JP6815091B2 - 干渉判定装置及び干渉判定方法 - Google Patents

Description

本発明の実施の形態は、干渉判定装置及び干渉判定方法に関する。

従来、被検体内の対象部位（例えば、腫瘍等）に対してＸ線などの放射線を照射することにより対象部位の治療を行う放射線治療システムにおいては、被検体内における対象部位の位置やサイズなどに基づいて治療計画が立案される。例えば、治療計画においては、Ｘ線ＣＴ装置等の医用画像診断装置により収集された対象部位の医用画像データに基づいて、対象部位に対する放射線の照射位置や、照射領域、照射方向、照射方法などが計画される。

また、放射線治療システムにおいては、治療計画において計画された放射線照射を実行した場合に、装置と被検体との干渉が生じるか否かをチェックする干渉チェック機能を有する。例えば、干渉チェック機能は、放射線治療のための放射線を照射する照射装置や、被検体の位置を補正するための医用画像を収集する医用画像収集装置（例えば、Cone-BeamＣＴ用ｋＶイメージング装置など）と、被検体との干渉をチェックする。

特開２０１１−１１０３３５号公報 特開２０１２−０１０７５９号公報 特開平８−３３２２３５号公報

本発明が解決しようとする課題は、放射線治療に係る装置及び被検体における干渉を防止することを可能にする干渉判定装置及び干渉判定方法を提供することである。

実施の形態の干渉判定装置は、算出部と、判定部と、表示制御部とを備える。算出部は、被検体の治療部位に対して放射線を照射するために動く複数の可動部が現時点の状態から所定の状態となるまでの可動手順を算出する。判定部は、前記算出部によって算出された可動手順によって前記複数の可動部を動かした場合の、前記複数の可動部、前記被検体及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。表示制御部は、前記判定部によって判定された判定結果を前記可動手順に対応付けて表示させる。

図１は、第１の実施形態に係る放射線治療システムの構成の一例を示す図である。 図２は、第１の実施形態に係る放射線治療計画用ＣＴ装置の構成の一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態に係る放射線治療装置、医用画像収集装置及び位置確認装置を説明するための図である。 図４は、第１の実施形態に係る放射線治療装置の構成の一例を示す図である。 図５は、第１の実施形態に係る干渉判定装置の構成の一例を示す図である。 図６は、第１の実施形態に係る放射線治療のセットアップの一例を説明するための図である。 図７Ａは、第１の実施形態に係る判定結果の表示例を示す図である。 図７Ｂは、第１の実施形態に係る判定結果の表示例を示す図である。 図８は、第１の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。 図９は、第２の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。 図１０は、第３の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る干渉判定装置及び干渉判定方法について説明する。なお、以下の実施形態では、干渉判定装置を備えた放射線治療システムを例として説明する。また、本願に係る干渉判定装置及び干渉判定方法は、以下に示す実施形態によって限定されるものではない。

（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る放射線治療システム１の構成の一例について説明する。図１は、第１の実施形態に係る放射線治療システム１の構成の一例を示す図である。例えば、放射線治療システム１は、図１に示すように、放射線治療計画用ＣＴ装置１００と、放射線治療装置２００と、医用画像収集装置３００と、位置確認装置４００と、治療計画装置５００と、放射線治療管理システム６００と、干渉判定装置７００とを有する。ここで、第１の実施形態に係る放射線治療システム１においては、干渉判定装置７００が、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００、位置確認装置４００及び被検体における干渉の有無を判定して、放射線治療が実行される手技室に配置されたディスプレイなどに、判定結果を表示させる。なお、図１に示す構成はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、表示制御を実行する装置が別に配置される場合であってもよい。

放射線治療計画用ＣＴ装置１００は、被検体のＣＴ画像を収集する。具体的には、放射線治療計画用ＣＴ装置１００は、被検体の治療対象部位（腫瘍等）を含むＣＴ画像を収集し、収集したＣＴ画像を治療計画装置５００に送信する。また、放射線治療計画用ＣＴ装置１００は、ＣＴ画像の収集の際に被検体の体型の情報（以下、体型情報と記す）を収集し、収集した情報を治療計画装置５００に送信し、登録する。ここで、体型情報とは、例えば、ＣＴ画像から特定される被検体の輪郭の情報である。あるいは、体型情報とは、例えば、ＣＴ画像から特定される被検体の各部位の寸法や体積などの情報である。なお、体型情報については、ＣＴ画像から収集される場合に限らず、例えば、光学カメラによる画像から収集してもよいし、被検体の身長や体重の情報から収集してもよい。

治療計画装置５００は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００により収集された被検体のＣＴ画像を用いて、放射線治療装置２００による放射線治療の治療計画を立てる。例えば、治療計画装置５００は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像を用いて、被検体内の治療対象部位の位置を特定する。また、例えば、治療計画装置５００は、ＣＴ画像を用いて位置を特定した腫瘍等に対して放射線治療装置２００が照射する放射線の線量や照射角度、照射する回数などの計画を立てる。

また、治療計画装置５００は、医用画像収集装置３００によって収集された医用画像と、放射線治療計画用ＣＴ装置１００によって収集されたＣＴ画像とで位置合わせを行って治療計画を立てることもできる。すなわち、治療計画装置５００は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００における座標系と、医用画像収集装置３００における座標系（実際に放射線治療を行う空間の座標系）とで位置合わせを行うことで、放射線治療を行う空間での治療対象部位の正確な位置を同定し、同定した位置に合わせて治療計画を立てる。なお、治療計画装置５００は、治療計画について操作者からの調整を受け付けることもできる。治療計画装置５００は、被検体のＣＴ画像を用いて立てた治療計画及び体型情報を干渉判定装置７００や放射線治療管理システム６００に送信する。また、治療計画装置５００は、被検体のＣＴ画像と医用画像収集装置３００によって収集された医用画像とを用いて立てた治療計画を干渉判定装置７００や放射線治療管理システム６００に送信する。

放射線治療装置２００は、治療計画装置５００による治療計画に従い、放射線治療管理システム６００による管理の下で、被検体に対して放射線を照射し、放射線治療を実行する。医用画像収集装置３００は、画像誘導放射線治療（ＩＧＲＴ：Image Guided Radiation Therapy）を行うために、放射線治療装置２００の天板に載置された被検体から医用画像を収集する。例えば、医用画像収集装置３００は、Cone-BeamＣＴ用ｋＶイメージング装置や、超音波診断装置等であり、放射線治療装置２００の天板に載置された被検体の臓器や治療対象部位などの医用画像を収集する。これにより、治療計画装置５００は、上述した座標系の位置合わせを行い、放射線治療を行う空間での治療対象部位の正確な位置を同定し、同定した位置に合わせて治療計画を立てることができる。

位置確認装置４００は、体動による被検体の位置の動きを検出する。例えば、位置確認装置４００は、呼吸による体表面の動きを検出する。これにより、放射線治療装置２００は、呼吸に伴って移動する治療対象部位に対して所定の呼吸位相に合わせて放射線を照射することができる。放射線治療管理システム６００は、放射線治療を行うための種々の情報を管理するとともに、周辺機器との連携を管理する。

干渉判定装置７００は、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００、位置確認装置４００及び被検体における干渉の有無を判定して、ディスプレイ等を通じて操作者に判定結果を提示する。具体的には、干渉判定装置７００は、放射線治療システム１における可動部が現時点の状態から所定の状態に移動する場合に、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００、位置確認装置４００及び被検体において干渉が生じるか否かを判定し、判定結果を提示する。より具体的には、干渉判定装置７００は、被検体の体型情報、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の構造及び可動範囲の情報を用いて、可動部が現時点の状態から所定の状態に移動する場合に干渉が生じるか否かを判定する。

ここで、可動部とは、例えば放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００を構成する各部位のうち、回転移動や平行移動などにより位置が変化する部位を意味する。例えば、可動部は、放射線治療装置２００における放射線発生器及び検出器や、医用画像収集装置３００における放射線発生器及び検出器等である。また、構造の情報とは、例えば、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００を構成する各部位の寸法の情報や、各部位の装置全体における位置、範囲の情報である。また、可動範囲の情報とは、可動部の回転移動や平行移動の範囲を意味する。

なお、以下では、可動部の構造及び可動範囲の情報、及び、放射線の照射に係る機器の構造の情報を、単に、機構構造情報とも記載する。例えば、干渉判定装置７００は、機構構造情報を、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の設計データ（ＣＡＤ（Computer Aided Design）データなど）から取得する。また、干渉判定装置７００は、機構構造情報を、放射線治療のセットアップに先立って取得し、登録しておくことができる。

干渉判定装置７００は、上述した体型情報及び機構構造情報を用いて、可動部を動かす可動手順ごとに、干渉の有無を判定する。ここで、可動手順とは、複数の可動部を動かす手順である。例えば、各装置を現時点の状態から放射線治療を開始する状態とするため、被検体を載置した天板を上昇させ、放射線発生器を備える回転架台を回転させる場合には、天板を上昇させてから回転架台を回転させる場合と、回転架台を回転させてから天板を上昇させる場合との「２通り」の可動手順が考えられる。この時、干渉判定装置７００は、天板を上昇させてから回転架台を回転させた場合に干渉が生じるか否か、及び、回転架台を回転させてから天板を上昇させた場合に干渉が生じるか否かを、それぞれ判定する。そして、干渉判定装置７００は、判定の結果を、可動手順に対応付けて操作者に提示する。

ここで、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、通常の放射線治療とＩＧＲＴのどちらの場合においても干渉判定を行うことができる。例えば、通常の放射線治療の場合、被検体の皮膚、或いは、固定具表面の基準となる位置にマークをつけ、レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせることで放射線の照射位置の位置合わせが行われる。この場合、干渉判定装置７００は、各装置を現時点の状態から放射線治療を開始する状態（レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態）にするための可動手順において干渉が生じるか否かを判定する。そして、干渉判定装置７００は、判定結果を可動手順に対応付けて操作者に提示する。

また、ＩＧＲＴの場合、被検体の皮膚、或いは、固定具表面の基準となる位置にマークをつけ、レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせることで放射線の照射位置の位置合わせを行った後、放射線の照射直前や照射中に収集した画像に基づいて、放射線の照射位置の補正が行われる。この場合、干渉判定装置７００は、各装置を現時点の状態からレーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態にするための可動手順において干渉が生じるか否かを判定し、判定結果を可動手順に対応付けて提示する。ここで、操作者により、干渉を生じない可動手順で各可動部が動かされた後、さらに、干渉判定装置７００は、レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態から位置を補正した状態にするための可動手順において干渉が生じるか否かを判定することもできる。

例えば、放射線治療装置２００と一体的に構成される医用画像収集装置３００が、マークにレーザーが合わせられた状態の被検体からコーンビームＣＴ画像、或いは、２方向からのＸ線画像を収集する。そして、収集したコーンビームＣＴ画像或いは２方向からのＸ線画像と放射線治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像とで位置合わせを行って位置補正を行う場合、干渉判定装置７００は、画像収集後の各可動部の状態を、補正後の状態にするための可動手順において干渉が生じるか否かをさらに判定する。そして、干渉判定装置７００は、各判定結果を可動手順に対応付けて操作者にそれぞれ提示する。

上述したように干渉判定装置７００によって判定結果が提示されると、操作者は、干渉を生じない可動手順によって各可動部を動かした後、放射線治療を開始する。具体的には、干渉判定装置７００は、操作者より可動手順の決定操作を受け付け、受け付けた可動手順の情報を放射線治療管理システム６００に送信する。ここで、干渉判定装置７００は、ＩＧＲＴの場合、各装置を現時点の状態からレーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態にするための可動手順、及び、レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態から位置を補正した状態にするための可動手順をそれぞれ放射線治療管理システム６００に送信する。

放射線治療管理システム６００は、治療計画装置５００から転送された治療計画及び干渉判定装置７００から転送された可動手順を記憶回路に記憶する。そして、放射線治療管理システム６００は、記憶回路から可動手順及び治療計画を読み出して、可動手順及び治療計画に従って放射線治療装置２００を制御し、放射線治療を実行する。なお、放射線治療管理システム６００は、可動手順の各手順に対して実行操作を受け付ける場合であってもよい。ここで、治療対象部位が拍動や呼吸等により動く場合、位置確認装置４００は、放射線治療の最中に、治療対象部位の動きをリアルタイムで検出する。そして、放射線治療管理システム６００は、治療対象部位が所定の位置にある間に放射線を照射するよう放射線治療装置２００を制御し、放射線治療を実行する。

次に、放射線治療システム１における各装置について説明する。まず、図２を用いて、放射線治療計画用ＣＴ装置１００について説明する。図２は、第１の実施形態に係る放射線治療計画用ＣＴ装置１００の構成の一例を示す図である。図２に示すように、放射線治療計画用ＣＴ装置１００は、架台１１０と、天板１２２を有する寝台装置１２０と、制御用のコンソール１３０とを備える。また、図２に示すように、天板１２２は、体軸方向にスライド可能に寝台駆動装置１２１に支持され、被検体Ｐが載置される。

架台１１０は、被検体Ｐ（患者）にＸ線を照射し、被検体Ｐを透過したＸ線を検出して、コンソール１３０に出力する装置であり、Ｘ線照射制御回路１１１と、Ｘ線発生装置１１２と、検出器１１３と、データ収集回路（ＤＡＳ：Data Acquisition System）１１４と、回転フレーム１１５と、架台駆動回路１１６とを有する。

回転フレーム１１５は、Ｘ線発生装置１１２と検出器１１３とを被検体Ｐを挟んで対向するように支持し、架台駆動回路１１６によって被検体Ｐを中心とした円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。Ｘ線照射制御回路１１１は、高電圧発生部として、Ｘ線管１１２ａに高電圧を供給する装置であり、Ｘ線管１１２ａは、Ｘ線照射制御回路１１１から供給される高電圧を用いてＸ線を発生する。Ｘ線照射制御回路１１１は、スキャン制御回路１３３の制御により、Ｘ線管１１２ａに供給する管電圧や管電流を調整することで、被検体Ｐに対して照射されるＸ線量を調整する。

また、Ｘ線照射制御回路１１１は、ウェッジ１１２ｂの切り替えを行う。また、Ｘ線照射制御回路１１１は、コリメータ１１２ｃの開口度を調整することにより、Ｘ線の照射範囲（ファン角やコーン角）を調整する。Ｘ線発生装置１１２は、Ｘ線を発生し、発生したＸ線を被検体Ｐへ照射する装置であり、Ｘ線管１１２ａと、ウェッジ１１２ｂと、コリメータ１１２ｃとを有する。

Ｘ線管１１２ａは、図示しない高電圧発生部により供給される高電圧により被検体ＰにＸ線ビームを照射する真空管であり、回転フレーム１１５の回転にともなって、Ｘ線ビームを被検体Ｐに対して照射する。ウェッジ１１２ｂは、Ｘ線管１１２ａから曝射されたＸ線のＸ線量を調節するためのＸ線フィルタである。具体的には、ウェッジ１１２ｂは、Ｘ線管１１２ａから被検体Ｐへ照射されるＸ線が、予め定められた分布になるように、Ｘ線管１１２ａから曝射されたＸ線を透過して減衰するフィルタである。なお、ウェッジ１１２ｂは、ウェッジフィルタ（wedge filter）や、ボウタイフィルタ（bow-tie filter）とも呼ばれる。

コリメータ１１２ｃは、Ｘ線照射制御回路１１１の制御により、ウェッジ１１２ｂによってＸ線量が調節されたＸ線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。架台駆動回路１１６は、回転フレーム１１５を回転駆動させることによって、被検体Ｐを中心とした円軌道上でＸ線発生装置１１２と検出器１１３とを旋回させる。検出器１１３は、被検体Ｐを透過したＸ線を検出する２次元アレイ型検出器（面検出器）であり、複数チャンネル分のＸ線検出素子を配してなる検出素子列が被検体Ｐの体軸方向（図２に示すＺ軸方向）に沿って複数列配列される。

データ収集回路１１４は、ＤＡＳであり、検出器１１３が検出したＸ線の検出データから、投影データを収集する。例えば、データ収集回路１１４は、検出器１１３により検出されたＸ線強度分布データに対して、増幅処理やＡ／Ｄ変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なって投影データを生成し、生成した投影データをコンソール１３０に送信する。例えば、回転フレーム１１５の回転中に、Ｘ線管１１２ａからＸ線が連続曝射されている場合、データ収集回路１１４は、全周囲分（３６０度分）の投影データ群を収集する。また、データ収集回路１１４は、収集した各投影データに管球位置を対応付けて、コンソール１３０に送信する。管球位置は、投影データの投影方向を示す情報となる。

寝台装置１２０は、被検体Ｐを載せる装置であり、寝台駆動装置１２１と、天板１２２とを有する。寝台駆動装置１２１は、天板１２２をＺ軸方向へ移動して、被検体Ｐを回転フレーム１１５内に移動させる。天板１２２は、被検体Ｐが載置される板である。

コンソール１３０は、操作者による放射線治療計画用ＣＴ装置１００の操作を受け付けるとともに、架台１１０によって収集された投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する装置である。コンソール１３０は、図２に示すように、入力回路１３１と、ディスプレイ１３２と、スキャン制御回路１３３と、前処理回路１３４と、記憶回路１３５と、画像再構成回路１３６と、処理回路１３７とを有する。

入力回路１３１は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路１３７に転送する。ディスプレイ１３２は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路１３７による制御のもと、Ｘ線ＣＴ画像データから生成されたＣＴ画像を操作者に表示したり、入力回路１３１を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を表示したりする。

スキャン制御回路１３３は、処理回路１３７による制御のもと、Ｘ線照射制御回路１１１、架台駆動回路１１６、データ収集回路１１４及び寝台駆動装置１２１の動作を制御することで、架台１１０における投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路１３３は、放射線治療計画用のＣＴ画像を収集する撮影における投影データの収集処理を制御する。

前処理回路１３４は、データ収集回路１１４によって生成された投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みの投影データを生成して、記憶回路１３５に格納する。記憶回路１３５は、前処理回路１３４により生成された投影データを記憶する。また、記憶回路１３５は、画像再構成回路１３６によって生成された画像データを記憶する。

画像再構成回路１３６は、記憶回路１３５が記憶する投影データを用いてＸ線ＣＴ画像データ（ボリュームデータ）を再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、ＦＢＰ（Filtered Back Projection）法による逆投影処理が挙げられる。あるいは、画像再構成回路１３６は、逐次近似法を用いて、Ｘ線ＣＴ画像データを再構成することもできる。また、画像再構成回路１３６は、Ｘ線ＣＴ画像データに対して各種画像処理を行うことで、ＣＴ画像を生成する。そして、画像再構成回路１３６は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、各種画像処理により生成したＣＴ画像を記憶回路１３５に格納する。

処理回路１３７は、架台１１０、寝台装置１２０及びコンソール１３０の動作を制御することによって、放射線治療計画用ＣＴ装置１００の全体制御を行う。具体的には、処理回路１３７は、スキャン制御回路１３３を制御することで、架台１１０で行なわれるＣＴスキャンを制御する。また、処理回路１３７は、画像再構成回路１３６を制御することで、コンソール１３０における画像再構成処理や画像生成処理を制御する。また、処理回路１３７は、再構成したＸ線ＣＴ画像データや、生成したＣＴ画像を治療計画装置５００に送信する。また、処理回路１３７は、記憶回路１３５が記憶する各種画像データを、ディスプレイ１３２に表示するように制御する。

なお、図２に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路１３５に記録されている。また、各回路は、各プログラムを記憶回路１３５から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。

次に、図３を用いて、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００について説明する。図３は、第１の実施形態に係る放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００を説明するための図である。まず、放射線治療装置２００は、図３に示すように、回転架台２７０と、天板２５０を有する寝台装置と、治療用の放射線を照射する放射線発生器２３２と、放射線絞り器２３３とを有し、治療計画装置５００による治療計画に沿って、治療対象部位に対して放射線を照射する。

また、医用画像収集装置３００は、図３に示すように、撮影用の放射線を照射する放射線発生器３０１と、撮影用の放射線を検出する検出器３０２を備え、位置合わせ用のコーンビームＣＴ画像を生成することができる。なお、図３においては、医用画像収集装置３００は、放射線治療装置２００と一体的に構成されている。また、図３において、放射線発生器３０１及び検出器３０２は回転架台２７０と接合されており、回転架台２７０の回転に伴って、放射線発生器３０１及び検出器３０２も回転移動する。

例えば、放射線治療の前に、回転架台２７０を一回転させて、その間に放射線発生器３０１により放射線を被検体Ｐに照射し続け、被検体Ｐを透過した放射線が検出器３０２によって検出される。これにより、様々な方向からの被検体Ｐの透視画像（２次元画像）が生成される。そして、生成された複数の透視画像に基づいてコーンビームＣＴ画像が再構成され、ディスプレイ２２０に表示される。これにより、放射線治療時の治療対象部位の位置を確認することができる。例えば、放射線発生器２３２によって治療用の放射線が照射されている間に、放射線発生器３０１が放射線を被検体Ｐに照射し続けてＸ線画像を生成することで、治療時の治療対象部位の位置を確認することができる。

また、位置確認装置４００は、被検体Ｐの位置や動きを確認するための装置であり、例えば、被検体Ｐの呼吸の動作を検出する。一例を挙げると、位置確認装置４００は、被検体の体表の動きを赤外線によってモニタリングすることにより、放射線発生器２３２から照射される放射線により放射線治療が実行されている間に、天板２５０の上に載置された被検体Ｐの呼吸の動作を検出し、検出した被検体Ｐの位置や動きの情報をディスプレイ２２０に表示させる。また、位置確認装置４００は、検出した被検体Ｐの位置や動きの情報を放射線治療管理システム６００に送信する。放射線治療管理システム６００は、被検体Ｐの位置や動きの情報を用いることで、治療対象部位が放射線照射領域にある間に限った放射線の照射を実行する。

次に、図４を用いて、放射線治療装置２００の構成について説明する。図４は、第１の実施形態に係る放射線治療装置２００の構成の一例を示す図である。図４に示すように、放射線治療装置２００は、入力回路２１０と、ディスプレイ２２０と、放射線発生装置２３０と、移動機構２４０と、天板２５０と、システム制御回路２６０とを有する。放射線発生装置２３０は、放射線制御回路２３１と、放射線発生器２３２と、放射線絞り器２３３とを有する。放射線制御回路２３１は、システム制御回路２６０による制御のもと、治療計画に沿った放射線量の放射線を照射するように、放射線発生器２３２の高電圧発生器における印加電圧や印加時間等を制御する。放射線発生器２３２は、図示しない電子銃と加速管を備える。加速管は、電子銃から発生した熱電子を加速し、タングステンターゲットに衝突させて治療用の放射線を放射する。放射線絞り器２３３は、治療用の放射線の照射範囲を設定する複数の絞り羽根を有する。例えば、放射線絞り器２３３は、絞り移動機構２４１によってこれらの絞り羽根を移動させることで被検体Ｐの治療対象部位に対応した形状を有する放射線照射領域を形成する。

移動機構２４０は、絞り移動機構２４１と、機構制御回路２４２と、天板移動機構２４３とを有する。絞り移動機構２４１は、機構制御回路２４２による制御のもと放射線絞り器２３３の絞り羽根を移動させる。天板移動機構２４３は、機構制御回路２４２による制御のもと、天板２５０を移動させる。機構制御回路２４２は、システム制御回路２６０による制御のもと、絞り羽根移動制御信号を絞り移動機構２４１に送信することにより絞り羽根を移動させる。また、機構制御回路２４２は、天板移動制御信号を天板移動機構２４３へ送信することにより、天板２５０を移動させる。ここで、機構制御回路２４２は、天板２５０を水平方向及び鉛直方向に移動させる。また、機構制御回路２４２は、鉛直方向を軸として天板２５０を回転させることで、水平方向における天板２５０の角度を変更することができる。また、機構制御回路２４２は、水平方向を軸として天板２５０を回転させることで、天板２５０の水平面に対する角度を変更することができる。

入力回路２１０は、放射線治療装置２００の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御回路２６０に転送する。ディスプレイ２２０は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御回路２６０による制御のもと、コーンビームＣＴ画像を操作者に表示したり、入力回路２１０を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのＧＵＩを表示したりする。

システム制御回路２６０は、回転架台２７０、放射線発生装置２３０、移動機構２４０の動作を制御することによって、放射線治療装置２００の全体制御を行う。具体的には、システム制御回路２６０は、放射線治療管理システム６００による管理の下、治療計画に基づいて放射線制御回路２３１を制御することで、被検体Ｐへの放射線の照射を制御する。また、システム制御回路２６０は、治療計画に基づいて、機構制御回路２４２を制御することで、天板２５０の位置を制御する。また、システム制御回路２６０は、コーンビームＣＴ画像やＧＵＩを、ディスプレイ２２０に表示するように制御する。

なお、図４に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で図示しない記憶回路に記録されている。また、各回路は、各プログラムを図示しない記憶回路から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。

次に、図５を用いて、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００について説明する。図５は、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００の構成の一例を示す図である。図５に示すように、干渉判定装置７００は、入力回路７１０と、ディスプレイ７２０と、記憶回路７３０と、処理回路７４０とを有する。例えば、干渉判定装置７００は、ワークステーションや、任意のパーソナルコンピュータなどである。

入力回路７１０は、マウス等のポインティングデバイス、キーボード等の入力デバイスであり、干渉判定装置７００に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。ディスプレイ７２０は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスであり、各種情報を表示する。例えば、ディスプレイ７２０は、干渉の判定結果を可動手順に対応付けて表示する。なお、干渉判定装置７００は、複数のディスプレイ７２０を備えることができ、例えば、操作者が治療計画を立案する部屋や、放射線治療装置２００が配置された部屋などにディスプレイ７２０をそれぞれ配置することもできる。

記憶回路７３０は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、フラッシュメモリ（Flash Memory）等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置などであり、後述する処理回路７４０によって用いられる種々の情報を記憶する。例えば、記憶回路７３０は、処理回路７４０によって読み出され、実行される各種プログラムを記憶する。また、記憶回路７３０は、後述する処理回路７４０が干渉の有無を判定する際に用いる体型情報や機構構造情報を記憶する。また、記憶回路７３０は、後述する処理回路７４０による判定結果を記憶する。

処理回路７４０は、干渉判定装置７００における各種処理を実行する。例えば、処理回路７４０は、算出機能７４１、判定機能７４２及び表示制御機能７４３に対応するプログラムを記憶回路７３０から読み出して実行することで、種々の処理を行う。なお、処理回路７４０による処理の詳細については後述する。図５に示す処理回路７４０によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路７３０に記録されている。また、処理回路７４０は、各プログラムを記憶回路７３０から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。また、図５に示す算出機能７４１は、特許請求の範囲における算出部に対応する。また、図５に示す判定機能７４２は、特許請求の範囲における判定部に対応する。また、図５に示す表示制御機能７４３は、特許請求の範囲における表示制御部に対応する。

なお、上述した放射線治療計画用ＣＴ装置１００、放射線治療装置２００及び干渉判定装置７００の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、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。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。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。

以上、第１の実施形態に係る放射線治療システム１の全体構成について説明した。かかる構成のもと、第１の実施形態に係る放射線治療システム１においては、干渉判定装置７００における各種処理により、干渉の有無を予め判定し、操作者に示すことを可能にする。以下、放射線治療のセットアップにおける、装置同士又は装置と被検体との干渉の判定を一例に挙げて説明する。なお、放射線治療のセットアップとは、放射線治療を開始するために行われる種々の操作（例えば、被検体を放射線治療装置２００の天板上に載置し、放射線治療の準備を行う各種操作）である。なお、以下では、通常の放射線治療を行う場合を一例に挙げて説明する。

放射線治療においては、治療を開始するために、治療計画に応じた放射線を照射する状態まで、天板２５０や回転架台２７０等の各可動部を移動させる。例えば、機構制御回路２４２は、まず、被検体Ｐを天板２５０の上に載置しやすくするため、天板移動機構２４３を制御することで天板２５０の位置を下降させる。また、例えば、機構制御回路２４２は、被検体Ｐを天板２５０の上に載置した後、放射線治療を行うため、天板２５０の位置を上昇させたり、天板２５０を被検体Ｐの体軸方向に移動させたり、回転架台２７０を回転させたりする。即ち、放射線治療の開始前であっても、放射線治療が開始される前の当初の状態から放射線治療を行う際の状態まで、天板２５０や回転架台２７０等の各可動部が動くこととなる。ここで、各可動部を動かす可動手順によっては、放射線発生器２３２や放射線絞り器２３３、放射線発生器３０１、検出器３０２、天板２５０、被検体Ｐなどにおいて干渉を生じる場合があった。

そこで、第１の実施形態に係る放射線治療システム１においては、干渉判定装置７００が、可動部を動かす可動手順によって干渉を生じるか否かを判定し、判定結果を可動手順に対応付けて表示させることで、セットアップの段階における干渉を避けることを可能にする。

以下、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００の詳細について、放射線治療のセットアップを例として、図６を用いて説明する。図６は、第１の実施形態に係る放射線治療のセットアップの一例を説明するための図である。また、図６は、天板２５０に被検体Ｐを載置した直後の状態を示す。以下では、図６に示す状態から、放射線を照射する状態とするため、回転架台２７０を「１３５°」右回転させ、天板２５０を鉛直方向を軸として「３０°」回転させ、天板２５０を被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向）に「２０．３ｃｍ」動かす場合について説明する。

算出機能７４１は、回転架台２７０や天板２５０等の可動部が、現時点の状態から、放射線を照射する状態となるまでの可動手順を算出する。具体的には、まず、算出機能７４１は、治療計画装置５００から治療計画データを取得する。また、算出機能７４１は、放射線治療を開始する前の状態の情報、即ち、現時点での各可動部の位置や角度等を取得する。例えば、算出機能７４１は、天板２５０や回転架台２７０の動きを制御する機構制御回路２４２から、放射線治療を開始する前の状態の情報を取得する。また、算出機能７４１は、放射線を照射する状態の情報、即ち、放射線の照射を開始する時点での各可動部の位置や角度等を取得する。例えば、算出機能７４１は、治療計画データから、放射線を照射する状態の情報を取得する。

次に、算出機能７４１は、可動部及び放射線の照射に係る機器の機構構造情報に基づいて、各可動部が放射線治療開始前の状態から放射線を照射する状態となるまでの可動手順を算出する。なお、機構構造情報は、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の設計データなどから予め取得され、記憶回路７３０に格納される。そして、算出機能７４１は、機構構造情報を、記憶回路７３０から読み出す。

ここで、算出機能７４１は、放射線を照射する状態となるまでの可動手順を複数算出する。即ち、算出機能７４１は、可動手順を、複数の可動部を動かす順番のパターンごとに複数算出する。例えば、算出機能７４１は、図６においては、回転架台２７０を右回転させ、天板２５０を回転させてから被検体Ｐの体軸方向（Ｚ方向）に動かす場合や、天板２５０を回転させ、回転架台２７０を右回転させてから天板２５０をＺ方向に動かす場合など、「６通り」の可動手順を算出する。

なお、算出機能７４１は、各可動部の動きを任意の単位に分けて可動手順を算出する場合であってもよい。例えば、算出機能７４１は、回転架台２７０を「１３５°」右回転させるという動作を、回転架台２７０を「４５°」右回転させるという動作と「９０°」右回転させるという動作とに分けて、可動手順を算出することができる。この場合、算出機能７４１は、「２４通り」の可動手順を算出する。また、算出機能７４１は、可動部の構造によって実行できない可動手順を除外して、可動手順を算出する場合であってもよい。

次に、判定機能７４２は、算出機能７４１が算出した各可動手順について、干渉の有無を判定する。即ち、判定機能７４２は、各可動手順に従って各可動部を動かしたとした場合に、各可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器において干渉を生じるか否かを、可動手順ごとに判定する。なお、放射線の照射に係る機器とは、放射線治療に係る機器のうち、可動部を除く一切の機器を意味する。例えば、放射線の照射に係る機器には、ディスプレイ２２０や、回転架台２７０を床と結合して支持する支持部、位置確認装置４００などが含まれる。

ここで、判定機能７４２は、可動部及び放射線の照射に係る機器の機構構造情報や、被検体Ｐの体型情報を用いて、各可動手順における干渉の有無を判定する。例えば、判定機能７４２は、機構構造情報や体型情報に基づいて、現時点での各可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器の間の距離を算出する。次に、判定機能７４２は、算出機能７４１が算出した可動手順に従って可動部を動かす際の、各可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器の間の距離の変化を算出する。そして、判定機能７４２は、算出した距離の値が「０以下」となる場合に、干渉を生じると判定する。

一例を挙げると、判定機能７４２は、機構構造情報や体型情報に基づいて、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器の輪郭の座標を取得する。次に、判定機能７４２は、機構構造情報に含まれる可動部の可動範囲の情報に基づいて、可動部が動いた場合に可動部の輪郭が通過する領域の輪郭の座標を取得する。そして、判定機能７４２は、各輪郭の座標間の距離を計算し、算出した距離の値が「０以下」となる場合には、干渉を生じると判定する。

なお、判定機能７４２は、各可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器の間の距離が所定の閾値以下となる場合に、干渉を生じると判定する場合であってもよい。例えば、判定機能７４２は、可動部及び放射線の照射に係る機器における干渉について、間の距離が「１ｃｍ以下」となる場合に干渉を生じると判定する。これにより、判定機能７４２は、機構構造情報の正確さに起因する誤判定を回避することができる。さらに、上述したように、所定のマージンを取って判定を行うことにより、判定機能７４２は、被検体Ｐの荷重による天板２５０の撓みなどを考慮した判定を行うことができる。また、例えば、判定機能７４２は、被検体Ｐ及び可動部又は被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉について、間の距離が「２０ｃｍ以下」となる場合に干渉を生じると判定する。これにより、判定機能７４２は、機構構造情報や体型情報の正確さに起因する誤判定を回避し、あるいは、接触までは生じないものの、体の近傍を装置が通過することで被検体Ｐにストレスを与えることを回避することができる。

そして、表示制御機能７４３は、判定機能７４２によって判定された判定結果を、可動手順に対応付けてディスプレイ７２０に表示させる。ここで、判定結果の表示について、図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、第１の実施形態に係る判定結果の表示例を示す図である。

例えば、表示制御機能７４３は、図７Ａに示すように、干渉を生じないと判定された可動手順を、装置及び被検体Ｐを示す画像上に表示される矢印と、矢印と併せて表示される番号とにより、操作者に提示する。ここで、図７Ａは、回転架台２７０を右回転させた後に天板２５０を鉛直方向を軸として回転させ、次に天板２５０を被検体Ｐの体軸方向に動かす可動手順を示す。なお、表示制御機能７４３は、装置及び被検体Ｐを示す画像が３次元画像である場合には、各可動部の動きを表現する矢印を３次元で表示することができる。

また、例えば、表示制御機能７４３は、図７Ｂに示すように、干渉を生じないと判定された可動手順の内容を文字で操作者に提示する。ここで、表示制御機能７４３は、図７Ａに示す画像と、図７Ｂに示す文字とを併せて操作者に提示する場合であってもよい。また、例えば、表示制御機能７４３は、干渉を生じないと判定された可動手順の内容を、フローチャート等の図形により操作者に提示する場合であってもよい。

ここで、表示制御機能７４３は、干渉を生じないと判定された可動手順が複数ある場合には、干渉を生じないと判定された各可動手順のうち、可動部が動く回数が最小となる可動手順や、可動部が動いて放射線を照射する状態となるまでの所要時間が最小となる可動手順を表示させる。また、例えば、表示制御機能７４３は、複数の可動手順を表示することができる。一例を挙げると、表示制御機能７４３は、干渉を生じないと判定された各可動手順を、入力回路７１０を通じて操作者から受け付ける切り替え操作に応じて、ディスプレイ７２０に表示させる。

また、表示制御機能７４３は、干渉を生じると判定された可動手順によって可動部の動きが開始された場合に、ディスプレイ７２０に警告情報を表示させる。例えば、天板２５０を鉛直方向を軸として回転させてから被検体Ｐの体軸方向に動かし、次に回転架台２７０を右回転させると干渉が生じる場合において、操作者が、天板２５０を鉛直方向を軸として回転させる操作を行ったとする。ここで、操作者が天板２５０を被検体Ｐの体軸方向に動かす操作を行うと、表示制御機能７４３は、天板２５０と放射線絞り器２３３とが干渉するという警告メッセージを表示する。

なお、表示制御機能７４３は、干渉判定装置７００が備えるディスプレイ７２０に限らず、種々のディスプレイに判定結果を表示させることができる。例えば、表示制御機能７４３は、判定結果を放射線治療装置２００が備えるディスプレイ２２０に表示させることができる。また、干渉判定装置７００は、警告情報を表示するのに代えて、又は警告情報の表示と共に、警告音を発する場合であってもよい。また、干渉判定装置７００は、干渉を生じる操作が実行されないように各可動部を制御する場合であってもよい。

上述したように、干渉判定装置７００は、放射線治療のセットアップを行う際の各可動手順について干渉を生じるか否かを判定し、判定結果を操作者に提示する。そして、操作者は、干渉を生じる可動手順を避け、適切な可動手順で放射線治療のセットアップを行うことができる。また、放射線治療のセットアップが完了し、放射線治療の開始コマンドが入力されると、放射線治療装置２００は、放射線治療管理システム６００による制御の下、治療計画に従って被検体Ｐに対して放射線を照射し、放射線治療を実行する。

なお、ＩＧＲＴの場合、干渉判定装置７００は、各装置を現時点の状態からレーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態にするための可動手順、及び、レーザー照準器によるレーザーをマークに合わせて放射線を照射する状態から位置を補正した状態にするための可動手順について、上述した処理をそれぞれ実行する。

次に、図８を用いて、第１の実施形態に係る放射線治療システム１の処理について説明する。図８は、第１の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。なお、図８における処理の手順は、放射線治療のセットアップにおける処理を示す。

図８に示すステップＳ１０３及びステップＳ１０４は、処理回路７４０が記憶回路７３０から算出機能７４１に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図８に示すステップＳ１０１、ステップＳ１０２及びステップＳ１０５は、処理回路７４０が記憶回路７３０から判定機能７４２に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図８に示すステップＳ１０６は、処理回路７４０が記憶回路７３０から表示制御機能７４３に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。

ステップＳ１０１では、処理回路７４０が、放射線治療のセットアップを開始するか否かを判定する。例えば、処理回路７４０は、操作者からの操作に基づいて、放射線治療のセットアップを開始するか否かを判定する。ここで、放射線治療のセットアップを開始しない場合（ステップＳ１０１否定）、処理回路７４０は、待機状態となる。一方、放射線治療のセットアップを開始する場合（ステップＳ１０１肯定）、ステップＳ１０２に進み、処理回路７４０は、治療計画装置５００から「治療計画データ」を取得し、放射線治療計画用ＣＴ装置１００によるＣＴ画像から被検体Ｐの「体型情報」を取得する。

ステップＳ１０３では、処理回路７４０が、可動部の現在の位置や角度といった「放射線治療開始前の状態」の情報を取得する。ステップＳ１０４では、処理回路７４０が、可動部及び放射線の照射に係る機器の「機構構造情報」を用いて、「放射線治療開始前の状態」から「放射線を照射する状態」となるまでの可動手順を算出する。ここで、処理回路７４０は、「放射線を照射する状態」を、「治療計画データ」から取得することができる。ステップＳ１０５では、処理回路７４０が、「機構構造情報」と「体型情報」とを用いて、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。そして、ステップＳ１０６にて、処理回路７４０は、判定の結果を可動手順に対応付けて表示する。

上述したように、第１の実施形態によれば、算出機能７４１が、被検体Ｐの治療部位に対して放射線を照射するために動く複数の可動部が現時点の状態から所定の状態となるまでの可動手順を算出する。判定機能７４２が、算出機能７４１によって算出された可動手順によって複数の可動部を動かした場合の、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。表示制御機能７４３が、判定機能７４２によって判定された判定結果を可動手順に対応付けて表示させる。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、可動部の可動手順ごとに干渉の有無を判定し、判定結果を表示することで、放射線治療に係る装置及び被検体Ｐにおける干渉を防止することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、算出機能７４１は、放射線治療開始前の状態から、放射線を照射する状態となるまでの可動手順を算出する。また、判定機能７４２は、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、放射線治療のセットアップにおける装置間の干渉又は装置及び被検体Ｐにおける干渉を防止することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、判定機能７４２は、被検体Ｐの体型情報を用いて干渉の有無を判定する。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、被検体Ｐの体型に応じて、装置と被検体Ｐとでの干渉を生じるか否かを適切に判定することを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、判定機能７４２は、放射線治療装置２００及び被検体Ｐに加え、医用画像収集装置３００や位置確認装置４００も考慮して、干渉の有無を判定する。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の干渉を防ぐことを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御機能７４３は、判定機能７４２により干渉を生じないと判定された可動手順を表示させる。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、放射線治療のセットアップのために必要な可動部の操作手順であって、干渉を回避する操作手順を操作者に提示し、セットアップの効率を向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御機能７４３は、判定機能７４２により干渉を生じないと判定された可動手順のうち、可動部が動く回数又は可動部が放射線を照射する状態となるまでの所要時間が最小となる可動手順を表示させる。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、干渉を回避する操作手順のうち最も効率的な操作手順を操作者に提示し、セットアップの効率をさらに向上させることを可能にする。

また、第１の実施形態によれば、表示制御機能７４３は、判定機能７４２により干渉を生じると判定された可動手順によって可動部の動きが開始された場合に警告情報を表示させる。従って、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００は、操作者が可動部を動かす順序を誤った場合であっても、干渉を防止することを可能にする。

（第２の実施形態）
上述した第１の実施形態では、放射線治療のセットアップ段階における干渉の有無を判定し、判定結果を表示する場合について説明した。第２の実施形態では、放射線治療が完了してから、次の放射線治療を開始するまでの干渉の有無を判定し、判定結果を表示する場合について説明する。なお、第２の実施形態に係る干渉判定装置７００は、第１の実施形態に係る干渉判定装置７００と比較して、算出機能７４１及び判定機能７４２による処理内容が異なる。以下、これについて説明する。

例えば、上述したように放射線治療がセットアップされ、放射線治療が実行された後、同一の被検体Ｐに対する次の放射線治療が連続的に行われる場合がある。例えば、頭部の放射線治療を実行した後、さらに、腹部の放射線治療が実行される場合がある。なお、以下では、既に実行された放射線治療を第１の放射線治療と記載し、第１の放射線治療の次に実行される放射線治療を第２の放射線治療と記載する。ここで、第１の放射線治療のための放射線を照射する状態から、第２の放射線治療のための放射線を照射する状態となるまでに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉を生じる場合がある。そこで、干渉判定装置７００は、第１の放射線治療の後、第２の放射線治療が開始されるまでの干渉の有無を可動手順ごとに判定する。

例えば、まず、算出機能７４１は、機構構造情報を用いて、第１の放射線治療のための放射線を照射する状態から、第２の放射線治療のための放射線を照射する状態となるまでの可動手順を複数算出する。なお、機構構造情報は、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の設計データなどから予め取得され、記憶回路７３０に格納される。そして、算出機能７４１は、機構構造情報を、記憶回路７３０から読み出すことができる。

なお、第１の放射線治療のための放射線を照射する状態とは、現時点での可動部の位置や角度等である。ここで、算出機能７４１は、第１の放射線治療のための放射線を照射する状態の情報を、例えば、天板２５０や回転架台２７０の動きを制御する機構制御回路２４２から取得することができる。また、算出機能７４１は、第２の放射線治療のための放射線を照射する状態の情報を、例えば、治療計画装置５００が生成する治療計画から取得することができる。

次に、判定機能７４２は、算出機能７４１が算出した各可動手順について、体型情報及び機構構造情報を用いて、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉が生じるか否かを判定する。なお、判定機能７４２は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像から、被検体Ｐの体型情報を取得する。また、判定機能７４２は、放射線治療のセットアップの段階における干渉判定のため、既に体型情報を取得している場合には、新たに体型情報を取得することなく、干渉を判定することができる。そして、表示制御機能７４３は、判定結果を可動手順に対応付けて表示させる。また、操作者は、干渉を生じる可動手順を避け、適切な可動手順で、第２の放射線治療を開始する状態とすることができる。

次に、図９を用いて、第２の実施形態に係る放射線治療システム１の処理について説明する。図９は、第２の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。なお、図９における処理の手順は、第１の放射線治療を終えてから、第２の放射線治療を開始するまでの処理を示す。また、図９においては、「体型情報」及び「機構構造情報」が、放射線治療のセットアップ段階での判定のため、既に収集されている場合について説明する。

図９に示すステップＳ２０２及びステップＳ２０３は、処理回路７４０が記憶回路７３０から算出機能７４１に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図９に示すステップＳ２０１及びステップＳ２０４は、処理回路７４０が記憶回路７３０から判定機能７４２に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図９に示すステップＳ２０５は、処理回路７４０が記憶回路７３０から表示制御機能７４３に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。

ステップＳ２０１では、処理回路７４０が、第２の放射線治療があるか否かを判定する。例えば、処理回路７４０は、「治療計画データ」に基づいて、第２の放射線治療があるか否かを判定する。ここで、第２の放射線治療がない場合（ステップＳ２０１否定）、処理回路７４０は、処理を終了する。一方、第２の放射線治療がある場合（ステップＳ２０１肯定）、ステップＳ２０２に進み、処理回路７４０は、「第１の放射線治療のための放射線を照射する状態」の情報と、「第２の放射線治療のための放射線を照射する状態」の情報とを取得する。

ステップＳ２０３では、処理回路７４０が、可動部及び放射線の照射に係る機器の「機構構造情報」を用いて、「第１の放射線治療のための放射線を照射する状態」から「第２の放射線治療のための放射線を照射する状態」となるまでの可動手順を算出する。ステップＳ２０４では、処理回路７４０が、被検体Ｐの「体型情報」及び「機構構造情報」を用いて、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。そして、ステップＳ２０５にて、処理回路７４０は、判定の結果を可動手順に対応付けて表示する。

上述したように、第２の実施形態によれば、算出機能７４１は、可動部が第１の放射線治療のための放射線を照射する状態から、第２の放射線治療のための放射線を照射する状態となるまでの可動手順を算出する。また、判定機能７４２は、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。従って、第２の実施形態に係る干渉判定装置７００は、複数の放射線治療が実行される場合であって次の放射線治療のために可動部を動かす際の、装置間の干渉又は装置及び被検体Ｐにおける干渉を防止することを可能にする。

（第３の実施形態）
上述した第１及び第２の実施形態では、放射線治療のセットアップ段階における干渉の有無を判定し、又は次の放射線治療を開始する状態とする際の干渉の有無を判定する場合について説明した。第３の実施形態では、放射線の照射を終えてから、放射線治療を終了するまでの干渉の有無を判定し、判定結果を表示する場合について説明する。なお、第３の実施形態に係る干渉判定装置７００は、第１及び第２の実施形態に係る干渉判定装置７００と比較して、算出機能７４１及び判定機能７４２による処理内容が異なる。以下、これについて説明する。

例えば、被検体Ｐの腫瘍等に対する放射線の照射が完了すると、被検体Ｐが天板２５０から降ろされる。ここで、被検体Ｐを天板２５０から降ろすため、可動部が動く場合がある。例えば、機構制御回路２４２は、被検体Ｐが天板２５０から降りやすくなるように、天板移動機構２４３を制御し、天板２５０の位置を下降させる。また、例えば、機構制御回路２４２は、放射線発生器２３２や放射線絞り器２３３、放射線発生器３０１、検出器３０２などが、被検体Ｐが天板２５０から降りる動作を阻害しないように、天板２５０を水平方向に移動させたり、回転架台２７０を回転させたりする。ここで、被検体Ｐを天板２５０から降ろす際の可動部の動きにより、干渉を生じる場合がある。そこで、干渉判定装置７００は、被検体Ｐに対して放射線を照射する状態から、被検体Ｐを天板２５０から降ろすための状態となるまでの干渉の有無を可動手順ごとに判定する。

例えば、まず、算出機能７４１は、機構構造情報を用いて、被検体Ｐに対して放射線を照射する状態から、被検体Ｐを天板２５０から降ろすための状態となるまでの可動手順を複数算出する。なお、機構構造情報は、放射線治療装置２００、医用画像収集装置３００及び位置確認装置４００の設計データなどから予め取得され、記憶回路７３０に格納される。そして、算出機能７４１は、機構構造情報を、記憶回路７３０から読み出すことができる。

なお、被検体Ｐに対して放射線を照射する状態とは、現時点での可動部の位置や角度等である。ここで、算出機能７４１は、被検体Ｐに対して放射線を照射する状態の情報を、例えば、天板２５０や回転架台２７０の動きを制御する機構制御回路２４２から取得することができる。また、被検体Ｐを天板２５０から降ろすための状態は、被検体Ｐによらず一定の状態であってもよいし、被検体Ｐの体型情報等に応じて変更される状態であってもよい。

次に、判定機能７４２は、算出機能７４１が算出した各可動手順について、体型情報及び機構構造情報を用いて、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉が生じるか否かを判定する。なお、判定機能７４２は、放射線治療計画用ＣＴ装置１００が収集したＣＴ画像から、被検体Ｐの体型情報を取得する。また、判定機能７４２は、放射線治療のセットアップの段階における干渉判定のため、あるいは次の放射線治療を開始する状態とする際の干渉判定のため、既に体型情報を取得している場合には、新たに体型情報を取得することなく、干渉を判定することができる。そして、表示制御機能７４３は、判定結果を可動手順に対応付けて表示させる。また、操作者は、干渉を生じる可動手順を避け、適切な可動手順で放射線治療を終了することができる。

次に、図１０を用いて、第３の実施形態に係る放射線治療システム１の処理について説明する。図１０は、第３の実施形態に係る放射線治療システム１による処理の手順を示すフローチャートである。なお、図１０における処理の手順は、放射線治療を終了する際の処理を示す。また、図１０においては、「体型情報」及び「機構構造情報」が、放射線治療のセットアップ段階での判定等のため、既に収集されている場合について説明する。

図１０に示すステップＳ３０２及びステップＳ３０３は、処理回路７４０が記憶回路７３０から算出機能７４１に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図１０に示すステップＳ３０１及びステップＳ３０４は、処理回路７４０が記憶回路７３０から判定機能７４２に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図１０に示すステップＳ３０５は、処理回路７４０が記憶回路７３０から表示制御機能７４３に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。

ステップＳ３０１では、処理回路７４０が、放射線治療を終了するか否かを判定する。例えば、処理回路７４０は、操作者からの操作に基づいて、放射線治療を終了するか否かを判定する。ここで、放射線治療を終了しない場合（ステップＳ２０１否定）、処理回路７４０は、待機状態となる。一方、放射線治療を終了する場合（ステップＳ２０１肯定）、ステップＳ２０２に進み、処理回路７４０は、「放射線を照射する状態」の情報と、「被検体Ｐを寝台から降ろすための状態」の情報とを取得する。

ステップＳ３０３では、処理回路７４０が、可動部及び放射線の照射に係る機器の「機構構造情報」を用いて、「放射線を照射する状態」から「被検体Ｐを寝台から降ろすための状態」となるまでの可動手順を算出する。ステップＳ３０４では、処理回路７４０が、「体型情報」及び「機構構造情報」を用いて、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。そして、ステップＳ３０５にて、処理回路７４０は、判定の結果を可動手順に対応付けて表示する。

上述したように、第３の実施形態によれば、算出機能７４１は、可動部が放射線を照射する状態から被検体Ｐを寝台から降ろすための状態となるまでの可動手順を算出する。また、判定機能７４２は、算出された可動手順ごとに、可動部、被検体Ｐ及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を判定する。従って、第３の実施形態に係る干渉判定装置７００は、放射線治療を終了するために可動部を動かす際の、装置間の干渉又は装置及び被検体Ｐにおける干渉を防止することを可能にする。

さて、これまで第１〜第３の実施形態について説明したが、上述した実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。

上述した実施形態では、干渉判定装置７００が、干渉を防止することを可能にするための各処理を実行する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、放射線治療システム１に含まれるいずれの装置が処理する場合であってもよい。例えば、上述した干渉判定装置７００による処理を、治療計画装置５００や、放射線治療管理システム６００などが実行する場合であってもよい。また、上述した各機能が同一の装置によって実行されてもよく、異なる装置で実行される場合であってもよい。例えば、治療計画装置５００が干渉の有無を判定して、干渉を生じない可動手順を導出し、放射線治療装置２００が、治療計画装置５００によって導出された可動手順を提示する場合であってもよい。

また、上述した実施形態では、放射線治療のセットアップにおける干渉、次の放射線治療を行う状態とする際の干渉、放射線治療終了時の干渉について、それぞれ説明した。ここで、これらの干渉を判定する機能は、組み合わせて実行される場合であってもよい。例えば、放射線治療のセットアップにおける干渉を判定する機能と、次の放射線治療を行う状態とする際の干渉を判定する機能と、放射線治療終了時の干渉を判定する機能と、放射線治療中の干渉をチェックする従来の機能とを組み合わせて実行することにより、放射線治療の開始から終了に至るまでの一連の操作における干渉を防止することができる。

また、上述した実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、ＣＰＵおよび当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。

また、上述した実施形態で説明した干渉判定方法は、予め用意された干渉判定プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この干渉判定プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この干渉判定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。

以上説明したとおり、第１〜第３の実施形態によれば、放射線治療に係る装置及び被検体における干渉を防止することを可能にする。

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。

１ 放射線治療システム
７００ 干渉判定装置
７４０ 処理回路
７４１ 算出機能
７４２ 判定機能
７４３ 表示制御機能

Claims (9)

1. 被検体の治療部位に対して放射線を照射するために動く複数の可動部が現時点の状態から所定の状態となるまでの複数通りの可動手順を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された可動手順によって前記複数の可動部を動かした場合の、前記複数の可動部、前記被検体及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を、前記複数通りの可動手順それぞれについて判定する判定部と、
   前記判定部によって判定された判定結果に基づき、前記複数通りの可動手順のうち、干渉を生じないと判定された少なくとも１以上の可動手順を表示させる表示制御部と、
   を備え、
   前記判定部は、前記複数通りの可動手順のうち、前記複数の可動部と前記被検体との間の距離又は前記複数の可動部と前記機器との間の距離が所定の閾値以下となる可動手順について、干渉を生じると判定する、干渉判定装置。
2. 前記算出部は、前記複数の可動部が放射線治療開始前の状態から放射線を照射する状態となるまでの前記複数通りの可動手順を算出する、請求項１記載の干渉判定装置。
3. 前記算出部は、前記複数の可動部が第１の放射線治療のための放射線を照射する状態から第２の放射線治療のための放射線を照射する状態となるまでの前記複数通りの可動手順を算出する、請求項１記載の干渉判定装置。
4. 前記算出部は、前記複数の可動部が放射線を照射する状態から前記被検体を寝台から降ろすための状態となるまでの前記複数通りの可動手順を算出する、請求項１記載の干渉判定装置。
5. 前記表示制御部は、前記複数通りの可動手順のうち前記判定部により前記干渉が無いと判定された可動手順のうち、前記可動部が動く回数又は前記可動部が前記所定の状態となるまでの所要時間が最小となる可動手順を表示させる、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の干渉判定装置。
6. 前記表示制御部は、前記複数通りの可動手順のうち前記判定部により前記干渉が有ると判定された可動手順によって前記複数の可動部の動きが開始された場合に警告情報を表示させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の干渉判定装置。
7. 前記判定部は、前記可動部の構造及び可動範囲の情報と、前記被検体の体型の情報と、前記機器の構造の情報とを用いて、前記干渉の有無を判定する、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の干渉判定装置。
8. 前記可動部又は前記機器は、医用画像を収集する装置及び前記被検体の位置を確認するための装置を含む、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の干渉判定装置。
9. 被検体の治療部位に対して放射線を照射するために動く複数の可動部が現時点の状態から所定の状態となるまでの複数通りの可動手順を算出し、
   算出された可動手順によって前記複数の可動部を動かした場合の、前記複数の可動部、前記被検体及び放射線の照射に係る機器における干渉の有無を、前記複数通りの可動手順それぞれについて判定し、
   判定された判定結果に基づき、前記複数通りの可動手順のうち、干渉を生じないと判定された少なくとも１以上の可動手順を表示させる
   ことを含み、
   前記複数通りの可動手順のうち、前記複数の可動部と前記被検体との間の距離又は前記複数の可動部と前記機器との間の距離が所定の閾値以下となる可動手順について、干渉を生じると判定する、干渉判定方法。

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