304)。第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されると、統括制御部110は、出力制御部150に指示し、透視画像TIの撮影を治療装置10に指示すると共に、表示制御部124に指示し、撮影された透視画像TIを用いた確認画像を入力・表示部120に表示させる(ステップS306)。また、取得部130は、撮影された透視画像TIを取得し、画像記憶用メモリ162に格納させる。なお、本実施形態では、追跡条件設定段階において、参照画像作成段階のように撮影開始から所定期間が経過すると自動的に撮影が停止される制御は行われない。ただし、このような制御が追跡条件設定段階で行われてもよい。
確認画像は、領域AI-1、AI-2に表示される。確認画像は、動画として再生される透視画像TIに対して、ターゲット位置PTやゲーティングウインドウGWが重畳された画像である(図3参照)。また、出力制御部150は、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に、ゲートオン信号を表示制御部124に出力し、領域A2に表示させる。医師等は、この確認画像を視認することで、被検体Pの患部などのターゲット位置PTが正しい位置として認識されているかどうか、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まるタイミングは適切かどうか、ゲートオン信号の出力効率等を確認することができる。確認画像は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されるまで表示される。撮影停止が選択された後も、スライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアCAを操作することで、確認画像を遡って確認することができる。
透視画像TIの撮影が開始された後、統括制御部110は、参照画像作成段階におけるステップS208からステップS220と同様の処理を行う。すなわち、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する(ステップS308)。統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させる(ステップS310)。これに伴い、統括制御部110は、表示制御部124に指示し、入力・表示部120における確認画像およびゲート音信号の出力の有無の表示を停止する。このとき、停止時点での表示が入力・表示部120に表示されたままになっていてよい。また、統括制御部110は、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS312)。一方、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されなかったと判定し、かつ第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されたと判定した場合(ステップS314)、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させるが、バックアップ処理を行わない(ステップS316)。この場合、統括制御部110は、取得部130による透視画像TIの取得を停止させないが、「撮影停止」の場合と同様に、表示制御部124に指示し、入力・表示部120における確認画像およびゲート音信号の出力の有無の表示を停止する。統括制御部110は、撮影の一時停止中に第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合(ステップS318)、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS312)。統括制御部110は、撮影の一時停止中に第2ボタンB2の操作によって「撮影再開」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の再開を治療装置10に指示させる(ステップS320)。これに伴い、統括制御部110は、表示制御部124に指示し、確認画像およびゲートオン信号の出力の有無を入力・表示部120に再び表示させる。その後、統括制御部110は、ステップS308に戻り、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する。なお、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されなかったと判定し、かつ第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されなかったと判定した場合も、ステップS308に戻り、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する。
なお、上記の参照画像作成段階と同様に、統括制御部110は、ステップS308またはステップS318において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、ステップS312において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。また、統括制御部110は、ステップS314において第1ボタンB1の操作によって「一時停止」が選択されたと判定した場合、ステップS316において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態を維持しつつ放射線r-1およびr-2の照射を停止するように治療装置10に指示させてもよい。
第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されて透視画像TIの取得が停止された後、統括制御部110は、チェックボックスCBの「レ」が外されているか否かを判定する(ステップS324)。チェックボックスCBの「レ」が外されていない場合、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する(ステップS326)。撮影開始が選択された場合は、ステップS306に処理が戻され、撮影開始が選択されていない場合はステップS324に処理が戻される。チェックボックスCBの「レ」が外されている場合、治療は治療段階(ステップS130)に進む。
図8は、治療段階(ステップS130)において、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。まず、統括制御部110は、治療装置10から開始信号を受信したか否かを判定する(ステップS400)。この開始信号は、治療装置10のスイッチ(不図示)が操作されることで治療装置10が治療開始可能になったときに出力される信号である。治療装置10から開始信号を受信すると、統括制御部110は、治療を開始するように、表示制御部124、ターゲット位置特定部140および出力制御部150に指示する(ステップS402)。このように、出力制御部150は、インターフェース画像IMにおいて、準備段階(追跡条件設定段階)のステップS302のデフォルト状態を解除状態にする入力操作が入力操作取得部122により取得されたことを条件に、治療装置10にゲートオン信号を出力する。これによって、意図せず治療ビームBが被検体Pに照射されるのを抑制し、治療の信頼性を高めることができる。また、テンプレートの作成が完了すると、準備段階の終了操作を要求することなく、入力操作取得部122が治療ビームBの照射段階への開始指示を受け付ける。これによって、医用装置100の操作性を向上させることができる。
ターゲット位置特定部140は、透視画像TIとテンプレートとのマッチングを行い、ターゲット位置PTを特定する。出力制御部150は、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合にゲートオン信号を治療装置10に出力する。表示制御部124は、透視画像TIにターゲット位置PTやゲーティングウインドウGWを重畳させた治療画像を、入力・表示部120に表示させる。治療画像は、領域A1-1、A1-2に表示される。取得部130は、撮影された透視画像TIを取得し、画像記憶用メモリ162に格納させる。治療は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されるまで継続する。なお、医用装置100は、治療装置10から照射完了の信号を受信した場合、或いは、治療装置10において照射終了操作がなされたことを示す信号を治療装置10から受信した場合も、治療を終了してよい。このように、入力操作取得部122により取得された一単位の入力操作(第1ボタンB1の操作)に応じて、出力制御部150が治療装置10の撮影部(放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2)への動作指示を出力すると共に、医用装置100の特定の機能(ターゲット位置特定部140など)が起動する。これによって、医用装置100によって治療装置10を含めた治療システム1の動作を一元的に管理することができ、利便性が向上する。
透視画像TIの撮影およびゲートオン信号の出力が開始された後、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する(ステップS404)。統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させると共にゲートオン信号の出力を停止させる(ステップS406)。また、統括制御部110は、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS408)。その後、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されたか否かを判定する(ステップS410)。統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されたと判定した場合、ステップS402に戻り、出力制御部150に、透視画像TIの撮影を治療装置10に指示させると共にゲートオン信号の出力を開始させる。すなわち、透視画像TIの撮影およびゲートオン信号の出力が停止された場合でも、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」が選択されると、再び透視画像TIの撮影およびゲートオン信号の出力が開始され、治療が再開される。
一方、統括制御部110は、ステップS404において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されなかったと判定し、かつステップS412において第2ボタンB2の操作によって撮影の「一時停止」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影の停止を治療装置10に指示させると共にゲートオン信号の出力を停止させるが、バックアップ処理を行わない(ステップS414)。この場合、統括制御部110は、取得部130による透視画像TIの取得を停止させない。統括制御部110は、撮影の一時停止中に第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、バックアップ処理を行うと共に、取得部130による透視画像TIの取得を停止させる(ステップS408)。統括制御部110は、撮影の一時停止中に第2ボタンB2の操作によって「撮影再開」が選択されたと判定した場合、出力制御部150に、透視画像TIの撮影を治療装置10に指示させると共におよびゲートオン信号の出力を再開させる(ステップS420)。その後、統括制御部110は、ステップS404に戻り、第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたか否かを判定する。
なお、統括制御部110は、ステップS404またはステップS416において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、ステップS408において、出力制御部150に、治療ビームBの照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。治療ビームの照射が可能である状態とは、ゲートオン信号を受け付けると直ちに治療ビームを照射することができる状態を意味する。治療ビームBが重粒子線などである場合には、出力制御部150が、治療ビームBの照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示すると、治療装置10は、例えば、治療ビームBを発生させる加速器に指示して、治療装置10への治療ビームBの供給を停止させる。なお、この場合、加速器が別の治療装置10へ治療ビームBを供給できるようにすることも可能である。また、加速器の治療ビームBを発生させるための機能の少なくとも一部が停止されてもよい。上記のように治療ビームBの照射が可能である状態が終了すると、治療装置10は、ゲートオン信号を受け付けない状態になる。
一方、統括制御部110は、ステップS412において第1ボタンB1の操作によって「一時停止」が選択されたと判定した場合、ステップS414において、出力制御部150に、治療ビームBの照射が可能である状態の維持を治療装置10に指示させてもよい。治療ビームBが重粒子線などである場合には、出力制御部150が、治療ビームBの照射が可能である状態の維持を治療装置10に指示すると、治療装置10は、例えば、治療ビームBを発生させる加速器に指示して、治療装置10への治療ビームBの供給を直ちに再開できる状態を維持させる。この場合、加速器からの治療ビームBの供給ルートは変更することができない。なお、治療装置10が治療ビームBの照射が可能である状態となるタイミングは、医用装置100が治療装置10から開始信号を受信する前であればいつでもよい。
なお、治療ビームBに関する上記制御の他に、上記の参照画像作成段階および追跡条件設定段階と同様に、統括制御部110は、ステップS404またはステップS412において第1ボタンB1の操作によって「撮影停止」が選択されたと判定した場合、ステップS408において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態の終了を治療装置10に指示させてもよい。また、統括制御部110は、ステップS412において第1ボタンB1の操作によって「一時停止」が選択されたと判定した場合、ステップS414において、出力制御部150に、放射線r-1およびr-2の照射が可能である状態を維持しつつ放射線r-1およびr-2の照射を停止するように治療装置10に指示させてもよい。
表示制御部124は、確認画像および治療画像において、ゲートオン信号を出力する際(追跡条件設定段階では出力する条件が成立した際)に、ゲーティングウインドウの色を変更するようにしてもよい。例えば、透視画像TI-1とTI-2のいずれにおいてもターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっていない場合に第1の色、透視画像TI-1とTI-2のいずれか一方のみにおいてターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に第2の色、透視画像TI-1とTI-2の双方においてターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に(すなわちゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に)第3の色でゲーティングウインドウGWの枠線を表示してよい。また、透視画像TI-1とTI-2のいずれにおいてもターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっていない場合には、エラーアイコンを表示してもよい。
また、表示制御部124は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、ゲーティングウインドウGWの内側領域と外側領域のいずれかの色彩または輝度を変更してもよい。更に、医用装置100は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、音または振動で通知する通知部を備えてもよい。
また、統括制御部110は、表示制御部124に指示して、ゲートオン信号が出力されている間、入力・表示部120のアイコンウインドウIWに、ゲートオン信号が出力されていることを示すアイコン(例えば電球のマーク)を表示させることができる。なお、統括制御部110は、追跡条件設定段階においても、表示制御部124に指示して、ゲートオン信号を出力する条件が成立している間、アイコンウインドウIWに当該アイコンを表示させてもよい。
上記のとおり、透視画像TIの撮影は、治療ビームBが照射されない段階(例えば準備段階)でも治療ビームBが照射される段階(例えば治療段階)でも行われるが、準備段階における透視画像TIの撮影のフレームレートは、治療段階における透視画像TIの撮影のフレームレートとは異なっていてもよい。例えば、準備段階における透視画像TIの撮影のフレームレートは、治療段階における透視画像TIの撮影のフレームレートよりも低く設定されてよい。フレームレートとは、透視画像TIの撮影を行う頻度である。フレームレートが高いほど、連続する2回の撮影の時間間隔が短くなるので、撮影される体内の部分の動きが細かく確認され得る。
<効果>
このような構成によると、治療の効率性を向上させることができる。すなわち、本実施形態では、医用装置100は、電磁波を被検体Pに照射して撮影することで透視画像TIを生成する撮影部30から、被検体Pの透視画像TIを取得する取得部130と、透視画像TIにおける被検体Pのターゲット位置PTを特定するターゲット位置特定部140と、ターゲット位置特定部140により特定されたターゲット位置PTがゲーティングウインドウGW内に収まる場合に、被検体Pに治療ビームBを照射する治療装置10にゲートオン信号を出力する統括制御部110とを備え、統括制御部110は、第1ボタンB1の第2態様が操作された場合に、撮影部30に電磁波の照射を停止させると共に取得部130による透視画像TIの取得を停止させ、第2ボタンB2の第3態様が操作された場合に、撮影部30に電磁波の照射を停止させると共に取得部130による透視画像TIの取得が可能である状態を維持する。このため、医師等は、「撮影停止」と撮影の「一時停止」とを使い分けることができ、透視画像TIの取得を停止させるか否かを選択することができる。医師等が撮影や治療を一時的に中断しようとする場合(例えば、医師等のくしゃみや患者の容体の一時的な異常などが生じた場合)は、第2ボタンB2を操作して撮影を一時停止することにより、撮影再開に要する時間が短縮され得る。
これに対し、第2ボタンB2を含まない医用装置では、撮影や治療が停止される場合、医師等は、第1ボタンの操作によって撮影を停止する。このため、上記のように医師等が撮影や治療を一時的に中断しようとする場合にも、取得部による透視画像の取得が停止してしまう。この場合、撮影や治療を再開するためには透視画像の取得を改めて開始する必要があるが、透視画像の取得の開始に時間が掛かる場合があり、本実施形態と比較すると、治療の効率性が低下し得る。
本実施形態では、統括制御部110は、第1ボタンB1の第2態様が操作された場合、取得部130により取得され画像記憶用メモリ162に格納されていた透視画像TIの情報をバックアップ用ストレージ装置164に転送する処理を実行する。このような構成によると、第1ボタンB1と第2ボタンB2とを使い分けることにより、医師等は、透視画像TIの撮影が停止される場合に、透視画像TIの情報をバックアップ用ストレージ装置164に転送する処理を行うか否かを選択することができる。このため、医師等は、例えば、撮影を一時的に中断しようとする場合に、毎回上記のようなバックアップ処理が行われると共に取得部130が透視画像TIを受け付けない状態となることを避けることができる。バックアップ処理を行う場合、取得部130の透視画像TIの取込み機能が停止することにより撮影再開に時間を要する場合や取得部130へ送信されている途中の透視画像TIの取得に失敗する場合があり得るが、上記構成によると、撮影の一時停止が行われる場合にはバックアップ処理を行わないので、治療の効率性が向上し得る。
本実施形態では、統括制御部110は、被検体Pに治療ビームBが照射される状態で第1ボタンB1の第2態様または第2ボタンB2の第3態様が操作された場合に、ゲートオン信号の出力を停止する。このような構成によると、第1ボタンB1の第2態様または第2ボタンB2の第3態様の操作によって「撮影停止」または撮影の「一時停止」が選択される場合に、ゲートオン信号の出力も併せて停止することができる。このように撮影とゲートオン信号の出力とが連動していることにより、医師等が撮影の停止およびゲートオン信号の出力の停止のために別々のボタンを操作しなければならない場合と比較すると、医師等の手間が省けると共に、患者の被曝量が低減され得る。
本実施形態では、統括制御部110は、第1ボタンB1の第1態様が操作された場合、準備段階であれば撮影部30に撮影開始を指示し、治療段階であればゲートオン信号の出力を開始する。このような構成によると、モードによってゲートオン信号の出力の有無が自動的に制御されるので、準備段階で誤って治療ビームBの照射指示が入力された場合でも、照射指示が遮断され得る。これにより、誤って準備段階で治療ビームBが照射される可能性を低減することができる。また。医師等は、準備段階と治療段階との両方で、共通の第1ボタンB1の操作によって撮影開始を指示することができる。これにより、医用装置100の利便性が向上し得る。
本実施形態では、統括制御部110は、参照画像作成段階において第1ボタンB1の第1態様が操作された場合、所定期間の撮影を撮影部30に指示する。このような構成によると、所定期間の撮影が完了すると自動的に撮影が停止されるので、医師等は、参照画像作成段階において透視画像TIの取得を停止するために第1ボタンB1を操作する必要がない。また、医師等が手動で撮影を停止する場合に誤って撮影期間を短くし過ぎる場合があるが、このような事態を防ぐことができる。さらに、参照画像作成のために必要十分な所定期間が予め設定されることにより、毎回安定して参照画像作成を行うことができる。このため、医用装置100の利便性が向上し得る。
本実施形態では、所定期間は、予め指定された呼吸周期分の期間である。このような構成によると、参照画像が自動的に1以上の呼吸周期分の透視画像TIから作成されるので、参照画像作成に使用されない透視画像TIの数を減らすことができる。これにより、患者の被曝量が低減され得る。
本実施形態では、出力制御部150は、第1ボタンB1の第2態様が操作された場合に、治療装置10に電磁波の照射が可能である状態を終了させ、第2ボタンB2の第3態様が操作された場合に、治療装置10に電磁波の照射が可能である状態を維持させる。このような構成によると、医師等は、一時的に治療を止めたい場合に、第2ボタンB2の第3態様を操作することにより、治療装置10を直ちに電磁波の照射が可能である状態に維持させることができる。一旦電磁波の照射が可能である状態が終了されてしまうと、再び電磁波の照射が可能である状態とするのに時間や手間を要し得るが、上記構成のように医師等が「撮影停止」と「一時停止」とを選択することを可能にすることにより、治療の効率性が向上し得る。
本実施形態では、出力制御部150は、治療装置10が治療ビームBを照射することが可能である状態において、第1ボタンB1の第2態様が操作された場合に、治療装置10に治療ビームBの照射が可能である状態を終了させ、第2ボタンB2の第3態様が操作された場合に、治療装置10に治療ビームBの照射が可能である状態を維持させる。このような構成によると、上記と同様に、医師等は、一時的に治療を止めたい場合に、第2ボタンB2の第3態様を操作することにより、治療装置10を直ちに治療ビームBの照射が可能である状態に維持させることができる。これにより、治療の効率性が向上し得る。
本実施形態では、医用装置100は、ゲートオン信号が出力されている間、所定のアイコンを入力・表示部120に表示させる表示制御部124を更に備える。このような構成によると、医師等がゲートオン信号の出力の有無を容易に視認することができる。これにより、入力・表示部120により表示されるインターフェース画像IMが医師等にわかりやすいものとなるので、医用装置100の利便性が向上し得る。
本実施形態では、準備段階における透視画像TIの撮影のフレームレートは、治療段階における透視画像TIの撮影のフレームレートよりも低く設定される。このような構成によると、準備段階におけるフレームレートが低いので、準備段階と治療段階とでフレームレートが共通である場合と比較して、準備段階における患者の被曝量が低減され得る。また、準備段階においてフレームレートを低くする代わりに撮影する期間を長くすることにより、より多くの呼吸周期分の透視画像TIを撮影することができるので、医者等は様々なパターン(例えば、様々な呼吸の深さ)の呼吸周期の透視画像TIを観察することができる。これにより、医者等は、撮影枚数を増やさずに最適な参照画像を作成することができるので、参照画像作成の効率性が向上し得る。
<変形例>
上記実施形態で例示したフローチャートにおける各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序が変更され、複数同時に実施され、あるいは実施毎に異なった順序で実施されてもよい。
また、上記実施形態では、治療装置10と医用装置100が別体の装置であるように説明したが、治療装置10と医用装置100は一体の装置であってもよい。また、治療装置10と医用装置100が別体の装置である場合において、治療装置側制御部20は、医用装置100に内蔵される機能であってもよい。
治療計画用に用いる画像は、4DCT画像に限られず、他の3次元ボリュームデータの動画を用いてもよい。例えば、磁気共鳴画像(MRI:Magnetic Resonance Imaging)の動画でもよい。
上記実施形態では、参照画像作成段階、追跡条件設定段階、および治療段階について説明したが、その他の段階においても上記の動作を適用することができる。例えば、位置決め段階において、第1ボタンB1および第2ボタンB2の操作に応じて医用装置100により実行される処理の流れは、上記追跡条件設定段階について説明した処理の流れと同様であってよい。
上記実施形態では、第1ボタンB1の操作によって「撮影開始」および「撮影停止」の両方の指示が可能であるが、「撮影開始」に対応するボタンと「撮影停止」に対応するボタンとが1つずつ設けられてもよい。同様に、上記実施形態では、第2ボタンB2の操作によって「一時停止」および「撮影再開」の両方の指示が可能であるが、「一時停止」に対応するボタンと「撮影再開」に対応するボタンとが1つずつ設けられてもよい。この場合、「撮影停止」に対応するボタンが「第1スイッチ」の一例であり、「一時停止」に対応するボタンが「第2スイッチ」の一例であり、「撮影開始」に対応するボタンが「第3スイッチ」の一例である。また、上記実施形態では、参照画像作成段階において、画像処理部136が透視画像TIの比較対照を行うことによって、撮影開始から所定期間が経過したかどうかが判定されるが、統括制御部110は、被検体Pの外部呼吸位相を認識するセンサ15からの情報を利用して、撮影開始から予め指定された所定期間が経過したか否かを判定してもよい。また、上記実施形態では、参照画像作成段階において、透視画像TIの撮影開始から所定期間が経過した後自動的に透視画像TIの撮影が停止されるが、このような自動停止が実行されずに、医師等が手動で撮影を停止してもよい。また、上記実施形態では、参照画像作成段階において、所定期間の経過により透視画像TIの取得が停止された場合だけでなく、所定期間の経過前に医師等が第1ボタンB1の操作によって撮影停止を選択することにより透視画像TIの取得が停止された場合でも、取得された透視画像TIが参照画像として使用される。しかしながら、後者の場合の透視画像TIは、参照画像として使用されなくてもよい。
上記実施形態では、統括制御部110は、「撮影停止」が選択された場合には取得部130に透視画像TIの取得を停止させ、「一時停止」が選択された場合には取得部130に透視画像TIの取得を停止させない。これに加えて、上記では、「撮影停止」および「一時停止」の選択に応じて電磁波や治療ビームBの照射が可能である状態の制御がさらに行われてもよい旨を説明した。しかしながら、別の実施形態においては、「撮影停止」が選択された場合には統括制御部110が治療装置10に電磁波および治療ビームBのうち一方または両方の照射が可能である状態を終了させるとともに、「一時停止」が選択された場合には統括制御部110が治療装置10に電磁波および治療ビームBのうち一方または両方の照射が可能である状態を維持させる一方で、「撮影停止」および「一時停止」の選択に応じて透視画像TIの取得停止の制御が行われなくてもよい。すなわち、別の実施形態においては、統括制御部110は、取得部130に透視画像TIの取得を停止させてもよく、停止させなくてもよい。
上記実施形態で説明した医用装置の制御方法は、コンピュータが、電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影装置から、前記被検体の透視画像を取得し、前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定し、前記特定されたターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置にゲートオン信号を出力し、第1スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得を停止し、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得が可能である状態を維持する、医用装置の制御方法である。
上記実施形態で説明した医用プログラムは、コンピュータに、電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影装置から、前記被検体の透視画像を取得させ、前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定させ、前記特定されたターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置にゲートオン信号を出力させ、第1スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得を停止させ、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得が可能である状態を維持させる、医用プログラムである。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、統括制御部は、第1ボタンの第2態様が操作された場合に、撮影部に電磁波の照射を停止させると共に取得部による透視画像の取得を停止させ、第2ボタンの第3態様が操作された場合に、撮影部に電磁波の照射を停止させると共に取得部による透視画像の取得が可能である状態を維持することにより、治療の効率性を向上させることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10…治療装置、30…撮影部、100…医用装置、110…統括制御部、120…入力・表示部、124…表示制御部、130…取得部、140…ターゲット位置特定部、150…出力制御部、160…記憶部、162…画像記憶用メモリ、164…バックアップ用ストレージ装置、P…被検体、TI…透視画像、B…治療ビーム、PT…ターゲット位置、GW…ゲーティングウインドウ、B1…第1ボタン、B2…第2ボタン。

Claims (15)

  1. 電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影部から、前記被検体の透視画像を取得する取得部と、
    前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定する特定部と、
    前記特定部により特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、第1スイッチが操作された場合に、前記撮影部に前記電磁波の照射を停止させると共に前記取得部による前記透視画像の取得を停止させて前記取得部が前記透視画像を受け付けない状態とし、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影部に前記電磁波の照射を停止させると共に前記取得部による前記透視画像の取得が可能である状態を維持する、
    医用装置。
  2. 前記制御部は、前記第1スイッチが操作された場合、前記取得部により取得されメモリに格納されていた前記透視画像の情報をストレージ装置に転送する処理を実行する、
    請求項1に記載の医用装置。
  3. 前記制御部は、前記被検体に前記治療ビームが照射される状態で前記第1スイッチまたは前記第2スイッチが操作された場合に、前記照射許可信号の出力を停止する、
    請求項1または請求項2に記載の医用装置。
  4. 前記制御部は、第3スイッチが操作された場合、準備段階であれば前記撮影部に撮影開始を指示し、治療段階であれば前記照射許可信号の出力を開始する、
    請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の医用装置。
  5. 前記制御部は、第3スイッチが操作された場合、準備段階であれば第1間隔で前記電磁波を前記被検体に照射して撮影することを前記撮影部に指示し、治療段階であれば前記第1間隔と異なる第2間隔で前記電磁波を前記被検体に照射して撮影することを前記撮影部に指示する、
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の医用装置。
  6. 前記制御部は、参照画像作成段階において前記第3スイッチが操作された場合、所定期間の撮影を前記撮影部に指示する、
    請求項4に記載の医用装置。
  7. 前記所定期間は、予め指定された呼吸周期分の期間である、
    請求項6に記載の医用装置。
  8. 前記照射許可信号が出力されている間、所定のアイコンを表示部に表示させる表示制御部を更に備える、
    請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の医用装置。
  9. 前記照射許可範囲を前記透視画像に重畳表示させ、前記照射許可信号を出力する際に前記照射許可範囲の色を変更する表示制御部を更に備える、
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の医用装置。
  10. 前記照射許可範囲を前記透視画像に重畳表示させ、前記照射許可信号を出力する際に、前記照射許可範囲の内側領域と外側領域のいずれかの色彩または輝度を変更する表示制御部を更に備える、
    請求項1から請求項9のいずれか一項に記載の医用装置。
  11. 前記照射許可信号を出力する際に、音または振動で通知する通知部を更に備える
    請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の医用装置。
  12. 電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影部から、前記被検体の透視画像を取得する取得部と、
    前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定する特定部と、
    前記特定部により特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、第1スイッチが操作された場合に、前記治療装置に前記電磁波の照射が可能である状態を終了させ、第2スイッチが操作された場合に、前記治療装置に前記電磁波の照射が可能である状態を維持させる、
    医用装置。
  13. 電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影部から、前記被検体の透視画像を取得する取得部と、
    前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定する特定部と、
    前記特定部により特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記治療装置が前記治療ビームを照射することが可能である状態において、第1スイッチが操作された場合に、前記治療装置に前記治療ビームの照射が可能である状態を終了させ、第2スイッチが操作された場合に、前記治療装置に前記治療ビームの照射が可能である状態を維持させる、
    医用装置。
  14. コンピュータが、
    電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影装置から、前記被検体の透視画像を取得し、
    前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定し、
    前記特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力し、
    第1スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得を停止して前記透視画像を受け付けない状態とし、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得が可能である状態を維持させる、
    医用装置の制御方法。
  15. コンピュータに、
    電磁波を被検体に照射して撮影することで透視画像を生成する撮影装置から、前記被検体の透視画像を取得させ、
    前記透視画像における前記被検体のターゲット位置を特定させ、
    前記特定されたターゲット位置が照射許可範囲内に収まる場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力させ、
    第1スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得を停止させて前記透視画像を受け付けない状態とし、第2スイッチが操作された場合に、前記撮影装置に前記電磁波の照射を停止させると共に前記透視画像の取得が可能である状態を維持する、
    プログラム。
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