JP7237511B2 - 放射線治療支援装置及び干渉チェックプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線治療支援装置及び干渉チェックプログラムに関する。

放射線治療の治療計画に基づいて放射線治療架台、寝台及び患者間の干渉をチェックする干渉チェックツールと呼ばれる干渉チェックプログラムがある。干渉チェックツールは、ＣＡＤ（Computer-Aided Design）を用いて制作された、放射線治療架台、寝台及び患者のモデルが使用される。患者のモデルとしては、標準的な患者の形態を模擬したモデルが使用されている。干渉チェックツールと実態との間に差異があり、干渉チェックの精度の向上に関し、依然として改善の余地が認められる。

特開２０１２－８８７７１号公報 特開２０１４－９０８９６号公報

本発明が解決しようとする課題は、放射線治療に関する干渉チェックの精度を向上することである。

実施形態に係る放射線治療支援装置は、患者に関する体表輪郭と腫瘍位置とに基づいて、前記体表輪郭と前記腫瘍位置との組み合わせを含む患者モデルを形成する形成部と、前記患者モデルと放射線治療条件とに基づいて干渉チェックを実行する干渉チェック部と、を具備する。

図１は、本実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。 図２は、図１の放射線治療支援装置の構成を説明する。 図３は、図２の処理回路による干渉チェックプログラムに従う処理の典型的な流れを示す図である。 図４は、図３のステップＳＡ３における立体体表輪郭の形成を模式的に示す図である。 図５は、図４の続きを示す図である。 図６は、図３のステップＳＡ３において形成される患者モデルの一例を示す図である。 図７は、図３のステップＳＡ５においてディスプレイに表示される、干渉ツール表示画像を含む表示画面の一例を示す図である。 図８は、図３のステップＳＡ５においてディスプレイに表示される、干渉ツール表示画像を含む表示画面の他の例を示す図である。 図９は、応用例に係る処理回路による干渉チェックプログラムに従う処理の他の流れを示す図である。 図１０は、図９のステップＳＢ５において生成される統合患者モデルの一例を示す図である。 図１１は、図９のステップＳＢ７においてディスプレイに表示される、干渉ツール表示画像を含む表示画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる放射線治療支援装置及び干渉チェックプログラムを説明する。

本実施形態に係る放射線治療支援装置は、放射線治療の治療計画に基づいて放射線治療架台、寝台及び患者間の干渉をチェックするコンピュータである。放射線治療支援装置は、放射線治療のために構築された放射線治療システムに含まれる。

図１は、本実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。図１に示すように、放射線治療システム１は、治療計画画像撮像装置２、放射線治療計画装置３、放射線治療装置４、放射線治療支援装置５及びＰＡＣＳ（Picture Archiving and Communication System）システム６を有する。治療計画画像撮像装置２、放射線治療計画装置３、放射線治療装置４、放射線治療支援装置５及びＰＡＣＳシステム６は、ネットワークを介して互いに通信可能に接続されている。

治療計画画像撮像装置２は、放射線治療計画に利用する医用画像（以下、治療計画画像と呼ぶ）を生成する医用画像診断装置である。治療計画画像撮像装置２は、患者の体表を描出可能であれば、如何なる医用画像診断装置でも良い。このような治療計画画像撮像装置２としては、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置やコーンビームＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置等が用いられる。

放射線治療計画装置３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、ディスプレイ、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータである。放射線治療計画装置３は、治療計画画像撮像装置２から直接的に又はＰＡＣＳシステム６を介して治療計画画像データを受信する。放射線治療計画装置３は、受信した治療計画画像データに基づいて患者に関する治療計画データファイルを作成する。治療計画データファイルは、治療計画画像データと放射線治療条件との他に、体表輪郭データと腫瘍位置データとを含む。放射線治療条件は、放射線治療の照射方向数や照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタ等の各種条件を含む。体表輪郭データは、治療計画画像に含まれる患者の体表に関する画像領域のデータである。腫瘍位置データは、治療計画画像に含まれる治療対象の腫瘍の位置のデータである。体表輪郭データと腫瘍位置データとは、治療計画画像データのデータ形式により定義される。治療計画データファイルは、放射線治療装置４と放射線治療支援装置５とに送信される。

放射線治療装置４は、治療用架台（ガントリ）と治療用寝台とコンソールとを有する。治療用架台は、照射ヘッドを回転軸回りに回転可能に支持する。照射ヘッドには、電子銃等により発生された電子等を加速する加速管と、加速管により加速された電子が衝突する金属ターゲットとが搭載される。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線であるＸ線が発生する。照射ヘッドは、放射線治療計画装置３により同定された治療計画に含まれる照射条件に従い放射線を照射する。照射ヘッドからの放射線のビーム軸と回転軸とが交わる点は、空間的に不動であり、アイソセンタと呼ばれている。治療用寝台は、患者が載置される治療用天板と、治療用天板を移動自在に支持する基台とを有する。治療用天板は、撮像用天板と同様に平面形状を有している。患者の治療部位がアイソセンタに一致するように放射線治療装置、治療用寝台及び患者が位置合わせされる。

放射線治療支援装置５は、放射線治療計画又は放射線治療を支援するためのコンピュータである。放射線治療支援装置５は、後述するように、干渉チェックツールを用いて干渉チェックを実行する。

ＰＡＣＳシステム６は、治療計画画像撮像装置２により生成された治療計画画像データや放射線治療計画装置３により作成された治療計画データファイルを管理する画像サーバを含む。ＰＡＣＳシステム６は、放射線治療計画装置３や放射線治療支援装置５からの要求を受けて治療計画画像データや治療計画データファイルを要求元に送信する。

図２は、放射線治療支援装置５の構成を説明する。図２に示すように、放射線治療支援装置５は、処理回路５１、記憶回路５２、ディスプレイ５３、入力インタフェース５４及び通信インタフェース５５を有する。処理回路５１、記憶回路５２、ディスプレイ５３、入力インタフェース５４及び通信インタフェース５５は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

処理回路５１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサを有する。処理回路５１は、干渉チェックに関するプログラム（以下、干渉チェックプログラムと呼ぶ）を実行し、治療計画データ取得機能５１１、患者モデル形成機能５１２、干渉チェック機能５１３及び表示制御機能５１４のうちの少なくとも一の機能を実現する。

治療計画データ取得機能５１１において処理回路５１は、対象患者に関する治療計画データファイルを、放射線治療計画装置３から通信インタフェース５５等を介して取得する。

患者モデル形成機能５１２において処理回路５１は、治療計画データファイルに含まれる体表輪郭データと腫瘍位置データとに基づいて、体表輪郭と腫瘍位置との組み合わせを含む患者モデルを形成する。患者モデルは、患者を模擬する３次元のグラフィックモデルである。

干渉チェック機能５１３において処理回路５１は、患者モデルを利用して放射線治療に関する干渉チェックを実行する。例えば、処理回路５１は、患者モデルと治療計画データファイルに含まれる放射線治療条件とに基づいて干渉チェックを実行する。干渉チェックにより処理回路５１は、患者、放射線治療架台及び治療用寝台間の干渉の有無又は干渉の危険度を判定する。

表示制御機能５１４において処理回路５１は、治療計画画像や干渉チェックプログラムの表示画面等の種々の情報をディスプレイ５３に表示する。

記憶回路５２は、種々の情報を記憶するＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。例えば、記憶回路５２は、治療計画画像データ、治療計画データファイル、干渉チェックプログラム等を記憶する。ハードウェアとして記憶回路５２は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記録媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。

ディスプレイ５３は、種々の情報を表示する。ディスプレイ５３は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。

入力インタフェース５４は、入力機器を介して受け付けたユーザからの各種指令を入力する。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース５４は、入力機器からの出力信号を、バスを介して処理回路５１に供給する。

通信インタフェース５５は、図示しない有線又は無線を介して、放射線治療計画装置３や放射線治療装置４、ＰＡＣＳシステム６等との間でデータ通信を行う。例えば、通信インタフェース５５は、治療計画画像撮像装置２から治療計画画像データを受信し、放射線治療計画装置３から治療計画データファイルを受信する。また、通信インタフェース５５は、放射線治療計画装置３から治療計画画像データと治療計画データファイルとをまとめて取得しても良い。

次に、図３を参照しながら、放射線治療支援装置５の処理回路５１による干渉チェックプログラムに従う処理について説明する。

図３は、放射線治療支援装置５の処理回路５１による干渉チェックプログラムに従う処理の典型的な流れを示す図である。図３に示す干渉チェック処理は、干渉チェックの実行指示がなされた事を契機として処理回路５１が干渉チェックプログラムを読み出して干渉チェックツールを実行することにより開始される。

まず処理回路５１は、治療計画データ取得機能５１１を実行する（ステップＳＡ１）。ステップＳＡ１において処理回路５１は、対象患者に関する、体表輪郭データと腫瘍位置データとを含む治療計画データファイルを取得する。具体的には、処理回路５１は、治療計画データファイルを、放射線治療計画装置３から取得しても良いし、放射線治療装置４やＰＡＣＳシステム６等の放射線治療計画装置３以外のコンピュータから治療計画データファイルを取得してもよいし、可搬型記録媒体を介して治療計画データファイルを取得してもよい。また、上記手段により予め治療計画データファイルが記憶回路５２に記憶されている場合、記憶回路５２から治療計画データファイルを取得しても良い。治療計画データファイルは、ＤＩＣＯＭ（Digital Imaging and Communication in Medicine）規格のデータ形式を有する。

体表輪郭データは、治療計画画像データに含まれる患者体表領域を構成する点（以下、輪郭点と呼ぶ）の座標を示すデータである。体表輪郭データは、治療計画画像データに含まれる全ての輪郭点を含んでも良いし、全ての輪郭点から間引かれた輪郭点を含んでも良い。体表輪郭データは、治療計画データファイルと同様、ＤＩＣＯＭ規格のデータ形式を有するものとする。以下の実施例における体表輪郭データは、患者Ｐの一部分、例えば、胸部の体表輪郭データであるとする。

腫瘍位置データは、治療計画画像データに含まれる腫瘍領域を構成する点の座標を示すデータである。腫瘍位置データは、治療計画データファイルと同様、ＤＩＣＯＭ規格のデータ形式を有するものとする。

ステップＳＡ１が行われると処理回路５１は、患者モデル形成機能５１２を実行する（ステップＳＡ２）。ステップＳＡ２において処理回路５１は、ステップＳＡ１において取得された体表輪郭データに基づいて立体体表輪郭を形成する。

図４及び図５は、立体体表輪郭の形成を模式的に示す図である。ステップＳＡ１においては、まず処理回路５１は、体表輪郭データのデータ形式をＸＶＬ（extensible virtual world description language）形式等の干渉チェックツールが取り扱い可能なデータ形式に変更する。図４に示すように、処理回路５１は、三次元画像処理空間に体表輪郭データを構成する輪郭点６１を配置する。三次元画像処理空間はＸＹＺ直交座標系により規定される。Ｚ軸は治療計画画像撮像装置２のガントリの中心軸に略平行し、Ｙ軸は当該ガントリの設置面に対する垂直軸に略平行し、Ｘ軸はＺ軸及びＹ軸に略直交する。同一Ｚ座標に属する複数の輪郭点６１が一点目から順番に結ばれる。これによりスライス面６２が形成される。

ここで処理回路５１は、複数の輪郭点６１を解析し、患者Ｐの体位方向を解析する。体位方向は、例えば、複数の輪郭点６１に基づき決定される隣接するスライス面６２の方向により規定される。

図５に示すように、処理回路５１は、複数のスライス面６２に基づいて立体体表輪郭６４を形成する。より詳細には、処理回路５１は、複数のスライス面６２の複数の輪郭点６１を複数のポリゴン６６で連結することにより立体体表輪郭６４を形成する。この場合、一のスライス面６２の体表６５に存在する対象輪郭点６１１と、当該一のスライス面６２に隣接する他のスライス面６２の体表６５に存在する輪郭点６１のうち対象輪郭点６１１に近い位置にある二つの近傍輪郭点６１２とを結ぶポリゴン６６が設定される。このように全ての輪郭点６１をポリゴン６６で連結することにより立体体表輪郭６４が形成される。

ステップＳＡ２が行われると処理回路５１は、ステップＳＡ２において形成された立体体表輪郭とステップＳＡ１において取得された腫瘍位置データに対応する腫瘍位置との組合せを含む患者モデルを形成する（ステップＳＡ３）。

図６は、患者モデル７０の一例を示す図である。図６に示すように、患者モデル７０は、立体体表輪郭６４と腫瘍位置を示すマーク（以下、腫瘍位置マークと呼ぶ）７１とが統合されたデータである。ステップＳＡ３においては、まず処理回路５１は、腫瘍位置データのデータ形式をＸＶＬ形式等の干渉チェックツールが取り扱い可能なデータ形式に変更する。その後、処理回路５１は、三次元画像処理空間に立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とを配置し、立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とを統合する。統合された立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とが患者モデル７０を構成する。

ステップＳＡ３が行われると処理回路５１は、干渉チェック機能５１３を実行する。干渉チェック機能５１３において処理回路５１は、干渉チェックツールの画像処理空間内に設定された、放射線治療架台のアイソセンタに腫瘍位置が配置されるように患者モデルを移動する（ステップＳＡ４）。

干渉チェック機能５１３において処理回路５１は、まず、干渉チェックツールの三次元画像処理空間に、放射線治療装置４の治療架台を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、治療架台モデルと呼ぶ）、治療用寝台を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、寝台モデルと呼ぶ）及び患者モデルを配置する。治療装置モデルと寝台モデルとは、実際の治療室における放射線治療装置４の治療用架台及び治療用寝台の配置に従い配置される。治療架台モデルは、治療架台に含まれる照射ヘッドを模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、照射ヘッドモデルと呼ぶ）やコリメータを模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、コリメータモデルと呼ぶ）、撮像系のＸ線管を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、Ｘ線管モデルと呼ぶ）、撮像系のＸ線検出器を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、Ｘ線検出器モデルと呼ぶ）を含む。寝台モデルは、治療用寝台に含まれる天板を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、天板モデルと呼ぶ）や基台を模擬する３次元のグラフィックモデル（以下、基台モデルと呼ぶ）を含む。これらモデルは、放射線治療条件を再現するように配置される。干渉チェックツールの三次元画像処理空間は、処理回路５１によりレンダリング処理され、任意の視点に関する干渉ツール表示画像に変換される。表示制御機能５１４を実現することにより処理回路５１は、ディスプレイ５３に、干渉ツール表示画像を所定のレイアウトで表示する。

図７は、ディスプレイ５３に表示される、干渉ツール表示画像ＩＲ１を含む表示画面ＩＳ１の一例を示す図である。表示画面ＩＳ１には干渉ツール表示画像ＩＲ１と操作パネルＩＲ２とが表示される。干渉ツール表示画像ＩＲ１は、放射線治療条件を再現するように配置された治療架台モデル８１、寝台モデル８２及び患者モデル７０が表示される。治療架台モデル８１の所定位置には照射ヘッドモデル８３が設けられ、照射ヘッドモデル８３の先端部にはコリメータモデル８４が設けられる。治療架台モデル８１の他の位置にはＸ線管モデル８５が設けられ、中心軸ＡＲを挟んでＸ線管モデル８５に対向する位置にＸ線検出器モデル８６が設けられる。寝台モデル８２は基台モデル８７と基台モデル８７に設けられた天板モデル８８とを有する。図７に示すように、患者モデル７０には立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とが含まれる。患者モデル７０は、初期的には任意の位置に配置される。各モデルは、当該モデルの稼働制限範囲内で、入力インタフェース５４を介したユーザの指示に従い任意に移動可能である。

操作パネルＩＲ２は、各モデルの位置に関する情報の表示欄の他、初期化ボタンＢ１、動作ボタンＢ２及びアイソセンタ・ボタンＢ３を含む。初期化ボタンＢ１は各モデルの位置をデフォルトの位置に戻すためのボタンである。動作ボタンＢ２は各モデルを現在の照射角度のときの配置から次の照射角度のときの配置へ動かすためのボタンである。アイソセンタ・ボタンＢ３は、患者モデル７０を腫瘍位置マーク７１がアイソセンタＰＩＳに一致するように移動させるためのボタンである。なお、治療架台モデル８１のアイソセンタの、三次元画像空間における座標は、処理回路５１により認識されている。

図８は、ディスプレイ５３に表示される、干渉ツール表示画像ＩＲ１を含む表示画面ＩＳ１の他の例を示す図である。図８に示すように、アイソセンタ・ボタンＢ３が押下された場合、腫瘍位置マーク７１がアイソセンタＰＩＳに一致するように患者モデル７０が移動される。この際、処理回路５１は、腫瘍位置マーク７１と立体体表輪郭６４とを分離することなく、腫瘍位置マーク７１と立体体表輪郭６４とを一体に移動する。このようにアイソセンタ・ボタンＢ３を押下するのみで腫瘍位置マーク７１がアイソセンタＰＩＳに一致するように患者モデル７０を移動させることができる。マニュアル操作の場合に比して容易に腫瘍位置マーク７１をアイソセンタＰＩＳに一致させることができる。

ステップＳＡ４が行われると処理回路５１は、治療架台モデル８１と、寝台モデル８２と、腫瘍位置マーク７１がアイソセンタＰＩＳに一致するように配置された患者モデル７０とに基づいて、治療架台モデル８１と寝台モデル８２と患者モデル７０との間の干渉の有無又は危険度を判定する（ステップＳＡ５）。具体的には、処理回路５１は、治療架台モデル８１と寝台モデル８２と患者モデル７０との間の距離を算出する。距離がゼロである場合、「干渉有り」と判定し、距離がゼロでない場合、「干渉無し」と判定する。あるいは、処理回路５１は、算出された距離に基づいて危険度を判定しても良い。危険度の判定の要素としては、距離の他、当該モデルの動きの自由度や稼働範囲が考慮されても良い。

処理回路５１は、治療架台モデル８１と寝台モデル８２と患者モデル７０との静止状態のみならず、次の照射角度の配置への移動過程において干渉の有無又は危険度を判定しても良い。例えば、処理回路５１は、動作ボタンＢ２が押下されたことを契機として、治療架台モデル８１と寝台モデル８２と患者モデル７０とを現在の配置から次の照射角度のときの配置に移動させる。移動過程において処理回路５１は、所定の移動距離毎又は所定時間間隔毎に、治療架台モデル８１と寝台モデル８２と患者モデル７０との間の干渉の有無又は危険度を判定する。

表示制御機能５１４を実現することにより処理回路５１は、干渉の有無又は危険度をディスプレイ５３に表示する。干渉の有無に関する表示態様としては、例えば、干渉の有無を示す文字が表示されても良い。また、干渉有りと判定された場合、干渉するモデルを、他のモデルとは異なる色で表示しても良いし、点滅等の表示効果で表示しても良い。危険度の表示態様としては、例えば、危険度を示す文字又は数字が表示されても良い。また、危険度の判定対象のモデルを、他のモデルとは異なる色で表示しても良いし、点滅等の表示効果で表示しても良い。

本実施形態に係る患者モデル７０は、治療計画画像に含まれる体表輪郭データに基づく立体体表輪郭を有しているので、標準モデルに比してより実際の患者Ｐに近い外形を有している。従って処理回路５１は、患者モデル７０を使用することにより、標準モデルを使用する場合に比して、より正確に干渉を評価することができる。また、患者モデル７０には腫瘍位置マーク７１が重畳されているので、腫瘍位置マーク７１を基準として患者モデル７０を正確に配置することができる。具体的には、腫瘍位置マーク７１をアイソセンタＰＩＳに正確に配置することができる。従って処理回路５１は、腫瘍位置マーク７１を利用して患者モデル７０を正確に配置することができるので、より正確に干渉を評価することができる。

ステップＳＡ５が行われると処理回路５１は、本実施形態に係る干渉チェックを終了する。

（応用例）
本実施形態に係る干渉チェック処理の流れは図３に示すもののみに限定されない。例えば、患者モデルと標準モデルとが組み合わされても良い。以下、患者モデルと標準モデルとを組み合わせる実施例を応用例として説明する。

図９は、応用例に係る処理回路５１による干渉チェックプログラムに従う処理の他の流れを示す図である。図９に示す干渉チェック処理は、干渉チェックの実行指示がなされた事を契機として処理回路５１が干渉チェックプログラムを読み出して干渉チェックツールを実行することにより開始される。

まず処理回路５１は、治療計画データ取得機能５１１を実行し、対象患者に関する、体表輪郭データと腫瘍位置データとを含む治療計画データファイルを取得する（ステップＳＢ１）。ステップＳＢ１はステップＳＡ１と同様である。

ステップＳＢ１が行われると処理回路５１は、患者モデル形成機能５１２を実行し、ステップＳＢ１において取得された体表輪郭データに基づいて立体体表輪郭を形成する（ステップＳＢ２）。ステップＳＢ２はステップＳＡ２と同様である。

ステップＳＢ２が行われると処理回路５１は、ステップＳＢ２において形成された立体体表輪郭とステップＳＢ１において取得された腫瘍位置データに対応する腫瘍位置との組合せを含む患者モデルを形成する（ステップＳＢ３）。ステップＳＢ３はステップＳＡ３と同様である。

ステップＳＢ３が行われると処理回路５１は、標準モデルを選択する（ステップＳＢ４）。記憶回路５２には人体寸法データベースが格納されている。人体寸法データベースは、人体の体格毎に人体の全身の外形を示すモデル（以下、標準モデルと呼ぶ）を関連付けたデータベースである。例えば、人体の体格の要素としては、伸長や体重、体厚がある。人体寸法データベースにおいては、これら要素の組合せ毎に、当該組合せに応じて予め作成された標準モデルが関連付けられている。標準モデルは人体寸法データベースと共に記憶回路５２に記憶される。標準モデルは、ＸＶＬ形式等の干渉チェックツールが取り扱い可能なデータ形式を有する。

ステップＳＢ４が行われると処理回路５１は、ステップＳＢ４において選択された標準モデルに、ステップＳＢ３において形成された患者モデルを統合する（ステップＳＢ５）。以下、統合された標準モデルと患者モデルとを統合患者モデルと呼ぶことにする。

図１０は、統合患者モデル７３の一例を示す図である。図１０に示すように、統合患者モデル７３は、標準モデル７５と立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とを有する。統合患者モデル７３の生成において処理回路５１は、標準モデル７５を、立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とが定義された三次元画像処理空間に初期的に配置する。標準モデル７５が初期的に配置される場所は任意である。次に処理回路５１は、標準モデル７５と、立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１との組合せとを位置合わせする。例えば、処理回路５１は、腫瘍位置マーク７１の解剖学的部位に対応する、標準モデル７５内での位置を人体解剖図譜（アトラス）を利用して特定する。そして処理回路５１は、特定された位置に腫瘍位置マーク７１が一致するように立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１との組合せを移動する。その後、処理回路５１は、標準モデル７５と立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とを一データとして統合する。なお、処理回路５１は、入力インタフェース５４を介したユーザによる指示に従い標準モデル７５、又は立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１との組合せを移動させることにより、標準モデル７５と立体体表輪郭６４と腫瘍位置マーク７１とを位置合わせしても良い。

ステップＳＢ５が行われると処理回路５１は、干渉チェック機能５１３を実行し、腫瘍位置がアイソセンタに配置されるように統合患者モデルを移動する（ステップＳＢ６）。そして処理回路５１は、統合患者モデルを利用して干渉チェックを実行する（ステップＳＢ７）。ステップＳＢ６及びＳＢ７はそれぞれステップＳＡ４及びＳＡ５と同様である。

図１１は、図９のステップＳＢ７においてディスプレイに表示される、干渉ツール表示画像を含む表示画面の一例を示す図である。図１１に示すように、応用例においては、統合患者モデル７３が干渉ツール表示画像ＩＲ３に表示される。

治療計画画像には患者Ｐの全身が描出されてないことが多いため、立体体表輪郭６４も腫瘍位置を含む患者Ｐの局所領域の体表輪郭であることが多い。そのため、図３に示す実施例の場合、立体体表輪郭６４の範囲内では干渉を判定することができるが、それ以外の患者の部分については干渉を判定することができない。

応用例においては、立体体表輪郭６４も腫瘍位置マーク７１との組合せに、全身の外観を有する標準モデル７５を統合することにより形成された統合患者モデル７３が使用される。そのため処理回路５１は、立体体表輪郭６４の範囲については当該立体体表輪郭６４を使用して厳密に干渉を判定し、立体体表輪郭６４以外の範囲については標準モデル７５を使用して大雑把に干渉を判定することができる。

ステップＳＢ７が行われると処理回路５１は、応用例に係る干渉チェック処理を終了する。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現しても良い。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１及び図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、放射線治療に関する干渉チェックの精度を向上することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 放射線治療システム
２ 治療計画画像撮像装置
３ 放射線治療計画装置
４ 放射線治療装置
５ 放射線治療支援装置
６ ＰＡＣＳシステム
５１ 処理回路
５２ 記憶回路
５３ ディスプレイ
５４ 入力インタフェース
５５ 通信インタフェース
６１ 輪郭点
６２ スライス面
６４ 立体体表輪郭
６５ 体表
６６ データ要素（ポリゴン）
７０ 患者モデル
７１ 腫瘍位置マーク
７３ 統合患者モデル
７５ 標準モデル
８１ 治療架台モデル
８２ 寝台モデル
８３ 照射ヘッドモデル
８４ コリメータモデル
８５ Ｘ線管モデル
８６ Ｘ線検出器モデル
８７ 基台モデル
８８ 天板モデル
５１１ 治療計画データ取得機能
５１２ 患者モデル形成機能
５１３ 干渉チェック機能
５１４ 表示制御機能

Claims (6)

1. 患者に関する体表輪郭と腫瘍位置とに基づいて、前記体表輪郭と前記腫瘍位置との組み合わせを含む患者モデルを形成する形成部と、
   前記患者モデルを用いて放射線治療に関する干渉チェックを実行する干渉チェック部と、
   前記腫瘍位置を、画像処理空間内に設定された、放射線治療架台のアイソセンタに配置するためのボタンを表示画面に表示する表示部と、を具備し、
   前記干渉チェック部は、前記ボタンが押下された場合、前記アイソセンタに前記腫瘍位置が配置されるように前記患者モデルを移動し、前記アイソセンタに配置された前記腫瘍位置を含む前記患者モデルを利用して前記干渉チェックを実行する、
   放射線治療支援装置。
2. 前記体表輪郭は、前記患者の一部の体表の輪郭である、請求項１記載の放射線治療支援装置。
3. 前記形成部は、治療計画データファイルに含まれる体表輪郭データを構成する複数の輪郭点を前記画像処理空間に配置し、前記複数の輪郭点に基づいて前記体表輪郭を構築する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
4. 前記形成部は、前記体表輪郭データを前記干渉チェックのためのデータ形式に変換し、前記変換後の体表輪郭データを構成する前記複数の輪郭点をスライス毎に前記画像処理空間に配置し、前記複数の輪郭点を複数のポリゴンで連結することにより前記体表輪郭を構築する、請求項３記載の放射線治療支援装置。
5. 前記干渉チェック部は、放射線治療条件に従い前記患者モデルと前記放射線治療架台を模擬した架台モデルと寝台を模擬した寝台モデルとを前記画像処理空間に配置又は前記画像処理空間において移動することにより、前記患者モデルと前記架台モデルと前記寝台モデルとの間の干渉の有無又は危険度を判定する、請求項１記載の放射線治療支援装置。
6. コンピュータに、
   患者に関する体表輪郭と腫瘍位置とに基づいて、前記体表輪郭と前記腫瘍位置との組み合わせを含む患者モデルを形成する機能と、
   前記患者モデルを用いて放射線治療に関する干渉チェックを実行する機能と、
   前記腫瘍位置を、画像処理空間内に設定された、放射線治療架台のアイソセンタに配置するためのボタンを表示画面に表示する機能と、を実現させ、
   前記干渉チェックを実行する機能は、前記ボタンが押下された場合、前記アイソセンタに前記腫瘍位置が配置されるように前記患者モデルを移動し、前記アイソセンタに配置された前記腫瘍位置を含む前記患者モデルを利用して前記干渉チェックを実行する、
   干渉チェックプログラム。

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