特許 7145929 放射線治療装置とともに使用される患者モニタリングシステムのキャリブレーション方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-09-22

(45)【発行日】2022-10-03

(54)【発明の名称】放射線治療装置とともに使用される患者モニタリングシステムのキャリブレーション方法

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20220926BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 M

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2020505896

(86)(22)【出願日】2018-07-31

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-10-08

(86)【国際出願番号】 GB2018052192

(87)【国際公開番号】W WO2019025791

(87)【国際公開日】2019-02-07

【審査請求日】2021-07-20

(31)【優先権主張番号】1712462.9

(32)【優先日】2017-08-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(73)【特許権者】

【識別番号】511180259

【氏名又は名称】ビジョン アールティ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(74)【代理人】

【識別番号】100091214

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 進介

(72)【発明者】

【氏名】ミード，エドワード ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】メイア，アイヴァン ダニエル

【審査官】野口 絢子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００８５９９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０１６－５２４９８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０８５５６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２２１１５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／００－ ５／１０

Ｈ０４Ｎ１３／２３９

Ｈ０４Ｎ１３／２４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線治療中の患者のポジショニングをモニタするモニタリングシステムの画像捕捉デバイスと、治療装置が放射線を方向付けるように配置されている治療室のアイソセンタとの相対位置を決定する方法であって、
キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、前記画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が、前記画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことと、
前記画像捕捉デバイスにより前記キャリブレーションファントムの画像を取得することと、
前記キャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成するように、前記取得された画像を処理することと、
前記キャリブレーションファントムの前記撮像された面の前記生成されたモデルを用いて、前記キャリブレーションファントムの中心と、前記画像平面との相対位置を特定することと、
前記キャリブレーションファントムの中心と前記画像平面との前記特定された相対位置を用いて、前記画像平面と、前記治療装置が放射線を方向付けるように配置されている前記治療室の前記アイソセンタとの相対位置を決定することと
を有する方法。

【請求項2】

キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、前記画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が前記画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことは、
レーザ照明システムにより前記治療室の前記アイソセンタをハイライトすることと、
前記キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置を合わせ、平面図において、前記画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面は、前記治療室の前記アイソセンタをハイライトするために使用されるレーザ光を、前記キャリブレーションファントムの外側に設けられたマーキングとそろえることによって、前記画像平面に対して４５°傾けられる、ことと
を有する、
請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記キャリブレーションファントムは、立方体を有し、
前記キャリブレーションファントムの外側に設けられた前記マーキングは、前記立方体の辺に沿って延在するマーキングと、前記立方体を二等分するマーキングと、前記立方体の斜め向かいの角どうしの間に延在する十字と、のうちの１つ以上を有する、
請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記キャリブレーションファントムは、１以上の照射ターゲットを包含し、
当該方法は、
前記治療装置によって照射される前記キャリブレーションファントムの放射線画像を取得することと、
前記治療装置によって照射される前記キャリブレーションファントムの前記取得された放射線画像を解析して、前記治療室の前記アイソセンタと前記キャリブレーションファントムの中心との相対位置を決定することと
を更に有する、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記キャリブレーションファントムの中心が前記治療室の前記アイソセンタに位置するように前記キャリブレーションファントムを位置合わせし直すことを更に有する、
請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記モニタリングシステムは、複数の画像捕捉デバイスを有する、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記モニタリングシステムは、前記治療室の前記アイソセンタの近くに位置する対象の表面上に光を投影するように動作するプロジェクタを更に有する、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の方法。

【請求項8】

前記プロジェクタは、前記治療室の前記アイソセンタの近くに位置する前記対象の表面上に、構造化された光を、レーザ光のグリッドパターン又はラインの形で投影するように動作し、
前記キャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成するように前記取得された画像を処理することは、前記構造化された光が投影されている前記キャリブレーションファントムの取得された画像を処理し、該画像に現れる前記構造化された光のパターンの歪みに基づいて前記キャリブレーションファントムの前記撮像された面のモデルを生成することを有する、
請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記プロジェクタは、前記治療室の前記アイソセンタの近くに位置する前記対象の表面上に光の斑紋パターンを投影するよう動作し、
前記モニタリングシステムは、ステレオカメラを有し、
前記キャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成するように前記取得された画像を処理することは、前記光の斑紋パターンが投影されている前記キャリブレーションファントムの取得された立体画像を処理し、前記ステレオカメラによって取得された立体画像における撮像対象の対応する部分の特定に基づいて前記キャリブレーションファントムの前記撮像された面のモデルを生成することを有する、
請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記モニタリングシステムは、１以上の画像捕捉デバイスを夫々収容している１以上のカメラポッドを有し、
キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、前記画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が前記画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことは、前記キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、前記カメラポッドの１つの画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が、そのカメラポッドにおける画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことを有する、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記１以上のカメラポッドは、複数のカメラポッドを有し、該複数のカメラポッドは全て、前記治療室の同じ側に位置する、
請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記１以上のカメラポッドは、前記治療室内に対称的なパターンで配置される、
請求項１０又は１１に記載の方法。

【請求項13】

前記モニタリングシステムは、１以上の画像捕捉デバイスを夫々収容している３つのカメラポッドを有し、
キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、前記画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が前記画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことは、前記キャリブレーションファントムを、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、他の２つのカメラポッドに挟まれて中心に位置するカメラポッドの画像捕捉デバイスに最も近い前記キャリブレーションファントムの面が、前記中心に位置するカメラポッドにおける画像捕捉デバイスによって捕捉される画像平面に対して４５°傾けられる、ことを有する、
請求項１１又は１２に記載の方法。

【請求項14】

前記カメラポッドは、前記治療室の天井からつるされる、
請求項１０乃至１３のうちいずれか一項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、放射線治療中の患者の位置をモニタする患者モニタリングシステムのキャリブレーション方法に関係がある。特に、本発明は、治療室アイソセンタに対してモニタリングシステム内のカメラのような画像検出器の位置を特定する方法に関係がある。

【背景技術】

【0002】

放射線治療は、患者の身体の所定部位に存在する腫瘍を破壊又は除去するためにその所定部位の上に放射線ビームを投影することをから成る。そのような治療は、通常は、定期的に繰り返し行われる。医療介入ごとに、放射線源は、放射線ビームが有害となりうる隣接組織に放射することを回避するように、選択された部位を最大限の正確さで照射するために患者に対して位置合わせされなければならない。この理由のために、放射線治療中に患者のポジショニングを支援する多数のモニタリングシステムが提案されている。例えば、米国特許第７８８９９０６号、第７３４８９７４号、第８１３５２０１号、第９０２８４２２号、並びに米国特許出願第２０１５／２５６８５２号及び第２０１６／１２９２８３号におけるＶｉｓｉｏｎＲＴ社の先行特許及び特許出願で記載されているものがある。なお、これらの特許文献は全て、参照により本願に援用される。

【0003】

ＶｉｓｉｏｎＲＴ社の特許及び特許出願で記載されているシステムでは、患者の画像が取得され、そして、患者の表面上の点に対応する多数の点の３Ｄポジションを特定するデータを生成するように処理される。そのようなデータは、前の機会に生成されたデータと比較され、一貫した方法で患者を位置合わせするために又は患者がポジションから外れる場合に警告を発するために使用され得る。典型的に、そのような比較は、ライブ画像に基づき生成されたデータによって特定された患者の表面上の点と、前の機会に生成されたデータによって特定された患者の表面上の点との間のポジションの差を最小限にする変換を決定するように、プロクラステス分析（Procrustes analysis）を行うことを伴う。

【0004】

ＶｉｓｉｏｎＲＴ社の患者モニタリングシステムは、患者の表面の極めて正確な（例えば、サブミリメートル）モデルを生成することができる。そうするために、モニタリングシステムは、患者捕捉デバイス／カメラの相対位置及び向きと、各画像検出器／カメラのレンズの光学設計によって引き起こされる何らかの光学歪み、例えば、樽型（barrel）、陣笠型（pincushion）、及び糸巻き型（mustache）歪み並びに偏心（decentering）／接線方向（tangential）歪みと、カメラ／画像捕捉デバイスの他の内部パラメータ（例えば、焦点長さ、アスペクト比スキュー、ピクセル間隔、など）とを特定するカメラパラメータを確立するために較正される。知られると、カメラパラメータは、取得された画像を操作して、歪みがない画像を得るために利用され得る。次いで、異なる位置から取得された画像を処理し、画像並びに画像捕捉デバイス／カメラの相対位置及び向きから３Ｄポジションを導出することによって、３Ｄポジション測定が決定され得る。

【0005】

加えて、モニタリングシステムはまた、モニタリングシステムのカメラと、治療装置によって生成された放射線が方向付けられる治療室アイソセンタとの相対位置を特定するためにも、較正されるべきである。

【0006】

そもそも、放射線治療におけるアイソセンタ確認のための第１の方法は、治療装置のガントリヘッドに取り付けられた機械式ポインタの先端と、治療台に取り付けられた固定点との間の距離を測定することであった。かような方法は手動であり、骨が折れ、時間がかかる。方法の正確さは、人間である観測者に依存し、使用されるポインタの先端のサイズによっても制限された。

【0007】

改善された技術は、１９８８年にハーバード大学医科大学院のLutz、Winston及びMalekiによって紹介された。これは、Lutz W, Winston K R, Maleki N，“A system for stereotactic radiosurgery with a linear accelerator”，Int J Radiat Oncol Biol Phys，1998; 14(2): 378-81に記載されている。Winston-Lutzシステムでは、スチール、チタン又はタングステンから作られた小さい金属製ボールを有するキャリブレーションファントムが、ロッキングメカニズムによって治療台に固定される。ファントムポジションは、マイクロメートルツールによって３方向で調整可能である。放射線治療に使用されるコリメータは、ガントリヘッドに取り付けられており、ボールは、ファントム上のマークを治療室レーザと合わせることによって、アイソセンタの可能な限り近くに置かれる。コリメートされたビームを使用して、ボールの後ろのスタンドにビーム方向に垂直に取り付けられた放射線検査フィルムを露光する。球形の影の中心と視野の中心との間の差が、真のアイソセンタと、治療室レーザで示されるアイソセンタとの差を特定する。透明なテンプレートガイダンススケールを使用して、又はフィルム走査及びソフトウェア解析によって、フィルムごとにオフセットが読み取られる。

【0008】

放射線撮影Winston Lutz画像を解析する数学的手法が開発されており、Low D A, Li Z, Drzymala R E，“Minimization of target positioning error in accelerator-based radiosurgery”，Med Phys，1995; 22(4): 443-48に記載されている。この手法は、治療装置アイソセンタとターゲットとの間の距離を最小限にするファントムスタンドの適切なオフセットを見つけるために、ガントリ角度及び寝台の８つの設定に対するフィルム測定アイソセンタ位置誤差を使用した。Grimm et al.は、同様の目的を受けて、特定の寝台及びガントリ角度で撮影され、デジタルカメラによって撮影されたレーザの画像と組み合わされた二次元放射線フィルム画像から、３次元でWinston-Lutzファントムボールの軌跡を再構成するアルゴリズムを開発した。このアプローチは、Grimm J, Grimm S L, Das I J, et al.，“A quality assurance method with sub-millimeter accuracy for stereotactic linear accelerators”，J Appl Clin Med Phys，2011; 12(1): 182-98に記載されている。

【0009】

放射線撮影ファントム画像の自動処理の更なる例は、E Schriebmann, E Elder and T Fox，“Automated Quality Assurance for Image-Guided Radiation Therapy”，J Appl Clin Med Phys，2009: 10(1): 71-79に記載されている。これは、メガボルト（ＭＶ）治療ビームが、統合されたキロ電圧（ｋＶ）又は体積コーンビームＣＴと一致することを確かにする品質保証方法の自動化について論じている。この論文には、キャリブレーション立方体が、レーザマーキングを用いて治療室アイソセンタの推定位置に位置付けられると説明されている。次いで、立方体の照射の放射線撮影画像が取得され、そして、ＭＶ、ｋＶ及び体積コーンビームによって特定されるように、位置合わせされる立方体がアイソセンタからオフセットされる範囲を決定するために処理される。

【0010】

それから、キャリブレーションファントムのポジションは、ファントムが治療室アイソセンタに正確に位置付けられるまで、放射線撮影Winston Lutz画像の解析に基づき調整され得る。アイソセンタの位置が特定されると、次いで、アイソセンタの位置が、レーザ光の平面を生成するレーザの組を使用することによってハイライトされ得る。そのために、多くのキャリブレーションファントムは外部マーキングを備え、それにより、ファントムがアイソセンタに位置付けられると、レーザ光は、レーザ光の生成された平面が外部マーキングと一致するように調整され得、ファントムが取り除かれる場合には、アイソセンタの位置が、レーザビームの交差によって特定される。

【0011】

それから、治療装置のアイソセンタに対するカメラのポジショニングは、治療装置のアイソセンタを中心とする位置で治療装置に位置合わせされる既知のサイズのキャリブレーション立方体を撮像することによって、決定され得る。典型的に、キャリブレーション立方体のポジショニングは、アイソセンタで交差するレーザ十字線の投影と立方体の外側のマークとの一致によって実現される。次いで、キャリブレーション立方体の画像が取得され、そして、カメラの相対位置の以前に取得された測定値と、画像に存在する何らかの歪みの存在に関する任意のデータとを使用して処理され、立方体の表面の３Ｄコンピュータモデルが生成される。生成された３Ｄモデルと、キャリブレーション立方体のサイズ及びポジションに関する既知のパラメータとの比較により、モデリングソフトウェアの座標系で行われた測定を、治療アイソセンタに対する治療室での実際の測定に変換することができる。

【0012】

放射線治療装置とともに使用されるステレオカメラシステムを較正することに対する従来のアプローチは極めて正確であるが、精度の更なる改善が望ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【文献】米国特許第７８８９９０６号

【文献】米国特許第７３４８９７４号

【文献】米国特許第８１３５２０１号

【文献】米国特許第９０２８４２２号

【文献】米国特許出願第２０１５／２５６８５２号

【文献】米国特許出願第２０１６／１２９２８３号

【非特許文献】

【0014】

【文献】Lutz W, Winston K R, Maleki N，“A system for stereotactic radiosurgery with a linear accelerator”，Int J Radiat Oncol Biol Phys.，1998; 14(2): 378-81

【文献】Low D A, Li Z, Drzymala R E，“Minimization of target positioning error in accelerator-based radiosurgery”，Med Phys，1995; 22(4): 443-48

【文献】Grimm J, Grimm S L, Das I J, et al.，“A quality assurance method with sub-millimeter accuracy for stereotactic linear accelerators”，J Appl Clin Med Phys，2011; 12(1): 182-98

【文献】E Schriebmann, E Elder and T Fox，“Automated Quality Assurance for Image-Guided Radiation Therapy”，J Appl Clin Med Phys，2009: 10(1): 71-79

【発明の概要】

【0015】

本発明の一態様に従って、モニタリングシステムのキャリブレーション方法は、キャリブレーションファントムを、その中心が治療室のアイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、モニタリングシステムの画像捕捉デバイスに最も近いキャリブレーションファントムの面がモニタリングシステムの画像捕捉デバイスのカメラ平面に対して約４５°傾けられる、ことを特徴として提供される。次いで、キャリブレーションファントムの画像が画像捕捉デバイスにより取得され、画像は、キャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成するように処理される。次いで、キャリブレーションファントムの撮像された面の生成されたモデルを用いて、キャリブレーションファントムの中心と、画像捕捉デバイスのカメラ平面との相対位置が特定される。特定された相対位置は、画像捕捉デバイスのカメラ平面と、治療装置が放射線を方向付けるように配置されている治療室のアイソセンタとの相対位置を決定するために用いられる。

【0016】

本出願人は、平面図において、画像捕捉デバイスに最も近いキャリブレーションファントムの面が、モニタリングシステムの画像捕捉デバイスのカメラ平面に対して約４５°傾けられるように、キャリブレーションファントム、特に、キャリブレーション立方体の面に角度をつけることにより、そのようなモニタリングシステムがキャリブレーションファントムのモデルを生成することができる精度が改善され、従って、画像捕捉デバイスと治療室アイソセンタとの相対位置が決定され得る精度が改善されることを突き止めた。

【0017】

いくつかの実施形態で、キャリブレーションファントムを、その中心が治療室のアイソセンタにおおよそ位置するように位置付け、平面図において、画像捕捉デバイスに最も近いキャリブレーションファントムの面が画像捕捉デバイスのカメラ平面に対して約４５°傾けられる、ことは、レーザ照明システムにより治療室のアイソセンタをハイライトすることと、治療室のアイソセンタをハイライトするために使用されるレーザ光を、キャリブレーションファントムの外側に設けられたマーキングとそろえることによって、キャリブレーションファントムを位置合わせすることと有してよい。キャリブレーション立方体の形をとるキャリブレーションファントム上のマーキングは、立方体の辺に沿って延在するマーキング、立方体を二等分するマーキング、及び／又は立方体の斜め向かいの角どうしの間に延在する十字を有してよい。

【0018】

いくつかの実施形態で、キャリブレーションファントムは、照射ターゲットを包含するキャリブレーションファントムを有してよい。かような実施形態では、放射線治療中の患者のポジショニングをモニタするモニタリングシステムの画像捕捉デバイスと、治療装置が放射線を方向付けるように配置される治療室のアイソセンタとの相対ポジションを見つけることは、治療装置によって照射されるキャリブレーションファントムの放射線画像を取得することと、該取得された放射線画像を解析して、治療室アイソセンタとキャリブレーションファントムの中心との相対位置を決定することとを有してよい。

【0019】

かような実施形態では、キャリブレーションファントムは、治療室のアイソセンタとキャリブレーションファントムの中心との相対位置が特定された後に位置合わせし直されてよく、位置合わせし直されたファントムの画像は、モニタリングシステムによって取得され、画像捕捉デバイスと治療室のアイソセンタとの相対位置を決定するために用いられる。

【0020】

代替的に、治療室のアイソセンタとキャリブレーションファントムの中心との相対位置は、画像捕捉デバイスと治療室のアイソセンタとの相対位置を決定するためにファントムを位置付けし直すことなしに、キャリブレーションファントムの生成されたモデルとともに使用されてもよい。

【0021】

いくつかの実施形態で、モニタリングシステムは、複数の画像捕捉デバイスを有してよい。

【0022】

いくつかの実施形態で、モニタリングシステムは、治療室アイソセンタの近くに位置する対象の表面上に光を投影するように動作するプロジェクタを有してよい。そのようなプロジェクタは、治療室アイソセンタの近くに位置する対象の表面上に、構造化された光を、レーザ光のグリッドパターン又はラインの形で投影するように動作するプロジェクタを有してよい。かようなシステムで、構造化された光が投影されているキャリブレーションファントムの取得された画像は、キャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成するために、画像に現れる構造化された光の投影されたパターンの歪みを解析するように処理されてよい。

【0023】

他の実施形態では、プロジェクタは、治療室アイソセンタの近くに位置する対象の表面上に光の斑紋パターン（speckled pattern）を投影するよう動作するプロジェクタを有してよい。かようなシステムで、モニタリングシステムは、ステレオカメラを有してよく、取得された画像を処理してキャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成することは、光の斑紋パターンが投影されているキャリブレーションファントムの取得された立体画像を処理することと、取得された画像における対象の対応する部分を特定するようにキャリブレーションファントムの撮像された面のモデルを生成することとを有してよい。

【0024】

モニタリングシステムは、１以上の画像捕捉デバイスを夫々収容している１以上のカメラポッドを有してよく、カメラポッドは、治療室の天井からつるされる。モニタリングシステムが複数のカメラポッドを有する場合に、カメラポッドは全て、治療室の同じ側に位置付けられてよく、カメラポッドは、治療室内に対称的なパターンで配置されてよい。

【0025】

かような実施形態で、キャリブレーションファントムは、その中心が前記治療室の前記アイソセンタにおおよそ位置するように配置されてよく、平面図において、カメラポッドの１つの画像捕捉デバイスに最も近いキャリブレーションファントムの面は、そのカメラポッドにおける画像捕捉デバイスのカメラ平面に対して約４５°傾けられる。

【0026】

いくつかのかような実施形態で、モニタリングシステムは、２つの他のカメラポッドが両脇にある中央のカメラポッドを有してよく、キャリブレーションファントムを位置付けることは、中央に位置するカメラポッドの画像捕捉デバイスに最も近いキャリブレーションファントムの面が、平面図において、中央に位置するカメラポッドにおける画像捕捉デバイスのカメラ平面に対して約４５°傾けられた状態で、キャリブレーションファントムを治療室アイソセンタにおおよそ位置付けることを有してよい。

【0027】

本発明の更なる態様では、上記の方法のいずれかで使用されるキャリブレーションファントムが提供される。そのようなキャリブレーションファントムは、キャリブレーション立方体を有してよく、立方体の外側には、モニタリングシステムのカメラ／画像捕捉デバイスによる撮像のための立方体の方向付けを容易にするマーキングが設けられている。そのようなマーキングは、立方体の辺に沿って延在するマーキングと、立方体を二等分するマーキングと、立方体の斜め向かいの角どうしの間に延在する十字とから選択されたマーキングを有してよい。いくつかの実施形態で、キャリブレーションファントムは、治療装置によって照射され得る照射ターゲットを包含してよい。

【0028】

これより、添付の図面を参照して、本発明の実施形態について更に詳述する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】治療装置及び患者モニタの概略斜視図である。

【図2】図１の患者モニタのカメラポッドの正面斜視図である。

【図3】図１の患者モニタのコンピュータシステムの概略ブロック図である。

【図4】カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の従来配置の平面図である。

【図5】カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するための従来のキャリブレーション立方体の概略斜視図である。

【図6】本発明の実施形態に従って、カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の配置の平面図である。

【図7】本発明の実施形態に従って、カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の概略斜視図である。

【図8】本発明の更なる実施形態に従って、カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の配置の平面図である。

【図9】本発明の更なる実施形態に従って、カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の配置の平面図である。

【図10】本発明の更なる実施形態に従って、カメラシステムと治療室のアイソセンタとの相対位置を特定するためのキャリブレーション立方体の配置の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

本発明に従って、患者のポジショニングをモニタするモニタリングシステムのカメラ／画像検出器と治療室のアイソセンタとの相対位置を決定する方法について記載する前に、記載される方法を用いて較正され得る患者モニタリングシステム及び放射線治療装置、並びにかようなシステムのカメラ／画像検出器と治療室のアイソセンタとの相対位置を特定することに対する従来アプローチが最初に、図１～５を参照して記載される。

【0031】

図１は、多数のカメラポッド１０内に取り付けられた多数のカメラを有するカメラシステムを備える患者モニタリングシステムの例の概略斜視図である。図１には、配線（図示せず。）によってコンピュータ１４へ接続されているカメラポッド１０のうちの１台が示されている。コンピュータ１４は、放射線治療を適用する線形加速器のような治療装置１６へも接続されている。機械カウチ１８が治療装置の部分として設けられており、治療中に患者２０はその上に横たわる。治療装置１６及び機械カウチ１８は、コンピュータ１４の制御下で、機械カウチ１８及び治療装置１６の相対ポジションが、カウチに隣接する矢印によって図中に示されているように、横方向に、垂直に、縦方向に、及び回転方向に変化し得るように、配置される。

【0032】

治療装置１６は本体２２を有し、それからガントリ２４が延在する。コリメータ２６は、治療装置１６の本体２２から離れてガントリ２４の端部に設けられている。放射線が患者２０を照射する角度を変えるべく、ガントリ２４は、コンピュータ１４の制御下で、図に示されるように、治療装置１６の本体２２の中心を通る軸の周りを回転するように配置される。更には、治療装置による照射の方向も、やはり図に矢印で示されるように、ガントリ２４の端部でコリメータ２６を回転させることによって、変えられ得る。

【0033】

患者モニタリングシステムにおいて適当な視野を得るべく、患者２０をモニタするカメラを収容しているカメラポッド１０は、通常、一定の距離（例えば、モニタされる患者から１～２メートル）から患者２０を見る。図１の例となる図では、図１に示されるカメラポッド１０の視野は、カメラポッド１０から広がっている破線によって示される。

【0034】

図１に示されるように、通常、そのようなカメラポッド１０は、治療室の天井からつるされ、ガントリ２４から離されている。それにより、カメラポッド１０は、ガントリ２４の回転と干渉しない。いくつかのシステムでは、単一のカメラポッド１０しか含まないカメラシステムが利用される。しかし、他のシステムでは、ガントリ２４の回転が患者２０のビューを全体的に、又はガントリ２４若しくは機械カウチ１８が特定の向きにあるときには部分的に、遮ることがあるので、複数台のカメラポッド１０を含むことがカメラシステムにとって好ましい。複数台のカメラポッド１０を設けることはまた、複数の方向から患者を撮影してシステムの精度を高めることを促す。

【0035】

レーザ照明システム（図示せず。）は、通常、レーザ光の３つの平面を生成するよう配置されたレーザ光源の組の形をとり、治療室アイソセンタをハイライトするために設けられてよい。治療室アイソセンタは、コリメータ２６及びガントリ２４の向き及びポジションにかかわらず放射線が通るように治療装置１６が配置される治療室内のポジションである。患者２０が治療のために位置合わせされる場合に、この治療室アイソセンタは、最大量の放射線を受けるよう意図されている組織と一致すべきである。

【0036】

図２は、例となるカメラポッド１０の正面斜視図である。

【0037】

この例のカメラポッド１０は、ヒンジ４４を介してブラケット４２へ接続されている筐体４１を有する。ブラケット４２は、カメラポッド１０が治療室の天井に固定位置で取り付けられることを可能にし、一方、ヒンジ４４は、カメラポッド１０の向きがブラケット４２に対して合わせられることを可能にする。それにより、カメラポッド１０は、機械カウチ１８の上の患者２０を見るよう配置され得る。一対のレンズ４６が、筐体４１の正面４８の両側に取り付けられている。これらのレンズ４６は、筐体４１の中に収容されているＣＭＯＳ能動ピクセルセンサ又は電荷結合デバイス（図示せず。）のような画像捕捉デバイス／カメラの正面に位置付けられている。カメラ／画像検出器は、レンズ４６を介して患者２０の画像を捕捉するように、レンズ４６の後ろに配置されている。

【0038】

この例では、スペックルプロジェクタ５２が、図２に示されるカメラポッド１０において２つのレンズ４６の間にあるように筐体４１の正面４８の真ん中に設けられている。この例のスペックルプロジェクタ５２は、赤色光の非反復斑紋パターンで患者２０を照らすよう配置される。それにより、患者２０の画像がカメラポッド１０内に取り付けられた２つの画像検出器によって捕捉される場合に、捕捉された画像の対応する部分が、より容易に区別され得る。そのために、スペックルプロジェクタ５２は、ＬＥＤのような光源と、フィルムとを有し、フィルム上には、ランダムなスペックルパターンが印刷されている。使用中に、光源からの光がフィルムを介して投影され、結果として、明領域及び暗領域から成るパターンが患者２０の表面上に投影される。いくつかのモニタリングシステムでは、スペックルプロジェクタ５２は、構造化された光（例えば、レーザ光）をライン又はグリッドパターンの形で患者２０の表面上に投影するよう構成されたプロジェクタと置き換えられてもよい。

【0039】

図３は、図１の患者モニタのコンピュータ１４の概略ブロック図である。コンピュータ１４がカメラポッド１０から受け取られた画像を処理するために、コンピュータ１４は、ディスク５４で提供されるソフトウェアによって、又は通信ネットワークを介して電気信号５５を受信することによって、多数の機能モジュール５６～６４へと構成される。この例において、機能モジュール５６～６４は、ステレオカメラシステム１０から受け取られた画像を処理する３Ｄポジション決定モジュール５６と、３Ｄポジション決定モジュール５６によって生成されたデータを処理し、データを、撮像された面の３Ｄワイヤメッシュモデルに変換するモデル生成モジュール５８と、撮像された面の３Ｄワイヤメッシュモデルを記憶する生成モデル記憶部６０と、前に生成された３Ｄワイヤメッシュモデルを記憶するターゲットモデル記憶部６２と、生成されたモデルをターゲットモデルと整合させるのに必要とされる回転及び平行移動を決定する整合モジュール６４とを有する。

【0040】

使用中に、カメラポッド１０の画像捕捉デバイス／カメラによって画像が捕捉されると、これらの画像は３Ｄポジション決定モジュール５６によって処理される。この処理は、３Ｄポジション決定モジュール５６が患者２０の表面上で画像の組内の対応する点の３Ｄポジションを特定することを可能にする。例となるシステムでは、これは、３Ｄポジション決定モジュール５６が、カメラポッド１０によって取得された画像の組において対応する点を特定し、次いで、それらの点の３Ｄポジションを、カメラポッド１０の画像捕捉デバイス／カメラの夫々の記憶されたカメラパラメータと、取得された画像の組における対応する点の相対ポジションとに基づき決定することによって、達成される。

【0041】

次いで、３Ｄポジション決定モジュール５６によって生成されたポジションデータは、モデル生成モジュール５８へ送られる。モデル生成モジュール５８は、ステレオカメラ１０によって撮像された患者２０の表面の３Ｄワイヤメッシュモデルを生成するようにポジションデータを処理する。３Ｄモデルは、モデルの頂点が３Ｄポジション決定モジュール５６によって決定された３Ｄポジションに対応する三角化ワイヤメッシュモデルを有する。そのようなモデルが決定されると、それは生成モデル記憶部６０に記憶される。

【0042】

患者２０の表面のワイヤメッシュモデルが記憶されると、次いで、整合モジュール６４が呼び出されて、ステレオカメラ１０によって取得されている現在の画像に基づく生成されたモデルと、ターゲットモデル記憶部６２に記憶されている患者の以前に生成されたモデル表面との間の整合する平行移動及び回転を決定する。決定された平行移動及び回転は、次いで、指示として機械カウチ１８へ送られ、カウチ１８に、治療装置１６に対して、患者２０が前に治療されたときに患者２０があったのと同じポジションに患者２０を位置付けさせることができる。

【0043】

その後に、カメラポッド１０の画像捕捉デバイス／カメラは、引き続き患者２０をモニタすることができ、ポジションのいかなる変動も、更なるモデル表面を生成し、それら生成された表面を、ターゲットモデル記憶部６２に記憶されているターゲットモデルと比較することによって、特定され得る。患者２０が所定のポジションから外れたと決定される場合に、治療装置１６は一時停止可能であり、あるいは、警告がトリガ可能であり、そして、患者２０は位置合わせし直されて、患者２０の誤った部分を照射することが回避される。

【0044】

これより、図４及び図５を参照して、治療室のアイソセンタに対するモニタリングシステムのカメラの相対位置を特定する従来アプローチについて記載する。

【0045】

図４は、キャリブレーションファントムの概略平面図である。キャリブレーションファントムは、本例では、３つのカメラ又はカメラポッド７２～７６によって撮像されるキャリブレーション立方体７０の形をとる。治療室のアイソセンタに対するモニタリングシステムのカメラの相対位置を特定する場合に、キャリブレーション立方体７０は、キャリブレーション立方体７０の中心が治療室のアイソセンタにあるように位置付けられる。これは、従来技術によりアイソセンタの位置を特定し、該アイソセンタの位置を、レーザ光の３つの平面の交差によってハイライトすることによって、達成される。レーザ光の３つの平面のうちの２つ８０、８２が、太い破線によって図４に示されている。第３の平面（図４に図示せず。）は、図の表面と平行の向きを有しており、図の表面に対してアイソセンタの“高さ”を特定する。

【0046】

図示されるように、通常、カメラポッド７２～７６は、治療装置１６が異なる角度及びポジションからアイソセンタに照射する場合に治療装置１６の動きと干渉しないように、アイソセンタの位置から離して位置付けられる。通常、患者モニタリングシステムでは、３つのカメラポッド７２～７６が設けられ、図４に示されるように、中央のカメラポッド７２の両脇に他の２つのカメラポッド７４、７６があるように配置される。それらの二次カメラポッド７４、７６はしばしば、図４に示されるように、中央のカメラポッド７２の両側に対称に、且つ、中央のカメラポッド７２と同じ治療室アイソセンタの側に位置付けられる。いくつかのシステムでは、二次カメラポッド７４、７６は、アイソセンタの一方の側に、実質的にアイソセンタに沿って位置付けられるように、配置されてもよい（すなわち、ＬｏＳ（line of Sight）が、治療室のアイソセンタをハイライトするレーザ光８０の平面のラインに沿って実質的に方向付けられる。）。

【0047】

治療室のアイソセンタに対するモニタリングシステムのカメラの相対位置を特定する場合に、キャリブレーション立方体７０は、平面図において、キャリブレーション立方体７０の面の１つが中央のカメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面と実質的に平行であるように、方向付けられる。通常、この向きは、治療室アイソセンタのポジションをハイライトする光の平面の１つ８０と平行であるように、平面図において中央のカメラポッド７２の画像平面をそろえることによって、達成される。その場合に、立方体の表面にはマーキングが設けられ、キャリブレーション立方体７０は、中央のカメラポッド７２に面する立方体の面が中央のカメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面と平行であるように正確にそろえられ、且つ、キャリブレーション立方体の中心が治療室アイソセンタにあるように位置合わせされることができる。通常、そのようなマーキングは、図５に表されるように、キャリブレーション立方体の面の夫々で十字８４の形をとる。

【0048】

キャリブレーション立方体７０の画像からモデルを生成する場合に、モデルが生成され得る精度は、通常、斜めの角度で撮像された面については低下し、そのため、キャリブレーション立方体７０の面は、通常、望ましくは、最も小さい斜角で面を見る画像データを用いてモデル化される。

【0049】

キャリブレーション立方体７０の正面が中央のカメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面と実質的に平行であるように立方体を方向付けることは、中央のカメラポッド７２がキャリブレーション立方体７０を見る角度を最小にし、図４に表されるような向きでは、他のカメラポッド７４、７６は、それらに最も近いキャリブレーション立方体７０の面を微少角度で見る。

【0050】

キャリブレーション立方体７０の中心が治療室アイソセンタに位置し且つキャリブレーション立方体７０の面が中央のカメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面と平行であるようにキャリブレーション立方体７０が位置付けられた状態で、治療室のアイソセンタをハイライトするレーザ光の平面は、キャリブレーション立方体７０のマーキング８４と一致すべきである。

【0051】

キャリブレーション立方体７０の中心が治療室アイソセンタに位置するようにキャリブレーション立方体７０が位置付けられると、カメラポッド７２～７６のカメラ／画像検出器は、キャリブレーション立方体７０の画像を捕捉する。これらの画像は、次いで、コンピュータ１４へ送られ、コンピュータ１４は、キャリブレーション立方体７０の面上の点の３Ｄ位置を特定するように画像を処理する。次いで、モニタリングシステムのモデル空間における治療室アイソセンタの相対位置は、処理された画像に基づき、立方体の面の特定された点に対するキャリブレーション立方体７０のモデルの最良適合の中心として特定され得る。

【0052】

本出願人は、患者モニタリングシステムで典型的であるように、複数のカメラポッドが治療室アイソセンタの同じ側に位置する場合に、キャリブレーション立方体７０を撮像するとき、通常、どのカメラも、アイソセンタの他の側にあるキャリブレーション立方体７０の面の画像を取得しないと理解している。

【0053】

よって、例えば、図４に表されるモニタリングシステムの場合に、カメラポッド７２～７６の視点がカメラポッド７２～７６の概略図から広がった破線によって表されるとき、カメラポッド７２～７６のどれも、立方体７０の右手側にあるキャリブレーション立方体７０の面として図４で強調表示され且つ破線として強調表示されている、中央のカメラポッド７２から遠隔にあるキャリブレーション立方体７０の面の画像を取得しない。

【0054】

本出願人は更に、キャリブレーション立方体７０のその面の画像を取得することができなかったこのことが、モニタリングシステムのモデル空間における治療アイソセンタの位置を決定することにおける誤りの潜在的な原因であると理解している。

【0055】

この問題に対処するために、本出願人は、キャリブレーション立方体７０の面が中央のカメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面と実質的に平行であるようにそろえられる図４に表された方法でキャリブレーション立方体７０を位置合わせすることよりむしろ、キャリブレーション立方体７０が代わりに、図６に表されるように方向付けられる（すなわち、平面図において、中央のカメラポッド７２に最も近いキャリブレーション立方体７０の面が中央のカメラポッド７２の画像平面に対して４５°にあり、立方体の一辺がカメラポッド７２の方に向けられるように、４５°回転される）べきであることを提案する。図６に示されるように、かような向きでは、中央のカメラから遠隔にあるキャリブレーション立方体７０の面は、他のカメラポッド７４、７６によって撮像される。

【0056】

図６に示される向きでは、中央のカメラポッド７２によって撮像されるキャリブレーション立方体７０の面は、キャリブレーション立方体７０が図４にあるように方向付けられる場合よりも、カメラポッド７２のカメラ／画像検出器の画像平面に対して斜めの角度にあると理解される。たとえこれが当てはまるとしても、相対的な方位角が約４５°である場合に、本出願人は、面の３Ｄポジションがモデル化され得る精度がこのことにより有意に低下されないと気付いた。

【0057】

また、表されるように、中央のカメラポッド７２から遠隔にあるキャリブレーション立方体の面は、相対的に斜めの角度で他のカメラポッド７４、７６によってのみ撮像される。通常、相対的に斜めの角度で撮像される面の３Ｄポジションをモデル化することは、比較的に不正確である。しかし、たとえこれが当てはまるとしても、本出願人は、いかなる不正確さも、キャリブレーション立方体７０の表面積のより広い割合を撮像し、従ってモデル化するモニタリングシステムの能力によって補償されるよりも大きいと判断した。

【0058】

図４及び図６の平面図画像では十分に明らかでないが、通常は、図１に示されるように、患者モニタリングシステムのカメラポッドは、治療室の天井からつるされており、治療室アイソセンタの平面より上に位置していることが留意されるべきである。よって、図４に示されるようなキャリブレーション立方体７０の向きの場合に、カメラポッド７２～７６から遠隔にあるキャリブレーション立方体の上面の部分は、カメラポッド７２～７６により近い面の部分よりも斜めの角度で見られる。これは、より斜めの角度で見られる立方体の部分の正確なモデルを生成するシステムの能力を制限し、図４に表される向きの場合には、通常、カメラポッド７２～７６に最も近いキャリブレーション立方体７０の部分しかモデル化されない。

【0059】

図４に表される向きと比べて、図６に示されるように方向付けられたキャリブレーション立方体７０が撮像される場合には追加情報が取得され、たとえ、レーザ光の平面８０によって示される平面の向こう側に位置するキャリブレーション立方体７０の小さい部分しかモデル化され得ないとして、上面の３つの角が特定され得るという事実は、キャリブレーション立方体７０の寸法の予備知識とともに、キャリブレーション立方体７０の位置のより正確な特定を可能にする。一方、対照的に、図４に示されるように方向付けられる場合には、カメラポッド７２～７６に最も近いキャリブレーション立方体７０の部分をモデル化することは、立方体の２つの角のモデル化しかもたらさない。

【0060】

本出願人は、予想に反して、図６において方向付けられた立方体の角に関する追加情報は、カメラポッド７２～７６がより斜めの角度でキャリブレーション立方体７０の前方部を撮像すること又は相対的に斜めの角度でしかキャリブレーション立方体７０の遠隔部分を撮像しないことに起因して生じる不正確さよりも、治療室アイソセンタの位置を特定する上でより重要であり、従って、表面が平面図において中央のカメラポッド７２の画像平面に対して約４５°にあるようにキャリブレーション立方体を位置合わせすることは、治療室アイソセンタがモニタリングシステムのモデル空間において特定され得る精度を改善すると判断した。

【0061】

図６に表されるようにキャリブレーション立方体７０を方向付けることは、非常に斜めの角度で得られた画像データに依存せずに、３つ全てのカメラポッド７２～７６からの画像データを個々に且つ集合的に用いて、中央のカメラポッド７２に最も近いキャリブレーション立方体７０の角のモデル化を容易にする。これは、キャリブレーション立方体７０の寸法の知識とともに、カメラ空間内の立方体の角の位置が特定されることを可能にするはずである。

【0062】

３つ全てのカメラポッドが完ぺきに較正される場合に、夫々の個々のカメラポッドからの画像の一致部分を特定することによって生成される面は全てそろえられるはずである。しかし、不可避的に小さな誤差が起こる。表される構成では、カメラポッド７２～７６は対照的に配置されている。外側の２つのカメラポッド７４、７６を用いてキャリブレーション立方体７０の面をモデル化するときに誤差が起こる範囲で、そのような誤差は、他のカメラポッド７４、７６からの画像を用いて生成された面の平均に近い面を特定する中央のカメラポッド７２によって生成されたモデル表面で互いに相殺され、従って、集合的に３つのカメラポッドは、中央のカメラポッド７２に最も近いキャリブレーション立方体７０の角の位置が、誤差を抑えて正確に特定されることを可能にするはずである。

【0063】

図６に表されるように、立方体の面が、平面図において、治療室アイソセンタに沿って方向付けられた中央のカメラポッド７２のカメラ平面に対して４５°に角度をつけられるように、キャリブレーション立方体７０を位置合わせすることは、図７に示されるようにマークを付されたキャリブレーション立方体７０を提供することによって容易にされ得る。図５に表されるようなキャリブレーション立方体７０上の従来のマーキングと対照的に、図７では、図５に示された従来の十字マーキング８４が、立方体の上面で立方体７０の斜め向かいの角どうしの間に延在する対角十字８６と、キャリブレーション立方体７０を二等分する直線８８と、立方体７０の辺をハイライトする一連の直線９０とによって置き換えられている。

【0064】

図６に示されるようにキャリブレーション立方体７０を配置する場合に、キャリブレーション立方体７０は、治療室アイソセンタを特定するために使用されるレーザ光の平面８０、８２をキャリブレーション立方体７０上の変更されたマーキング８６～９０とそろえることによって、その中心が治療室アイソセンタにあるように位置付けられ得るということで、変更されたマーキング８６～９０はキャリブレーション立方体７０の配置を助ける。

【0065】

以上、治療室アイソセンタに対してモニタリングシステムのカメラの位置を特定する方法が、ステレオカメラシステムを利用するモニタリングシステムとの関連で記載されてきたが、平面図においてキャリブレーション立方体の正面が中央のカメラポッドのカメラ／画像検出器の画像平面に対して約４５°の角度で撮像される上記の方法は、他のタイプのカメラに基づく患者モニタリングシステムのキャリブレーションに同様に適用可能であることが理解される。よって、例えば、ステレオカメラに基づくモニタリングシステムにおいてカメラの位置を特定することよりむしろ、上記のアプローチは、タイム・オブ・フライト（time of flight）に基づくモニタリングシステム又は、代替的に、モニタされる表面上への構造化された光の投影を撮像することに基づくモニタリングシステムにおいてカメラと治療室アイソセンタとの相対位置を決定することに同様に適用可能である。

【0066】

以上、レーザ光の３つの平面の交差によってハイライトされた治療室アイソセンタにキャリブレーション立方体７０が位置合わせされるところの、モニタリングシステムのキャリブレーションが記載されてきたが、上記の方法は、患者モニタリングシステムのカメラとアイソセンタとの相対位置を特定する他の方法に同様に適用可能であることが理解される。

【0067】

よって、例えば、レーザ光の平面の交差によって特定される治療室アイソセンタの識別に依存するのではなく、ＶｉｓｉｏｎＲＴ社の先の米国特許出願第２０１６／１２９２８３号に記載されているアプローチのようなアプローチが利用されてよい。

【0068】

かようなアプローチにおいて、最初に、スチール、チタン又はタングステンなどから作られた１以上の小さい金属製ボール又は他の金属ターゲットのような照射ターゲットを包含するキャリブレーション立方体の形をしたキャリブレーションファントムは、キャリブレーション立方体の正面が、平面図において、モニタリングシステムのカメラ形成部の画像平面に対して約４５°で角度をつけられた状態で、放射線療法治療装置のアイソセンタの推定位置にファントムの中心があるように位置合わせされる。次いで、キャリブレーションファントムは、放射線療法治療装置により照射される。それから、キャリブレーションファントムと放射線療法治療装置のアイソセンタとの相対位置が、照射ターゲットを包含するキャリブレーションファントムの照射の放射線画像を解析することによって決定される。

【0069】

いくつかの実施形態で、次いで、キャリブレーションファントムは、例えば、キャリブレーションファントムの中心と放射線療法治療装置のアイソセンタとの決定された相対位置に対応するオフセットをキャリブレーションファントムに適用するために、キャリブレーションファントムが取り付けられている可動式寝台に指示を送ることによって、位置合わせし直され得る。それから、モニタリングシステムのカメラと治療室アイソセンタとの相対位置は、中心が治療室アイソセンタに位置するように位置合わせし直されたキャリブレーション立方体の画像を捕捉することによって決定され得る。

【0070】

代替的に、米国特許出願第２０１６／１２９２８３号で提案されているように、カメラと治療室アイソセンタとの相対位置は、キャリブレーション立方体を物理的に位置付けし直すことなしに決定されてよい。より具体的には、キャリブレーション立方体は、上述されたように、放射線療法治療装置のアイソセンタの推定位置に位置合わせされてよい。次いで、キャリブレーション立方体の正面が平面図においてモニタリングシステムのカメラ形成部の画像平面に対して約４５°で角度をつけられた状態でのキャリブレーション立方体の画像が取得され、それから、立方体の面の３Ｄコンピュータモデルが生成され得る。また、キャリブレーション立方体は、立方体が位置合わせし直されることなしに照射されてよく、照射された立方体、特に、立方体内の照射ターゲットの放射線画像が取得され、立方体と治療室アイソセンタとの相対位置を決定するように処理され得る。次いで、モニタリングシステムのカメラのポジションに対する治療室のアイソセンタの位置は、モニタリング装置によって捕捉された画像を処理することによって生成されたカメラ空間内の立方体の表現と放射線画像とを解析することによって決定された何らかのオフセットに基づき、決定され得る。

【0071】

いずれのアプローチでも、治療室アイソセンタがキャリブレーション立方体７０内に含まれるターゲットの照射の画像の解析を通じて決定されるということで、上記のいずれかのアプローチを採用することは、レーザハイライトシステムが治療室アイソセンタを特定することの如何なる不正確さによっても生じる誤差を回避することが理解される。かような実施形態では、レーザハイライトシステムの存在を省略することが可能である。なお、望ましくは、レーザハイライトシステムは、レーザハイライトシステムが、キャリブレーション立方体７０上のマーキング８６～９０とともに、キャリブレーション立方体を、その中心が、完ぺきにそろえられない場合に、治療室アイソセンタの極めて近くにあるように、正確な向きで最初に位置合わせすることを助ける。

【0072】

図４及び図６に表される例では、カメラポッド７２～７６のグループが示され、全てのカメラポッドが、治療室のアイソセンタを通るある平面の同じ側に位置付けられているが、カメラポッド７２～７６は異なる構造で配置されてもよいことも理解される。

【0073】

特に、モニタリングシステムのキャリブレーションに対する上記のアプローチは、二次カメラポッド７４、７６が、図８に表されているように、中央のカメラポッド７２のカメラ／画像捕捉デバイスの画像平面と平行又は略平行な、治療室アイソセンタを通る平面と整列されるところのモニタリングシステムに同様に適用されることが理解される。かような構成では、図８に示されるように、カメラ７２～７６の夫々に最も近い各面は、その面を撮像するカメラの画像平面に対して平面図において約４５°傾けられている。よって、かような構成では、カメラがキャリブレーションファントム７０を見る相対傾斜は、モニタリングシステムがキャリブレーション立方体７０上の４つ全ての側面及び上面を見ることを依然として可能にしながら、最小限にされる。３つのカメラポッド７２～７６を有し、そのうちの２つのカメラ７４、７６が中央のカメラポッド７２の両側に実質的に対称的に配置されるカメラシステムのキャリブレーションの場合に、中央のカメラポッド７２のカメラ／画像捕捉デバイスの画像平面に対して約４５°であるように平面図において立方体の面に角度をつけることは、カメラポッド７４、７６の配置の対称性及びキャリブレーション立方体７０の対称性が二次カメラポッド７４、７６にキャリブレーション立方体７０の類似した画像を捕捉させるので好ましく、従って、キャリブレーション立方体の位置を決定するときに二次カメラポッド７４、７６によって捕捉された画像に基づき生じる如何なる誤差も、互いに相殺するはずである。

【0074】

また、他の実施形態において、単一のカメラポッド（例えば、中央のカメラポッド７２のみ）を有するモニタリングシステムは、図９に表されるように、立方体の正面（すなわち、カメラポッド７２が立方体をモニタしている状態でカメラ／画像検出器の画像平面に最も近い面）がカメラの画像平面に対して傾けられるようにキャリブレーション立方体７０を方向付ける上記のアプローチを用いて、較正されてよいことが理解される。

【0075】

また、他のシステムでは、図１０に表されるように、中央のカメラポッド７２が省略されてよく、代わりに、カメラポッド７４、７６の組を含むモニタリングシステムが、上記のアプローチにより較正されてもよいことが理解される。

【0076】

上記の実施形態では、キャリブレーション立方体のアライメントについて、平面において立方体の面がカメラポッド７２のカメラ／画像捕捉デバイスの画像平面に対して約４５°にあるようにされるものとして記載してきたが、立方体のアライメントは、本発明の利点を得るために厳密に４５°である必要はなく、４５°からのいくらかの偏差が許されることが理解される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】