特許 7399317 光治療装置

(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】2023-12-07

(45)【発行日】2023-12-15

(54)【発明の名称】光治療装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/06 20060101AFI20231208BHJP

【ＦＩ】

A61N5/06 A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022565493

(86)(22)【出願日】2021-11-29

(86)【国際出願番号】 JP2021043695

(87)【国際公開番号】W WO2022114195

(87)【国際公開日】2022-06-02

【審査請求日】2023-04-03

(31)【優先権主張番号】P 2020198632

(32)【優先日】2020-11-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】503369495

【氏名又は名称】帝人ファーマ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100141977

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 勝

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100123593

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 宣夫

(74)【代理人】

【識別番号】100151459

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 健一

(72)【発明者】

【氏名】南條 卓也

(72)【発明者】

【氏名】川▲瀬▼ 悠樹

【審査官】槻木澤 昌司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０２０／００４５１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／２２１２８４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鏡筒と、
前記鏡筒の内側に設置され、光を照射する光源と、
身体に配置されたマーキングを撮像する複数の撮像部と、
前記複数の撮像部が撮像した複数の画像に含まれる複数のマーキングの画像の間のずれ量を算出するずれ量算出部と、
算出した前記ずれ量に基づいて、前記複数のマーキングの画像を結合する画像結合部と、
結合された前記画像上において、前記光源からの光の照射領域と対応するターゲットの位置を決定するターゲット位置決定部と、
結合された前記マーキングの画像上に前記ターゲットの画像を重ねて表示する表示部と、
を有することを特徴とする光治療装置。

【請求項2】

前記ずれ量算出部は、前記複数のマーキングの画像の中心位置から、前記ずれ量を算出する、請求項１に記載の光治療装置。

【請求項3】

前記複数の撮像部は、前記鏡筒の身体と接触する部分である鏡筒先端部の後方、かつ、前記鏡筒の外側に配置されている、請求項１または２に記載の光治療装置。

【請求項4】

前記マーキングは、前記ターゲットより大きい第１のマーキング、及び、前記第１のマーキングより小さい第２のマーキングを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光治療装置。

【請求項5】

前記ずれ量算出部は、前記第２のマーキングの位置に基づいて、前記第１のマーキングの位置を算出し、前記ずれ量を算出する、請求項４に記載の光治療装置。

【請求項6】

前記ターゲットの位置とマーキングの位置との間のターゲットずれ量を算出するターゲットずれ量算出部をさらに有する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光治療装置。

【請求項7】

結合された前記マーキングの画像の位置と、前記ターゲットの画像の位置とが合っているか否かに基づいて、前記照射領域の位置が所定の照射領域の位置となっているか否かを判定する照射位置判定部をさらに有する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光治療装置。

【請求項8】

前記照射位置判定部は、前記ターゲットのずれ量に基づいて、前記光源からの光の照射領域の中心の位置と、前記ターゲットの中心の位置とが合っているか否かを判定する、請求項７に記載の光治療装置。

【請求項9】

前記複数の撮像部の前方に設置され、前記光源の照射光を遮光するフィルタをさらに有する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の光治療装置。

【請求項10】

前記光源の照射光の波長は、マーキングの吸収波長と重複しない、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の光治療装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光治療装置に関する。

【背景技術】

【0002】

赤外光線等の光線を患部に照射して、痛みの緩和等を行う光治療装置が知られている。光照射による治療は、１日に数分以上の光照射を週に複数回繰り返す必要があるため、患者自身が在宅で光照射を行うことが好ましい。しかしながら、背中や腰等、患者が視認できない位置に、自身で装置を押し当て、光照射を行うことは難しい。そこで、治療部位が患者の視認できない位置にある場合であっても、患者自身が治療部位に光照射を容易に行う光治療装置が報告されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１には、複数のカメラで撮像した画像に基づいて、身体上のマーキングに対して鏡筒先端部を位置合わせする椅子型光治療装置が示されている。しかしながら、患者がモニタを観察しながら位置合わせを精確に行うことは難しく、複数のカメラで得られた画像が適切に結合されない場合、治療部位に光を照射する際の位置合わせが難しいという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】国際公開第２０２０／００４５１６号

【発明の概要】

【0005】

本発明は、治療部位に光照射領域を精確に位置合わせすることが可能な光治療装置を提供することを目的とする。

【0006】

本開示の実施形態に係る光治療装置は、鏡筒と、鏡筒の内側に設置され、光を照射する光源と、身体に配置されたマーキングを撮像する複数の撮像部と、複数の撮像部が撮像した複数の画像に含まれる複数のマーキングの画像の間のずれ量を算出するずれ量算出部と、算出したずれ量に基づいて、複数のマーキングの画像を結合する画像結合部と、結合された画像上において、光源からの光の照射領域と対応するターゲットの位置を決定するターゲット位置決定部と、結合されたマーキングの画像上にターゲットの画像を重ねて表示する表示部と、を有することを特徴とする。

【0007】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、ずれ量算出部は、複数のマーキングの画像の中心位置から、ずれ量を算出することが好ましい。

【0008】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、複数の撮像部は、鏡筒の身体と接触する部分である鏡筒先端部の後方、かつ、鏡筒の外側に配置されていることが好ましい。

【0009】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、マーキングは、ターゲットより大きい第１のマーキング、及び、第１のマーキングより小さい第２のマーキングを含むことが好ましい。

【0010】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、ずれ量算出部は、第２のマーキングの位置に基づいて、第１のマーキングの位置を算出し、ずれ量を算出することが好ましい。

【0011】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、ターゲットの位置とマーキングの位置との間のターゲットずれ量を算出するターゲットずれ量算出部をさらに有することが好ましい。

【0012】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、結合されたマーキングの画像の位置と、ターゲットの画像の位置とが合っているか否かに基づいて、照射領域の位置が所定の照射領域の位置となっているか否かを判定する照射位置判定部をさらに有することが好ましい。

【0013】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、照射位置判定部は、光源からの光の照射領域の中心の位置と、ターゲットの中心の位置とが合っているか否かを判定することが好ましい。

【0014】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、複数の撮像部の前方に設置され、光源の照射光を遮光するフィルタをさらに有することが好ましい。

【0015】

本開示の実施形態に係る光治療装置において、光源の照射光の波長は、マーキングの吸収波長と重複しないことが好ましい。

【0016】

本開示の実施形態に係る光治療装置によれば、治療部位に光照射領域を精確に位置合わせすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本開示の実施形態に係る光治療装置の構成図である。

【図2】本開示の実施形態に係る光治療装置による治療の様子を説明するための概略図である。

【図3】本開示の実施形態に係る光治療装置のブロック図である。

【図4】本開示の実施形態に係る光治療装置において使用するマーキングの平面図である。

【図5】本開示の実施形態に係る光治療装置により画像を結合する手順を説明するためのフローチャートである。

【図6】本開示の実施形態に係る光治療装置において、左右の撮像部で撮像した画像であって、マーキングのずれ量が画面の幅以下の場合の例を示す図である。

【図7】図６に示した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図である。

【図8】本開示の実施形態に係る光治療装置において、左右の撮像部で撮像した画像であって、マーキングのずれ量が画面の幅より大きい場合の例を示す図である。

【図9】図８に示した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図である。

【図10】本開示の実施形態に係る光治療装置において、マーキングの一部が鏡筒と重なる場合において、左右の撮像部で撮像した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図である。

【図11】（ａ）は、図１０に示した結合画像にターゲットの画像を表示させた場合の画像の例を示し、（ｂ）は結合したマーキングにターゲットの位置を合せた場合の画像の例を示す。

【図12】本開示の実施形態に係る光治療装置において使用する光の波長とマーキング及び皮膚の吸光度との関係を表すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、図面を参照して、本発明に係る光治療装置について説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態には限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

【0019】

まず、本開示の実施形態に係る光治療装置の構成について説明する。図１に、本開示の実施形態に係る光治療装置１０００の構成図を示す。光治療装置１０００は、制御装置１００と、光照射部２００と、を含む。光照射部２００は、患者の患部に光を照射する。制御装置１００は、光照射部２００と第１配線１４により接続されて光照射部２００の制御を行う。制御装置１００は、光照射部２００と無線接続するようにしてもよい。

【0020】

光照射部２００は、鏡筒１と、光源２と、撮像部３と、を有する。鏡筒１は、患者方向に向けて突出するように光照射部２００の略中央に設けられている。鏡筒１は、鏡筒先端部１３を患者の皮膚上の所定の位置に合せて、光線を照射するための部材であり、中空円筒状の金属や樹脂等で構成されている。図１には、鏡筒１の形状を円筒形とした例を示しているが、このような例には限られず、角柱状等、他の形状とするようにしてもよい。

【0021】

光源２は、鏡筒１の内側に設置され、光を照射する。光源２として、例えば、レーザ、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等を用いることができる。光源２は、照射光が円筒状の鏡筒１の中心軸上を通って身体の治療部位に対して照射されるよう配置されている。あるいは、光源２を鏡筒１の外部に設置し、光ファイバ等の導光路を用いて鏡筒１に導光するようにしてもよい。光源２から照射される光は、波長６００～１２０００［ｎｍ］の赤外線であってよく、特に皮膚透過性の高い７８０～２５００［ｎｍ］の近赤外線を用いることができる。ただし、後述するように、マーキングによるレーザ光の吸収を避けるために、レーザ光の波長を８００［ｎｍ］とすることが好ましい。

【0022】

撮像部３は、患者の身体に配置されたマーキング１０（図２参照）を撮像する。撮像部３は複数個設けられていることが好ましい。撮像部３を複数個設けることにより、鏡筒１の外周全体を撮像部３で撮像することで、鏡筒１とマーキングの位置合わせをより精確に行うことができる。図１に示した例では撮像部３を光照射部２００に２個設けた例を示している。しかしながら、このような例には限られず、撮像部３を３個以上設けるようにしてもよい。撮像部３により、患者の治療部位、及び光源２からの照射光の照射位置を把握することができる。撮像部３として、ＣＣＤカメラやＣＭＯＳカメラ等を用いることができる。撮像部３で撮像された映像は表示部１６に表示することができる。表示部１６は、第２配線１５により光照射部２００に接続される。あるいは、表示部１６と光照射部２００とを無線接続するようにしてもよい。

【0023】

撮像部３は鏡筒先端部１３よりも後方かつ鏡筒１の外側に設けられていることが好ましい。図１では、光照射部２００上の鏡筒１が接続された面と同一面上であって鏡筒１よりも外側に撮像部３が設けられている。撮像部３は、鏡筒１あるいは鏡筒先端部１３の周辺を撮影するように取り付けられている。なお、撮像部３は光照射部２００上の鏡筒１が接続された面とは異なる平面上に設けられていてもよく、光照射部２００上の任意の面から突出するように配置されていてもよい。

【0024】

撮像部３が鏡筒先端部１３よりも後方かつ鏡筒１の外側に設けられていることにより、鏡筒先端部１３が身体に接触しないときに撮像部３が患者の身体に接触することがない。また、鏡筒先端部１３が身体に接触しているときにのみ、光源２から光を照射するようにすることにより、光源２から照射される照射光、及びその反射光は鏡筒１の外へ漏れないようにすることができる。そのため、鏡筒１の外側に設置された撮像部３に照射野からの反射光が入射することがない。したがって、撮像部３が照射野からの反射光によってハレーションを起こすことを抑制することができる。

【0025】

本開示の実施形態に係る光治療装置１０００は、患者が光照射のＯＮ／ＯＦＦを制御する照射制御用リモコン装置３００を備えていてもよい。照射制御用リモコン装置３００は、制御装置１００と無線通信を行う。照射制御用リモコン装置３００は、患者が照射制御用リモコン装置３００のスイッチを操作して入力した内容に基づいて、制御装置１００に信号を送信する。制御装置１００は、受信した信号に基づいて、光照射部２００の光源２からの光照射を制御する。これにより、患者は光照射のＯＮ／ＯＦＦを行うことができ、治療部位以外への誤照射を防止し、安全に光治療を行うことができる。

【0026】

次に、本開示の実施形態に係る光治療装置の具体的な使用方法について説明する。図２に、本開示の実施形態に係る光治療装置１０００による治療の様子を説明するための概略図を示す。まず、病院や診療所において、医師の診断のもと、患者４００の光照射を行うべき治療部位が特定される。例えば、光線照射による排尿障害治療においては、膀胱の知覚神経の異常活動を抑制するために、膀胱知覚神経が存在する仙骨孔を狙って、経皮的に光を照射する。適切な治療には、精確に仙骨孔を狙う必要があるため、例えば、触診やＸ線透視によって、患者４００の背部において光を照射すべき仙骨孔の位置が特定される。

【0027】

次に、特定された治療部位に、医師または他の医療従事者がマーキング１０を配置する。マーキング１０の材料として、インクや貼付シート等を用いることができる。例えば、光照射による排尿障害治療においては、１日に数分～数１０分の光照射を週に２回～毎日の頻度で繰り返すことが好ましいため、在宅で患者４００自身が光照射を行うことが望ましい。そのため、病院で医師が仙骨孔を特定し、その直上の皮膚に照射位置と照射範囲を示したマーキング１０を配置して、患者４００は在宅でそのマーキング１０に合せて光治療装置１０００の鏡筒１を適切な位置に配置し、光照射を行う。

【0028】

患者４００は、自宅等において、自ら光治療装置１０００を用いて光照射を行う。患者４００は、光照射部２００を固定させ、自身の体の位置を調整しながら、治療部位に施されたマーキング１０の位置を鏡筒１の位置に合せる。治療部位が患者４００の背部にあり、自ら視認できない場合、患者４００は撮像部３（図１参照）で撮像された映像を表示部１６で見ながら、マーキング１０の位置が鏡筒１の位置に合うように自身の体の位置を調整する。例えば、マーキング１０の中空円形状の中に鏡筒先端部１３が収まるように、自身の体の位置を調整する。その後、照射制御用リモコン装置３００を操作して光照射を実行する。

【0029】

鏡筒先端部１３が患者４００の皮膚に接したときにマーキング１０が鏡筒先端部１３に隠れてしまうと精確な位置合わせが困難になることから、マーキング１０は鏡筒先端部１３を避けるような形状であることが好ましい。例えば、マーキング１０を鏡筒先端部１３の半径よりも大きい半径を有する中空の円形状等とするようにしてもよい。しかしながら、このような例には限られず、マーキングの形状を光源２からの光の照射領域と対応するターゲットの形状に合わせて、他の形状とするようにしてもよい。

【0030】

本開示の実施形態に係る光治療装置は、表示部１６に表示されているターゲットに対して、身体上のマーキングを合わせることで精確な位置合わせを実現する光治療装置である。本開示の実施形態に係る光治療装置を用いることにより、患者にとって効果的で使いやすい治療を実現することができる。

【0031】

表示部１６には２つ以上のカメラで撮像された映像が結合して表示される。結合する際、身体上のマーキングの大きさ及び位置に基づいて各方向における画像のずれ量を求め、その値に応じて画像の重ね合わせ（スティッチング）を行い、視認性の良い結合画像を表示する。また、位置合わせ用のターゲットとなる印を鏡筒内のビーム照射野の位置に合わせて表示部１６に重ねて表示させる。これにより実際のビームの照射位置と身体上のマーキングとを精確に位置合わせすることができる。

【0032】

次に、本開示の実施形態に係る光治療装置の構成について詳細に説明する。図３に、本開示の実施形態に係る光治療装置１０００のブロック図を示す。光治療装置１０００は、制御装置１００と、光照射部２００と、を備える。光照射部２００の構成は上述したとおりである。

【0033】

制御装置１００は、ずれ量算出部４と、画像結合部５と、ターゲット位置決定部６と、表示部１６と、を有する。制御装置１００は、さらに、照射位置判定部７と、ターゲットずれ量算出部８と、通信部９と、を有することが好ましい。ずれ量算出部４、画像結合部５、ターゲット位置決定部６、照射位置判定部７、及びターゲットずれ量算出部８は、制御装置１００に設けられたＣＰＵ等のプロセッサにより記憶部（図示せず）に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。記憶部は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体であってよい。表示部１６には、液晶表示装置や、有機ＥＬ表示装置等を用いることができる。

【0034】

光治療装置１０００は、さらに、照射制御用リモコン装置３００を備えていることが好ましい。照射制御用リモコン装置３００は、通信部３０１と、入力部３０２と、制御部３０３と、を有する。通信部３０１は、制御装置１００の通信部９と無線通信を行い、光照射の制御用のデータ等を送受信する。照射制御用リモコン装置３００は、制御装置１００と有線接続されていてもよい。入力部３０２は、患者が光照射をＯＮ／ＯＦＦするための操作を行うために用いられる。制御部３０３は、通信部３０１及び入力部３０２を制御する。制御部３０３は、ＣＰＵを備えており、記憶部（図示せず）に記憶されたプログラムを実行することにより、照射制御用リモコン装置３００を制御する。

【0035】

図４に、本開示の実施形態に係る光治療装置１０００において使用するマーキング１０の平面図を示す。マーキング１０は、その中心の位置を算出し、ターゲットの中心と合せることにより、所望の患部領域に光照射を行うための目印である。マーキング１０は、ターゲットより大きい第１のマーキング１１、及び、第１のマーキング１１より小さい第２のマーキング１２を含むことが好ましい。ここで、ターゲットは、鏡筒先端部１３の内側であって光源２から光が照射される領域である。第１のマーキング１１は鏡筒先端部１３の半径よりも大きい半径を有することが好ましい。従って、第１のマーキング１１はターゲットより大きいことが好ましい。

【0036】

図４には、マーキング１０を構成する第１のマーキング１１、及び、第２のマーキング１２がともに円形である例を示したが、このような例には限られない。例えば、第１のマーキング１１、及び、第２のマーキング１２は、楕円形、長方形、正方形、多角形等であってもよい。また、第１のマーキング１１と第２のマーキング１２が相似形でなくてもよい。例えば、第１のマーキング１１を円形とし、第２のマーキング１２を正方形とするようにしてもよい。

【0037】

また、第１のマーキング１１の形状は、ターゲットの形状と同様の形状であり、鏡筒先端部１３より大きいことが好ましい。第１のマーキング１１の形状を鏡筒先端部１３の形状より大きくすることにより、光照射を行う位置を第１のマーキング１１の位置に合せやすくすることができる。

【0038】

図４に示した例では、第２のマーキング１２の位置を第１のマーキング１１の円上の正十二角形の各頂点の一部に配置する例を示したが、このような例には限られない。例えば、第２のマーキング１２の位置を第１のマーキング１１の円上の任意の正多角形の各頂点の少なくとも一部に配置するようにすることができる。

【0039】

さらに、第２のマーキング１２を第１のマーキング１１の正多角形の各頂点の全てに配置する必要はなく、一部の頂点に配置するようにしてもよい。図４に示した例では、正十二角形の１２個の頂点のうち、左側の８個の頂点に配置する例を示している。このように、第２のマーキング１２を第１のマーキング１１上の一部に配置するのは、第２のマーキングを複数個配置し、そのうち、鏡筒１によって隠れるマーキングの位置が予め判明しているからである。例えば、図４に示した例では、撮像部３が鏡筒１に対して左側に配置されている場合には、鏡筒１は、マーキング１０の右側に映り込み、マーキング１０の右側の一部が鏡筒１と重なって視認できなくなる。従って、図４に示したマーキング１０の右側に、さらにもう一つのマーキングを配置した場合は、鏡筒１に対して右側に配置された撮像部３で観察した時に、鏡筒１によって、もう一つのマーキングの左側が隠されるため、第２のマーキングはもう一つのマーキングのうちの第１のマーキングの右側にのみ配置すればよい。

【0040】

第１のマーキング１１の全体が鏡筒１と重なることなく、全体を視認できる場合は、第１のマーキング１１のみから、中心の位置を算出することができる。しかしながら、鏡筒１を第１のマーキング１１へ近づけていくと、第１のマーキング１１の一部が鏡筒１と重なることにより、第１のマーキング１１の一部が視認できなくなる。そのような場合には、第１のマーキング１１のみから中心の位置を算出することができない。そこで、第１のマーキング１１の周辺に配置された第２のマーキング１２を用いて第１のマーキング１１の中心の位置を算出する。例えば、図４に示すように、正十二角形の頂点となる位置に第２のマーキング１２を複数個配置する。正十二角形の頂点に配置された第２のマーキング１２と、第１のマーキング１１との位置関係は既知であるため、隣接する２つの第２のマーキング１２が検出できれば、第１のマーキング１１の中心Ｃの位置を算出することができる。また、隣接する２つの第２のマーキング１２の位置から、第１のマーキング１１の半径を算出することもできる。以下に、第２のマーキング１２の位置から、第１のマーキング１１の半径を算出する方法について説明する。

【0041】

第１のマーキング１１の半径をＲ、中心Ｃから隣接する第２のマーキング１２の中心を結ぶ線までの距離をＲｓ、隣接する第２のマーキング１２の中心の間の距離をＬとする。このとき、隣接する２つの第２のマーキング１２の中心の位置から、Ｌを実測することができる。ここで、半径Ｒを２１ｍｍとしたときに、Ｒｓが２３．３ｍｍであることが予め測定されている場合、第１のマーキング１１の中心Ｃと隣接する第２のマーキング１２の中心のそれぞれとを結ぶ２つの線のなす角が３０度であるため、半径Ｒは実測値Ｌから以下の式（１）を用いて算出することができる。

【0042】

【数1】

【0043】

式（１）は、第２のマーキング１２を第１のマーキング１１の円上の正十二角形の頂点に配置した場合の例に基づいている。しかしながら、第２のマーキング１２の位置から第１のマーキング１１の半径を算出する式は、上記の式（１）には限られない。例えば、第２のマーキング１２を第１のマーキング１１の円上の正十二角形以外の他の正多角形の頂点に配置した場合においても同様に、第２のマーキング１２の位置から第１のマーキング１１の半径を算出することができる。

【0044】

ずれ量算出部４は、複数の撮像部３が撮像した複数の画像に含まれる複数のマーキングの画像の間のずれ量を算出する。マーキングの検出には、ＯｐｅｎＣＶに用意されている、ハフ変換を用いて円を検出する関数HoughCircles( )を使用することができる。関数HoughCircles( )を用いることにより、第１のマーキング１１の中心の位置が得られる。

【0045】

一方、第１のマーキング１１は、撮像部３に近づくと円の一部しか映らなくなり円として検出されなくなる。その場合、関数HoughCircles( )のパラメータを変更して第２のマーキング１２を検出する。

【0046】

複数のマーキングの画像の間のずれ量の算出方法は、第１のマーキング１１を複数の撮像部３が撮像した複数の画像（例えば、左右の撮像部の画像）で検出できるか否かにより異なる。第１に、左右の撮像部３で撮像した左右両方の画像で第１のマーキング１１を検出できる場合は、左右の画像におけるマーキングの画像の間のずれ量は、左右の画像のそれぞれで求めた第１のマーキング１１の中心位置の差として求められる。第２に、左右どちらか一方の画像でのみ第１のマーキング１１を検出できる場合、または、両方の画像で第２のマーキング１２のみ検出できる場合は、マーキングの画像の間のずれ量は、第１のマーキング１１の半径に比例するため、予めその比例係数を求め、第１のマーキング１１の半径からずれ量を算出することができる。

【0047】

画像結合部５は、算出したずれ量に基づいて、複数のマーキングの画像を結合する。次に、検出したマーキングを用いて画像を結合する手順について説明する。図５に、本開示の実施形態に係る光治療装置により画像を結合する手順を説明するためのフローチャートを示す。

【0048】

まず、ステップＳ１０１において、左右に設けられた撮像部３によって撮像した左右両方の画像から第１のマーキング１１の検出を実行する。次に、ステップＳ１０２において、左右両方の画像で第１のマーキング１１が検出されたか否かを判断する。左右両方の画像で第１のマーキング１１が検出された場合は、ステップＳ１０３において、左右の画像上の第１のマーキング１１の位置から、ずれ量を算出する。次に、ステップＳ１０４において、算出したずれ量に基づいて左右の画像を結合する。画像結合の具体的な方法については後述する。

【0049】

一方、ステップＳ１０２において、左右両方の画像で第１のマーキング１１が検出されなかった場合は、ステップＳ１０５において、左右の画像の片方で第１のマーキング１１が検出されたか否かを判断する。片方の画像から第１のマーキング１１が検出された場合は、ステップＳ１０６において、片方の画像の第１のマーキング１１の半径から、ずれ量を算出する。次に、ステップＳ１０４において、算出したずれ量に基づいて左右の画像を結合する。

【0050】

一方、ステップＳ１０５において、左右の画像のいずれも第１のマーキング１１が検出されなかった場合は、ステップＳ１０７において、第２のマーキング１２の検出を実行する。次に、ステップＳ１０８において、左右どちらかの画像で第２のマーキング１２が検出されたか否かを判断する。左右どちらかの画像で第２のマーキング１２が検出された場合は、ステップＳ１０９において、上記の式（１）に従って、第２のマーキング１２間の距離Ｌから第１のマーキング１１の半径Ｒを算出する。次に、ステップＳ１１０において、片方の画像の第１のマーキング１１の半径から、ずれ量を算出する。次に、ステップＳ１０４において、算出したずれ量に基づいて左右の画像を結合する。

【0051】

一方、ステップＳ１０８において、左右のいずれの画像からも第２のマーキング１２が検出されなかった場合は、ステップＳ１１１において、１つ前のフレームの画像から求めたずれ量を使用する。次に、ステップＳ１０４において、ずれ量に基づいて左右の画像を結合する。

【0052】

次に、２つの画像に含まれるマーキング間のずれ量に基づいて、２つの画像を結合する方法について説明する。ここで、画像の幅とマーキングのずれ量との間の関係に基づいて、画像の結合方法は２通り考えられる。第１の方法は、マーキングのずれ量が画面の幅以下の場合である。図６に、本開示の実施形態に係る光治療装置において、左右の撮像部３で撮像した画像であって、マーキングのずれ量が画面の幅以下の場合の例を示す。図６において、左側の撮像部３で撮像した左画像２０Ｌにはマーキング１０Ｌが表示され、右側の撮像部３で撮像した右画像２０Ｒにはマーキング１０Ｒが表示されている。また、マーキング１０Ｌと１０Ｒとの間のずれ量はＤ、画面のサイズはＷである。図６に示した例では、ずれ量Ｄは画面の幅Ｗ以下である（Ｄ≦Ｗ）。なお、図６～図９においては、説明を分かりやすくするために第２のマーキングの記載を省略しているが、マーキング（１０Ｒ、１０Ｌ等）の円上に配置された任意の正多角形の各頂点の少なくとも一部に、図４と同様に第２のマーキングが配置されている。

【0053】

図７に、図６に示した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図を示す。左右のマーキング１０Ｌと１０Ｒとの間のずれ量が分かっている場合、左右の画像（２０Ｌ、２０Ｒ）から、破線２２を境にして斜線を施した領域（２１Ｌ、２１Ｒ）を削除する。例えば、削除する領域２１Ｌ及び２１Ｒは、幅（Ｗ－Ｄ）／２の画像とすることができる。斜線を施した領域（２１Ｌ、２１Ｒ）を削除した残りの画像（２０Ｌ´、２０Ｒ´）には、マーキング１０Ｌのうち、斜線部分が削除された残りのマーキング１０Ｌ´と、マーキング１０Ｒのうち、斜線部分が削除された残りのマーキング１０Ｒ´が表示されている。

【0054】

次に、左右の画像（２０Ｌ、２０Ｒ）から、斜線を施した領域（２１Ｌ、２１Ｒ）を削除した後の画像（２０Ｌ´、２０Ｒ´）を並べて結合した結合画像２０´を作成する。このとき、結合画像２０´には、一部が削除された残りのマーキング１０Ｒ´及び１０Ｌ´が結合されて、マーキング１０´が生成される。

【0055】

次に、第２の方法として、マーキングのずれ量が画面の幅より大きい場合について説明する。図８に、本開示の実施形態に係る光治療装置において、左右の撮像部で撮像した画像であって、マーキングのずれ量が画面の幅より大きい場合の例を示す。図８において、左側の撮像部３で撮像した左画像２０Ｌにはマーキング１０Ｌが表示されている。一方、右側の撮像部３で撮像した右画像２０Ｒにはマーキング１０Ｒが表示されず、図８において、点線で示すように画面２０Ｒの外側に存在する。また、マーキング１０Ｌと１０Ｒとの間のずれ量をＤ、画面のサイズをＷとした場合、図８に示した例では、ずれ量Ｄは画面の幅Ｗより大きい（Ｄ＞Ｗ）。

【0056】

図９に、図８に示した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図を示す。左右のマーキング１０Ｌと１０Ｒとの間のずれ量Ｄが、画像の幅Ｗより大きい場合は、削除する領域の幅はマイナスとなる。即ち、結合に必要な画像の幅が撮像した画像の幅よりも大きくなるため、結合した画像の中央は何も画像が存在しない領域２３になる。

【0057】

次に、画像２０Ｌと２０Ｒの間に画像２３を付加して結合させた結合画像２０″を生成する。このとき、結合画像２０″には、マーキング１０Ｌ及び１０Ｒが結合されて、マーキング１０″が生成される。

【0058】

以上のようにして、左右の画像を結合することにより、結合されたマーキング（１０´、１０″）を生成し、生成したマーキング（１０´、１０″）に光照射領域を合せるようにして照射を実行する。

【0059】

次に、２つの撮像部で撮像したマーキングを結合し、結合したマーキングに光照射領域の位置を表すターゲットを重ね合わせる手順について説明する。図１０に、本開示の実施形態に係る光治療装置において、マーキングの一部が鏡筒と重なる場合において、左右の撮像部で撮像した２つの画像から結合画像を生成する手順を説明するための図を示す。図１０の上部には、左側の撮像部３で撮像された左画像２０Ｌと、右側の撮像部３で撮像された右画像２０Ｒが示されている。

【0060】

左画像２０Ｌには、マーキング１０Ｌが表示されている。マーキング１０Ｌは、第１のマーキング１１Ｌと第２のマーキング１２Ｌを含む。左画像２０Ｌには、鏡筒１の左側の一部の画像２３Ｌが映り込んでおり、第１のマーキング１１Ｌの一部が視認できない。この場合は、第２のマーキング１２Ｌを用いて、第１のマーキング１１Ｌの中心の位置、または半径を算出する。

【0061】

右画像２０Ｒには、マーキング１０Ｒが表示されている。マーキング１０Ｒは、第１のマーキング１１Ｒと第２のマーキング１２Ｒを含む。右画像２０Ｒには、鏡筒１の右側の一部の画像２３Ｒが映り込んでおり、第１のマーキング１１Ｒの一部が視認できない。この場合は、第２のマーキング１２Ｒを用いて、第１のマーキング１１Ｒの中心の位置、または半径を算出する。そして、算出された第１のマーキング１１Ｒ及び１１Ｌのそれぞれの中心の位置、または半径からずれ量を算出する。

【0062】

次に、算出したずれ量から、左画像２０Ｌのうち、破線２２Ｌの右側の領域２１Ｌを削除して、残りの画像２０Ｌ´を生成する。ここで、削除する領域２１Ｌに鏡筒１の一部の画像２３Ｌを含めるようにし、残りの画像２０Ｌ´には鏡筒１の一部の画像２３Ｌが含まれないように破線２２Ｌの位置を決めることが好ましい。

【0063】

同様に、算出したずれ量から、右画像２０Ｒうち、破線２２Ｒの左側の領域２１Ｒを削除して、残りの画像２０Ｒ´を生成する。ここで、削除する領域２１Ｒに鏡筒１の一部の画像２３Ｒを含めるようにし、残りの画像２０Ｒ´には鏡筒１の一部の画像２３Ｒが含まれないように破線２２Ｒの位置を決めることが好ましい。

【0064】

次に、図１０の下段に示すように、残りの画像２０Ｌ´及び２０Ｒ´を結合して結合画像２０´を生成する。結合画像２０´には、マーキング１０Ｌと１０Ｒが結合されたマーキング１０´が表示されている。結合画像２０´において、破線２２Ｌと２２Ｒは、破線２２の位置で重なる。

【0065】

図１０の下段に示した結合画像２０´には、鏡筒の位置が表示されないため、このままではマーキング１０´を光照射領域に合せることができない。そこで、結合画像２０´上において光照射領域に対応する位置にターゲットを重ねて表示する。図１１（ａ）に、図１０に示した結合画像２０´にターゲット２４の画像を表示させた場合の画面の例を示す。ターゲット位置決定部６は、結合画像２０´上において、光源２からの光の照射領域と対応するターゲット２４の位置を決定する。例えば、ターゲット２４は、結合画像２０´の略中央に表示するようにしてもよい。ただし、このような例には限られない。図１１（ａ）に示すように、表示部１６は、結合されたマーキング１０´の画像上にターゲット２４の画像を重ねて表示する。図１１（ａ）においては、図１０に示したように２つの画像から結合されたマーキング１０´を作成する段階よりも、鏡筒先端部１３を患者の治療部位に近づけている。そのため、図１１（ａ）においては、図１０におけるよりも撮像部３が治療部位に接近し、図１１（ａ）において結合画像２０´上に表示されるマーキング１０´のサイズが図１０に示した場合よりも大きく表示されている。

【0066】

ターゲット２４には、光照射領域２５、及び照射領域の中心位置を示すマーカ２６を重ねて表示することが好ましい。ターゲットずれ量算出部８は、ターゲット２４の位置とマーキング１０´の位置との間のターゲットずれ量を算出する。このとき、マーキング１０´を構成する第１のマーキング（１１Ｒ、１１Ｌ）の一部がターゲット２４と重なり、全体が表示されないため、第２のマーキング（１２Ｒ、１２Ｌ）を用いてマーキング１０´の中心の位置を算出することが好ましい。ターゲットずれ量は、算出したマーキング１０´の中心の位置とマーカ２６の中心の位置との差により算出することができる。

【0067】

照射位置判定部７は、結合されたマーキング１０´の画像の位置と、ターゲット２４の画像の位置とが合っているか否かに基づいて、光照射領域２５の位置が所定の照射領域の位置となっているか否かを判定する。また、照射位置判定部７は、光源２からの光照射領域２５の中心の位置と、ターゲット２４の中心の位置とが合っているか否かを判定することが好ましい。図１１（ｂ）は、結合したマーキング１０´にターゲット２４の位置を合せた場合の画像の例を示す。この時、実際のビーム照射位置は鏡筒１内に存在するため外側の撮像部３からは捕捉できない。そのため、マーキング１０´と鏡筒１の位置合わせでは、照射ビームの中心にマーキング１０´の中心が合致しているかは不明である。しかしながら、ターゲット２４と照射ビームの中心位置が合致していれば、ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせにより所定の照射位置にビームを精確に合わせることが可能となる。

【0068】

ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせが完了した後、照射制御用リモコン装置３００を操作して、光照射を実行する。ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせが完了したときに、結合画像２０´の一部に、位置合わせが完了し、光照射を実行してもよい旨の表示を行うようにしてもよい。例えば、図１１（ｂ）に示すように、結合画像２０´の一部に「ＯＫ」との表示２７を行うようにしてもよい。患者は、結合画像２０´に「ＯＫ」との表示がなされたことを確認して光照射が可能であることを認識することができる。あるいは、ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせが完了したときに、結合画像２０´の一部に位置合わせが完了し、光照射を実行してもよい旨を照射制御用リモコン装置３００や表示部１６等から、音声により患者に報知するようにしてもよい。

【0069】

一方、ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせが完了していない場合には、結合画像２０´の一部に、位置合わせが完了しておらず、光照射は実行できない旨の表示を行うようにしてもよい。例えば、結合画像２０´の一部に「ＮＧ」との表示を行うようにしてもよい。結合画像２０´の一部に「ＮＧ」との表示がなされている場合には、光照射は実行されないように制御することが好ましい。患者が患部に適切に光照射を行う準備が整っておらず、位置がずれた状態では光照射による所望の効果が得られないからである。

【0070】

また、ターゲット２４とマーキング１０´との位置合わせが完了していない場合に、患者が照射制御用リモコン装置３００を操作して光照射を実行しようとした場合には、警告音等により、警告を行って、患者に位置合わせが完了していないことを認識させることが好ましい。さらに、光照射の照射時間は数分から数十分に及ぶため、光を照射している途中でターゲット２４とマーキング１０´との位置がずれた場合には、ずれた時点で光照射を停止させるようにしてもよい。

【0071】

以上のようにして、患者は結合したマーキング１０´とターゲット２４の位置を合せることにより、患部へ精確に光照射を実行することができる。

【0072】

上記の説明において、マーキング（第１のマーキング）を１つのみ用いて位置合わせを行う例について説明したが、マーキング（第１のマーキング）は複数配置するようにしてもよい。例えば、背骨の左右両側に走っている神経に対して、それぞれ１ヶ所ずつ光を照射する場合等、光を照射する箇所が複数ある場合は、それに応じてマーキングの数を調整するようにしてもよい。

【0073】

ここで、患部への光照射の際に鏡筒先端部１３と患者の皮膚との間に隙間が生じると光が鏡筒１の外部に漏れ、漏れた光が撮像部３に入射し、表示部１６に写し出される画像が視認しにくくなることが考えられる。そこで、複数の撮像部３の前方に設置され、光源２の照射光を遮光するフィルタ（図示せず）をさらに有することが好ましい。フィルタを設けることにより、鏡筒１から漏れた光が撮像部３に到達しても表示部１６に表示される画像に対する影響を抑えることができる。

【0074】

上記のように、鏡筒先端部１３と患者の皮膚との間に隙間が生じた場合には、鏡筒１から光が漏れ、漏れた光の一部はマーキング１０に入射する可能性がある、そのため、光源２の照射光の波長は、マーキング１０の吸収波長と重複しないことが好ましい。光源２からの光がマーキング１０で吸収されると、マーキング１０が配置された皮膚の温度が上がり好ましくないためである。図１２に、本開示の実施形態に係る光治療装置において使用する光の波長と皮膚及びマーキングをした皮膚の吸光度との関係を表すグラフを示す。図１２において、横軸は波長［ｎｍ］、縦軸は吸光度を示す。図１２に示すように、マーキングをした皮膚の吸光度３１は、可視光の波長帯域で、マーキングをしていない皮膚の吸光度３２より大きくなっており、肉眼で視認されやすいことを示している。一方、光治療装置１０００の光源２からの光の波長３０は、例えば、約８００［ｎｍ］であり、この波長では皮膚の吸光度３２及びマーキングをした皮膚の吸光度３１は同等の値を示している。つまり、マーキングによって特異的にこの波長の光が吸収されることはないことを表している。従って、光源２からの光の一部が鏡筒１から漏れてマーキングに照射されたとしても、マーキングが配置された皮膚において温度が上昇するおそれはなく、安全に治療を行うことができる。

【0075】

以上説明したように、本開示の実施形態に係る光治療装置によれば、治療部位に光照射領域を精確に位置合わせすることができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】