JP7125703B2 - MEDICAL DEVICE, METHOD AND PROGRAM FOR CONTROLLING MEDICAL DEVICE - Google Patents

MEDICAL DEVICE, METHOD AND PROGRAM FOR CONTROLLING MEDICAL DEVICE 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。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a medical device, a method of controlling a medical device, and a program.

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。 2. Description of the Related Art There is known a therapeutic apparatus that irradiates a patient (subject) with a therapeutic beam such as a heavy particle beam or radiation. The affected part of the subject, that is, the part irradiated with the treatment beam may move due to respiration, heartbeat, bowel movements, and the like. A gated irradiation method and a tracking irradiation method are known as treatment methods corresponding to this.

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、外部呼吸同期手法と内部呼吸同期手法とがある。外部呼吸同期手法は、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である。内部呼吸同期手法は、被検体の透視画像に基づいて呼吸位相を把握する手法である。呼吸位相同期を用いた処理は、治療装置を制御する医用装置が行う。治療装置は、医用装置の制御に応じて、被検体の呼吸位相に同期した治療ビームを患部へ照射する。 When a therapeutic beam is irradiated to an affected area that moves due to respiration, it is necessary to synchronize the irradiation with the respiratory phase of the subject. Respiratory phase gating techniques include an external respiratory gating technique and an internal respiratory gating technique. The external respiratory gating method is a method of grasping the respiratory phase using the output values of various sensors attached to the subject's body. The internal respiration gating method is a method of grasping the respiratory phase based on the fluoroscopic image of the subject. Processing using respiratory phase locking is performed by a medical device that controls a therapeutic device. The treatment apparatus irradiates the affected area with a treatment beam synchronized with the respiratory phase of the subject under the control of the medical apparatus.

治療当日の患者の状態や治療装置の状態により治療に時間がかかり被検体への負担が大きくなる場合があり、更なる負担の軽減が望まれている。 Depending on the condition of the patient and the condition of the treatment apparatus on the day of treatment, the treatment may take a long time and the burden on the subject may become large, and further reduction of the burden is desired.

特開2017-144000号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-144000

本発明が解決しようとする課題は、内部呼吸同期に基づいた治療における被検体の身体的な負担を軽減す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。 The problem to be solved by the present invention is to provide a medical device, a control method for the medical device, and a program that can reduce the physical burden on a subject during treatment based on internal respiratory gating.

実施形態の医用装置は、取得部と、第1の特定部と、第2の特定部と、制御部と、表示部と、を持つ。取得部は、被検体の複数の透視画像を取得する。第1の特定部は、複数の透視画像上における被検体のターゲット位置の2次元位置を特定する。第2の特定部は、複数の透視画像上におけるターゲット位置に基づいてターゲット位置の3次元位置を特定する。制御部は、2次元位置が予め定められた2次元照射許可範囲内にある場合に、被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する2次元モードと、3次元位置が予め定められた3次元照射許可範囲内にある場合に治療装置へ照射許可信号を出力する3次元モードとを切り替える。表示部は、少なくとも2次元照射許可範囲または3次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲とターゲット位置とを複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する。 A medical device according to an embodiment has an acquisition unit, a first identification unit, a second identification unit, a control unit, and a display unit. The acquisition unit acquires a plurality of fluoroscopic images of the subject. The first specifying unit specifies the two-dimensional position of the target position of the subject on the plurality of fluoroscopic images. The second identifying unit identifies the three-dimensional position of the target position based on the target positions on the plurality of fluoroscopic images. a two-dimensional mode in which, when the two-dimensional position is within a predetermined two-dimensional irradiation permission range, the control unit outputs an irradiation permission signal for instructing irradiation to a treatment apparatus that irradiates a treatment beam to the subject; Switching to a three-dimensional mode in which an irradiation permission signal is output to the treatment apparatus when the dimensional position is within a predetermined three-dimensional irradiation permission range. The display unit displays a screen including an image in which at least one of the two-dimensional irradiation permitted range or the three-dimensional irradiation permitted range and the target position are superimposed on a plurality of fluoroscopic images.

本実施形態によれば、内部呼吸同期に基づいた治療における被検体の身体的な負担を軽減す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。 According to this embodiment, it is possible to provide a medical device, a method for controlling the medical device, and a program that can reduce the physical burden on a subject in treatment based on internal respiratory gating.

医用装置を含む治療システムの構成図。The block diagram of the treatment system containing a medical device. 医用装置の入力・表示部により表示されるマーカレス追跡モードのインターフェース画像の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of an interface image in markerless tracking mode displayed by the input/display unit of the medical device; 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第1のフローチャート。1 is a first flowchart showing an example of the flow of processing executed by a medical device; 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第2のフローチャート。A second flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device. 第1ボタン、第2ボタンおよび第3ボタンの表示態様の変化を示す図。FIG. 11 is a diagram showing changes in display modes of the first button, the second button, and the third button; マーカレス追跡モードにおける第4ボタン、第5ボタン、および第6ボタンの表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the 4th button, the 5th button, and the 6th button in markerless tracking mode. 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第3のフローチャート。A third flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device. 医用装置の入力・表示部により表示されるマーカ追跡モードのインターフェース画像IMの一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of an interface image IM in marker tracking mode displayed by the input/display unit of the medical device; 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第4のフローチャート。A fourth flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device. 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第5のフローチャート。A fifth flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device. マーカ追跡モードにおける第4ボタン、第5ボタンおよび第6ボタンの表示例を示す図。The figure which shows the example of a display of the 4th button, the 5th button, and the 6th button in marker tracking mode. 医用装置により実行される処理の流れの一例を示す第6のフローチャート。A sixth flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device. 2次元位置と3次元位置とを用いた判定結果を対比する画像例を示す図。FIG. 10 is a diagram showing an example of an image comparing determination results using two-dimensional positions and three-dimensional positions; 3次元位置を示す3つの座標の変位を示すグラフの一例を示す図。The figure which shows an example of the graph which shows the displacement of three coordinates which show a three-dimensional position.

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、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。 Hereinafter, a medical device, a method for controlling the medical device, and a program according to embodiments will be described with reference to the drawings. In addition, "based on XX" in the present application means "based on at least XX", and includes the case of being based on another element in addition to XX. Moreover, "based on XX" is not limited to the case of using XX directly, but also includes the case of being based on what has been calculated or processed with respect to XX. "XX" is an arbitrary element (for example, arbitrary information).

<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、治療装置10と、医用装置100とを備える。治療装置10は、医用装置100による指示に応じて、治療を受ける被検体に対して治療ビームを照射する。
<Configuration>
FIG. 1 is a configuration diagram of a treatment system 1 including a medical device 100. As shown in FIG. The treatment system 1 includes a treatment device 10 and a medical device 100. FIG. The therapeutic apparatus 10 irradiates a subject to be treated with a therapeutic beam according to instructions from the medical apparatus 100 .

治療装置10は、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、放射線源および検出器のいずれの組による透視用の放射線、ある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。 The treatment apparatus 10 includes a bed 11 , radiation sources 12 - 1 and 12 - 2 , detectors 13 - 1 and 13 - 2 , an irradiation gate 14 , a sensor 15 and a treatment apparatus side controller 20 . In the following, a hyphen and a number following it indicate whether it is radiation for fluoroscopy or a fluoroscopy image from which set of radiation source and detector. In addition, description will be made by omitting hyphens and subsequent numerals in the symbols as appropriate.

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。 A subject P to be treated is fixed on the bed 11 . The radiation source 12-1 irradiates the subject P with radiation r-1. The radiation source 12-2 irradiates the subject P with radiation r-2 from an angle different from that of the radiation source 12-1. Radiation r-1 and r-2 are examples of electromagnetic waves, for example X-rays. This is assumed below.

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、デジタル変換により得られる透視画像TI-1を医用装置100へ出力する。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、デジタル変換により得られる透視画像TI-2を医用装置100へ出力する。図1に示す治療装置10は、2組の放射線源12および検出器13を備えるが、治療装置10は、3組以上の放射線源12および検出器13を備えてもよい。 Radiation r-1 is detected by detector 13-1, and radiation r-2 is detected by detector 13-2. The detectors 13-1 and 13-2 are, for example, flat panel detectors (FPDs), image intensifiers, color image intensifiers, and the like. The detector 13-1 detects the energy of the radiation r-1, digitally converts it, and outputs a fluoroscopic image TI-1 obtained by the digital conversion to the medical device 100. FIG. The detector 13-2 detects the energy of the radiation r-2, digitally converts it, and outputs a fluoroscopic image TI-2 obtained by the digital conversion to the medical device 100. FIG. Although the therapeutic device 10 shown in FIG. 1 comprises two sets of radiation sources 12 and detectors 13, the therapeutic device 10 may comprise three or more sets of radiation sources 12 and detectors 13. FIG.

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に示す治療装置10は1つの照射門14を備えるが、治療装置10は複数の照射門14を備えてもよい。 The irradiation gate 14 irradiates the subject P with the treatment beam B in the treatment stage. The therapeutic beam B includes, for example, heavy particle beams, X-rays, γ-rays, electron beams, proton beams, neutron beams, and the like. Although the treatment device 10 shown in FIG. 1 includes one irradiation portal 14 , the treatment device 10 may have multiple irradiation portals 14 .

センサ15は、被検体Pの身体に取り付けられ、被検体Pの呼吸による体表の動きを検出する。センサ15は、検出結果を医用装置100へ出力する。センサ15により検出される動きに基づいて、医用装置100は、被検体Pの外部呼吸位相を得る。センサ15は、例えば、圧力センサである。 The sensor 15 is attached to the body of the subject P and detects movement of the body surface due to the subject's P breathing. The sensor 15 outputs detection results to the medical device 100 . Based on the motion detected by sensor 15, medical device 100 obtains the subject's P external respiratory phase. Sensor 15 is, for example, a pressure sensor.

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。 The treatment apparatus side controller 20 operates the radiation sources 12-1 and 12-2, the detectors 13-1 and 13-2, and the irradiation gate 14 according to control signals from the medical apparatus 100. FIG.

医用装置100は、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、マーカ検知部134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、ゲーティングウインドウ(Gating Window)調整部152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、マーカ検知部134、画像処理部136、ターゲット位置特定部140、出力制御部150およびゲーティングウインドウ調整部152のうち一部又は全部は、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てもよい。また、これらの構成要素のうち一部又は全部は、LSI(Large Scale Integration circuit)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。 The medical apparatus 100 includes an integrated control unit 110, an input/display unit 120, an input operation acquisition unit 122, a display control unit 124, an acquisition unit 130, a reference image creation unit 132, a marker detection unit 134, an image A processing unit 136 , a target position specifying unit 140 , an output control unit 150 , a gating window adjustment unit 152 and a storage unit 160 are provided. General control unit 110, input operation acquisition unit 122, display control unit 124, acquisition unit 130, reference image creation unit 132, marker detection unit 134, image processing unit 136, target position identification unit 140, output control unit 150, and gating window A part or all of the adjustment unit 152 may be implemented by a hardware processor such as a CPU (Central Processing Unit) or a GPU (Graphics Processing Unit) executing a program (software) stored in the storage unit 160. good. In addition, some or all of these components are hardware such as LSI (Large Scale Integration circuit), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field-Programmable Gate Array), GPU (Graphics Processing Unit). (including circuitry), or by cooperation of software and hardware.

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、特に注記がない限り、透視画像TI-1、TI-2の双方に対して並行又は順に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。 A function of each part of the medical device 100 will be described. In the description of the medical device 100, the processing for the fluoroscopic image TI is performed on both the fluoroscopic images TI-1 and TI-2 in parallel or sequentially unless otherwise noted. The general control unit 110 centrally controls the functions of the medical device 100 .

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。 The input/display unit 120 includes, for example, a display device such as an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electroluminescence) display device, an LED (Light Emitting Diode) display, and an input device that receives an input operation by an operator. The input/display unit 120 may be a touch panel in which a display device and an input device are integrated, or may be provided with an input device such as a mouse or a keyboard.

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の内容を取得し、取得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。統括制御部110からの指示は、参照画像作成部132、マーカ検知部134、画像処理部136、ターゲット位置特定部140、出力制御部150又はゲーティングウインドウ調整部152による処理結果を表示する指示と、入力操作取得部122により取得された操作の内容を表示する指示とを含む。表示制御部124は、治療の準備段階と、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像を入力・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。 The input operation acquisition unit 122 acquires details of an operation performed on the input/display unit 120 and outputs the acquired details of the operation to the overall control unit 110 . The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display an image in accordance with an instruction from the overall control unit 110 . The instruction from the overall control unit 110 is an instruction to display the results of processing by the reference image creation unit 132, the marker detection unit 134, the image processing unit 136, the target position identification unit 140, the output control unit 150, or the gating window adjustment unit 152. , and an instruction to display the content of the operation acquired by the input operation acquiring unit 122 . The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display an interface image for receiving an instruction to start each of the treatment preparation stage and the treatment beam B irradiation stage. It should be noted that displaying an image includes generating image elements based on a calculation result and allocating previously created image elements to a display screen.

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の検出結果を取得する。取得部130は、医用検査装置(不図示)から被検体Pの断層画像に基づいた3次元ボリュームデータを取得する。装置画像TIがターゲットの位置特定に参照画像として使用される場合、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。マーカ検知部134は、透視画像TIにおいて、マーカ追跡に使用されるマーカの位置を検知する。これらについては後に詳述する。 The acquisition unit 130 acquires the fluoroscopic image TI from the therapeutic device 10 . Also, the acquisition unit 130 acquires the detection result of the sensor 15 . Acquisition unit 130 acquires three-dimensional volume data based on a tomographic image of subject P from a medical examination apparatus (not shown). When the device image TI is used as a reference image for target position identification, the reference image creation unit 132 generates a reference image used for target position identification based on the fluoroscopic image TI acquired by the acquisition unit 130. . The marker detection unit 134 detects the positions of markers used for marker tracking in the fluoroscopic image TI. These will be detailed later.

画像処理部136は、デフォーマブルレジストレーション、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3次元ボリュームデータに対して、ある時点の3次元ボリュームデータにおいて指定された位置情報を、他の時点の3次元ボリュームデータに展開する処理である。DRR画像(再構成画像)とは、3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。 The image processing unit 136 performs image processing such as deformable registration and DRR (Digitally Reconstructed Radiograph) image generation. Deformable registration is a process of developing position information specified in 3D volume data at a certain point in time-series 3D volume data into 3D volume data at another point in time. A DRR image (reconstructed image) is a virtual fluoroscopic image generated by applying radiation from a virtual radiation source to three-dimensional volume data.

第1および第2の特定部としての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位置又は領域であり、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、2次元又は3次元の広がりを持つ領域であってもよい。 The target position specifying section 140 as a first and second specifying section specifies the target position in the fluoroscopic image TI. The target may be an affected area of the subject P, that is, a position to be irradiated with the treatment beam B, or may be a marker or a characteristic portion of the subject P. FIG. A feature point is a position or region such as the diaphragm, heart, or bone, in which a difference from the surrounding points appears relatively clearly in the fluoroscopic image TI. is. The target position may be a single point, or may be an area having a two-dimensional or three-dimensional extent.

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位置する場合に、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は、後述する計画段階において定められる領域であり、2次元平面又は3次元空間において設定される領域である。ゲーティングウインドウは、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、ゲートオン信号が医用装置100から出力されている場合、治療ビームBを照射し、ゲートオン信号が医用装置100から出力されていない場合、治療ビームBを照射しない。照射許可範囲(ゲーティングウインドウ)は、固定的に設定されるものに限られず、患部の移動に追従して移動する領域として定められてもよい。 The output control section 150 outputs an irradiation permission signal to the treatment apparatus 10 based on the target position specified by the target position specifying section 140 . For example, in the gated irradiation method, the output control unit 150 outputs a gate-on signal to the treatment apparatus 10 when the target position is positioned within the gating window. A gating window is an area defined in a planning stage, which will be described later, and is an area set in a two-dimensional plane or a three-dimensional space. A gating window is an example of an irradiation permitted range. The gate-on signal is a signal that instructs the subject P to be irradiated with the therapeutic beam B, and is an example of an irradiation permission signal. The following description is based on these assumptions. The therapeutic apparatus 10 irradiates the therapeutic beam B when the gate-on signal is output from the medical apparatus 100 , and does not irradiate the therapeutic beam B when the gate-on signal is not output from the medical apparatus 100 . The permitted irradiation range (gating window) is not limited to being set fixedly, but may be defined as a region that moves following the movement of the affected area.

ゲーティングウインドウ調整部152は、計画段階において設定されたゲーティングウインドウの位置又は大きさを調整する。ユーザは、被検体Pの透視画像TI上の患部、特徴箇所又はマーカの位置と動きとに基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが医用装置100を操作することにより、ゲーティングウインドウの調整が行われる。 The gating window adjuster 152 adjusts the position or size of the gating window set in the planning stage. The user determines whether or not to adjust the gating window based on the position and movement of the diseased part, the characteristic part, or the marker on the fluoroscopic image TI of the subject P. The gating window is adjusted by the user operating the medical device 100 .

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3次元CT画像(以下、4DCT画像)、透視画像TI、センサ15の検出結果などが格納される。 The storage unit 160 is realized by, for example, RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), flash memory, or the like. In addition to the programs described above, the storage unit 160 stores time-series three-dimensional CT images (hereinafter referred to as 4DCT images), perspective images TI, detection results of the sensor 15, and the like.

治療システム1における治療の流れについて説明する。治療システム1は、例えば、内部呼吸同期であるマーカレス追跡およびマーカ追跡と、外部呼吸同期との3つのモードを切り替えて治療を行うことができる。マーカ追跡では、医用装置100が、被検体Pの体内に埋め込まれたマーカの位置を追跡し、患部へ治療ビームBを照射するタイミングを決定する。マーカレス追跡では、医用装置100が、被検体Pの患部又は特徴箇所の位置を追跡し、患部へ治療ビームBを照射するタイミングを決定する。外部呼吸同期では、医用装置100が、被検体Pに取り付けられたセンサ15の検出結果に基づいて、患部へ治療ビームBを照射するタイミングを決定する。以下、マーカレス追跡を用いる処理をマーカレス追跡モード(第1のモード)、マーカ追跡を用いる処理をマーカ追跡モード(第2のモード)、外部呼吸同期を用いる処理を外部呼吸同期モード(第3のモード)と称する。 A flow of treatment in the treatment system 1 will be described. The treatment system 1 can perform treatment by switching between three modes, for example, markerless tracking and marker tracking, which are internal respiratory gating, and external respiratory gating. In marker tracking, the medical device 100 tracks the position of the marker embedded in the body of the subject P and determines the timing of irradiating the treatment beam B to the affected area. In markerless tracking, the medical device 100 tracks the position of the diseased part or characteristic part of the subject P, and determines the timing of irradiating the diseased part with the treatment beam B. FIG. In external respiratory gating, the medical device 100 determines the timing of irradiating the treatment beam B to the affected area based on the detection result of the sensor 15 attached to the subject P. FIG. Hereinafter, processing using markerless tracking is referred to as a markerless tracking mode (first mode), processing using marker tracking is referred to as a marker tracking mode (second mode), and processing using external respiratory gating is referred to as an external respiratory gating mode (third mode). ).

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などがある。以下では、マーカレス追跡にテンプレートマッチング法を採用し、照射方法にゲーテッド照射法を採用した場合について説明する。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。 Markerless tracking includes methods using template matching and machine learning. A case where the template matching method is adopted for markerless tracking and the gated irradiation method is adopted for the irradiation method will be described below. The medical device 100 may be switchable between the template matching method and the method using machine learning.

<治療の流れ(マーカレス追跡モード)>
以下、マーカレス追跡モード(第1のモード)について説明する。
<Treatment flow (markerless tracking mode)>
The markerless tracking mode (first mode) will be described below.

[計画段階]
マーカレス追跡モードの計画段階において、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。CT撮影の結果に基づいて4DCT画像が生成される。4DCT画像は、3次元のCT画像(前述した3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と時系列のCT画像の時間間隔と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。
[Planning stage]
CT imaging of the subject P is performed in the planning stage of the markerless tracking mode. In CT imaging, the subject P is imaged from various directions for each of various respiratory phases. A 4DCT image is generated based on the results of CT imaging. A 4DCT image is obtained by arranging n three-dimensional CT images (an example of the three-dimensional volume data described above) in time series. The period obtained by multiplying this n by the time interval of the CT images in time series is set, for example, so as to cover the period during which the respiratory phase changes by one cycle. A 4DCT image is stored in the storage unit 160 .

医師や放射線技師など(以下、ユーザという。)が、4DCT画像に含まれるn個のCT画像のうち、少なくとも1つのCT画像において対象の輪郭を定め、医用装置100へ入力する。輪郭が定められる対象は、患部である腫瘍や、患部近傍の特徴箇所、治療ビームBを照射したくない臓器などである。画像処理部136が、対象の輪郭が定められていないCT画像に対してデフォーマブルレジストレーションを行うことにより、各CT画像における対象の輪郭を定める。次に、ユーザによって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又は全部は、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。治療計画を表す治療計画情報は、記憶部160に記憶される。 A doctor, radiologist, or the like (hereafter referred to as a user) determines the contour of the object in at least one CT image among the n CT images included in the 4DCT image, and inputs it to the medical apparatus 100 . Targets whose outlines are determined include a tumor that is an affected area, characteristic points near the affected area, organs that the treatment beam B is not desired to be irradiated, and the like. The image processing unit 136 defines the contour of the object in each CT image by performing deformable registration on the CT images in which the contour of the object is not defined. A treatment plan is then determined by the user. The treatment plan defines the location, direction, and amount of treatment beam B to be applied to the affected area based on the set contour information. It is determined according to the treatment method such as tracking irradiation method. A part or all of the processing in the planning stage may be executed by an external device. For example, the process of generating 4DCT images may be performed by a CT machine. Treatment plan information representing the treatment plan is stored in the storage unit 160 .

ここで、腫瘍の輪郭で区画される領域や、その領域の重心、あるいは被検体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、又は手動で設定され、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。 Here, an area defined by the contour of the tumor, the center of gravity of the area, the position of the characteristic part of the subject P, or the like is the target position. Furthermore, in the treatment plan, it is determined at which position the treatment beam B can be applied if the target position is present. When the contour is set by the deformable registration, margins are automatically or manually set for the target position, and gating windows are set to reflect the margins. This margin is for absorbing device and positioning errors.

腫瘍又は特徴箇所の輪郭で区画される領域、その領域の重心、又は重心を含む近傍の領域などがROI(Region Of Interest:関心領域)となる。デフォーマブルレジストレーションによってROIが設定された際には、マージンがROIに設定されてもよい。このマージンは、治療装置10において生じる誤差や位置決めの誤差などの影響を抑えるために加えられ、ROIが広くなるように領域や重心の外側に付加される。設定されたROIを示す情報は、記憶部160に記憶される。腫瘍の輪郭と特徴箇所の輪郭とがROIとして定められる場合、画像処理部136は、腫瘍と特徴箇所との相対的な位置の時間変化を4DCT画像から抽出し、相対的な位置の時系列とROIを示す情報とを記憶部160に記憶させてもよい。画像処理部136は、ROIに対してマージンを付加して得られる3次元の領域をゲーティングウインドウとして設定する。ゲーティングウインドウを設定する際に、ROIに対して設定されるマージンは、予め定められたサイズであってもよいし、ユーザが入力するサイズであってもよい。 A region defined by the outline of a tumor or a characteristic location, the center of gravity of the region, or a region near the center of gravity is an ROI (Region Of Interest). A margin may be set to the ROI when the ROI is set by deformable registration. This margin is added to suppress the effects of errors and positioning errors that occur in the treatment device 10, and is added outside the region and center of gravity so that the ROI is wide. Information indicating the set ROI is stored in the storage unit 160 . When the contour of the tumor and the contour of the characteristic location are defined as ROIs, the image processing unit 136 extracts temporal changes in the relative positions of the tumor and the characteristic location from the 4DCT images, and extracts the time series of the relative positions. Information indicating the ROI may be stored in the storage unit 160 . The image processing unit 136 sets a three-dimensional region obtained by adding a margin to the ROI as a gating window. When setting the gating window, the margin set for the ROI may be a predetermined size or a size input by the user.

ゲーティングウインドウは、CT画像における患部又は特徴箇所の3次元形状に基づいた3次元空間として定められる。3次元空間として定められたゲーティングウインドウは、3次元ゲーティングウインドウ(3次元照射許可範囲)ともいう。例えば、ゲーティングウインドウは、患部又は特徴箇所の3次元形状に所定のマージンを加えた3次元空間として定められる。治療ビームBを照射するときの患部の位置および形状は、4DCT画像のうちいずれかのCT画像における患部の位置および形状である。例えば、呼気位相のCT画像における患部の位置および形状、又は、呼気位相のCT画像における特徴箇所の位置および形状に基づいて、ゲーティングウインドウが定められる。呼気位相とは、被検体Pが息を吐き切った状態を撮影したCT画像の位相をいう。治療計画において、ゲーティングウインドウは患部に基づいたゲーティングウインドウと、特徴箇所に基づいたゲーティングウインドウなど被検体の状態にあわせて適切なものを選定することができる。 A gating window is defined as a three-dimensional space based on the three-dimensional shape of the lesion or feature in the CT image. A gating window defined as a three-dimensional space is also called a three-dimensional gating window (three-dimensional irradiation permitted range). For example, the gating window is defined as a three-dimensional space obtained by adding a predetermined margin to the three-dimensional shape of the diseased part or characteristic part. The position and shape of the affected area when irradiated with the treatment beam B are the position and shape of the affected area in one of the 4DCT images. For example, the gating window is determined based on the position and shape of the affected area in the CT image of the expiration phase, or the position and shape of the feature location in the CT image of the expiration phase. The expiratory phase refers to the phase of a CT image obtained when the subject P has fully exhaled. In treatment planning, an appropriate gating window can be selected according to the condition of the subject, such as a gating window based on the affected area and a gating window based on the characteristic location.

ゲーティングウインドウは、呼気位相の最呼気部分1箇所だけではなく、複数個所に設置しても良い。例えば、最呼気部分では、治療ビームBを照射する必要がない重要臓器(Organ At Risk:OAR)などに患部が近接する場合、重要臓器への治療ビームBの照射を避ける必要があるときにゲーティングウインドウを複数に分けて設置することが有効である。
また、患部に基づいたゲーティングウインドウと特徴箇所に基づくゲーティングウインドウとの両方が設定されている場合には、2つのゲーティングウインドウを複合的に利用してもよい。例えば、患部と横隔膜との位置の両方がゲーティングウインドウに入った場合に治療ビームBの照射を行うなどの方法が選択出来ても良い。
The gating window may be installed not only at one place in the most expiratory portion of the expiratory phase, but also at a plurality of places. For example, in the most exhaled part, if the affected part is close to an important organ (organ at risk: OAR) that does not need to be irradiated with the treatment beam B, the gate is used when it is necessary to avoid irradiation of the treatment beam B to the important organ. It is effective to divide the window into multiple parts and install it.
Moreover, when both the gating window based on the affected part and the gating window based on the characteristic part are set, the two gating windows may be used in combination. For example, it may be possible to select a method such as irradiating the treatment beam B when both the positions of the diseased part and the diaphragm are within the gating window.

[位置決め段階]
位置決め段階においては、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、シェル等で寝台11に固定される。作業者が、被検体Pの位置と姿勢とを目視で確認し、照射門14から照射される治療ビームBが患部に当たりそうな位置へ被検体Pを寝台11とともに動かす。作業者により、寝台11の位置が粗く調整される。粗い調整の後に、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、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の患部付近の像が含まれる。得られた透視画像TIは、記憶部160に記憶される。
[Positioning stage]
In the positioning stage, the bed position is adjusted. A subject P is laid on a bed 11 and fixed to the bed 11 with a shell or the like. The operator visually confirms the position and posture of the subject P, and moves the subject P together with the bed 11 to a position where the treatment beam B emitted from the irradiation gate 14 is likely to hit the affected area. The operator roughly adjusts the position of the bed 11 . After the coarse adjustment, images are taken that are used to fine tune the couch position. For example, when a 3D-2D registration is performed, a perspective image TI is taken. The fluoroscopic image TI is captured, for example, at the timing when the subject P has completely exhaled. Since the position of the bed 11 has been roughly adjusted, the fluoroscopic image TI includes an image of the affected area of the subject P and its vicinity. The obtained fluoroscopic image TI is stored in the storage unit 160 .

3D-2Dレジストレーションが行われる場合、位置決め段階において、放射線源12-1、12-2および検出器13-1、13-2それぞれの位置と、被検体Pの治療計画とを使用して、3次元ボリュームデータからDRR画像が生成される。DDR画像と透視画像TIとに基づいて寝台11の位置が細かく調整される。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。 When 3D-2D registration is performed, in the positioning phase, using the positions of the radiation sources 12-1, 12-2 and the detectors 13-1, 13-2, respectively, and the treatment plan for the subject P, A DRR image is generated from the three-dimensional volume data. The position of the bed 11 is finely adjusted based on the DDR image and the perspective image TI. The position of the bed 11 is finely adjusted by repeating the photographing of the fluoroscopic image TI, the calculation of the bed movement amount, and the movement of the bed 11 .

[準備段階(その1)]
位置決め段階の後に準備段階が行われる。準備段階では、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画像が撮影された後であればいつ実施されてもよい。作成されるDRR画像には、治療計画において設定されるゲーティングウインドウを射影した位置又は領域がゲーティングウインドウとして設定される。治療装置10は、参照画像を作成するための透視画像TIを撮影する。治療装置10は、例えば、被検体Pの2呼吸分の期間に亘り、複数の透視画像TIを撮影する。被検体が深呼吸を行う間、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、外部呼吸波形から求められる被検体Pの呼吸位相に基づく追跡値が対応付けられる。
[Preparation stage (Part 1)]
After the positioning phase a preparatory phase takes place. In the preparation stage, a DRR image for each phase is created from the 4DCT image. Creation of DRR images may be performed any time after the 4DCT images are taken. A position or region projected from the gating window set in the treatment plan is set as the gating window in the created DRR image. The treatment apparatus 10 captures a fluoroscopic image TI for creating a reference image. The therapeutic apparatus 10 captures a plurality of fluoroscopic images TI, for example, over a period corresponding to two respirations of the subject P. While the subject takes a deep breath, the external respiratory waveform of the subject P is acquired in synchronization with the fluoroscopic image TI. The acquired external respiratory waveform is displayed on the input/display unit 120 by the display control unit 124 . A tracking value based on the respiratory phase of the subject P obtained from the external respiratory waveform is associated with the captured fluoroscopic image TI.

準備段階(その1)において、DRR画像とDRR画像上のターゲット位置の情報から、透視画像TIとターゲット位置との関係が医用装置100により学習される。更に、ユーザによるターゲット位置の修正が医用装置100により受け付けられる。そして、医用装置100は、ターゲット位置を学習した際に用いた透視画像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。例えば、被検体Pの2呼吸分の透視画像TIうち、前半の1呼吸分の透視画像TIからテンプレートを作成した場合、そのテンプレートを使用して、後半の1呼吸分の透視画像TIでターゲットの追跡ができるか確認してもよい。その際、表示制御部124はDRR画像上に設定されたゲーティングウインドウを透視画像TI上に表示してもよい。 In the preparation stage (Part 1), the medical device 100 learns the relationship between the fluoroscopic image TI and the target position from the DRR image and the target position information on the DRR image. Additionally, user modification of the target location is accepted by the medical device 100 . Based on the tracking values, the medical device 100 selects one or more templates (reference images) from the fluoroscopic images TI used when learning the target position. The template may be obtained by cutting out a characteristic part of the fluoroscopic image TI. Learning of the target position may be performed at any timing from the planning stage to the treatment stage. For example, when a template is created from the fluoroscopic image TI for the first half of the fluoroscopic image TI for two breaths of the subject P, the template is used to obtain the target with the fluoroscopic image TI for the second half of the breath. You can check if you can track it. At that time, the display control unit 124 may display the gating window set on the DRR image on the fluoroscopic image TI.

患部に加えて特徴箇所にもゲーティングウインドウが定められている場合、ターゲット位置特定部140は、透視画像TIにおける特徴箇所の位置を特定してもよい。ターゲット位置特定部140は、患部又は特徴箇所のいずれをターゲット位置PTに選択するかを示すユーザの操作を取得し、ユーザの操作に応じてターゲット位置PTを決定してもよい。 If the gating window is set for the characteristic part in addition to the diseased part, the target position identifying unit 140 may identify the position of the characteristic part in the fluoroscopic image TI. The target position specifying unit 140 may acquire a user's operation indicating which of the affected part or the characteristic part is to be selected as the target position PT, and determine the target position PT according to the user's operation.

また、準備段階(その1)において、ゲーティングウインドウの調整が行われる。ターゲット位置特定部140は、参照画像作成部132により生成されたテンプレートを用いて、透視画像TIに対してターゲット位置PTを割り付ける。統括制御部110は、透視画像TI上にターゲット位置PTとゲーティングウインドウとを重畳した表示を入力・表示部120に行わせる。また、統括制御部110は、DRR画像上にターゲット位置とゲーティングウインドウとを重畳した表示を入力・表示部120に行わせる。透視画像TI上に重畳されるゲーティングウインドウの位置は、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PT、および、治療計画時におけるターゲット位置とゲーティングウインドウとの相対位置に基づいて算出される。 Also, in the preparation stage (1), the gating window is adjusted. The target position identifying section 140 uses the template generated by the reference image generating section 132 to allocate the target position PT to the fluoroscopic image TI. The overall control unit 110 causes the input/display unit 120 to display the target position PT and the gating window superimposed on the fluoroscopic image TI. Further, the overall control unit 110 causes the input/display unit 120 to display the target position and the gating window superimposed on the DRR image. The position of the gating window superimposed on the fluoroscopic image TI is calculated based on the target position PT specified by the target position specifying unit 140 and the relative position between the target position and the gating window at the time of treatment planning. .

ユーザは、入力・表示部120に表示される確認画像に基づいて、ターゲット位置PTとゲーティングウインドウとの位置および相対位置を確認する。確認画像は、ターゲット位置PTとゲーティングウインドウとが重畳された透視画像TIと、ターゲット位置とゲーティングウインドウとが重畳されたDRR画像とを含む画像である。なお、確認画像は、透視画像TIとDRR画像とのいずれか一方を含む画像であってもよい。ユーザは、確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。特徴箇所がターゲット位置に選択されている場合、ユーザは、ターゲット位置PTと患部との相対的な位置、呼吸に伴うターゲット位置PTおよび患部の移動量に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザがゲーティングウインドウの調整を必要と判断した場合、入力操作取得部122は、入力・表示部120からゲーティングウインドウを調整する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、ゲーティングウインドウを調整する。 The user confirms the positions and relative positions of the target position PT and the gating window based on the confirmation image displayed on the input/display unit 120 . The confirmation image is an image including a fluoroscopic image TI on which the target position PT and the gating window are superimposed, and a DRR image on which the target position and the gating window are superimposed. The confirmation image may be an image including either the fluoroscopic image TI or the DRR image. The user determines whether or not to adjust the gating window based on the confirmation image. When the feature point is selected as the target position, the user determines whether or not the gating window needs to be adjusted based on the relative position between the target position PT and the affected area, and the movement amount of the target position PT and the affected area associated with respiration. to decide. When the user determines that the gating window needs to be adjusted, the input operation acquisition unit 122 acquires an operation for adjusting the gating window from the input/display unit 120 . The gating window adjuster 152 adjusts the gating window according to the acquired operation.

入力操作取得部122は、入力・表示部120からゲーティングウインドウの位置又は形状を変更する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、透視画像TIおよびDRR画像上におけるゲーティングウインドウの形状を変更する。ゲーティングウインドウ調整部152は、変更後のゲーティングウインドウの形状から、ゲーティングウインドウの3次元形状を算出する。ゲーティングウインドウ調整部152は、算出したゲーティングウインドウの3次元形状を調整後のゲーティングウインドウの3次元形状として記憶部160に記憶させる。医用装置100は、調整後のゲーティングウインドウを以降の処理に用いる。ユーザによるターゲット位置の確認とゲーティングウインドウの調整とにより、ゲーティングウインドウの精度を向上させることができる。ゲーティングウインドウの調整においては、4DCT画像の各スライスに対応するCT画像から生成されるDRR画像上にゲーティングウインドウが重畳され、時系列のDRR画像に重畳表示されてもよい。ユーザは、時系列のDRR画像上のゲーティングウインドウと透視画像上のゲーティングウインドウとを比較することにより、呼吸に伴うターゲット位置の変化とゲーティングウインドウの関連を確認でき、ゲーティングウインドウの調整の精度を改善できる。 The input operation acquisition unit 122 acquires an operation for changing the position or shape of the gating window from the input/display unit 120 . The gating window adjustment unit 152 changes the shape of the gating window on the fluoroscopic image TI and the DRR image according to the acquired operation. The gating window adjustment unit 152 calculates the three-dimensional shape of the gating window from the changed shape of the gating window. The gating window adjustment unit 152 stores the calculated three-dimensional shape of the gating window in the storage unit 160 as the three-dimensional shape of the gating window after adjustment. The medical device 100 uses the adjusted gating window for subsequent processing. The accuracy of the gating window can be improved by the user's confirmation of the target position and adjustment of the gating window. In the adjustment of the gating window, the gating window may be superimposed on the DRR images generated from the CT images corresponding to each slice of the 4DCT images, and displayed superimposed on the time-series DRR images. By comparing the gating window on the time-series DRR image and the gating window on the fluoroscopic image, the user can check the relationship between the change in the target position and the gating window accompanying respiration, and adjust the gating window. can improve the accuracy of

[準備段階(その2)]
そして、再度、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PT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PT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PT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。
[Preparation stage (Part 2)]
Then, imaging of the fluoroscopic image TI is started again. The target position specifying unit 140 performs matching with a template for the fluoroscopic images TI input in time series, and assigns target positions PT to the fluoroscopic images TI. The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display the fluoroscopic image TI as a moving image, and superimposes the target position PT on the frame of the fluoroscopic image TI to which the target position PT is assigned. As a result, a doctor or the like confirms the tracking result of the target position.

ターゲット位置特定部140は、ターゲット位置PTを2次元位置と3次元位置として特定する。2次元位置は、透視画像TI上の座標を用いて表される。3次元位置は、予め定められた3次元座標系における座標を用いて表される。3次元位置は、例えば、治療ビームBのアイソセンターを原点とする3次元座標系を用いて表される。ターゲット位置特定部140は、透視画像TI-1およびTI-2上の座標と放射線源12および検出器13の位置とに基づいて、ターゲット位置PTの3次元位置の座標を算出する。 The target position specifying section 140 specifies the target position PT as a two-dimensional position and a three-dimensional position. A two-dimensional position is represented using coordinates on the perspective image TI. A three-dimensional position is expressed using coordinates in a predetermined three-dimensional coordinate system. The three-dimensional position is represented, for example, using a three-dimensional coordinate system with the isocenter of the treatment beam B as the origin. The target position specifying unit 140 calculates the coordinates of the three-dimensional position of the target position PT based on the coordinates on the fluoroscopic images TI-1 and TI-2 and the positions of the radiation source 12 and the detector 13. FIG.

表示制御部124は、透視画像TI上に特定したターゲット位置PTを重畳した画像を入力・表示部120に表示させる。ターゲット位置PTは、患部の重心位置を示す点や、患部の輪郭を示す線などにより表示される。医用装置100が時系列で入力される透視画像TI上にターゲット位置PTを重畳することにより、ユーザは、被検体Pの呼吸に伴うターゲットの移動を確認し、位置を追跡できる。また、表示制御部124は、DRR画像上に射影されたゲーティングウインドウも透視画像TI上に重畳して入力・表示部120に表示させる。ゲーティングウインドウが示す3次元空間を透視画像TIに射影した領域又は領域の境界線が、透視画像TI上に重畳されるゲーティングウインドウとして表示される。 The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display an image in which the specified target position PT is superimposed on the perspective image TI. The target position PT is displayed by a point indicating the position of the center of gravity of the affected area, a line indicating the outline of the affected area, or the like. By superimposing the target position PT on the fluoroscopic image TI input in time series by the medical device 100, the user can confirm the movement of the target accompanying respiration of the subject P and track the position. The display control unit 124 also causes the input/display unit 120 to display the gating window projected onto the DRR image so as to be superimposed on the fluoroscopic image TI. A region obtained by projecting the three-dimensional space indicated by the gating window onto the fluoroscopic image TI or a boundary line of the region is displayed as a gating window superimposed on the fluoroscopic image TI.

出力制御部150は、ターゲット位置特定部140により特定されるターゲット位置PTを取得する。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内にあるか否かを判定する。後述する治療段階において、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内にある場合にゲートオン信号を治療装置10へ出力する。ターゲット位置PTがゲーティングウインドウ内にあるか否かの判定には、ターゲット位置の2次元位置を用いる判定と、ターゲット位置の3次元位置を用いる判定とがある。2次元位置と3次元位置とのいずれを用いるかは、ユーザが選択する。 The output control section 150 acquires the target position PT specified by the target position specifying section 140 . The output control section 150 determines whether or not the target position PT is within the gating window. In the treatment stage, which will be described later, the output control unit 150 outputs a gate-on signal to the treatment apparatus 10 when the target position PT is within the gating window. Determination of whether or not the target position PT is within the gating window includes determination using the two-dimensional position of the target position and determination using the three-dimensional position of the target position. The user selects whether to use two-dimensional positions or three-dimensional positions.

ターゲット位置の2次元位置を用いてターゲット位置PTがゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する場合(2次元モード)、出力制御部150は、ゲーティングウインドウが示す3次元空間を透視画像TI-1およびTI-2に射影した領域を算出する。算出された領域が2次元ゲーティングウインドウ(2次元照射許可範囲)である。出力制御部150は、例えば、透視画像TI-1に射影した領域に透視画像TI-1上の2次元位置が包含され、かつ、透視画像TI-2に射影した領域に透視画像TI-2上の2次元位置が包含される場合に、ターゲット位置がゲーティング内にあると判定する。すなわち、2次元ゲーティングウインドウ外にターゲット位置で示される箇所が存在しない場合に、出力制御部150は、ターゲット位置がゲーティング内にあると判定する。出力制御部150は、2次元ゲーティングウインドウ外にターゲット位置で示される箇所が存在する場合に、ターゲット位置がゲーティング内にないと判定する。 When determining whether or not the target position PT is within the gating window using the two-dimensional position of the target position (two-dimensional mode), the output control unit 150 converts the three-dimensional space indicated by the gating window into the perspective image TI. Calculate the areas projected onto -1 and TI-2. The calculated area is a two-dimensional gating window (two-dimensional irradiation permitted range). For example, the output control unit 150 may include a two-dimensional position on the fluoroscopic image TI-1 in the region projected onto the fluoroscopic image TI-1, and a region projected onto the fluoroscopic image TI-2. 2-D position is included, then the target position is determined to be within the gating. That is, when there is no location indicated by the target position outside the two-dimensional gating window, the output control section 150 determines that the target position is within the gating. The output control unit 150 determines that the target position is not within the gating when the location indicated by the target position exists outside the two-dimensional gating window.

ターゲット位置PTの3次元位置を用いてターゲット位置PTがゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定する場合(3次元モード)、出力制御部150は、3次元ゲーティングウインドウにより示される3次元空間に3次元位置が包含されるか否かを判定する。出力制御部150は、ゲーティングウインドウにより示される3次元空間に3次元位置が包含される場合、すなわちゲーティングウインドウが示す3次元空間外にターゲット位置PTで示される箇所が存在しない場合に、ターゲット位置PTがゲーティング内にあると判定する。出力制御部150は、算出した領域外にターゲット位置PTで示される箇所が存在する場合に、ターゲット位置PTがゲーティング内にないと判定する。 When determining whether or not the target position PT is within the gating window using the three-dimensional position of the target position PT (three-dimensional mode), the output control unit 150 controls the three-dimensional space indicated by the three-dimensional gating window. contains the 3D position. When the three-dimensional space indicated by the gating window includes the three-dimensional position, that is, when the point indicated by the target position PT does not exist outside the three-dimensional space indicated by the gating window, the output control unit 150 controls the target Determine that the position PT is within the gating. The output control unit 150 determines that the target position PT is not within the gating when the location indicated by the target position PT exists outside the calculated area.

出力制御部150は、判定結果、すなわちターゲット位置PTがゲーティングウインドウ内にあるか否かを示す情報を表示制御部124へ出力する。表示制御部124は、判定結果に応じて、入力・表示部120に表示させているゲーティングウインドウの表示色を変更させる。具体的には、表示制御部124は、両方の画像においてターゲット位置PTがゲーティング内にある場合、ゲーティングウインドウの表示色を変更させる。表示制御部124は、ゲーティングウインドウの表示色を変化させることに加えて、ターゲット位置PTがゲーティング内にあることを示す情報を入力・表示部120に表示させてもよい。表示制御部124が、出力制御部150による判定結果に応じて、透視画像TIに重畳されるゲーティングウインドウの表示色を変更させることにより、ユーザがゲートオン信号の出力タイミングを確認できる。 The output control unit 150 outputs to the display control unit 124 the determination result, that is, information indicating whether or not the target position PT is within the gating window. The display control unit 124 changes the display color of the gating window displayed on the input/display unit 120 according to the determination result. Specifically, the display control unit 124 changes the display color of the gating window when the target position PT is within the gating in both images. In addition to changing the display color of the gating window, the display control unit 124 may cause the input/display unit 120 to display information indicating that the target position PT is within the gating. The display control unit 124 changes the display color of the gating window superimposed on the fluoroscopic image TI according to the determination result by the output control unit 150, so that the user can confirm the output timing of the gate-on signal.

[治療段階]
治療段階では、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が照射され、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。
[Treatment stage]
In the treatment stage, the output control unit 150 outputs a gate-on signal to the treatment apparatus 10 when the target position is within the gating window for both the fluoroscopic images TI-1 and TI-2. As a result, the treatment beam B is irradiated onto the affected area of the subject P, and treatment is performed. In addition, when the target position is the position of the affected part, the treatment beam B is irradiated when the tracked target position is within the gating window, and when the target position is the position of the characteristic part of the subject P is irradiated with the treatment beam B when the position of the affected part derived from the target position falls within the gating window based on the relationship between the target position and the position of the affected part learned in advance. Note that the treatment beam B may be irradiated to the position of the affected part by these combined methods. That is, the position of the diseased part and the position of the characteristic part are set as target positions, respectively, and the treatment beam B is irradiated when the diseased part falls within the first gating window and the characteristic part falls within the second gating window. You may do so.

[表示画面]
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2は、医用装置100の入力・表示部120により表示されるマーカレス追跡モードの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、領域A1-1、A1-2、A2、A3、A4、A5、A6およびA7を含む。
[Display screen]
The processing of the medical device 100 to support the flow of treatment described above will now be described. FIG. 2 is a diagram showing an example of the interface image IM in the markerless tracking mode displayed by the input/display unit 120 of the medical device 100. As shown in FIG. The interface image IM includes areas A1-1, A1-2, A2, A3, A4, A5, A6 and A7.

領域A1-1では、透視画像TI-1が表示され、更にゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが透視画像TI-1に重畳表示される。領域A1-2では、透視画像TI-2が表示され、更にゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが透視画像TI-2に重畳表示される。領域A2には、各種グラフなどが表示される。 In the area A1-1, a fluoroscopic image TI-1 is displayed, and a gating window GW and a target position PT are superimposed on the fluoroscopic image TI-1. In the area A1-2, a fluoroscopic image TI-2 is displayed, and a gating window GW and a target position PT are superimposed on the fluoroscopic image TI-2. Various graphs and the like are displayed in the area A2.

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、透視画像TIの撮影開始又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画像又は透視画像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などが表示される。インターフェース画像IMの各部に対する操作は、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、タッチ操作又はマウスによるクリックによって操作される。 The area A3 includes a select window SW for accepting selection of a mode or the like, a first button B1 for instructing start or stop of imaging of the fluoroscopic image TI, and a second button for instructing a temporary stop of imaging of the fluoroscopic image TI. B2, a third button B3 for instructing the end of the treatment session, a control area CA set with a slide bar, a frame advance switch, etc. for retroactively checking the time-series DRR images or fluoroscopic images TI, and the preparation stage. A check box CB or the like for confirming completion is displayed. An operation on each part of the interface image IM is performed by a touch operation, a mouse click, a keyboard operation, or the like. For example, the first button B1 is operated by touch operation or mouse click.

領域A4には、モードに応じた治療段階が表示され、各段階へ処理を進める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が表示される。領域A5には、センサ15の検出結果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画像が表示され、X線の照射方向、照射野、治療ビームBの照射方向、ターゲットの輪郭、およびマーカROIなどが重畳表示される。 The area A4 displays treatment stages according to the mode, and displays a fourth button B4, a fifth button B5, and a sixth button B6 for instructing to proceed to each stage. A graph of an external respiratory waveform based on the detection result of the sensor 15 and the like are displayed in the area A5. An image and text information indicating treatment plan information of the subject P and the like are displayed in the area A6. In the region A7, a CT image of the subject P is displayed, and the irradiation direction of the X-ray, the irradiation field, the irradiation direction of the treatment beam B, the outline of the target, the marker ROI, etc. are displayed superimposed.

<フローチャート(マーカレス追跡モード)>
以下、インターフェース画像IMの各種機能について、フローチャートを参照しながら説明する。図3および図4は、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示す第1および第2のフローチャートである。まず、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、セレクトウインドウSWにおいてマーカレス追跡が選択されたか否かを判定する(ステップS100)。マーカレス追跡の選択は、ユーザの操作によって行われてもよいし、治療装置10からの信号に応じて行われてもよい。医用装置100が治療計画の内容に基づいて選択を行ってもよい。マーカレス追跡以外のモードが選択された場合の処理については、後に説明する。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。
<Flowchart (markerless tracking mode)>
Various functions of the interface image IM will be described below with reference to flowcharts. 3 and 4 are first and second flow charts showing an example of the flow of processing executed by the medical device 100. FIG. First, the overall control unit 110 refers to information input from the input operation acquisition unit 122, and determines whether or not markerless tracking has been selected in the select window SW (step S100). Selection of markerless tracking may be performed by a user's operation, or may be performed according to a signal from the treatment device 10 . The medical device 100 may make the selection based on the content of the treatment plan. Processing when a mode other than markerless tracking is selected will be described later. In the following description, when detecting that the medical device 100 has been operated, the overall control unit 110 makes a determination by referring to the information input from the input operation acquisition unit 122. is omitted.

セレクトウインドウSWにおいてマーカレス追跡が選択された場合、統括制御部110は、第1ボタンB1に対する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S102)。図5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。図5に示すように、第1ボタンB1は、初期状態で、撮影が「OFF」すなわち撮影していない状態を示すと共に、「撮影開始」の指示を受け付ける態様となっている。第1ボタンB1が操作されると、撮影が「ON」すなわち撮影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。 When markerless tracking is selected in the selection window SW, the overall control unit 110 determines whether or not start of imaging is selected by operating the first button B1 (step S102). FIG. 5 is a diagram showing changes in display modes of the first button B1, the second button B2, and the third button B3. As shown in FIG. 5, in the initial state, the first button B1 is in a state in which shooting is "OFF", that is, the state in which shooting is not performed, and in addition to receiving an instruction to "start shooting". When the first button B1 is operated, the mode changes to indicate that photography is "ON", that is, that photography is being performed, and that the instruction "stop photography" is accepted. The first button B1 makes a state transition between these two modes.

なお、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態様に変化する。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。 In the initial state, the second button B2 accepts an instruction to "pause" the shooting when operated. When the second button B2 is operated, it changes to a mode of accepting an instruction to "resume photographing". Further, the third button B3 is in an initial state in a state of accepting an instruction to "close" the interface image IM, and when operated, the display of the interface image IM is stopped, and a series of processing ends.

第1ボタンB1に対する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を制御し、位置決め段階と準備段階とで用いる透視画像TIの撮影を治療装置10に指示させる(ステップS104)。出力制御部150は、例えば、k回の呼吸分の透視画像TIを撮影するように治療装置10に指示する。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により取得される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。 When the start of imaging is selected by operating the first button B1, the integrated control unit 110 controls the output control unit 150 to instruct the treatment apparatus 10 to capture the fluoroscopic image TI used in the positioning stage and the preparation stage ( step S104). For example, the output control unit 150 instructs the therapeutic apparatus 10 to capture fluoroscopic images TI for k breaths. Note that the output control unit 150 may output an instruction to end imaging to the treatment apparatus 10 when the first button B1 is operated again. In this way, the output control unit 150 controls the imaging unit (radiation sources 12-1 and 12-2, detector 13-1, 13-2) is output. As a result, the operation of the treatment system 1 including the treatment apparatus 10 can be centrally managed by the medical apparatus 100, improving convenience.

統括制御部110は、第4ボタンB4に対する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S106)。図6は、マーカレス追跡モードにおける第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6の表示例を示す図である。マーカレス追跡モードにおいて、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。また、第6ボタンB6において、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)のいずれで行うかを選択できる。 The overall control unit 110 determines whether or not registration has been instructed by operating the fourth button B4 (step S106). FIG. 6 is a diagram showing a display example of the fourth button B4, fifth button B5, and sixth button B6 in the markerless tracking mode. In the markerless tracking mode, the fourth button B4 accepts an instruction for registration (learning the target position PT in the fluoroscopic image TI), the fifth button B5 accepts an instruction to create a reference image, and the sixth button B6 accepts a gate-on signal. receive confirmation instructions. In addition, the sixth button B6 can be used to select whether the output determination of the gate-on signal is performed at the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) of the target position.

第4ボタンB4に対する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取得する。統括制御部110は、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S108)。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を決定する。透視画像TIとターゲット位置PTとの関係は、参照画像作成部132に提供される。 When registration is instructed by operating the fourth button B4, the overall control unit 110 instructs the image processing unit 136 to acquire the target position in the fluoroscopic image TI from the target position PT in the DRR image. The overall control unit 110 instructs the display control unit 124 to superimpose the obtained target position PT on the perspective image TI and display it on the input/display unit 120 (step S108). As described above, the image processing unit 136 generates a DRR image with a known target position PT based on a DRR image created from a CT image captured in the planning stage and a fluoroscopic image TI captured after the planning stage. , a process of matching the characteristic part of the image with the fluoroscopic image TI, etc., to determine the target position PT in the fluoroscopic image TI. The relationship between the fluoroscopic image TI and the target position PT is provided to the reference image generator 132 .

透視画像TIにターゲット位置PTが重畳された画像は、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。表示制御部124は、ターゲット位置PTを透視画像TI上に重畳した画像を、入力・表示部120に表示させる。このような画像は、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。この画像が表示されている状態で、統括制御部110は、ターゲット位置PTを調整するユーザの操作を受け付ける(ステップS110)。ターゲット位置PTの調整は、例えば領域A1-1、A1-2におけるターゲット位置PTへのドラッグ・アンド・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との関係を参照画像作成部132に提供する。 An image in which the target position PT is superimposed on the fluoroscopic image TI is displayed, for example, in areas A1-1 and A1-2 of the interface image IM. The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display an image in which the target position PT is superimposed on the perspective image TI. Such images are displayed, for example, in areas A1-1 and A1-2 of the interface image IM. While this image is being displayed, the overall control unit 110 accepts the user's operation for adjusting the target position PT (step S110). Adjustment of the target position PT is performed, for example, by a drag-and-drop operation to the target position PT in the areas A1-1 and A1-2. When the target position PT is adjusted, the integrated control unit 110 provides the reference image creating unit 132 with the relationship between the adjusted fluoroscopic image TI and the target position PT.

統括制御部110は、第5ボタンB5に対する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S112)。第5ボタンB5に対する操作によって参照画像の作成が指示されると、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S114)。参照画像作成部132は、ターゲット位置PTが対応付けられた参照画像(テンプレート)を作成し、記憶部160に記憶させる。 The overall control unit 110 determines whether or not an instruction to create a reference image has been issued by operating the fifth button B5 (step S112). When the creation of a reference image is instructed by operating the fifth button B5, the overall control unit 110 instructs the reference image creation unit 132 to select the fluoroscopic image TI to be used as the reference image, and perform processing such as resizing. , to create a reference image (step S114). The reference image creation unit 132 creates a reference image (template) associated with the target position PT, and stores it in the storage unit 160 .

ターゲット位置特定部140は、作成された参照画像を用いて透視画像TIにおけるターゲット位置PTを特定する。画像処理部136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PTに基づいて、ターゲット位置PTおよびゲーティングウインドウを透視画像TI上に重畳させる。入力・表示部120は、ターゲット位置PTおよびゲーティングウインドウを重畳した透視画像TIと、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを重畳したDRR画像とを含む確認画像を表示する。ユーザは、確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが調整を必要と判断した場合、入力操作取得部122がゲーティングウインドウの調整の指示を受け付け、ゲーティングウインドウ調整部152が指示に応じてゲーティングウインドウを調整する(ステップS116)。調整されたゲーティングウインドウは、ターゲット位置とともに透視画像TIに重畳され、確認画像として入力・表示部120に表示される。 The target position specifying unit 140 specifies the target position PT in the fluoroscopic image TI using the created reference image. Based on the target position PT specified by the target position specifying unit 140, the image processing unit 136 superimposes the target position PT and the gating window on the perspective image TI. The input/display unit 120 displays a confirmation image including a fluoroscopic image TI on which the target position PT and the gating window are superimposed, and a DRR image on which the target position and the gating window are superimposed. The user determines whether or not to adjust the gating window based on the confirmation image. When the user determines that adjustment is necessary, the input operation acquisition unit 122 receives an instruction to adjust the gating window, and the gating window adjustment unit 152 adjusts the gating window according to the instruction (step S116). The adjusted gating window is superimposed on the fluoroscopic image TI together with the target position, and displayed on the input/display unit 120 as a confirmation image.

ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、透視画像TIに射影されたゲーティングウインドウを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの3次元形状を調整してもよい。ゲーティングウインドウの調整により、被検体Pの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部120は、4DCT画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域A7に表示される。 The gating window adjustment unit 152 may adjust not only the gating window projected onto the fluoroscopic image TI but also the three-dimensional shape of the gating window according to the acquired operation. By adjusting the gating window, it becomes possible to set the gating window according to the state of the subject P. In confirming the gating window, the input/display unit 120 may superimpose the gating window and the target position on the moving image in any slice indicated by the 4DCT image and display it. This moving image is displayed, for example, in area A7.

ゲーティングウインドウの調整は、図2に示す領域AI-1、AI-2に表示されるDRR画像又は透視画像TI上に重畳表示されたゲーティングウインドウGWの領域をユーザがポインティングデバイスで変更することにより行われてもよい。例えば、ゲーティングウインドウGWの境界線に対するドラッグ・アンド・ドロップ操作により、ゲーティングウインドウGWの位置又はマージン量が調整されてもよい。 The adjustment of the gating window is performed by the user changing the area of the gating window GW superimposed on the DRR image or the fluoroscopic image TI displayed in the areas AI-1 and AI-2 shown in FIG. may be performed by For example, the position or margin amount of the gating window GW may be adjusted by a drag-and-drop operation on the boundary line of the gating window GW.

ゲーティングウインドウの調整が行われる際に、入力・表示部120は、治療計画においてROIに加えられたマージン部分と患部又は特徴箇所の領域とを異なる態様で表示してもよい。例えば、入力・表示部120は、ゲーティングウインドウを定める際に加えられたマージン部分と、患部又は特徴箇所の領域とを異なる色で表示したり、異なる彩度又は輝度で表示したりする。ゲーティングウインドウ調整部152は、ゲーティングウインドウの調整として、マージン部分の削減のみを受け付けてもよい。 When the gating window is adjusted, the input/display unit 120 may display the margin added to the ROI and the diseased or characteristic area in the treatment plan in different manners. For example, the input/display unit 120 displays the margin added when defining the gating window and the diseased part or the region of the characteristic part in different colors or different saturations or brightnesses. The gating window adjustment unit 152 may accept only reduction of the margin portion as adjustment of the gating window.

ゲーティングウインドウが調整された場合、入力・表示部120は、調整前のゲーティングウインドウと調整後のゲーティングウインドウとを透視画像TIに重畳して表示してもよい。調整前と調整後とのゲーティングウインドウが表示されることにより、ユーザがゲーティングウインドウの調整量を容易に確認できる。入力・表示部120は、インターフェース画像IMにおいて、調整前のゲーティングウインドウを重畳した透視画像TIを領域A1-1に表示し、調整後のゲーティングウインドウを重畳した透視画像TIを領域A1-2に表示してもよい。 When the gating window is adjusted, the input/display unit 120 may display the gating window before adjustment and the gating window after adjustment so as to be superimposed on the fluoroscopic image TI. By displaying the gating window before and after adjustment, the user can easily check the adjustment amount of the gating window. The input/display unit 120 displays the fluoroscopic image TI on which the gating window before adjustment is superimposed in the area A1-1 of the interface image IM, and displays the fluoroscopic image TI on which the gating window after adjustment is superimposed on the area A1-2. may be displayed in

ゲーティングウインドウ調整部152は、調整後のゲーティングウインドウを示す情報を記憶部160に記憶させてもよい。ゲーティングウインドウ調整部152は、過去の治療における調整後のゲーティングウインドウを記憶部160から読み出し、読み出したゲーティングウインドウを用いてゲーティングウインドウの調整を行ってもよい。複数の調整後のゲーティングウインドウが記憶部160に記憶されている場合、入力・表示部120は、記憶部160に記憶されている調整後のゲーティングウインドウを表示し、調整後のゲーティングウインドウを選択するユーザの操作を取得してもよい。ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、複数の調整後のゲーティングウインドウからいずれか一つを選択する。 The gating window adjusting section 152 may cause the storage section 160 to store information indicating the adjusted gating window. The gating window adjustment unit 152 may read the gating window after adjustment in the past treatment from the storage unit 160 and adjust the gating window using the read gating window. When a plurality of gating windows after adjustment are stored in the storage unit 160, the input/display unit 120 displays the gating windows after adjustment stored in the storage unit 160, and displays the gating windows after adjustment. You may acquire the operation of the user who selects. The gating window adjustment unit 152 selects one of the plurality of adjusted gating windows according to the acquired operation.

ゲーティングウインドウ調整部152は、ターゲット位置の移動量に応じて、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。例えば、ゲーティングウインドウ調整部152は、透視画像TI上におけるターゲット位置の移動量が治療計画時点よりも小さく、治療計画で設定したマージン量より小さく設定した方が良い場合には小さな値に変更することができる。また、例えば、ターゲット位置が治療計画時点よりも特定の座標方向に大きく変化する場合等は、その方向のマージン量を治療に支障がない範囲で調整することができる。これらは、特に、治療装置の誤差や患者の呼吸状態による誤差を補正する場合に有効である。 The gating window adjuster 152 may adjust the size of the gating window according to the amount of movement of the target position. For example, if the amount of movement of the target position on the fluoroscopic image TI is smaller than at the time of treatment planning and should be set smaller than the margin amount set in the treatment plan, the gating window adjustment unit 152 changes the value to a smaller value. be able to. Also, for example, when the target position changes significantly in a specific coordinate direction from the time of treatment planning, the margin amount in that direction can be adjusted within a range that does not hinder treatment. These are particularly effective in correcting errors due to therapeutic equipment errors and patient respiratory conditions.

ゲーティングウインドウ調整部152は、DRR画像におけるターゲット位置の移動量と確認画像におけるターゲット位置の移動量とを比較し、比較結果に基づいてゲーティングウインドウを変更する軸方向を決定してもよい。例えば、ゲーティングウインドウ調整部152は、4DCT画像と確認画像とにおけるターゲット位置の移動量の比率に応じて、ゲーティングウインドウを変更してもよい。ゲーティングウインドウ調整部152は、ゲーティングウインドウを定める際に加えられたマージン部分を変更することにより、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。 The gating window adjustment unit 152 may compare the amount of movement of the target position in the DRR image and the amount of movement of the target position in the confirmation image, and determine the axial direction for changing the gating window based on the comparison result. For example, the gating window adjustment unit 152 may change the gating window according to the ratio of the amount of movement of the target position between the 4DCT image and the confirmation image. The gating window adjuster 152 may adjust the size of the gating window by changing the margin added when defining the gating window.

統括制御部110は、第6ボタンB6に対する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S118)。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部110は、第6ボタンB6における2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)の選択状態に応じて、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の2次元位置と3次元位置とのいずれで行うかを選択する(ステップS120)。出力制御部150は、第6ボタンB6における選択状態に応じた統括制御部110の選択に応じて、2次元位置を用いた判定と、3次元位置を用いた判定とを切り替える。統括制御部110は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止する(ステップS122)。 The overall control unit 110 determines whether confirmation of the gate-on signal has been instructed by the operation of the sixth button B6 (step S118). When the confirmation of the gate-on signal is instructed, the integrated control unit 110 determines the output of the gate-on signal according to the selection state of the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) of the sixth button B6. A selection is made between two-dimensional positions and three-dimensional positions (step S120). The output control unit 150 switches between the determination using the two-dimensional position and the determination using the three-dimensional position according to the selection of the integrated control unit 110 according to the selection state of the sixth button B6. The overall control unit 110 prohibits adjustment of the gating window and adjustment of the target position (step S122).

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S124)。ゲートオン信号の確認が指示されると、ゲートオン信号の出力タイミングの判定が行われ、判定結果が表示される。しかし、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。 The overall control unit 110 instructs the display control unit 124 to change the check box CB to the check box CB, and causes the input/display unit 120 to display the output timing of the gate-on signal (step S124). . When the confirmation of the gate-on signal is instructed, the output timing of the gate-on signal is determined, and the determination result is displayed. However, when the check box CB is checked, the output timing of the gate-on signal is calculated and displayed, but the gate-on signal is not actually output to the therapeutic device 10 .

統括制御部110は、第1ボタンB1に対する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S126)。第1ボタンB1に対する操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部110は、透視画像TIの撮影を治療装置10に出力制御部150を介して指示し、撮影された透視画像TIを用いたターゲット位置およびゲーティングウインドウの表示を入力・表示部120に表示制御部124に指示し、撮影された透視画像TIを用いた最終確認画像を入力・表示部120に表示させる(ステップS128)。 The overall control unit 110 determines whether or not the start of shooting has been selected by operating the first button B1 (step S126). When the start of imaging is selected by operating the first button B1, the integrated control unit 110 instructs the treatment apparatus 10 to capture the fluoroscopic image TI via the output control unit 150, and uses the captured fluoroscopic image TI. The input/display unit 120 instructs the display control unit 124 to display the target position and the gating window, and causes the input/display unit 120 to display the final confirmation image using the photographed fluoroscopic image TI (step S128).

最終確認画像は、領域AI-1、AI-2に表示される。最終確認画像は、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2参照)。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内に位置する場合に、ゲートオン信号を表示制御部124に出力し、ゲートオン信号が出力されていること領域A2に表示させる。ユーザは、この最終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否か、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに位置するタイミングが適切か否か、ゲートオン信号の出力タイミング、および、ゲーティングウインドウの調整の要否等を確認できる。最終確認画像は、第1ボタンB1に対する操作によって撮影停止が選択されるまで表示される(ステップS130)。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、最終確認画像を遡って確認することができる。 The final confirmation image is displayed in areas AI-1 and AI-2. The final confirmation image is an image in which the target position PT and gating window GW are superimposed on the fluoroscopic image TI reproduced as a moving image (see FIG. 2). The output control unit 150 outputs a gate-on signal to the display control unit 124 when the target position PT is positioned within the gating window GW, and causes the area A2 to display that the gate-on signal is being output. By visually recognizing this final confirmation image, the user can determine whether or not the target position PT such as the affected area of the subject P is recognized as the correct position, and whether or not the timing at which the target position PT is positioned within the gating window GW is appropriate. Also, it is possible to confirm the output timing of the gate-on signal, the necessity of adjustment of the gating window, and the like. The final confirmation image is displayed until stop of photographing is selected by operating the first button B1 (step S130). Even after the stop of photographing is selected, the final confirmation image can be retroactively confirmed by operating the control area CA in which a slide bar, a frame advance switch, and the like are set.

ユーザは、入力・表示部120に表示される最終確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整が必要か否かを判定する。統括制御部110は、入力・表示部120に入力されたユーザの操作により、ゲーティングウインドウの調整の要否を受け付ける(ステップS132)。ゲーティングウインドウの調整が必要である場合、統括制御部110は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止を解除し、処理をステップS100へ戻す。ゲーティングウインドウの調整が不要である場合、統括制御部110は、ステップS134へ処理を進める。 Based on the final confirmation image displayed on the input/display unit 120, the user determines whether adjustment of the gating window is necessary. The overall control unit 110 accepts whether or not the gating window needs to be adjusted according to the user's operation input to the input/display unit 120 (step S132). If the gating window needs to be adjusted, the overall control unit 110 cancels the inhibition of gating window adjustment and target position adjustment, and returns the process to step S100. If the gating window need not be adjusted, the overall control unit 110 advances the process to step S134.

第1ボタンB1の操作によって撮影停止が選択されると、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S134)。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S136)。撮影開始が選択された場合は、ステップS128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S134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、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S138)。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に指示し、出力制御部150は透視画像TIの撮影を治療装置10に指示する(ステップS140)。 When the stop of photographing is selected by operating the first button B1, the overall control unit 110 determines whether or not the check box CB is unchecked (step S134). If the check box CB is not cleared, the integrated control unit 110 determines whether or not the start of shooting has been selected by operating the first button B1 (step S136). If shooting start is selected, the process returns to step S128, and if shooting start is not selected, the process returns to step S134. When the check box CB is unchecked, the central control unit 110 determines whether or not a start signal has been received from the therapeutic device 10 (step S138). This start signal is a signal output when a switch (not shown) of the treatment device 10 is operated so that the treatment can be started by the treatment device 10 . Upon receiving the start signal from the treatment apparatus 10, the integrated control unit 110 instructs the display control unit 124, the target position specifying unit 140, and the output control unit 150 to start treatment, and the output control unit 150 receives the fluoroscopic image TI. is instructed to the treatment apparatus 10 (step S140).

また、ステップS134でチェックボックスが外されている場合、治療装置10から開始信号を受信していなくても、統括制御部110が第1ボタンB1の操作によって撮影開始されたかどうかを判定してもよい。撮影が開始され、且つターゲット位置特定部140が特定したターゲット位置PTがゲーティングウインドウに収まっていれば、治療装置10へゲートオン信号を出力してもよい(不図示)。チェックボックスが外されていない場合、治療装置からビームBが出力されることはない。また、ステップS134でチェックボックスが外されていないが、撮影開始が選択された後にチェックボックスを外された場合、撮影途中からゲートオン信号を出力してもよい(不図示)。 Further, when the check box is cleared in step S134, even if the start signal is not received from the treatment apparatus 10, the integrated control unit 110 determines whether or not imaging has started by operating the first button B1. good. When imaging is started and the target position PT specified by the target position specifying unit 140 is within the gating window, a gate-on signal may be output to the treatment apparatus 10 (not shown). If the check box is not cleared, beam B will not be output from the treatment device. Also, if the check box is not cleared in step S134 but is cleared after the start of imaging is selected, the gate-on signal may be output during imaging (not shown).

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、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。 In this manner, the output control unit 150 outputs the gate-on signal to the therapeutic apparatus 10 on condition that the input operation acquiring unit 122 acquires an input operation to change the default state to the canceled state in the interface image IM. As a result, unintentional irradiation of the subject P with the treatment beam B can be suppressed, and the reliability of the treatment can be improved. Further, when the creation of the template is completed, the input operation acquisition unit 122 receives an instruction to start the treatment beam B irradiation stage without requesting an end operation of the preparation stage. Thereby, the operability of the medical device 100 can be improved.

治療が開始されると、ターゲット位置特定部140は、透視画像TIに対してテンプレートを用いたテンプレートマッチングを行い、ターゲット位置を特定する。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GW内にある場合にゲートオン信号を治療装置10に出力する。出力制御部150は、第6ボタンB6における2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)の選択に応じて、ゲートオン信号を出力するか否かの判定を行う。表示制御部124は、透視画像TIにターゲット位置およびゲーティングウインドウGWを重畳した治療画像を、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。 When treatment is started, the target position specifying unit 140 performs template matching using a template on the fluoroscopic image TI to specify the target position. The output control unit 150 outputs a gate-on signal to the therapeutic device 10 when the target position is within the gating window GW. The output control unit 150 determines whether or not to output a gate-on signal according to the selection of the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) with the sixth button B6. The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display a treatment image in which the target position and the gating window GW are superimposed on the fluoroscopic image TI. Treatment images are displayed in areas A1-1 and A1-2.

統括制御部110は、治療装置10へのゲートオン信号の出力時間を積算する(ステップS142)。出力時間の積算を開始する時点は、治療装置10から開始信号を受信した時点又は、第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択され撮影が開始された時点のいずれかである。統括制御部110は、治療が開始されてから経過した時間に対する積算時間の比が一定の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS144)。統括制御部110は、積算時間が閾値以下である場合(照射率が低下した場合)、治療装置10へのゲートオン信号の出力を停止させる。また、統括制御部110は、治療装置10による治療ビームBの照射および撮影を停止させ、治療を終了させる。積算時間が閾値以下でない場合、統括制御部110は、処理をステップS146へ進める。 The integrated control unit 110 integrates the output time of the gate-on signal to the therapeutic device 10 (step S142). The point at which the output time integration is started is either the point at which a start signal is received from the treatment apparatus 10 or the point at which imaging start is selected by operating the first button B1 and imaging is started. The integrated control unit 110 determines whether or not the ratio of the integrated time to the time that has elapsed since the start of treatment is equal to or less than a certain threshold (step S144). The integrated control unit 110 stops outputting the gate-on signal to the treatment apparatus 10 when the integrated time is equal to or less than the threshold (when the irradiation rate is decreased). In addition, the integrated control unit 110 stops the irradiation and imaging of the treatment beam B by the treatment apparatus 10, and terminates the treatment. If the accumulated time is not equal to or less than the threshold, overall control unit 110 advances the process to step S146.

治療は、第1ボタンB1に対する操作によって撮影停止が選択されるまで、又は、照射された治療ビームBの線量が治療計画により規定された線量に達するまで継続する(ステップS146)。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、又は、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。 The treatment continues until the end of imaging is selected by operating the first button B1, or until the dose of the irradiated treatment beam B reaches the dose defined by the treatment plan (step S146). The medical device 100 may end the treatment when receiving an irradiation completion signal from the treatment device 10 or when receiving a signal from the treatment device 10 indicating that the treatment device 10 has performed an operation to end irradiation. .

表示制御部124は、確認画像、最終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(準備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してもよい。例えば、透視画像TI-1とTI-2と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内にある場合に第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内にある場合に第2の色、透視画像TI-1、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内にある場合に(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の枠線を表示してもよい。また、透視画像TI-1とTI-2との両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内にない場合には、表示制御部124は、エラーアイコンを入力・表示部120に表示させてもよい。 The display control unit 124 may change the color of the gating window when outputting the gate-on signal (when the output condition is met in the preparation stage) in the confirmation image, the final confirmation image, and the treatment image. For example, if the target position PT is within the gating window GW in both of the fluoroscopic images TI-1 and TI-2, the target will be the first color in only one of the fluoroscopic images TI-1 and TI-2. When the target position PT is within the gating window GW in both the second color and the fluoroscopic images TI-1 and TI-2 when the position PT is within the gating window GW (that is, the condition for outputting the gate-on signal is established), the frame line of the gating window GW may be displayed in a third color. Further, when the target position PT is not within the gating window GW in both the fluoroscopic images TI-1 and TI-2, the display control unit 124 may cause the input/display unit 120 to display an error icon. .

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又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、音又は振動で通知する通知部を備えてもよい。 Further, the display control unit 124 may change the color or brightness of either the inner area or the outer area of the gating window GW when the condition for outputting the gate-on signal is satisfied. Furthermore, the medical device 100 may include a notification unit that notifies by sound or vibration when the condition for outputting the gate-on signal is satisfied.

医用装置100は、上記のフローチャートにおけるステップS100の処理でマーカレス追跡、マーカ追跡、外部呼吸同期のモードの切り替えを受け付けるだけでなく、準備段階から治療段階までにおける任意のタイミングで切り替えを受け付けてもよい。また、適宜、処理のやり直しが受け付けられる。例えば、最終確認画像を表示している場面において、テンプレートの撮影からやり直すための操作が受け付けられる。これによって、煩雑な操作をユーザに要求することがなくなり、利便性を向上させることができる。なお、透視画像TIの撮影後にモード切り替えが行われた場合、既に撮影された透視画像TIをテンプレートに採用してもよい。 The medical device 100 not only accepts mode switching among markerless tracking, marker tracking, and external respiratory gating in the process of step S100 in the above flowchart, but may accept switching at any timing from the preparation stage to the treatment stage. . In addition, redoing of processing is accepted as appropriate. For example, in the scene where the final confirmation image is being displayed, an operation for restarting from the shooting of the template is accepted. As a result, the user is not required to perform complicated operations, and convenience can be improved. In addition, when the mode is switched after the fluoroscopic image TI is captured, the already captured fluoroscopic image TI may be used as a template.

治療が複数回行われる場合、医用装置100は、前回以前の治療で作成されたテンプレートを用いてもよい。図7は、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示す第3のフローチャートである。図示するように、セレクトウインドウSWにおいてマーカレス追跡が選択された後、統括制御部110は、インターフェース画像IMにおけるいずれかの領域において「前回のテンプレートを使用する」ことが選択されたか否かを判定する(ステップS101)。「前回のテンプレートを使用する」ことが選択された場合、ステップS102~S114の処理がスキップされ、ステップS116に処理が進められる。 If the treatment is performed multiple times, the medical device 100 may use a template created from the previous treatment. FIG. 7 is a third flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device 100. As shown in FIG. As illustrated, after markerless tracking is selected in the selection window SW, the overall control unit 110 determines whether or not "use the previous template" has been selected in any area of the interface image IM. (Step S101). If "use previous template" is selected, steps S102 to S114 are skipped and the process proceeds to step S116.

医用装置100は、複数回に分けて治療が行われる場合、計画段階より後において作成されたDRR画像を記憶部160に記憶させておき、DRR画像の生成に代えてDRR画像を記憶部160から読み出してもよい。医用装置100は、モード切り替えが行われた場合、DRR画像の生成に代えてDRR画像を記憶部160から読み出してもよい。 When the medical device 100 performs treatment in a plurality of times, the storage unit 160 stores DRR images created after the planning stage, and stores the DRR images from the storage unit 160 instead of generating the DRR images. May be read. When the mode is switched, the medical device 100 may read the DRR image from the storage unit 160 instead of generating the DRR image.

図3に示すフローチャートの処理では、医用装置100は、テンプレートマッチングによってターゲット位置を特定しているが、機械学習によってターゲット位置を特定してもよい。機械学習によってターゲット位置を特定する場合、ステップS108からS114までの処理は、参照画像を入力した場合にターゲット位置を導出する分類器を学習する処理に置換される。 In the processing of the flowchart shown in FIG. 3, the medical device 100 identifies the target position by template matching, but the target position may be identified by machine learning. When specifying the target position by machine learning, the processing from steps S108 to S114 is replaced with processing for learning a classifier that derives the target position when a reference image is input.

参照画像が治療前に作成される場合を説明したが、更に、医用装置100は、治療中に撮影された透視画像TIを並行して参照画像に加えてもよい。また、機械学習を行う場合、医用装置100は、治療中に透視画像TIを利用してリアルタイムに機械学習を行ってもよい。 Although the case where the reference image is created prior to treatment has been described, the medical device 100 may also concurrently add the fluoroscopic image TI taken during treatment to the reference image. When performing machine learning, the medical device 100 may perform machine learning in real time using the fluoroscopic image TI during treatment.

<治療の流れ(マーカ追跡モード)>
以下、マーカ追跡モードについて説明する。マーカ追跡モードでは、マーカを使用して患部の位置を特定する。マーカは、患部の近傍に埋め込まれ、計画段階においてマーカと患部との位置関係が学習される。マーカはターゲット位置として扱われ、マーカがゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームBが照射される。また、マーカ位置から特定した患部の位置がゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームBが照射されても良い。
<Treatment flow (marker tracking mode)>
The marker tracking mode will be described below. Marker tracking mode uses markers to locate the lesion. A marker is embedded near the affected area, and the positional relationship between the marker and the affected area is learned in the planning stage. The marker is treated as a target position, and treatment beam B is delivered if the marker falls within the gating window. Moreover, the treatment beam B may be irradiated when the position of the affected part specified from the marker position falls within the gating window.

[計画段階]
マーカ追跡モードの計画段階において、被検体PのCT撮影が行われる。マーカレス追跡モードの計画段階と同様に、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。CT撮影の結果に基づいて4DCT画像が生成され、4DCT画像が記憶部160に格納される。ユーザが、n個のCT画像のうち、例えば1つのCT画像に対して、対象の輪郭を定め、医用装置100へ入力する。マーカ追跡モードでは、ユーザにより輪郭を定められる対象は、被検体Pの体内に埋め込まれたマーカを含む。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、対象の輪郭が定められていないCT画像における対象の輪郭を設定する。そして、マーカレス追跡モードと同様に、治療計画が決定される。
[Planning stage]
CT imaging of the subject P is performed in the planning stage of the marker tracking mode. As in the planning stage of the markerless tracking mode, in CT imaging, the subject P is imaged from various directions in various respiratory phases. A 4DCT image is generated based on the result of CT imaging, and the 4DCT image is stored in the storage unit 160 . The user defines the contour of the object for, for example, one CT image out of the n CT images, and inputs it to the medical apparatus 100 . In the marker tracking mode, the objects outlined by the user include markers implanted within the subject P's body. The image processing unit 136 sets the contour of the object in the CT image in which the contour of the object is not defined by the deformable registration. A treatment plan is then determined, similar to the markerless tracking mode.

マーカレス追跡モードと同様に、治療計画が決定され、記憶部160は、決定された治療計画情報を記憶する。腫瘍の輪郭とマーカの位置およびマーカを含む領域とがROIとして定められる場合、画像処理部136は、腫瘍とマーカとの相対的な位置の時間変化を4DCT画像から抽出し、相対的な位置の時系列とROIを示す情報とを記憶部160に記憶させてもよい。マーカ追跡モードでは、画像処理部136が、マーカを含む領域を特徴箇所に指定してゲーティングウインドウを定める。マーカ追跡モードにおいても、マーカレス追跡モードと同様に、ゲーティングウインドウは、マーカのROIに対してマージンを付加して得られる領域として定められる。 As in the markerless tracking mode, a treatment plan is determined, and storage unit 160 stores the determined treatment plan information. When the contour of the tumor, the position of the marker, and the region containing the marker are defined as the ROI, the image processing unit 136 extracts the temporal change in the relative position of the tumor and the marker from the 4DCT image, and calculates the relative position. Information indicating the time series and the ROI may be stored in the storage unit 160 . In the marker tracking mode, the image processing unit 136 designates a region including the marker as a feature location and defines a gating window. In the marker tracking mode, similarly to the markerless tracking mode, the gating window is defined as an area obtained by adding a margin to the ROI of the marker.

[位置決め段階]
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。マーカ追跡モードにおける位置決め段階の処理は、マーカレス追跡モードにおける位置決め段階の処理と同様である。また、CT撮影前に、被検体Pの身体における患部の近傍に、一以上のマーカが埋め込まれる。マーカは、X線を透過させづらい材質(例えば、金やプラチナ)で形成されている。このため、マーカは、透視画像TIにおいて黒く映る。また、マーカは、例えば、直径2[mm]程度の球や円筒などの形状を有する。
[Positioning stage]
In the positioning stage, the bed position is adjusted. The positioning phase processing in marker tracking mode is similar to the positioning phase processing in markerless tracking mode. In addition, one or more markers are embedded in the vicinity of the affected area on the body of the subject P before CT imaging. The marker is made of a material (for example, gold or platinum) that does not easily transmit X-rays. Therefore, the marker appears black in the fluoroscopic image TI. Also, the marker has a shape such as a sphere or cylinder with a diameter of about 2 [mm], for example.

[準備段階]
準備段階では、ユーザは、ある呼吸位相のCT画像上、DRR画像上で少なくとも一つの追跡に使用するマーカを選択する。準備段階より前、例えば計画段階でマーカが選択されてもよい。マーカを選択する操作がユーザにより行われると、画像処理部136は、選択されたマーカの位置をCT画像又はDRR画像上又は透視画像TI上に重畳させて入力・表示部120に表示させる。マーカの位置が重畳された画像は、例えば領域A7およびA1-1およびA1-2に表示される。ユーザは、CT画像上又はDRR画像上又は透視画像TI上でマーカを選択し、マーカの位置と患部の位置を必要に応じて調整する。調整された場合、マーカ又は患部の位置に対する調整量が補正量として記憶部160に記憶される。マーカ追跡モードにおけるターゲット位置は、選択されたマーカの位置であり、腫瘍が照射許可範囲の中に含まれる時、マーカがゲーティングウインドウ内に収まるようゲーティングウインドウが調整されてもよい。マーカ追跡モードにおけるゲーティングウインドウの調整は、マーカレス追跡モードと同様に行われる。
[Preparation stage]
In the preparation phase, the user selects at least one marker for tracking on the CT image of a certain respiratory phase, on the DRR image. Markers may be selected prior to the preparation stage, eg during the planning stage. When the user performs an operation to select a marker, the image processing unit 136 causes the input/display unit 120 to display the position of the selected marker superimposed on the CT image, the DRR image, or the fluoroscopic image TI. An image on which the positions of the markers are superimposed is displayed in areas A7, A1-1 and A1-2, for example. The user selects a marker on the CT image, the DRR image, or the fluoroscopic image TI, and adjusts the position of the marker and the position of the affected area as necessary. When adjusted, the adjustment amount for the position of the marker or the affected part is stored in the storage unit 160 as a correction amount. The target position in the marker tracking mode is the position of the selected marker, and the gating window may be adjusted so that the marker falls within the gating window when the tumor is within the permitted radiation range. Adjustment of the gating window in marker tracking mode is done in the same way as in markerless tracking mode.

図8は、医用装置100の入力・表示部120により表示されるマーカ追跡モードの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、マーカレス追跡モードと同様に、領域A1-1、A1-2、A2、A3、A4、A5、A6およびA7を含む。マーカ追跡モードのインターフェース画像IMは、領域A1-1、A1-2およびA7に表示される透視画像TIおよびCT画像にマーカMKとエピポーラ線ELとが含まれる点において、マーカレス追跡モードのインターフェース画像IMと異なる。また、図8に示す領域A1-1、A1-2におけるターゲット位置VPTおよびゲーティングウインドウVGWは、治療計画において指定された患部の位置と患部に対するゲーティングウインドウである。図8に示す画面では、領域A1-1、A1-2にDRR画像が、領域A7にCT画像に基づいた断面画像が表示されている。DRR画像に代えて透視画像TIが表示されてもよい。医用装置100は、以下の三通りの方法でマーカMKの指定を受け付ける。図8には領域A1-1、A1-2にマーカMKが一つずつ表示される例が示されているが、実際には複数のマーカが選択可能に表示される。また、領域A1-1、A1-2には、治療計画で指定された患部のゲーティング領域VGWとDRR画像の場合は患部のターゲット位置VPTも表示すると良い。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the interface image IM in the marker tracking mode displayed by the input/display unit 120 of the medical device 100. As shown in FIG. The interface image IM includes regions A1-1, A1-2, A2, A3, A4, A5, A6 and A7, as in markerless tracking mode. The marker-less tracking mode interface image IM is different from the marker-less tracking mode interface image IM in that the fluoroscopic images TI and CT images displayed in the areas A1-1, A1-2, and A7 include the marker MK and the epipolar line EL. different from The target position VPT and the gating window VGW in the regions A1-1 and A1-2 shown in FIG. 8 are the position of the affected area and the gating window for the affected area specified in the treatment plan. In the screen shown in FIG. 8, DRR images are displayed in areas A1-1 and A1-2, and a cross-sectional image based on a CT image is displayed in area A7. A perspective image TI may be displayed instead of the DRR image. The medical device 100 accepts designation of the marker MK by the following three methods. FIG. 8 shows an example in which one marker MK is displayed in each of the areas A1-1 and A1-2, but actually a plurality of markers are displayed in a selectable manner. Also, in the areas A1-1 and A1-2, it is preferable to display the gating area VGW of the affected area specified in the treatment plan and the target position VPT of the affected area in the case of the DRR image.

(1)ユーザは、領域A7においてマーカMKを指定する。これに応じて、透視画像TI上にエピポーラ線ELが表示される。そして、エピポーラ線EL上にあるマーカMKが指定可能となる。エピポーラ線EL上にあるマーカMKが指定されると、マーカの指定が完了する。なお、マーカは治療計画で予め指定されていても良く、マーカが選択された場合は、マーカMKの位置領域A1-1、A1-2上で調整できるようにすると使いやすい。 (1) The user designates a marker MK in area A7. Accordingly, an epipolar line EL is displayed on the fluoroscopic image TI. Then, the marker MK on the epipolar line EL can be designated. When the marker MK on the epipolar line EL is specified, the marker specification is completed. Note that the markers may be specified in advance in the treatment plan, and when the markers are selected, it is easier to use if they are adjustable on the position areas A1-1 and A1-2 of the markers MK.

(2)ユーザは、DRR画像上でマーカMKを指定することもできる。この場合、一方のDRR画像(例えば領域A1-1の画像)上でマーカMKが指定されると、もう一方のDRR画像(例えば領域A1-2の画像)上にエピポーラ線ELが表示される。そして、もう一方のDRR画像上のエピポーラ線EL上にあるマーカMKが指定可能となる。エピポーラ線EL上にあるマーカMKが指定されると、マーカMKの指定が完了する。このとき、領域A7におけるCT画像上に、指定されたマーカMKの位置が表示される。 (2) The user can also specify the marker MK on the DRR image. In this case, when the marker MK is specified on one DRR image (eg, the image of the area A1-1), the epipolar line EL is displayed on the other DRR image (eg, the image of the area A1-2). Then, the marker MK on the epipolar line EL on the other DRR image can be specified. When the marker MK on the epipolar line EL is specified, the specification of the marker MK is completed. At this time, the position of the designated marker MK is displayed on the CT image in the area A7.

(3)ユーザは、計画段階においてマーカ位置をマーカROIとして登録することもできる。この場合、領域A-1、A1-2のDRR画像上、領域A7のCT画像上にマーカ位置が表示され、追跡に使用するマーカMKをユーザが指定してもよい。 (3) The user can also register marker positions as marker ROIs in the planning stage. In this case, marker positions are displayed on the DRR images of the areas A-1 and A1-2 and on the CT image of the area A7, and the user may designate the marker MK used for tracking.

準備段階では、画像処理部136は、他の呼吸位相に対応する各CT画像における選択されたマーカの位置を取得し、取得した位置を記憶部160に記憶させる(各位相マーカ位置計算)。準備段階で用いる4DCT画像を用いた治療が行われている場合、画像処理部136は、前回の治療において用いたマーカの各CT画像における位置を記憶部160から取得してもよい。過去のマーカの位置を用いることにより、被検体Pが同じ場合にはマーカの選択が不要になる。ゲーティングウインドウGWに設定する位相とマージンとが指定されると、出力制御部150は、各位相のマーカMKの位置にマージンを付加した領域をゲーティングウインドウGWに設定する。ゲーティングウインドウGWとマーカMKの軌跡とは、DRR画像上に表示されてもよい。治療計画を作成した後から治療が行われるまでの期間において、ゲーティングウインドウの設定が行われればよく、設定が行われるタイミングは限定されない。 In the preparation stage, the image processing unit 136 acquires the position of the selected marker in each CT image corresponding to another respiratory phase, and stores the acquired position in the storage unit 160 (each phase marker position calculation). When treatment is performed using 4DCT images used in the preparation stage, the image processing unit 136 may acquire from the storage unit 160 the positions of the markers used in the previous treatment in each CT image. Using the past marker positions eliminates the need to select a marker when the subject P is the same. When the phases and margins to be set in the gating window GW are specified, the output control section 150 sets an area in which the margins are added to the positions of the markers MK of each phase in the gating window GW. The gating window GW and the trajectory of the marker MK may be displayed on the DRR image. The setting of the gating window may be performed during the period after the treatment plan is created until the treatment is performed, and the timing of setting is not limited.

ターゲットとしてのマーカが選択されると、医用装置100は、治療装置10に透視画像TIの撮影を指示する。被検体Pの1呼吸分以上の期間に亘り透視画像TIが撮影される。ターゲット位置特定部140は、マーカを含む特徴箇所と指定されたマーカMKの情報を基に透視画像TIにおいてターゲット位置(マーカ位置)を検知し、検知したターゲット位置を表示制御部124へ出力する。表示制御部124は、ターゲット位置を透視画像TI-1、TI-2それぞれに重畳した画像を入力・表示部120に表示させる。医用装置100が時系列で入力される透視画像TI上にターゲット位置を重畳することにより、ユーザは、被検体Pの呼吸に伴うターゲット位置の移動を確認し、ターゲット位置特定部140により検知されたターゲット位置が、透視画像TI上のマーカの像と一致しているか否かを確認する。医用装置100は、患部の位置も時系列で入力される透視画像TI上に重畳して表示してもよい。また、表示制御部124は、透視画像TI上にゲーティングウインドウも重畳して入力・表示部120に表示させてもよい。 When a marker as a target is selected, the medical device 100 instructs the therapeutic device 10 to capture a fluoroscopic image TI. A fluoroscopic image TI is captured over a period of time equal to or longer than one respiration of the subject P. The target position specifying unit 140 detects the target position (marker position) in the fluoroscopic image TI based on the information of the marker MK designated as the feature location including the marker, and outputs the detected target position to the display control unit 124 . The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display images in which the target positions are superimposed on the fluoroscopic images TI-1 and TI-2. By superimposing the target position on the fluoroscopic image TI input by the medical device 100 in chronological order, the user can confirm the movement of the target position accompanying respiration of the subject P, and confirm the movement of the target position detected by the target position specifying unit 140. It is checked whether the target position matches the image of the marker on the fluoroscopic image TI. The medical device 100 may also superimpose and display the position of the affected area on the fluoroscopic image TI input in chronological order. The display control unit 124 may also cause the input/display unit 120 to display a gating window superimposed on the fluoroscopic image TI.

ターゲット位置がユーザにより確認されると、ターゲット位置(マーカMKの位置)およびゲーティングウインドウGWが重畳された透視画像TIと、患部の輪郭VPTおよび治療計画時のゲーティングウインドウVGWが重畳されたDRR画像とを含む確認画像が入力・表示部120に表示される。患部の輪郭VPTおよびゲーティングウインドウVGWが透視画像TI上に重畳されてもよい。ユーザは、入力・表示部120に表示される確認画像に基づいて、ターゲット位置、ゲーティングウインドウGWおよび患部の位置を確認し、ゲーティングウインドウGWの調整の要否を決定する。ユーザがゲーティングウインドウGWの調整を必要と判断した場合、入力操作取得部122は、入力・表示部120からゲーティングウインドウGWを調整する操作を取得する。ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、ゲーティングウインドウGWを調整する。 When the target position is confirmed by the user, the fluoroscopic image TI on which the target position (the position of the marker MK) and the gating window GW are superimposed, and the DRR on which the contour VPT of the affected area and the gating window VGW at the time of treatment planning are superimposed. A confirmation image including the image is displayed on the input/display unit 120 . A lesion contour VPT and a gating window VGW may be superimposed on the fluoroscopic image TI. Based on the confirmation image displayed on the input/display unit 120, the user confirms the target position, the gating window GW, and the position of the affected area, and determines whether or not to adjust the gating window GW. When the user determines that the gating window GW needs to be adjusted, the input operation acquisition unit 122 acquires an operation for adjusting the gating window GW from the input/display unit 120 . The gating window adjustment unit 152 adjusts the gating window GW according to the acquired operation.

ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、透視画像TIに射影されたゲーティングウインドウGWを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの3次元形状を調整してもよい。調整されたゲーティングウインドウは、記憶部160に記憶される。準備段階におけるゲーティングウインドウの調整により、被検体Pの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部120は、4DCT画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域A7に表示される。 The gating window adjustment unit 152 may adjust not only the gating window GW projected onto the fluoroscopic image TI but also the three-dimensional shape of the gating window according to the acquired operation. The adjusted gating window is stored in storage section 160 . By adjusting the gating window in the preparation stage, it becomes possible to set the gating window according to the condition of the subject P. In confirming the gating window, the input/display unit 120 may superimpose the gating window and the target position on the moving image in any slice indicated by the 4DCT image and display it. This moving image is displayed, for example, in area A7.

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あ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ある場合、出力制御部150はゲートオン信号を表示制御部124と治療装置10とへ出力する。表示制御部124は、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。例えば、ゲートオン信号が出力されている場合、入力・表示部120は、ゲーティングウインドウの表示色を変化させる。ゲーティングウインドウの表示色の変化により、ユーザは、ゲートオン信号の出力タイミングを確認でき、マーカおよび患部の位置とゲートオン信号の出力タイミングとの関係を確認できる。出力制御部150は、マーカレス追跡モードと同様に、2次元モードと3次元モードとを切り替えて、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にあるか否かを判定してもよい。 The output control section 150 determines whether or not the target position is within the gating window. In the treatment stage, if the target position is within the gating window, the output control section 150 outputs a gate-on signal to the display control section 124 and the treatment apparatus 10 . The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display whether or not the gate-on signal is output. For example, when the gate-on signal is output, the input/display section 120 changes the display color of the gating window. By changing the display color of the gating window, the user can confirm the output timing of the gate-on signal, and can confirm the relationship between the positions of the marker and the affected part and the output timing of the gate-on signal. As in the markerless tracking mode, the output control section 150 may switch between the two-dimensional mode and the three-dimensional mode to determine whether the target position is within the gating window.

[治療段階]
治療段階では、出力制御部150が、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内にある場合にゲートオン信号を治療装置10へ出力する。治療装置10はゲートオン信号に応じて治療ビームBを照射し、治療ビームBが患部に照射されることにより治療が行われる。
[Treatment stage]
In the treatment stage, the output control unit 150 outputs a gate-on signal to the treatment device 10 when the target position is within the gating window. The treatment apparatus 10 irradiates the treatment beam B in response to the gate-on signal, and treatment is performed by irradiating the treatment beam B to the affected area.

<フローチャート(マーカ追跡モード)>
マーカ追跡モードにおける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。インターフェース画像IMの各種機能について、フローチャートを参照しながら説明する。図9および図10は、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示す第4および第5のフローチャートである。
<Flow chart (marker tracking mode)>
The processing of the medical device 100 to support treatment flow in marker tracking mode will now be described. Various functions of the interface image IM will be described with reference to flowcharts. 9 and 10 are fourth and fifth flowcharts showing an example of the flow of processing executed by the medical device 100. FIG.

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、セレクトウインドウSWにおいてマーカ追跡が選択されたか否かを判定する(ステップS200)。マーカ追跡以外のモードが選択された場合は、図3に示すフローチャートにおけるステップS100に処理が戻される。 The overall control unit 110 refers to the information input from the input operation acquiring unit 122 and determines whether or not marker tracking has been selected in the select window SW (step S200). If a mode other than marker tracking is selected, the process returns to step S100 in the flowchart shown in FIG.

セレクトウインドウSWにおいてマーカ追跡が選択された場合、統括制御部110は、マーカの位置の選択および調整を受け付ける(ステップS202)。ステップS202からステップS206までの処理は、セレクトウインドウSWにおいてマーカ追跡が選択される前に行われてもよい。この場合、ステップS202からステップS206までの処理は、手動操作により、又は自動的にスキップされてもよい。 When marker tracking is selected in select window SW, overall control unit 110 accepts selection and adjustment of the position of the marker (step S202). The processing from step S202 to step S206 may be performed before marker tracking is selected in the select window SW. In this case, the processing from step S202 to step S206 may be skipped manually or automatically.

統括制御部110は、第4ボタンB4に対する操作によって各位相マーカ位置計算が指示されたか否かを判定する(ステップS204)。図11は、マーカ追跡モードにおける第4ボタンB4、第5ボタンB5および第6ボタンB6の表示例を示す図である。マーカ追跡モードにおいて、第4ボタンB4は、各位相マーカ位置計算の指示を受け付け、第5ボタンB5は、マーカ検知の指示を受け付け、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。第4ボタンB4において、ユーザはマーカの形状を指定してもよい。第6ボタンB6において、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)のいずれで行うかを選択できる。 The overall control unit 110 determines whether or not the calculation of each phase marker position has been instructed by the operation of the fourth button B4 (step S204). FIG. 11 is a diagram showing a display example of the fourth button B4, fifth button B5 and sixth button B6 in the marker tracking mode. In the marker tracking mode, the fourth button B4 accepts an instruction to calculate each phase marker position, the fifth button B5 accepts an instruction to detect a marker, and the sixth button B6 accepts an instruction to confirm a gate-on signal. With the fourth button B4, the user may specify the shape of the marker. With the sixth button B6, it is possible to select whether the output determination of the gate-on signal is performed at the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) of the target position.

第4ボタンB4に対する操作によって各位相マーカ位置計算が指示されると、統括制御部110は、画像処理部136に指示して、各呼吸位相のCT画像におけるターゲット位置(マーカの位置)を展開させる(ステップS206)。表示制御部124は、入力・表示部120に、CT画像においてマーカ位置を示すマーカROIを領域A7などに表示させる。 When the calculation of each phase marker position is instructed by operating the fourth button B4, the overall control unit 110 instructs the image processing unit 136 to develop the target position (marker position) in the CT image of each respiratory phase. (Step S206). The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display the marker ROI indicating the marker position in the CT image in the area A7 or the like.

統括制御部110は、第1ボタンB1に対する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S208)。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、第1確認画像となる透視画像TIの撮影を治療装置10に指示する(ステップS210)。出力制御部150は、例えば、k回の呼吸分の透視画像TIを撮影するように治療装置10に指示する。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。 The overall control unit 110 determines whether or not the start of shooting has been selected by operating the first button B1 (step S208). When the start of imaging is selected, the integrated control unit 110 instructs the output control unit 150 to instruct the treatment apparatus 10 to image a fluoroscopic image TI as a first confirmation image (step S210). For example, the output control unit 150 instructs the therapeutic apparatus 10 to capture fluoroscopic images TI for k breaths. The output control unit 150 may output an instruction to end imaging to the treatment apparatus 10 when the first button B1 is operated again.

統括制御部110は、第5ボタンB5に対する操作によってマーカ検知が指示されたか否かを判定する(ステップS212)。マーカ検知が指示されると、統括制御部110は、マーカ検知部134に指示し、ステップS210で撮影された第1確認画像のそれぞれにおいてターゲット位置(マーカ位置)を検知させる(ステップS214)。マーカ検知部134により検知されたターゲット位置は、例えば、領域A1-1、A1-2において動画として表示される第1確認画像に重畳表示される。 The overall control unit 110 determines whether or not the marker detection is instructed by the operation of the fifth button B5 (step S212). When the marker detection is instructed, the overall control unit 110 instructs the marker detection unit 134 to detect the target position (marker position) in each of the first confirmation images captured in step S210 (step S214). The target position detected by the marker detection unit 134 is superimposed on the first confirmation image displayed as a moving image in the areas A1-1 and A1-2, for example.

画像処理部136は、マーカ検知部134により検知されたターゲット位置に基づいて、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを透視画像TI上に重畳させる。入力・表示部120は、ターゲット位置(マーカMKの位置)およびゲーティングウインドウGWを重畳した透視画像TIと、ターゲット位置およびゲーティングウインドウを重畳したDRR画像とを含む第2確認画像を表示する。透視画像TIには、ターゲット位置(マーカMKの位置)に対応する患部の位置VPTおよび患部に対して設定されたゲーティングウインドウVGWが重畳されてもよい。ユーザは、第2確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整の要否を決定する。ユーザが調整を必要と判断した場合、入力操作取得部122がゲーティングウインドウの調整の指示を受け付け、ゲーティングウインドウ調整部152が指示に応じてゲーティングウインドウを調整する(ステップS216)。調整されたゲーティングウインドウは、ターゲット位置とともに透視画像TIに重畳された第2確認画像として入力・表示部120に表示される。ゲーティングウインドウ調整部152は、マーカ追跡モードと同様に、ゲーティングウインドウの調整を行う。ゲーティングウインドウVGWが表示されているとき、入力・表示部120がターゲット位置の表示をしない設定ができるようにしても良い。 The image processing unit 136 superimposes the target position and the gating window on the fluoroscopic image TI based on the target position detected by the marker detection unit 134 . The input/display unit 120 displays a second confirmation image including a fluoroscopic image TI superimposed with the target position (position of the marker MK) and the gating window GW, and a DRR image superimposed with the target position and the gating window. The position VPT of the affected area corresponding to the target position (the position of the marker MK) and the gating window VGW set for the affected area may be superimposed on the fluoroscopic image TI. The user determines whether or not to adjust the gating window based on the second confirmation image. When the user determines that adjustment is necessary, the input operation acquisition unit 122 receives an instruction to adjust the gating window, and the gating window adjustment unit 152 adjusts the gating window according to the instruction (step S216). The adjusted gating window is displayed on the input/display unit 120 as a second confirmation image superimposed on the fluoroscopic image TI together with the target position. The gating window adjuster 152 adjusts the gating window as in the marker tracking mode. The input/display unit 120 may be set not to display the target position when the gating window VGW is displayed.

ゲーティングウインドウ調整部152は、取得された操作に応じて、透視画像TIに射影されたゲーティングウインドウを調整するだけでなく、ゲーティングウインドウの3次元形状を調整してもよい。ゲーティングウインドウの調整により、被検体Pの状態に応じたゲーティングウインドウの設定が可能になる。ゲーティングウインドウの確認においては、入力・表示部120は、4DCT画像で示される任意のスライスにおける動画にゲーティングウインドウとターゲット位置とを重畳して表示してもよい。この動画は例えば領域A7に表示される。 The gating window adjustment unit 152 may adjust not only the gating window projected onto the fluoroscopic image TI but also the three-dimensional shape of the gating window according to the acquired operation. By adjusting the gating window, it becomes possible to set the gating window according to the state of the subject P. In confirming the gating window, the input/display unit 120 may superimpose the gating window and the target position on the moving image in any slice indicated by the 4DCT image and display it. This moving image is displayed, for example, in area A7.

ゲーティングウインドウの調整は、インターフェース画像IMにおける領域AI-1、AI-2に表示される第2確認画像上のゲーティングウインドウGWの領域をユーザがポインティングデバイスで変更することにより行われてもよい(図8参照)。ゲーティングウインドウGWの境界線に対するドラッグ・アンド・ドロップ操作により、ゲーティングウインドウGWの大きさが調整されてもよい。領域A3のコントロールエリアCAに表示されるスライドバーの操作量に応じて、ゲーティングウインドウGWが相似形に縮小されてもよい。 The gating window may be adjusted by the user using the pointing device to change the area of the gating window GW on the second confirmation image displayed in areas AI-1 and AI-2 on the interface image IM. (See Figure 8). The size of the gating window GW may be adjusted by a drag-and-drop operation on the boundary of the gating window GW. The gating window GW may be similarly reduced according to the amount of operation of the slide bar displayed in the control area CA of the area A3.

ゲーティングウインドウ調整部152は、第2確認画像におけるターゲット位置と患部の位置の移動量に応じて、ゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。例えば、第2確認画像におけるターゲット位置の移動量と患部の位置の移動量との比に基づいてゲーティングウインドウの大きさを調整してもよい。計画段階において患部およびマーカの輪郭を定める際に用いたマージンが2mmであり、第2確認画像におけるターゲット位置、患部の位置の移動量がそれぞれ10mm、5mmである場合、ゲーティングウインドウ調整部152は、ゲーティングウインドウの大きさを以下のように調整してもよい。ゲーティングウインドウ調整部152は、患部の位置の移動量(10mm)に対するターゲット位置の移動量(5mm)の比(5mm/10mm)を算出し、算出した比をマーカに対するマージン(2mm)に乗じた結果(1mm)を新たなマージンに定める。ゲーティングウインドウ調整部152は、マーカの輪郭に対するマージンを変更することで、ゲーティングウインドウの調整を行う。ゲーティングウインドウ調整部152は、患部の位置の移動量に対するターゲット位置の移動量の比と、患部の輪郭へのマージンに対するマーカの輪郭へのマージンの比とを一致させるように、ゲーティングウインドウへのマージンを変更する。ゲーティングウインドウ調整部152は、マージンの変更により、ゲーティングウインドウの大きさを調整する。マージンの調整量は自動で計算されると共に、マーカMKの移動量やゲーティングウインドウのマージンを入力・表示部120が表示して、マージンの調整量の変更が可能なようにしてもよい。更に、ゲーティングウインドウの大きさの調整をユーザが手動で変更できるようにすると使いやすい。 The gating window adjusting section 152 may adjust the size of the gating window according to the amount of movement between the target position and the affected part position in the second confirmation image. For example, the size of the gating window may be adjusted based on the ratio between the amount of movement of the target position and the amount of movement of the position of the affected part in the second confirmation image. When the margin used to define the contours of the affected area and the marker in the planning stage is 2 mm, and the movement amounts of the target position and the affected area position in the second confirmation image are 10 mm and 5 mm, respectively, the gating window adjustment unit 152 , the size of the gating window may be adjusted as follows: The gating window adjustment unit 152 calculates the ratio (5 mm/10 mm) of the movement amount (5 mm) of the target position to the movement amount (10 mm) of the position of the affected area, and multiplies the calculated ratio by the margin (2 mm) for the marker. Set the result (1 mm) to the new margin. The gating window adjuster 152 adjusts the gating window by changing the margin for the outline of the marker. The gating window adjustment unit 152 adjusts the gating window so that the ratio of the amount of movement of the target position to the amount of movement of the position of the affected area and the ratio of the margin to the outline of the marker to the margin to the outline of the affected area are matched. change the margin of The gating window adjuster 152 adjusts the size of the gating window by changing the margin. The amount of margin adjustment may be automatically calculated, and the amount of movement of the marker MK and the margin of the gating window may be displayed by the input/display unit 120 so that the amount of margin adjustment can be changed. Furthermore, it is easier to use if the user can manually change the adjustment of the size of the gating window.

統括制御部110は、第6ボタンB6に対する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S218)。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部110は、第6ボタンB6における2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)の選択状態に応じて、ゲートオン信号の出力判定をターゲット位置の2次元位置と3次元位置とのいずれで行うかを選択する(ステップS220)。出力制御部150は、第6ボタンB6における選択状態に応じた統括制御部110の選択に応じて、2次元位置を用いた判定と、3次元位置を用いた判定とを切り替える。統括制御部110は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止する(ステップS222)。 The overall control unit 110 determines whether confirmation of the gate-on signal has been instructed by the operation of the sixth button B6 (step S218). When the confirmation of the gate-on signal is instructed, the integrated control unit 110 determines the output of the gate-on signal according to the selection state of the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) of the sixth button B6. Either the two-dimensional position or the three-dimensional position is selected (step S220). The output control unit 150 switches between the determination using the two-dimensional position and the determination using the three-dimensional position according to the selection of the integrated control unit 110 according to the selection state of the sixth button B6. The overall control unit 110 prohibits adjustment of the gating window and adjustment of the target position (step S222).

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S224)。ゲートオン信号の確認が指示されると、ゲートオン信号の出力タイミングの判定が行われ、判定結果が表示される。しかし、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。 The overall control unit 110 instructs the display control unit 124 to change the check box CB to a check mark, and causes the input/display unit 120 to display the output timing of the gate-on signal (step S224). . When the confirmation of the gate-on signal is instructed, the output timing of the gate-on signal is determined, and the determination result is displayed. However, when the check box CB is checked, the output timing of the gate-on signal is calculated and displayed, but the gate-on signal is not actually output to the therapeutic device 10 .

統括制御部110は、第1ボタンB1に対する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S226)。第1ボタンB1に対する操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部110は、透視画像TIの撮影を治療装置10に出力制御部150を介して指示する。統括制御部110は、表示制御部124に指示し、撮影された透視画像TIを用いた最終第2確認画像を入力・表示部120に表示させる(ステップS228)。 The overall control unit 110 determines whether or not the start of shooting has been selected by operating the first button B1 (step S226). When the start of imaging is selected by operating the first button B<b>1 , the integrated control unit 110 instructs the treatment apparatus 10 via the output control unit 150 to perform imaging of the fluoroscopic image TI. The overall control unit 110 instructs the display control unit 124 to display the final second confirmation image using the photographed fluoroscopic image TI on the input/display unit 120 (step S228).

最終第2確認画像は、領域AI-1、AI-2に表示される。最終第2確認画像は、動画として表示される透視画像TIに対して、マーカ位置(ターゲット位置)およびゲーティングウインドウGWが重畳された画像である(図8参照)。ユーザは、最終第2確認画像を視認することで、マーカMKがターゲット位置として認識されているか否か、ターゲット位置がゲーティングウインドウGW内に位置するタイミングが適切か否か、ゲートオン信号の出力タイミング、および、ゲーティングウインドウの調整の要否等を確認することができる。最終第2確認画像は、第1ボタンB1に対する操作によって撮影停止が選択されるまで表示される(ステップS230)。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、最終第2確認画像を遡って確認することができる。ユーザは、入力・表示部120に表示される最終第2確認画像に基づいて、ゲーティングウインドウの調整が必要か否かを判定する。統括制御部110は、入力・表示部120に入力されたユーザの操作により、ゲーティングウインドウの調整の要否を受け付ける(ステップS232)。ゲーティングウインドウの調整が必要である場合、統括制御部110は、ゲーティングウインドウの調整と、ターゲット位置の調整とを禁止を解除し、処理をステップS100へ戻す。ゲーティングウインドウの調整が不要である場合、統括制御部110は、ステップS234へ処理を進める。 The final second confirmation image is displayed in areas AI-1 and AI-2. The final second confirmation image is an image in which the marker position (target position) and gating window GW are superimposed on the fluoroscopic image TI displayed as a moving image (see FIG. 8). By visually recognizing the final second confirmation image, the user can determine whether the marker MK is recognized as the target position, whether the timing at which the target position is positioned within the gating window GW is appropriate, and whether the output timing of the gate-on signal is correct. , and whether or not the gating window needs to be adjusted can be confirmed. The final second confirmation image is displayed until the stop of photographing is selected by operating the first button B1 (step S230). By operating the control area CA in which a slide bar, a frame advance switch, etc. are set, the final second confirmation image can be traced back and confirmed even after the photography stop is selected. Based on the final second confirmation image displayed on the input/display unit 120, the user determines whether adjustment of the gating window is necessary. The overall control unit 110 accepts whether or not the gating window needs to be adjusted according to the user's operation input to the input/display unit 120 (step S232). If the gating window needs to be adjusted, the overall control unit 110 cancels the inhibition of gating window adjustment and target position adjustment, and returns the process to step S100. If the gating window need not be adjusted, the overall control unit 110 advances the process to step S234.

第1ボタンB1の操作によって撮影停止が選択されると、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S234)。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S236)。撮影開始が選択された場合は、ステップS222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S226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、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S238)。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、マーカ検知部134、ターゲット位置特定部140および出力制御部150に指示し、出力制御部150は透視画像TIの撮影を治療装置10に指示する(ステップS240)。 When the stop of photographing is selected by operating the first button B1, the integrated control unit 110 determines whether or not the check box CB is unchecked (step S234). If the check box CB has not been cleared, the integrated control unit 110 determines whether or not start of shooting has been selected by operating the first button B1 (step S236). If shooting start is selected, the process returns to step S222, and if shooting start is not selected, the process returns to step S226. When the check box CB is unchecked, the central control unit 110 determines whether or not a start signal has been received from the therapeutic device 10 (step S238). This start signal is a signal output when a switch (not shown) of the treatment device 10 is operated so that the treatment can be started by the treatment device 10 . Upon receiving the start signal from the treatment apparatus 10, the overall control unit 110 instructs the display control unit 124, the marker detection unit 134, the target position specifying unit 140, and the output control unit 150 to start treatment. 150 instructs the treatment apparatus 10 to capture a fluoroscopic image TI (step S240).

また、ステップS234でチェックボックスが外されている場合、治療装置10から開始信号を受信していなくても、統括制御部110が第1ボタンB1の操作によって撮影開始されたかどうかを判定してもよい。撮影が開始され、且つターゲット位置特定部140が特定したターゲット位置(マーカMKの位置)がゲーティングウインドウに収まっていれば、出力制御部150は治療装置10へゲートオン信号を出力しても良い(不図示)。チェックボックスが外されていない場合、治療装置10から治療ビームBが出力されることはない。また、ステップS234でチェックボックスが外されていないが、撮影開始が選択された後にチェックボックスが外された場合、出力制御部150は撮影途中からゲートオン信号を治療装置10へ出力してもよい(不図示)。 Further, when the check box is cleared in step S234, even if the start signal is not received from the treatment apparatus 10, the integrated control unit 110 determines whether or not imaging has started by operating the first button B1. good. When imaging is started and the target position (the position of the marker MK) specified by the target position specifying unit 140 is within the gating window, the output control unit 150 may output a gate-on signal to the treatment apparatus 10 ( not shown). If the checkbox is not cleared, the treatment beam B will not be output from the treatment apparatus 10 . In addition, if the check box is not cleared in step S234, but the check box is cleared after the start of imaging is selected, the output control unit 150 may output the gate-on signal to the treatment apparatus 10 during imaging ( not shown).

治療が開始されると、ターゲット位置特定部140は、マーカ検知部134により検知されたマーカの位置をターゲット位置として特定する。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ある場合にゲートオン信号を治療装置10に出力する。出力制御部150は、第6ボタンB6における2次元位置(2D)又は3次元位置(3D)の選択に応じて、ゲートオン信号を出力するか否かの判定を行う。表示制御部124は、透視画像TIにターゲット位置および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。 When treatment is started, the target position identifying section 140 identifies the position of the marker detected by the marker detecting section 134 as the target position. The output control unit 150 outputs a gate-on signal to the therapeutic device 10 when the target position is within the gating window. The output control unit 150 determines whether or not to output a gate-on signal according to the selection of the two-dimensional position (2D) or the three-dimensional position (3D) with the sixth button B6. The display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display a therapeutic image in which the target position and the gating window GW are superimposed on the fluoroscopic image TI. Treatment images are displayed in areas A1-1 and A1-2.

統括制御部110は、治療装置10へのゲートオン信号の出力時間を積算する(ステップS242)。出力時間の積算を開始する時点は、治療装置10から開始信号を受信した時点又は、第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択され撮影が開始された時点のいずれかである。統括制御部110は、治療が開始されてから経過した時間に対する積算時間の比が一定の閾値以下であるか否かを判定する(ステップS244)。統括制御部110は、積算時間が閾値以下である場合(照射率が低下した場合)、治療装置10へのゲートオン信号の出力を停止させる。また、統括制御部110は、治療装置10による治療ビームBの照射および撮影を停止させ、治療を終了させる。積算時間が閾値以下でない場合、統括制御部110は、処理をステップS246に進める。 The overall control unit 110 integrates the output time of the gate-on signal to the therapeutic device 10 (step S242). The point at which the output time integration is started is either the point at which a start signal is received from the treatment apparatus 10 or the point at which imaging start is selected by operating the first button B1 and imaging is started. The integrated control unit 110 determines whether or not the ratio of the integrated time to the time that has elapsed since the start of treatment is equal to or less than a certain threshold (step S244). The integrated control unit 110 stops outputting the gate-on signal to the treatment apparatus 10 when the integrated time is equal to or less than the threshold (when the irradiation rate is decreased). In addition, the integrated control unit 110 stops the irradiation and imaging of the treatment beam B by the treatment apparatus 10, and terminates the treatment. If the integrated time is not equal to or less than the threshold, overall control unit 110 advances the process to step S246.

治療は、第1ボタンB1に対する操作によって撮影停止が選択されるまで、又は、照射された治療ビームBの線量が治療計画により規定された線量に達するまで継続する(ステップS246)。 The treatment continues until the end of imaging is selected by operating the first button B1, or until the dose of the irradiated treatment beam B reaches the dose prescribed by the treatment plan (step S246).

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、又は、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。 The medical device 100 may end the treatment when receiving an irradiation completion signal from the treatment device 10 or when receiving a signal from the treatment device 10 indicating that the treatment device 10 has performed an operation to end irradiation. .

表示制御部124は、第2確認画像、最終第2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(準備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とのいずれにおいてもターゲット位置(マーカMKの位置)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とのいずれにおいてもターゲット位置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。ゲーティングウインドウの変更に合わせて患部に対して設定されたゲーティングウインドウVGWも表示を変化させると確認がしやすい。 The display control unit 124 changes the color of the gating window when outputting the gate-on signal in the second confirmation image, the final second confirmation image, and the treatment image (when the condition for output is satisfied in the preparation stage). can be For example, when the target position (the position of the marker MK) does not fit within the gating window GW in both of the fluoroscopic images TI-1 and TI-2, the first color is used for the fluoroscopic images TI-1 and TI-2. If the target position is within the gating window GW in only one of the second colors, and if the target position is within the gating window GW in both fluoroscopic images TI-1 and TI-2 (i.e. The frame line of the gating window GW may be displayed in a third color (when the condition for outputting the gate-on signal is satisfied). Also, an error icon may be displayed when the target position does not fit within the gating window GW in either of the fluoroscopic images TI-1 and TI-2. Changing the display of the gating window VGW set for the affected area in accordance with the change of the gating window facilitates confirmation.

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又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、音又は振動で通知する通知部を備えてもよい。 Further, the display control unit 124 may change the color or brightness of either the inner area or the outer area of the gating window GW when the condition for outputting the gate-on signal is satisfied. Furthermore, the medical device 100 may include a notification unit that notifies by sound or vibration when the condition for outputting the gate-on signal is satisfied.

医用装置100は、上記のフローチャートにおけるステップS200の処理でマーカレス追跡、マーカ追跡、外部呼吸同期のモードの切り替えを受け付けるだけでなく、準備段階から治療段階までにおける任意のタイミングで切り替えを受け付けてもよい。また、適宜、処理のやり直しが受け付けられる。例えば、最終第2確認画像を表示している場面において、テンプレートの撮影からやり直すための操作が受け付けられる。 The medical device 100 not only accepts mode switching among markerless tracking, marker tracking, and external respiratory gating in the process of step S200 in the above flowchart, but may accept switching at any timing from the preparation stage to the treatment stage. . In addition, redoing of processing is accepted as appropriate. For example, in a scene where the final second confirmation image is displayed, an operation for restarting from template shooting is accepted.

治療が複数回行われる場合、医用装置100は、前回以前の治療に用いたマーカの位置を用いてもよい。図12は、医用装置100により実行される処理の流れの一例を示す第6のフローチャートである。図示するように、セレクトウインドウSWにおいてマーカ追跡が選択された後、統括制御部110は、いずれかの領域において「前回のマーカ位置を使用する」ことが選択されたか否かを判定する(ステップS300)。「前回のマーカ位置を使用する」ことが選択された場合、ステップS202~S214の処理がスキップされ、ステップS216に処理が進められる。 If the treatment is performed multiple times, the medical device 100 may use the positions of the markers used in the previous and previous treatments. FIG. 12 is a sixth flowchart showing an example of the flow of processing executed by the medical device 100. As shown in FIG. As shown in the figure, after the marker tracking is selected in the select window SW, the overall control unit 110 determines whether or not "use previous marker position" is selected in any area (step S300). ). If "use the previous marker position" is selected, steps S202 to S214 are skipped and the process proceeds to step S216.

マーカ追跡モードにおいても、マーカレス追跡モードと同様に、出力制御部150は、ゲートオン信号を出力するか否かの判定に、ターゲット位置(マーカ位置)に対する3次元位置を用いると良い。 In the marker tracking mode, as in the markerless tracking mode, the output control section 150 preferably uses the three-dimensional position relative to the target position (marker position) to determine whether to output the gate-on signal.

<外部呼吸同期モード>
以下、外部呼吸同期モード(第3のモード)について簡単に説明する。
[計画段階]
外部呼吸同期モードの計画段階においても、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、3次元のCT画像を時系列にn個並べたものである。このnと時系列のCT画像の時間間隔と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。
<External respiration gating mode>
The external respiratory gating mode (third mode) will be briefly described below.
[Planning stage]
Also in the planning stage of the external respiratory gating mode, the subject P is first subjected to CT imaging. In CT imaging, the subject P is imaged from various directions for each of various respiratory phases. Next, a 4DCT image is generated based on the CT imaging results. A 4DCT image is obtained by arranging n three-dimensional CT images in time series. The period obtained by multiplying this n by the time interval of the CT images in time series is set, for example, so as to cover the period during which the respiratory phase changes by one cycle. A 4DCT image is stored in the storage unit 160 .

次に、ユーザが、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。そして、治療計画において決定した方向から治療ビームBを照射した場合に、患部に治療ビームBが当たる呼吸位相が求められる。 Next, the user inputs a contour for, for example, one CT image out of the n CT images. This outline is the outline of a tumor that is an affected area, the outline of an organ to which the treatment beam B is not desired to be irradiated, or the like. Next, for example, the image processing unit 136 sets contours for each of the n CT images by deformable registration. A treatment plan is then determined. The treatment plan defines the location, direction, and amount of treatment beam B to be applied to the affected area based on the set contour information. It is determined according to the treatment method such as tracking irradiation method. A part or all of the processing in the planning stage may be executed by an external device. For example, the process of generating 4DCT images may be performed by a CT machine. Then, when the treatment beam B is irradiated from the direction determined in the treatment plan, a respiratory phase is obtained in which the treatment beam B impinges on the affected area.

[位置決め段階]
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。これについてはマーカレス追跡モードおよびマーカ追跡モードと同様である。
[Positioning stage]
In the positioning stage, the bed position is adjusted. This is similar to the markerless tracking mode and the marker tracking mode.

[治療段階]
治療段階では、出力制御部150が、センサ15の検出結果に基づいて把握される呼吸位相(外部呼吸位相)が、設定された照射範囲内に入った場合に、治療ビームBが照射される。
[Treatment stage]
In the treatment stage, the therapeutic beam B is irradiated when the respiratory phase (external respiratory phase) grasped by the output control unit 150 based on the detection result of the sensor 15 enters the set irradiation range.

外部呼吸同期モードにおいて、医用装置100は、インターフェース画像IMの表示することで、治療ビームBが照射されたときの患部の位置を確認することができるため、センサ15の検出結果に基づいて適切なタイミングで治療が行われているか、視覚的に確認できるようになり、治療精度が向上する。 In the external respiration-gated mode, the medical device 100 can confirm the position of the affected area when the treatment beam B is irradiated by displaying the interface image IM. It will be possible to visually confirm whether the treatment is being performed at the right time, improving the accuracy of the treatment.

以上説明した実施形態の医用装置100は、マーカ追跡モードおよびマーカレス追跡モードにおいて、ターゲット位置の2次元位置を用いたゲートオン信号出力の可否の判定に加えて、3次元位置を用いたゲートオン信号出力の可否の判定を行える。治療計画において定められるゲーティングウインドウの3次元形状が柱および直方体に比べ複雑な形状を有している場合、透視画像TI上に射影されたゲーティングウインドウで示される3次元の領域が、ゲーティングウインドウの3次元形状より大きくなることがある。このような場合、医用装置100が、3次元位置を用いた判定を行うことにより、治療ビームBの照射をより高い精度で治療装置10へ指示できる。高い精度で治療ビームBが照射されることにより、治療時間を短縮できるので被検体の身体的な負担を軽減することができる。 In the marker tracking mode and the markerless tracking mode, the medical device 100 of the embodiment described above determines whether or not to output the gate-on signal using the two-dimensional position of the target position, and also determines whether or not to output the gate-on signal using the three-dimensional position. It is possible to judge whether it is acceptable or not. When the three-dimensional shape of the gating window determined in the treatment plan has a complicated shape compared to the pillar and the rectangular parallelepiped, the three-dimensional region indicated by the gating window projected onto the fluoroscopic image TI is the gating window. It can be larger than the three-dimensional shape of the window. In such a case, the medical device 100 can instruct the treatment device 10 to irradiate the treatment beam B with higher accuracy by making a determination using the three-dimensional position. By irradiating the treatment beam B with high accuracy, the treatment time can be shortened, and the physical burden on the subject can be reduced.

医用装置100は、マーカ追跡モードおよびマーカレス追跡モードが選択された場合、計画段階において定められたゲーティングウインドウを、準備段階又は治療段階において調整できる。準備段階において、ユーザが透視画像TI上のターゲット位置およびゲーティングウインドウを確認した際に、ゲーティングウインドウの調整ができるので、治療計画を再度定めずとも治療を行うことができる。治療を計画に従い進められるので、治療の延期などを避けることができ、治療期間を短縮できるので被検体の身体的な負担を軽減することができる。 The medical device 100 can adjust the gating window defined in the planning phase during the preparation phase or the treatment phase when the marker tracking mode and the markerless tracking mode are selected. In the preparation stage, when the user confirms the target position and the gating window on the fluoroscopic image TI, the gating window can be adjusted, so treatment can be performed without redefining the treatment plan. Since the treatment can be advanced according to the plan, it is possible to avoid delaying the treatment, and the treatment period can be shortened, so that the physical burden on the subject can be reduced.

<その他>
上記実施形態の医用装置100は、常時起動しているデーモンプログラムを備えてもよい。医用装置100は、前述した治療計画の結果を他装置から受信する。デーモンプログラムは、治療計画の結果が受信されるのに応じて、治療計画が内部呼吸同期又は外部呼吸同期の計画であれば、医用装置100の各部の機能を自動的に起動させるようにしてもよい。この場合において、デーモンプログラムは、内部呼吸同期の計画である場合はデフォーマブルレジストレーションなどのターゲット位置追跡のための準備処理を開始し、外部呼吸同期の計画である場合は、インターフェース画像IMの表示のみ行ってよい。
<Others>
The medical device 100 of the above embodiment may have a daemon program that is always running. The medical device 100 receives the result of the treatment plan described above from another device. If the treatment plan is an internal respiratory gating plan or an external respiratory gating plan, the daemon program may automatically activate the function of each part of the medical device 100 in response to receiving the results of the treatment plan. good. In this case, the daemon program initiates preparatory processes for target position tracking such as deformable registration if the plan is internal respiratory gating, or displays the interface image IM if the plan is external respiratory gating. You can only go to

また、図3、4、7、9、10、12などで例示したフローチャートの各処理は、位置決め承認通知を受けないと進行しないようにインターロックが掛けられてもよい。位置決め承認通知は、入力・表示部120に対してなされた入力操作によって行われてもよいし、他装置から受信してもよい。また、図3、4、7、9、10、12などで例示したフローチャートの各処理は、位置決め承認キャンセル通知を受けた場合に、位置決め承認通知を受けた時点まで戻るように制御されてもよい。 Further, each process of the flowcharts illustrated in FIGS. 3, 4, 7, 9, 10, 12, etc. may be interlocked so as not to proceed unless a positioning approval notification is received. The positioning approval notification may be performed by an input operation performed on the input/display unit 120, or may be received from another device. 3, 4, 7, 9, 10, 12, etc. may be controlled to return to the time when the positioning approval notice is received when the positioning approval cancellation notice is received. .

また、複数回に亘り治療が行われる場合、統括制御部110は、前回以前の治療時の各種データ(テンプレート、追跡結果、位置決め承認履歴)など記憶部160に保持しておき、表示制御部124は、当日の治療状況との比較を入力・表示部120に表示させてもよい。 Further, when treatment is performed multiple times, the integrated control unit 110 stores various data (templates, tracking results, positioning approval history), etc. from previous treatments in the storage unit 160, and the display control unit 124 , the input/display unit 120 may display a comparison with the treatment status on that day.

ステップS128において最終確認画像が表示されている間、表示制御部124は、2次元位置を用いた判定結果と、3次元位置を用いた判定結果とを対比した画像を入力・表示部120に表示させてもよい。図13は、2次元位置と3次元位置とを用いた判定結果を対比する画像例を示す図である。図13において、横軸は時間を示し、縦軸はゲートオン信号の出力の有無を示す。図13に示す画像は、例えば、インターフェース画像IMにおける領域A2に表示される。2次元位置を用いた判定結果(G2)と3次元位置を用いた判定結果(G3)とが同じ時間軸にて示される。2つの判定結果の表示、すなわちゲートオン信号G2、G3の波形図の表示により、ユーザは2つの判定結果の差を確認することができる。2つの判定結果の差に基づいて、ユーザは、2次元位置と3次元位置とのいずれを用いて治療を行うかを決定することができる。2つの判定結果の表示は、逐次入力される透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよい。 While the final confirmation image is being displayed in step S128, the display control unit 124 causes the input/display unit 120 to display an image in which the determination result using the two-dimensional position and the determination result using the three-dimensional position are compared. You may let 13A and 13B are diagrams showing image examples for comparing determination results using two-dimensional positions and three-dimensional positions. In FIG. 13, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates whether or not the gate-on signal is output. The image shown in FIG. 13 is displayed, for example, in area A2 in interface image IM. The determination result (G2) using the two-dimensional position and the determination result (G3) using the three-dimensional position are shown on the same time axis. The display of the two determination results, that is, the display of the waveform diagrams of the gate-on signals G2 and G3 allows the user to confirm the difference between the two determination results. Based on the difference between the two determination results, the user can decide whether to use the 2D position or the 3D position for treatment. The two judgment results may be displayed based on the sequentially input fluoroscopic images TI-1 and TI-2, or based on the previously input fluoroscopic images TI-1 and TI-2. may

ステップS128において最終確認画像が表示されている間、表示制御部124は、ターゲット位置の3次元位置を示す3つの座標それぞれの変位を示すグラフを入力・表示部120に表示させてもよい。図14は、3次元位置を示す3つの座標の変位を示すグラフの一例を示す図である。図14において、横軸は時間を示し、縦軸は各座標の変位を示す。ターゲット位置の3次元位置の変位を時系列に示すことにより、ユーザは、被検体の呼吸によるターゲット位置の変位を容易に確認することができる。3次元位置の変位の表示は、逐次入力される透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよい。 While the final confirmation image is being displayed in step S128, the display control unit 124 may cause the input/display unit 120 to display a graph showing the displacement of each of the three coordinates indicating the three-dimensional position of the target position. FIG. 14 is a diagram showing an example of a graph showing displacements of three coordinates indicating a three-dimensional position. In FIG. 14, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates displacement of each coordinate. By showing the displacement of the three-dimensional position of the target position in chronological order, the user can easily confirm the displacement of the target position due to respiration of the subject. The displacement of the three-dimensional position may be displayed based on the sequentially input fluoroscopic images TI-1 and TI-2, or based on the previously input fluoroscopic images TI-1 and TI-2. may be broken.

3次元位置を示す3つの座標の変位は、図13において示した3次元位置を用いたゲートオン信号の波形図と対比できるように表示されてもよい。すなわち、ゲートオン信号の波形図と3次元座標の変位とを同じ時間軸にて表示してもよい。3次元位置の変位とゲートオン信号とが対比可能に表示されることにより、ユーザは、ゲートオン信号の出力タイミングを呼吸によるターゲット位置の変位と対比して確認できる。3次元位置の変位とゲートオン信号との対比は、逐次入力される透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよいし、過去に入力された透視画像TI-1およびTI-2に基づいて行われてもよい。 The displacement of the three coordinates indicating the three-dimensional position may be displayed so as to be able to compare with the waveform diagram of the gate-on signal using the three-dimensional position shown in FIG. That is, the waveform diagram of the gate-on signal and the displacement of the three-dimensional coordinates may be displayed on the same time axis. By displaying the displacement of the three-dimensional position and the gate-on signal so that they can be compared, the user can confirm the output timing of the gate-on signal in comparison with the displacement of the target position due to respiration. The displacement of the three-dimensional position and the gate-on signal may be compared based on the sequentially input fluoroscopic images TI-1 and TI-2, or on the previously input fluoroscopic images TI-1 and TI-2. may be done on the basis of

表示制御部124は、ターゲット位置の3次元位置を示す3つの座標それぞれの変位を示すグラフのうち、最も変位が大きいグラフを他の2つのグラフより強調して表示させてもよい。例えば、表示制御部124は、最も変位が大きいグラフを示す線又は破線の太さを他の2つのグラフより太く表示させてもよいし、輝度又は彩度を高く表示させてもよいし、最も変位が大きいグラフのみを表示させてもよい。3つの座標それぞれの変位は、被検体Pの呼吸位相に同期しているので、最も変位の大きいグラフが強調して表示されることにより、ユーザは被検体Pの呼吸位相を容易に確認できる。 The display control unit 124 may display the graph with the largest displacement among the graphs showing the displacement of each of the three coordinates indicating the three-dimensional position of the target position, emphasizing it more than the other two graphs. For example, the display control unit 124 may display the line or dashed line indicating the graph with the largest displacement thicker than the other two graphs, may display the graph with higher luminance or saturation, or may display the graph with the highest displacement. Only graphs with large displacements may be displayed. Since the displacement of each of the three coordinates is synchronized with the respiratory phase of the subject P, the user can easily confirm the respiratory phase of the subject P by emphasizing and displaying the graph with the largest displacement.

表示制御部124は、2次元位置を用いた判定が行われる場合と、3次元位置を用いた判定が行われる場合とにおいて、インターフェース画像IMにおける各領域A1-1、A1-2、A2、A3、A4、A5、A6およびA7のレイアウトやサイズを変更してもよい。例えば、3次元位置を用いた判定が行われる場合、表示制御部124は、領域A1-1およびA1-2と領域A2との配置を変更し、領域A2を画面上側に配置し、領域A1-1およびA1-2を画面下側に配置してもよい。インターフェース画像IMのレイアウト又はサイズを変更することにより、2次元位置と3次元位置とのいずれを用いた判定が行われているかをユーザが容易に識別できる。 The display control unit 124 displays the areas A1-1, A1-2, A2, and A3 in the interface image IM in the case where the determination is made using the two-dimensional position and the case where the determination is made using the three-dimensional position. , A4, A5, A6 and A7 may be changed in layout and size. For example, when determination is made using three-dimensional positions, the display control unit 124 changes the arrangement of the areas A1-1 and A1-2 and the area A2, arranges the area A2 on the upper side of the screen, and places the area A1- 1 and A1-2 may be placed at the bottom of the screen. By changing the layout or size of the interface image IM, the user can easily identify whether the determination is made using the two-dimensional position or the three-dimensional position.

ゲーティングウインドウ調整部152は、ゲーティングウインドウを調整した後に、ユーザの操作に応じてゲーティングウインドウの位置および大きさを計画段階において定めたゲーティングウインドウの位置および大きさに戻してもよい。ゲーティングウインドウの調整が行われた場合、表示制御部124は、調整前のゲートオン信号の波形と、調整後のゲートオン信号の波形とを対比する画像を入力・表示部120に表示させてもよい。この画像は、例えば、図13に示す画像と同様に、インターフェース画像IMにおける領域A2に表示されてもよい。ユーザは、調整前後のゲートオン信号の波形を比較することにより、ゲーティングウインドウの調整がゲートオン信号に与える影響を容易に確認できる。 After adjusting the gating window, the gating window adjustment unit 152 may return the position and size of the gating window to the position and size determined in the planning stage according to the user's operation. When the gating window is adjusted, the display control unit 124 may cause the input/display unit 120 to display an image comparing the waveform of the gate-on signal before adjustment and the waveform of the gate-on signal after adjustment. . This image may be displayed, for example, in the area A2 in the interface image IM similarly to the image shown in FIG. A user can easily confirm the influence of gating window adjustment on the gate-on signal by comparing the waveforms of the gate-on signal before and after the adjustment.

表示制御部124は、ゲーティングウインドウの調整が行われた場合と、ゲーティングウインドウの調整が行われない場合とで、異なる表示態様でゲーティングウインドウを入力・表示部120に表示させてもよい。例えば、表示制御部124は、調整が行われた場合と調整が行われない場合とでゲーティングウインドウの表示色を変えてもよい。表示制御部124は、調整が行われない場合にゲーティングウインドウを常時表示させ、調整が行われた場合にゲーティングウインドウを点滅表示させてもよい。表示制御部124は、ゲーティングウインドウの調整が行われた場合に、調整が行われたことを示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。 The display control unit 124 may cause the input/display unit 120 to display the gating window in different display modes depending on whether the gating window is adjusted or not. . For example, the display control unit 124 may change the display color of the gating window depending on whether the adjustment is performed or not. The display control unit 124 may always display the gating window when the adjustment is not performed, and blink the gating window when the adjustment is performed. The display control unit 124 may display an icon or a message indicating that the gating window has been adjusted when the gating window has been adjusted.

ゲーティングウインドウ調整部152は、治療時にターゲット位置の移動速度に変化が生じた場合に、ゲーティングウインドウを小さくしてもよい。被検体Pの呼吸が荒くなったり、被検体Pが咳き込んだりしたときに、ターゲット位置の移動速度は、安静時に比べ速くなる。検出部としての統括制御部110は、ターゲット位置の移動速度が一定値を超えた場合、又は、ターゲット位置の過去の移動速度の平均値と現在の移動速度との差が予め定められた閾値を超えた場合、被検体Pに異常が生じたと判定し、ゲーティングウインドウ調整部152にゲーティングウインドウを小さくするように指示してもよい。ゲーティングウインドウ調整部152は、例えば、ゲーティングウインドウに含まれるマージンを削減することによりゲーティングウインドウを小さくしてもよいし、予め定められた削減量でゲーティングウインドウを小さくしてもよい。統括制御部110は、被検体Pに異常が検出されなくなったとき、ゲーティングウインドウ調整部152にゲーティングウインドウを元の位置および大きさに戻すように指示してもよい。統括制御部110は、センサ15から出力される検出結果を用いて、被検体Pに異常が生じたか否かを判定してもよい。 The gating window adjuster 152 may reduce the gating window when the movement speed of the target position changes during treatment. When the subject P is breathing heavily or the subject P is coughing, the moving speed of the target position becomes faster than when the subject is at rest. The integrated control unit 110 as a detection unit detects a predetermined threshold when the moving speed of the target position exceeds a certain value, or when the difference between the past average value of the moving speed of the target position and the current moving speed of the target position. If it exceeds, it may be determined that an abnormality has occurred in the subject P, and the gating window adjuster 152 may be instructed to reduce the gating window. The gating window adjuster 152 may, for example, reduce the gating window by reducing the margin included in the gating window, or may reduce the gating window by a predetermined reduction amount. The overall control unit 110 may instruct the gating window adjustment unit 152 to return the gating window to its original position and size when no abnormality is detected in the subject P. The integrated control unit 110 may use the detection result output from the sensor 15 to determine whether the subject P has an abnormality.

統括制御部110は、被検体Pに異常が生じたと判定した場合、ゲーティングウインドウの調整をユーザに促す通知を行ってもよい。ゲーティングウインドウの調整をユーザに促す通知として、アイコンやメッセージが入力・表示部120に表示されたり、音や振動が通知部により発せられたりしてもよい。医用装置100がゲーティングウインドウの調整や通知を行うことにより、被検体Pの変化に応じた治療が行える。 When determining that an abnormality has occurred in the subject P, the overall control unit 110 may notify the user to adjust the gating window. As a notification prompting the user to adjust the gating window, an icon or a message may be displayed on the input/display unit 120, or a sound or vibration may be generated by the notification unit. The medical device 100 adjusts and notifies the gating window, so that treatment corresponding to changes in the subject P can be performed.

統括制御部110は、被検体Pに異常が生じたと判定した場合、インターフェース画像IMの表示態様の変更を入力・表示部120に指示してもよい。例えば、統括制御部110は、インターフェース画像IMにおけるゲーティングウインドウGWの表示を停止させてもよい。統括制御部110は、インターフェース画像IMの表示をカラー表示から白黒表示に変更してもよい。統括制御部110は、被検体Pの異常を示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。統括制御部110は、インターフェース画像IMの表示態様を変更させることにより、ゲーティングウインドウの調整をユーザに促すことができる。治療時にゲーティングウインドウの調整が行われる場合、統括制御部110は、実行中の処理を、図3に示すステップS100又は図9に示すステップS200に戻す。 When determining that an abnormality has occurred in the subject P, the overall control unit 110 may instruct the input/display unit 120 to change the display mode of the interface image IM. For example, the overall control unit 110 may stop displaying the gating window GW in the interface image IM. The overall control unit 110 may change the display of the interface image IM from color display to black-and-white display. The overall control unit 110 may display an icon or a message indicating an abnormality of the subject P. FIG. The overall control unit 110 can prompt the user to adjust the gating window by changing the display mode of the interface image IM. When the gating window is adjusted during treatment, the overall control unit 110 returns the process being executed to step S100 shown in FIG. 3 or step S200 shown in FIG.

統括制御部110は、ゲーティングウインドウ調整部152によりゲーティングウインドウの位置又は大きさが調整された後に、治療ビームBの照射率が予め定められた閾値より小さくなった場合、入力・表示部120に照射率の低下を示すアイコン又はメッセージを表示させてもよい。治療ビームBの照射率は、例えば、治療開始から経過した時間に対する治療ビームBが照射された時間の比である。統括制御部110は、入力・表示部120に照射率の低下を示すアイコン又はメッセージを表示させることにより、ユーザにゲーティングウインドウの調整又は治療中断の検討を促すことができる。統括制御部110は、照射率が閾値より小さい場合、出力制御部150にゲートオン信号の出力を停止させてもよい。 After the position or size of the gating window is adjusted by the gating window adjustment unit 152, the overall control unit 110 controls the input/display unit 120 when the irradiation rate of the treatment beam B becomes smaller than a predetermined threshold value. may display an icon or message indicating that the irradiation rate has decreased. The irradiation rate of the therapeutic beam B is, for example, the ratio of the irradiation time of the therapeutic beam B to the elapsed time from the start of treatment. The overall control unit 110 can prompt the user to adjust the gating window or consider interrupting the treatment by causing the input/display unit 120 to display an icon or message indicating the decrease in the irradiation rate. The overall control unit 110 may cause the output control unit 150 to stop outputting the gate-on signal when the irradiation rate is smaller than the threshold.

医用装置100は、DRR画像のみによる学習結果、DRR画像と1日目の治療時に撮影された透視画像TIによる学習結果、DRR画像と2日目の治療時に撮影された透視画像TIによる学習結果などをそれぞれ保持しておき、治療当日に、保持した学習結果のうち一つを自動的に、あるいは手動で選択してターゲット位置の特定に用いてもよい。 The medical device 100 obtains learning results from only the DRR images, learning results from the DRR images and the fluoroscopic images TI taken during the treatment on the first day, learning results from the DRR images and the fluoroscopic images TI taken during the treatment on the second day, and the like. , and one of the stored learning results may be automatically or manually selected and used to identify the target position on the day of treatment.

また、医用装置100は、1日目の治療に使用したテンプレート、2日目の治療に使用したテンプレートなどをそれぞれ保持しておき、治療当日に、保持したテンプレートのうち一つを自動的に、あるは手動で選択してターゲット位置の特定に用いてもよい。 In addition, the medical device 100 holds templates used for treatment on the first day, templates used for treatment on the second day, and the like, and automatically selects one of the templates on the day of treatment. Alternatively, it may be manually selected and used to identify the target location.

また、医用装置100は、上記した学習結果、又はテンプレートを自動的に選択する場合、治療当日の追跡値の軌跡と最も近い軌跡を示した日の情報を選択するようにしてもよい。 Further, when automatically selecting the learning result or the template, the medical device 100 may select the information of the day showing the trajectory closest to the trajectory of the tracking values on the day of treatment.

実施形態では、医用装置100がマーカ検知部134を備える構成を説明した。マーカ追跡を行わず、かつマーカレス追跡を行う医用装置100は、マーカ検知部134を備えずともよい。 In the embodiment, the configuration in which the medical device 100 includes the marker detection unit 134 has been described. The medical device 100 that does not perform marker tracking and performs markerless tracking may not include the marker detection unit 134 .

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、2次元位置が予め定められた2次元ゲーティングウインドウ内にある場合に、被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示するゲートオン信号を出力する2次元モードと、3次元位置が予め定められた3次元ゲーティングウインドウ内にある場合に治療装置へゲートオン信号を出力する3次元モードとを切り替える制御部とを持つことにより、2次元位置を用いた判定による治療ビームの照射と、3次元位置を用いた判定による治療ビームの照射とを切り替えることができる。被検体の状態又はゲーティングウインドウの3次元形状に応じた照射タイミングの判定により精度の高い治療ビームの照射ができ、治療ビームの効果的な照射や治療時間の短縮により被検体の身体的な負担を軽減することができる。 According to at least one of the embodiments described above, when the two-dimensional position is within a predetermined two-dimensional gating window, a gate-on signal is output to instruct the treatment apparatus to irradiate the subject with the treatment beam. and a three-dimensional mode for outputting a gate-on signal to the treatment apparatus when the three-dimensional position is within a predetermined three-dimensional gating window. It is possible to switch between the irradiation of the treatment beam based on the determination used and the irradiation of the treatment beam based on the determination using the three-dimensional position. It is possible to irradiate the treatment beam with high accuracy by judging the irradiation timing according to the condition of the subject or the three-dimensional shape of the gating window. can be reduced.

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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1…治療システム、10…治療装置、11…寝台、12…放射線源、13…検出器、14…照射門、15…センサ、20…治療装置側制御部、100…医用装置、110…統括制御部、120…入力・表示部、122…入力操作取得部、124…表示制御部、130…取得部、132…参照画像作成部、134…マーカ検知部、136…画像処理部、140…ターゲット位置特定部、150…出力制御部、152…ゲーティングウインドウ調整部、160…記憶部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Treatment system, 10... Treatment apparatus, 11... Bed, 12... Radiation source, 13... Detector, 14... Irradiation gate, 15... Sensor, 20... Treatment apparatus side control part, 100... Medical apparatus, 110... Integrated control Unit 120 Input/display unit 122 Input operation acquisition unit 124 Display control unit 130 Acquisition unit 132 Reference image creation unit 134 Marker detection unit 136 Image processing unit 140 Target position Identification unit 150 Output control unit 152 Gating window adjustment unit 160 Storage unit

Claims (10)

被検体の複数の透視画像を取得する取得部と、
前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の2次元位置を特定する第1の特定部と、
前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の3次元位置を特定する第2の特定部と、
前記2次元位置が予め定められた2次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する2次元モードと、前記3次元位置が予め定められた3次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する3次元モードとを切り替える制御部と、
少なくとも前記2次元照射許可範囲または前記3次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する表示部と、
を備え,
前記表示部は、準備段階が終了し、治療段階に移行する前の最終確認段階において、前記2次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果と、前記3次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果とを対比した画像を表示する、
医用装置。
an acquisition unit that acquires a plurality of fluoroscopic images of a subject;
a first specifying unit that specifies a two-dimensional position of a target position of the subject on the plurality of fluoroscopic images;
a second identifying unit that identifies a three-dimensional position of the target position based on the target position on the plurality of fluoroscopic images;
a two-dimensional mode for outputting an irradiation permission signal for instructing irradiation to a treatment apparatus that irradiates a treatment beam to the subject when the two-dimensional position is within a predetermined two-dimensional irradiation permission range; a control unit for switching between a three-dimensional mode and a three-dimensional mode for outputting the irradiation permission signal to the treatment apparatus when the position is within a predetermined three-dimensional irradiation permission range;
a display unit for displaying a screen including an image in which at least one of the two-dimensional irradiation permitted range or the three-dimensional irradiation permitted range and the target position are superimposed on the plurality of fluoroscopic images;
with
The display unit uses the determination result indicating whether or not the irradiation permission signal is output using the two-dimensional position and the three-dimensional position in the final confirmation stage before transitioning to the treatment stage after the preparation stage is completed. displaying an image in comparison with a determination result indicating whether or not the irradiation permission signal is output;
medical device.
前記3次元照射許可範囲を、前記治療ビームによる治療の計画段階において撮影された前記被検体のCT画像に基づいて定める設定部を更に備える、
請求項1に記載の医用装置。
further comprising a setting unit that determines the three-dimensional irradiation permission range based on a CT image of the subject captured in a planning stage of treatment with the treatment beam;
A medical device according to claim 1 .
前記表示部は、前記制御部により前記2次元モードと前記3次元モードとが切り替えられることに応じて、前記画面の態様を変更する、
請求項1又は請求項2に記載の医用装置。
The display unit changes the aspect of the screen in response to switching between the two-dimensional mode and the three-dimensional mode by the control unit.
3. A medical device according to claim 1 or claim 2.
前記表示部は、前記対比した画像を表示するときに、前記3次元位置に含まれる各座標の変位を示すグラフを表示する
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。
The display unit displays a graph showing the displacement of each coordinate included in the three-dimensional position when displaying the compared images .
4. A medical device according to any one of claims 1-3 .
前記表示部は、前記3次元位置に含まれる各座標のうち変位が最も大きい座標のグラフを他のグラフより強調して表示する
請求項4に記載の医用装置。
The display unit displays a graph of coordinates with the largest displacement among the coordinates included in the three-dimensional position, emphasizing it over other graphs.
5. A medical device according to claim 4.
前記表示部は、前記照射許可信号が出力されるタイミングにおいて、前記2次元照射許可範囲及び前記3次元照射許可範囲の表示色を変更する、
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の医用装置。
The display unit changes display colors of the two-dimensional irradiation permission range and the three-dimensional irradiation permission range at the timing when the irradiation permission signal is output.
6. A medical device according to any one of claims 1-5 .
前記表示部は、前記照射許可信号が出力されるタイミングにおいて、前記2次元照射許可範囲及び前記3次元照射許可範囲の内側又は外側の領域における色彩又は輝度を変更する、
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の医用装置。
The display unit changes the color or brightness in an area inside or outside the two-dimensional irradiation permission range and the three-dimensional irradiation permission range at the timing when the irradiation permission signal is output.
7. A medical device according to any one of claims 1-6 .
前記照射許可信号が出力されるタイミングを音又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7のいずれか一項に記載の医用装置。
further comprising a notification unit that notifies the timing at which the irradiation permission signal is output by sound or vibration;
8. A medical device according to any one of claims 1-7.
医用装置が行う制御方法であって、
被検体の複数の透視画像を取得する第1のステップと、
前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の2次元位置を特定する第2のステップと、
前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の3次元位置を特定する第3のステップと、
前記2次元位置が予め定められた2次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する2次元モードと、前記3次元位置が予め定められた3次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する3次元モードとを切り替える第4のステップと、
少なくとも前記2次元照射許可範囲または前記3次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する第5のステップと、
準備段階が終了し、治療段階に移行する前の最終確認段階において、前記2次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果と、前記3次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果とを対比した画像を表示する第6のステップと、
を含む医用装置の制御方法。
A control method performed by a medical device, comprising:
a first step of acquiring a plurality of fluoroscopic images of a subject;
a second step of identifying a two-dimensional position of a target position of the subject on the plurality of fluoroscopic images;
a third step of identifying a three-dimensional location of the target location based on the target location on the plurality of fluoroscopic images;
a two-dimensional mode for outputting an irradiation permission signal for instructing irradiation to a treatment apparatus that irradiates a treatment beam to the subject when the two-dimensional position is within a predetermined two-dimensional irradiation permission range; a fourth step of switching between a three-dimensional mode in which the irradiation permission signal is output to the treatment apparatus when the position is within a predetermined three-dimensional irradiation permission range;
a fifth step of displaying a screen including an image in which at least one of the two-dimensional irradiation permitted range or the three-dimensional irradiation permitted range and the target position are superimposed on the plurality of fluoroscopic images;
In the final confirmation stage after the preparation stage is completed and before the transition to the treatment stage, a determination result indicating whether or not the irradiation permission signal is output using the two-dimensional position, and the irradiation permission signal using the three-dimensional position. a sixth step of displaying an image in comparison with the determination result indicating the presence or absence of output;
A method of controlling a medical device comprising:
医用装置が備えるコンピュータを、
被検体の複数の透視画像を取得する取得部と、
前記複数の透視画像上における前記被検体のターゲット位置の2次元位置を特定する第1の特定部と、
前記複数の透視画像上における前記ターゲット位置に基づいて前記ターゲット位置の3次元位置を特定する第2の特定部と、
前記2次元位置が予め定められた2次元照射許可範囲内にある場合に、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置へ照射を指示する照射許可信号を出力する2次元モードと、前記3次元位置が予め定められた3次元照射許可範囲内にある場合に前記治療装置へ前記照射許可信号を出力する3次元モードとを切り替える制御部と、
少なくとも前記2次元照射許可範囲または前記3次元照射許可範囲の何れかの照射許可範囲と前記ターゲット位置とを前記複数の透視画像に重畳した画像を含む画面を表示する表示部と、
して機能させるためのプログラムであって、
前記表示部は、準備段階が終了し、治療段階に移行する前の最終確認段階において、前記2次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果と、前記3次元位置を用いた前記照射許可信号の出力有無を示す判定結果とを対比した画像を表示する、
プログラム。
The computer equipped with the medical device,
an acquisition unit that acquires a plurality of fluoroscopic images of a subject;
a first specifying unit that specifies a two-dimensional position of a target position of the subject on the plurality of fluoroscopic images;
a second identifying unit that identifies a three-dimensional position of the target position based on the target position on the plurality of fluoroscopic images;
a two-dimensional mode for outputting an irradiation permission signal for instructing irradiation to a treatment apparatus that irradiates a treatment beam to the subject when the two-dimensional position is within a predetermined two-dimensional irradiation permission range; a control unit for switching between a three-dimensional mode and a three-dimensional mode for outputting the irradiation permission signal to the treatment apparatus when the position is within a predetermined three-dimensional irradiation permission range;
a display unit for displaying a screen including an image in which at least one of the two-dimensional irradiation permitted range or the three-dimensional irradiation permitted range and the target position are superimposed on the plurality of fluoroscopic images;
A program for functioning as
The display unit uses the determination result indicating whether or not the irradiation permission signal is output using the two-dimensional position and the three-dimensional position in the final confirmation stage before transitioning to the treatment stage after the preparation stage is completed. displaying an image in comparison with a determination result indicating whether or not the irradiation permission signal is output;
program.
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