KR20210020958A - 의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법 - Google Patents

의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법 Download PDF

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류스케 히라이
신야 후쿠시마
게이코 오카야
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도시바 에너지시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

의용(醫用) 장치는, 취득부와, 대응짓기부와, 표시 제어부를 가진다. 취득부는, 피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득한다. 대응짓기부는, 상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓는다. 표시 제어부는, 상기 호흡 파형과 상기 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부에 표시시킨다.

Description

의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법{MEDICAL APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING MEDICAL APPARATUS}
본 발명의 실시형태는, 의용(醫用) 장치 및 의용 장치의 제어 방법에 관한 것이다.
중입자선이나 방사선 등의 치료 빔을 환자(피검체)에게 조사(照射)하는 치료 장치가 알려져 있다. 피검체의 환부, 즉 치료 빔(B)을 조사하는 개소(箇所)는, 호흡이나 심박, 장의 운동 등에 의해 이동할 경우가 있다. 이에 대응하는 치료법으로서, 게이티드 조사법이나 추적 조사법이 알려져 있다.
호흡에 따라 이동하는 환부에 치료 빔을 조사할 경우, 피검체의 호흡 위상과 동기(同期)시켜 조사를 행할 필요가 있다. 호흡 위상 동기의 방법으로서, 피검체의 신체에 장착한 각종 센서의 출력값을 이용하여 호흡 위상을 파악하는 방법(외부 호흡 동기)과, 피검체의 투시 화상에 의거하여 호흡 위상을 파악하는 방법(내부 호흡 동기)이 있다. 호흡 위상 동기를 위한 처리는, 치료 장치에 제어 신호를 출력하는 의용 장치에 의해 행해진다. 의용 장치는, 예를 들면 치료 장치와 유선 또는 무선으로 통신함으로써, 치료 장치를 제어한다.
이 종류의 치료 장치로서는, 예를 들면 치료시에 외부 호흡 파형 등의 호흡 파형을 표시하는 것이 있다. 그런데, 호흡 파형을 표시했다고 해도, 호흡 파형과 종양의 위치 등의 치료 대상 위치의 관계가 분명하지 않은 경우가 있었다.
일본국 특개2017-144000호 공보
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 호흡 파형이 치료 대상 위치에 유의(有意)하게 관련되고 있는지를 알릴 수 있는 의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.
실시형태의 의용 장치는, 취득부와, 대응짓기부와, 표시 제어부를 가진다. 취득부는, 피검체에 장착된 센서로부터 외부 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득한다. 대응짓기부는, 상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓는다. 표시 제어부는, 상기 외부 호흡 파형과 상기 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부에 표시시킨다.
본 실시형태에 의하면, 호흡 파형이 치료 대상 위치에 유의하게 관련되고 있는지를 알릴 수 있는 의용 장치 및 의용 장치의 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 의용 장치(100)를 포함하는 치료 시스템(1)의 구성도.
도 2는 의용 장치(100)의 입력ㆍ표시부(120)에 의해 표시되는 인터페이스 화상(IM)의 일례를 나타내는 도면.
도 3은 의용 장치(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름의 플로우 차트의 일례를 나타내는 도면.
도 4는 제1 버튼(B1), 제2 버튼(B2), 및 제3 버튼(B3)의 표시 태양의 변화를 나타내는 도면.
도 5는 제4 버튼(B4), 제5 버튼(B5), 및 제6 버튼(B6)의 내용을 나타내는 도면.
도 6은 인터페이스 화상(IM)의 영역(A2)의 표시예를 나타내는 도면.
도 7은 의용 장치(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름의 다른 플로우 차트의 일례를 나타내는 도면.
도 8은 타깃 위치의 파형과 함께 히스토그램을 표시하는 예를 나타내는 도면.
이하, 실시형태의 의용 장치, 및 의용 장치의 제어 방법을, 도면을 참조하여 설명한다. 본원에서 말하는 「XX에 의거하는」이란, 「적어도 XX에 의거하는」 것을 의미하고, XX에 더하여 다른 요소에 의거할 경우도 포함한다. 「XX에 의거하는」이란, XX를 직접적으로 이용할 경우에 한정되지 않고, XX에 대하여 연산이나 가공이 행해진 것에 의거할 경우도 포함한다. 「XX」는, 임의의 요소(예를 들면, 임의의 정보)이다.
<구성>
도 1은, 의용 장치(100)를 포함하는 치료 시스템(1)의 구성도이다. 치료 시스템(1)은, 예를 들면, 치료 장치(10)와, 의용 장치(100)를 구비한다.
치료 장치(10)는, 예를 들면, 침대(11)와, 방사선원(12-1, 12-2)과, 검출기(13-1, 13-2)와, 조사문(照射門)(14)과, 센서(15)와, 치료 장치측 제어부(20)를 구비한다. 이하, 부호에 있어서의 하이픈 및 이것에 이어지는 숫자는, 어느 방사선원 및 검출기의 세트에 의한 투시용의 방사선, 혹은 투시 화상인지를 나타내는 것으로 한다. 적의(適宜), 부호에 있어서의 하이픈 및 이것에 이어지는 숫자를 생략하여 설명을 행한다.
침대(11)에는, 치료를 받는 피검체(P)가 고정된다. 방사선원(12-1)은, 피검체(P)에 대하여 방사선(r-1)을 조사한다. 방사선원(12-2)은, 방사선원(12-1)과는 다른 각도에서, 피검체(P)에 대하여 방사선(r-2)을 조사한다. 방사선(r-1 및 r-2)은, 전자파의 일례이며, 예를 들면 X선이다. 이하, 이것을 전제로 한다.
방사선(r-1)은 검출기(13-1)에 의해 검출되고, 방사선(r-2)은 검출기(13-2)에 의해 검출된다. 검출기(13-1 및 13-2)는, 예를 들면 플랫ㆍ패널ㆍ디텍터(FPD; Flat Panel Detector), 이미지 인텐시파이어, 컬러 이미지 인텐시파이어 등이다. 검출기(13-1)는, 방사선(r-1)의 에너지를 검출하여 디지털 변환하고, 투시 화상(TI-1)으로서 의용 장치(100)에 출력한다. 검출기(13-2)는, 방사선(r-2)의 에너지를 검출하여 디지털 변환하고, 투시 화상(TI-2)으로서 의용 장치(100)에 출력한다. 도 1에서는, 2세트의 방사선원 및 검출기를 나타냈지만, 치료 장치(10)는, 3세트 이상의 방사선원 및 검출기를 구비해도 된다.
조사문(14)은, 치료 단계에 있어서, 피검체(P)에 대하여 치료 빔(B)을 조사한다. 치료 빔(B)에는, 예를 들면, 중입자선, X선, γ선, 전자선, 양자선, 중성자선 등이 포함된다. 도 1에서는, 1개의 조사문(14)만 나타냈지만, 치료 장치(10)는 복수의 조사문을 구비해도 된다.
센서(15)는, 피검체(P)의 외부 호흡 위상을 인식하기 위한 것이며, 피검체(P)의 신체에 장착된다. 센서(15)는, 예를 들면, 압력 센서이다. 센서(15)는, 피검체(P)로부터 받는 압력을 전압값(검출값)에 의해 검출한다. 센서(15)에 의해 검출된 전압값은, 외부 호흡 위상에 상당한다.
치료 장치측 제어부(20)는, 의용 장치(100)로부터의 제어 신호에 따라, 방사선원(12-1, 12-2), 검출기(13-1, 13-2), 및 조사문(14)을 동작시킨다.
의용 장치(100)는, 예를 들면, 통괄 제어부(110)와, 입력ㆍ표시부(120)와, 입력 조작 취득부(122)와, 표시 제어부(124)와, 취득부(130)와, 참조 화상 작성부(132)와, 화상 처리부(136)와, 타깃 위치 특정부(140)와, 출력 제어부(150)와, 기억부(160)를 구비한다. 통괄 제어부(110), 입력 조작 취득부(122), 표시 제어부(124), 취득부(130), 참조 화상 작성부(132), 타깃 위치 특정부(140), 및 출력 제어부(150)는, 예를 들면, 적어도 일부가, CPU(Central Processing Unit)나 GPU(Graphics Processing Unit) 등의 하드웨어 프로세서가 기억부(160)에 저장된 프로그램(소프트웨어)을 실행함으로써 실현된다. 이들 구성 요소 중 일부 또는 전부는, LSI(Large Scale Integration)나 ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field-Programmable Gate Array), GPU(Graphics Processing Unit) 등의 하드웨어(회로부; circuitry를 포함함)에 의해 실현되어도 되고, 소프트웨어와 하드웨어의 협동에 의해 실현되어도 된다.
이하, 의용 장치(100)의 각부의 기능에 대해서 설명한다. 의용 장치(100)의 설명에 있어서, 투시 화상(TI)에 대한 처리로서 설명된 것은, 특별히 주기(注記)가 없는 한, 투시 화상(TI-1, TI-2)의 쌍방에 대하여 병행하여 실행되는 것으로 한다. 통괄 제어부(110)는, 의용 장치(100)의 기능을 통괄적으로 제어한다.
입력ㆍ표시부(120)는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display)나 유기 EL(Electroluminescence) 표시 장치, LED(Light Emitting Diode) 디스플레이 등의 표시 장치와, 조작자에 의한 입력 조작을 접수하는 입력 장치를 포함한다. 입력ㆍ표시부(120)는, 표시 장치와 입력 장치가 일체로 형성된 터치 패널이어도 되고, 마우스나 키보드 등의 입력 디바이스를 구비해도 된다.
입력 조작 취득부(122)는, 입력ㆍ표시부(120)에 대하여 이루어진 조작(터치, 플릭, 스와이프, 클릭, 드래그, 키 입력 등)의 내용을 인식하고, 인식한 조작의 내용을 통괄 제어부(110)에 출력한다. 표시 제어부(124)는, 통괄 제어부(110)로부터의 지시에 따라, 입력ㆍ표시부(120)에 화상을 표시시킨다. 표시 제어부(124)는, 치료의 준비 단계와, 상기 치료 빔(B)의 조사 단계의 각각의 개시 지시를 접수하기 위한 인터페이스 화면을 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다. 화상을 표시시키는 것에는, 연산 결과에 의거하여 화상의 요소를 생성하는 것과, 미리 작성된 화상의 요소를 표시 화면에 할당하는 것이 포함된다.
취득부(130)는, 치료 장치(10)로부터 투시 화상(TI)을 취득한다. 취득부(130)는, 센서(15)의 검출값을 취득한다. 취득부(130)는, 의용 검사 장치(도시 생략)로부터 피검체(P)의 삼차원 볼륨 데이터를 취득한다. 타깃의 위치 특정에 투시 화상(TI)을 참조 화상으로서 사용할 경우, 참조 화상 작성부(132)는, 취득부(130)에 의해 취득된 투시 화상(TI)에 의거하여, 타깃 위치 특정에 사용되는 참조 화상을 생성한다. 이들에 대해서는 나중에 상술한다.
화상 처리부(136)는, 디포머블 레지스트레이션, DRR(Digitally Reconstructed Radiograph) 화상 생성 등의 화상 처리를 행한다. 디포머블 레지스트레이션이란, 시계열의 3차원 볼륨 데이터에 대하여, 어떤 시점의 3차원 볼륨 데이터에 대해서 지정된 위치 정보를, 다른 시점의 3차원 볼륨 데이터로 전개(展開)하는 처리이다. DRR 화상이란, 3차원 볼륨 데이터에 대하여, 상기의 가상적인 방사선원으로부터 방사선이 조사되었다고 가정했을 경우에, 이 방사선에 대응하여 3차원 볼륨 데이터로부터 생성되는 가상적인 투시 화상이다.
타깃 위치 특정부(140)는, 투시 화상(TI)에 있어서의 타깃의 위치를 특정한다.
타깃이란, 피검체(P)의 환부, 즉 치료 빔(B)을 조사하는 위치여도 되고, 마커 혹은 피검체(P)의 특징 개소여도 된다. 특징 개소란, 횡격막이나 심장, 뼈 등, 투시 화상(TI)에 있어서 주위의 개소와의 차이가 비교적 선명하게 나타나기 때문에, 투시 화상(TI)을 컴퓨터가 해석함으로써 위치를 특정하기 쉬운 개소이다. 타깃 위치는, 일점이어도 되고, 이차원 또는 삼차원의 넓이를 가지는 영역이어도 된다.
출력 제어부(150)는, 타깃 위치 특정부(140)에 의해 특정된 타깃 위치에 의거하여, 치료 장치(10)에 조사 허가 신호를 출력한다. 예를 들면, 게이티드 조사법에서는, 출력 제어부(150)는, 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어갈 경우에, 치료 장치(10)에 게이트 온 신호를 출력한다. 게이팅 윈도우란, 이차원 평면 또는 삼차원 공간에 있어서 설정되는 영역이며, 조사 허가 범위의 일례이다. 게이트 온 신호란, 피검체(P)에 치료 빔(B)을 조사하는 것을 지시하는 신호이며, 조사 허가 신호의 일례이다. 이하, 이들의 전제로 해서 설명한다. 치료 장치(10)는, 게이트 온 신호가 입력되어 있을 경우, 치료 빔(B)을 조사하고, 게이트 온 신호가 입력되어 있지 않을 경우, 치료 빔(B)을 조사하지 않는다. 조사 허가 범위는, 고정적으로 설정되는 것에 한하지 않고, 환부의 이동에 추종하여 이동하는 것이어도 된다.
기억부(160)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory)이나 ROM(Read Only Memory), HDD(Hard Disk Drive), 플래시 메모리 등에 의해 실현된다. 기억부(160)에는, 상술한 프로그램 외, 시계열의 삼차원 CT 화상(이하, 4DCT 화상), 투시 화상(TI), 센서(15)의 출력값 등이 저장된다.
<치료의 흐름>
이하, 치료 시스템(1)에 있어서의 치료의 흐름에 대해서 설명한다. 치료 시스템(1)에 있어서의 치료는, 계획 단계, 위치 결정 단계, 준비 단계, 치료 단계의 복수의 단계로 나누어 행해진다.
여기에서는, 각 단계마다 그 치료의 흐름을 설명한다. 치료 시스템(1)은, 예를 들면, 내부 호흡 동기인 마커리스 추적 및 마커 추적, 외부 호흡 동기의 3개의 모드를 전환하여 치료를 행할 수 있다. 여기에서는, 마커리스 추적에 대해서 설명한다. 마커리스 추적에는 템플릿 매칭법이나 기계 학습을 이용한 방법 등이 있다. 이하에서는, 템플릿 매칭법을 이용한 마커리스 추적에 대해서 설명하고, 조사 방법으로서 게이티드 조사법을 채용하는 것으로 해서 설명한다. 의용 장치(100)는, 템플릿 매칭법과, 기계 학습을 이용한 방법이 전환 가능해도 된다.
[계획 단계]
계획 단계에 있어서, 우선, 피검체(P)의 CT 촬영이 행해진다. CT 촬영에서는, 다양한 호흡 위상마다, 다양한 방향으로부터 피검체(P)가 촬영된다. 다음으로, CT 촬영의 결과에 의거하여 4DCT 화상이 생성된다. 4DCT 화상은, 삼차원의 CT 화상(상술한 삼차원 볼륨 데이터의 일례)을 시계열로 n개 나열한 것이다. 이 n개 및 시계열 화상의 시간 간격을 승산하여 구해지는 기간은, 예를 들면, 호흡 위상이 1주기분 변화하는 기간을 커버하도록 설정된다. 4DCT 화상은, 기억부(160)에 저장된다.
다음으로, 의사나 방사선 기사 등이, n개의 CT 화상 중, 예를 들면 1개의 CT 화상에 대하여 윤곽을 입력한다. 이 윤곽은, 환부인 종양(치료 대상)의 윤곽이나 치료 빔(B)을 조사하고 싶지 않은 장기의 윤곽 등이다. 다음으로, 예를 들면 화상 처리부(136)가, 디포머블 레지스트레이션에 의해, n개의 CT 화상의 각각에 대해서 윤곽을 설정한다. 다음으로, 치료 계획이 결정된다. 치료 계획이란, 설정된 윤곽 정보에 의거하여, 환부가 어느 위치에 있을 때에, 어디에, 어느 방향으로부터, 얼마만큼의 치료 빔(B)을 조사할지를 규정하는 것이며, 게이티드 조사법이나 추적 조사법 등의 치료법에 따라 결정된다. 계획 단계의 처리의 일부 또는 전부는, 외부 장치에 의해 실행되어도 된다. 예를 들면, 4DCT 화상을 생성하는 처리는, CT 장치에 의해 실행되어도 된다.
여기에서, 종양의 윤곽으로 구획되는 영역이나, 그 영역의 무게 중심, 혹은 피검체(P)의 특징 개소의 위치 등이 타깃 위치가 된다. 또한, 치료 계획에 있어서, 타깃 위치가 어느 위치에 있으면 치료 빔(B)을 조사해도 좋을지가 결정된다. 디포머블 레지스트레이션에 의해 윤곽이 설정되었을 때에, 타깃 위치에 대하여 마진이 자동적으로, 또는 수동으로 설정되고, 마진을 반영시켜 게이팅 윈도우가 설정된다. 이 마진은, 위치 결정의 오차 등을 흡수하기 위한 것이다.
[위치 결정 단계]
위치 결정 단계에 있어서는, 침대 위치의 조정이 행해진다. 피검체(P)는 침대(11)에 눕히고, 쉘 등으로 고정된다. 우선, 침대 위치의 대략 조정이 행해진다. 이 단계에 있어서, 작업자가, 피검체(P)의 위치와 자세를 육안으로 확인하고, 조사문(14)으로부터의 치료 빔(B)이 닿을 것 같은 위치로 침대(11)를 옮긴다. 이에 따라, 침대(11)의 위치가 대략 조정된다. 다음으로, 침대 위치를 미세하게 조정하기 위해 이용하는 화상이 촬영된다. 예를 들면, 3D-2D 레지스트레이션이 행해졌을 경우에는 투시 화상(TI)이 촬영된다. 투시 화상(TI)은, 예를 들면 피검체(P)가 숨을 완전히 내쉰 타이밍에 촬영된다. 침대(11)의 위치는 대략 조정이 끝난 상태이기 때문에, 투시 화상(TI)에는, 피검체(P)의 환부 부근이 찍혀 있다.
3D-2D 레지스트레이션이 행해질 경우, 이 단계에 있어서, 방사선원(12-1, 12-2), 검출기(13-1, 13-2), 및 피검체(P)의 치료 계획 정보를 사용하여 삼차원 볼륨 데이터로부터 DRR 화상이 생성된다. DRR 화상과 투시 화상(TI)에 의거하여 침대 이동량이 산출되고, 침대(11)를 이동시킬 수 있다. 투시 화상(TI)의 촬영, 침대 이동량 산출, 침대(11)의 이동을 반복함으로써, 침대(11)의 위치가 미세하게 조정된다.
[준비 단계(그 1)]
위치 결정 단계가 종료되면, 준비 단계로 이행한다. 우선 4DCT 화상으로부터 각 위상의 DRR 화상이 작성된다. DRR 화상의 작성은 4DCT 화상 촬영 이후이면 언제 실시해도 된다. 이때, 치료 계획에 있어서 설정된 게이팅 윈도우를 사영(射影)한 위치가 DRR 위의 게이팅 윈도우로서 설정된다. 준비 단계에서는, 우선 참조 화상으로서 선택되는 대상이 되는 투시 화상(TI)의 촬영이 행해진다. 투시 화상(TI)의 촬영에 있어서, 의사 등은, 예를 들면 피검체(P)에 대하여 몇 회(2회 이상)의 심호흡을 행하도록 지시한다. 피검체(P)가 의사 등의 지시에 따라서 몇 회의 심호흡을 행하는 동안에, 투시 화상(TI)은, 피검체(P)의 2호흡분을 커버하도록 촬영된다. 피검체(P)가 심호흡을 행하는 동안, 피검체(P)의 외부 호흡 파형이, 투시 화상(TI)과 동기하여 취득된다. 취득된 외부 호흡 파형은, 표시 제어부(124)에 의해 입력ㆍ표시부(120)에 표시된다. 촬영된 투시 화상(TI)에는, 외부 호흡 파형으로부터 구해지는 피검체(P)의 호흡 위상에 의거하는 추적값이 대응지어진다.
이 단계에 있어서, DRR 화상과 DRR 화상 위의 타깃 위치의 정보로부터 투시 화상(TI)과 타깃 위치의 관계가 학습되고, 추가로, 의사에 의한 타깃 위치의 수정이 접수된다. 그리고, 타깃 위치가 학습된 투시 화상(TI) 중에서, 추적값에 의거하여, 하나 이상의 참조 화상이 선택되고, 선택된 참조 화상으로부터 템플릿이 생성된다. 템플릿은, 참조 화상이 되는 투시 화상(TI) 그 자체여도 되고, 이 투시 화상(TI)의 특징적인 일부를 잘라낸 것이어도 된다. 타깃 위치의 학습은, 계획 단계부터 치료 단계까지 사이 중, 어느 타이밍에 실시되어도 된다. 예를 들면, 피검체(P)의 2호흡분의 투시 화상(TI) 중, 전반의 1호흡분의 투시 화상(TI)으로부터 템플릿을 작성했을 경우, 그 템플릿을 사용하여, 후반의 1호흡분의 투시 화상(TI)에서 타깃의 추적이 가능한지 확인해도 된다. 그때, 표시 제어부(124)는 DRR 화상 위에 설정된 게이팅 윈도우를 투시 화상(TI) 위에 표시해도 된다. 이때, 표시 제어부(124)에 의해, 입력ㆍ표시부(120)에 외부 호흡 파형 및 타깃 위치의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표마다의 좌표 위치가 투시 화상(TI)에 대응지어져 표시된다.
[준비 단계(그 2)]
그리고, 다시, 투시 화상(TI)의 촬영이 개시된다. 타깃 위치 특정부(140)는, 시계열로 입력되는 투시 화상(TI)에 대하여 템플릿과의 매칭을 행하고, 투시 화상(TI)에 대하여 타깃 위치를 할당한다. 표시 제어부(124)는, 투시 화상(TI)을 동영상으로서 입력ㆍ표시부(120)에 표시시키면서, 타깃 위치가 할당된 투시 화상(TI)의 프레임에 타깃 위치를 중첩 표시시킨다. 이 결과, 의사 등에 의해 타깃 위치의 추적 결과가 확인된다.
이때, 표시 제어부(124)는 DRR 화상 위에 설정된 게이팅 윈도우를 투시 화상(TI) 위에 표시한다. 출력 제어부(150)는, 투시 화상(TI-1, TI-2)의 쌍방에 관하여, 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어가 있는지의 여부를 판정한다. 치료 단계에서는, 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어가 있을 경우에 게이트 온 신호가 치료 장치(10)에 출력되는 것이지만, 준비 단계에서는, 게이트 온 신호의 출력의 유무가 통괄 제어부(110)를 통해 표시 제어부(124)에 전달된다. 표시 제어부(124)는, 동영상의 표시에 아울러 게이트 온 신호의 출력의 유무를 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다. 이 결과, 의사 등에 의해 게이트 온 신호의 출력 타이밍이 확인된다.
[치료 단계]
치료 단계에서는, 표시 제어부(124)는 DRR 화상 위에 설정된 게이팅 윈도우를 투시 화상(TI) 위에 표시한다. 출력 제어부(150)가, 투시 화상(TI-1, TI-2)의 쌍방에 관하여, 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어가 있을 경우에 게이트 온 신호를 치료 장치(10)에 출력한다. 이에 따라, 치료 빔(B)이 조사되어, 치료가 행해진다. 타깃 위치가 환부의 위치일 경우에는, 추적한 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어가 있을 경우에 치료 빔(B)이 피검체(P)의 환부에 조사되고, 타깃 위치가 피검체(P)의 특징 개소의 위치일 경우에는, 미리 학습된 타깃 위치와 환부의 위치의 관계에 의거하여, 타깃 위치로부터 도출된 환부의 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어가 있을 경우에 치료 빔(B)이 조사된다. 이들 복합 방법에 의해 환부의 위치에 치료 빔(B)이 조사되어도 된다. 즉, 타깃 위치로서 환부의 위치와, 특징 개소의 위치를 각각 설정해 두고, 환부가 제1 게이팅 윈도우에 들어가고, 특징 개소가 제2 게이팅 윈도우에 들어갈 경우에 치료 빔(B)을 조사하도록 해도 된다.
<표시 화상, 플로우 차트>
이하, 상기 설명한 치료의 흐름을 서포트하기 위한, 의용 장치(100)의 처리에 대해서 설명한다.
도 2는, 의용 장치(100)의 입력ㆍ표시부(120)에 의해 표시되는 인터페이스 화상(IM)의 일례를 나타내는 도면이다. 인터페이스 화상(IM)은, 예를 들면, 영역(A1-1, A1-2, A2, A3, A4, A5, A6, 및 A7)을 포함한다.
영역(A1-1)에서는, 투시 화상(TI-1)에 대하여 게이팅 윈도우(GW)나 타깃 위치(PT)가 중첩 표시된다. 영역(A1-2)에서는, 투시 화상(TI-2)에 대하여 게이팅 윈도우(GW)나 타깃 위치(PT)가 중첩 표시된다. 영역(A2)에는, 외부 호흡 파형이나 타깃 위치 등의 각종 그래프 등이 표시된다. 치료 단계에서는, 영역(A2)에는, 상기 그래프 외에, 게이트 온인지의 여부의 상태, 에러의 유무, 게이트 온 신호, 게이트 온 비율, 에러 비율 등도 표시된다. 게이트 온인지의 여부의 상태에서는, 그래프가 높은 위치에 있을 때에 게이트 온인 상태를 나타내고, 낮은 위치에 있을 때에 게이트 온이 아닌 상태를 나타내고 있다. 에러의 유무는, 그래프가 높은 위치에 있을 때에 에러가 있고, 낮은 위치에 있을 때에 에러가 없음을 나타내고 있다. 에러의 유무에 있어서의 에러에는, 에러가 포함되고, 기침이나 재채기 등에 의해 추적값의 이동 속도가 임계값 이상이 된 경우 등이 있다. 에러에는, 그 외 이하에 나타내는 PED, DBR, PRS, IV, TAD가 있다. PED 에러는, 계산 영역의 휘도 변화에 의한 에러이다. PED로는, 예를 들면 휘도 평균이 20％ 변화되었을 때에 에러라고 판정된다. DBR은, 영역(A1-1)에 표시되는 투시 화상(TI-1)의 추적값과, 영역(A1-2)에 표시되는 투시 화상(TI-2)의 추적값과의 오차에 의한 에러이다. PRS는, 템플릿과 투시 화상(TI)의 유사도에 의거하는 에러이다. PRS로는, 예를 들면, 템플릿에는 횡격막이 찍혀 있지 않지만, 투시 화상(TI)에는 횡격막이 찍혀 있을 경우에는, 템플릿과 투시 화상(TI)의 유사도가 대폭 다르므로, 에러라고 판정된다. IV는, 속도에 의거하는 에러이다. IV로는, 재채기나 기침 등에 의해 속도 초과가 생겼을 경우에 에러라고 판정된다. TAD는, 기계 학습에 의한 유사도의 이상(異常) 검지에 의한 에러이다. PRS로는, 유사도의 수치에 의해 에러를 판정하고 있지만, TAD로는, 기계 학습에 의해 유사도의 에러를 판정하고 있다. 게이트 온 신호란, 외부 호흡 파형, 또는 타깃 위치에 의거하여, 조사를 허가하는 신호를 말한다. 게이트 온 비율은, 예를 들면 치료 시간에 대하여 게이트 온 신호가 출력된 비율을 말한다.
에러 비율은, 예를 들면 치료 시간에 대하여 에러 신호가 출력된 시간의 비율을 말한다.
영역(A3)에는, 모드 등의 선택을 접수하는 셀렉트 윈도우(SW), 투시 화상(TI)의 촬영 개시 또는 촬영 정지를 지시하기 위한 제1 버튼(B1), 투시 화상(TI)의 촬영의 일시 정지를 지시하기 위한 제2 버튼(B2), 치료 세션의 종료를 지시하기 위한 제3 버튼(B3), 시계열의 DRR 화상이나 투시 화상(TI)을 거슬러 올라가 확인하기 위한 슬라이드바나 프레임 단위 스위치 등이 설정된 컨트롤 에어리어(CA), 준비 단계가 완료된 것을 확인하기 위한 체크 박스(CB) 등이 설정된다. 인터페이스 화상(IM)의 각부에 대한 조작은, 예를 들면, 터치 조작, 마우스에 의한 클릭, 혹은 키보드 조작 등에 의해 행해진다. 예를 들면, 제1 버튼(B1)은, 터치 조작 또는 마우스에 의한 클릭에 의해 조작된다.
영역(A4)에는, 모드에 따른 치료 단계가, 다음 스텝으로 진행되는 것을 지시하기 위한 제4 버튼(B4), 제5 버튼(B5), 및 제6 버튼(B6)이 설정된다. 영역(A5)에는, 센서(15)의 출력값에 의거하는 외부 호흡 파형의 그래프 등이 표시된다. 영역(A6)에는, 피검체(P)의 치료 계획 정보 등을 나타내는 화상이나 텍스트 정보가 표시된다. 영역(A7)에서는, 피검체(P)의 CT 화상의 단면(斷面)에 대하여, X선의 조사 방향, 조사야(照射野), 및 치료 빔(B)의 조사 방향, 타깃의 윤곽이나 마커(ROI) 등이 중첩 표시된다.
이하, 인터페이스 화상(IM)의 각종 기능에 대해서, 플로우 차트를 참조하면서 설명한다. 도 3은, 의용 장치(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트(그 1)이다. 이후의 설명에 있어서, 의용 장치(100)에 대한 조작이 이루어진 것을 검지할 때에는, 통괄 제어부(110)가 입력 조작 취득부(122)로부터 입력되는 정보를 참조하여 판단하는 것으로 하고, 그때마다 설명을 생략한다.
우선, 통괄 제어부(110)가, 입력 조작 취득부(122)로부터 입력되는 정보를 참조하고, 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시가 선택되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S102). 도 4는, 제1 버튼(B1), 제2 버튼(B2), 및 제3 버튼(B3)의 표시 태양의 변화를 나타내는 도면이다. 도시하는 바와 같이, 제1 버튼(B1)은, 초기 상태에서, 촬영이 「OFF」 즉 정지해 있는 상태를 나타냄과 함께, 「촬영 개시」의 지시를 접수하는 태양으로 되어 있다. 제1 버튼(B1)이 조작되면, 촬영이 「ON」 즉 실행되고 있는 상태를 나타냄과 함께, 「촬영 정지」의 지시를 접수하는 태양으로 변화된다. 제1 버튼(B1)은, 이들 두 개의 태양 사이에서 상태 천이한다.
제2 버튼(B2)은, 초기 상태에서, 조작되면 촬영의 「일시 정지」의 지시를 접수하는 태양으로 되어 있다. 제2 버튼(B2)은, 조작되면, 「촬영 재개」의 지시를 접수하는 태양으로 변화된다. 제3 버튼(B3)은, 초기 상태에서, 인터페이스 화상(IM)을 「닫기」 지시를 접수하는 태양으로 되어 있고, 조작되면 인터페이스 화상(IM)의 표시가 정지되어, 일련의 처리가 종료된다.
제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시가 선택되면, 통괄 제어부(110)는, 출력 제어부(150)에 지시하고, 템플릿이 되는 투시 화상(TI)의 촬영을 치료 장치(10)에 지시한다(스텝 S104). 출력 제어부(150)는, 예를 들면, k회의 호흡분의 투시 화상(TI)을 촬영하도록 치료 장치(10)에 지시한다.
다음으로, 통괄 제어부(110)는, 제4 버튼(B4)의 조작에 의해 레지스트레이션이 지시되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S106). 도 5는, 제4 버튼(B4), 제5 버튼(B5), 및 제6 버튼(B6)의 내용을 나타내는 도면이다. 제4 버튼(B4)은, 레지스트레이션(투시 화상(TI)에 있어서의 타깃 위치(PT)의 학습)의 지시를 접수하고, 제5 버튼(B5)은, 참조 화상의 선택 지시를 접수하고, 제6 버튼(B6)은 게이트 온 신호의 확인 지시를 접수한다.
제4 버튼(B4)의 조작에 의해 레지스트레이션이 지시되면, 통괄 제어부(110)는, 화상 처리부(136)에 지시하여 DRR 화상에 있어서의 타깃 위치(PT)로부터 투시 화상(TI)에 있어서의 타깃 위치를 구하고, 얻어진 타깃 위치(PT)를 투시 화상(TI)에 중첩시켜 입력ㆍ표시부(120)에 표시시키도록 표시 제어부(124)에 지시한다(스텝 S108). 상술한 바와 같이, 화상 처리부(136)는, 계획 단계에서 촬영된 CT 화상으로부터 작성한 DRR 화상이나, 계획 단계 이후에 촬영된 투시 화상(TI)에 의거하여, 타깃 위치(PT)가 기지(旣知)인 DRR 화상과, 투시 화상(TI) 사이에서 화상의 특징 부위를 매칭하는 처리 등을 행하여, 투시 화상(TI)에 있어서의 타깃 위치(PT)를 도출한다. 투시 화상(TI)과 타깃 위치(PT)의 관계는, 참조 화상 작성부(132)에 제공된다. 투시 화상(TI)에 타깃 위치(PT)가 중첩된 화상은, 예를 들면, 인터페이스 화상(IM)의 영역(A1-1, A1-2)에 표시된다.
이때, 인터페이스 화상(IM)의 영역(A2)에는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 외부 호흡 파형과, 타깃 위치의 좌표 위치의 파형이 중첩적으로 표시된다. 타깃 위치의 좌표 위치는, X 좌표, Y 좌표, Z 좌표마다 표시된다. 표시 제어부(124)는, 외부 호흡 파형과 타깃 위치의 좌표 위치의 파형을 중첩적으로 표시시킴으로써, 외부 호흡 파형과 타깃 위치의 좌표 위치의 파형을 비교 가능한 태양으로 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다. 외부 호흡 파형과 타깃 위치에 좌표 위치의 파형이 비교 가능한 태양으로 표시되므로, 템플릿을 작성함에 있어서, 외부 호흡 파형이 타깃 위치에 유의하게 관련되고 있는지의 여부를 알릴 수 있다. 타깃 위치의 좌표 위치는, 움직임이 큰 좌표만을 표시해도 된다.
이 상태에서, 통괄 제어부(110)는, 타깃 위치의 조정을 접수한다(스텝 S110). 타깃 위치(PT)의 조정은, 예를 들면 영역(A1-1, A1-2)에 대한 드래그／드롭 조작에 의해 행해진다. 타깃 위치(PT)의 조정이 행해지면, 통괄 제어부(110)는, 조정된 투시 화상(TI)과 타깃 위치(PT)의 관계를 참조 화상 작성부(132)에 제공한다.
다음으로, 통괄 제어부(110)는, 제5 버튼(B5)의 조작에 의해 참조 화상의 선택 지시가 되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S112). 제5 버튼(B5)이 조작되면, 통괄 제어부(110)는, 참조 화상 작성부(132)에 지시하여, 참조 화상으로서 이용하는 투시 화상(TI)을 선택하고, 리사이즈 등의 처리를 행하여, 참조 화상을 작성한다(스텝 S114). 참조 화상 작성부(132)는, 타깃 위치(PT)가 대응지어진 참조 화상(템플릿)을 작성하고, 기억부(160)에 기억시킨다.
다음으로, 통괄 제어부(110)는, 제6 버튼(B6)의 조작에 의해 게이트 온 신호의 확인이 지시되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S116). 게이트 온 신호의 확인이 지시되면, 통괄 제어부(110)는, 표시 제어부(124)에 지시하여, 체크 박스(CB)에 「√」(체크)를 넣은 상태로 변경시키고, 게이트 온 신호의 출력 타이밍을 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다(스텝 S118). 체크 박스(CB)에 「√」가 넣어진 상태에서는, 게이트 온 신호의 출력 타이밍은 계산되어 표시되지만, 실제로 게이트 온 신호는 치료 장치(10)에 출력되지 않는다.
템플릿이 작성되면, 표시 제어부(124)는, 투시 화상(TI)을 동영상으로서 입력ㆍ표시부(120)의 영역(A1-1, A1-2)에 표시시킬 때에, 영역(A2)에 있어서, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 외부 호흡 파형 및 타깃 위치에 위치 좌표와 함께, 템플릿으로 한 타깃 화상이 촬영된 촬영 위치(F1, F2, …, F5)를 표시한다. 이렇게 해서, 의사 등에 의한 타깃 위치의 추적 결과의 확인 등을 보조할 수 있다.
다음으로, 통괄 제어부(110)는, 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시가 선택되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S120). 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시가 선택되면, 통괄 제어부(110)는, 출력 제어부(150)에 지시하고, 투시 화상(TI)의 촬영을 치료 장치(10)에 지시함과 함께, 표시 제어부(124)에 지시하여, 촬영된 투시 화상(TI)을 이용한 확인 화상을 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다(스텝 S122). 입력ㆍ표시부(120)의 영역(A2)에는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 외부 호흡 파형 및 타깃 좌표 위치에 병행하여, 게이트 온인지의 여부의 상태, 에러의 유무, 게이트 온 신호, 게이트 온 비율, 및 에러 비율 등이 표시된다. 게이트 온 신호는 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있을 경우와, 실제로 치료 장치(10)에 출력한 게이트 신호를 표시해도 된다. 치료 장치(10)에 출력한 게이트 신호란, 예를 들면 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있으며, 또한 에러 신호가 출력되고 있지 않은 상태일 때에 출력된다.
확인 화상은, 영역(A1-1, A1-2)에 표시된다. 확인 화상은, 동영상으로서 재생되는 투시 화상(TI)에 대하여, 타깃 위치(PT)나 게이팅 윈도우(GW)가 중첩된 화상이다(도 2 참조). 출력 제어부(150)는, 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있을 경우에, 게이트 온 신호를 표시 제어부(124)에 출력하고, 영역(A2)에 표시시킨다. 의사 등은, 이 확인 화상을 시인함으로써, 피검체(P)의 환부 등의 타깃 위치(PT)가 바른 위치로서 인식되고 있는지의 여부, 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가는 타이밍은 적절한지의 여부, 게이트 온 신호의 출력 효율 등을 확인할 수 있다. 확인 화상은, 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 정지가 선택될 때까지 표시된다(스텝 S124). 촬영 정지가 선택된 후에도, 슬라이드바나 프레임 단위 스위치 등이 설정된 컨트롤 에어리어(CA)를 조작함으로써, 확인 화상을 거슬러 올라가 확인할 수 있다.
제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 정지가 선택되면, 통괄 제어부(110)는, 체크 박스(CB)의 「√」가 빠져 있는지의 여부를 판정한다(스텝 S126). 체크 박스(CB)의 「√」가 빠져 있지 않을 경우, 통괄 제어부(110)는, 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시가 선택되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S128). 촬영 개시가 선택되었을 경우에는, 스텝 S122로 처리가 리턴되고, 촬영 개시가 선택되어 있지 않을 경우에는 스텝 S126으로 처리가 리턴된다. 체크 박스(CB)의 「√」가 빠져 있을 경우, 통괄 제어부(110)는, 치료 장치(10)로부터 개시 신호를 수신했는지의 여부를 판정한다(스텝 S130). 이 개시 신호는, 치료 장치(10)의 스위치(도시 생략)가 조작됨으로써 치료 장치(10)가 치료 개시 가능하게 되었을 때에 출력되는 신호이다. 치료 장치(10)로부터 개시 신호를 수신하면, 통괄 제어부(110)는, 치료를 개시하도록, 표시 제어부(124), 타깃 위치 특정부(140) 및 출력 제어부(150)에 지시하고, 출력 제어부(150)는 투시 화상(TI)의 촬영을 치료 장치에 지시한다(스텝 S132). 스텝 S126에서 체크 박스가 빠져 있을 경우, 치료 장치(10)로부터 개시 신호를 수신하고 있지 않아도, 통괄 제어부(110)가 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 개시되었는지의 여부를 판정하고, 타깃 위치 특정부(140)가 특정한 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우에 들어가 있으면, 치료 장치(10)에 게이트 온 신호를 출력해도 된다(도시 생략). 이 경우, 치료 장치(10)로부터 빔(B)이 출력되지 않는다. 스텝 S126에서 체크 박스가 빠져 있지 않지만, 촬영 개시가 선택된 후에 체크 박스가 빠졌을 경우, 촬영 도중에 게이트 온 신호를 출력해도 된다(도시 생략). 타깃 위치 특정부(140)는, 투시 화상(TI)과 템플릿의 매칭을 행하고, 타깃 위치(PT)를 특정한다. 출력 제어부(150)는, 타깃 위치가 게이팅 윈도우에 들어가 있을 경우에 게이트 온 신호를 치료 장치(10)에 출력한다. 표시 제어부(124)는, 투시 화상(TI)에 타깃 위치나 게이팅 윈도우(GW)를 중첩시킨 치료 화상을, 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킨다. 치료 화상은, 영역(A1-1, A1-2)에 표시된다. 치료는, 제1 버튼(B1)의 조작에 의해 촬영 정지가 선택될 때까지 계속한다(스텝 S134). 의용 장치(100)는, 치료 장치(10)로부터 조사 완료의 신호를 수신했을 경우, 혹은, 치료 장치(10)에 있어서 조사 종료 조작이 이루어진 것을 나타내는 신호를 치료 장치(10)로부터 수신했을 경우에도, 치료를 종료해도 된다.
표시 제어부(124)는, 확인 화상 및 치료 화상에 있어서, 게이트 온 신호를 출력할 때(확인 단계에서는 출력하는 조건이 성립했을 때)에, 게이팅 윈도우의 색을 변경하도록 해도 된다. 예를 들면, 투시 화상(TI-1과 TI-2) 중 어느 쪽에 있어서도 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있지 않을 경우에 제1색, 투시 화상(TI-1과 TI-2) 중 어느 한쪽만에 있어서 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있을 경우에 제2색, 투시 화상(TI-1과 TI-2)의 쌍방에 있어서 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있을 경우에(즉 게이트 온 신호를 출력하는 조건이 성립했을 경우에) 제3색으로 게이팅 윈도우(GW)의 테두리선을 표시해도 된다. 투시 화상(TI-1과 TI-2) 중 어느 쪽에 있어서도 타깃 위치(PT)가 게이팅 윈도우(GW)에 들어가 있지 않을 경우에는, 에러 아이콘을 표시해도 된다.
표시 제어부(124)는, 게이트 온 신호를 출력하는 조건이 성립했을 경우에, 게이팅 윈도우(GW)의 내측 영역과 외측 영역 중 어느 하나의 색채 또는 휘도를 변경해도 된다. 또한, 의용 장치(100)는, 게이트 온 신호를 출력하는 조건이 성립했을 경우에, 소리 또는 진동으로 통지하는 통지부를 구비해도 된다.
마커리스 추적, 마커 추적, 외부 호흡 동기 등의 모드의 전환은, 적의의 타이밍에 접수되어도 된다. 예를 들면, 상기의 플로우 차트에 있어서의 스텝 S102의 앞쪽 처리에서 접수되는 것이 아닌, 준비 단계부터 치료 단계에 걸친 임의의 타이밍에 접수되어도 된다. 적의, 처리의 재실행이 접수된다. 예를 들면, 확인 화상을 표시하고 있는 장면에 있어서, 참조 화상의 촬영으로부터 재실행하기 위한 조작이 접수된다. 투시 화상(TI)의 촬영 후에 모드 전환이 행해졌을 경우, 이미 촬영된 투시 화상(TI)을 템플릿에 채용해도 된다.
복수회로 나누어 치료가 행해질 경우, 전회 이전에 작성된 템플릿을 이어받아 치료가 행해져도 된다. 도 7은, 의용 장치(100)에 의해 실행되는 처리의 흐름의 일례를 나타내는 플로우 차트(그 2)이다. 도시하는 바와 같이, 셀렉트 윈도우(SW)에 있어서 마커리스 추적이 선택된 후, 통괄 제어부(110)는, 어느 영역에 있어서 「전회의 템플릿을 사용하는」 것이 선택되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S101). 「전회의 템플릿을 사용하는」 것이 선택되었을 경우, 스텝 S102∼S114의 처리가 스킵되고, 스텝 S116으로 처리가 진행된다.
이상 설명한 실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 피검체(P)에 장착된 센서(15)로부터 외부 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 피검체(P)를 촬영한 4DCT 투시 화상을 취득하는 취득부(130)와, 시계열의 4DCT 투시 화상에 의거하여, 피검체(P)의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 타깃 위치를 대응짓는 대응짓기부(133)와, 외부 호흡 파형과 타깃 위치의 파형을 비교 가능한 태양으로 입력ㆍ표시부(120)에 표시시키는 표시 제어부(124)를 구비함으로써, 외부 호흡 파형이 치료 타이밍에 유의하게 관련되고 있는지를 알릴 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 타깃 위치는, 4DCT 투시 화상으로부터 구한 피검체의 특정한 위치의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표 중 일부 또는 전부임으로써, 외부 호흡 파형과 치료 타이밍과의 관련의 판단의 편리성을 높일 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 피검체(P)의 환부의 위치를 특정하는 타깃 위치 특정부(140)와, 타깃 위치 특정부(140)에 의해 특정된 타깃 위치가 게이팅 윈도우 내에 들어갈 경우에, 피검체(P)에 치료 빔을 조사하는 치료 장치(10)에 게이트 온 신호를 출력하는 출력 제어부(150)를 더 구비하고, 표시 제어부(124)는, 게이트 온 신호의 출력의 유무를 외부 호흡 파형 및 타깃 위치의 파형과 함께 입력ㆍ표시부(120)에 표시시킴으로써, 피검체의 상태와 치료 타이밍의 관계를 확인하면서 치료를 행할 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 표시 제어부(124)는, 게이트 온 비율을 입력ㆍ표시부(120)에 더 표시시킴으로써, 정밀도가 좋은 치료에 기여할 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 표시 제어부(124)는, 에러 비율을 입력ㆍ표시부(120)에 더 표시시킴으로써, 정밀도가 좋은 치료에 기여할 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 표시 제어부(124)는, 게이팅 윈도우를 투시 화상에 중첩 표시시켜, 게이트 온 신호를 출력할 때에 게이팅 윈도우의 색을 변경함으로써, 게이트 온 신호가 출력되어 있음을 의사 등에게 이해하기 쉽게 알릴 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 표시 제어부(124)는, 게이팅 윈도우를 투시 화상에 중첩 표시시켜, 게이트 온 신호를 출력할 때에, 게이팅 윈도우의 내측 영역과 외측 영역 중 어느 하나의 색채 또는 휘도를 변경함으로써, 게이트 온 신호가 출력되어 있음을 의사 등에게 이해하기 쉽게 알릴 수 있다.
실시형태에 따른 의용 장치(100)에 의하면, 게이트 온 신호를 출력할 때에, 소리 또는 진동으로 통지하는 통지부를 구비함으로써, 게이트 온 신호가 출력되고 있음을 의사 등에게 이해하기 쉽게 알릴 수 있다.
(변형예)
상기 실시형태에서 예시한 플로우 차트에 있어서의 각 스텝은, 그 성질에 반하지 않는 한, 실행 순서가 변경되고, 복수 동시에 실시되거나, 혹은 실시마다 다른 순서로 실시되어도 된다.
상기 실시형태에서는, 치료 장치(10)와 의용 장치(100)가 별개의 장치인 것처럼 설명했지만, 치료 장치(10)와 의용 장치(100)는 일체의 장치여도 된다. 치료 장치(10)와 의용 장치(100)가 별개의 장치일 경우에 있어서, 출력 제어부(150)는, 의용 장치(100)에 내장되는 기능이어도 된다.
상기 실시형태에서는, 타깃 위치의 좌표 위치를 파형으로 나타내고 있지만, 타깃 위치의 좌표 위치를 나타내는 파형으로부터, 타깃 위치의 좌표의 히스토그램을 작성하여, 인터페이스 화상(IM)의 영역(A2)에 표시해도 된다. 예를 들면, 도 8에 나타내는 바와 같이, 타깃 위치의 파형(α)과 같이 타깃 위치의 좌표 위치가 변화되었을 때에는, 히스토그램(β)으로서 작성할 수 있다. 히스토그램(β)은, 종축의 전압값(호흡 위상)에 출현 횟수를 횡축에 나타낸 그래프이다. 외부 호흡 파형에서는, 최대 호기 위치와 최대 흡기 위치 사이에 있어서, 미소(微小)한 상하 이동이 포함되므로, 전압값(호흡 위상)의 출현 횟수에도 편차가 보여지게 된다. 히스토그램을 작성함으로써, 예를 들면, 피검체(P)에 대한 조사를 계속할 수 있을지의 여부의 판단의 대상으로 할 수 있다. 이 때문에, 예를 들면, 히스토그램의 값이 소정의 임계값을 초과하여 커지거나, 히스토그램의 변화가 소정의 임계값을 초과하여 커지거나 했을 때에, 경고를 통지하도록 해도 된다. 상기 실시형태에서는, 표시 제어부(124)에 의해 외부 호흡 파형 및 타깃 위치의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표마다의 좌표 위치가 투시 화상(TI)에 대응지어져 있지만, 표시 제어부(124) 이외의 대응짓기부 등을 마련하여 외부 호흡 파형 및 타깃 위치의 X 좌표, Y 좌표, Z 좌표마다의 좌표 위치가 투시 화상(TI)에 대응짓도록 해도 된다.
이 변형예에 따른 의용 장치에 의하면, 표시 제어부(124)는, 타깃 위치의 히스토그램을 입력ㆍ표시부(120)에 더 표시시킴으로써, 치료를 계속할지의 여부의 판단 재료를 제공할 수 있다.
피검체(P)의 호흡 상태가 이해하기 쉬워지는 표시를 행해도 된다. 예를 들면, 사람의 형태를 한 사람 아이콘을 표시하여, 호기일 때에는 배에 상당하는 위치를 움푹 들어가게 하고, 흡기일 때에는 배에 상당하는 위치를 부풀어 오르게 하는 표시를 행하도록 해도 된다. 이러한 표시를 행함으로써, 의사 등이, 피검체(P)의 호흡 상태를 용이하게 인식할 수 있다.
상기 실시형태에서는, 호흡 파형으로서, 센서(15)에 의해 취득한 검출값에 의거하는 외부 호흡 파형을 표시하고 있지만, 다른 호흡 파형을 표시해도 된다. 예를 들면, 바디 표면을 비디오 카메라로 촬영하고, 촬영된 영상에 있어서의 호흡에 따른 움직임을 파형화하여 외부 호흡 파형으로서 표시해도 된다.
상기 실시형태에서 설명한 의용 장치의 제어 방법은, 컴퓨터가, 피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득하고, 상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓고, 상기 호흡 파형과 상기 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부에 표시시키는 의용 장치의 제어 방법이다.
상기 실시형태에서 설명한 프로그램은, 컴퓨터에, 피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득시킴과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득시키고, 상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓게 하고, 상기 호흡 파형과 상기 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부에 표시시키는 프로그램이다.
이상 설명한 적어도 하나의 실시형태에 의하면, 피검체(P)의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 피검체를 촬영한 투시 화상(4DCT 화상)을 취득하는 취득부(130)와, 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓는 대응짓기부(표시 제어부(124))와, 상기 호흡 파형과 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부(입력ㆍ표시부(120))에 표시시키는 표시 제어부(124)를 가짐으로써, 외부 호흡 파형이 치료 타이밍에 유의하게 관련되고 있는지를 알릴 수 있다.
상기 실시형태는, 이하와 같이 표현할 수 있다.
하드웨어 프로세서와,
프로그램을 기억한 기억 장치를 구비하고,
상기 하드웨어 프로세서는, 상기 프로그램을 실행함으로써,
피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득하고,
상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는 추적값을 대응짓고,
상기 호흡 파형과 상기 추적값의 파형을 비교 가능한 태양으로 표시부에 표시시키도록 구성되어 있는 의용 장치.
본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하지 않았다. 이들 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.
1: 치료 시스템 10: 치료 장치
11: 침대 12-1, 12-2: 방사선원
13-1, 13-2: 검출기 14: 조사문
15: 센서 20: 치료 장치측 제어부
100: 의용 장치 110: 통괄 제어부
120: 입력ㆍ표시부 122: 입력 조작 취득부
124: 표시 제어부(대응짓기부) 130: 취득부
132: 참조 화상 작성부 134: 마커 검지부
136: 화상 처리부 140: 타깃 위치 특정부
150: 출력 제어부 160: 기억부

Claims (10)

  1. 피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득하는 취득부와,
    상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는, 상기 피검체의 특정한 위치인 타깃 위치의 좌표 위치의 추적값을 대응짓는 대응짓기부와,
    치료 빔 조사 중에, 상기 호흡 파형과 상기 타깃 위치의 좌표 위치의 추적값의 파형을 중첩시켜 표시부에 표시시키는 표시 제어부를 구비하는, 의용(醫用) 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추적값은, 투시 화상으로부터 구한 피검체의 상기 타깃 위치의 좌표의 성분 중 일부 또는 전부인 의용 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피검체의 상기 타깃 위치를 특정하는 특정부와,
    상기 특정부에 의해 특정된 상기 타깃 위치에 의거하여, 상기 피검체에 치료 빔을 조사(照射)하는 치료 장치에 조사 허가 신호를 출력하는 제어부를 더 구비하고,
    표시 제어부는, 조사 허가 신호의 출력의 유무를 호흡 파형 또는 추적값의 파형과 함께 표시부에 표시시키는 의용 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표시 제어부는, 게이트 온 비율을 상기 표시부에 더 표시시키는 의용 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 표시 제어부는, 에러 비율을 상기 표시부에 더 표시시키는 의용 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 표시 제어부는, 상기 추적값의 히스토그램을 상기 표시부에 더 표시시키는 의용 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 표시 제어부는, 조사 허가 범위를 투시 화상에 중첩 표시시키고, 상기 타깃 위치가 조사 허가 범위 내에 들어가 조사 허가 신호를 출력할 때에 조사 허가 범위의 색을 변경하는 의용 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 표시 제어부는, 조사 허가 범위를 투시 화상에 중첩 표시시키고, 조사 허가 신호를 출력할 때에, 조사 허가 범위의 내측 영역과 외측 영역 중 어느 하나의 색채 또는 휘도를 변경하는 의용 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    조사 허가 신호를 출력할 때에, 소리 또는 진동으로 통지하는 통지부를 구비하는 의용 장치.
  10. 컴퓨터가,
    피검체의 호흡 파형을 나타내는 정보를 취득함과 함께, 시계열로 상기 피검체를 촬영한 투시 화상을 취득하고,
    상기 시계열의 투시 화상에 의거하여, 피검체의 호흡 위상에 기인하여 변동하는, 상기 피검체의 특정한 위치인 타깃 위치의 좌표 위치의 추적값을 대응짓고,
    치료 빔 조사 중에, 상기 호흡 파형과 상기 타깃 위치의 좌표 위치의 추적값의 파형을 중첩시켜 표시부에 표시시키는, 의용 장치의 제어 방법.
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