JP2616595B2 - 放射線治療の三次元容積線量推定装置 - Google Patents
放射線治療の三次元容積線量推定装置Info
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Landscapes
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線治療の三次元容
積線量推定装置に関し、特に癌の放射線治療において最
適な放射線照射法を計画する場合、人体への放射線量の
吸収状態をシミュレーションした際に複数のシミュレー
ション結果より計画した照射法の適・不適を決める指標
となる放射線治療三次元容積線量推定装置に関する。
積線量推定装置に関し、特に癌の放射線治療において最
適な放射線照射法を計画する場合、人体への放射線量の
吸収状態をシミュレーションした際に複数のシミュレー
ション結果より計画した照射法の適・不適を決める指標
となる放射線治療三次元容積線量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の容積線量計画システム
は、放射線治療の中心となる点（アイソセンタ）を含む
ＣＴスライスに対してのみ、容積線量計画を行ってい
た。
は、放射線治療の中心となる点（アイソセンタ）を含む
ＣＴスライスに対してのみ、容積線量計画を行ってい
た。
【０００３】また、この種の容積線量計画システムは、
ある１人の患者に対し１つの治療計画を立てると、その
治療計画に対して容積線量計算を行い、その結果はＣＲ
Ｔやプリンタに出力されていた。
ある１人の患者に対し１つの治療計画を立てると、その
治療計画に対して容積線量計算を行い、その結果はＣＲ
Ｔやプリンタに出力されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の容積線
量推定システムは、放射線治療の中心となる点（アイソ
センタ）を含むＣＴスライスに対してのみ容積線量計算
を行っているため、容積線量を求める領域とは一つの臓
器また病巣などであり、ある大きさをもった立体である
にもかかわらず、その立体の一断面に対して容積線量計
算をしているので、関心領域の容積線量の目安を算出し
ているに過ぎないという欠点がある。
量推定システムは、放射線治療の中心となる点（アイソ
センタ）を含むＣＴスライスに対してのみ容積線量計算
を行っているため、容積線量を求める領域とは一つの臓
器また病巣などであり、ある大きさをもった立体である
にもかかわらず、その立体の一断面に対して容積線量計
算をしているので、関心領域の容積線量の目安を算出し
ているに過ぎないという欠点がある。
【０００５】また、従来のシステムでは、ある１人の患
者に対し１つの治療計画を立てるとその治療計画に対し
て容積線量計算を行い、その結果はＣＲＴやプリンタに
出力される。そのため同一患者に対し、複数の治療計画
を立て、それぞれの容積線量計算結果を１つの指標と
し、どの計画が最適であるかを比較するためには、医師
が結果の出力されたプリンタ用紙を保管し、プリンタ用
紙を目で見較べることでしか比較できないため、管理上
煩わしい上、正確な比較が困難であった。
者に対し１つの治療計画を立てるとその治療計画に対し
て容積線量計算を行い、その結果はＣＲＴやプリンタに
出力される。そのため同一患者に対し、複数の治療計画
を立て、それぞれの容積線量計算結果を１つの指標と
し、どの計画が最適であるかを比較するためには、医師
が結果の出力されたプリンタ用紙を保管し、プリンタ用
紙を目で見較べることでしか比較できないため、管理上
煩わしい上、正確な比較が困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の放射線治療の三
次元容積線量推定装置は、上記問題点の解決を図り、関
心領域の容積線量を立体的に求めることと、容積線量を
指標とした複数の治療計画の比較を容易に行うこととを
目的としている。
次元容積線量推定装置は、上記問題点の解決を図り、関
心領域の容積線量を立体的に求めることと、容積線量を
指標とした複数の治療計画の比較を容易に行うこととを
目的としている。
【０００７】そのため、本発明の放射線治療の三次元容
積線量推定装置は、人体への放射線量の吸収状態をシミ
ュレーションする際に放射線治療を行うターゲット領域
に対して計画した照射法の適・不適を決める指標となる
放射線を当てたくない少なくとも１個の関心領域の容積
線量を推定する放射線治療の三次元容積線量推定装置に
おいて、容積線量を求める関心領域の内のＣＴスライス
上の吸収線量推定を行ったマトリクスのうち、どの計算
マトリクスが含まれるかを求める内外判定部と、前記内
外判定部で求めた領域内に含まれる前記計算マトリクス
を用いて各々の吸収線量を求める二次元処理部と、前記
二次元処理部で求めた容積線量を求める関心領域が存在
するＣＴスライス（２次元）の領域内マトリクスの吸収
線量を容積線量を求める関心領域が存在する全ＣＴスラ
イスについて三次元的に加算処理を行うことにより容積
線量計算基データを作成する三次元加算部と、前記関心
領域に対して三次元加算部で作成した容積線量計算基デ
ータより該当領域の容積線量計算を行い、かつ少なくと
も１個の統計値を算出する統計処理部と、容積線量計算
結果及び容積線量計算データをデータベース化し患者ご
とに治療計画を管理するディレクトリ管理部と、前記関
心領域や前記指示を入力するための入力手段と、容積線
量計画結果のグラフ表示と統計値の数値表示とを行う出
力手段とを備えて構成される。
積線量推定装置は、人体への放射線量の吸収状態をシミ
ュレーションする際に放射線治療を行うターゲット領域
に対して計画した照射法の適・不適を決める指標となる
放射線を当てたくない少なくとも１個の関心領域の容積
線量を推定する放射線治療の三次元容積線量推定装置に
おいて、容積線量を求める関心領域の内のＣＴスライス
上の吸収線量推定を行ったマトリクスのうち、どの計算
マトリクスが含まれるかを求める内外判定部と、前記内
外判定部で求めた領域内に含まれる前記計算マトリクス
を用いて各々の吸収線量を求める二次元処理部と、前記
二次元処理部で求めた容積線量を求める関心領域が存在
するＣＴスライス（２次元）の領域内マトリクスの吸収
線量を容積線量を求める関心領域が存在する全ＣＴスラ
イスについて三次元的に加算処理を行うことにより容積
線量計算基データを作成する三次元加算部と、前記関心
領域に対して三次元加算部で作成した容積線量計算基デ
ータより該当領域の容積線量計算を行い、かつ少なくと
も１個の統計値を算出する統計処理部と、容積線量計算
結果及び容積線量計算データをデータベース化し患者ご
とに治療計画を管理するディレクトリ管理部と、前記関
心領域や前記指示を入力するための入力手段と、容積線
量計画結果のグラフ表示と統計値の数値表示とを行う出
力手段とを備えて構成される。
【０００８】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１は本発明の一実施例の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００１０】治療計画シミュレーション部１で、医師は
患者のＣＴ画像を見て、放射線をあてる領域（以後ター
ゲットと呼ぶ）を決める。そののち、患者体内への放射
線吸収線量分布をＣＴ画像上に描かせながら、治療角、
照射野の大きさ等、治療機に関するパラメータ（以後
「治療パラメータ」と呼ぶ）を決定する。これ以後、本
発明の三次元容積線量推定装置の構成要素である内外判
定部２〜出力手段９にて、治療計画シミュレーション部
１で計画した治療方法に対して、容積線量計算を行いそ
の結果のデータベース化を行う。
患者のＣＴ画像を見て、放射線をあてる領域（以後ター
ゲットと呼ぶ）を決める。そののち、患者体内への放射
線吸収線量分布をＣＴ画像上に描かせながら、治療角、
照射野の大きさ等、治療機に関するパラメータ（以後
「治療パラメータ」と呼ぶ）を決定する。これ以後、本
発明の三次元容積線量推定装置の構成要素である内外判
定部２〜出力手段９にて、治療計画シミュレーション部
１で計画した治療方法に対して、容積線量計算を行いそ
の結果のデータベース化を行う。
【００１１】この治療計画シミュレーション部１で、設
定した関心領域以外に容積線量計算を行う領域があれ
ば、入力手段８で、デジタイザからその輪郭を入力す
る。仮に、治療計画シミュレーション部１で第１の関心
領域（以後「ｒｏｉ１」と呼ぶ）を入力していて、ここ
で新たに第２及び第３の関心領域（以後「ｒｏｉ２，ｒ
ｏｉ３」と呼ぶ）を付け加えたとする。そうしたとき、
以下の方法すなわち内外判定部１ないし統計処理部５に
より、ターゲット，ｒｏｉ１〜ｒｏｉ３，患者の体輪郭
内の５つの領域について容積線量を求める。以後、便宜
上、領域ｎについてのみ容積線量を求める方法として説
明する。
定した関心領域以外に容積線量計算を行う領域があれ
ば、入力手段８で、デジタイザからその輪郭を入力す
る。仮に、治療計画シミュレーション部１で第１の関心
領域（以後「ｒｏｉ１」と呼ぶ）を入力していて、ここ
で新たに第２及び第３の関心領域（以後「ｒｏｉ２，ｒ
ｏｉ３」と呼ぶ）を付け加えたとする。そうしたとき、
以下の方法すなわち内外判定部１ないし統計処理部５に
より、ターゲット，ｒｏｉ１〜ｒｏｉ３，患者の体輪郭
内の５つの領域について容積線量を求める。以後、便宜
上、領域ｎについてのみ容積線量を求める方法として説
明する。
【００１２】まず、図１の内外判定部２で、領域ｎ内に
含まれる計算マトリクスを、領域の輪郭情報を基に求め
る領域内に、どの計算マトリクスが含まれるかどうかは
第２図のように計算マトリクスの中点が領域内かどうか
で判定する。例えば図２の場合でいうと太い実線の領域
ｎに対して斜線部が領域ｎ内に含まれる計算マトリクス
であると仮定する。そして、計算マトリクスの中点が、
領域ｎ内かどうかを判定するアルゴリズムとしては、以
下のものを使用するとよい。すなわち、計算マトリクス
の中点を始点として、半直線を任意の方向に引いたとき
の領域ｎの輪郭との交点を総て求める。この交点が偶数
個であるか奇数個であるかにより、偶数個であれば輪郭
外、奇数個であれば輪郭内であると判定できる。図３に
ある中点の内外判定例を示す。すなわち、図３の分図
（Ａ）では半直線との交点が１個の場合と５個の場合と
両方が例示され、いずれも交点の数は奇数であるので、
中点は輪郭内であると判定する。また、図３の分図
（Ｂ）では半直線との交点の数は偶数であるので、中点
は輪郭外にあると判定する。なお、輪郭が半直線と接す
るときは交点が２個であると約束する。
含まれる計算マトリクスを、領域の輪郭情報を基に求め
る領域内に、どの計算マトリクスが含まれるかどうかは
第２図のように計算マトリクスの中点が領域内かどうか
で判定する。例えば図２の場合でいうと太い実線の領域
ｎに対して斜線部が領域ｎ内に含まれる計算マトリクス
であると仮定する。そして、計算マトリクスの中点が、
領域ｎ内かどうかを判定するアルゴリズムとしては、以
下のものを使用するとよい。すなわち、計算マトリクス
の中点を始点として、半直線を任意の方向に引いたとき
の領域ｎの輪郭との交点を総て求める。この交点が偶数
個であるか奇数個であるかにより、偶数個であれば輪郭
外、奇数個であれば輪郭内であると判定できる。図３に
ある中点の内外判定例を示す。すなわち、図３の分図
（Ａ）では半直線との交点が１個の場合と５個の場合と
両方が例示され、いずれも交点の数は奇数であるので、
中点は輪郭内であると判定する。また、図３の分図
（Ｂ）では半直線との交点の数は偶数であるので、中点
は輪郭外にあると判定する。なお、輪郭が半直線と接す
るときは交点が２個であると約束する。
【００１３】このようにして、領域ｎを入力したＣＴス
ライスすべてに対して上記の方法にて内外判定を行う。
例えば、図４で説明すると患者に対し、Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．５のＣＴスライス５枚を撮影し、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．
４の３枚に領域ｎが見うけられ、この３枚のスライスに
領域ｎを入力したとすると、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のスラ
イスについて内外判定操作を行う。ただし領域ｎが体輪
郭内である場合は撮影した全スライスについて、内外判
定を行う。
ライスすべてに対して上記の方法にて内外判定を行う。
例えば、図４で説明すると患者に対し、Ｎｏ．１〜Ｎ
ｏ．５のＣＴスライス５枚を撮影し、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．
４の３枚に領域ｎが見うけられ、この３枚のスライスに
領域ｎを入力したとすると、Ｎｏ．２〜Ｎｏ．４のスラ
イスについて内外判定操作を行う。ただし領域ｎが体輪
郭内である場合は撮影した全スライスについて、内外判
定を行う。
【００１４】次に、２次元処理部３では、内外判定部２
で求めた領域ｎ内の各ＣＴスライスの計算マトリクスの
各々がもつ吸収線量データを求める。この吸収線量デー
タは、治療計画シミュレーション部１ですでに計算して
いるので、ここでは該当する計算マトリクスのデータを
読み取ればよいことになる。
で求めた領域ｎ内の各ＣＴスライスの計算マトリクスの
各々がもつ吸収線量データを求める。この吸収線量デー
タは、治療計画シミュレーション部１ですでに計算して
いるので、ここでは該当する計算マトリクスのデータを
読み取ればよいことになる。
【００１５】次に、三次元加算部４では、二次元処理部
２までで求めた領域ｎが入力されている各々のＣＴスラ
イスに対する領域ｎ内の計算マトリクスのデータを、該
当するＣＴスライスすべてにわたり加算する。第４図に
よれば、スライスＮｏ．２からスライスＮｏ．４までの
領域ｎ内の線量データを加算するのであるが、このとき
スライスｉ（ｉは２〜４）の線量データは体軸方向へ、
隣接するＣＴスライスの中点までの厚みをもっていると
仮定し、今までの領域ｎ内の２次元の計算マトリクス
を、厚みのある３次元のボクセル（厚さを有するピクセ
ル）であると認識する。
２までで求めた領域ｎが入力されている各々のＣＴスラ
イスに対する領域ｎ内の計算マトリクスのデータを、該
当するＣＴスライスすべてにわたり加算する。第４図に
よれば、スライスＮｏ．２からスライスＮｏ．４までの
領域ｎ内の線量データを加算するのであるが、このとき
スライスｉ（ｉは２〜４）の線量データは体軸方向へ、
隣接するＣＴスライスの中点までの厚みをもっていると
仮定し、今までの領域ｎ内の２次元の計算マトリクス
を、厚みのある３次元のボクセル（厚さを有するピクセ
ル）であると認識する。
【００１６】ここにおいて両端ｎは、複数個のボクセル
の集まりとして認識され、ボクセル１つ１つが吸収線量
データを持っていることとなる。この領域ｎ内のボクセ
ルの大きさと、そのボクセルの線量データの複数組の対
のことを、図６に示すように今後容積線量計算基データ
と呼ぶ。
の集まりとして認識され、ボクセル１つ１つが吸収線量
データを持っていることとなる。この領域ｎ内のボクセ
ルの大きさと、そのボクセルの線量データの複数組の対
のことを、図６に示すように今後容積線量計算基データ
と呼ぶ。
【００１７】次の統計処理部５で、容積線量基データよ
り、領域ｎ体積、容積線量値、線量及び容積線量度数分
布を求める。また、必要に応じて領域ｎ内の平均線量値
と最大／最小線量値を計算する。領域ｎの体積は、領域
ｎ内の各々のボクセルの大きさの総和であるとし、容積
線量値は、各々ボクセルの大きさとボクセルの線量値と
を乗算したものの総和とする。また、度数分布はボクセ
ル１つを１度数として作成する。平均線量値は、ボクセ
ルの体積を考慮したボクセルの線量値の加重平均をと
り、最大／最小線量値はボクセル中最大／最小の線量値
をもつものの線量値とする。
り、領域ｎ体積、容積線量値、線量及び容積線量度数分
布を求める。また、必要に応じて領域ｎ内の平均線量値
と最大／最小線量値を計算する。領域ｎの体積は、領域
ｎ内の各々のボクセルの大きさの総和であるとし、容積
線量値は、各々ボクセルの大きさとボクセルの線量値と
を乗算したものの総和とする。また、度数分布はボクセ
ル１つを１度数として作成する。平均線量値は、ボクセ
ルの体積を考慮したボクセルの線量値の加重平均をと
り、最大／最小線量値はボクセル中最大／最小の線量値
をもつものの線量値とする。
【００１８】ディレクトリ管理部６では、内外判定部２
から統計処理部５の一連の操作で求めた容積線量計算基
データと容積線量計算結果とをデータベース化し、患者
ごとに（１人の患者について複数の計画をたてていれば
その計画ごとに）管理をする。管理表としては図７に示
すように、患者名，患者番号，プラン番号，計画日付，
コメントなどが表示され、医師は過去に行った治療計画
についてこの管理表を見ながら患者番号とプラン番号を
入力手段８で入力することにより、該当患者の該当計画
の容積線量計算の結果を、出力手段９で表示し見ること
ができる。
から統計処理部５の一連の操作で求めた容積線量計算基
データと容積線量計算結果とをデータベース化し、患者
ごとに（１人の患者について複数の計画をたてていれば
その計画ごとに）管理をする。管理表としては図７に示
すように、患者名，患者番号，プラン番号，計画日付，
コメントなどが表示され、医師は過去に行った治療計画
についてこの管理表を見ながら患者番号とプラン番号を
入力手段８で入力することにより、該当患者の該当計画
の容積線量計算の結果を、出力手段９で表示し見ること
ができる。
【００１９】最後に出力手段９で、統計処理部５で求め
た線量及び容積線量の度数分布のグラフ表示のほか統計
値の数値表示を行う。
た線量及び容積線量の度数分布のグラフ表示のほか統計
値の数値表示を行う。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、関心領域
が存在するＣＴスライス全てに関心領域の輪郭を入力
し、各ＣＴスライス面で２次元的な容積線量を求めた上
でＣＴスライスの間隔を考慮し、加算処理を行うことに
より関心領域を立体的に考えた容積線量を求めて、容積
線量計算の結果をデータベース化し、患者ごとに治療計
画を管理することにより、同一患者に対し複数の治療計
画を立て、線量計算結果を１つの指標としてどの計画が
最適であるかを比較する際、患者名（もしくは患者Ｉ
Ｄ）を指定するだけで、その患者に対して計画したすべ
ての治療計画の線量計算結果を、直ちに見ることができ
るという効果がある。
が存在するＣＴスライス全てに関心領域の輪郭を入力
し、各ＣＴスライス面で２次元的な容積線量を求めた上
でＣＴスライスの間隔を考慮し、加算処理を行うことに
より関心領域を立体的に考えた容積線量を求めて、容積
線量計算の結果をデータベース化し、患者ごとに治療計
画を管理することにより、同一患者に対し複数の治療計
画を立て、線量計算結果を１つの指標としてどの計画が
最適であるかを比較する際、患者名（もしくは患者Ｉ
Ｄ）を指定するだけで、その患者に対して計画したすべ
ての治療計画の線量計算結果を、直ちに見ることができ
るという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図。
【図２】内外判定部の内外判定基準の説明図。
【図３】内外判定部の輪郭内外判定アルゴリズムの説明
図。
図。
【図４】内外判定部で計算対象になるＣＴスライスの説
明図。
明図。
【図５】三次元加算部でのスライス間のデータ範囲の説
明図。
明図。
【図６】線量計算基データを示す説明図。
【図７】ディレクトリ管理を示す説明図。
１ 治療計画シミュレーション部 ２ 内外判定部 ３ 二次元処理部 ４ 三次元加算部 ５ 統計処理部 ６ ディレクトリ管理部 ７ データベース ８ 入力手段 ９ 出力手段
Claims (1)
- 【請求項１】 人体への放射線量の吸収状態をシミュレ
ーションする際に放射線治療を行うターゲット領域に対
して計画した照射法の適・不適を決める指標となる放射
線を当てたくない少なくとも１個の関心領域の容積線量
を推定する放射線治療の三次元容積線量推定装置におい
て、容積線量を求める関心領域の内のＣＴスライス上の
吸収線量推定を行ったマトリクス（以下「計算マトリク
ス」という）のうち、どの計算マトリクスが含まれるか
を求める内外判定部と、前記内外判定部で求めた領域内
に含まれる前記計算マトリクスを用いて各々の吸収線量
を求める二次元処理部と、前記二次元処理部で求めた容
積線量を求める関心領域が存在するＣＴスライス（２次
元）の領域内マトリクスの吸収線量は容積線量を求める
関心領域が存在する全ＣＴスライスについて三次元的に
加算処理を行うことにより容積線量計算基データを作成
する三次元加算部と、前記関心領域に対して三次元加算
部で作成した容積線量計算基データより該当領域の容積
線量計算を行い、かつ少なくとも１個の統計値を算出す
る統計処理部と、容積線量計算結果及び容積線量計算デ
ータをデータベース化し患者ごとに治療計画を管理する
ディレクトリ管理部と、前記関心領域や前記指示を入力
するための入力手段と、容積線量計画結果のグラフ表示
と統計値の数値表示とを行う出力手段とを備えて成るこ
とを特徴とする放射線治療の三次元容積線量推定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8490891A JP2616595B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 放射線治療の三次元容積線量推定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8490891A JP2616595B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 放射線治療の三次元容積線量推定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317665A JPH04317665A (ja) | 1992-11-09 |
| JP2616595B2 true JP2616595B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=13843837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8490891A Expired - Lifetime JP2616595B2 (ja) | 1991-04-17 | 1991-04-17 | 放射線治療の三次元容積線量推定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616595B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000126182A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Mitani Sangyo Co Ltd | 腫瘍診断方法 |
| JP2000126178A (ja) * | 1998-10-27 | 2000-05-09 | Mitani Sangyo Co Ltd | 立体表面形状定量化方法、及びこれを応用した悪性腫瘍自動識別方法 |
| JP2000242722A (ja) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Mitsubishi Electric Corp | 放射線治療計画システム、装置、方法および記録媒体 |
| JP4675633B2 (ja) | 2004-03-09 | 2011-04-27 | 株式会社東芝 | 放射線レポートシステム |
| US9125286B2 (en) | 2012-12-28 | 2015-09-01 | General Electric Company | X-ray dose estimation technique |
| JP6406787B2 (ja) | 2014-10-23 | 2018-10-17 | 株式会社三井ハイテック | リードフレーム及びその製造方法 |
| CN108471996B (zh) | 2015-12-17 | 2022-05-24 | 皇家飞利浦有限公司 | 一种用于估计由器官接收的辐射剂量的方法和成像设备 |
| JP6937196B2 (ja) * | 2017-09-06 | 2021-09-22 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線治療装置及び患者位置決め装置 |
-
1991
- 1991-04-17 JP JP8490891A patent/JP2616595B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04317665A (ja) | 1992-11-09 |
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