JP7298835B2 - 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム - Google Patents

医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム Download PDF

Info

Publication number
JP7298835B2
JP7298835B2 JP2017244067A JP2017244067A JP7298835B2 JP 7298835 B2 JP7298835 B2 JP 7298835B2 JP 2017244067 A JP2017244067 A JP 2017244067A JP 2017244067 A JP2017244067 A JP 2017244067A JP 7298835 B2 JP7298835 B2 JP 7298835B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
subject
display
image
unit
control unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017244067A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019107391A (ja
Inventor
慎一郎 森
幸喜 柳川
隆介 平井
伸哉 福島
慶子 岡屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM AND RADIOLOGICALSCIENCE AND TECHNOLOGY
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Original Assignee
NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM AND RADIOLOGICALSCIENCE AND TECHNOLOGY
Toshiba Energy Systems and Solutions Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM AND RADIOLOGICALSCIENCE AND TECHNOLOGY, Toshiba Energy Systems and Solutions Corp filed Critical NATIONAL INSTITUTES FOR QUANTUM AND RADIOLOGICALSCIENCE AND TECHNOLOGY
Priority to JP2017244067A priority Critical patent/JP7298835B2/ja
Priority to KR1020180162809A priority patent/KR20190074976A/ko
Priority to CN201811549194.5A priority patent/CN109999369B/zh
Priority to US16/223,608 priority patent/US11141126B2/en
Priority to EP18213588.9A priority patent/EP3501600B1/en
Publication of JP2019107391A publication Critical patent/JP2019107391A/ja
Priority to KR1020210018835A priority patent/KR102391281B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of JP7298835B2 publication Critical patent/JP7298835B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103Treatment planning systems
    • A61N5/1037Treatment planning systems taking into account the movement of the target, e.g. 4D-image based planning
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5288Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving retrospective matching to a physiological signal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/461Displaying means of special interest
    • A61B6/463Displaying means of special interest characterised by displaying multiple images or images and diagnostic data on one display
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/46Arrangements for interfacing with the operator or the patient
    • A61B6/467Arrangements for interfacing with the operator or the patient characterised by special input means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/103Treatment planning systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1065Beam adjustment
    • A61N5/1067Beam adjustment in real time, i.e. during treatment
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/20Analysis of motion
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06TIMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00Image analysis
    • G06T7/70Determining position or orientation of objects or cameras
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0071Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence by measuring fluorescence emission
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/113Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb occurring during breathing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1051Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an active marker
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1059Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using cameras imaging the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A61N2005/1062Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source using virtual X-ray images, e.g. digitally reconstructed radiographs [DRR]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N2005/1074Details of the control system, e.g. user interfaces
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1064Monitoring, verifying, controlling systems and methods for adjusting radiation treatment in response to monitoring
    • A61N5/1068Gating the beam as a function of a physiological signal

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明の実施形態は、医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムに関する。
重粒子線や放射線などの治療ビームを患者(被検体)に照射する治療装置が知られている。被検体の患部、すなわち治療ビームBを照射する箇所は、呼吸や心拍、腸の動きなどによって移動する場合がある。これに対応する治療法として、ゲーテッド照射法や追尾照射法が知られている。
呼吸によって移動する患部に治療ビームを照射する場合、被検体の呼吸位相と同期させて照射を行う必要がある。呼吸位相同期の手法として、被検体の身体に取り付けた各種センサの出力値を利用して呼吸位相を把握する手法(外部呼吸同期)と、被検体の透視画像に基づいて呼吸位相を把握する手法(内部呼吸同期)がある。呼吸位相同期のための処理は、治療装置に制御信号を出力する医用装置によって行われる。医用装置は、例えば治療装置と有線または無線で通信することで、治療装置を制御する。
この種の治療装置としては、例えば治療の際に外部呼吸波形などの呼吸波形を表示するものがある。ところが、呼吸波形を表示したとしても、呼吸波形と腫瘍の位置などの治療対象位置との関係が明らかでないことがあった。
特開2017-144000号公報
本発明が解決しようとする課題は、呼吸波形が治療対象位置に有意に関連しているかを知らせることができる医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを提供することである。
実施形態の医用装置は、取得部と、対応付部と、表示制御部と、を持つ。取得部は、被検体に取り付けられたセンサから外部呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得する。対応付部は、前記時系列の透視画像に基づいて、被検体の呼吸位相に起因して変動する追跡値を対応付ける。表示制御部は、前記外部呼吸波形と前記追跡値の波形とを比較可能な態様で表示部に表示させる。
本実施形態によれば、呼吸波形が治療対象位置に有意に関連しているかを知らせることができる医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを提供することができる。
医用装置100を含む治療システム1の構成図。 医用装置100の入力・表示部120により表示されるインターフェース画像IMの一例を示す図。 医用装置100により実行される処理の流れのフローチャートの一例を示す図。 第1ボタンB1、第2ボタンB2、および第3ボタンB3の表示態様の変化を示す図。 第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6の内容を示す図。 インターフェース画像IMの領域A2の表示例を示す図。 医用装置100により実行される処理の流れの他のフローチャートの一例を示す図。 ターゲット位置の波形とともにヒストグラムを表示する例を示す図。
以下、実施形態の医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラムを、図面を参照して説明する。なお、また、本願でいう「XXに基づく」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づく」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
<構成>
図1は、医用装置100を含む治療システム1の構成図である。治療システム1は、例えば、治療装置10と、医用装置100とを備える。
治療装置10は、例えば、寝台11と、放射線源12-1、12-2と、検出器13-1、13-2と、照射門14と、センサ15と、治療装置側制御部20とを備える。以下、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字は、いずれの放射線源および検出器の組による透視用の放射線、或いは透視画像であるかを示すものとする。また、適宜、符号におけるハイフンおよびこれに続く数字を省略して説明を行う。
寝台11には、治療を受ける被検体Pが固定される。放射線源12-1は、被検体Pに対して放射線r-1を照射する。放射線源12-2は、放射線源12-1とは異なる角度から、被検体Pに対して放射線r-2を照射する。放射線r-1およびr-2は、電磁波の一例であり、例えばX線である。以下、これを前提とする。
放射線r-1は検出器13-1によって検出され、放射線r-2は検出器13-2によって検出される。検出器13-1および13-2は、例えばフラット・パネル・ディテクタ(FPD;Flat Panel Detector)、イメージインテンシファイア、カラーイメージインテンシファイアなどである。検出器13-1は、放射線r-1のエネルギーを検出してデジタル変換し、透視画像TI-1として医用装置100に出力する。検出器13-2は、放射線r-2のエネルギーを検出してデジタル変換し、透視画像TI-2として医用装置100に出力する。図1では、2組の放射線源および検出器を示したが、治療装置10は、3組以上の放射線源および検出器を備えてもよい。
照射門14は、治療段階において、被検体Pに対して治療ビームBを照射する。治療ビームBには、例えば、重粒子線、X線、γ線、電子線、陽子線、中性子線などが含まれる。図1では、1つの照射門14のみ示したが、治療装置10は複数の照射門を備えてもよい。
センサ15は、被検体Pの外部呼吸位相を認識するためのものであり、被検体Pの身体に取り付けられる。センサ15は、例えば、圧力センサである。センサ15は、被検体Pから受ける圧力を電圧値(検出値)によって検出する。センサ15で検出された電圧値は、外部呼吸位相に相当する。
治療装置側制御部20は、医用装置100からの制御信号に応じて、放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2、および照射門14を動作させる。
医用装置100は、例えば、統括制御部110と、入力・表示部120と、入力操作取得部122と、表示制御部124と、取得部130と、参照画像作成部132と、画像処理部136と、ターゲット位置特定部140と、出力制御部150と、記憶部160とを備える。統括制御部110、入力操作取得部122、表示制御部124、取得部130、参照画像作成部132、ターゲット位置特定部140、および出力制御部150は、例えば、少なくとも一部が、CPU(Central Processing Unit)やGPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェアプロセッサが記憶部160に格納されたプログラム(ソフトウェア)を実行することにより実現される。また、これらの構成要素のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)などのハードウェア(回路部;circuitryを含む)によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。
以下、医用装置100の各部の機能について説明する。医用装置100の説明において、透視画像TIに対する処理として説明されたものは、特に注記が無い限り、透視画像TI-1、TI-2の双方に対して並行して実行されるものとする。統括制御部110は、医用装置100の機能を統括的に制御する。
入力・表示部120は、例えば、LCD(Liquid Crystal Display)や有機EL(Electroluminescence)表示装置、LED(Light Emitting Diode)ディスプレイなどの表示装置と、操作者による入力操作を受け付ける入力装置とを含む。入力・表示部120は、表示装置と入力装置が一体に形成されたタッチパネルであってもよいし、マウスやキーボードなどの入力デバイスを備えてもよい。
入力操作取得部122は、入力・表示部120に対してなされた操作(タッチ、フリック、スワイプ、クリック、ドラッグ、キー入力など)の内容を認識し、認識した操作の内容を統括制御部110に出力する。表示制御部124は、統括制御部110からの指示に応じて、入力・表示部120に画像を表示させる。表示制御部124は、治療の準備段階と、前記治療ビームBの照射段階とのそれぞれの開始指示を受け付けるためのインターフェース画面を入力・表示部120に表示させる。なお、画像を表示させることには、演算結果に基づいて画像の要素を生成することと、予め作成された画像の要素を表示画面に割り当てることとが含まれる。
取得部130は、治療装置10から透視画像TIを取得する。また、取得部130は、センサ15の検出値を取得する。また、取得部130は、医用検査装置(不図示)から被検体Pの三次元ボリュームデータを取得する。ターゲットの位置特定に透視画像TIを参照画像として使用する場合、参照画像作成部132は、取得部130により取得された透視画像TIに基づいて、ターゲット位置特定に使用される参照画像を生成する。これらについては後に詳述する。
画像処理部136は、デフォーマブルレジストレーション、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つ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画像とは、3次元ボリュームデータに対して、上記の仮想的な放射線源から放射線が照射されたと仮定した場合に、この放射線に対応して3次元ボリュームデータから生成される仮想的な透視画像である。
ターゲット位置特定部140は、透視画像TIにおけるターゲットの位置を特定する。ターゲットとは、被検体Pの患部、すなわち治療ビームBを照射する位置であってもよいし、マーカ或いは被検体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ため、透視画像TIをコンピュータが解析することで位置を特定しやすい箇所である。ターゲット位置は、一点であってもよいし、二次元または三次元の広がりを持つ領域であってもよい。
出力制御部150は、ターゲット位置特定部140により特定されたターゲット位置に基づいて、治療装置10に照射許可信号を出力する。例えば、ゲーテッド照射法では、出力制御部150は、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まる場合に、治療装置10にゲートオン信号を出力する。ゲーティングウインドウとは、二次元平面または三次元空間において設定される領域であり、照射許可範囲の一例である。ゲートオン信号とは、被検体Pに治療ビームBを照射することを指示する信号であり、照射許可信号の一例である。以下、これらの前提として説明する。治療装置10は、ゲートオン信号が入力されている場合、治療ビームBを照射し、ゲートオン信号が入力されていない場合、治療ビームBを照射しない。なお、照射許可範囲は、固定的に設定されるものに限らず、患部の移動に追従して移動するものであってもよい。
記憶部160は、例えば、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリなどにより実現される。記憶部160には、前述したプログラムの他、時系列の三次元CT画像(以下、4DCT画像)、透視画像TI、センサ15の出力値などが格納される。
<治療の流れ>
以下、治療システム1における治療の流れについて説明する。治療システム1における治療は、計画段階、位置決め段階、準備段階、治療段階の複数の段階に分けて行われる。ここでは、各段階ごとにその治療の流れを説明する。また、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、外部呼吸同期の3つのモードを切り替えて治療を行うことができる。ここでは、マーカレス追跡について説明する。なお、マーカレス追跡にはテンプレートマッチング法や機械学習を用いた手法等がある。以下では、テンプレートマッチング法を用いたマーカレス追跡について説明し、照射方法としてゲーテッド照射法を採用するものとして説明する。医用装置100は、テンプレートマッチング法と、機械学習を用いた手法とを切り替え可能であってもよい。
[計画段階]
計画段階において、まず、被検体PのCT撮影が行われる。CT撮影では、様々な呼吸位相毎に、様々な方向から被検体Pが撮影される。次に、CT撮影の結果に基づいて4DCT画像が生成される。4DCT画像は、三次元のCT画像(前述した三次元ボリュームデータの一例)を時系列にn個並べたものである。このn個および時系列画像の時間間隔を乗算して求められる期間は、例えば、呼吸位相が1周期分変化する期間をカバーするように設定される。4DCT画像は、記憶部160に格納される。
次に、医師や放射線技師などが、n個のCT画像のうち、例えば1つのCT画像に対して、輪郭を入力する。この輪郭は、患部である腫瘍(治療対象)の輪郭や治療ビームBを照射したくない臓器の輪郭等である。次に、例えば画像処理部136が、デフォーマブルレジストレーションによって、n個のCT画像のそれぞれについて輪郭を設定する。次に、治療計画が決定される。治療計画とは、設定された輪郭情報に基づいて、患部がどの位置にあるときに、どこに、どの方向から、どれだけの治療ビームBを照射するかを規定するものであり、ゲーテッド照射法や追尾照射法などの治療法に応じて決定される。なお、計画段階の処理の一部または全部は、外部装置によって実行されてもよい。例えば、4DCT画像を生成する処理は、CT装置によって実行されてもよい。
ここで、腫瘍の輪郭で区画される領域や、その領域の重心、或いは被検体Pの特徴箇所の位置などがターゲット位置となる。更に、治療計画において、ターゲット位置がどの位置にあれば治療ビームBを照射してよいのかが決定される。デフォーマブルレジストレーションによって輪郭が設定された際に、ターゲット位置に対してマージンが自動的に、または手動で設定され、マージンを反映させてゲーティングウインドウが設定される。このマージンは、位置決めの誤差などを吸収するためのものである。
[位置決め段階]
位置決め段階においては、寝台位置の調整が行われる。被検体Pは寝台11に寝かされ、シェル等で固定される。まず、寝台位置の粗い調整が行われる。この段階において、作業者が、被検体Pの位置と姿勢を目視で確認し、照射門14からの治療ビームBが当たりそうな位置へ寝台11を動かす。これにより、寝台11の位置が粗く調整される。次に、寝台位置を細かく調整するために利用する画像が撮影される。例えば、3D-2Dレジストレーションが行われる場合は透視画像TIが撮影される。透視画像TIは、例えば被検体Pが息を吐き切ったタイミングで撮影される。寝台11の位置は粗く調整済みであるため、透視画像TIには、被検体Pの患部付近が写っている。
3D-2Dレジストレーションが行われる場合、この段階において、放射線源12-1、12-2、検出器13-1、13-2、および被検体Pの治療計画情報を使用して三次元ボリュームデータからDRR画像が生成される。DRR画像と透視画像TIに基づいて寝台移動量が算出され、寝台11が移動させられる。透視画像TIの撮影、寝台移動量算出、寝台11の移動を繰り返すことで、寝台11の位置が細かく調整される。
[準備段階(その1)]
位置決め段階が終了すると、準備段階に移行する。まず4DCT画像から各位相のDRR画像が作成される。DRR画像の作成は4DCT画像撮影以降であればいつ実施してもよい。このとき、治療計画において設定されたゲーティングウインドウを射影した位置がDRR上のゲーティングウインドウとして設定される。準備段階では、まず参照画像として選択される対象となる透視画像TIの撮影が行われる。透視画像TIの撮影にあたり、医師等は、例えば被検体Pに対して数回(2回以上)の深呼吸を行うように指示する。被検体Pが医師等の指示に従って数回の深呼吸を行う間に、透視画像TIは、被検体Pの2呼吸分をカバーするように撮影される。また、被検体Pが深呼吸を行う間、被検体Pの外部呼吸波形が、透視画像TIと同期して取得される。取得された外部呼吸波形は、表示制御部124により入力・表示部120に表示される。撮影された透視画像TIには、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。
また、この段階において、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学習され、更に、医師によるターゲット位置の修正が受け付けられる。そして、ターゲット位置が学習された透視画像TIの中から、追跡値に基づいて、一つ以上の参照画像が選択され、選択された参照画像からテンプレートが生成される。テンプレートは、参照画像となる透視画像TIそのものであってもよいし、この透視画像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。このとき、表示制御部124により、入力・表示部120に外部呼吸波形及びターゲット位置のX座標、Y座標、Z座標ごとの座標位置が透視画像TIに対応付けられて表示される。
[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を割り付ける。表示制御部124は、透視画像TIを動画として入力・表示部120に表示させながら、ターゲット位置が割り付けられた透視画像TIのフレームにターゲット位置を重畳表示させる。この結果、医師等によりターゲット位置の追跡結果が確認される。
この際に、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上に表示する。出力制御部150は、透視画像TI-1、TI-2の双方に関して、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっているか否かを判定する。治療段階では、ターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合にゲートオン信号が治療装置10に出力されるのであるが、準備段階では、ゲートオン信号の出力の有無が統括制御部110を介して表示制御部124に伝えられる。表示制御部124は、動画の表示に併せてゲートオン信号の出力の有無を入力・表示部120に表示させる。この結果、医師等によりゲートオン信号の出力タイミングが確認される。
[治療段階]
治療段階では、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上に表示する。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が被検体Pの患部に照射され、ターゲット位置が被検体Pの特徴箇所の位置である場合には、予め学習されたターゲット位置と患部の位置との関係に基づいて、ターゲット位置から導出された患部の位置がゲーティングウインドウ内に収まっている場合に治療ビームBが照射される。なお、これらの複合手法によって患部の位置に治療ビームBが照射されてもよい。すなわち、ターゲット位置として患部の位置と、特徴箇所の位置とをそれぞれ設定しておき、患部が第1ゲーティングウインドウに収まり、特徴箇所が第2ゲーティングウインドウに収まる場合に治療ビームBを照射するようにしてもよい。
<表示画像、フローチャート>
以下、上記説明した治療の流れをサポートするための、医用装置100の処理について説明する。
図2は、医用装置100の入力・表示部120により表示されるインターフェース画像IMの一例を示す図である。インターフェース画像IMは、例えば、領域A1-1、A1-2、A2、A3、A4、A5、A6、およびA7を含む。
領域A1-1では、透視画像TI-1に対してゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが重畳表示される。領域A1-2では、透視画像TI-2に対してゲーティングウインドウGWやターゲット位置PTが重畳表示される。領域A2には、外部呼吸波形やターゲット位置などの各種グラフなどが表示される。また、治療段階では、領域A2には、上記グラフの他に、ゲートオンか否かの状態、エラーの有無、ゲートオン信号、ゲートオン比率、エラー比率なども表示される。ゲートオンか否かの状態では、グラフが高い位置にあるときにゲートオンである状態を示し、低い位置にあるときにゲートオンでない状態を示している。エラーの有無は、グラフが高い位置にあるときにエラーがあり、低い位置にあるときにエラーがないことを示している。エラーの有無におけるエラーには、エラーが含まれ、咳やくしゃみ等により追跡値の移動速度が閾値以上になった場合などがある。また、エラーには、そのほか以下に示すPED、DBR、PRS、IV、TADがある。PEDエラーは、計算領域の輝度変化によるエラーである。PEDでは、例えば輝度平均が20%変化したときにエラーと判定される。DBRは、領域A1-1に表示される透視画像TI-1の追跡値と、領域A1-2に表示される透視画像TI-2と追跡値の誤差によるエラーである。PRSは、テンプレートと透視画像TIの類似度に基づくエラーである。PRSでは、例えば、テンプレートには横隔膜が写っていないが、透視画像TIには横隔膜が写っている場合には、テンプレートと透視画像TIの類似度が大幅に異なるので、エラーと判定される。IVは、速度に基づくエラーである。IVでは、くしゃみや咳などによって速度超過が生じた場合にエラーと判定される。TADは、機械学習による類似度の異常検知によるエラーである。PRSでは、類似度の数値によってエラーを判定しているが、TADでは、機械学習によって類似度のエラーを判定している。ゲートオン信号とは、外部呼吸波形、またはターゲット位置に基づいて、照射を許可する信号をいう。ゲートオン比率は、例えば治療時間に対してゲートオン信号が出力された比率をいう。エラー比率は、例えば治療時間に対してエラー信号が出力された時間の比率をいう。
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の撮影開始または撮影停止を指示するための第1ボタンB1、透視画像TIの撮影の一時停止を指示するための第2ボタンB2、治療セッションの終了を指示するための第3ボタンB3、時系列のDRR画像や透視画像TIを遡って確認するためのスライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアCA、準備段階が完了したことを確認するためのチェックボックスCBなどが設定される。インターフェース画像IMの各部に対する操作は、例えば、タッチ操作、マウスによるクリック、或いはキーボード操作などにより行われる。例えば、第1ボタンB1は、タッチ操作またはマウスによるクリックによって操作される。
領域A4には、モードに応じた治療段階が、次のステップに進むことを指示するための第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6が設定される。領域A5には、センサ15の出力値に基づく外部呼吸波形のグラフなどが表示される。領域A6には、被検体Pの治療計画情報などを示す画像やテキスト情報が表示される。領域A7では、被検体PのCT画像の断面に対し、X線の照射方向、照射野、および治療ビームBの照射方向、ターゲットの輪郭やマーカROI等が重畳表示される。
以下、インターフェース画像IMの各種機能について、フローチャートを参照しながら説明する。図3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フローチャート(その1)である。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。
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、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S102)。図4は、第1ボタンB1、第2ボタンB2、および第3ボタンB3の表示態様の変化を示す図である。図示するように、第1ボタンB1は、初期状態で、撮影が「OFF」すなわち停止している状態を示すと共に、「撮影開始」の指示を受け付ける態様となっている。第1ボタンB1が操作されると、撮影が「ON」すなわち実行されている状態を示すと共に、「撮影停止」の指示を受け付ける態様に変化する。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。
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。
第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部110は、出力制御部150に指示し、テンプレートとなる透視画像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。
次に、統括制御部110は、第4ボタンB4の操作によってレジストレーションが指示されたか否かを判定する(ステップS106)。図5は、第4ボタンB4、第5ボタンB5、および第6ボタンB6の内容を示す図である。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、参照画像の選択指示を受け付け、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の操作によってレジストレーションが指示されると、統括制御部110は、画像処理部136に指示してDRR画像におけるターゲット位置PTから透視画像TIにおけるターゲット位置を求め、得られたターゲット位置PTを透視画像TIに重畳させて入力・表示部120に表示させるように表示制御部124に指示する(ステップ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を導出する。透視画像TIとターゲット位置PTの関係は、参照画像作成部132に提供される。また、透視画像TIにターゲット位置PTが重畳した画像は、例えば、インターフェース画像IMの領域A1-1、A1-2に表示される。
このとき、インターフェース画像IMの領域A2には、図6(A)に示すように、外部呼吸波形と、ターゲット位置の座標位置の波形が重畳的に表示される。ターゲット位置の座標位置は、X座標、Y座標、Z座標ごとに表示される。表示制御部124は、外部呼吸波形とターゲット位置の座標位置の波形を重畳的に表示させることで、外部呼吸波形とターゲット位置の座標位置の波形を比較可能な態様で入力・表示部120に表示させる。外部呼吸波形とターゲット位置に座標位置の波形が比較可能な態様で表示されることから、テンプレートを作成するにあたり、外部呼吸波形がターゲット位置に有意に関連しているかどうかを知らせることができる。ターゲット位置の座標位置は、動きの大きい座標のみを表示してもよい。
この状態で、統括制御部110は、ターゲット位置の調整を受け付ける(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に対するドラッグ/ドロップ操作によって行われる。ターゲット位置PTの調整が行われると、統括制御部110は、調整された透視画像TIとターゲット位置PTの関係を参照画像作成部132に提供する。
次に、統括制御部110は、第5ボタンB5の操作によって参照画像の選択指示がされたか否かを判定する(ステップS112)。第5ボタンB5が操作されると、統括制御部110は、参照画像作成部132に指示し、参照画像として用いる透視画像TIを選択し、リサイズなどの処理を行って、参照画像を作成する(ステップS114)。参照画像作成部132は、ターゲット位置PTが対応づけられた参照画像(テンプレート)を作成し、記憶部160に記憶させる。
次に、統括制御部110は、第6ボタンB6の操作によってゲートオン信号の確認が指示されたか否かを判定する(ステップS116)。ゲートオン信号の確認が指示されると、統括制御部110は、表示制御部124に指示し、チェックボックスCBに「レ」(チェック)を入れた状態に変更させ、ゲートオン信号の出力タイミングを入力・表示部120に表示させる(ステップS118)。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。
テンプレートが作成されたら、表示制御部124は、透視画像TIを動画として入力・表示部120の領域A1-1、A1-2に表示させる際に、領域A2において、図6(B)に示すように、外部呼吸波形及びターゲット位置に位置座標とともに、テンプレートにしたターゲット画像が撮影された撮影位置F1、F2、…、F5を表示する。こうして、医師等によるターゲット位置の追跡結果の確認などを補助することができる。
次に、統括制御部110は、第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択されたか否かを判定する(ステップS120)。第1ボタンB1の操作によって撮影開始が選択されると、統括制御部110は、出力制御部150に指示し、透視画像TIの撮影を治療装置10に指示すると共に、表示制御部124に指示し、撮影された透視画像TIを用いた確認画像を入力・表示部120に表示させる(ステップS122)。また、入力・表示部120の領域A2には、図6(C)に示すように、外部呼吸波形及びターゲット座標位置に並行して、ゲートオンか否かの状態、エラーの有無、ゲートオン信号、ゲートオン比率、及びエラー比率などが表示される。ゲートオン信号はターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合と、実際に治療装置10に出力したゲート信号を表示してもよい。治療装置10に出力したゲート信号とは、例えばターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっており、かつエラー信号が出力されていない状態の時に出力される。
確認画像は、領域AI-1、AI-2に表示される。確認画像は、動画として再生される透視画像TIに対して、ターゲット位置PTやゲーティングウインドウGWが重畳された画像である(図2参照)。また、出力制御部150は、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に、ゲートオン信号を表示制御部124に出力し、領域A2に表示させる。医師等は、この確認画像を視認することで、被検体Pの患部などのターゲット位置PTが正しい位置として認識されているかどうか、ターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まるタイミングは適切かどうか、ゲートオン信号の出力効率等を確認することができる。確認画像は、第1ボタンB1の操作によって撮影停止が選択されるまで表示される(ステップS124)。撮影停止が選択された後も、スライドバーやコマ送りスイッチなどが設定されたコントロールエリアCAを操作することで、確認画像を遡って確認することができる。
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S126)。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S128)。撮影開始が選択された場合は、ステップS122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S126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S130)。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の撮影を治療装置に指示する(ステップS132)。また、ステップS126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、ターゲット位置特定部140が特定したターゲット位置PR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)。この場合、治療装置10からビームBが出力されることはない。また、ステップS126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)。ターゲット位置特定部140は、透視画像TIとテンプレートとのマッチングを行い、ターゲット位置PTを特定する。出力制御部150は、ターゲット位置がゲーティングウインドウに収まっている場合にゲートオン信号を治療装置10に出力する。表示制御部124は、透視画像TIにターゲット位置やゲーティングウインドウGWを重畳させた治療画像を、入力・表示部120に表示させる。治療画像は、領域A1-1、A1-2に表示される。治療は、第1ボタンB1の操作によって撮影停止が選択されるまで継続する(ステップS134)。なお、医用装置100は、治療装置10から照射完了の信号を受信した場合、或いは、治療装置10において照射終了操作がなされたことを示す信号を治療装置10から受信した場合も、治療を終了してよい。
表示制御部124は、確認画像および治療画像において、ゲートオン信号を出力する際(確認段階では出力する条件が成立した際)に、ゲーティングウインドウの色を変更するようにしてもよい。例えば、透視画像TI-1とTI-2のいずれにおいてもターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっていない場合に第1の色、透視画像TI-1とTI-2のいずれか一方のみにおいてターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に第2の色、透視画像TI-1とTI-2の双方においてターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっている場合に(すなわちゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に)第3の色でゲーティングウインドウGWの枠線を表示してよい。また、透視画像TI-1とTI-2のいずれにおいてもターゲット位置PTがゲーティングウインドウGWに収まっていない場合には、エラーアイコンを表示してもよい。
また、表示制御部124は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、ゲーティングウインドウGWの内側領域と外側領域のいずれかの色彩または輝度を変更してもよい。更に、医用装置100は、ゲートオン信号を出力する条件が成立した場合に、音または振動で通知する通知部を備えてもよい。
また、マーカレス追跡、マーカ追跡、外部呼吸同期などのモードの切り替えは、適宜のタイミングで受け付けられてもよい。例えば。上記のフローチャートにおけるステップS102の手前の処理で受け付けられるのではなく、準備段階から治療段階にかけての任意のタイミングで受け付けられてよい。また、適宜、処理のやり直しが受け付けられる。例えば、確認画像を表示している場面において、参照画像の撮影からやり直すための操作が受け付けられる。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。
また、複数回に分けて治療が行われる場合、前回以前に作成されたテンプレートを引き継いで治療が行われてもよい。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フローチャート(その2)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、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。
以上説明した実施形態に係る医用装置100によれば、被検体Pに取り付けられたセンサ15から外部呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に被検体Pを撮影した4DCT透視画像を取得する取得部130と、時系列の4DCT透視画像に基づいて、被検体Pの呼吸位相に起因して変動するターゲット位置を対応付ける対応付部133と、外部呼吸波形とターゲット位置の波形とを比較可能な態様で入力・表示部120に表示させる表示制御部124と、を備えることにより、外部呼吸波形が治療タイミングに有意に関連しているかを知らせることができる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、ターゲット位置は、4DCTから求めた被検体の特定の位置のX座標、Y座標、Z座標のうち一部または全部であることにより、外部呼吸波形と治療タイミングとの関連の判断の利便性を高めることができる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、被検体Pの患部の位置を特定するターゲット位置特定部140と、ターゲット位置特定部140により特定されたターゲット位置がゲーティングウインドウ内に収まる場合に、被検体Pに治療ビームを照射する治療装置10にゲートオン信号を出力する出力制御部150と、を更に備え、表示制御部124は、ゲートオン信号の出力の有無を外部呼吸波形およびターゲット位置の波形と共に入力・表示部120に表示させることにより、被検体の状態と治療タイミングとの関係を確認しながら治療を行うことができる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、表示制御部124は、ゲートオン比率を入力・表示部120に更に表示させることにより、精度のよい治療に寄与できる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、表示制御部124は、エラー比率を入力・表示部120に更に表示させることにより、精度のよい治療に寄与できる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、表示制御部124は、ゲーティングウインドウを透視画像に重畳表示させ、ゲートオン信号を出力する際にゲーティングウインドウの色を変更することにより、ゲートオン信号が出力されていることを医師等に分かりやすく知らせることができる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、表示制御部124は、ゲーティングウインドウを透視画像に重畳表示させ、ゲートオン信号を出力する際に、ゲーティングウインドウの内側領域と外側領域のいずれかの色彩または輝度を変更することにより、ゲートオン信号が出力されていることを医師等に分かりやすく知らせることができる。
また、実施形態に係る医用装置100によれば、ゲートオン信号を出力する際に、音または振動で通知する通知部を備えることにより、ゲートオン信号が出力されていることを医師等に分かりやすく知らせることができる。
(変形例)
上記実施形態で例示したフローチャートにおける各ステップは、その性質に反しない限り、実行順序が変更され、複数同時に実施され、或いは実施毎に異なった順序で実施されてもよい。
また、上記実施形態では、治療装置10と医用装置100が別体の装置であるように説明したが、治療装置10と医用装置100は一体の装置であってもよい。また、治療装置10と医用装置100が別体の装置である場合において、出力制御部150は、医用装置100に内蔵される機能であってもよい。
また、上記実施形態では、ターゲット位置の座標位置を波形で表しているが、ターゲット位置の座標位置を表す波形から、ターゲット位置の座標のヒストグラムを作成し、インターフェース画像IMの領域A2に表示してもよい。例えば、図8に示すように、ターゲット位置の波形αのようにターゲット位置の座標位置が変化したときには、ヒストグラムβとして作成することができる。ヒストグラムβは、縦軸の電圧値(呼吸位相)に出現回数を横軸に表したグラフである。外部呼吸波形では、最大呼気位置と最大吸気位置との間において、微小な上下動が含まれることから、電圧値(呼吸位相)の出現回数にもばらつきが見られるようになる。ヒストグラムを作成することにより、例えば、被検体Pに対する照射を継続できるかどうかの判断の対象とすることができる。このため、例えば、ヒストグラムの値が所定のしきい値を超えて大きくなったり、ヒストグラムの変化が所定のしきい値を超えて大きくなったりしたときに、警告を通知するようにしてもよい。また、上記実施形態では、表示制御部124により外部呼吸波形及びターゲット位置のX座標、Y座標、Z座標ごとの座標位置が透視画像TIに対応付けられているが、表示制御部124以外の対応付部などを設けて外部呼吸波形及びターゲット位置のX座標、Y座標、Z座標ごとの座標位置が透視画像TIに対応付けるようにしてもよい。
この変形例に係る医用装置によれば、表示制御部124は、ターゲット位置のヒストグラムを入力・表示部120に更に表示させることにより、治療を継続するか否かの判断材料を提供することができる。
また、被検体Pの呼吸状態が分かりやすくなる表示を行ってもよい。例えば、人の形をした人アイコンを表示し、呼気のときにはお腹に相当する位置をへこまし、吸気の際にはお腹に相当する位置を膨らませる表示を行うようにしてもよい。このような表示を行うことにより、医師等が、被検体Pの呼吸状態を容易に認識することができる。
また、上記実施形態では、呼吸波形として、センサ15によって取得した検出値に基づく外部呼吸波形を表示しているが、他の呼吸波形を表示してもよい。例えば、体表面をビデオカメラで撮影し、撮影された映像における呼吸による動きを波形化して外部呼吸波形として表示してもよい。
上記実施形態で説明した医用装置の制御方法は、コンピュータが、被検体の呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得し、前記時系列の透視画像に基づいて、被検体の呼吸位相に起因して変動する追跡値を対応付けし、前記呼吸波形と前記追跡値の波形とを比較可能な態様で表示部に表示させる、医用装置の制御方法である。
上記実施形態で説明したプログラムは、コンピュータに、被検体の呼吸波形を示す情報を取得させると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得させ、前記時系列の透視画像に基づいて、被検体の呼吸位相に起因して変動する追跡値を対応付けさせ、前記呼吸波形と前記追跡値の波形とを比較可能な態様で表示部に表示させる、プログラムである。
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、被検体(P)の呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に被検体を撮影した透視画像(4DCT画像)を取得する取得部(130)と、時系列の透視画像に基づいて、被検体の呼吸位相に起因して変動する追跡値を対応付ける対応付部(表示制御部124)と、前記呼吸波形と追跡値の波形とを比較可能な態様で表示部(入力・表示部120)に表示させる表示制御部(124)と、を持つことにより、外部呼吸波形が治療タイミングに有意に関連しているかを知らせることができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…治療システム、10…治療装置、11…寝台、12-1、12-2…放射線源、13-1、13-2…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(対応付部)、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、160…記憶部

Claims (11)

  1. 被検体の呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得する取得部と、
    被検体の呼吸位相に起因して変動する前記被検体におけるターゲット位置の追跡値を前記時系列の透視画像のそれぞれに対応付ける対応付部と、
    治療ビームの照射を指示するゲートオン信号が間欠的に出力される期間において、前記呼吸波形と前記追跡値の波形とを重畳させて表示部に表示させる表示制御部と、
    を備える医用装置。
  2. 前記追跡値は、透視画像から求めた被検体の特定の位置の座標の成分のうち一部または全部である請求項1に記載の医用装置。
  3. 前記被検体の追跡対象箇所の位置を特定する特定部と、
    前記特定部により特定された追跡対象箇所の位置に基づいて、前記被検体に治療ビームを照射する治療装置に照射許可信号を出力する制御部と、を更に備え、
    表示制御部は、照射許可信号の出力の有無を呼吸波形または追跡値の波形と共に表示部に表示させる請求項1または2に記載の医用装置。
  4. 前記表示制御部は、ゲートオン比率を前記表示部に更に表示させる請求項3に記載の医用装置。
  5. 前記表示制御部は、エラー比率を前記表示部に更に表示させる請求項3に記載の医用装置。
  6. 前記表示制御部は、前記追跡値のヒストグラムを前記表示部に更に表示させる請求項3に記載の医用装置。
  7. 前記表示制御部は、照射許可範囲を透視画像に重畳表示させ、追跡対象箇所の位置が照射許可範囲内に収まって照射許可信号を出力する際に照射許可範囲の色を変更する請求項1~6のうちのいずれか1項に記載の医用装置。
  8. 前記表示制御部は、照射許可範囲を透視画像に重畳表示させ、照射許可信号を出力する際に、照射許可範囲の内側領域と外側領域のいずれかの色彩または輝度を変更する請求項1~7のうちのいずれか1項に記載の医用装置。
  9. 照射許可信号を出力する際に、音または振動で通知する通知部を備える請求項1~8のうちのいずれか1項に記載の医用装置。
  10. コンピュータが、
    被検体の呼吸波形を示す情報を取得すると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得し、
    被検体の呼吸位相に起因して変動する前記被検体におけるターゲット位置の追跡値を前記時系列の透視画像のそれぞれに対応付けし、
    治療ビームの照射を指示するゲートオン信号が間欠的に出力される期間において、前記呼吸波形と前記追跡値の波形とを重畳させて表示部に表示させる、
    医用装置の制御方法。
  11. コンピュータに、
    被検体の呼吸波形を示す情報を取得させると共に、時系列に前記被検体を撮影した透視画像を取得させ、
    被検体の呼吸位相に起因して変動する前記被検体におけるターゲット位置の追跡値を前記時系列の透視画像のそれぞれに対応付けさせ、
    治療ビームの照射を指示するゲートオン信号が間欠的に出力される期間において、前記呼吸波形と前記追跡値の波形とを重畳させて表示部に表示させることを行わせる
    プログラム。
JP2017244067A 2017-12-20 2017-12-20 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム Active JP7298835B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017244067A JP7298835B2 (ja) 2017-12-20 2017-12-20 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム
KR1020180162809A KR20190074976A (ko) 2017-12-20 2018-12-17 의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법
CN201811549194.5A CN109999369B (zh) 2017-12-20 2018-12-18 医用装置以及医用装置的控制方法
US16/223,608 US11141126B2 (en) 2017-12-20 2018-12-18 Medical apparatus and method
EP18213588.9A EP3501600B1 (en) 2017-12-20 2018-12-18 Medical apparatus and method
KR1020210018835A KR102391281B1 (ko) 2017-12-20 2021-02-10 의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017244067A JP7298835B2 (ja) 2017-12-20 2017-12-20 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019107391A JP2019107391A (ja) 2019-07-04
JP7298835B2 true JP7298835B2 (ja) 2023-06-27

Family

ID=64745908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017244067A Active JP7298835B2 (ja) 2017-12-20 2017-12-20 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11141126B2 (ja)
EP (1) EP3501600B1 (ja)
JP (1) JP7298835B2 (ja)
KR (2) KR20190074976A (ja)
CN (1) CN109999369B (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3094889B1 (fr) * 2019-04-12 2022-08-19 Quantum Surgical Dispositif et procédé de contrôle de la respiration d’un patient pour un robot médical
JP7330833B2 (ja) * 2019-09-20 2023-08-22 株式会社日立製作所 放射線撮像装置および放射線治療装置
US11712587B2 (en) 2020-12-30 2023-08-01 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11844962B2 (en) 2020-12-30 2023-12-19 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11660473B2 (en) 2020-12-30 2023-05-30 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11759656B2 (en) 2020-12-30 2023-09-19 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11786756B2 (en) * 2020-12-30 2023-10-17 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11638840B2 (en) 2020-12-30 2023-05-02 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11654303B2 (en) 2020-12-30 2023-05-23 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11817210B2 (en) 2020-12-30 2023-11-14 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11604564B2 (en) 2020-12-30 2023-03-14 Varian Medical Systems, Inc. Radiotherapy methods, systems, and workflow-oriented graphical user interfaces
US11992705B2 (en) * 2021-09-29 2024-05-28 Siemens Healthineers International Ag On-line adaptive deep inspiration breath-hold treatment

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111151A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Shimadzu Corp 放射線治療装置
US20090052623A1 (en) 2007-08-21 2009-02-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Virtual 4D treatment suite
JP2010521256A (ja) 2007-03-23 2010-06-24 ゲーエスイー ヘルムホルツツェントルム フュア シュヴェアイオーネンフォルシュング ゲーエムベーハー 身体内の動きのある標的体積に照射するための制御パラメータの決定
JP2010154874A (ja) 2008-12-26 2010-07-15 Hitachi Ltd 放射線治療システム
US20120245453A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 Erik John Tryggestad Respiratory interval-based correlation and processing of dynamic imaging data
US20130165770A1 (en) 2011-12-23 2013-06-27 Texas Tech University System System, Method and Apparatus for Tracking Targets During Treatment Using a Radar Motion Sensor
US20140107390A1 (en) 2012-10-12 2014-04-17 Elekta Ab (Publ) Implementation and experimental results of real-time 4d tumor tracking using multi-leaf collimator (mlc), and/or mlc-carriage (mlc-bank), and/or treatment table (couch)
JP2016059712A (ja) 2014-09-19 2016-04-25 株式会社東芝 粒子線治療システム、粒子線治療方法、および、粒子線治療プログラム
WO2017002917A1 (ja) 2015-07-01 2017-01-05 株式会社 東芝 電流生成装置、電流生成装置の制御方法、動体追跡照射システム、x線照射装置、及びx線照射装置の制御方法
US20170202533A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 General Electric Company Methods and systems for processing molecular imaging data based on analysis of a respiratory motion waveform

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05137711A (ja) * 1991-11-15 1993-06-01 Hitachi Medical Corp X線画像診断装置
US6937696B1 (en) * 1998-10-23 2005-08-30 Varian Medical Systems Technologies, Inc. Method and system for predictive physiological gating
US20020138512A1 (en) * 2000-11-17 2002-09-26 William Buresh Flexible form and window arrangement for the display of medical data
DE102006003126A1 (de) * 2006-01-23 2007-08-02 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Visualisieren von 3D-Objekten
JP2009022733A (ja) * 2007-06-20 2009-02-05 Toshiba Corp 医用診断支援装置、医用診断支援方法、及び放射線診断装置
US8611496B2 (en) 2008-11-12 2013-12-17 University Of Tsukuba Radiation treatment system
JP5729907B2 (ja) * 2009-02-23 2015-06-03 株式会社東芝 X線診断装置
JP5602873B2 (ja) * 2010-11-16 2014-10-08 三菱電機株式会社 粒子線治療装置
KR20140008746A (ko) * 2012-07-11 2014-01-22 삼성전자주식회사 움직이는 장기에 초음파를 조사하여 장기 특정 부위의 온도 변화를 나타내는 온도 맵을 생성하는 방법 및 초음파 시스템
US20140343401A1 (en) * 2013-05-14 2014-11-20 Michael Huber Systems and methods for considering target motion in medical field
US10925511B2 (en) * 2014-07-24 2021-02-23 Cardiosolv Ablation Technologies, Inc. System and method for cardiac ablation
KR20160050761A (ko) * 2014-10-31 2016-05-11 삼성전자주식회사 방사선 촬영 장치 및 방사선 촬영 장치의 제어방법
JP6533991B2 (ja) 2016-02-16 2019-06-26 東芝エネルギーシステムズ株式会社 医用画像処理装置、方法、プログラム及び放射線治療装置
JP6742153B2 (ja) * 2016-05-24 2020-08-19 株式会社日立製作所 放射線照射システムおよび動体追跡装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005111151A (ja) 2003-10-10 2005-04-28 Shimadzu Corp 放射線治療装置
JP2010521256A (ja) 2007-03-23 2010-06-24 ゲーエスイー ヘルムホルツツェントルム フュア シュヴェアイオーネンフォルシュング ゲーエムベーハー 身体内の動きのある標的体積に照射するための制御パラメータの決定
US20090052623A1 (en) 2007-08-21 2009-02-26 Wisconsin Alumni Research Foundation Virtual 4D treatment suite
JP2010154874A (ja) 2008-12-26 2010-07-15 Hitachi Ltd 放射線治療システム
US20120245453A1 (en) 2011-03-23 2012-09-27 Erik John Tryggestad Respiratory interval-based correlation and processing of dynamic imaging data
US20130165770A1 (en) 2011-12-23 2013-06-27 Texas Tech University System System, Method and Apparatus for Tracking Targets During Treatment Using a Radar Motion Sensor
US20140107390A1 (en) 2012-10-12 2014-04-17 Elekta Ab (Publ) Implementation and experimental results of real-time 4d tumor tracking using multi-leaf collimator (mlc), and/or mlc-carriage (mlc-bank), and/or treatment table (couch)
JP2016059712A (ja) 2014-09-19 2016-04-25 株式会社東芝 粒子線治療システム、粒子線治療方法、および、粒子線治療プログラム
WO2017002917A1 (ja) 2015-07-01 2017-01-05 株式会社 東芝 電流生成装置、電流生成装置の制御方法、動体追跡照射システム、x線照射装置、及びx線照射装置の制御方法
US20170202533A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 General Electric Company Methods and systems for processing molecular imaging data based on analysis of a respiratory motion waveform

Also Published As

Publication number Publication date
US20190183447A1 (en) 2019-06-20
KR20190074976A (ko) 2019-06-28
US11141126B2 (en) 2021-10-12
JP2019107391A (ja) 2019-07-04
EP3501600A1 (en) 2019-06-26
KR20210020958A (ko) 2021-02-24
KR102391281B1 (ko) 2022-04-27
EP3501600B1 (en) 2020-10-14
CN109999369B (zh) 2022-05-13
CN109999369A (zh) 2019-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7298835B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム
JP7178009B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム
JP7140320B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム
CN109999366B (zh) 医用装置、医用装置的控制方法以及存储介质
JP7116944B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム
JP7264389B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法およびプログラム
JP7125703B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法およびプログラム
JP6878262B2 (ja) 医用装置、医用装置の制御方法、およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180118

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201124

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220208

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220408

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220906

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221101

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20221206

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230306

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20230306

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20230313

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20230314

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230607

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7298835

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150