WO2021070861A1

WO2021070861A1 - 医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システム

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Publication number: WO2021070861A1
Application number: PCT/JP2020/037994
Authority: WO
Inventors: 幸辰坂田; 隆介平井; 昭行谷沢; 京佳杉浦; 森　慎一郎; 慶子岡屋
Original assignee: 東芝エネルギーシステムズ株式会社
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2020-10-07
Publication date: 2021-04-15
Also published as: DE112020004854T5; US20220148180A1; TW202130326A; CN114340727A; JP2021061895A; TWI787659B; KR20220035428A; JP7444387B2

Abstract

実施形態の医用画像処理装置は、比較部と位置決め領域決定部とを持つ。比較部は、患者を撮影した第１画像と、過去の放射線治療において使用させた画像であって、放射線治療における位置合わせに利用された有効領域が指定された比較用画像とを比較する。位置決め領域決定部は、比較部による比較結果に基づいて、第１画像内に含まれる有効領域に類似する位置決め領域を決定する。

Description

医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システム

　本発明の実施形態は、医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システムに関する。

　放射線治療は、放射線を患者の体内にある病巣に対して照射することによって、その病巣を破壊する治療方法である。放射線は、患者の体内の正常な組織に照射してしまうと正常な組織にまで影響を与える場合があるため、放射線治療では、病巣の位置に正確に放射線を照射する必要がある。このため、放射線治療を行う際には、まず、治療計画の段階において、例えば、予めコンピュータ断層撮影（Computed Tomography：ＣＴ）が行われ、患者の体内にある病巣の位置が３次元的に把握される。そして、把握した病巣の位置に基づいて、放射線を照射する方向や照射する放射線の強度が計画される。その後、治療の段階において、患者の位置を治療計画の段階の患者の位置に合わせて、治療計画の段階で計画した照射方向や照射強度に従って放射線が病巣に照射される。

　従来から、放射線治療で患者の位置を合わせる位置決めにおいて、有効な関心領域を利用して位置決め精度を向上させる方式を採用した放射線治療システムに関する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。従来の技術では、画像全体で位置決めした結果と、治療計画において入力されている関心領域に関する特徴量によって位置決めした結果と、を統合して患者の位置決めをしている。

日本国特許第６０９５１１２号公報

　しかしながら、従来の技術では、位置決めに有効な領域であっても、治療計画において入力されていない領域は、位置決めをする際の領域として利用することができなかった。

　本発明は、上記の課題認識に基づいてなされたものであり、高精度に患者の位置決めをすることができる医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システムを提供することを目的とする。

　本実施形態の一態様の医用画像処理装置は、比較部と位置決め領域決定部とを持つ。比較部は、患者を撮影した第１画像と、過去の放射線治療において使用させた画像であって、前記放射線治療における位置合わせに利用された有効領域が指定された比較用画像とを比較する。位置決め領域決定部は、前記比較部による比較結果に基づいて、前記第１画像内に含まれる前記有効領域に類似する位置決め領域を決定する。

　上記態様によれば、高精度に患者の位置決めをすることができる医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システムを提供することができる。

第１の実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置を備えた治療システムの概略構成を示すブロック図。第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置の概略構成を示すブロック図。第１の実施形態の医用画像処理装置が参照する比較用画像の一例を示す図。第１の実施形態の医用画像処理装置が参照する比較用画像の別の一例を示す図。第１の実施形態の治療システムにおける動作の流れを示すフローチャート。第１の実施形態の医用画像処理装置が備える比較部および位置決め領域決定部の動作の一例を模式的に示す図。第１の実施形態の医用画像処理装置が備える比較部および位置決め領域決定部の動作の一例を模式的に示す図。第１の実施形態の医用画像処理装置が備える比較部および位置決め領域決定部の動作の一例を模式的に示す図。第１の実施形態の医用画像処理装置が備える比較部および位置決め領域決定部の動作の一例を模式的に示す図。第２の実施形態の医用装置および医用画像処理装置の概略構成を示すブロック図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向きの補正の考え方を示す図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向きの補正の考え方を示す図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向き補正の処理の一例を模式的に示す図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向き補正の処理の一例を模式的に示す図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向き補正の処理の一例を模式的に示す図。第２の実施形態の医用画像処理装置が備える患者向き補正部による画像の向き補正の処理の一例を模式的に示す図。第２の実施形態の治療システムにおける動作の流れを示すフローチャート。第３の実施形態の医用装置および医用画像処理装置の概略構成を示すブロック図。第３の実施形態の医用画像処理装置が備える確認画像生成部が生成する確認画像の一例を示す図。第３の実施形態の医用画像処理装置が備える確認画像生成部が生成する確認画像の別の一例を示す図。第３の実施形態の治療システムにおける動作の流れを示すフローチャート。

　以下、実施形態の医用画像処理装置、医用画像処理プログラム、医用装置、および治療システムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
　図１は、第１の実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置を備えた治療システムの概略構成を示すブロック図である。治療システム１は、例えば、治療台１０と、寝台制御部１１と、２つの放射線源２０（放射線源２０－１および放射線源２０－２）と、２つの放射線検出器３０（放射線検出器３０－１および放射線検出器３０－２）と、治療ビーム照射門４０と、第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、表示装置８１と、医用画像処理装置１００と、比較用画像データベース（ＤＢ）１１０とを備える。

　なお、図１に示したそれぞれの符号に続いて付与した「－」とそれに続く数字は、対応関係を識別するためのものである。例えば、放射線源２０と放射線検出器３０との対応関係では、放射線源２０－１と放射線検出器３０－１とが対応して１つの組となっていることを示し、放射線源２０－２と放射線検出器３０－２とが対応してもう１つの組となっていることを示している。なお、以下の説明において複数ある同じ構成要素を区別せずに表す場合には、「－」とそれに続く数字を示さずに表す。

　治療台１０は、放射線による治療を受ける被検体（患者）Ｐを固定する寝台である。寝台制御部１１は、治療台１０に固定された患者Ｐに治療ビームを照射する方向を変えるために、治療台１０に設けられた並進機構および回転機構を制御する。寝台制御部１１は、例えば、治療台１０の並進機構および回転機構のそれぞれを３軸方向、つまり、６軸方向に制御する。

　放射線源２０－１は、患者Ｐの体内を透視するための放射線ｒ－１を予め定められた角度から照射する。放射線源２０－２は、患者Ｐの体内を透視するための放射線ｒ－２を、放射線源２０－１と異なる予め定められた角度から照射する。放射線ｒ－１および放射線ｒ－２は、例えば、Ｘ線である。図１には、治療台１０上に固定された患者Ｐに対して、２方向からＸ線撮影を行う場合を示している。なお、図１においては、放射線源２０による放射線ｒの照射を制御する制御部の図示を省略している。

　放射線検出器３０－１は、放射線源２０－１から照射されて患者Ｐの体内を通過して到達した放射線ｒ－１を検出し、検出した放射線ｒ－１のエネルギーの大きさに応じた患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを生成する。放射線検出器３０－２は、放射線源２０－２から照射されて患者Ｐの体内を通過して到達した放射線ｒ－２を検出し、検出した放射線ｒ－２のエネルギーの大きさに応じた患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを生成する。放射線検出器３０では、２次元のアレイ状にＸ線検出器が配置され、それぞれのＸ線検出器に到達した放射線ｒのエネルギーの大きさをデジタル値で表したデジタル画像を、Ｘ線透視画像ＰＩとして生成する。放射線検出器３０は、例えば、フラット・パネル・ディテクタ（Flat Panel Detector：ＦＰＤ）や、イメージインテンシファイアや、カラーイメージインテンシファイアである。以下の説明においては、それぞれの放射線検出器３０が、ＦＰＤであるもとする。放射線検出器３０（ＦＰＤ）は、生成したそれぞれのＸ線透視画像ＰＩを医用画像処理装置１００に出力する。なお、図１においては、放射線検出器３０によるＸ線透視画像ＰＩの生成を制御する制御部の図示を省略している。

　治療システム１では、放射線源２０と放射線検出器３０との組が、特許請求の範囲における「撮影装置」の一例である。図１には、異なる２つ方向から患者ＰのＸ線透視画像ＰＩを撮影する撮影装置を示している。なお、図１に示した治療システム１では、２組の放射線源２０と放射線検出器３０、つまり、２つの撮影装置を備える構成を示したが、治療システム１が備える撮影装置の数は、２つに限定されない。例えば、治療システム１において、３つ以上の撮影装置（３組以上の放射線源２０と放射線検出器３０との組）を備えてもよい。また、治療システム１において、１つの撮影装置（１組の放射線源２０と放射線検出器３０との組）のみを備えてもよい。

　治療ビーム照射門４０は、患者Ｐの体内の治療する対象の部位である病巣を破壊するための放射線を治療ビームＢとして照射する。治療ビームＢは、例えば、Ｘ線、γ線、電子線、陽子線、中性子線、重粒子線などである。治療ビームＢは、治療ビーム照射門４０から直線的に患者Ｐ（より具体的には、患者Ｐの体内の病巣）に照射される。治療ビーム照射門４０における治療ビームＢの照射は、例えば、治療ビーム照射制御部（不図示）によって制御される。治療システム１では、治療ビーム照射門４０が、特許請求の範囲における「照射部」の一例である。

　なお、図１に示した治療システム１では、固定された１つの治療ビーム照射門４０を備える構成を示したが、これに限定されず、治療システム１は、複数の治療ビーム照射門を備えてもよい。例えば、治療システム１では、患者Ｐに水平方向から治療ビームを照射する治療ビーム照射門をさらに備えてもよい。また、治療システム１では、１つの治療ビーム照射門が患者Ｐの周辺を回転することによって、様々な方向から治療ビームを患者Ｐに照射する構成であってもよい。例えば、図１に示した治療ビーム照射門４０が、図１に示した水平方向Ｙの回転軸に対して３６０度回転することができる構成であってもよい。このような構成の治療システム１は、回転ガントリ型治療システムとよばれる。なお、回転ガントリ型治療システムでは、治療ビーム照射門４０の回転軸と同じ軸に対して、放射線源２０および放射線検出器３０も、同時に３６０度回転する。

　治療システム１では、第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、医用画像処理装置１００とを合わせたものが、特許請求の範囲における「医用装置」の一例である。なお、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのハードウェアプロセッサと、プログラム（ソフトウェア）を記憶した記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）とを備え、プロセッサがプログラムを実行することによりそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能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）など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それぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによってそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。ここで、プログラム（ソフトウェア）は、予めＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどの治療システム１に備えた記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が治療システム１に備えたドライブ装置に装着されることで、治療システム１に備えた記憶装置にインストールされてもよい。また、プログラム（ソフトウェア）は、他のコンピュータ装置からネットワークを介して予めダウンロードされて、治療システム１に備えた記憶装置にインストールされてもよい。

　第１画像取得部５０は、治療対象の患者Ｐの体内を透視可能な３次元ボリューム画像を取得する。３次元ボリューム画像は、例えば、ＣＴ装置や、コーンビーム（Cone-Beam：ＣＢ）ＣＴ装置、磁気共鳴画像（Magnetic Resonance Imaging：ＭＲＩ）装置、超音波診断装置などの撮影装置によって患者Ｐを撮影して取得した３次元の画像である。３次元ボリューム画像は、例えば、放射線治療における治療計画の段階など、放射線治療を行う前の計画段階において患者Ｐを撮影したＣＴ画像に対して、治療部位の位置や、治療部位に治療ビームＢを照射させる向き（照射方向）、照射する治療ビームＢの強度（照射強度）などが事前に定められているものである。３次元ボリューム画像は、例えば、ＣＴ画像から仮想的にＸ線透視画像ＰＩを再構成したデジタル再構成Ｘ線写真（Digitally Reconstructed Radiograph：ＤＲＲ）画像であってもよい。以下の説明においては、第１画像取得部５０がＣＴ画像を取得するものとする。第１画像取得部５０は、取得したＣＴ画像を、位置決め部７０および医用画像処理装置１００に出力する。なお、ＣＴ画像には、放射線治療を行う際の関心領域（Region Of Interest：ＲＯＩ）が含まれていてもよい。第１画像取得部５０が取得する３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）やＤＲＲ画像は、特許請求の範囲における「第１画像」の一例である。

　医用画像処理装置１００は、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像を参照し、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像に対して、患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。なお、医用画像処理装置１００は、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）を介して比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像を取得し、取得した比較用画像を参照してＣＴ画像に対して位置決め領域を決定してもよい。医用画像処理装置１００は、決定した位置決め領域の情報を位置決め部７０に出力する。また、医用画像処理装置１００は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、決定した位置決め領域の情報とを、表示制御部８０に出力する。医用画像処理装置１００の構成および処理に関する詳細については後述する。

　比較用画像データベース１１０は、過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）から生成された比較用画像が収集されている。比較用画像データベース１１０には、過去の放射線治療において治療した治療部位ごとに、複数の比較用画像が収集されている。言い換えれば、比較用画像データベース１１０には、治療部位ごとの比較用画像の画像群が収集されている。比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像は、３次元の画像であっても、２次元の画像であってもよい。比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像の構成に関する詳細については後述する。

　第２画像取得部６０は、治療システム１が設置された治療室において治療台１０に固定された現在の患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを取得する。第２画像取得部６０は、それぞれの放射線検出器３０によって治療台１０に現在固定されている患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを取得する。つまり、第２画像取得部６０は、第１画像取得部５０が取得したＣＴ画像とは異なる時刻に撮影した患者ＰのＸ線透視画像ＰＩを取得する。なお、第２画像取得部６０と放射線検出器３０のそれぞれとは、ＬＡＮやＷＡＮによって接続される構成であってもよい。第２画像取得部６０は、取得したＸ線透視画像ＰＩを、位置決め部７０に出力する。Ｘ線透視画像ＰＩは、特許請求の範囲における「第２画像」の一例である。

　位置決め部７０は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、第２画像取得部６０により出力されたＸ線透視画像ＰＩとを、医用画像処理装置１００により出力された位置決め領域の情報に基づいて照合し、放射線治療を行うのに好適な患者Ｐの位置を決定する。そして、位置決め部７０は、治療台１０に固定されている患者Ｐの現在の位置を、放射線治療を行うのに好適な位置に移動させるための治療台１０の移動量を求める。言い換えれば、位置決め部７０は、患者Ｐの現在の位置を、計画段階においてＣＴ画像に対して事前に定めた照射方向から治療部位に治療ビームＢを照射させるために必要な治療台１０の移動量を求める。位置決め部７０は、求めた移動量の情報を寝台制御部１１に出力し、治療台１０に設けられた並進機構および回転機構によって患者Ｐの位置を移動させる。

　表示制御部８０は、医用画像処理装置１００により出力されたＣＴ画像に、医用画像処理装置１００が決定した位置決め領域を重畳した画像を表示装置８１に表示させる。これにより、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）などの表示装置８１に、ＣＴ画像内の位置決め領域の範囲が表示され、治療システム１を利用する放射線治療の実施者（医師など）が、決定された位置決め領域を目視で確認することができる。なお、治療システム１は、例えば、放射線治療の実施者（医師など）によって操作される操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを備え、医用画像処理装置１００が決定した位置決め領域を手動で調整することができる構成にしてもよい。なお、治療システム１において「医用装置」は、上述したよう第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、医用画像処理装置１００とに加えて、操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを含めた構成であってもよい。また、治療システム１において「医用装置」は、さらに、表示装置８１と一体になった構成であってもよい。

　次に、治療システム１を構成する第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置の構成について説明する。図２は、第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置１００の概略構成を示すブロック図である。図２には、医用装置を構成する第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、医用画像処理装置１００とのそれぞれの接続関係を示している。また、図２には、医用画像処理装置１００を含む医用装置に関係する比較用画像データベース１１０および寝台制御部１１との接続関係も併せて示している。なお、図２では、医用装置を構成する表示制御部８０とその他の構成要素（より具体的には、医用画像処理装置１００）との接続関係は、図１により容易に理解することができるため省略している。

　比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像は、分割画像と有効領域画像とが組になっている。図２では、比較用画像データベース１１０内に、比較用画像Ｃｉ－１～比較用画像Ｃｉ－ｎの複数の比較用画像Ｃｉが収集されている状態を示している。また、図２では、分割画像Ｄｉ－１と有効領域画像Ｅｉ－１との組が比較用画像Ｃｉ－１を構成し、分割画像Ｄｉ－２と有効領域画像Ｅｉ－２との組が比較用画像Ｃｉ－２を構成し、分割画像Ｄｉ－ｎと有効領域画像Ｅｉ－ｎとの組が比較用画像Ｃｉ－ｎを構成している。なお、比較用画像Ｃｉの符号に続いて付与した「－」とそれに続く数字は、対応関係を識別するためのものである。なお、以下の説明においてそれぞれの画像を区別せずに表す場合には、「－」とそれに続く数字を示さずに表す。

　分割画像は、過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用された１つの３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）から所定の大きさの範囲を切り出して分割したパッチ画像である。過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用されたＣＴ画像などには、そのときの放射線治療において患者の位置を合わせる（治療部位に治療ビームＢを照射させる向きに患者を向かせる）際に着目した着目領域が含まれている。この着目領域は、過去の放射線において患者の位置合わせをする際に利用された実績のある領域である。分割画像は、この着目領域の特徴的な形状を含む所定の範囲を切り出した画像である。ここで、着目領域は、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が、過去の放射線治療において患者の位置合わせを行う際に着目する領域として指定した、例えば、患者の体内の骨などの像が写された領域である。なお、分割画像に含まれる着目領域は、現在の治療対象の患者Ｐに対して指定された領域であることに限定されるものではない。例えば、分割画像に含まれる着目領域は、過去に放射線治療において、例えば、放射線治療の実施者（医師など）がそのときの患者の位置合わせをするために指定した領域である。言い換えれば、分割画像に含まれる着目領域は、同じ治療部位の放射線治療を行うために指定された領域ではあるものの、不特定の複数の患者に対して指定された領域である。

　有効領域画像は、対応する分割画像に含まれる着目領域のうち、これから行う放射線治療において患者の位置合わせを行う際に有効に利用することができる着目領域を、有効領域として示した画像である。このため、有効領域画像は、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が過去の放射線治療において指定した着目領域のうち、一部の着目領域のみが有効領域として示されていてもよい。

　ここで、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉの一例について説明する。図３は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が参照する比較用画像Ｃｉの一例を示す図である。図３には、患者Ｐの顔の範囲内に治療ビームＢを照射する治療部位がある疾患に対応した比較用画像Ｃｉの一例を示している。なお、図３に示したＣＴ画像ＣＴＩは、患者の頭部の骨（頭蓋骨）のイメージ図である。

　図３に示した比較用画像Ｃｉの一例では、患者の頭部の骨（頭蓋骨（イメージ図））に対応する５つの分割画像（分割画像Ｄｉ－１１～分割画像Ｄｉ－１５）と、５つの有効領域画像（有効領域画像Ｅｉ－１１～有効領域画像Ｅｉ－１５）とが組になっている。なお、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉは、上述したように３次元の画像であっても、２次元の画像であってもよいが、図３では、説明を容易にするため、２次元の比較用画像Ｃｉの一例を示している。

　上述したように、それぞれの分割画像Ｄｉは、過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用された１つの３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像ＣＴＩ）から、特徴的な形状を含む着目領域を所定の範囲で切り出した画像である。図３には、頭蓋骨の外周の曲線部分や、目や鼻の部分を特徴的な形状として含む分割画像Ｄｉの一例を示している。また、上述したように、それぞれの有効領域画像Ｅｉは、対応する分割画像Ｄｉに含まれる特徴的な形状が、放射線治療において患者の位置合わせを行う際に有効に利用することができる有効領域として示されている。図３には、頭蓋骨の骨の部分を、有効領域Ｅａとしている有効領域画像Ｅｉの一例を示している。なお、有効領域画像Ｅｉにおける有効領域Ｅａは、図３に示したような骨の部分のみではなく、例えば、骨がある部分と骨のない部分との境界の形状（図３では、頭蓋骨の骨と、外周の曲線や目、鼻の境界部分の形状）を、有効領域としてもよい。このように、医用画像処理装置１００に収集されている比較用画像Ｃｉは、分割画像Ｄｉと有効領域画像Ｅｉとが対になった画像の組である。このため、分割画像Ｄｉと有効領域画像Ｅｉとには、組であることを表すための同じ情報（例えば、同じ識別情報（ＩＤ））が付与されていてもよい。

　なお、上述したように、有効領域画像Ｅｉに示される有効領域Ｅａは、分割画像Ｄｉに含まれる着目領域の一部のみであってもよい。図３に示した一例では、例えば、有効領域画像Ｅｉ－１３や有効領域画像Ｅｉ－１４が、分割画像Ｄｉに含まれる着目領域の一部のみが有効領域Ｅａとして示された有効領域画像Ｅｉの一例である。有効領域画像Ｅｉ－１３や有効領域画像Ｅｉ－１４では、顎の部分の骨を有効領域Ｅａから除外している。これは、患者の顎の部分は、撮影するときの口の開き方によって形状が変化する関節部分を含み、患者の位置合わせには必ずしも有効な部位とはならないことが考えられるからである。なお、例えば、放射線治療の治療部位が骨とともに動くような疾患である場合など、関節部分の骨も有効領域であると考えられる場合には、関節部分の骨も有効領域として有効領域画像Ｅｉに示されてもよい。このことから、比較用画像Ｃｉは、上述したように、治療部位ごとに収集する分割画像Ｄｉと有効領域画像Ｅｉとの構成や数が異なる。なお、例えば、分割画像Ｄｉに、患者を固定するための固定治具が写されている場合もある。この場合、有効領域画像Ｅｉでは、治療部位の違いによらずに、固定治具を有効領域から除外する。これは、固定治具は現在の患者の姿勢を固定する治具であり、過去の放射線治療のときと同じ姿勢に固定することはできないと考える方が適切であるからである。

　このように、比較用画像データベース１１０には、過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用された１つの３次元ボリューム画像から特徴的な形状を含む着目領域を所定の範囲で切り出した分割画像Ｄｉと、この分割画像Ｄｉに対応する有効領域画像Ｅｉとの画像の組が、治療部位ごとにまとめられて収集されている。図４は、第１の実施形態の医用画像処理装置が参照する比較用画像の別の一例を示す図である。図４には、患者の腰の範囲内に治療ビームＢを照射する治療部位がある疾患に対応した比較用画像Ｃｉの一例を示している。なお、図４に示したＣＴ画像ＣＴＩは、被写体をより認識しやすくするため、背景の色を白色にしている。

　図４に示した比較用画像Ｃｉの一例では、患者の骨盤の骨に対応する２つの分割画像（分割画像Ｄｉ－２１および分割画像Ｄｉ－２２）と、２つの有効領域画像（有効領域画像Ｅｉ－２１および有効領域画像Ｅｉ－２２）とが組になっている。また、図４に示した比較用画像Ｃｉの一例では、患者の足の骨に対応する２つの分割画像（分割画像Ｄｉ－２３および分割画像Ｄｉ－２４）と、２つの有効領域画像（有効領域画像Ｅｉ－２３および有効領域画像Ｅｉ－２４）とが組になっている。また、図４に示した比較用画像Ｃｉの一例では、患者の尾てい骨に対応する１つの分割画像Ｄｉ－２５と、１つの有効領域画像Ｅｉ－２５とが組になっている。また、図４には、患者の体以外の部分の比較用画像Ｃｉの一例として、治療台１０の構造部分に対応する１つの分割画像Ｄｉ－２６と、１つの有効領域画像Ｅｉ－２６とが組になっている。なお、図４においても、説明を容易にするため、２次元の比較用画像Ｃｉの一例を示している。

　図４に示した一例では、分割画像Ｄｉ－２１と分割画像Ｄｉ－２３とは、同じ分割画像Ｄｉである。また、図４に示した一例では、分割画像Ｄｉ－２２と分割画像Ｄｉ－２４とは、同じ分割画像Ｄｉである。しかし、対応するそれぞれの有効領域画像Ｅｉには、異なる有効領域Ｅａが示されている。これは、放射線治療による治療部位の違いや、上述したように形状が変化する関節部分を含んでいるか否かなど、種々の条件に応じて有効領域画像Ｅｉを選択するようにするためである。図４に示した分割画像Ｄｉ－２１と分割画像Ｄｉ－２３とのそれぞれに対応する有効領域画像Ｅｉ－２１と有効領域画像Ｅｉ－２３とは、有効領域Ｅａが骨盤の骨であるか足の骨であるかの違いに従って異なる有効領域画像Ｅｉとして生成されている。同様に、図４に示した分割画像Ｄｉ－２２と分割画像Ｄｉ－２４とのそれぞれに対応する有効領域画像Ｅｉ－２２と有効領域画像Ｅｉ－２４とも、有効領域Ｅａが骨盤の骨であるか足の骨であるかの違いに従って異なる有効領域画像Ｅｉとして生成されている。これは、骨盤と足の骨との位置や角度の関係は、治療する際の患者の姿勢や撮影する際の患者の姿勢などによって、必ず同じ関係になるとは限らないからである。

　なお、図４に示した患者の尾てい骨に対応する分割画像Ｄｉ－２５と有効領域画像Ｅｉ－２５との組は、例えば、有効領域Ｅａが骨盤の骨である場合や足の骨である場合のいずれの場合においても、同時に利用することができる。

　また、図４には、有効領域Ｅａから除外する患者の体以外の構造の部分の一例として、治療台１０の一部が分割画像Ｄｉ－２６に含まれる場合の一例を示している。上述したように、患者の体以外の部分は、治療部位の違いによらずに有効領域Ｅａから除外する。このため、分割画像Ｄｉ－２６に対応する有効領域画像Ｅｉ－２６には、有効領域Ｅａが示されていない。このように、有効領域から除外する部分が分割画像Ｄｉに写されている場合でも、有効領域画像Ｅｉに有効領域Ｅａとして示さないことによって、患者の位置合わせを行う際に利用しない領域（言い換えれば、無効領域）を除外することができる。

　図２に戻り、医用画像処理装置１００は、比較部１０１と位置決め領域決定部１０２とを備える。

　比較部１０１は、第１画像取得部５０により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）と、比較用画像データベース１１０に収集されたそれぞれの比較用画像Ｃｉ（より具体的には、分割画像Ｄｉ）とを比較する。このとき、比較部１０１は、治療部位に対応する比較用画像Ｃｉの画像群を選択し、選択した画像群に含まれる分割画像ＤｉとＣＴ画像とを比較する。比較部１０１が比較する比較用画像Ｃｉの画像群を選択するための情報は、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを操作して治療部位の情報を入力してもよいし、ＣＴ画像に治療部位の情報が含まれていてもよい。比較部１０１は、例えば、ＣＴ画像と比較用画像Ｃｉとのそれぞれの画像を構成する画素における輝度の二乗誤差を計算することにより、ＣＴ画像と比較用画像Ｃｉとを比較する。なお、比較部１０１におけるＣＴ画像と比較用画像Ｃｉとの比較の方法は、二乗誤差を計算する方法に限定されない。比較部１０１は、ＣＴ画像と比較用画像Ｃｉとを比較した結果、ＣＴ画像内のいずれかの位置に類似する分割画像Ｄｉ（例えば、ＣＴ画像との類似度が所定値以上の分割画像Ｄｉ）を選択する。比較部１０１は、比較した結果を表す情報を位置決め領域決定部１０２に出力する。比較部１０１は、比較結果の情報として、選択した分割画像Ｄｉを表す情報（例えば、分割画像Ｄｉに付与した識別情報（ＩＤ））と、分割画像Ｄｉが類似するＣＴ画像内の位置の情報とを、位置決め領域決定部１０２に出力する。また、比較部１０１は、ＣＴ画像と分割画像Ｄｉとの類似度の情報を、比較結果の情報に含めて位置決め領域決定部１０２に出力してもよい。なお、ＣＴ画像に類似する分割画像Ｄｉが複数ある場合、比較部１０１は、それぞれの分割画像Ｄｉに対応する比較結果の情報を位置決め領域決定部１０２に出力する。

　位置決め領域決定部１０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、ＣＴ画像内に含まれる有効領域の範囲を位置決め領域として決定する。位置決め領域決定部１０２は、比較部１０１が選択した分割画像Ｄｉに対応する有効領域画像Ｅｉに示された有効領域Ｅａを抽出し、抽出した有効領域ＥａをＣＴ画像内に割り当てることによって、ＣＴ画像内に含まれる有効領域Ｅａの範囲を位置決め領域として決定する。なお、比較部１０１により出力された比較結果の情報に複数の分割画像Ｄｉに類似することが示されている場合、位置決め領域決定部１０２は、それぞれの分割画像Ｄｉに対応する有効領域画像Ｅｉに示された有効領域Ｅａの範囲を結合し、結合した有効領域Ｅａの範囲をＣＴ画像における位置決め領域の範囲として決定する。このとき、それぞれの有効領域画像Ｅｉに示しされた有効領域Ｅａに重複する範囲がある場合、位置決め領域決定部１０２は、いずれか１つの有効領域画像Ｅｉに示された有効領域Ｅａのみを用いて位置決め領域を決定してもよい。また、位置決め領域決定部１０２は、重複するそれぞれの有効領域Ｅａの範囲を平均して位置決め領域を決定してもよい。また、位置決め領域決定部１０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に含まれる類似度の情報に基づいて、重複するそれぞれの有効領域Ｅａの範囲を加重平均して位置決め領域を決定してもよい。また、位置決め領域決定部１０２は、重複するそれぞれの有効領域Ｅａの範囲の最頻値を採用して位置決め領域を決定してもよい。位置決め領域決定部１０２は、決定したＣＴ画像内の位置決め領域の範囲を表す情報を、位置決め部７０に出力する。また、位置決め領域決定部１０２は、ＣＴ画像と、決定したＣＴ画像内の位置決め領域とを、表示制御部８０に出力する。

　このような構成によって、医用画像処理装置１００では、比較部１０１によってＣＴ画像と分割画像Ｄｉとを比較し、位置決め領域決定部１０２によってＣＴ画像内の位置決め領域を決定する。これにより、医用画像処理装置１００では、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを操作して患者Ｐの位置合わせを行う際に着目する領域を指定することなく、過去の放射線治療において同じ治療部位を治療した患者の位置合わせに利用した着目領域と同様の位置決め領域を、自動で設定することができる。このことにより、医用画像処理装置１００を含む医用装置では、位置決め部７０によって決定した位置に、放射線治療において治療を行う患者Ｐの方向を向けさせる、つまり、治療ビームＢを照射するために好適な方向に患者Ｐを向けさせることができる。

　次に、治療システム１の動作の概略について説明する。図５は、第１の実施形態の治療システム１における動作の流れを示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、事前にＣＴ装置によって患者Ｐの撮影がされており、ＣＴ画像（３次元ボリューム画像）が用意されているものとする。また、治療システム１には、これから放射線治療を行う患者Ｐの治療部位の情報が入力されているものとする。つまり、医用画像処理装置１００（より具体的には、比較部１０１）は、比較用画像データベース１１０に収集されているいずれの比較用画像Ｃｉの画像群を選択するのかがすでに入力されているものとする。

　治療システム１が動作を開始すると、第１画像取得部５０は、ＣＴ画像を取得する（ステップＳ１００）。そして、第１画像取得部５０は、取得したＣＴ画像を、位置決め部７０および医用画像処理装置１００が備える比較部１０１に出力する。

　続いて、比較部１０１は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、比較用画像データベース１１０に収集された治療部位のそれぞれの分割画像Ｄｉとを比較する（ステップＳ１０１）。そして、比較部１０１は、比較結果の情報を位置決め領域決定部１０２に出力する。

　続いて、位置決め領域決定部１０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、ＣＴ画像に対する位置決め領域を決定する（ステップＳ１０２）。そして、位置決め領域決定部１０２は、ＣＴ画像に対して決定した位置決め領域の範囲を表す情報を、位置決め部７０に出力する。

　ここで、比較部１０１によるＣＴ画像と分割画像Ｄｉとの比較（ステップＳ１０１）と、位置決め領域決定部１０２によるＣＴ画像に対する位置決め領域の決定（ステップＳ１０２）の処理の動作例について説明する。図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄは、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える比較部１０１および位置決め領域決定部１０２の動作の一例を模式的に示す図である。図６Ａには、比較用画像データベース１１０に比較用画像Ｃｉが収集されている状態を示している。また、図６Ｂには、比較部１０１によるＣＴ画像ＣＴＩと分割画像Ｄｉとの比較の動作例を模式的に示している。また、図６Ｃおよび図６Ｄには、位置決め領域決定部１０２によるＣＴ画像ＣＴＩに対する位置決め領域の決定（ＣＴ画像ＣＴＩへの有効領域の割り当て）の動作例を模式的に示している。以下の説明においては、図６Ａに示したように、図３に示したような患者の頭部の骨（頭蓋骨（イメージ図））に対応する比較用画像Ｃｉが比較用画像データベース１１０に収集されているものとする。

　ステップＳ１０１において、比較部１０１は、まず、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉの画像群を選択する。そして、比較部１０１は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像ＣＴＩ内で、選択した画像群に含まれるそれぞれの分割画像Ｄｉに類似する位置を探索する。比較部１０１における分割画像Ｄｉに類似する位置の探索では、分割画像ＤｉをＣＴ画像ＣＴＩ内で順次移動させながら、それぞれの位置で分割画像ＤｉとＣＴ画像ＣＴＩとの類似度を求め、求めた類似度が所定値以上の位置を、分割画像Ｄｉに類似するＣＴ画像ＣＴＩ内の位置とする。図６Ｂに示した動作例では、ＣＴ画像ＣＴＩ内で分割画像Ｄｉ－１５を走査（ラスタスキャン）するように順次移動させ、それぞれの位置で分割画像Ｄｉ－１５とＣＴ画像ＣＴＩとの類似度を求めることにより、分割画像Ｄｉ－１５に類似するＣＴ画像ＣＴＩ内の位置の探索している状態を示している。比較部１０１は、このような分割画像Ｄｉに類似する位置の探索を、選択した画像群に含まれる全ての分割画像Ｄｉに対して行い、類似するＣＴ画像ＣＴＩ内の位置が得られた（類似度が所定値以上の位置がある）分割画像Ｄｉを表す情報と、得られたＣＴ画像ＣＴＩ内の位置の情報とを対応付け、比較結果の情報として位置決め領域決定部１０２に出力する。

　なお、ステップＳ１０１において比較部１０１がＣＴ画像ＣＴＩと分割画像Ｄｉとを比較する方法は、図６Ｂに示したような、選択した分割画像ＤｉをＣＴ画像ＣＴＩ内で順次移動させながら類似度を求める方法に限定されない。例えば、ＣＴ画像ＣＴＩから分割画像Ｄｉと同じ大きさの範囲をラスタスキャンするように順次切り出し、切り出した範囲の画像と選択した画像群に含まれるそれぞれの分割画像Ｄｉとを比較する方法であってもよい。言い換えれば、分割画像Ｄｉに類似するＣＴ画像ＣＴＩ内の位置を探索する図６Ｂに示した動作例とは逆に、ＣＴ画像ＣＴＩ内の所定の位置に類似する分割画像Ｄｉを探索する方法であってもよい。

　その後、ステップＳ１０２において、位置決め領域決定部１０２は、まず、比較部１０１により出力された比較結果の情報に示されている分割画像Ｄｉに対応する有効領域画像Ｅｉを、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉの画像群の中から選択して取得する。そして、位置決め領域決定部１０２は、取得したそれぞれの有効領域画像Ｅｉに示された有効領域を抽出してＣＴ画像ＣＴＩ内に割り当てる。図６Ｃに示した動作例では、比較部１０１により出力された比較結果の情報に示されている分割画像Ｄｉ－１１～分割画像Ｄｉ－１５のそれぞれに対応する有効領域画像Ｅｉ－１１～有効領域画像Ｅｉ－１５を取得して、それぞれの有効領域画像Ｅｉに示された有効領域ＥａをＣＴ画像ＣＴＩ内に割り当てている状態を示している。位置決め領域決定部１０２は、このようにＣＴ画像ＣＴＩ内に割り当てた有効領域Ｅａの範囲を位置決め領域として決定し、決定した位置決め領域の範囲を表す情報を、位置決め部７０に出力する。

　なお、図３や、図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃ、および図６Ｄでは、患者の頭部の骨（頭蓋骨（イメージ図））に対応する５つの比較用画像Ｃｉが比較用画像データベース１１０に収集されている場合を示したが、上述したように、比較用画像データベース１１０には、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が、過去の放射線治療において患者の位置合わせを行う際に着目する領域として指定した有効領域を示す比較用画像Ｃｉが収集される。このため、例えば、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像Ｃｉの数が増えてくるなどによって、図６Ｄに示したように、有効領域Ｅａが、ＣＴ画像ＣＴＩ内に写されている患者Ｐの頭蓋骨の全体に割り当てられる可能性もある。この場合、位置決め領域決定部１０２は、ＣＴ画像ＣＴＩ内に写されている患者Ｐの頭蓋骨の全体の範囲を位置決め領域として決定し、頭蓋骨の全体の範囲が位置決め領域の範囲であることを表す情報を、位置決め部７０に出力することになる。

　図５に戻り、続いて、第２画像取得部６０は、それぞれの放射線検出器３０により出力された現在の患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを取得する（ステップＳ１０３）。そして、第２画像取得部６０は、取得したＸ線透視画像ＰＩを、位置決め部７０に出力する。

　続いて、位置決め部７０は、位置決め領域決定部１０２により出力された位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、第２画像取得部６０により出力されたＸ線透視画像ＰＩとを照合し、患者Ｐの位置を決定する（ステップＳ１０４）。さらに、位置決め部７０は、決定した患者Ｐの位置に治療台１０を移動させるための移動量を求める。そして、位置決め部７０は、求めた治療台１０の移動量の情報を寝台制御部１１に出力する。

　続いて、寝台制御部１１は、位置決め部７０により出力された移動量の情報に基づいて治療台１０を移動させる（ステップＳ１０５）。これにより、治療台１０に固定されている現在の患者Ｐの位置が、放射線治療を行うのに好適な位置に移動される。

　上述したように、医用画像処理装置１００では、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像Ｃｉを参照して、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像に対して患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定し、決定した位置決め領域の範囲を表す情報を位置決め部７０に出力する。より具体的には、医用画像処理装置１００では、比較部１０１が、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像Ｃｉを構成する分割画像Ｄｉとを比較する。そして、医用画像処理装置１００では、位置決め領域決定部１０２が、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、ＣＴ画像内に比較用画像Ｃｉを構成する有効領域画像Ｅｉが示す有効領域Ｅａを割り当てて患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定し、決定した位置決め領域の範囲を表す情報を位置決め部７０に出力する。これにより、医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１では、例えば、放射線治療の計画段階において撮影したＣＴ画像に患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域が定められていない場合でも、放射線治療を行う治療段階において、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が位置決め領域を指定することなく、自動で位置決め領域を設定することができる。言い換えれば、医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１では、過去の放射線において患者の位置合わせをする際に利用された実績のある位置決め領域を自動で設定することができる。

　また、医用画像処理装置１００を含む医用装置では、位置決め部７０が、位置決め領域決定部１０２により出力された位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、第２画像取得部６０により出力されたＸ線透視画像ＰＩとを照合し、患者Ｐの位置を決定する。そして、位置決め部７０は、決定した患者Ｐの位置に基づいて治療台１０の移動量を求め、求めた治療台１０の移動量の情報を寝台制御部１１に出力する。これにより、医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１では、治療台１０に固定されている患者Ｐの現在の位置を、放射線治療を行うのに好適な位置に移動させることができる。このように、医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１では、放射線治療における患者Ｐの位置決めを、高精度に行うことができる。

　なお、上述した説明では、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉが、過去の放射線治療において患者の位置合わせに利用された１つの３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）から所定の大きさの範囲を切り出して分割したパッチ画像である場合について説明した。言い換えれば、分割画像Ｄｉが３次元のパッチ画像である場合について説明した。しかし、分割画像Ｄｉは、３次元のパッチ画像に限定されない。例えば、分割画像Ｄｉは、１つの３次元ボリューム画像から所定の角度の全体の範囲を切り出した２次元のパッチ画像や、１枚の２次元の画像そのものであってもよい。この場合、比較部１０１は、同様に、ＣＴ画像との類似度が所定値以上の２次元の分割画像Ｄｉを選択し、選択した２次元の分割画像Ｄｉを表す情報（例えば、分割画像Ｄｉに付与した識別情報（ＩＤ））を、比較結果の情報として位置決め領域決定部１０２に出力する。なお、比較部１０１は、最も類似度が高い１枚の２次元の分割画像Ｄｉを選択し、選択した最も類似度が高い１枚の２次元の分割画像Ｄｉに付与した識別情報（ＩＤ）を、比較結果の情報として位置決め領域決定部１０２に出力してもよい。この場合、位置決め領域決定部１０２は、比較部１０１が選択した２次元の分割画像Ｄｉに対応する２次元の有効領域画像Ｅｉに示された有効領域Ｅａの範囲をそのまま、決定したＣＴ画像内の位置決め領域の範囲を表す情報として位置決め部７０に出力してもよい。

　なお、治療システム１では、放射線源２０と放射線検出器３０との位置が固定されているため、放射線源２０と放射線検出器３０との組によって構成される撮影装置が撮影する方向（治療室の固定座標系に対する相対方向）が固定されている。しかし、治療システム１では、図１に示したように、異なる２つ方向から患者ＰのＸ線透視画像ＰＩを撮影する。つまり、治療システム１において撮影する患者ＰのＸ線透視画像ＰＩは、３次元の画像である。このため、位置決め部７０が患者Ｐの位置を決定するために行うＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩとの照合は、３次元の画像同士の照合となる。この場合、位置決め部７０は、例えば、ＣＴ画像を並進および回転のパラメータで移動させることにより、ＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩとの間の誤差が最も小さくなる位置を、放射線治療を行うのに好適な患者Ｐの位置に決定する。このとき、位置決め部７０は、位置決め領域決定部１０２により出力された位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、ＣＴ画像内の有効領域Ｅａと有効領域Ｅａ以外の領域とで誤差の重みを変えて、有効領域Ｅａを患者Ｐの位置の決定に用いてもよい。また、位置決め部７０は、ＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩとのそれぞれの画像の相互情報量などを用いて、放射線治療を行うのに好適な患者Ｐの位置を決定してもよい。

　また、上述したように、治療システム１では、位置決め部７０が患者Ｐの位置を決定する際に照合する画像がＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩである場合、つまり、異なる撮影装置（モダリティ）によって撮影された画像である場合について説明した。しかし、位置決め部７０が患者Ｐの位置を決定する際に照合する画像が、同じ撮影装置（モダリティ）によって撮影された画像であることも考えられる。この場合、位置決め部７０は、それぞれの画像を構成する画素の残差二乗和や、残差の絶対値の和、正規化相互相関などを用いて、画像間の誤差が最も小さくなる位置を、放射線治療を行うのに好適な患者Ｐの位置を決定してもよい。

　また、上述したように、治療システム１では、位置決め部７０が、ＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩとの３次元の画像同士を照合して患者Ｐの位置を決定する場合について説明した。しかし、位置決め部７０が患者Ｐの位置を決定する際に照合する画像が、異なる次元の画像であることも考えられる。例えば、治療システム１において放射線源２０と放射線検出器３０との組が１組である場合、Ｘ線透視画像ＰＩは２次元の画像となる。この場合、位置決め部７０は、ＣＴ画像とＸ線透視画像ＰＩとの間の誤差を計算する際に、ＣＴ画像をＸ線透視画像ＰＩのジオメトリ情報に従って２次元の画像に射影することにより、２次元の画像同士で照合を行ってもよい。この場合、位置決め部７０は、位置決め領域決定部１０２により出力された位置決め領域の範囲（つまり、有効領域Ｅａの範囲）も同様にジオメトリ情報に従って２次元の画像に射影する。これにより、位置決め部７０は、上述した３次元の画像同士を照合する場合と同様に、ＣＴ画像内の有効領域Ｅａと有効領域Ｅａ以外の領域とで誤差の重みを変えて、有効領域Ｅａを患者Ｐの位置の決定に用いることができる。このとき、位置決め部７０は、２次元の画像に射影したＣＴ画像と２次元のＸ線透視画像ＰＩとを照合する際の類似尺度も、上述した３次元の画像同士を照合する場合の類似尺度と同様のものを使用することができる。「ジオメトリ情報」とは、治療システム１が設置された３次元空間内において３次元座標を定義した場合において、放射線源２０と放射線検出器３０との位置を３軸の座標値で表すことができる情報である。このジオメトリ情報を用いることによって、所定の３次元座標内の任意の位置に位置する患者Ｐの位置を、放射線源２０から照射された放射線ｒが患者Ｐの体内を通過して放射線検出器３０に到達したときの位置から求めることができる。なお、ジオメトリ情報は、治療システム１を設置するときに設計された放射線源２０および放射線検出器３０の設置位置から得ることができる。また、ジオメトリ情報は、３次元計測器などによって計測した放射線源２０および放射線検出器３０の設置位置から得ることもできる。

　なお、位置決め部７０は、ＣＴ画像を移動させてＣＴ画像の位置をＸ線透視画像ＰＩの位置に合わせることにより、放射線治療を行うのに好適な患者Ｐの位置を決定する。しかしながら、実際の放射線治療では、放射線治療の計画段階においてＣＴ画像に対して事前に定めた照射方向から患者Ｐの治療部位に治療ビームＢを照射させる。このため、位置決め部７０が求める治療台１０の移動量は、ＣＴ画像の位置をＸ線透視画像ＰＩの位置に合わせるために移動したＣＴ画像の移動量および方向から逆算して求めるものである。言い換えれば、位置決め部７０が求める治療台１０の移動量は、それぞれの放射線検出器３０が、計画段階において撮影したＣＴ画像と同じＸ線透視画像ＰＩを撮影することができるように、治療台１０に固定されている患者Ｐを移動させるために必要な移動量である。

　上記説明したように、医用画像処理装置１００は、患者Ｐを撮影した第１画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））と、過去の放射線治療において使用された画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））であって、放射線治療における位置合わせに利用された有効領域Ｅａが指定された比較用画像Ｃｉとを比較する比較部１０１と、比較部１０１による比較結果に基づいて、第１画像内に含まれる有効領域Ｅａに類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部１０２と、を備える。

　また、上記説明したように、医用画像処理装置１００において、比較用画像Ｃｉは、過去の放射線治療において収集され、過去の放射線治療において用いられた１つの透視画像ＰＩ（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））が所定の大きさに分割された分割画像Ｄｉのうち一部が有効領域Ｅａとして指定されたものを、複数含み、位置決め領域決定部１０２は、複数の比較用画像Ｃｉのそれぞれについて、第１画像内で有効領域Ｅａと類似する箇所を抽出し、複数の比較用画像Ｃｉのそれぞれについて抽出した箇所を結合して位置決め領域を決定してもよい。

　また、上記説明したように、医用画像処理装置１００において、比較用画像Ｃｉは複数用意され、それぞれの比較用画像Ｃｉが過去の放射線治療において治療した治療部位ごとに複数の画像群にまとめられており、比較部１０１は、患者Ｐの治療部位に応じて、第１画像と比較する比較用画像Ｃｉの画像群を選択してもよい。

　また、上記説明したように、医用画像処理装置１００において、第１画像は、ＤＲＲ画像であってもよい。

　また、上記説明したように、医用装置は、患者Ｐを撮影した第１画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））を取得する第１画像取得部５０と、照射した放射線ｒを放射線検出器３０によって検出して画像化する撮影装置から、第１画像の取得時とは異なる時刻に患者Ｐに照射した放射線ｒに応じた第２画像（Ｘ線透視画像ＰＩ）を取得する第２画像取得部６０と、医用画像処理装置１００と、第１画像とＸ線透視画像ＰＩとを用い、位置決め領域に基づいて、放射線治療を行う際の患者Ｐの位置を決める位置決め部７０と、を備えてもよい。

　また、上記説明したように、医用装置は、第１画像に位置決め領域を重畳した画像を表示装置８１に表示させる表示制御部８０、をさらに備えてもよい。

　また、上記説明したように、治療システム１は、医用装置と、患者Ｐの治療部位に治療ビームＢを照射する治療ビーム照射門４０と、位置決め部７０によって決められた位置に合うように患者Ｐが固定された治療台１０の位置の移動量を制御する寝台制御部１１と、を備えてもよい。

　また、医用画像処理装置１００は、ＣＰＵ、ＧＰＵなどのプロセッサや、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどのハードウェア、専用のＬＳＩなどによって実現され、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどの記憶装置を備え、患者Ｐを撮影した第１画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））と、過去の放射線治療において使用させた画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））であって、放射線治療における位置合わせに利用された有効領域Ｅａが指定された比較用画像Ｃｉとを比較する比較部１０１と、比較部１０１による比較結果に基づいて、第１画像内に含まれる有効領域Ｅａに類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部１０２と、を備える医用画像処理装置１００として前記プロセッサを機能させるための医用画像処理プログラムが前記記憶装置に記憶された装置であってもよい。

（第２の実施形態）
　以下、第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置を備えた治療システムの構成は、図１に示した第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１の構成において、医用画像処理装置１００が第２の実施形態の医用画像処理装置（以下、「医用画像処理装置２００」という）に代わった構成である。以下の説明においては、医用画像処理装置２００を含む医用装置を備えた治療システムを、「治療システム２」という。

　なお、以下の説明においては、医用画像処理装置２００を含む医用装置を備えた治療システム２の構成要素において、第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明を省略する。そして、以下の説明においては、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と異なる構成要素である医用画像処理装置２００の構成、動作、および処理についてのみを説明する。

　治療システム２では、第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、医用画像処理装置２００とを合わせたものが、特許請求の範囲における「医用装置」の一例である。なお、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサと、プログラム（ソフトウェア）を記憶した記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）とを備え、プロセッサがプログラムを実行することによりそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）など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それぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによってそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。ここで、プログラム（ソフトウェア）は、予めＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどの治療システム２に備えた記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が治療システム２に備えたドライブ装置に装着されることで、治療システム２に備えた記憶装置にインストールされてもよい。また、プログラム（ソフトウェア）は、他のコンピュータ装置からネットワークを介して予めダウンロードされて、治療システム２に備えた記憶装置にインストールされてもよい。

　医用画像処理装置２００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像を参照し、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像に対して、患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。医用画像処理装置２００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、決定した位置決め領域の情報を位置決め部７０に出力する。また、医用画像処理装置２００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、決定した位置決め領域の情報とを、表示制御部８０に出力する。

　図７は、第２の実施形態の医用装置および医用画像処理装置２００の概略構成を示すブロック図である。図７には、図２に示した第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置１００の概略構成と同様に、医用装置を構成する第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、医用画像処理装置２００とのそれぞれの接続関係を示している。また、図７には、図２に示した第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置１００の概略構成と同様に、医用画像処理装置２００を含む医用装置に関係する比較用画像データベース１１０および寝台制御部１１との接続関係も併せて示している。なお、図７でも、図２に示した第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置１００の概略構成と同様に、医用装置を構成する表示制御部８０とその他の構成要素（より具体的には、医用画像処理装置２００）との接続関係は省略している。

　医用画像処理装置２００は、比較部１０１と、位置決め領域決定部１０２と、患者向き補正部２０３とを備える。医用画像処理装置２００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００に患者向き補正部２０３が追加された構成である。

　比較部１０１は、第１画像取得部５０により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）の代わりに、患者向き補正部２０３により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）と、比較用画像データベース１１０に収集されたそれぞれの比較用画像Ｃｉ（より具体的には、分割画像Ｄｉ）とを比較する。比較部１０１の動作や処理は、分割画像Ｄｉと比較するＣＴ画像が異なるのみで、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える比較部１０１と同様である。また、位置決め領域決定部１０２は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える位置決め領域決定部１０２と同様である。従って、比較部１０１および位置決め領域決定部１０２の動作や処理に関する詳細な説明を省略する。

　患者向き補正部２０３は、第１画像取得部５０により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）の向きを補正する。患者向き補正部２０３は、ＣＴ画像に写された患者Ｐの像の向きが、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉに表された患者Ｐの像の向きに合うように、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像の向きを補正する。患者向き補正部２０３は、例えば、画像の対称性の評価や、ＣＴ画像に写されている被写体像のパターンマッチングなどの処理をすることによって、ＣＴ画像の向きを補正する。なお、患者向き補正部２０３におけるＣＴ画像の向きの補正方法は、画像の対称性の評価や被写体像のパターンマッチングによる方法に限定されない。患者向き補正部２０３は、向きを補正した後のＣＴ画像を比較部１０１に出力する。

（画像の対称性の評価によるＣＴ画像の向きの補正方法の一例）
　ここで、患者向き補正部２０３における画像の対称性の評価によるＣＴ画像の向きの補正方法の一例について説明する。患者向き補正部２０３は、人体は左右対称に近い形状であるものとしてＣＴ画像の向きを補正する。言い換えれば、患者向き補正部２０３は、患者Ｐの体軸方向の傾きが０度に近いほどＣＴ画像に写された患者Ｐの像が左右対称になると考えて、ＣＴ画像の向きを補正する。このため、患者向き補正部２０３は、ＣＴ画像に写された患者Ｐの像の対称性を評価し、評価結果に基づいてＣＴ画像の向きを補正する。この方法は、比較用画像Ｃｉに写されている患者Ｐの向きが左右対称である場合に採用することができる。

　図８Ａおよび図８Ｂは、第２の実施形態の医用画像処理装置２００が備える患者向き補正部２０３における画像の対称性の評価によるＣＴ画像の向きの補正の考え方を示す図である。図８Ａおよび図８Ｂには、ＣＴ画像ＣＴＩに写された患者Ｐの頭部の骨（頭蓋骨）の顎の部分の向きとＣＴ画像ＣＴＩの左右対称度合いの一例を示している。なお、図８Ａおよび図８Ｂに示したＣＴ画像ＣＴＩは、被写体をより認識しやすくするため、背景の色を白色にしている。図８Ａには、患者Ｐの頭部の骨の向きが左右対称ではない場合の一例を示し、図８Ｂには、患者Ｐの頭部の骨の向きが左右対称である場合の一例を示している。なお、以下の説明においては、比較用画像データベース１１０に収集されている比較用画像Ｃｉに写されている患者Ｐの像は、画像の上側が患者Ｐの前方であるものとする。

　ＣＴ画像ＣＴＩの左右対称度合いは、例えば、患者Ｐの中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にある画素の値（画素値）を評価する（比較する）ことによって求めることができる。これは、患者Ｐの向きが左右対称であれば、中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にあるそれぞれの画素の画素値は、近い値になるからである。言い換えれば、中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にあるそれぞれの画素の画素値の差が小さいほど、ＣＴ画像ＣＴＩに写されている患者Ｐの像は左右対称であると言えるからである。例えば、図８ＡのＣＴ画像ＣＴＩでは、写されている患者Ｐの頭部の骨の向きが左右対称ではないため、中心線ＣＬの左側に位置する画素ＰＬ１の画素値と、中心線ＣＬの右側に位置する画素ＰＲ１の画素値との差が大きい。また、同様に、図８ＡのＣＴ画像ＣＴＩでは、中心線ＣＬの左側に位置する画素ＰＬ２の画素値と、中心線ＣＬの右側に位置する画素ＰＲ２の画素値との差も大きい。

　このため、患者向き補正部２０３は、中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にあるそれぞれの画素の画素値の差が所定値以下の小さな値となるようにＣＴ画像ＣＴＩの全体を回転させて、ＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正する。これにより、例えば、図８ＢのＣＴ画像ＣＴＩのように、写されている患者Ｐの頭部の骨の向きが左右対称となる。図８ＢのＣＴ画像ＣＴＩでは、写されている患者Ｐの頭部の骨の向きが左右対称であるため、中心線ＣＬの左側に位置する画素ＰＬ１の画素値と、中心線ＣＬの右側に位置する画素ＰＲ１の画素値との差は小さい。また、同様に、図８ＢのＣＴ画像ＣＴＩでは、中心線ＣＬの左側に位置する画素ＰＬ２の画素値と、中心線ＣＬの右側に位置する画素ＰＲ２の画素値との差も小さい。

　このように、患者向き補正部２０３は、ＣＴ画像ＣＴＩに写されている患者Ｐの像において中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にあるそれぞれの画素の画素値を比較することによって、ＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正する。以下に、この場合における患者向き補正部２０３の処理の一例について説明する。

　図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄは、第２の実施形態の医用画像処理装置２００が備える患者向き補正部２０３によるＣＴ画像ＣＴＩの向き補正の処理の一例を模式的に示す図である。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄには、患者向き補正部２０３によるＣＴ画像ＣＴＩの向き補正処理の手順の流れを順に示している。なお、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄに示したそれぞれの画像は、被写体をより認識しやすくするため、背景の色を白色にしている。

　（手順Ｐ－１）：患者向き補正部２０３は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像ＣＴＩを取得する。図９Ａの手順Ｐ－１には、患者向き補正部２０３が、患者Ｐの頭部の骨（頭蓋骨）の顎の部分の向きが左右対称ではない補正前のＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂ（３次元ボリューム画像）を取得した状態を示している。

　（手順Ｐ－２）：患者向き補正部２０３は、取得したＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂから、ＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂに写された患者Ｐの像の対称性（左右対称度合い）を評価するための１枚の画像を抽出する。この対称性を評価するための１枚の画像は、例えば、ＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂの中心位置を切り出すことによって抽出することができる。以下、患者向き補正部２０３がＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂの中心位置を切り出すことによって抽出した１枚の画像を、「切り出し画像ＣＴＩ－Ｃ」という。図９Ｂの手順Ｐ－２には、患者向き補正部２０３が抽出した切り出し画像ＣＴＩ－Ｃの一例を示している。

　（手順Ｐ－３）：患者向き補正部２０３は、切り出し画像ＣＴＩ－Ｃを所定の角度の範囲内で回転させながら、対称性を評価する評価処理をする。図９Ｃの手順Ｐ－３には、－４０度～４０度の角度の範囲内で切り出し画像ＣＴＩ－Ｃを回転させながら評価処理をしている状態を示している。患者向き補正部２０３は、手順Ｐ－３における評価処理によって、最も左右対称であると考えられる（左右対称度合いが高い）角度を判定する。言い換えれば、ＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂの向きを補正するための角度を判定する。

　（手順Ｐ－４）：患者向き補正部２０３は、手順Ｐ－３における評価処理によって判定した角度にＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂの全体を回転させて、ＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂの向きを補正する。図９Ｄの手順Ｐ－４には、手順Ｐ－１において取得したＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂ（３次元ボリューム画像）の全体を手順Ｐ－３において判定した角度に回転させた補正後のＣＴ画像ＣＴＩ－Ａの一例を示している。

　患者向き補正部２０３は、このような手順の流れで、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂ（補正前）の向きを補正し、補正した後のＣＴ画像ＣＴＩ－Ａ（補正後）を比較部１０１に出力する。これにより、医用画像処理装置２００では、比較部１０１が、患者向き補正部２０３により向きが補正されたＣＴ画像ＣＴＩ－Ａと分割画像Ｄｉとを比較し、位置決め領域決定部１０２が、患者向き補正部２０３により向きが補正されたＣＴ画像ＣＴＩ－Ａに対して位置決め領域を決定する。

　なお、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、および図９Ｄに示した患者向き補正部２０３によるＣＴ画像ＣＴＩの向き補正処理の手順の流れでは、ＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂから切り出し画像ＣＴＩ－Ｃを１枚切り出してＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正する角度を判定する場合を示した。しかし、ＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正する角度を判定するためにＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂから切り出す切り出し画像ＣＴＩ－Ｃの枚数は、１枚に限定されるものではなく、複数枚の切り出し画像ＣＴＩ－ＣをＣＴ画像ＣＴＩ－Ｂから切り出して、ＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正する角度を判定してもよい。この場合、それぞれの切り出し画像ＣＴＩ－Ｃに対する評価処理によって判定した角度を統合することによって、より高精度にＣＴ画像ＣＴＩの向きを補正することができる。

　ここで、図９Ｃに示した手順Ｐ－３における評価処理（左右対称度合いの評価方法）について説明する。図８Ａおよび図８Ｂに示したように、ＣＴ画像ＣＴＩに写されている患者Ｐの像の中心線ＣＬを基準として左右に同じ距離だけ離れている位置にあるそれぞれの画素の画素値を比較することによってＣＴ画像ＣＴＩの左右対称度合いを評価する場合、基準とする中心線ＣＬを定める必要がある。しかしながら、放射線治療の計画段階においてＣＴ画像ＣＴＩに写される患者Ｐは、必ずしもＣＴ画像ＣＴＩの中心位置に写されるとは限らない。このため、評価処理をする前に、患者Ｐの中心位置を推定したり、位置不変性のある評価値を用いたりすることによって、患者Ｐの中心位置を定める必要がある。

　患者Ｐの中心位置を推定する方法としては、例えば、患者Ｐの中心付近の画像パターンを予め機械学習させておいた識別器を用いる方法がある。この方法の場合、補正前のＣＴ画像を構成するそれぞれの画素の位置から切り出した画像パターンを識別器に入力し、識別器の出力が最大となった位置を、患者Ｐの中心位置として推定することができる。これにより、患者向き補正部２０３は、推定した中心位置に基づいて定めた中心線ＣＬを基準としてそれぞれの画素の画素値を比較して、ＣＴ画像に写された患者Ｐの像の対称性（左右対称度合い）を評価することができる。

　位置不変性のある評価値を用いる方法としては、例えば、ＣＴ画像に対してフーリエ変換を行い、周波数空間の振幅値を利用する方法がある。この方法の場合、位置不変性のある評価値を用いる方法としては、例えば、ＣＴ画像に対してフーリエ変換を行い、その結果を利用する方法がある。この方法の場合、フーリエ変換して得られた周波数空間の振幅値を位置不変性のある評価値として用いて、患者Ｐの中心位置を定めることができる。例えば、画像Ｉ（ｘ，ｙ）のフーリエ変換をＦ（ｕ，ｖ）とすると、画像Ｉ（ｘ，ｙ）が画像の中心で線対称であった場合には、フーリエ変換Ｆ（ｕ，ｖ）も中心で線対称となる。このことから、振幅値は、下式（１）で表される。

　上式（１）で表される振幅値は、画像が平行移動した場合においても、周波数領域で位相がずれるのみで振幅は変化しないため常に成り立つ。このことから、患者向き補正部２０３は、周波数領域の振幅値の対称性を評価することによって、ＣＴ画像内の患者Ｐが写されている位置によらずに、ＣＴ画像に写された患者Ｐの像の対称性（左右対称度合い）を評価することができる。

（被写体像のパターンマッチングによるＣＴ画像の向きの補正方法の一例）
　次に、患者向き補正部２０３における被写体像のパターンマッチングによるＣＴ画像の向きの補正方法の一例について説明する。被写体像のパターンマッチングによってＣＴ画像の向きを補正する場合、予め患者の向きを揃えた画像を複数枚用意する。ここで、用意する画像は、不特定の複数の患者の画像であってもよい。また、予め用意したそれぞれの画像を学習画像として画像パターンを学習した識別器を準備する。ここで準備する識別器には、正解の画像パターンと非正解の画像パターンとの２クラスの学習をさせる。このとき、例えば、学習画像をランダムに移動や回転をさせて任意の画像パターンを生成する。そして、初期値からのずれ量が少ない画像パターンを正解の画像パターンとして識別器を学習させる。一方、初期値からのずれ量が多い画像パターンを非正解の画像パターンとして識別器を学習させる。

　患者向き補正部２０３は、患者Ｐの向きを推定する際に、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像の位置や向きを変えながら画像パターンを切り出して識別器に入力し、識別器の判定結果に基づいて、ＣＴ画像に写されている患者Ｐの向きを推定する。そして、患者向き補正部２０３は、識別器の判定結果が正解の画像パターンである場合に、この画像パターンをＣＴ画像から切り出した位置や向きに、ＣＴ画像の向きを補正する。

　このように、患者向き補正部２０３は、予め画像パターンを学習した識別器を用いてパターンマッチングすることによって、ＣＴ画像の向きを補正する。

　次に、治療システム２の動作の概略について説明する。図１０は、第２の実施形態の治療システム２おける動作の流れを示すフローチャートである。図１０に示した治療システム２のフローチャートでは、図５に示した第１の実施形態の治療システム１のフローチャートにおけるステップＳ１０１とステップＳ１０２との間に、ステップＳ２００が挿入されている。言い換えれば、治療システム２では、ステップＳ２００以外の処理は、第１の実施形態の治療システム１の処理と同様である。

　治療システム２が動作を開始すると、第１画像取得部５０は、ＣＴ画像を取得する（ステップＳ１００）。そして、第１画像取得部５０は、取得したＣＴ画像を、位置決め部７０および医用画像処理装置２００が備える患者向き補正部２０３に出力する。

　続いて、患者向き補正部２０３は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像の向きを補正する（ステップＳ２００）。そして、患者向き補正部２０３は、補正後のＣＴ画像を比較部１０１に出力する。

　以降、図５に示した第１の実施形態の治療システム１のフローチャートと同様に、比較部１０１が、患者向き補正部２０３により出力された補正後のＣＴ画像と分割画像Ｄｉとを比較し（ステップＳ１０１）、位置決め領域決定部１０２が補正後のＣＴ画像に対する位置決め領域を決定する（ステップＳ１０２）。そして、図５に示した第１の実施形態の治療システム１のフローチャートと同様に、第２画像取得部６０がＸ線透視画像ＰＩを取得し（ステップＳ１０３）、位置決め部７０が患者Ｐの位置を決定して治療台１０の移動量を求め（ステップＳ１０４）、寝台制御部１１が位置決め部７０により出力された移動量の情報に基づいて治療台１０を移動させる（ステップＳ１０５）。これにより、治療台１０に固定されている現在の患者Ｐの位置が、放射線治療を行うのに好適な位置に移動される。

　上述したように、医用画像処理装置２００では、患者向き補正部２０３によってＣＴ画像の向きを補正した後、比較部１０１によって補正後のＣＴ画像と分割画像Ｄｉとを比較し、位置決め領域決定部１０２によってＣＴ画像内の位置決め領域を決定する。これにより、医用画像処理装置２００でも、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを操作して患者Ｐの位置合わせを行う際に着目する領域を指定することなく、過去の放射線治療において同じ治療部位を治療した患者の位置合わせに利用した着目領域と同様の位置決め領域を、自動で設定することができる。しかも、医用画像処理装置２００では、患者向き補正部２０３によって３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）ＣＴ画像に写された患者Ｐの像の向きが、分割画像Ｄｉに表された患者Ｐの像の向きに合うように補正しているため、第１の実施形態の医用画像処理装置１００よりもより高精度に位置決め領域を設定することができる。このことにより、医用画像処理装置２００を含む医用装置では、位置決め部７０によって決定した位置に、放射線治療において治療を行う患者Ｐの方向を向けさせる、つまり、治療ビームＢを照射するために好適な方向に患者Ｐを向けさせることができる。このように、医用画像処理装置２００を含む医用装置を備えた治療システム２では、放射線治療における患者Ｐの位置決めを、高精度に行うことができる。

　なお、上述した説明では、患者向き補正部２０３が、ＣＴ画像の全体を回転させてＣＴ画像の向きを補正する場合について説明した。しかし、患者向き補正部２０３によるＣＴ画像の補正は、ＣＴ画像の全体に限定されない。例えば、患者向き補正部２０３は、ＣＴ画像に写されている被写体像のみ、つまり、患者Ｐのみの向きを補正してもよい。

　上記説明したように、医用画像処理装置２００において、第１画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））に写された患者Ｐの向きが、比較用画像Ｃｉに表された患者Ｐの向きに合うように第１画像の向きを補正する患者向き補正部２０３、をさらに備え、比較部１０１は、患者向き補正部２０３により向きが補正された第１画像と比較用画像Ｃｉとを比較してもよい。

（第３の実施形態）
　以下、第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置を備えた治療システムの構成は、図１に示した第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１の構成において、医用画像処理装置１００が第３の実施形態の医用画像処理装置（以下、「医用画像処理装置３００」という）に代わった構成である。以下の説明においては、医用画像処理装置３００を含む医用装置を備えた治療システムを、「治療システム３」という。

　なお、以下の説明においては、医用画像処理装置３００を含む医用装置を備えた治療システム３の構成要素において、第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１の構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付与し、それぞれの構成要素に関する詳細な説明を省略する。そして、以下の説明においては、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と異なる構成要素である医用画像処理装置３００の構成、動作、および処理についてのみを説明する。

　治療システム３では、第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、医用画像処理装置３００とを合わせたものが、特許請求の範囲における「医用装置」の一例である。なお、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵなどのハードウェアプロセッサと、プログラム（ソフトウェア）を記憶した記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）とを備え、プロセッサがプログラムを実行することによりそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、ＬＳＩやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＧＰＵなどのハードウェア（回路部；circuitryを含む）など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それぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。また、医用装置に備えた構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによってそれぞれの構成要素の機能が実現されてもよい。ここで、プログラム（ソフトウェア）は、予めＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、フラッシュメモリなどの治療システム３に備えた記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭなどの着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体が治療システム３に備えたドライブ装置に装着されることで、治療システム３に備えた記憶装置にインストールされてもよい。また、プログラム（ソフトウェア）は、他のコンピュータ装置からネットワークを介して予めダウンロードされて、治療システム３に備えた記憶装置にインストールされてもよい。

　医用画像処理装置３００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像を参照し、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像に対して、患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。このとき、医用画像処理装置３００は、放射線治療において照射させる治療ビームＢの飛程を考慮して、患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。医用画像処理装置３００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、決定した位置決め領域の情報を位置決め部７０に出力する。また、医用画像処理装置３００は、治療ビームＢの飛程を考慮した場合により優先的に患者Ｐの位置合わせに利用する着目領域を確認するための画像を生成して表示制御部８０に出力する。

　図１１は、第３の実施形態の医用装置および医用画像処理装置３００の概略構成を示すブロック図である。図１１には、医用装置を構成する第１画像取得部５０と、第２画像取得部６０と、位置決め部７０と、表示制御部８０と、医用画像処理装置３００とのそれぞれの接続関係を示している。また、図１１には、図２に示した第１の実施形態の医用装置および医用画像処理装置１００の概略構成と同様に、医用画像処理装置３００を含む医用装置に関係する比較用画像データベース１１０および寝台制御部１１との接続関係も併せて示している。なお、図１１では、医用装置を構成する第２画像取得部６０とその他の構成要素（より具体的には、放射線検出器３０）との接続関係、および表示制御部８０とその他の構成要素（より具体的には、表示装置８１）との接続関係は省略している。

　医用画像処理装置３００は、比較部１０１と、位置決め領域決定部３０２と、飛程範囲抽出部３０４と、確認画像生成部３０５とを備える。医用画像処理装置３００は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００に備えた位置決め領域決定部１０２が位置決め領域決定部３０２に代わり、飛程範囲抽出部３０４と確認画像生成部３０５とが追加された構成である。

　飛程範囲抽出部３０４は、第１画像取得部５０により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）、および治療計画情報（治療計画の段階において事前に定めた情報）から治療ビームＢの到達距離である飛程の情報を取得し、患者Ｐの位置合わせにおいて飛程を考慮した場合に優先的に利用する所定の範囲を抽出する。飛程範囲抽出部３０４は、例えば、ＣＴ画像に対して事前に定めた治療部位の位置、治療ビームＢの照射方向、および照射強度などの情報に基づいて、治療ビームＢの飛程の情報を取得する。飛程範囲抽出部３０４は、取得した治療ビームＢの飛程の情報に基づいて、治療ビームＢを中心とした周囲の所定距離の範囲を、治療ビームＢの飛程まで抽出する。以下の説明においては、飛程範囲抽出部３０４が抽出する飛程の範囲を、「飛程範囲」という。例えば、治療ビームＢの飛程が１つの経路であるとすると、飛程範囲抽出部３０４は、治療ビームＢを中心とした飛程までの長さの円柱の範囲を、飛程範囲として抽出する。飛程範囲抽出部３０４は、抽出した飛程範囲の情報を、位置決め領域決定部３０２に出力する。

　位置決め領域決定部３０２は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える位置決め領域決定部１０２と同様に、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、ＣＴ画像内に含まれる有効領域の範囲を位置決め領域として決定する。さらに、位置決め領域決定部３０２は、飛程範囲抽出部３０４により出力された飛程範囲の情報に基づいて、決定した位置決め領域の範囲内で患者Ｐの位置合わせに優先的に利用する有効領域の範囲を優先位置決め領域として決定する。言い換えれば、位置決め領域決定部３０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて決定した有効領域のうち、治療ビームＢにおける飛程までの経路上に存在する、患者Ｐの位置合わせにおいて有効な領域の範囲を優先位置決め領域として決定する。このとき、位置決め領域決定部３０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて決定した有効領域から飛程範囲内の有効領域を選択し、選択した有効領域の範囲を優先位置決め領域として決定する。ここで決定される優先位置決め領域は、位置決め領域のうち、治療部位から治療ビーム照射門４０の側、つまり、手前側に存在する有効領域の範囲となる。言い換えれば、優先位置決め領域は、治療ビームＢの飛程よりも奥側、つまり治療ビームＢが届かない位置にあるため、患者Ｐの位置合わせにおいて必ずしも合わせる必要がない有効領域を除いた範囲となる。

　なお、位置決め領域決定部３０２における優先位置決め領域の決定方法は、上述したように、位置決め領域を決定した後に、飛程範囲内に含まれる有効領域の範囲を選択し、選択した有効領域の範囲を優先位置決め領域として決定する方法に限定されない。例えば、位置決め領域決定部３０２は、有効領域の範囲を位置決め領域として決定するときの方法と同様の考え方で、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、飛程範囲抽出部３０４により出力された飛程範囲内に含まれる有効領域の範囲を優先位置決め領域として決定してもよい。または、飛程範囲内に絞って比較部１０１における比較結果の情報を計算してもよい。これにより、比較部１０１における計算時間を短縮する効果が期待できる。

　位置決め領域決定部３０２は、決定したＣＴ画像内の位置決め領域の範囲を表す情報、および決定した優先位置決め領域の範囲を表す情報を、位置決め部７０に出力する。

　これにより、位置決め部７０は、位置決め領域決定部３０２により出力された優先位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、より高精度に放射線治療を行うのにより好適な患者Ｐの位置を決定することができる。例えば、Ｘ線透視画像ＰＩでは、治療部位の手前側にある骨も奥側にある骨も同様に撮影される。つまり、Ｘ線透視画像ＰＩでは、奥行き方向の骨の位置を判別することが容易ではない状態で撮影される。このような状態のＸ線透視画像ＰＩであっても、位置決め部７０は、優先位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、Ｘ線透視画像ＰＩにおいて治療ビームＢの飛程よりも奥側の骨の有効領域を患者Ｐの位置合わせに利用する有効領域から除いて、患者Ｐの位置を決定することができる。

　なお、位置決め領域決定部３０２は、決定したＣＴ画像内の優先位置決め領域の範囲を表す情報のみを、位置決め部７０に出力してもよい。この場合、位置決め部７０は、位置決め領域決定部３０２により出力された優先位置決め領域の範囲を表す情報を、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える位置決め領域決定部１０２により出力された位置決め領域の範囲を表す情報として用いることにより、放射線治療を行うのにより好適な患者Ｐの位置を決定することができる。さらに、この場合には、位置決め領域決定部３０２は優先位置決め領域のみを決定すればよいため、位置決め領域を決定する処理の高速化を図ったり、処理の負荷を抑えたりすることができる。

　また、位置決め領域決定部３０２は、決定したＣＴ画像内の優先位置決め領域を、確認画像生成部３０５に出力する。

　確認画像生成部３０５は、第１画像取得部５０により出力された３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像）内に、位置決め領域決定部３０２により出力された優先位置決め領域を強調させて重畳した確認画像を生成する。確認画像生成部３０５は、生成した確認画像を表示制御部８０に出力する。これにより、表示制御部８０は、確認画像生成部３０５により出力された確認画像を、表示装置８１に表示させる。

　なお、医用画像処理装置３００において位置決め領域決定部３０２は、第１の実施形態の医用画像処理装置１００が備える位置決め領域決定部１０２と同様に、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、決定したＣＴ画像内の位置決め領域の情報および優先位置決め領域の情報とを、表示制御部８０に出力してもよい。この場合、表示制御部８０は、確認画像を生成して表示装置８１に表示させる構成にすることもできるようになる。この構成の場合、医用画像処理装置３００は、確認画像生成部３０５を備えない構成にすることもできる。

（確認画像の一例）
　ここで、確認画像生成部３０５が生成する確認画像の一例について説明する。図１２は、第３の実施形態の医用画像処理装置３００が備える確認画像生成部３０５が生成する確認画像の一例を示す図である。図１２には、ＣＴ画像に写された患者Ｐの頭部の骨（頭蓋骨）の範囲の中に、位置決め領域決定部３０２が決定した優先位置決め領域の範囲を表す画像（確認画像）の一例を示している。なお、図１２に示した確認画像ＶＲＩ（ＣＴ画像）は、被写体をより認識しやすくするため、背景の色を白色にしている。

　確認画像生成部３０５は、ＣＴ画像内の優先位置決め領域の領域を強調する（目立たせる）ことにより、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が、患者Ｐの位置合わせにおいて飛程を考慮した場合に優先的に利用する着目領域を目視で確認することができる確認画像を生成する。例えば、確認画像生成部３０５は、優先位置決め領域の領域を他の位置決め領域とは異なる色にすることによって強調する部分を目立たせた確認画像を生成する。

　図１２には、ＣＴ画像ＣＴＩ内に写されている患者Ｐの頭蓋骨の全体に有効領域Ｅａが割り当てられた場合（例えば、図６Ｄを参照）において、患者Ｐの顔の正面から治療ビームＢを所定の範囲に照射する（つまり、スキャニング照射する）ときに位置合わせに利用する優先位置決め領域ＰＥａを強調させている（目立たせている）確認画像ＶＲＩ（ＣＴ画像）の一例を示している。図１２に示した確認画像ＶＲＩ（ＣＴ画像）の一例では、治療部位から治療ビーム照射門４０の側（手前側）の優先位置決め領域ＰＥａの色を、治療部位から奥側の有効領域Ｅａと異なる色（例えば、有効領域Ｅａを青色、優先位置決め領域ＰＥａを赤色など）にすることによって強調させている（目立たせている）。確認画像生成部３０５は、このような確認画像を生成して表示制御部８０に出力することにより、表示制御部８０が確認画像を表示装置８１に表示させる。これにより、例えば、放射線治療の実施者（医師など）は、有効領域Ｅａ内の優先位置決め領域ＰＥａをより明確に、目視で確認することができる。

　なお、ＣＴ画像に有効領域Ｅａや優先位置決め領域ＰＥａを示した確認画像は、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを操作することによって回転させることもできる。これにより、例えば、放射線治療の実施者（医師など）は、確認画像を回転させて様々な角度から有効領域Ｅａおよび優先位置決め領域ＰＥａを確認することができる。

（確認画像の別の一例）
　図１３は、第３の実施形態の医用画像処理装置３００が備える確認画像生成部３０５が生成する確認画像の別の一例を示す図である。図１３には、ＣＴ画像から再構成されたそれぞれのＤＲＲ画像に写された患者Ｐの頭部の骨（頭蓋骨）の範囲の中に、位置決め領域決定部３０２が決定した優先位置決め領域ＰＥａの範囲を表す画像（確認画像）の一例を示している。なお、図１３に示した確認画像ＶＲＩ（ＤＲＲ画像）は、被写体をより認識しやすくするため、背景の色を白色にしている。

　例えば、放射線治療の実施者（医師など）が患者Ｐの位置合わせにおいて確認する画像は、２つの放射線検出器３０のそれぞれにより出力された、治療台１０に現在固定されている患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩであることも考えられる。この場合、確認画像生成部３０５は、例えば、２つの放射線源２０のそれぞれに対応して再構成したそれぞれのＤＲＲ画像を生成し、生成したそれぞれのＤＲＲ画像上に優先位置決め領域ＰＥａを示した確認画像を生成する。この場合も、確認画像生成部３０５は、例えば、それぞれのＤＲＲ画像内の優先位置決め領域ＰＥａの領域を有効領域Ｅａとは異なる色にすることによって、それぞれのＤＲＲ画像において強調する部分を目立たせた確認画像を生成する。

　図１３には、ＣＴ画像内に写されている患者Ｐの頭蓋骨の全体に有効領域Ｅａが割り当てられた場合において再構成したそれぞれのＤＲＲ画像に、患者Ｐの顔の正面から治療ビームＢを所定の範囲にスキャニング照射するときに位置合わせに利用する優先位置決め領域ＰＥａを強調させている（目立たせている）確認画像ＶＲＩ（ＤＲＲ画像）の一例を示している。図１３の左側のＤＲＲ画像は、例えば、治療システム１において放射線源２０－１と放射線検出器３０－１との組によって構成される撮影装置が撮影するＸ線透視画像ＰＩに対応する確認画像ＶＲＩ－Ｌ（ＤＲＲ画像）の一例である。また、図１３の右側のＤＲＲ画像は、例えば、治療システム１において放射線源２０－２と放射線検出器３０－２との組によって構成される撮影装置が撮影するＸ線透視画像ＰＩに対応する確認画像ＶＲＩ－Ｒ（ＤＲＲ画像）の一例である。図１３に示したそれぞれの確認画像ＶＲＩ（ＤＲＲ画像）の一例では、治療部位から治療ビーム照射門４０の側（手前側）の優先位置決め領域ＰＥａの色を、治療部位から奥側の有効領域Ｅａと異なる色（例えば、有効領域Ｅａを青色、優先位置決め領域ＰＥａを赤色など）にすることによって強調させている（目立たせている）。確認画像生成部３０５は、このようなそれぞれの確認画像を生成して表示制御部８０に出力することにより、表示制御部８０がそれぞれの確認画像を表示装置８１に表示させる。これにより、例えば、放射線治療の実施者（医師など）は、治療台１０に現在固定されている患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩと、対応するそれぞれの確認画像（ＤＲＲ画像）を比較して、確認画像（ＤＲＲ画像）に示された有効領域Ｅａ内の優先位置決め領域ＰＥａをより明確に、目視で確認することができる。また、確認画像（ＤＲＲ画像）は、ＣＴ画像内の優先位置決め領域ＰＥａのみに基づいて作成してもよい。これにより、優先位置決め領域ＰＥａを明確にしつつ、従来の放射線治療と同様に、Ｘ線透視画像ＰＩとＤＲＲ画像とのモノクロの画像同士の比較を行うことができる。

　次に、治療システム３の動作の概略について説明する。図１４は、第３の実施形態の治療システムにおける動作の流れを示すフローチャートである。図１４に示した治療システム３のフローチャートには、図５に示した第１の実施形態の治療システム１のフローチャートにおける処理と同様の処理を含んでいる。従って、以下の説明においては、治療システム３の動作において、第１の実施形態の治療システム１における処理と同様の処理に関する詳細な説明を省略する。

　治療システム３が動作を開始すると、第１画像取得部５０は、ＣＴ画像を取得する（ステップＳ１００）。そして、第１画像取得部５０は、取得したＣＴ画像を、位置決め部７０および医用画像処理装置３００が備える比較部１０１、飛程範囲抽出部３０４、および確認画像生成部３０５に出力する。

　続いて、飛程範囲抽出部３０４は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像から治療ビームＢの飛程の情報を取得し、飛程範囲を抽出する（ステップＳ３００）。そして、飛程範囲抽出部３０４は、抽出した飛程範囲の情報を位置決め領域決定部３０２に出力する。

　続いて、比較部１０１は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、比較用画像データベース１１０に収集された治療部位のそれぞれの分割画像Ｄｉとを比較する（ステップＳ１０１）。そして、比較部１０１は、比較結果の情報を位置決め領域決定部１０２に出力する。なお、比較部１０１におけるステップＳ１０１の処理は、飛程範囲抽出部３０４におけるステップＳ３００の処理と同時（並列）に実行されてもよい。また、比較部１０１におけるステップＳ１０１の処理と、飛程範囲抽出部３０４におけるステップＳ３００の処理とは、逆の順番で実行されてもよい。

　続いて、位置決め領域決定部３０２は、比較部１０１により出力された比較結果の情報に基づいて、ＣＴ画像に対する位置決め領域を決定する。さらに、位置決め領域決定部３０２は、飛程範囲抽出部３０４により出力された飛程範囲の情報に基づいて、飛程範囲の優先位置決め領域を決定する（ステップＳ３０２）。そして、位置決め領域決定部３０２は、ＣＴ画像に対して決定した位置決め領域の範囲を表す情報および優先位置決め領域の範囲を表す情報を、位置決め部７０に出力する。

　続いて、第２画像取得部６０は、それぞれの放射線検出器３０により出力された現在の患者Ｐの体内のＸ線透視画像ＰＩを取得する（ステップＳ１０３）。そして、第２画像取得部６０は、取得したＸ線透視画像ＰＩを、位置決め部７０に出力する。

　続いて、確認画像生成部３０５は、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像内に、位置決め領域決定部３０２により出力された優先位置決め領域を強調させて重畳した確認画像を生成する（ステップＳ３０３）。そして、確認画像生成部３０５は、生成した確認画像を表示制御部８０に出力する。これにより、表示制御部８０は、確認画像生成部３０５により出力された確認画像を、表示装置８１に表示させる。

　続いて、位置決め部７０は、位置決め領域決定部３０２により出力された優先位置決め領域の範囲を表す情報に基づいて、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像と、第２画像取得部６０により出力されたＸ線透視画像ＰＩとを照合し、患者Ｐの位置を決定する（ステップＳ３０４）。さらに、位置決め部７０は、決定した患者Ｐの位置に治療台１０を移動させるための移動量を求める。そして、位置決め部７０は、求めた治療台１０の移動量の情報を寝台制御部１１に出力する。なお、位置決め部７０におけるステップＳ３０４の処理は、確認画像生成部３０５におけるステップＳ３０３の処理と同時（並列）に実行されてもよい。

　続いて、寝台制御部１１は、位置決め部７０により出力された移動量の情報に基づいて治療台１０を移動させる（ステップＳ１０５）。これにより、治療台１０に固定されている現在の患者Ｐの位置が、優先位置決め領域に基づいて決定された、放射線治療を行うのに好適な位置に移動される。

　上述したように、医用画像処理装置３００でも、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、比較用画像データベース１１０に収集された比較用画像Ｃｉを参照して、第１画像取得部５０により出力されたＣＴ画像に対して患者Ｐの位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。さらに、医用画像処理装置３００では、ＣＴ画像から治療ビームＢの飛程の情報を取得して飛程範囲を抽出し、決定した位置決め領域内の優先位置決め領域を決定する。そして、医用画像処理装置３００では、決定した位置決め領域の範囲を表す情報と優先位置決め領域の範囲を表す情報とを、位置決め部７０に出力する。これにより、医用画像処理装置３００でも、第１の実施形態の医用画像処理装置１００と同様に、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が操作部（不図示）などのユーザーインターフェースを操作して患者Ｐの位置合わせを行う際に着目する領域を指定することなく、過去の放射線治療において同じ治療部位を治療した患者の位置合わせに利用した着目領域と同様の位置決め領域を、自動で設定することができる。しかも、医用画像処理装置３００では、飛程範囲抽出部３０４が、ＣＴ画像から飛程範囲を抽出し、位置決め領域決定部３０２が、患者Ｐの位置合わせにおいてより優先的に利用する飛程を考慮した優先位置決め領域を決定するため、第１の実施形態の医用画像処理装置１００よりもより有効な位置決め領域（放射線治療において重点的に位置合わせをする必要がある優先位置決め領域）を設定することができる。このことにより、医用画像処理装置３００を含む医用装置では、位置決め部７０によって決定した位置に、放射線治療において治療を行う患者Ｐの方向を向けさせる、つまり、治療ビームＢを照射するためにより好適な方向に患者Ｐを向けさせることができる。このように、医用画像処理装置３００を含む医用装置を備えた治療システム３では、放射線治療における患者Ｐの位置決めを、より高精度に行うことができる。

　さらに、医用画像処理装置３００では、確認画像生成部３０５が、ＣＴ画像に優先位置決め領域を強調させて重畳した確認画像を生成する。このことにより、医用画像処理装置３００を含む医用装置では、患者Ｐの位置合わせにおいて飛程を考慮した場合に優先的に利用する着目領域を、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が、より明確に目視で確認することができる。

　なお、上述した説明では、第１の実施形態の医用画像処理装置１００を医用画像処理装置３００に代える構成について説明した。言い換えれば、第１の実施形態の医用画像処理装置１００を含む医用装置を備えた治療システム１に医用画像処理装置３００を適用する構成について説明した。しかし、医用画像処理装置３００は、上述した第１の実施形態の医用画像処理装置１００に代える構成に限定されない。例えば、医用画像処理装置３００は、第２の実施形態の医用画像処理装置２００に代える構成であってもよい。この場合、医用画像処理装置３００が備える飛程範囲抽出部３０４は、患者向き補正部２０３により向きが補正されたＣＴ画像から治療ビームＢの飛程の情報を取得して飛程範囲を抽出し、確認画像生成部３０５は、患者向き補正部２０３により向きが補正されたＣＴ画像内に、飛程範囲抽出部３０４により出力された優先位置決め領域を示した確認画像を生成する。

　上記説明したように、医用画像処理装置３００において、第１画像（３次元ボリューム画像（例えば、ＣＴ画像））から放射線治療において照射する放射線ｒの飛程の情報を取得し、第１画像内で取得した飛程を含む所定の飛程範囲を抽出する飛程範囲抽出部３０４、をさらに備え、位置決め領域決定部３０２は、飛程を含む所定の飛程範囲内で、第１画像内に含まれる有効領域Ｅａに類似する第２の位置決め領域（優先位置決め領域）を決定してもよい。

　また、上記説明したように、医用画像処理装置３００において、第１画像に優先位置決め領域の範囲を強調させて重畳した確認画像を生成する確認画像生成部３０５、をさらに備えてもよい。

　上記に述べたとおり、各実施形態の医用画像処理装置では、比較部と位置決め領域決定部との構成によって、比較用画像データベースに収集された比較用画像を参照して、３次元ボリューム画像に対して患者の位置合わせに利用するための位置決め領域を決定する。これにより、各実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置では、医用画像処理装置により出力された位置決め領域に基づいて３次元ボリューム画像とＸ線透視画像ＰＩとを照合し、放射線治療を行うのに好適な位置に治療台を移動させるための移動量を求めることができる。そして、各実施形態の医用画像処理装置を含む医用装置を備えた治療システムでは、放射線治療をする際に、高精度に患者の位置決めをすることができる。

　なお、上述したそれぞれの実施形態では、比較用画像データベースに収集されている比較用画像（分割画像や有効領域画像）が、３次元の画像である場合について説明した。この場合の有効領域画像に示される有効領域は、上述したように、例えば、放射線治療の実施者（医師など）が、過去の放射線治療において３次元ボリューム画像に対して指定した着目領域である。しかし、治療システムには、例えば、放射線治療の実施者（医師など）がＤＲＲ画像に対して着目領域を指定する構成のものある。この場合の比較用画像は、２次元の画像となる。そして、有効領域画像に示される有効領域も２次元の領域となる。しかし、指定された着目領域が２次元の領域である場合でも、ＤＲＲ画像の元となる画像の撮影条件、例えば、撮影装置が画像を撮影したときの撮影方向などがわかれば、２次元の着目領域に基づいて３次元の有効領域を構成して有効領域画像に示すことができる。これにより、上述したそれぞれの実施形態の医用画像処理装置は、上述したそれぞれの実施形態と同様に位置決め領域を決定し、放射線治療を行うのに好適な位置に治療台を移動させるための移動量を求めることができる。なお、ＤＲＲ画像の視点を増やす、言い換えれば、ＤＲＲ画像の元となる画像を撮影する撮影方向を増やしてＤＲＲ画像の枚数を増やすことによって、２次元の着目領域に基づいて３次元の有効領域を構成する際の精度が向上する。このため、１つの３次元の分割画像に対して２次元の有効領域が示された複数の有効領域画像を組にして比較用画像を構成し、比較用画像データベースに収集しておくこともできる。言い換えれば、比較用画像データベースには、上述したそれぞれの実施形態で説明した３次元の分割画像と３次元の有効領域画像とを組にした分割画像のみではなく、３次元の分割画像と２次元の有効領域画像とを組にした分割画像を収集しておくこともできる。

　上記実施形態で説明した医用画像処理装置において用いられる医用画像処理プログラムは、コンピュータを、患者を撮影した第１画像と、過去の放射線治療において使用させた画像であって、放射線治療における位置合わせに利用された有効領域が指定された比較用画像とを比較する比較部と、比較部による比較結果に基づいて、第１画像内に含まれる有効領域に類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部と、を備える医用画像処理装置として機能させるための医用画像処理プログラムである。

　以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、患者（Ｐ）を撮影した３次元ボリューム画像（ＣＴ画像）と、過去の放射線治療において使用された３次元ボリューム画像（ＣＴ画像）であって、放射線治療における位置合わせに利用された有効領域（Ｅａ）が指定された比較用画像（Ｃｉ）とを比較する比較部（１０１）と、比較部（１０１）による比較結果に基づいて、３次元ボリューム画像（ＣＴ画像）内に含まれる有効領域（Ｅａ）に類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部（１０２）と、を持つことにより、高精度に患者（Ｐ）の位置決めをすることができる。

　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。

Claims

　患者を撮影した第１画像と、過去の放射線治療において使用された画像であって、前記放射線治療における位置合わせに利用された有効領域が指定された比較用画像とを比較する比較部と、
　前記比較部による比較結果に基づいて、前記第１画像内に含まれる前記有効領域に類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部と、
　を備える医用画像処理装置。
　前記比較用画像は、前記過去の放射線治療において収集され、前記過去の放射線治療において用いられた１つの透視画像が所定の大きさに分割された分割画像のうち一部が前記有効領域として指定されたものを、複数含み、
　前記位置決め領域決定部は、複数の前記比較用画像のそれぞれについて、前記第１画像内で前記有効領域と類似する箇所を抽出し、複数の前記比較用画像のそれぞれについて抽出した箇所を結合して前記位置決め領域を決定する、
　請求項１に記載の医用画像処理装置。
　前記第１画像に写された前記患者の向きが、前記比較用画像に表された患者の向きに合うように前記第１画像の向きを補正する患者向き補正部、
　をさらに備え、
　前記比較部は、前記患者向き補正部により向きが補正された前記第１画像と前記比較用画像とを比較する、
　請求項１または請求項２に記載の医用画像処理装置。
　前記比較用画像は複数用意され、それぞれの前記比較用画像が前記過去の放射線治療において治療した治療部位ごとに複数の画像群にまとめられており、
　前記比較部は、前記患者の治療部位に応じて、前記第１画像と比較する前記比較用画像の画像群を選択する、
　請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
　前記第１画像から前記放射線治療において照射する放射線の飛程の情報を取得し、前記第１画像内で取得した前記飛程を含む所定の範囲を抽出する飛程範囲抽出部、
　をさらに備え、
　前記位置決め領域決定部は、前記飛程を含む所定の範囲内で、前記第１画像内に含まれる前記有効領域に類似する第２の位置決め領域を決定する、
　請求項１から請求項４のうちいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
　前記第１画像に前記第２の位置決め領域の範囲を強調させて重畳した確認画像を生成する確認画像生成部、
　をさらに備える、
　請求項５に記載の医用画像処理装置。
　前記第１画像は、ＤＲＲ（Digitally Reconstructed Radiograph）画像である、
　請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載の医用画像処理装置。
　コンピュータを、
　患者を撮影した第１画像と、過去の放射線治療において使用させた画像であって、前記放射線治療における位置合わせに利用された有効領域が指定された比較用画像とを比較する比較部と、
　前記比較部による比較結果に基づいて、前記第１画像内に含まれる前記有効領域に類似する位置決め領域を決定する位置決め領域決定部と、
　を備える医用画像処理装置として機能させるための医用画像処理プログラム。
　請求項１から請求項７のうちいずれか１項に記載の医用画像処理装置と、
　前記第１画像を取得する第１画像取得部と、
　照射した放射線を検出器によって検出して画像化する撮影装置から、前記第１画像の撮影時刻とは異なる時刻に前記患者に照射した前記放射線に応じた第２画像を取得する第２画像取得部と、
　前記第１画像と前記第２画像とを用い、前記位置決め領域に基づいて、放射線治療を行う際の前記患者の位置を決める位置決め部と、
　を備える医用装置。
　前記第１画像に前記位置決め領域を重畳した画像を表示装置に表示させる表示制御部、
　をさらに備える、
　請求項９に記載の医用装置。
　請求項９または請求項１０に記載の医用装置と、
　前記患者の治療部位に治療ビームを照射する照射部と、
　前記位置決め部によって決められた位置に合うように前記患者が固定された寝台の位置の移動量を制御する寝台制御部と、
　を備える治療システム。