特許 7517616 光治療計画装置および光治療計画方法

(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】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】光治療計画装置および光治療計画方法

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/06 20060101AFI20240709BHJP

【ＦＩ】

A61N5/06 A

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023542065

(86)(22)【出願日】2021-08-17

(86)【国際出願番号】 JP2021030080

(87)【国際公開番号】W WO2023021581

(87)【国際公開日】2023-02-23

【審査請求日】2023-08-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】石川 亮宏

【審査官】宮崎 敏長

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０２９７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３６７５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５３６７４５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／０６ － Ａ６１Ｎ ５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被験者の患部が見えるとともに、前記被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得する３次元画像取得部と、
前記３次元表面画像に対して、画像空間上において、前記患部に対して棒状部材を挿入する際の前記棒状部材の位置を調整する棒状部材位置調整部と、
前記棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得する光伝搬領域取得部と、
前記３次元表面画像の所定の断面において、前記被験者の前記患部を含む内部形態像と、前記棒状部材と、前記光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成する断面画像生成部と、
前記断面画像を表示させる制御を行う表示制御部と、を備える、光治療計画装置。

【請求項2】

前記断面画像生成部は、前記断面画像として、前記患部と前記光伝搬領域とが重畳する第１重畳領域と、前記第１重畳領域以外の非重畳領域とを識別可能な画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項3】

前記患部に対する前記第１重畳領域の重畳度合いを示す第１指標値を取得する指標値取得部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記断面画像とともに、前記第１指標値を表示させるように構成されている、請求項２に記載の光治療計画装置。

【請求項4】

操作者の操作入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記棒状部材位置調整部は、前記入力受付部によって受け付けられた前記操作入力に基づいて、画像空間上における前記棒状部材の位置を調整するように構成されている、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項5】

前記光伝搬領域取得部は、前記棒状部材のうち、前記被験者に挿入された前記棒状部材の軸部の中心から全周にわたって半径方向外側に照射される光が伝搬する領域を、前記光伝搬領域として取得するように構成されている、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項6】

前記光伝搬領域取得部は、予め入力された前記棒状部材の先端部からの距離と、前記棒状部材の先端部の位置とに基づいて、前記光伝搬領域を取得するように構成されている、請求項５に記載の光治療計画装置。

【請求項7】

前記３次元画像取得部は、前記患部の３次元の画像である３次元患部画像を取得するように構成されており、
前記３次元表面画像と、前記３次元患部画像とを合成して、前記３次元患部画像を識別可能な合成３次元画像を生成する画像合成部をさらに備える、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項8】

前記３次元画像取得部は、前記被験者の内部構造の３次元の画像である３次元内部構造画像を取得するように構成されており、
前記画像合成部は、前記合成３次元画像として、前記３次元表面画像と、前記３次元患部画像と、前記３次元内部構造画像とを合成した３次元画像を生成するように構成されている、請求項７に記載の光治療計画装置。

【請求項9】

前記３次元画像取得部は、前記３次元内部構造画像として、前記被験者の血管の３次元の分布を示す３次元血管分布画像、および、前記被験者の骨の３次元の分布を示す３次元骨分布画像のうちのいずれかを取得するように構成されており、
前記画像合成部は、前記３次元表面画像と、前記３次元血管分布画像または前記３次元骨分布画像とを合成するように構成されている、請求項８に記載の光治療計画装置。

【請求項10】

前記断面画像生成部は、前記断面画像として、前記患部と、前記患部以外の他の部位とを識別可能な画像を生成するように構成されている、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項11】

前記断面画像生成部は、少なくとも前記棒状部材の先端部が写る複数の前記断面画像を生成するように構成されており、
前記表示制御部は、断面の向きが互いに異なる複数の前記断面画像を並べて表示させるように構成されている、請求項１に記載の光治療計画装置。

【請求項12】

前記指標値取得部は、前記光伝搬領域と前記患部以外の部位とが重畳する第２重畳領域の重畳度合いを示す第２指標値を取得するように構成されており、
前記表示制御部は、前記断面画像とともに、前記第２指標値を表示させるように構成されている、請求項３に記載の光治療計画装置。

【請求項13】

プロセッサが、被験者の患部が見えるとともに、前記被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記３次元表面画像に対して、前記患部に対して棒状部材を挿入する際の前記棒状部材の位置を、前記棒状部材を前記被験者に挿入する前に事前に、画像空間上において調整するステップと、
前記プロセッサが、前記棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得するステップと、
前記プロセッサが、前記３次元表面画像の所定の断面において、前記被験者の前記患部を含む内部形態像と、前記棒状部材と、前記光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成するステップと、
前記プロセッサが、前記断面画像を表示させるステップと、を備える、光治療計画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光治療計画装置および光治療計画方法に関し、被験者に対して棒状部材を挿入し、挿入した棒状部材から光を照射することにより治療を行う際の治療計画を行う光治療計画装置および光治療計画方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被験者に対して棒状部材を挿入し、挿入した棒状部材から光を照射することにより治療を行う際の治療計画を行う光治療計画装置および光治療計画方法が知られている。このような光治療計画装置および光治療計画方法は、たとえば、特開２０２０－１３８９４０号公報に開示されている。

【0003】

特開２０２０－１３８９４０号公報には、中空の針を経皮的に腫瘍または腫瘍の近傍に穿刺し、針を介して腫瘍または腫瘍の近傍に光ファイバーを配置し、光ファイバーの先端の光拡散部から腫瘍に対して光を照射させることにより、腫瘍の治療を行う光治療装置が開示されている。すなわち、特開２０２０－１３８９４０号公報には、被験者に対して光拡散部（棒状部材）を挿入し、挿入した光拡散部から光を照射することにより、治療を行う光治療装置が開示されている。また、特開２０２０－１３８９４０号公報には、操作者が経皮的に針を穿刺する際に、超音波画像を確認しながら穿刺する構成が開示されている。なお、特開２０２０－１３８９４０号公報に開示されている構成では、針の先端部と光ファイバーの先端の光拡散部とを、略同一の位置に配置している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１３８９４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ここで、超音波画像は、腫瘍（患部）と患部の周囲とのコントラストの差が小さいため、患部と患部以外とを識別することが困難である。そのため、特開２０２０―１３８９４０号公報に開示されているように、超音波画像を用いて針の先端部の配置を確認することにより、光ファイバーの先端の光拡散部（棒状部材）の配置を確認する場合、患部に対する棒状部材の配置が正しいか否かを操作者が正確に判断することが困難であるという不都合がある。また、特開２０２０－１３８９４０号公報に開示されているように、超音波画像を確認しながら針の穿刺（挿入）を行う場合、挿入直前の患部の確認しかできず、患部に対して照射される治療光の照射範囲を事前に把握できないという不都合がある。したがって、患部に対する棒状部材の配置を正確に把握するとともに、患部に対する治療光の照射範囲を事前に把握することが困難であるという問題点がある。

【0006】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、患部に対する棒状部材の配置を正確に把握することが可能であるとともに、患部に対する治療光の照射範囲を事前に把握することが可能な光治療計画装置および光治療計画方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するために、この発明の第１の局面における光治療計画装置、被験者の患部が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得する３次元画像取得部と、３次元表面画像に対して、画像空間上において、患部に対して棒状部材を挿入する際の棒状部材の位置を調整する棒状部材位置調整部と、棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得する光伝搬領域取得部と、３次元表面画像の所定の断面において、被験者の患部を含む内部形態像と、棒状部材と、光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成する断面画像生成部と、断面画像を表示させる制御を行う表示制御部と、を備える。

【0008】

また、この発明の第２の局面における光治療計画方法は、プロセッサが、被験者の患部が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得するステップと、プロセッサが、３次元表面画像に対して、患部に対して棒状部材を挿入する際の棒状部材の位置を、棒状部材を被験者に挿入する前に事前に、画像空間上において調整するステップと、プロセッサが、棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得するステップと、プロセッサが、３次元表面画像の所定の断面において、被験者の患部を含む内部形態像と、棒状部材と、光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成するステップと、プロセッサが、断面画像を表示させるステップと、を備える。

【発明の効果】

【0009】

この発明の第１の局面における光治療計画装置では、上記のように、３次元表面画像に対して、画像空間上において、患部に対して棒状部材を挿入する際の棒状部材の位置を調整する棒状部材位置調整部を備える。これにより、患部が見える３次元表面画像の画像空間上において、棒状部材の位置調整を行うことが可能であるため、操作者は、３次元表面画像の画像空間上において、棒状部材を確認しながら棒状部材の位置調整を行うことができる。また、棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得する光伝搬領域取得部と、３次元表面画像の所定の断面において、被験者の患部を含む内部形態像と、棒状部材と、光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成する断面画像生成部と、断面画像を表示させる制御を行う表示制御部と、を備えることによって、操作者は、被験者の患部を含む内部形態像と、棒状部材と、光伝搬領域とが表示された断面画像を確認することにより、棒状部材から照射される光の領域である光伝搬領域を事前に把握することができる。これらの結果、患部に対する棒状部材の配置を正確に把握することが可能であるとともに、患部に対する治療光の照射範囲を事前に把握することが可能な光治療計画装置を提供することができる。

【0010】

また、この発明の第２の局面における光治療計画方法では、上記のように、プロセッサが、３次元表面画像に対して、患部に対して棒状部材を挿入する際の棒状部材の位置を、棒状部材を被験者に挿入する前に事前に、画像空間上において調整するステップと、プロセッサが、棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得するステップと、プロセッサが、３次元表面画像の所定の断面において、被験者の患部を含む内部形態像と、棒状部材と、光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成するステップと、プロセッサが、断面画像を表示させるステップと、を備える。これにより、第１の局面における光治療計画装置と同様に、患部に対する棒状部材の配置を正確に把握することが可能であるとともに、患部に対する治療光の照射範囲を事前に把握することが可能な光治療計画方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施形態による光治療計画装置の全体構成を示すブロック図である。

【図2】一実施形態による３次元画像取得部が取得する３次元表面画像を説明するための模式図である。

【図3】一実施形態による３次元画像取得部が取得する３次元患部画像を説明するための模式図である。

【図4】一実施形態による画像合成部が生成する合成３次元画像を説明するための模式図である。

【図5】一実施形態による断面画像生成部が生成する断面画像を説明するための模式図である。

【図6】光伝搬領域、第１重畳領域、非重畳領域、および、第２重畳領域を説明するための模式図である。

【図7】一実施形態による断面画像生成部が生成する３つの断面画像を説明するための模式図（Ａ）～模式図（Ｃ）である。

【図8】一実施形態による画像合成部が生成する断面画像を重畳表示させた合成３次元画像を説明するための模式図である。

【図9】一実施形態による表示制御部が表示部において合成３次元画像、断面画像、第１指標値、および、第２指標値を表示する構成を説明するための模式図である。

【図10】一実施形態による光治療計画装置が断面画像を表示する処理を説明するためのフローチャートである。

【図11】変形例による光治療計画装置の全体構成を示すブロック図である。

【図12】変形例による３次元画像取得部が取得する、３次元表面画像と３次元血管分布画像とを合成した合成画像を説明するための模式図である。

【図13】変形例による３次元画像取得部が取得する、３次元表面画像と３次元骨分布画像とを合成した合成画像を説明するための模式図である。

【図14】変形例による光治療計画装置が断面画像を表示する処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0013】

図１～図９を参照して、一実施形態による光治療計画装置１００の構成について説明する。光治療計画装置１００は、近赤外光免疫療法（ＮＩＲ－ＰＩＴ）の治療計画を行う装置である。近赤外光免疫療法では、まず、治療光を吸収することにより蛍光を発する光感受性物質（ＩＲＤｙｅ（登録商標）７００Ｄｘなど）と、腫瘍に選択的に結合する抗体（上皮成長因子受容体の抗体など）とを結合させた薬剤が、点滴などにより被験者に投与される。そして、被験者の全身に薬剤を循環させるために、被験者への薬剤の投与からたとえば１日（２４時間）だけ時間が置かれる。この間、被験者に投与された薬剤の抗体が腫瘍に選択的に結合する。この結果、光化学反応を起こして、光感受性物質の化学構造が変化する。この光感受性物質の化学構造の変化によって、抗体の立体構造の変化が引き起こされる。そして、腫瘍に結合した抗体の立体構造の変化が、結合した腫瘍の細胞膜に損傷を与える。その結果、腫瘍の細胞膜の損傷箇所から侵入した水によって、腫瘍が膨張して、破裂することにより、腫瘍は破壊される（死滅する）。本実施形態では、光治療計画装置１００は、プローブを被験者に穿刺した状態で患部９０（図３参照）に治療光を照射する方式による治療の治療計画を行う。

【0014】

（光治療計画装置の構成）
図１に示すように、本実施形態の光治療計画装置１００は、画像取得部１と、プロセッサ２と、記憶部３と、表示部４と、入力受付部５と、を備えている。

【0015】

画像取得部１は、形態画像１０を取得するように構成されている。形態画像１０は、被験者の患部９０（図３参照）を含む領域を表示した画像である。本実施形態では、画像取得部１は、複数の形態画像１０を取得するように構成されている。画像取得部１は、たとえば、入出力インターフェースを含む。なお、形態画像１０は、ＭＲＩ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｅ）画像、または、ＣＴ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）画像などを含む。

【0016】

プロセッサ２は、取得した形態画像１０に基づいて、断面画像５０を生成するように構成されている。プロセッサ２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、または、画像処理用に構成されたＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）などを含んでいる。また、ハードウェアとしてのＣＰＵなどからなるプロセッサ２は、ソフトウェア（プログラム）の機能ブロックとして、制御部２ａと、３次元画像取得部２ｂと、棒状部材位置調整部２ｃと、光伝搬領域取得部２ｄと、断面画像生成部２ｅと、表示制御部２ｆと、を備える。また、本実施形態では、プロセッサ２は、ソフトウェア（プログラム）の機能ブロックとして、指標値取得部２ｇを含む。また、本実施形態では、プロセッサ２は、ソフトウェア（プログラム）の機能ブロックとして、画像合成部２ｈを含む。

【0017】

プロセッサ２は、記憶部３に記憶されたプログラムを実行することにより、制御部２ａ、３次元画像取得部２ｂ、棒状部材位置調整部２ｃ、光伝搬領域取得部２ｄ、断面画像生成部２ｅ、表示制御部２ｆ、指標値取得部２ｇ、および、画像合成部２ｈとして機能する。制御部２ａ、３次元画像取得部２ｂ、棒状部材位置調整部２ｃ、光伝搬領域取得部２ｄ、断面画像生成部２ｅ、表示制御部２ｆ、指標値取得部２ｇ、および、画像合成部２ｈは、専用のプロセッサ（処理回路）を設けてハードウェアにより個別に構成されていてもよい。

【0018】

制御部２ａは、光治療計画装置１００の制御を行うように構成されている。

【0019】

３次元画像取得部２ｂは、被験者の患部９０（図３参照）が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像２０（図２参照）を取得するように構成されている。また、本実施形態では、３次元画像取得部２ｂは、患部９０の３次元の画像である３次元患部画像２１（図３参照）を取得するように構成されている。なお、本実施形態では、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを重畳させることにより、３次元表面画像２０において患部９０が見える状態となる。３次元画像取得部２ｂが３次元表面画像２０を取得する構成、および、３次元患部画像２１を取得する構成の詳細については、後述する。

【0020】

棒状部材位置調整部２ｃは、３次元表面画像２０に対して、画像空間上において、患部９０に対して棒状部材６（図４参照）を挿入する際の棒状部材６の位置を調整するように構成されている。なお、画像空間とは、３次元表面画像２０が表示される３次元の空間である。棒状部材６は、被験者の患部９０に光（治療光）を照射するために光ファイバーの先端部に設けられた光拡散部材（ディフューザ）を含む。棒状部材位置調整部２ｃが棒状部材６の位置調整を行う構成の詳細については、後述する。

【0021】

光伝搬領域取得部２ｄは、棒状部材６から光が伝搬する光伝搬領域３１（図５参照）を取得するように構成されている。光伝搬領域取得部２ｄが光伝搬領域３１を取得する構成の詳細については、後述する。

【0022】

断面画像生成部２ｅは、３次元表面画像２０の所定の断面において、被験者の患部９０を含む内部形態像６０（図５参照）と、棒状部材６と、光伝搬領域３１と、を表示する断面画像５０を生成するように構成されている。内部形態像６０とは、被験者の患部９０を含む内部構造が表示された画像である。内部構造は、たとえば、被験者の脳などを含む。断面画像生成部２ｅが断面画像５０を生成する構成の詳細については、後述する。

【0023】

表示制御部２ｆは、断面画像５０を表示させる制御を行うように構成されている。本実施形態では、表示制御部２ｆは、断面画像５０を表示部４に表示させる制御を行うように構成されている。

【0024】

指標値取得部２ｇは、治療光が患部９０に対してどの程度照射されるかを示す指標値である第１指標値４０を取得するように構成されている。また、指標値取得部２ｇは、治療光が患部９０以外の部位に対してどの程度照射されるかを示す指標値である第２指標値４１を取得するように構成されている。指標値取得部２ｇが第１指標値４０および第２指標値４１を取得する構成の詳細については、後述する。

【0025】

本実施形態では、まず、３次元画像取得部２ｂが３次元表面画像２０（図２参照）を取得する。また、３次元画像取得部２ｂが３次元患部画像２１（図３参照）を取得する。そして、画像合成部２ｈが、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを合成することにより、合成３次元画像２２を生成する。その後、表示制御部２ｆが合成３次元画像２２を表示部４に表示する。操作者によって棒状部材６の位置調整が完了した後、断面画像生成部２ｅが、複数の断面画像５０（図５参照）を生成する。また、画像合成部２ｈが、合成３次元画像２２に対して、複数の断面画像５０を重畳させることにより、合成３次元画像２３を生成する。その後、表示制御部２ｆが、合成３次元画像２３、および、複数の断面画像５０を表示部４に表示させる。

【0026】

画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１とを合成して、３次元患部画像２１を識別可能な合成３次元画像２２を生成するように構成されている。画像合成部２ｈが合成３次元画像２２を生成する構成の詳細については、後述する。

【0027】

記憶部３は、後述する棒状部材６の先端部６ａ（図５参照）からの距離３０（図５参照）、３次元表面画像２０、および、３次元患部画像２１を記憶するように構成されている。また、記憶部３は、プロセッサ２が実行する各種プログラムを記憶するように構成されている。記憶部３は、たとえば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、または、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）などの記憶装置を含む。

【0028】

表示部４は、断面画像生成部２ｅによって生成された断面画像５０、画像合成部２ｈによって生成された合成３次元画像２３、指標値取得部２ｇによって取得された第１指標値４０および第２指標値４１などを表示するように構成されている。表示部４は、たとえば、液晶モニタなどの表示装置を含む。

【0029】

入力受付部５は、操作者の操作入力を受け付けるように構成されている。入力受付部５は、たとえば、マウス、キーボードなどの、入力デバイスを含む。

【0030】

（３次元表面画像および３次元患部画像）
図２および図３を参照して、３次元画像取得部２ｂが３次元表面画像２０および３次元患部画像２１を取得する構成について説明する。

【0031】

まず、図２を参照して、３次元画像取得部２ｂが３次元表面画像２０を取得する構成について説明する。

【0032】

３次元画像取得部２ｂは、画像取得部１が取得した複数の形態画像１０に基づいて、３次元表面画像２０を取得する。形態画像１０は、被験者の頭部を撮影したスライス画像である。本実施形態では、３次元画像取得部２ｂは、複数の形態画像１０を用いてサーフェイスレンダリングを行うことにより、被験者の表面形状を示す３次元表面画像２０を取得する。すなわち、３次元表面画像２０は、被験者の表面形状を示す画像であり、内部が空洞となっている。また、制御部２ａは、入力受付部５が受け付けた操作者の操作入力に基づいて、画像空間上において、３次元表面画像２０を任意の位置および角度に移動可能に構成されている。

【0033】

次に、図３を参照して、３次元画像取得部２ｂが、３次元患部画像２１を取得する構成について説明する。

【0034】

図３に示す３次元患部画像２１は、患部９０の３次元の画像である。３次元画像取得部２ｂは、患部９０が写る複数の患部スライス画像（図示せず）に基づいて取得する。患部スライス画像は、操作者が、患部９０が写る複数のスライス画像から患部９０以外の領域を削除することにより、取得される。また、制御部２ａは、入力受付部５が受け付けた操作者の操作入力に基づいて、画像空間上において、３次元表面画像２０とともに、３次元患部画像２１を任意の位置および角度に移動可能に構成されている。

【0035】

（合成３次元画像）
次に、図４を参照して、合成３次元画像２２について説明する。画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを合成することにより、合成３次元画像２２を生成する。具体的には、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０に対して、３次元患部画像２１を重畳させることにより、合成３次元画像２２を生成する。なお、画像合成部２ｈは、合成３次元画像２２において、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１とを識別可能に表示する。具体的には、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０の表示態様と３次元患部画像２１の表示態様とを異ならせることにより、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを識別可能に表示する。本実施形態では、画像合成部２ｈは、３次元患部画像２１の枠線を強調表示することにより、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１とを識別可能に表示する。図４に示す例では、３次元患部画像２１を太線の一点鎖線で図示することにより、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とが識別可能であることを表している。

【0036】

（棒状部材の位置調整）
引き続き図４を参照して、棒状部材位置調整部２ｃが棒状部材６の位置調整を行う構成について説明する。なお、本実施形態では、複数の棒状部材６の位置調整が可能であるが、いずれの棒状部材６についても、同様の構成によって位置調整を行うため、代表して、１本の棒状部材６の位置調整を行う構成について説明する。また、棒状部材６の位置調整を行う前に、位置調整を行う棒状部材６の本数が、操作者によって予め入力され、記憶部３に記憶されている。

【0037】

本実施形態では、棒状部材位置調整部２ｃは、入力受付部５によって受け付けられた操作入力に基づいて、画像空間上における棒状部材６の位置を調整するように構成されている。具体的には、棒状部材位置調整部２ｃは、入力受付部５によって受け付けられた操作入力に基づいて、棒状部材６の先端部６ａ、および、先端部６ａとは反対側の端部６ｂの位置を調整することにより、棒状部材６の位置を調整する。すなわち、棒状部材位置調整部２ｃは、棒状部材６の先端部６ａ、および、先端部６ａとは反対側の端部６ｂの位置を調整することにより、棒状部材６の挿入角度、および、深さを調整する。具体的には、棒状部材位置調整部２ｃは、操作者が位置の調整を行った際に、先端部６ａの位置座標と、先端部６ａとは反対側の端部６ｂの位置座標とを取得する。そして、棒状部材位置調整部２ｃは、先端部６ａの位置座標と、先端部６ａとは反対側の端部６ｂの位置座標とに基づいて、棒状部材６の挿入角度、および、深さが取得する。

【0038】

（断面画像）
次に、図５を参照して、断面画像５０について説明する。断面画像生成部２ｅは、３次元表面画像２０において、棒状部材６が位置する断面の断面画像５０を生成するように構成されている。本実施形態では、断面画像生成部２ｅは、複数の棒状部材６の位置調整が完了した後に、断面画像５０を生成するように構成されている。すなわち、断面画像生成部２ｅは、合成３次元画像２２を表示部４に表示させる際には、内部形態像６０の再構成は行わず、棒状部材６の位置調整が完了した際に、棒状部材６が配置された断面における内部形態像６０を再構成する。

【0039】

また、本実施形態では、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、光伝搬領域３１が識別可能な画像を生成する。図５に示すように、本実施形態では、断面画像生成部２ｅは、光伝搬領域３１の表示態様と患部９０の表示態様とを異ならせることにより、光伝搬領域３１と患部９０とを識別可能に表示する。具体的には、断面画像生成部２ｅは、光伝搬領域３１の表示色と患部９０の表示色とを異ならせることにより、患部９０と光伝搬領域３１とを識別可能に表示する。図５に示す例では、断面画像５０上において、第１重畳領域８０および第２重畳領域８２の各々に対して、患部９０とは異なるハッチングを付すことにより、光伝搬領域３１を識別可能に表示している。

【0040】

また、図５に示すように、本実施形態では、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と、患部９０以外の他の部位とを識別可能な画像を生成するように構成されている。具体的には、断面画像生成部２ｅは、患部９０の表示態様と、患部９０以外の表示態様とを異ならせることにより、患部９０と患部９０以外の他の部位とを識別可能に表示する。図５に示す例では、患部９０の表示色と患部９０以外の他の部位との表示色を異ならせることにより、患部９０と患部９０以外の他の部位とを識別可能に表示する。図５に示す例では、患部９０の枠線を太線で図示するとともに、ハッチングを付すことにより、患部９０と、患部９０以外の他の部位とが識別可能なことを表している。

【0041】

（光伝搬領域）
次に、図６を参照して、光伝搬領域取得部２ｄが光伝搬領域３１を取得する構成について説明する。図６は、図５に示す断面画像５０のうち、患部９０と光伝搬領域３１とが表示される部分を拡大した拡大画像である。本実施形態では、光伝搬領域取得部２ｄは、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０と、棒状部材６の先端部６ａの位置とに基づいて、棒状部材６において光を照射する範囲を決定する。そして、光伝搬領域取得部２ｄは、棒状部材６のうち、被験者に挿入された棒状部材６の軸部６ｃの中心から全周にわたって半径方向外側に照射される光が伝搬する領域を、光伝搬領域３１として取得するように構成されている。すなわち、本実施形態では、光伝搬領域取得部２ｄは、予め入力された棒状部材６の先端部６ａからの距離３０と、棒状部材６の先端部６ａの位置とに基づいて、光伝搬領域３１を取得するように構成されている。

【0042】

ここで、被験者に挿入された棒状部材６の軸部６ｃの中心から半径方向外側に照射された光のうち、治療効果が得られる光量の光の到達範囲は、一般的に、おおよそ９ｍｍであることが知られている。そのため、光伝搬領域取得部２ｄは、決定した範囲の棒状部材６の軸部６ｃの中心から全周にわたって半径方向外側に、およそ９ｍｍの距離までを、光伝搬領域３１として取得する。なお、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０は、操作者によって、棒状部材６毎に予め入力されている。また、本実施形態では、制御部２ａは、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０を、所定の範囲内で入力可能に構成されている。具体的には、制御部２ａは、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０を、２０ｍｍ～４０ｍｍの範囲内で入力可能に構成されている。

【0043】

本実施形態では、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と光伝搬領域３１とが重畳する第１重畳領域８０と、第１重畳領域８０以外の非重畳領域８１とを識別可能な画像を生成するように構成されている。断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の表示態様と非重畳領域８１の表示態様とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とを識別可能に表示する。図６に示す例では、第１重畳領域８０の表示色と非重畳領域８１の表示色とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とを識別可能な画像を生成する。図６に示す例では、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とに対して、異なるハッチングを付すことにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とが識別可能なことを表している。なお、非重畳領域８１とは、患部９０のうち、治療光が照射されない領域のことである。

【0044】

また、図６に示すように、光伝搬領域３１は、第１重畳領域８０と、第２重畳領域８２とを含む。断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示するように構成されている。具体的には、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の表示態様と第２重畳領域８２の表示態様とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示する。図６に示す例では、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の表示色と、第２重畳領域８２の表示色とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示する。なお、図６に示す例では、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０に付すハッチングと、第２重畳領域８２に付すハッチングとを異ならせることにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示する。また、第２重畳領域８２は、光伝搬領域３１のうち、患部９０以外の他の部位が含まれる領域である。

【0045】

（複数の断面における断面画像）
次に、図７（Ａ）～図７（Ｃ）を参照して、複数の断面における断面画像５０ａ～断面画像５０ｃについて説明する。断面画像生成部２ｅは、少なくとも棒状部材６の先端部６ａが写る複数の断面画像５０を生成するように構成されている。具体的には、断面画像生成部２ｅは、３つの断面画像５０ａ～断面画像５０ｃを生成するように構成されている。より具体的には、断面画像生成部２ｅは、棒状部材６の軸部６ｃに沿う方向に対して直交する断面の画像である断面画像５０ａ（図７（Ａ）参照）を生成するように構成されている。以下、棒状部材６の軸部６ｃに沿う方向に対して直交する断面を、コロナル断面とする。

【0046】

また、断面画像生成部２ｅは、棒状部材６の軸部６ｃと、軸部６ｃに直交する水平軸とを含む断面の画像である断面画像５０ｂ（図７（Ｂ）参照）を生成するように構成されている。以下、棒状部材６の軸部６ｃと、軸部６ｃに直交する水平軸とを含む断面をアキシャル断面とする。

【0047】

また、断面画像生成部２ｅは、棒状部材６の軸部６ｃと、軸部６ｃに直交する垂直軸とを含む断面の画像である断面画像５０ｃ（図７（Ｃ）参照）を生成するように構成されている。以下、棒状部材６の軸部６ｃと、軸部６ｃに直交する垂直軸とを含む断面をサジタル断面とする。

【0048】

図７（Ａ）に示す断面画像５０ａは、コロナル断面の画像である。断面画像５０ａには、コロナル断面における患部９０、患部９０以外の他の部位、および、光伝搬領域３１が表示される。なお、図７（Ａ）に示す例では、光伝搬領域３１が患部９０よりも小さいため、光伝搬領域３１として、第１重畳領域８０が表示される。

【0049】

図７（Ｂ）に示す断面画像５０ｂは、アキシャル断面の画像である。断面画像５０ｂには、アキシャル断面における患部９０、患部９０以外の他の部位、光伝搬領域３１、非重畳領域８１、および、第２重畳領域８２が写っている。

【0050】

図７（Ｃ）に示す断面画像５０ｃは、サジタル断面の画像である。断面画像５０ｃには、サジタル断面における患部９０、患部９０以外の他の部位、光伝搬領域３１、非重畳領域８１、および、第２重畳領域８２が写っている。なお、図７（Ｃ）に示す例は、サジタル断面の画像である断面画像５０ｃであり、アキシャル断面の画像である断面画像５０ｂとは異なる断面であるため、患部９０が異なる形状で写っている。

【0051】

（断面画像を重畳表示させた合成３次元画像）
次に、図８を参照して、断面画像５０を重畳表示させた合成３次元画像２３について説明する。本実施形態では、画像合成部２ｈは、断面画像５０を重畳表示させることにより、合成３次元画像２３を生成する。なお、本実施形態では、画像合成部２ｈは、合成３次元画像２２（図４参照）に対して、コロナル断面の画像である断面画像５０ａ、アキシャル断面の画像である断面画像５０ｂ、および、サジタル断面の画像である断面画像５０ｃを重畳表示させることにより、合成３次元画像２３を生成する。なお、図８に示す例では、主として、断面画像５０ｃを視認できるアングルで図示しているが、操作入力によって画像空間上における合成３次元画像２３の向きを変更することにより、断面画像５０ａまたは断面画像５０ｂを視認することができる。

【0052】

（第１指標値および第２指標値）
ここで、光免疫療法では、光感受性物質を含む薬剤を投与し、患部９０に治療光を当てることにより、患部９０の治療を行う。この際、患部９０に照射される治療光の光量が充分でない場合、充分な治療効果が得られない。そこで、本実施形態では、指標値取得部２ｇは、患部９０に対する第１重畳領域８０（図５参照）の重畳度合いを示す第１指標値４０（図９参照）を取得するように構成されている。具体的には、指標値取得部２ｇは、患部９０全体の体積に対する第１重畳領域８０の体積の割合を示す値を、第１指標値４０として取得する。

【0053】

また、光免疫療法において治療を行う際には、患部９０以外の部位に照射され治療光の光量を低減したい。そこで、本実施形態では、指標値取得部２ｇは、光伝搬領域３１と患部９０以外の部位とが重畳する第２重畳領域８２（図５参照）の重畳度合いを示す第２指標値４１（図９参照）を取得するように構成されている。具体的には、指標値取得部２ｇは、光伝搬領域３１の体積に対する第２重畳領域８２の体積の割合を示す値を、第２指標値４１として取得する。

【0054】

（合成３次元画像、断面画像、第１指標値、および、第２指標値の表示）
次に、図９を参照して、表示制御部２ｆが合成３次元画像２３、複数の断面画像５０、第１指標値４０、および、第２指標値４１を表示部４に表示させる構成について説明する。

【0055】

表示制御部２ｆは、断面の向きが互いに異なる複数の断面画像５０を並べて表示させるように構成されている。具体的には、表示制御部２ｆは、表示部４において、断面画像５０ａ、断面画像５０ｂ、および、断面画像５０ｃを並べて表示させるように構成されている。また、本実施形態では、表示制御部２ｆは、複数の断面画像５０とともに、合成３次元画像２３を表示させるように構成されている。

【0056】

また、本実施形態では、表示制御部２ｆは、断面画像５０とともに、第１指標値４０を表示させるように構成されている。また、本実施形態では、表示制御部２ｆは、断面画像５０とともに、第２指標値４１を表示させるように構成されている。

【0057】

次に、図１０を参照して、光治療計画装置１００が、表示部４に断面画像５０を表示させる処理について説明する。

【0058】

ステップ１０１において、画像取得部１は、複数の形態画像１０を取得する。

【0059】

ステップ１０２において、３次元画像取得部２ｂは、被験者の患部９０が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像２０を取得する。

【0060】

ステップ１０３において、３次元画像取得部２ｂは、３次元患部画像２１を取得する。

【0061】

ステップ１０４において、画像合成部２ｈは、合成３次元画像２２を取得する。具体的には、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを重畳させることにより、合成３次元画像２２を取得する。

【0062】

ステップ１０５において、表示制御部２ｆは、合成３次元画像２２を表示部４に表示させる。

【0063】

ステップ１０６において、制御部２ａは、入力受付部５を介して、位置調整を行う棒状部材６の本数を取得する。また、制御部２ａは、取得した本数を、記憶部３に記憶する。

【0064】

ステップ１０６において、制御部２ａは、入力受付部５を介して、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０を取得する。なお、ステップ１０６において、制御部２ａは、位置調整を行う棒状部材６毎に、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０を取得する。具体的には、制御部２ａは、棒状部材６の先端部６ａから光が照射される範囲を決定するための距離３０を取得する。また、制御部２ａは、取得した棒状部材６の先端部６ａからの距離３０を、記憶部３に記憶する。

【0065】

ステップ１０８において、棒状部材位置調整部２ｃは、３次元表面画像２０に対して、画像空間上において、患部９０に対して棒状部材６を挿入する際の棒状部材６の位置を調整する。具体的には、棒状部材位置調整部２ｃは、操作入力によって入力された棒状部材６の先端部６ａの位置座標と、先端部６ａとは反対側の端部６ｂの位置座標とに基づいて、棒状部材６の位置調整を行う。

【0066】

ステップ１０９において、制御部２ａは、所定本数の棒状部材６の位置調整が完了したか否かを判定する。所定本数の棒状部材６の位置調整が完了した場合、処理は、ステップ１１０へ進む。所定本数の棒状部材６の位置調整が完了していない場合、処理は、ステップ１０８へ進む。なお、所定の本数とは、ステップ１０６において入力された位置調整を行う棒状部材６の本数である。

【0067】

ステップ１１０において、光伝搬領域取得部２ｄは、棒状部材６から光が伝搬する光伝搬領域３１を取得する。

【0068】

ステップ１１１において、断面画像生成部２ｅは、３次元表面画像２０の所定の断面において、被験者の患部９０を含む内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１と、を表示する断面画像５０を生成する。

【0069】

ステップ１１２において、指標値取得部２ｇは、第１指標値４０を取得する。

【0070】

ステップ１１３において、指標値取得部２ｇは、第２指標値４１を取得する。

【0071】

ステップ１１４において、表示制御部２ｆは、表示部４において、断面画像５０を表示させる。なお、本実施形態では、表示制御部２ｆは、表示部４に断面画像５０を表示させる際に、合成３次元画像２３、第１指標値４０、および、第２指標値４１を併せて表示させる。その後、処理は、終了する。

【0072】

なお、ステップ１０２の処理と、ステップ１０３の処理とは、どちらが先に行われてもよい。また、ステップ１１２の処理と、ステップ１１３の処理とは、どちらが先に行われてもよい。

【0073】

（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0074】

本実施形態では、上記のように、光治療計画装置１００は、被験者の患部９０が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像２０を取得する３次元画像取得部２ｂと、３次元表面画像２０に対して、画像空間上において、患部９０に対して棒状部材６を挿入する際の棒状部材６の位置を調整する棒状部材位置調整部２ｃと、棒状部材６から光が伝搬する光伝搬領域３１を取得する光伝搬領域取得部２ｄと、３次元表面画像２０の所定の断面において、被験者の患部９０を含む内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１と、を表示する断面画像５０を生成する断面画像生成部２ｅと、断面画像５０を表示させる制御を行う表示制御部２ｆと、を備える。

【0075】

３次元表面画像２０に対して、画像空間上において、患部９０に対して棒状部材６を挿入する際の棒状部材６の位置を調整する棒状部材位置調整部２ｃを備えることにより、患部９０が見える３次元表面画像２０の画像空間上において、棒状部材６の位置調整を行うことが可能であるため、操作者は、３次元表面画像２０の画像空間上において、棒状部材６を確認しながら棒状部材６の位置調整を行うことができる。また、棒状部材６から光が伝搬する光伝搬領域３１を取得する光伝搬領域取得部２ｄと、３次元表面画像２０の所定の断面において、被験者の患部９０を含む内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１と、を表示する断面画像５０を生成する断面画像生成部２ｅと、断面画像５０を表示させる制御を行う表示制御部２ｆと、を備えることによって、操作者は、被験者の患部９０を含む内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１とが表示された断面画像５０を確認することにより、棒状部材６から照射される光の領域である光伝搬領域３１を事前に把握することができる。これらの結果、患部９０に対する棒状部材６の配置を正確に把握することが可能であるとともに、患部９０に対する治療光の照射範囲（光伝搬領域３１）を事前に把握することが可能な光治療計画装置１００を提供することができる。

【0076】

また、本実施形態では、光治療計画方法は、被験者の患部９０が見えるとともに、被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像２０を取得するステップと、３次元表面画像２０に対して、画像空間上において、患部９０に対して棒状部材６を挿入する際の棒状部材６の位置を調整するステップと、棒状部材６から光が伝搬する光伝搬領域３１を取得するステップと、３次元表面画像２０の所定の断面において、被験者の患部９０を含む内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１と、を表示する断面画像５０を生成するステップと、断面画像５０を表示させるステップと、を備える。

【0077】

これにより、光治療計画装置１００と同様に、患部９０に対する棒状部材６の配置を正確に把握することが可能であるとともに、患部９０に対する治療光の照射範囲（光伝搬領域３１）を事前に把握することが可能な光治療計画方法を提供することができる。

【0078】

また、上記実施形態では、以下のように構成したことによって、下記のような更なる効果が得られる。

【0079】

すなわち、本実施形態では、上記のように、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と光伝搬領域３１とが重畳する第１重畳領域８０と、第１重畳領域８０以外の非重畳領域８１とを識別可能な画像を生成するように構成されている。これにより、断面画像５０において、第１重畳領域８０を確認することにより、光が患部９０に対してどの程度照射されているかを、一見して容易に把握することができる。その結果、棒状部材６の挿入位置が適切であるかを容易に判断することができる。

【0080】

また、本実施形態では、上記のように、患部９０に対する第１重畳領域８０の重畳度合いを示す第１指標値４０を取得する指標値取得部２ｇをさらに備え、表示制御部２ｆは、断面画像５０とともに、第１指標値４０を表示させるように構成されている。これにより、第１重畳領域８０を視覚的に確認するのみならず、第１指標値４０によって、治療光が患部９０に対してどの程度照射されているかを、数値情報として把握することができる。その結果、棒状部材６の挿入位置が適切であるかをより容易に判断することができる。

【0081】

また、本実施形態では、上記のように、操作者の操作入力を受け付ける入力受付部５をさらに備え、棒状部材位置調整部２ｃは、入力受付部５によって受け付けられた操作入力に基づいて、画像空間上における棒状部材６の位置を調整するように構成されている。これにより、画像空間上における棒状部材６の位置調整を、直感的に行うことができる。その結果、棒状部材６の位置調整を直感的に、かつ、容易に行うことができる。

【0082】

また、本実施形態では、上記のように、光伝搬領域取得部２ｄは、棒状部材６のうち、被験者に挿入された棒状部材６の軸部６ｃの中心から全周にわたって半径方向外側に照射される光が伝搬する領域を、光伝搬領域３１として取得するように構成されている。これにより、光拡散方程式などを用いることなく、光伝搬領域３１を容易に取得することができる。

【0083】

また、本実施形態では、上記のように、光伝搬領域取得部２ｄは、予め入力された棒状部材６の先端部６ａからの距離３０と、棒状部材６の先端部６ａの位置とに基づいて、光伝搬領域３１を取得するように構成されている。これにより、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０と、棒状部材６の先端部６ａの位置とによって、光伝搬領域３１をより容易に取得することができる。

【0084】

また、本実施形態では、上記のように、３次元画像取得部２ｂは、患部９０の３次元の画像である３次元患部画像２１を取得するように構成されており、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１とを合成して、３次元患部画像２１を識別可能な合成３次元画像２２を生成する画像合成部２ｈをさらに備える。これにより、３次元表面画像２０の画像空間上において、棒状部材６の位置調整を行う際に、患部９０の３次元の位置を把握した状態で、棒状部材６の位置調整を行うことができる。その結果、棒状部材６の位置調整を容易に行うことができる。

【0085】

また、本実施形態では、上記のように、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と、患部９０以外の他の部位とを識別可能な画像を生成するように構成されている。これにより、断面画像５０において、患部９０と患部９０以外の他の部位とを容易に識別することができる。その結果、患部９０の位置を把握した状態で治療計画を行うことが可能となるため、治療計画の精度を向上させることができる。

【0086】

また、本実施形態では、上記のように、断面画像生成部２ｅは、少なくとも棒状部材６の先端部６ａが写る複数の断面画像５０を生成するように構成されており、表示制御部２ｆは、断面の向きが互いに異なる複数の断面画像５０を並べて表示させるように構成されている。これにより、複数の向きの断面画像５０によって光伝搬領域３１を確認することができる。その結果、棒状部材６が適切な位置に配置できているかを、複数の向きの断面画像５０によって把握することが可能となるため、治療計画の精度を向上させることができる。

【0087】

また、本実施形態では、上記のように、指標値取得部２ｇは、光伝搬領域３１と患部９０以外の部位とが重畳する第２重畳領域８２の重畳度合いを示す第２指標値４１を取得するように構成されており、表示制御部２ｆは、断面画像５０とともに、第２指標値４１を表示させるように構成されている。これにより、第２指標値４１を確認することにより、患部９０以外の部位がどの程度光伝搬領域３１に含まれるかを数値情報として容易に把握することができる。その結果、治療時において、正常な部位に対して、どの程度、治療光が照射されるかを数値情報として把握することができる。

【0088】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく請求の範囲によって示され、さらに請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0089】

たとえば、上記実施形態では、画像合成部２ｈが、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを合成した合成３次元画像２２を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１１に示すように、変形例による画像合成部１２ｂは、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元内部構造画像２４とを合成することにより、３次元画像２５を生成するように構成されていてもよい。

【0090】

図１１に示すように、変形例による光治療計画装置２００は、プロセッサ２の代わりに、プロセッサ１２を備える点で、上記実施形態による光治療計画装置１００とは異なる。

【0091】

プロセッサ１２は、３次元画像取得部２ｂの代わりに３次元画像取得部１２ａを備える点、および、画像合成部２ｈの代わりに画像合成部１２ｂを備える点で、上記実施形態によるプロセッサ２とは異なる。

【0092】

変形例による３次元画像取得部１２ａは、被験者の内部構造の３次元の画像である３次元内部構造画像２４を取得するように構成されている。具体的には、変形例による３次元画像取得部１２ａは、３次元内部構造画像２４として、被験者の血管９３（図１２参照）の３次元の分布を示す３次元血管分布画像２４ａ、および、被験者の骨９４（図１３参照）の３次元の分布を示す３次元骨分布画像２４ｂのうちのいずれかを取得するように構成されている。

【0093】

変形例による３次元画像取得部１２ａは、画像取得部１を介して３次元内部構造画像２４を取得する。具体的には、３次元画像取得部１２ａは、３次元内部構造画像２４として、３次元血管分布画像２４ａ、または、３次元骨分布画像２４ｂを取得する。

【0094】

３次元血管分布画像２４ａを取得する場合、３次元画像取得部１２ａは、画像取得部１を介して、３次元血管分布画像２４ａとして、患部９０の近傍の血管９３を撮影した血管画像（ＭＲＡ画像：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ａｎｇｉｏｇｒａｐｈｙ）を取得する。

【0095】

また、３次元骨分布画像２４ｂを取得する場合、３次元画像取得部１２ａは、画像取得部１を介して、３次元骨分布画像２４ｂとして、患部９０の近傍の骨９４を撮影したＣＴ画像を取得する。

【0096】

変形例による画像合成部１２ｂは、合成３次元画像２２として、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元内部構造画像２４とを合成した３次元画像２５を生成するように構成されている。具体的には、画像合成部１２ｂは、３次元表面画像２０と、３次元血管分布画像２４ａ（図１２参照）または３次元骨分布画像２４ｂ（図１３参照）とを合成するように構成されている。

【0097】

図１２は、画像合成部１２ｂが生成した３次元画像２５ａの模式図である。３次元画像２５は、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元血管分布画像２４ａとを合成した３次元画像である。図１２に示すように、３次元画像２５ａでは、被験者の患部９０とともに、血管９３が表示される。なお、図１２に示す例では、便宜上、血管９３を破線で図示している。

【0098】

図１３は、画像合成部１２ｂが生成した３次元画像２５ｂの模式図である。３次元画像２５ｂは、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元骨分布画像２４ｂとを合成した３次元画像である。図１３に示すように、３次元画像２５ｂでは、被験者の患部９０とともに、骨９４が表示される。なお、図１３に示す例では、便宜上、骨９４を破線で図示している。

【0099】

次に、図１４を参照して、変形例による光治療計画装置２００が、断面画像５０を表示させる処理について説明する。なお、上記実施形態による光治療計画装置１００が断面画像５０を表示させる処理と同様の処理については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

【0100】

ステップ１０１～ステップ１０３において、３次元画像取得部１２ａは、３次元表面画像２０および３次元患部画像２１を取得する。

【0101】

ステップ２０１において、３次元画像取得部１２ａは、３次元内部構造画像２４を取得する。なお、本実施形態では、３次元画像取得部１２ａは、３次元内部構造画像２４として、３次元血管分布画像２４ａ、または、３次元骨分布画像２４ｂを取得する。

【0102】

ステップ２０２において、画像合成部１２ｂは、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元内部構造画像２４とを合成することにより、３次元画像２５を取得する。

【0103】

ステップ２０３において、表示制御部２ｆは、３次元画像２５を表示部４に表示させる。

【0104】

その後、処理は、ステップ１０６～ステップ１１４へ進み、その後、終了する。

【0105】

変形例では、上記のように、３次元画像取得部２ｂは、被験者の内部構造の３次元の画像である３次元内部構造画像２４を取得するように構成されており、画像合成部２ｈは、合成３次元画像２２として、３次元表面画像２０と、３次元患部画像２１と、３次元内部構造画像２４とを合成した３次元画像２５を生成するように構成されている。これにより、３次元画像２５の画像空間上において棒状部材６の挿入位置を調整する際に、患部９０の３次元の位置を把握することが可能であるとともに、被験者の内部構造を把握することができる。その結果、操作者は、３次元画像２５の画像空間上における棒状部材６の位置調整を行う際に、患部９０の位置を把握しつつ、棒状部材６を配置する際に避けなければならない被験者の内部構造の位置を把握することができる。

【0106】

また、変形例では、上記のように、３次元画像取得部２ｂは、３次元内部構造画像２４として、被験者の血管９３の３次元の分布を示す３次元血管分布画像２４ａ、および、被験者の骨９４の３次元の分布を示す３次元骨分布画像２４ｂのうちのいずれかを取得するように構成されており、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０と、３次元血管分布画像２４ａまたは３次元骨分布画像２４ｂとを合成するように構成されている。これにより、３次元画像２５において、患部９０の分布とともに、血管９３の分布、または、骨９４の分布を把握することができる。その結果、棒状部材６を挿入する際に、避けるべき血管９３の位置、または、棒状部材６の挿入を阻害する骨９４の位置を博することが可能となるので、より精度の高い治療計画を行うことができる。

【0107】

また、上記実施形態では、画像合成部２ｈが、３次元患部画像２１の枠線を強調することにより、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを識別可能に表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０の表示色と３次元患部画像２１の表示色とを異ならせることにより、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを識別可能に表示してもよい。また、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０の表示色の濃さと、３次元患部画像２１の表示色の濃さとを異ならせることにより、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを識別可能に表示してもよい。３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とが識別可能であれば、画像合成部２ｈは、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とをどのように表示してもよい。

【0108】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、断面画像５０として、第１重畳領域８０と、第１重畳領域８０以外の非重畳領域８１とを識別可能な画像を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０において、内部形態像６０と、棒状部材６と、光伝搬領域３１とが表示されていれば、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とが識別可能でない画像を生成するように構成されていてもよい。

【0109】

また、上記実施形態では、光治療計画装置１００が、指標値取得部２ｇを備え、指標値取得部２ｇが第１指標値４０および第２指標値４１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、光治療計画装置１００は、指標値取得部２ｇを備えていなくてもよい。しかしながら、光治療計画装置１００が指標値取得部２ｇを備えていない場合、第１指標値４０および第２指標値４１を操作者が把握することができなくなる。したがって、光治療計画装置１００は、指標値取得部２ｇを備えていることが好ましい。

【0110】

また、上記実施形態では、光伝搬領域取得部２ｄが、棒状部材６の先端部６ａの位置と、棒状部材６の先端部６ａからの距離３０とに基づいて、光伝搬領域３１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、光伝搬領域取得部２ｄは、光拡散方程式などに基づいて、光伝搬領域３１を取得するように構成されていてもよい。光伝搬領域３１を取得することが可能であれば、光伝搬領域取得部２ｄは、どのように光伝搬領域３１を取得するように構成されていてもよい。

【0111】

また、上記実施形態では、光治療計画装置１００が、画像合成部２ｈを備え、画像合成部２ｈが、３次元表面画像２０と３次元患部画像２１とを合成した合成３次元画像２２を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、光治療計画装置１００は、画像合成部２ｈを備えていなくてもよい。光治療計画装置１００が画像合成部２ｈを備えていない場合、３次元画像取得部２ｂは、光治療計画装置１００とは異なる画像処理装置などによって生成された合成３次元画像２２を取得するように構成すればよい。

【0112】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、患部９０の表示色と患部９０以外の他の部位の表示色とを異ならせることにより、患部９０と患部９０以外の他の部位とを識別可能に表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、患部９０の枠線を強調表示することにより、患部９０と患部９０以外の他の部位とを識別可能に表示してもよい。また、断面画像生成部２ｅは、患部９０の表示色の濃さと、患部９０以外の他の部位の表示色の濃さとを異ならせることにより、患部９０と患部９０以外の他の部位とを識別可能に表示してもよい。患部９０と患部９０以外の他の部位とが識別可能に表示されていれば、断面画像生成部２ｅは、患部９０と患部９０以外の他の部位とをどのように表示してもよい。

【0113】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、断面画像５０として、患部９０と患部９０以外の部位とを識別可能な画像を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と患部９０以外の部位とが識別可能でない画像を生成するように構成されていてもよい。しかしながら、断面画像５０において患部９０と患部９０以外の部位とが識別可能でない場合、棒状部材６の位置が正しいか否かを判断することが困難な場合がある。そのため、治療計画の精度が低下する。したがって、断面画像生成部２ｅは、断面画像５０として、患部９０と患部９０以外の部位とが識別可能な画像を生成するように構成されていることが好ましい。

【0114】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、複数の断面画像５０を生成し、表示制御部２ｆが、断面の向きが互いに異なる複数の断面画像５０を並べて表示させる構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、１つの断面画像５０を生成するように構成されていてもよい。また、表示制御部２ｆは、１つの断面画像５０を表示させるように構成されていてもよい。しかしながら、断面の向きが互いに異なる複数の断面画像５０を表示させる構成のほうが、操作者が光伝搬領域３１を詳細に把握することが可能である。そのため、断面画像生成部２ｅは、複数の断面画像５０を生成するように構成されていることが好ましい。また、表示制御部２ｆは、複数の断面画像５０を表示するように構成されていることが好ましい。

【0115】

また、上記実施形態では、３次元画像取得部２ｂが、複数の形態画像１０に基づいて、３次元表面画像２０を生成する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３次元画像取得部２ｂは、光治療計画装置１００とは異なる画像処理装置などで予め生成された３次元表面画像２０を取得するように構成されていてもよい。また、３次元画像取得部２ｂは、３次元表面画像２０のボクセルデータを取得するように構成されていてもよい。

【0116】

また、上記実施形態では、３次元画像取得部２ｂが、患部９０が写る複数の患部スライス画像に基づいて、３次元患部画像２１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３次元画像取得部２ｂは、光治療計画装置１００とは異なる画像処理装置などで予め生成された３次元患部画像２１を取得するように構成されていてもよい。また、３次元画像取得部２ｂは、３次元患部画像２１として、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）などによって撮影された画像を取得するように構成されていてもよい。また、３次元画像取得部２ｂは、３次元患部画像２１を、ボクセルデータとして取得するように構成されていてもよい。

【0117】

また、上記実施形態では、光伝搬領域取得部２ｄが、所定本数の棒状部材６の位置調整が完了した際に、光伝搬領域３１を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、光伝搬領域取得部２ｄは、所定の本数の棒状部材６の位置調整が完了する前であっても、操作者によって光伝搬領域３１の取得を開始する操作入力が行われた場合に、光伝搬領域３１を取得するように構成されていてもよい。

【0118】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、光伝搬領域３１の表示色と、患部９０の表示色とを異ならせることにより、光伝搬領域３１と患部９０とを識別可能に表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、光伝搬領域３１の枠線を強調表示することにより、光伝搬領域３１と患部９０とを識別可能に表示してもよい。また、断面画像生成部２ｅは、光伝搬領域３１の表示色の濃さと、患部９０の表示色の濃さとを異ならせることにより、光伝搬領域３１と患部９０とを識別可能に表示してもよい。光伝搬領域３１と患部９０とが識別可能に表示されていれば、断面画像生成部２ｅは、光伝搬領域３１と患部９０とをどのように表示してもよい。

【0119】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、第１重畳領域８０の表示色と、非重畳領域８１の表示色とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とを識別可能に表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の枠線を強調表示することにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とを識別可能に表示してもよい。また、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の表示色の濃さと、非重畳領域８１の表示色の濃さとを異ならせることにより、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とを識別可能に表示してもよい。第１重畳領域８０と非重畳領域８１とが識別可能に表示されていれば、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０と非重畳領域８１とをどのように表示してもよい。

【0120】

また、上記実施形態では、断面画像生成部２ｅが、第１重畳領域８０の表示色と、第２重畳領域８２の表示色とを異ならせることにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の枠線を強調表示することにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示してもよい。また、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０の表示色の濃さと、第２重畳領域８２の表示色の濃さとを異ならせることにより、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とを識別可能に表示してもよい。第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とが識別可能に表示されていれば、断面画像生成部２ｅは、第１重畳領域８０と第２重畳領域８２とをどのように表示してもよい。

【0121】

また、上記実施形態では、３次元画像取得部２ｂが、内部が空洞の３次元表面画像２０を取得する構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、３次元画像取得部２ｂは、３次元表面画像２０の代わりに、内部形態像６０を含む３次元画像を取得するように構成されていてもよい。

【0122】

また、上記実施形態では、光治療計画装置１００が、３次元画像取得部２ｂと、棒状部材位置調整部２ｃと、光伝搬領域取得部２ｄと、断面画像生成部２ｅとを備える構成の例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、光治療計画装置１００は、３次元画像取得部２ｂと、棒状部材位置調整部２ｃと、光伝搬領域取得部２ｄと、断面画像生成部２ｅとを備えていなくてもよい。すなわち、３次元画像取得部２ｂと、棒状部材位置調整部２ｃと、光伝搬領域取得部２ｄと、断面画像生成部２ｅとが、ＨＩＳ（Ｈｏｓｐｉｔａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）サーバ、または、ＲＩＳ（Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）サーバなどのサーバに設けられており、光治療計画装置が、ネットワークを介してＨＩＳサーバ、または、ＲＩＳサーバなどのサーバによって生成された断面画像５０を取得し、表示部４に表示させる構成であってもよい。言い換えると、光治療計画装置１００は、いわゆる、クライアントサーバシステムの一部として構成されていてもよい。

【0123】

［態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0124】

（項目１）
被験者の患部が見えるとともに、前記被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得する３次元画像取得部と、
前記３次元表面画像に対して、画像空間上において、前記患部に対して棒状部材を挿入する際の前記棒状部材の位置を調整する棒状部材位置調整部と、
前記棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得する光伝搬領域取得部と、
前記３次元表面画像の所定の断面において、前記被験者の前記患部を含む内部形態像と、前記棒状部材と、前記光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成する断面画像生成部と、
前記断面画像を表示させる制御を行う表示制御部と、を備える、光治療計画装置。

【0125】

（項目２）
前記断面画像生成部は、前記断面画像として、前記患部と前記光伝搬領域とが重畳する第１重畳領域と、前記第１重畳領域以外の非重畳領域とを識別可能な画像を生成するように構成されている、項目１に記載の光治療計画装置。

【0126】

（項目３）
前記患部に対する前記第１重畳領域の重畳度合いを示す第１指標値を取得する指標値取得部をさらに備え、
前記表示制御部は、前記断面画像とともに、前記第１指標値を表示させるように構成されている、項目２に記載の光治療計画装置。

【0127】

（項目４）
操作者の操作入力を受け付ける入力受付部をさらに備え、
前記棒状部材位置調整部は、前記入力受付部によって受け付けられた前記操作入力に基づいて、画像空間上における前記棒状部材の位置を調整するように構成されている、項目１に記載の光治療計画装置。

【0128】

（項目５）
前記光伝搬領域取得部は、前記棒状部材のうち、前記被験者に挿入された前記棒状部材の軸部の中心から全周にわたって半径方向外側に照射される光が伝搬する領域を、前記光伝搬領域として取得するように構成されている、項目１に記載の光治療計画装置。

【0129】

（項目６）
前記光伝搬領域取得部は、予め入力された前記棒状部材の先端部からの距離と、前記棒状部材の先端部の位置とに基づいて、前記光伝搬領域を取得するように構成されている、項目５に記載の光治療計画装置。

【0130】

（項目７）
前記３次元画像取得部は、前記患部の３次元の画像である３次元患部画像を取得するように構成されており、
前記３次元表面画像と、前記３次元患部画像とを合成して、前記３次元患部画像を識別可能な合成３次元画像を生成する画像合成部をさらに備える、項目１に記載の光治療計画装置。

【0131】

（項目８）
前記３次元画像取得部は、前記被験者の内部構造の３次元の画像である３次元内部構造画像を取得するように構成されており、
前記画像合成部は、前記合成３次元画像として、前記３次元表面画像と、前記３次元患部画像と、前記３次元内部構造画像とを合成した３次元画像を生成するように構成されている、項目７に記載の光治療計画装置。

【0132】

（項目９）
前記３次元画像取得部は、前記３次元内部構造画像として、前記被験者の血管の３次元の分布を示す３次元血管分布画像、および、前記被験者の骨の３次元の分布を示す３次元骨分布画像のうちのいずれかを取得するように構成されており、
前記画像合成部は、前記３次元表面画像と、前記３次元血管分布画像または前記３次元骨分布画像とを合成するように構成されている、項目８に記載の光治療計画装置。

【0133】

（項目１０）
前記断面画像生成部は、前記断面画像として、前記患部と、前記患部以外の他の部位とを識別可能な画像を生成するように構成されている、項目１に記載の光治療計画装置。

【0134】

（項目１１）
前記断面画像生成部は、少なくとも前記棒状部材の先端部が写る複数の前記断面画像を生成するように構成されており、
前記表示制御部は、断面の向きが互いに異なる複数の前記断面画像を並べて表示させるように構成されている、項目１に記載の光治療計画装置。

【0135】

（項目１２）
前記指標値取得部は、前記光伝搬領域と前記患部以外の部位とが重畳する第２重畳領域の重畳度合いを示す第２指標値を取得するように構成されており、
前記表示制御部は、前記断面画像とともに、前記第２指標値を表示させるように構成されている、項目３に記載の光治療計画装置。

【0136】

（項目１３）
被験者の患部が見えるとともに、前記被験者の３次元の表面形状を示す３次元表面画像を取得するステップと、
前記３次元表面画像に対して、画像空間上において、前記患部に対して棒状部材を挿入する際の前記棒状部材の位置を調整するステップと、
前記棒状部材から光が伝搬する光伝搬領域を取得するステップと、
前記３次元表面画像の所定の断面において、前記被験者の前記患部を含む内部形態像と、前記棒状部材と、前記光伝搬領域と、を表示する断面画像を生成するステップと、
前記断面画像を表示させるステップと、を備える、光治療計画方法。

【符号の説明】

【0137】

２ｂ、１２ａ ３次元画像取得部
２ｃ 棒状部材位置調整部
２ｄ 光伝搬領域取得部
２ｅ 断面画像生成部
２ｆ 表示制御部
２ｇ 指標値取得部
２ｈ、１２ｂ 画像生成部
５ 入力受付部
６ 棒状部材
６ａ 棒状部材の先端部
６ｃ 棒状部材の軸部
２０ ３次元表面画像
２１ ３次元患部画像
２２、２３ 合成３次元画像
２４ ３次元内部構造画像
２４ａ ３次元血管分布画像
２４ｂ ３次元骨分布画像
２５、２５ａ、２５ｂ ３次元画像（３次元表面画像と、３次元患部画像と、３次元内部構造画像とを合成した３次元画像）
３０ 棒状部材６の先端部６ａからの距離
３１ 光伝搬領域
４０ 第１指標値
４１ 第２指標値
５０、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ 断面画像
６０ 内部形態像
８０ 第１重畳領域
８１ 非重畳領域
８２ 第２重畳領域
９０ 患部
１００、２００ 光治療計画装置

【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】