特開 2024-110692 位置合わせ装置及び放射線治療システム

(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】P2024110692

(43)【公開日】2024-08-16

(54)【発明の名称】位置合わせ装置及び放射線治療システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20240808BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 M

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023015428

(22)【出願日】2023-02-03

(71)【出願人】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】市橋 正英

【テーマコード（参考）】

4C082

【Ｆターム（参考）】

4C082AE03

4C082AJ01

4C082AJ03

4C082AJ16

4C082AJ20

4C082AP08

(57)【要約】

【課題】起伏が少ない体表面形状を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制する。
【解決手段】 実施形態に係る位置合わせ装置は、測定部と、振幅算出部と、位置ずれ量算出部とを備える。前記測定部は、今回の治療時と前記治療時に先行する基準時との各々において、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で前記患者の体表面形状を測定する。前記振幅算出部は、前記複数の時点の間の前記体表面形状の振幅を算出する。位置ずれ量算出部は、前記基準時の前記振幅と、前記治療時の前記振幅とに基づいて、前記基準時と前記治療時との間の前記患者の位置ずれ量を算出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

今回の治療時と前記治療時に先行する基準時との各々において、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で前記患者の体表面形状を測定する測定部と、
前記複数の時点の間の前記体表面形状の振幅を算出する振幅算出部と、
前記基準時の前記振幅と、前記治療時の前記振幅とに基づいて、前記基準時と前記治療時との間の前記患者の位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
を備えた位置合わせ装置。

【請求項2】

前記測定部は、前記体表面形状を一定時間内に測定し、
前記振幅算出部は、前記一定時間内の前記体表面形状の変動分を前記振幅として算出する、
請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項3】

前記振幅算出部は、前記体表面形状に含まれる複数の位置を選択し、前記複数の位置の各々における前記体表面形状の変動分を前記振幅として算出する、
請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項4】

前記位置ずれ量算出部は、前記基準時の前記振幅と前記治療時の前記振幅との間の差異が最小になる位置を求め、前記差異が最小になる位置に基づいて、前記位置ずれ量を算出する、
請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項5】

前記位置ずれ量算出部は、前記治療時の前記振幅を、前記差異が最小になる位置に移動させる移動量を前記位置ずれ量として算出する、
請求項４に記載の位置合わせ装置。

【請求項6】

前記位置ずれ量算出部は、所定範囲内で前記差異を算出する位置を移動させることにより、前記差異が最小になる位置を求める、
請求項４に記載の位置合わせ装置。

【請求項7】

前記位置ずれ量算出部は、前記最小の差異が閾値を超えたとき、エラーを出力する、
請求項４に記載の位置合わせ装置。

【請求項8】

前記体表面形状を測定する際に、前記患者の呼吸状態をガイドするガイド部、を更に備えた請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項9】

請求項１乃至８のいずれか一項に記載の位置合わせ装置を備えた放射線治療システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

明細書等に開示の実施形態は、位置合わせ装置及び放射線治療システムに関する。

【背景技術】

【0002】

放射線治療の患者セットアップの際に、患者の体表面形状を光学的に測定することで、治療計画時との位置合わせが可能なＳＩＧＲＴ（Surface Image Guided Radiotherapy）システムが知られている。このＳＩＧＲＴシステムは、放射線を用いないことから、無被ばくでの患者セットアップを実現している。

【0003】

以上のようなＳＩＧＲＴシステムは、特段の問題はないものの、本発明者の検討によれば、胸部や腹部などの起伏が少ない体表面形状を測定した際に、測定結果内の凹凸の情報が少なくなり、位置合わせ精度が低下してしまう可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－１７１４８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

明細書等に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、起伏が少ない体表面形状を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る位置合わせ装置は、測定部と、振幅算出部と、位置ずれ量算出部とを備える。前記測定部は、今回の治療時と前記治療時に先行する基準時との各々において、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で前記患者の体表面形状を測定する。前記振幅算出部は、前記複数の時点の間の前記体表面形状の振幅を算出する。位置ずれ量算出部は、前記基準時の前記振幅と、前記治療時の前記振幅とに基づいて、前記基準時と前記治療時との間の前記患者の位置ずれ量を算出する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、図１の位置合わせ装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、図２の位置合わせ装置による位置合わせに係る一連の処理の典型的な流れを示す図である。

【図4】図４は、図１の形状測定器による測定対象のスキャンを示す模式図である。

【図5】図５は、ステップＳＴ１の動作を説明するための模式図である。

【図6】図６は、治療計画時及び治療時に測定される体表面形状を説明するための模式図である。

【図7】図７は、ステップＳＴ２の動作を説明するための模式図である。

【図8】図８は、体表面形状の振幅を説明するための模式図である。

【図9】図９は、治療計画時の振幅データを説明するための模式図である。

【図10】図１０は、治療時の振幅データを説明するための模式図である。

【図11】図１１は、図３のステップＳＴ５の動作を説明するための模式図である。

【図12】図１２は、図３のステップＳＴ５の動作を説明するための模式図である。

【図13】図１３は、図３のステップＳＴ６の動作を説明するための模式図である。

【図14】図１４は、本実施形態の変形例に係る位置合わせ装置の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る位置合わせ装置を説明する。

【0009】

本実施形態に係る位置合わせ装置は、放射線治療のために位置合わせを行うコンピュータである。この位置合わせ装置は、放射線治療システムに包含されるものとする。

【0010】

図１に示すように、放射線治療システム１は、形状測定器２、位置合わせ装置３、治療計画画像撮影装置５、治療計画装置６及び放射線治療装置７を有する。形状測定器２、位置合わせ装置３、治療計画画像撮影装置５、治療計画装置６及び放射線治療装置７は、ネットワーク等を介して互いに通信可能に接続されている。

【0011】

形状測定器２は、患者の体表面形状を光学的に３次元的に測定する測定機器（３次元スキャナ）である。形状測定器２は、患者に光線等を送受信し、非接触で患者の凹凸を数値化して測定する。形状測定器２による出力データ（以下、スキャンデータと呼ぶ）は位置合わせ装置３に供給される。

【0012】

位置合わせ装置３は、今回の治療時の患者と、今回の治療に先行する基準時の患者との位置合わせを行うための位置ずれ量を求めるコンピュータである。基準時は、治療計画時、前回の治療時又はそれ以前の治療時である。本実施形態では、治療計画時を基準時の例に挙げて述べる。

【0013】

治療計画画像撮影装置５は、放射線治療計画に利用する医用画像（以下、治療計画画像と呼ぶ）を生成する医用画像診断装置である。治療計画画像撮影装置５は、患者の体表を描出可能であれば、如何なる医用画像診断装置でも良い。このような治療計画画像撮影装置５としては、例えば、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置やコーンビームＣＴ装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波診断装置等が用いられる。

【0014】

治療計画装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＧＰＵ（Graphics Processing unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、表示機器、入力インタフェース、通信インタフェースを含むコンピュータである。治療計画装置６は、治療計画画像撮影装置５から直接的に又はＰＡＣＳシステム等を介して治療計画画像を受信する。治療計画装置６は、治療計画画像を利用して、患者に関する治療計画を作成する。治療計画は、治療計画画像と放射線治療条件とを含む。放射線治療条件は、腫瘍位置や放射線照射方向数、放射線照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタ等の各種条件を含む。治療計画は、放射線治療装置７に送信される。

【0015】

放射線治療装置７は、治療用架台（ガントリ）と治療用寝台とコンソールとを有する。治療用架台は、照射ヘッドを回転軸回りに回転可能に支持する。照射ヘッドには、電子銃等により発生された電子等を加速する加速管と、加速管により加速された電子が衝突する金属ターゲットとが搭載される。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線であるＸ線が発生する。照射ヘッドは、治療計画装置６により同定された治療計画に含まれる放射線治療条件に従い放射線を照射する。照射ヘッドからの放射線のビーム軸と回転軸とが交わる点は、空間的に不動であり、アイソ・センタと呼ばれている。治療用寝台は、患者が載置される治療用天板と、治療用天板を移動自在に支持する基台とを有する。治療用天板は、撮像用天板と同様に平面形状を有している。患者の治療部位がアイソ・センタに一致するように治療用架台、治療用寝台及び患者が位置合わせされる。

【0016】

図２に示すように、位置合わせ装置３は、処理回路３１、メモリ３２、ディスプレイ３３、入力インタフェース３４及び通信インタフェース３５を有する。処理回路３１、メモリ３２、ディスプレイ３３、入力インタフェース３４及び通信インタフェース３５は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

【0017】

処理回路３１は、ハードウェア資源として、ＣＰＵやＧＰＵ等のプロセッサを有する。処理回路３１は、位置合わせに関するプログラム（以下、位置合わせプログラムと呼ぶ）を実行し、測定機能３１１、振幅算出機能３１２、位置ずれ量算出機能３１３を実現する。

【0018】

測定機能３１１は、治療計画時と今回の治療時との各々において、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で患者の体表面形状を測定する。例えば、測定機能３１１は、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で形状測定器２から出力された患者に関するスキャンデータを、通信インタフェース３５等を介して取得する。測定機能３１１及び処理回路３１は、測定部の一例である。

【0019】

振幅算出機能３１２は、複数の時点の間の体表面形状の振幅を算出する。例えば、振幅算出機能３１２は、測定機能３１１により体表面形状が一定時間内に測定された場合、一定時間内の体表面形状の変動分を振幅として算出する。なお、振幅としては、絶対的な数値を算出してもよく、任意の位置の振幅を基準とした相対的な数値（パーセント）を算出してもよい。振幅算出機能３１２及び処理回路３１は、振幅算出部の一例である。

【0020】

位置ずれ量算出機能３１３は、治療計画時の振幅と、今回の治療時の振幅とに基づいて、治療計画時と今回の治療時との間の患者の位置ずれ量を算出する。位置ずれ量算出機能３１３及び処理回路３１は、位置ずれ量算出部の一例である。

【0021】

メモリ３２は、種々の情報を記憶するＲＡＭやＲＯＭ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。例えば、メモリ３２は、治療計画画像、治療計画、位置合わせプログラム等を記憶する。ハードウェアとしてメモリ３２は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記録媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であってもよい。

【0022】

ディスプレイ３３は、処理回路３１の処理に関する種々の情報を表示する。ディスプレイ３３は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。また、ディスプレイ３３は、プロジェクタであってもよい。

【0023】

入力インタフェース３４は、入力機器を介して受け付けたユーザからの各種指令を入力する。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース３４は、入力機器からの出力信号を、バスを介して処理回路３１に供給する。

【0024】

通信インタフェース３５は、図示しない有線又は無線を介して、形状測定器２や治療計画画像撮影装置５、治療計画装置６、放射線治療装置７等との間でデータ通信を行う。例えば、通信インタフェース３５は、形状測定器２からスキャンデータを受信する。また、通信インタフェース３５は、治療計画画像撮影装置５から治療計画画像を受信する。

【0025】

以下、位置合わせ装置３による位置合わせに係る一連の処理について図３を用いて詳細に説明する。

【0026】

始めに、ステップＳＴ１において、図４に示すように、形状測定器２による患者Ｐのスキャンが行われる。患者Ｐ等は治療室に配置される。治療室には治療用架台７１と治療用寝台７４とが設置される。治療用架台７１は保持装置７２と、回転軸Ａ１回りに回転可能に保持装置７２に設けられた照射ヘッド７３とを有する。治療用寝台７４は、床面に設けられた基台７５と、移動自在に基台７５に支持される天板７６とを有する。天井に設けられた形状測定器２によるスキャンのため、患者Ｐが天板７６に載置されている。患者Ｐには放射線治療と同様、天板７６における患者Ｐの体位を固定するための固定具８１が装着されているものとする。また、治療用架台７１の回転軸Ａ１に平行する軸をＺ軸、Ｚ軸に鉛直に直交する軸をＹ軸、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸とする。

【0027】

ユーザは、患者Ｐの体表面形状をスキャンするため、形状測定器２を動作させる。

【0028】

形状測定器２による測定方法としては、例えば、以下の３種類がある。第１の種類は、レーザ光を患者に照射し、その反射時間を計測して距離を演算する。第２の種類は、赤外線や白色光のパターン模様を患者に照射し、そのパターン模様の変化を光学カメラにより撮影し、撮影画像に画像処理を施して患者の凹凸を演算する。第３の種類は、２つの光学カメラから同時に患者を撮影し、その２つの光学カメラの視差を利用して撮影画像から患者の凹凸を演算する。

【0029】

スキャンにより形状測定器２は、患者Ｐの体表面形状に関するスキャンデータを位置合わせ装置３に出力する。スキャンデータは、形状測定器２による測定可能な情報の種類に応じて含む情報が異なる。形状測定器２が位置を測定する機能を有する場合、スキャンデータは、例えば、患者の体表面のサンプル点毎の位置情報に関するデータである。サンプル点は、形状測定器２から照射された光線の反射点に規定される。一方、形状測定器２が位置及び色を測定する機能を有する場合、スキャンデータは、例えば、サンプル点毎の位置情報及び色情報に関するデータである。位置情報は、実空間の３次元座標におけるサンプル点の位置により規定されてもよいし、実空間の３次元座標における形状測定器２の位置と形状測定器２からサンプル点までの距離との組合せにより規定されてもよい。なお、図５に示す如き、患者Ｐの顎部、首部、胸部、腹部の一連の体表面形状に関するスキャンデータＳＤは、顎部から胸部に至る直線Ｌ１に関する体表面形状と、胸部から臍部に至る直線Ｌ２に関する体表面形状との間で、異なる凹凸の情報を表している。例えば図６の上側に示すように、直線Ｌ１に関する体表面形状は凹凸の情報が多いのに対し、直線Ｌ２に関する体表面形状は凹凸の情報が少ない。この場合、図６の下側に示すように、治療計画時（実線）の直線Ｌ１で示す体表面形状と、治療時（破線）の直線Ｌ１で示す体表面形状とは、位置ずれが生じた場合に形状の差異が大きいことから、位置合わせ精度を維持し易い。これに対し、治療計画時（実線）の直線Ｌ２で示す体表面形状と、治療時（破線）の直線Ｌ２で示す体表面形状とは、位置ずれが生じた場合に形状の差異が小さいことから、位置合わせ精度が低下してしまう可能性がある。

【0030】

位置合わせ装置３の処理回路３１は、形状測定器２から患者Ｐの呼吸状態に対応する複数の時点でスキャンデータＳＤを取得する。処理回路３１は、呼吸により変動するスキャンデータＳＤを、リアルタイムで取得してもよいし、一括して取得してもよい。いずれにしても、処理回路３１は、呼吸により変動するスキャンデータＳＤを取得することで、患者Ｐの呼吸状態に対応する複数の時点で患者Ｐの体表面形状を測定する。例えば図７に示すように、胸部から臍部に至る直線Ｌ２において、胸部側の端部を位置Ａ、中央部を位置Ｂ、臍部側を位置Ｃとしたとする。この場合、図８（ａ）に示すように、各々の位置Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、呼吸によりスキャンデータＳＤが上下に変動する。すなわち、各々の位置Ａ，Ｂ，Ｃを示すＸＹＺ直交座標系において、高さ（Ｙ軸）の値が変動する。また、呼吸による変動分に対応する振幅ＰＢは、胸部側の位置Ａから臍部側の位置Ｃに向かうにつれて大きくなる。また、図８（ｂ）に示すように、呼吸によるスキャンデータＳＤの変動は、呼吸波形に対応し、周期的に繰り返される。従って、処理回路３１は、少なくとも１つの呼吸波形が得られる一定時間内に体表面形状を測定する。また、処理回路３１は、当該呼吸波形に基づき、スキャンデータＳＤが最小値を示す吸気開始時点と、スキャンデータＳＤが最大値を示す呼気開始時点とに対応する複数の時点で患者Ｐの体表面形状を測定する。

【0031】

ステップＳＴ１の後、ステップＳＴ２において、処理回路３１は、複数の時点の間の体表面形状の振幅を算出する。具体的には、処理回路３１は、測定した体表面形状の複数の参照点を決定する。各々の参照点は、例えば、測定領域内をある一定間隔で格子状に区切った格子の交点とする。また、処理回路３１は、各々の参照点における一定時間内の体表面形状の変動分を振幅ＰＢとして算出する。例えば、処理回路３１は、体表面形状に含まれる複数の位置Ａ，Ｂ，Ｃを選択し、複数の位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々における体表面形状の変動分を振幅ＰＢとして算出する。例えば、位置Ａに対応する参照点の場合、図９に示すように、位置Ａ及び周辺位置における振幅ＰＢ（Ａ）が算出される。同様に、位置Ｂ，Ｃに対応する各々の参照点の場合、位置Ｂ，Ｃ及び各々の周辺位置における振幅ＰＢ（Ｂ），ＰＢ（Ｃ）が算出される。ステップＳＴ２の終了により、治療計画時の位置合わせ装置３の動作が終了する。

【0032】

後日、治療時において、位置合わせ装置３は、ステップＳＴ３以降の動作を実行する。

【0033】

ステップＳＴ３において、治療前の患者セットアップのため、ステップＳＴ１と同様に形状測定器２による患者Ｐのスキャンが行われる。また同様に、位置合わせ装置３の処理回路３１は、呼吸により変動するスキャンデータＳＤを取得することで、患者Ｐの呼吸状態に対応する複数の時点で患者Ｐの体表面形状を測定する。

【0034】

ステップＳＴ３の後、ステップＳＴ４において、処理回路３１は、ステップＳＴ２と同様に、複数の時点の間の体表面形状の振幅を算出する。例えば、処理回路３１は、治療計画時と同じ間隔で同じ個数の位置Ａ，Ｂ，Ｃを選択し、図１０に示すように、複数の位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々における体表面形状の変動分を振幅ＴＢ（Ａ），ＴＢ（Ｂ），ＴＢ（Ｃ）として算出する。

【0035】

ステップＳＴ４の後、ステップＳＴ５において、処理回路３１は、治療計画時の振幅ＰＢと治療時の振幅ＴＢとの間の差異を算出する。具体的には、処理回路３１は、複数の位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々において、治療計画時の振幅ＰＢ（Ａ），ＰＢ（Ｂ），ＰＢ（Ｃ）と、治療時の振幅ＴＢ（Ａ），ＴＢ（Ｂ），ＴＢ（Ｃ）との間の差異を算出する。位置Ａにおける差異（ＰＢ（Ａ）－ＴＢ（Ａ））を算出する過程を図１１に示す。また、処理回路は、ＰＢ（Ａ）－ＴＢ（Ａ）の算出結果の累計値を差異として計算する。例えば、図１１の場合、差異を示す累計値Ｖｄ（Ａ）は、次式のように、図１１右側に示す算出結果の表の各要素を合計して求める。

【0036】

Ｖｄ（Ａ）＝0.1+0.2+0.1+0.1+0.1+0.1+0.2+0.1+0.2+...
位置Ｂ，Ｃについても同様である。位置Ｃにおける差異を算出する過程を図１２に示し、位置Ｃにおける差異を示す累計値Ｖｄ（Ｃ）を算出する例を次式に示す。

【0037】

Ｖｄ（Ｃ）＝1.4+1.2+0.4+1.4+1.3+0.6+0.4+0.1+0.9+...
なお、図１１及びＶｄ（Ａ）は差異が小さい例を示し、図１２及びＶｄ（ｃ）は差異が大きい例を示している。

【0038】

ステップＳＴ５の後、ステップＳＴ６において、処理回路３１は、複数の位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々において、差異を算出する位置を所定距離だけ移動させる。具体的には、差異の算出に用いる振幅ＴＢの位置を所定距離だけ移動させる。位置Ａにおける振幅ＴＢ（Ａ）の位置を位置Ａ*に移動させる例を図１３に示す。なお、位置Ｂ、Ｃにおける振幅ＴＢ（Ｂ），ＴＢ（Ｃ）についても同様である。また、図１３中、左右方向（Ｘ軸）に移動させた例を示すが、これに限らず、頭尾方向（Ｚ軸）に移動させてもよい。また、ステップＳＴ６において、振幅方向（高さ方向、Ｙ軸）に移動させることはない。

【0039】

ステップＳＴ６の後、ステップＳＴ７において、処理回路３１は、所定範囲内で治療時の振幅ＴＢの位置を所定距離ずつ移動させたか否かを判定する。例えば、この所定範囲を、頭尾方向に±２ｃｍ、左右方向に±２ｃｍの範囲であるとする。処理回路３１は、この所定範囲内で振幅ＴＢの位置を１ｍｍずつ、全て移動させたか否かを判定する。この判定の結果、否の場合にはステップＳＴ５に戻り、ステップＳＴ５～ＳＴ６を繰り返し実行する。このステップＳＴ５～ＳＴ７のループにより、処理回路３１は、位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々において、所定範囲内の所定距離毎の位置Ａ*，Ｂ*，Ｃ*における差異を示す累計値Ｖｄ（Ａ*），Ｖｄ（Ｂ*），Ｖｄ（Ｃ*）を取得する。一方、ステップＳＴ７の判定の結果、所定範囲内で全て移動させた場合には、ステップＳＴ８に移行する。

【0040】

ステップＳＴ８において、処理回路３１は、治療計画時の振幅ＰＢと治療時の振幅ＴＢとの間の差異が最小になる位置を求める。具体的には、処理回路３１は、位置Ａにおいて、所定範囲内の所定距離毎の位置における差異を示す累計値Ｖｄ（Ａ*）のうち、最小の差異を示す累計値Ｖｄ（Ａ*）と、当該累計値Ｖｄ（Ａ*）となる位置Ａ*とを求める。同様に、処理回路３１は、位置Ｂ，Ｃにおいて、最小の差異を示す累計値Ｖｄ（Ｂ*），Ｖｄ（Ｃ*）と、当該累計値Ｖｄ（Ｂ*），Ｖｄ（Ｃ*）となる各々の位置Ｂ*，Ｃ*とを求める。

【0041】

ステップＳＴ８の後、ステップＳＴ９において、処理回路３１は、位置Ａ，Ｂ，Ｃの各々において、ステップＳＴ８で求めた最小の差異が閾値以下か否かを判定する。いずれかの位置Ａ，Ｂ，Ｃにおいて否の場合、すなわち、最小の差異が閾値を超えたときには、エラーを出力して処理を終了する（ステップＳＴ１０）。一方、ステップＳＴ９の判定の結果、最小の差異が閾値以下の場合には、ステップＳＴ１１に移行する。

【0042】

ステップＳＴ１１において、処理回路３１は、ステップＳＴ８で求めた、差異が最小となる位置Ａ*，Ｂ*，Ｃ*に移動させる移動量を算出する。詳しくは、処理回路３１は、ステップＳＴ４における各々の位置Ａ，Ｂ，Ｃを、ステップＳＴ８で求めた位置Ａ*，Ｂ*，Ｃ*に移動させる移動量（Ａ*－Ａ），（Ｂ*－Ｂ），（Ｃ*－Ｃ）を位置ずれ量として算出する。しかる後、処理回路３１は、位置ずれ量を放射線治療装置７に送出し、処理を終了する。放射線治療装置７では、送出された位置ずれ量に基づいて、天板７６の左右方向（Ｘ軸）と頭尾方向（Ｚ軸）の位置を補正する。ステップＳＴ１１の終了により、治療時の位置合わせに関する処理を終了する。

【0043】

上述したように本実施形態によれば、処理回路３１は、今回の治療時と治療時に先行する基準時との各々において、患者の呼吸状態に対応する複数の時点で患者Ｐの体表面形状を測定する。処理回路３１は、複数の時点の間の体表面形状の振幅を算出する。処理回路３１は、基準時の振幅と、治療時の振幅とに基づいて、基準時と治療時との間の患者の位置ずれ量を算出する。従って、起伏が少ない体表面形状を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することができる。また、呼吸状態に対応する複数の時点の間の振幅を求めるので、息止めを不要とすることができる。

【0044】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、体表面形状を一定時間内に測定し、当該一定時間内の体表面形状の変動分を振幅として算出する。従って、前述した効果に加え、一定時間内の最大の体表面形状と最小の体表面形状との間の変動分を振幅として算出することができる。

【0045】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、体表面形状に含まれる複数の位置を選択し、複数の位置の各々における体表面形状の変動分を振幅として算出する。従って、前述した効果に加え、選択した複数の位置の個数及び間隔に応じて、位置合わせ精度の向上を図ることができる。

【0046】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、基準時の振幅と治療時の振幅との間の差異が最小になる位置を求め、差異が最小になる位置に基づいて、位置ずれ量を算出する。従って、前述した効果に加え、差異が最小となる位置の精度に応じて、位置ずれ量の精度を向上させることができる。

【0047】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、治療時の振幅を、差異が最小になる位置に移動させる移動量を位置ずれ量として算出する。従って、前述した効果に加え、差異が最小になる位置への移動量の精度に応じて、位置ずれ量の精度を向上させることができる。

【0048】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、所定範囲内で差異を算出する位置を移動させることにより、差異が最小になる位置を求める。従って、前述した効果に加え、所定範囲内で位置合わせが実行されることになるので、位置合わせ精度を維持することができる。

【0049】

また、本実施形態によれば、処理回路３１は、最小の差異が閾値を超えたとき、エラーを出力する。従って、前述した効果に加え、最小の差異であっても、閾値を超える差異の場合、位置合わせを実行しないので、位置合わせ精度を維持することができる。

【0050】

なお、本実施形態では、仰向けに載置された患者Ｐの胸部及び腹部が上下に変動したが、これに限定されない。例えば、本実施形態は、横向きに載置された患者Ｐの胸部及び腹部が呼吸により変動する場合にも同様に適用して同様の効果を得ることができる。

【0051】

また、本実施形態では、治療計画時を基準時とし、治療時との差異を算出したが、これに限定されない。例えば、本実施形態は、１回目の治療時を基準時とし、２回目以降の治療時との差異を算出する場合にも同様に適用して同様の効果を得ることができる。

【0052】

また、本実施形態では、治療計画時の患者Ｐの呼吸動作と、治療時の患者Ｐの呼吸動作とが略同一であることを前提としたが、これに限定されない。例えば、患者Ｐの体調により、治療計画時の患者Ｐの呼吸動作と、治療時の患者Ｐの呼吸動作とが異なる可能性がある。これに対し、処理回路３１は、図１４に示すように、治療計画時及び治療時の各々において、患者の体表面形状を測定する際に、患者の呼吸状態をガイドするガイド機能３１４を実現してもよい。ガイド機能３１４は、例えば、治療計画時の呼吸波形と、今回の治療時の呼吸波形とをディスプレイ３３に重畳表示し、患者の呼吸制動をガイドする。また、ガイド機能３１４は、重畳表示に加え、呼吸制動をガイドする音声信号をスピーカ（図示せず）に送出してもよい。なお、ガイド機能３１４及び処理回路３１は、ガイド部の一例である。このような変形例によれば、本実施形態の効果に加え、治療計画時及び治療時において、患者の呼吸動作が略同一になることを期待でき、位置合わせの精度を向上させることができる。

【0053】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、起伏が少ない体表面形状を測定した際に、位置合わせ精度の低下を抑制することができる。
上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサが例えばＣＰＵである場合、プロセッサはメモリに保存されたプログラムを読み出して実行することで機能を実現する。一方、プロセッサが例えばＡＳＩＣである場合、プログラムがメモリに保存される代わりに、当該機能がプロセッサの回路内に論理回路として直接組み込まれる。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１及び図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0054】

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、実施形態同士の組み合わせを行なうことができる。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】

【0055】

１ 放射線治療システム
２ 形状測定器
３ 位置合わせ装置
３１ 処理回路
３１１ 測定機能
３１２ 振幅算出機能
３１３ 位置ずれ量算出機能
３１４ ガイド機能
３２ メモリ
３３ ディスプレイ
３４ 入力インタフェース
３５ 通信インタフェース
５ 治療計画画像撮影装置
６ 治療計画装置
７ 放射線治療装置
７１ 治療用架台
７２ 保持装置
７３ 照射ヘッド
７４ 治療用寝台
７５ 基台
７６ 天板
８１ 固定具

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】