特開 2023-136092 医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023136092

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20230922BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022041522

(22)【出願日】2022-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】301032942

【氏名又は名称】国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】岡屋 慶子

(72)【発明者】

【氏名】添川 泰大

(72)【発明者】

【氏名】井関 康

(72)【発明者】

【氏名】森 慎一郎

【テーマコード（参考）】

4C082

【Ｆターム（参考）】

4C082AC01

4C082AC02

4C082AC03

4C082AC04

4C082AC05

4C082AE03

4C082AJ08

4C082AJ11

4C082AJ14

4C082AJ16

4C082AL03

4C082AL06

(57)【要約】

【課題】治療段階において撮影したＣＴ画像を患者の位置決めに有効に活用することできる医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラムを提供すること。
【解決手段】実施形態の医用画像処理装置は、第１画像取得部と、第２画像取得部と、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部と、表示制御部とを持つ。第１画像取得部は、患者の三次元透視画像である第１三次元透視画像を取得する。第２画像取得部は、患者の三次元透視画像である第２三次元透視画像を取得する。３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部は、第１三次元透視画像と第２三次元透視画像との間の第１ずれ量を算出する。表示制御部は、第１ずれ量に基づいて補正された第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、患者の二次元透視画像とを表示装置に表示させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１段階で撮影された患者の三次元透視画像である第１三次元透視画像を取得する第１画像取得部と、
前記第１段階よりも後の第２段階で撮影された前記患者の三次元透視画像である第２三次元透視画像を取得する第２画像取得部と、
前記第１三次元透視画像と前記第２三次元透視画像との間の第１ずれ量を算出するための３Ｄ－３Ｄ位置決めを実行する３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部と、
前記第１ずれ量に基づいて補正された前記第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、前記患者の二次元透視画像とを表示装置に表示させる表示制御部と、を備える、
医用画像処理装置。

【請求項2】

前記第１ずれ量に基づいて補正された前記第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、前記患者の二次元透視画像との間の第２ずれ量を算出するための３Ｄ－２Ｄ位置決めを実行する３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部を更に備え、
前記表示制御部は、前記第２ずれ量に関する情報を前記表示装置にさらに表示させる、
請求項１に記載の医用画像処理装置。

【請求項3】

前記表示制御部は、前記３Ｄ－２Ｄ位置決めが実行される際に、前記第１ずれ量に関する情報を前記表示装置に表示させる、
請求項２に記載の医用画像処理装置。

【請求項4】

前記表示制御部は、前記第２ずれ量に関する情報を前記表示装置に表示させる際に、前記第２ずれ量が前記第２三次元透視画像に基づいて算出されている旨の情報を合わせて前記表示装置に表示させる、
請求項２又は３に記載の医用画像処理装置。

【請求項5】

前記３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部は、前記第１三次元透視画像から生成された第２ＤＲＲ画像と、前記患者の二次元透視画像との間の第３ずれ量を算出するための３Ｄ－２Ｄ位置決めをさらに実行する、
請求項２から４のいずれか１項に記載の医用画像処理装置。

【請求項6】

前記医用画像処理装置は、前記第１ＤＲＲ画像と前記二次元透視画像との間の前記第２ずれ量を算出するための３Ｄ－２Ｄ位置決めを実行するか、又は前記第２ＤＲＲ画像と前記二次元透視画像との間の前記第３ずれ量を算出するための３Ｄ－２Ｄ位置決めを実行するに関する指定を受け付ける受付部を更に備える、
請求項５に記載の医用画像処理装置。

【請求項7】

前記表示制御部は、前記第２ずれ量に関する情報と前記第３ずれ量に関する情報とを前記表示装置に合わせて表示させ、前記第２ずれ量と前記第３ずれ量との間の乖離が閾値以上である場合には、前記乖離が大きい旨の情報を前記表示装置に表示させる、
請求項５又は６に記載の医用画像処理装置。

【請求項8】

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、
前記患者に放射線を照射する照射部と、前記第１三次元透視画像および前記第２三次元透視画像を撮影する第１撮像装置と、前記二次元透視画像を撮影する第２撮像装置と、前記患者を乗せて固定する寝台と、前記寝台を移動するように制御する寝台制御部と、を具備した治療装置と、
を備える治療システム。

【請求項9】

コンピュータが、
第１段階で撮影された患者の三次元透視画像である第１三次元透視画像を取得し、
前記第１段階よりも後の第２段階で撮影された前記患者の三次元透視画像である第２三次元透視画像を取得し、
前記第１三次元透視画像と前記第２三次元透視画像との間の第１ずれ量を算出するための３Ｄ－３Ｄ位置決めを実行し、
前記第１ずれ量に基づいて補正された前記第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、前記患者の二次元透視画像とを表示装置に表示させる、
医用画像処理方法。

【請求項10】

コンピュータに、
第１段階で撮影された患者の三次元透視画像である第１三次元透視画像を取得させ、
前記第１段階よりも後の第２段階で撮影された前記患者の三次元透視画像である第２三次元透視画像を取得させ、
前記第１三次元透視画像と前記第２三次元透視画像との間の第１ずれ量を算出するための３Ｄ－３Ｄ位置決めを実行させ、
前記第１ずれ量に基づいて補正された前記第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、前記患者の二次元透視画像とを表示装置に表示させる、
プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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

【背景技術】

【0002】

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。このとき、放射線は、病巣の位置に正確に照射される必要がある。これは、患者の体内の正常な組織に放射線を照射してしまうと、その正常な組織にまで影響を与える場合があるからである。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、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、正常な組織への照射を少なくするように、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。

【0003】

治療段階における患者の位置合わせでは、３次元のＣＴデータを治療室内に仮想的に配置し、この３次元のＣＴデータの位置に、実際に治療室内の移動式寝台に寝かせた患者の位置が一致するように寝台の位置を調整する。より具体的には、寝台に寝かせた状態で撮影した患者の３次元のＣＴ画像と、治療計画のときに撮影した３次元のＣＴ画像との２つの画像を照合（３Ｄ－３Ｄ位置決め）することによって、それぞれの画像の間での患者の位置のずれを求める。そして、画像照合によって求めた患者の位置のずれに基づいて寝台を移動させ、患者の体内の病巣や骨などの位置を、治療計画のときと合わせる。その後、寝台に寝かせた状態で撮影した患者の体内のＸ線透視画像と、治療計画のときに撮影した３次元のＣＴ画像から仮想的にＸ線透視画像を再構成したデジタル再構成Ｘ線写真（Digitally Reconstructed Radiograph：ＤＲＲ）画像との２つの画像を比較、または必要であれば照合（３Ｄ－２Ｄ位置決め）することによって位置決めを承認し、病巣に対して放射線を照射する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特表２０１８－５０７０７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術では、一般的に、治療計画のときに撮影した３次元のＣＴ画像から再構成されたＤＲＲ画像と、Ｘ線透視画像との照合が実行されるため、治療段階において撮影したＣＴ画像が患者の位置決めに有効に活用されていない場合があった。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、治療段階において撮影したＣＴ画像を患者の位置決めに有効に活用することできる医用画像処理装置、治療システム、医用画像処理方法、およびプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の医用画像処理装置は、第１画像取得部と、第２画像取得部と、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部と、表示制御部とを持つ。第１画像取得部は、第１段階で撮影された前記患者の三次元透視画像である第１三次元透視画像を取得する。第２画像取得部は、前記第１段階よりも後の第２段階で撮影された前記患者の三次元透視画像である第２三次元透視画像を取得する。３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部は、前記第１三次元透視画像と前記第２三次元透視画像との間の第１ずれ量を算出するための３Ｄ－３Ｄ位置決めを実行する。表示制御部は、第１ずれ量に基づいて補正された第２三次元透視画像から生成された第１ＤＲＲ画像と、患者の二次元透視画像とを表示装置に表示させる。

【発明の効果】

【0008】

本発明の実施形態によれば、治療段階において撮影したＣＴ画像を患者の位置決めに有効に活用することできる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の医用画像処理装置１００を備えた治療システムの概略構成を示すブロック図。

【図2】実施形態の医用画像処理装置１００を備えた治療システムの概略構成を図１とは異なる角度から示すブロック図。

【図3】実施形態の医用画像処理装置１００の概略構成を中心に示すブロック図。

【図4】３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０によって実行される３Ｄ－３Ｄ位置決め処理の概要を説明するための図。

【図5】表示装置２００によって表示される３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果の一例を示す図。

【図6】表示装置２００によって表示される３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果の別の例を示す図。

【図7】実施形態の医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャート。

【図8】実施形態の医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れの別の例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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

【0011】

［全体構成］
図１は、実施形態の医用画像処理装置１００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、治療装置１０と、医用画像処理装置１００と、表示装置２００とを備える。治療装置１０は、例えば、寝台１２と、寝台制御部１４と、コンピュータ断層撮影（Computed Tomography：ＣＴ）装置１６（以下、「ＣＴ撮影装置１６」という）と、治療ビーム照射門１８と、を備える。

【0012】

寝台１２は、放射線による治療を受ける被検体（患者）Ｐを、例えば、固定具などによって寝かせた状態で固定する可動式の治療台である。寝台１２は、寝台制御部１４からの制御に従って、開口部を有する円環状のＣＴ撮影装置１６の中に、患者Ｐを固定した状態で移動する。寝台制御部１４は、医用画像処理装置１００により出力された移動量信号に従って、照射する位置に患者の位置を合わせるため、寝台１２に設けられた並進機構および回転機構を制御する。並進機構は三軸方向に寝台１２を駆動することができ、回転機構は三軸回りに寝台１２を回転駆動することができる。つまり、寝台制御部１４は、例えば、寝台１２の並進機構および回転機構を制御して寝台１２を六自由度で移動させる。寝台制御部１４が寝台１２を制御する自由度は、六自由度でなくてもよく、六自由度よりも少ない自由度（例えば、四自由度など）や、六自由度よりも多い自由度（例えば、八自由度など）であってもよい。寝台１２は、ＣＴ撮影装置１６による撮影が実行される位置と、治療ビーム照射門１８による治療ビームＢの照射が行われる位置とが異なる場合、双方の位置に移動可能なように設置される。

【0013】

ＣＴ撮影装置１６は、三次元のコンピュータ断層撮影を行うための撮像装置である。ＣＴ撮影装置１６は、円環状（ガントリー）の開口部の内側に複数の放射線源が配置され、それぞれの放射線源から、患者Ｐの体内を透視するための放射線を照射する。つまり、ＣＴ撮影装置１６は、患者Ｐの周囲の複数の位置から放射線を照射する。ＣＴ撮影装置１６においてそれぞれの放射線源から照射する放射線は、例えば、Ｘ線である。ＣＴ撮影装置１６は、円環状の開口部の内側に複数配置された放射線検出器によって、対応する放射線源から照射され、患者Ｐの体内を通過して到達した放射線を検出する。ＣＴ撮影装置１６は、それぞれの放射線検出器が検出した放射線のエネルギーの大きさに基づいて、患者Ｐの体内を撮影したＣＴ画像を生成する。ＣＴ撮影装置１６によって生成される患者ＰのＣＴ画像は、体内の各場所における放射線の減衰度合いの大きさをデジタル値で表した三次元のデジタル画像である。ＣＴ撮影装置１６は、生成したＣＴ画像を医用画像処理装置１００に出力する。ＣＴ撮影装置１６における患者Ｐの体内の撮影、つまり、それぞれの放射線源からの放射線の照射や、それぞれの放射線検出器が検出した放射線に基づいたＣＴ画像の生成は、例えば、撮影制御部（不図示）によって制御される。ＣＴ撮影装置１６は、「第１撮像装置」の一例である。

【0014】

治療ビーム照射門１８は、患者Ｐの体内に存在する治療対象の部位である腫瘍（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１８から直線的に患者Ｐ（より具体的には、患者Ｐの体内の腫瘍）に照射される。
治療ビーム照射門１８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１８が、「照射部」の一例である。

【0015】

放射線治療においては、治療室を模擬した状況において治療計画が立てられる。つまり、放射線治療では、治療室において患者Ｐが寝台１２に乗せられた状態を模擬して、治療ビームＢを患者Ｐに照射する際の照射方向や強度などが計画される。具体的には、ＣＴ画像に対して医師が照射対象箇所を特定したり、そのような処理が自動的に行われたりする。このため、治療計画の段階のＣＴ画像には、治療室内における寝台１２の角度や患者の体位（仰向けやうつ伏せなど）を表すパラメータなどの情報が付与されている。これは、放射線治療を行う直前に撮影されたＣＴ画像や、以前の放射線治療の際に撮影されたＣＴ画像においても同様である。つまり、ＣＴ撮影装置１６によって患者Ｐの体内を撮影したＣＴ画像には、撮影したときの寝台１２の角度や患者の体位を表すパラメータが付与されている。

【0016】

図１では、ＣＴ撮影装置１６と、固定された１つの治療ビーム照射門１８とを備える治療装置１０の構成を示したが、治療装置１０の構成は、上述した構成に限定されない。例えば、治療装置１０は、ＣＴ撮影装置１６に代えて、１組の放射線源と放射線検出器とが円環状の開口部の内側を回転する構成のＣＴ撮影装置や、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、患者Ｐの体内を三次元で撮影した画像を生成する撮影装置を備える構成であってもよい。例えば、治療装置１０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るなど、複数の治療ビーム照射門を備える構成であってもよい。例えば、治療装置１０は、図１に示した１つの治療ビーム照射門１８が、図１に示した水平方向Ｘの回転軸に対して３６０度回転するなど、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、治療装置１０は、ＣＴ撮影装置１６に代えて、放射線源と放射線検出器との組で構成される撮像装置を一つあるいは複数備え、この撮像装置が、図１に示した水平方向Ｘの回転軸に対して３６０度回転することによって、患者Ｐの体内を様々な方向から撮影する構成であってもよい。このような構成は、回転ガントリー型治療装置と呼ばれる。この場合、例えば、図１に示した１つの治療ビーム照射門１８が、撮像装置と同じ回転軸で同時に回転する構成であってもよい。さらに、図１では、ＣＴ撮影装置１６と、治療ビーム照射門１８とが近接した位置に設置されているが、ＣＴ撮影装置１６と、治療ビーム照射門１８とは離れた位置に設置され、患者Ｐを乗せた寝台１２によって、互いの位置を移動可能であってもよい。

【0017】

医用画像処理装置１００は、治療計画のときと同じ体位に患者Ｐの位置を合わせるために寝台１２を移動させる移動量信号を、寝台制御部１４に出力する。つまり、医用画像処理装置１００は、放射線治療において治療を行う腫瘍や組織に治療ビームＢが適切に照射できる位置・姿勢に患者Ｐを移動させるための移動量信号を、寝台制御部１４に出力する。

【0018】

表示装置２００は、医用画像処理装置１００において患者Ｐの位置合わせをしている途中を含めて、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）に治療システム１における種々の情報を提示するための画像を表示する。表示装置２００は、例えば、医用画像処理装置１００により出力されたＣＴ画像やＸ線透視画像などの種々の画像、またはこれらの画像に種々の情報を重畳した画像を表示する。ここで、種々の情報とは、例えば、患者情報（年齢、性別、身長、体重など）、画像の撮影条件（撮影部位、造影剤の有無、管電圧、管電流など）、撮影日時、または患者の体位（頭先仰臥位、足先伏臥位等）などを含む。表示装置２００は、例えば、液晶ディスプレイ（Liquid Crystal Display：ＬＣＤ）などの表示装置である。放射線治療の実施者は、表示装置２００に表示された画像を目視で確認することにより、治療システム１を利用して放射線治療をする際の情報を得ることができる。治療システム１は、例えば、放射線治療の実施者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、治療システム１によって実行する種々の機能を手動で操作することができる構成にしてもよい。

【0019】

図２は、実施形態の医用画像処理装置１００を備えた治療システムの概略構成を図１とは異なる角度から示すブロック図である。治療システム１は、図１に示した構成に加えて、例えば、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）とを備える。

【0020】

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は、寝台１２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。

【0021】

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線透視画像を生成する。放射線検出器３０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線透視画像の生成を制御する制御部の図示を省略している。放射線源２０と放射線検出器３０の組み合わせは、「第２撮像装置」の一例である。

【0022】

なお、図２では、治療システム１が２組の放射線源２０と放射線検出器３０とを備える構成を示した。しかし、治療システム１が備える放射線源２０と放射線検出器３０の組み合わせ数は、２つに限定されない。例えば、治療システム１は、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は、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。以下、放射線源２０と放射線検出器３０との組み合わせを「Ｘ線撮影装置」と称する場合がある。

【0023】

図１および図２に示した各種構成要素は、互いに有線によって接続されていてもよいし、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）などの無線によって接続されていてもよい。

【0024】

［医用画像処理装置］
以下、実施形態の医用画像処理装置１００について説明する。図３は、実施形態の医用画像処理装置１００の概略構成を中心に示すブロック図である。医用画像処理装置１００は、例えば、第１画像取得部１１０と、第２画像取得部１２０と、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０と、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０と、表示制御部１５０と、を備える。

【0025】

医用画像処理装置１００が備える構成要素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がプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。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。これらの構成要素の機能のうち一部または全部は、専用のＬＳＩによって実現されてもよい。プログラムは、予め医用画像処理装置１００が備えるＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリなどの記憶装置（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、記憶媒体が医用画像処理装置１００が備えるドライブ装置に装着されることで医用画像処理装置１００が備えるＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。プログラムは、他のコンピュータ装置からネットワークを介してダウンロードされて、医用画像処理装置１００が備えるＨＤＤやフラッシュメモリにインストールされてもよい。

【0026】

第１画像取得部１１０は、治療前の患者Ｐに関する第１画像と、その第１画像に付随するパラメータ（及び／又は治療計画データ）とを取得する。第１画像は、放射線治療を行う際の治療計画段階において、例えば、ＣＴ撮影装置１６によって撮影される、患者Ｐの体内の立体形状を表す三次元のＣＴ画像である。第１画像は、放射線治療において患者Ｐに照射する治療ビームＢの方向（傾きや距離などを含む経路）や強さを決定するために用いられる。第１画像は、「第１三次元透視画像」の一例である。

【0027】

第２画像取得部１２０は、放射線治療を開始する直前の患者Ｐに関する第２画像と、その第２画像に付随するパラメータとを取得する。第２画像は、放射線治療において治療ビームＢを照射する際の患者Ｐの体位を合わせる（すなわち、位置決めを行う）ために、例えば、ＣＴ撮影装置１６によって撮影された患者Ｐの体内の立体形状を表す三次元のＣＴ画像である。つまり、第２画像は、治療ビーム照射門１８から治療ビームＢを照射する直前においてＣＴ撮影装置１６によって撮影された画像である。この場合、第１画像と第２画像とは、撮影された時刻が異なるが、それぞれの画像の撮影方法は同様である。第２画像は、「第２三次元透視画像」の一例である。

【0028】

３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０は、第１画像取得部１１０によって取得された第１画像と、第２画像取得部１２０によって取得された第２画像とに基づいて、放射線治療を行う際に患者Ｐの位置を合わせるための３Ｄ－３Ｄ位置決め処理を行う。より具体的には、例えば、医用画像処理装置１００は、第１画像取得部１１０によって取得された第１画像と第２画像取得部１２０によって取得された第２画像との間の三次元ずれ量（以下、「第１ずれ量」と称する場合がある）を算出し、算出した第１ずれ量分、第２画像を補正することによって、第１画像と第２画像との間の位置を合わせる。このとき、医用画像処理装置１００は、寝台制御部１４に、第１ずれ量分、患者を乗せて固定した寝台１２を移動させるための移動量信号を出力し、寝台制御部１４は、第１ずれ量分、寝台１２を移動させてもよい。また、ＣＴ撮影装置１６と治療ビーム照射門１８とが離れた位置に設置されている場合、医用画像処理装置１００は、寝台制御部１４に、ＣＴ撮影位置と照射位置との間の距離に第１ずれ量を加算した分、寝台１２を移動させるための移動量信号を出力し、寝台制御部１４は、当該距離に第１ずれ量を加算した分、寝台１２を移動させてもよい。

【0029】

図４は、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０によって実行される３Ｄ－３Ｄ位置決め処理の概要を説明するための図である。図４の左部は、治療計画段階（「第１段階」の一例である）で撮影されたＣＴ画像（すなわち、第１画像）を表し、図４の右部は、治療段階（「第２段階」の一例である）で撮影されたＣＴ画像（すなわち、第２画像）を表す。図４において、符号Ａ１は、第１画像において撮影された頭蓋骨を示し、符号Ａ２は、第１画像において撮影された側脳室前角を示し、符号Ａ３は、第２画像において撮影された頭蓋骨を示し、符号Ａ４は、第１画像において撮影された側脳室前角を示す。

【0030】

従来技術では、一般的に、放射線治療において、患者の位置決めを行う際には、治療計画段階で撮影されたＣＴ画像から生成したＤＲＲ画像と、治療段階で撮影されたＸ線透視画像とを照合（３Ｄ－２Ｄ位置決め）し、特定されたずれ量分、寝台１２を移動させることによって位置決めを行っている。一方、図４に示す通り、Ｘ線透視画像と異なり、ＣＴ画像は、頭蓋骨などの骨部に関する位置情報に加えて、側脳室前角などの空間や内臓に関する位置情報を含む。そのため、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０による３Ｄ－３Ｄ位置決め処理を実行することにより、より正確に位置決めを行うことができる。

【0031】

３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、治療段階で撮影された患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行する。より具体的には、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、第１ずれ量分、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者を乗せて固定する寝台１２を第１ずれ量分、移動させた後に撮影した患者のＸ線透視画像との間の三次元ずれ量（以下、「第２ずれ量」と称する場合がある）を算出する。放射線治療の実施者は、例えば、算出された第２ずれ量が閾値未満である場合には、位置決めを承認する。一方、算出された第２ずれ量が閾値以上である場合には、寝台制御部１４は、算出された第２ずれ量分、寝台１２を移動させ、再度、患者のＸ線透視画像を撮影し、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、撮影されたＸ線透視画像を用いて再度、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行する。以上の処理を繰り返して、最終的に、放射線治療の実施者によって位置決めが承認される。

【0032】

３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理とに加えて、第１画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行するようにも構成される。より具体的には、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、第１画像から生成されたＤＲＲ画像と、撮影した患者のＸ線透視画像との間の三次元ずれ量（以下、「第３ずれ量」と称する場合がある）を算出する。このとき撮影される患者のＸ線透視画像は、上述した通り、第１ずれ量分、寝台１２を移動させた後に撮影されたものであっても良いし、ＣＴ撮影装置１６と治療ビーム照射門１８とが離れた位置に設置されている場合、ＣＴ撮影位置と照射位置との間の距離に第１ずれ量を加算した分、寝台１２を移動させた後に撮影されたものであっても良い。放射線治療の実施者は、例えば、算出された第３ずれ量が閾値未満である場合には、位置決めを承認する。一方、算出された第３ずれ量が閾値以上である場合には、寝台制御部１４は、算出された第３ずれ量分、寝台１２を移動させ、再度、患者のＸ線透視画像を撮影し、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、撮影されたＸ線透視画像を用いて再度、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行する。以上の処理を繰り返して、最終的に、放射線治療の実施者によって位置決めが承認される。

【0033】

上述した３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０と３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０によって実行される一連の処理は、放射線治療前の位置決めに限らず、例えば、放射線治療後に撮影したＣＴ画像を用いて、治療後に位置決めの検証を行うためにも適用することができる。具体的には、まず、治療ビームＢが照射された直後に、ＣＴ撮影装置１６によって患者のＣＴ画像を撮影する。次に、３Ｄ－３Ｄ位置決め実行部１３０は、撮影されたＣＴ画像と、治療計画段階において撮影されたＣＴ画像との間の３Ｄ－３Ｄ位置決め処理を行う。その後、３Ｄ－２Ｄ位置決め実行部１４０は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定されたずれ量に基づいてＤＲＲ画像を生成し、生成したＤＲＲ画像と、位置決め承認時のＸ線透視画像との間の３Ｄ－２Ｄ位置決めを行ってもよい。この３Ｄ－３Ｄ位置決め、または３Ｄ－２Ｄ位置決めによって特定されたずれ量によって、位置決めを検証することができる。このように、「第２段階」とは、放射線治療の直前（すなわち、治療段階）と、放射線治療の直後との両方を含む概念である。

【0034】

表示制御部１５０は、医用画像処理装置１００によって処理された様々な情報を表示装置２００に表示させる。例えば、表示制御部１５０は、第１ずれ量分、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを表示装置２００に合わせて表示させてもよい。ＤＲＲ画像が第１画像から生成された場合も同様に、表示制御部１５０は、ＤＲＲ画像と患者のＸ線透視画像とを表示装置２００に合わせて表示させてもよい。また、例えば、表示制御部１５０は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理の実行結果や、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表示装置２００に表示させてもよい。また、例えば、表示制御部１５０は、３Ｄ－３Ｄ位置決めの実行後に、第１画像と第２画像のいずれ（又は両方）に基づいてＤＲＲ画像を生成し、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行するかに関する指定を受け付けるインターフェース（ＩＦ）を表示装置２００に表示させてもよい。

【0035】

図５は、表示装置２００によって表示される３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果の一例を示す図である。図５において、撮影ＣＴタブは、第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表し、治療計画ＣＴタブは、第１画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表し、サマリータブは、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果の概要情報を表す。図５は、放射線治療の実施者が、撮影ＣＴタブを選択した結果、第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、患者のＸ線透視画像とを照合する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果が表示装置２００に表示されている例を示している。より一般的に、表示装置２００は、これら２つの３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を、ボタンやチェックボックスなどの任意のインターフェースによって切り替え可能に表示しても良いし、複数の実行結果を一つの画面に同時に表示させても良い。

【0036】

図５において、領域Ｒ１は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行していることに関する注意喚起情報を表す。代替的に、注意喚起として、表示装置２００は、領域Ｒ２によって示されるＤＲＲ画像の色や、その枠線の色を変えることによって、放射線治療の実施者に注意喚起を行ってもよい。領域Ｒ１に表示されるメッセージは、常時表示されても良いし、撮影ＣＴのＤＲＲ画像を表示したタイミングや位置決め計算実行時のタイミングで、例えば、ポップアップ表示されても良い。さらに、位置決めを承認した後に、寝台１２に移動量を送信するタイミングで再度、注意喚起を促すためのメッセージが表示されても良い。これにより、放射線治療の実施者は、いずれのＤＲＲ画像を用いて３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行しているかを、誤解することなく正確に認識することができる。

【0037】

領域Ｒ３は、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行前に行われた３Ｄ－３Ｄ位置決め処理の実行結果を表す。領域Ｒ４は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表す。このように、表示装置２００が、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理の実行結果と３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果とを合わせて表示することにより、放射線治療の実施者は、患者の位置決めが適切に行われているか否かを確認することができる。

【0038】

図６は、表示装置２００によって表示される３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果の別の例を示す図である。図６は、一例として、放射線治療の実施者が、表示装置２００上でサマリータブを選択した場面を表している。図６において、領域Ｒ５は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表し、領域Ｒ６は、第１画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果を表す。領域Ｒ７によって示される通り、表示制御部１５０は、第２画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果と、第１画像から生成されたＤＲＲ画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理の実行結果との間の乖離が閾値以上である場合には、当該乖離が大きい旨の情報を表示装置２００に表示させる。領域Ｒ７に表示されるメッセージは、常時表示されても良いし、３Ｄ－２Ｄ位置決めの計算完了時や寝台１２に移動量を送信するタイミングで、例えば、ポップアップ表示されても良い。また、例えば、メッセージの表示後に、３Ｄ－３Ｄ位置決めの実行結果を確認するための画面を自動的に表示させても良い。これにより、放射線治療の実施者は、患者の位置決めが適切に行われているか否かを確認することができる。

【0039】

次に、図７を参照して、医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れについて説明する。図７は、医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れの一例を示すフローチャートである。

【0040】

まず、第１画像取得部１１０は、治療計画段階において、ＣＴ撮影装置１６によって撮影された患者Ｐの第１画像を取得する（ステップＳ１００）。次に、寝台制御部１４は、寝台１２をＣＴ撮影位置に移動させる（ステップＳ１０２）。次に、第２画像取得部１２０は、ＣＴ撮影装置においてＣＴ撮影装置１６によって撮影された患者Ｐの第２画像を取得する（ステップＳ１０４）。

【0041】

次に、３Ｄ―３Ｄ位置決め実行部１３０は、第１画像取得部１１０によって取得された第１画像と、第２画像取得部１２０によって取得された第２画像とに基づいて、放射線治療を行う際に患者Ｐの位置を合わせるための３Ｄ－３Ｄ位置決め処理を行う（ステップＳ１０６）。次に、寝台制御部１４は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量だけ、寝台１２を移動させる（ステップＳ１０８）。

【0042】

寝台１２を移動させた後、医用画像処理装置１００は、Ｘ線撮影装置を用いて患者ＰのＸ線透視画像を撮影する（ステップＳ１１０）。次に、３Ｄ―２Ｄ位置決め実行部１４０は、第１ずれ量分、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、Ｘ線透視画像との間の第２ずれ量を算出する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行う（ステップＳ１１２）。

【0043】

次に、医用画像処理装置１００は、放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたか否かを判定する（ステップＳ１１４）。より具体的には、医用画像処理装置１００は、表示装置２００上のインタフェース（ＩＦ）で放射線治療の実施者によって位置決めが手動で承認されたか否かを判定しても良いし、算出された第２ずれ量が閾値以内であるか否かを判定することによって、自動的に位置決めの承認を判定してもよい。

【0044】

放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたと判定された場合、医用画像処理装置１００は、位置決めを確定し、本フローチャートの処理を終了させる。一方、放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたと判定されなかった場合、寝台制御部１４は、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理によって特定された第２ずれ量だけ、寝台１２を移動させ（ステップＳ１１６）、再度処理をステップＳ１１０に戻す。

【0045】

以上のフローチャートの処理により、医用画像処理装置１００は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量を用いて第２画像を補正し、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、第１ずれ量分、寝台を移動させた後に患者Ｐを撮影したＸ線透視画像とに基づいて、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行する。これにより、治療段階において撮影したＣＴ画像を患者の位置決めに有効に活用することができる。

【0046】

なお、図７のフローチャートの処理では、ステップＳ１０８において、寝台制御部１４は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量だけ、寝台１２を移動させている。しかし、ステップＳ１０８の処理は省略されてもよいし、ＣＴ撮影装置１６と治療ビーム照射門１８とが離れた位置に設置されている場合、ステップＳ１０８の処理は、ＣＴ撮影位置と照射位置との間の距離に第１ずれ量を加算した分、寝台１２を移動させる処理であってもよい。さらに、ステップＳ１１２の処理は省略されても良く、その場合、放射線治療の実施者は、ステップＳ１１４において、生成されたＤＲＲ画像と、撮影されたＸ線透視画像を目視で確認することによって、位置決めを承認する。

【0047】

次に、図８を参照して、医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れについて説明する。図８は、医用画像処理装置１００によって実行される処理の流れの別の例を示すフローチャートである。

【0048】

まず、第１画像取得部１１０は、治療計画段階において、ＣＴ撮影装置１６によって撮影された患者Ｐの第１画像を取得する（ステップＳ２００）。次に、寝台制御部１４は、寝台１２をＣＴ撮影位置に移動させる（ステップＳ２０２）。次に、第２画像取得部１２０は、ＣＴ撮影装置においてＣＴ撮影装置１６によって撮影された患者Ｐの第２画像を取得する（ステップＳ２０４）。

【0049】

次に、３Ｄ―３Ｄ位置決め実行部１３０は、第１画像取得部１１０によって取得された第１画像と、第２画像取得部１２０によって取得された第２画像とに基づいて、放射線治療を行う際に患者Ｐの位置を合わせるための３Ｄ－３Ｄ位置決め処理を行う（ステップＳ２０６）。次に、寝台制御部１４は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量だけ、寝台１２を移動させる（ステップＳ２０８）。

【0050】

寝台１２を移動させた後、医用画像処理装置１００は、Ｘ線撮影装置を用いて患者ＰのＸ線透視画像を撮影する（ステップＳ２１０）。次に、医用画像処理装置１００は、表示装置２００上のインタフェース（ＩＦ）で、第２画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行うか否かに関する指定を受け付ける（ステップＳ２１２）。第２画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行うと判定された場合、３Ｄ―２Ｄ位置決め実行部１４０は、第１ずれ量分、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、Ｘ線透視画像との間の第２ずれ量を算出する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行う（ステップＳ２１４）。一方、第２画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行うと判定されなかった場合、３Ｄ―２Ｄ位置決め実行部１４０は、第１画像から生成されたＤＲＲ画像と、Ｘ線透視画像との間の第３ずれ量を算出する３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を行う（ステップＳ２１６）。このとき、ステップＳ２１４及び／又はステップＳ２１６において、表示制御部１５０は、ＤＲＲ画像とＸ線透視画像とを表示装置２００に合わせて表示させる。

【0051】

次に、医用画像処理装置１００は、放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたか否かを判定する（ステップＳ２１８）。より具体的には、医用画像処理装置１００は、表示装置２００上のインタフェース（ＩＦ）で放射線治療の実施者によって位置決めが手動で承認されたか否かを判定しても良いし、算出された第２ずれ量又は第３ずれ量が閾値以内であるか否かを判定することによって、自動的に位置決めの承認を判定してもよい。

【0052】

放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたと判定された場合、医用画像処理装置１００は、位置決めを確定し、本フローチャートの処理を終了させる。一方、放射線治療の実施者によって位置決めが承認されたと判定されなかった場合、寝台制御部１４は、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理によって特定された第２ずれ量又は第３ずれ量だけ、寝台１２を移動させ（ステップＳ２２０）、再度処理をステップＳ２１０に戻す。

【0053】

以上のフローチャートの処理により、医用画像処理装置１００は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量分、補正された第２画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行するか、又は第１画像を用いた３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行するかに関する指定を受け付け、放射線治療の実施者の指定に応じて、いずれの３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行するかを判定する。これにより、放射線治療の実施者にとっての利便性を高めることができる。

【0054】

なお、図８のフローチャートの処理では、ステップＳ２０８において、寝台制御部１４は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量だけ、寝台１２を移動させている。しかし、図７のフローチャートの場合と同様に、ステップＳ２０８の処理は省略されてもよいし、ＣＴ撮影装置１６と治療ビーム照射門１８とが離れた位置に設置されている場合、ステップＳ２０８の処理は、ＣＴ撮影位置と照射位置との間の距離に第１ずれ量を加算した分、寝台１２を移動させる処理であってもよい。さらに、ステップＳ２２０の処理は省略されても良く、その場合、ステップＳ２１４の処理と、ステップＳ２１６の処理とが切り替え可能に実行されても良い。

【0055】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、医用画像処理装置１００は、３Ｄ－３Ｄ位置決め処理によって特定された第１ずれ量を用いて第２画像を補正し、補正された第２画像から生成されたＤＲＲ画像と、第１ずれ量分、寝台を移動させた後に患者Ｐを撮影したＸ線透視画像とに基づいて、３Ｄ－２Ｄ位置決め処理を実行する。これにより、治療段階において撮影したＣＴ画像を患者の位置決めに有効に活用することができる。

【0056】

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。

【符号の説明】

【0057】

１…治療システム、１０…治療装置、１２…寝台、１４…寝台制御部、１６…ＣＴ撮影装置、１８…治療ビーム照射門、１００…医用画像処理装置、１１０…第１画像取得部、１２０…第２画像取得部、１３０…３Ｄ―３Ｄ位置決め実行部、１４０…３Ｄ―２Ｄ位置決め実行部、１５０…表示制御部、２００…表示装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】