JPH10314325A - 治療計画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造元が異なる放射線治療装置に呼吸同期画
像を作成するための手段を容易に追加することが可能な
技術を提供すること。 【解決手段】 放射線治療を施す被検体に対する放射線
の照射計画を立案する治療計画装置において、撮像手段
で撮像した前記被検体の断層像と呼吸監視手段で計測し
た前記被検体の呼吸量とを読み込む読み込み手段、前記
呼吸量に基づいて読み込んだ断層像内から検者が指示し
た呼吸量の時に撮像した断層像を選択する選択手段、お
よび、該選択画像を予め設定したファイル形式に変換す
る変換手段を有する第一の処理手段と、該第１の処理手
段から入力された断層像に基づいて放射線の照射計画を
立案する第２の処理手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、治療計画装置に関
し、特に、任意のタイミングで撮像した被検体像の内か
ら該被検体の呼吸に同期した被検体像のみを選択して治
療計画用の被検体像とする呼吸同期の治療計画装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の治療計画装置は、放射線治療の対
象となる被検体の臓器を撮像したコンピュータトモグラ
フィ画像（ＣＴ画像，断層画像）から、まず、検者が指
定した部分の容積（標的容量）、照射条件での放射線の
線量分布を計算し、次に、病巣部を含む臓器の臓器容量
を計算し、最後に、この病巣部を含む臓器の内で、検者
が指示した指示線量値を超える部分の容積を計算する。

【０００３】次に、計算によって得られた容積と病巣部
を含む臓器の臓器容量とから、たとえば、線量容積率を
計算し、この結果を所定の表示装置に表示するものであ
った。 ここで、検者がこの表示結果に基づいて、放射
線治療時の照射線量を決定していた。

【０００４】一方、病巣部が胸部あるいは腹部等に位置
する臓器の場合には、該病巣部の位置が被検体の呼吸動
作に伴って、その位置が変動してしまうという問題があ
った。この問題を解決するために、被検体の呼吸に同期
させて放射線ビームを照射することによって、照射時に
おける病巣部の位置を常に一定にさせる呼吸同期照射法
が取り入れられつつある。なお、詳細については、たと
えば、「呼吸位相同調放射線照射法に関する研究」（大
原潔、他６名：日本医学放射線学会雑誌、第４７巻、第
３号、Ｐ４８８〜４９６、１９８７年）を参照された
い。

【０００５】このため、ユーザである検者の側からは、
治療計画の段階から被検体の呼吸動作の内で、検者が指
示した所定のタイミングにおける断層像のみを選択し、
該断層像にもとづいて、正確な治療計画を行いたいとい
う要望があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前記従来
技術を検討した結果、以下の問題点を見いだした。従来
の治療計画装置には、被検体の呼吸に同期した画像（呼
吸同期画像）のみを選択し、治療計画用のＣＴ像とする
機能がなかった。このため、従来の治療計画装置で呼吸
同期画像による治療計画を実施するためには、該従来の
治療計画装置にＣＴ像の内から検者が指示した呼吸タイ
ミングのＣＴ像のみを選択する選択機能を追加する必要
があった。

【０００７】このとき、ユーザである使用者すなわち検
者の側からは、すでに導入されている治療計画装置に呼
吸同期機能を追加する、あるいは、新規に治療システム
を導入する場合であっても、治療計画装置もしくはＣＴ
装置に指定のものを使用する等の要望があった。

【０００８】しかしながら、従来のＣＴ装置および呼吸
同期装置は、被検体の呼吸同期信号の検出の仕方および
検出した呼吸同期信号を格納するファイルのファイル形
式がＣＴ装置メーカ毎に異なっていた。このため、ＣＴ
装置が複数台ある場合には、治療計画装置内に同期画像
作成用の作成プログラム（呼吸同期画像作成手段）をＣ
Ｔ装置と同じ種類だけ設けなければならないという問題
があった。

【０００９】また、治療計画装置のプログラム全てを新
たに作成し、既存のプログラムと入れ替えなければなら
ないという問題があった。このため、従来の治療計画装
置に呼吸同期機能を付加するには、多大なコストがかか
ってしまうという問題があった。

【００１０】なお、本願と類似する技術として、医用画
像管理システム（ＰＡＣＳ）があるが、このシステムは
病院内等で撮像された全ての画像をデータベース化し
て、一元的に管理することが目的であり、本願発明とは
その目的が異なるものである。このため、当該管理シス
テムを用いた場合であっても、所定の被験体のＣＴ像か
ら呼吸同期画像のみを選択するためには、治療計画装置
のプログラムを変更しなければならないという問題があ
った。

【００１１】本発明の目的は、製造元が異なる放射線治
療装置に呼吸同期画像を作成するための手段を容易に追
加することが可能な技術を提供することにある。

【００１２】本発明の他の目的は、安価な呼吸同期の治
療計画装置を提供することが可能な技術を提供すること
にある。

【００１３】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１５】放射線治療を施す被検体に対する放射線の
照射計画を立案する治療計画装置において、撮像手段で
撮像した前記被検体の断層像と呼吸監視手段で計測した
前記被検体の呼吸量とを読み込む読み込み手段、前記呼
吸量に基づいて読み込んだ断層像内から検者が指示した
呼吸量の時に撮像した断層像を選択する選択手段、およ
び、該選択画像を予め設定したファイル形式に変換する
変換手段を有する第一の処理手段と、該第１の処理手段
から入力された断層像に基づいて放射線の照射計画を立
案する第２の処理手段とからなる。

【００１６】前述した手段によれば、断層像（ＣＴ像）
および呼吸量（呼吸同期信号）に基づいて、検者が指示
した呼吸タイミングの断層像のみを選択するという処理
を第１の処理手段で行い、選択画像のみを所定のファイ
ル形式に変換した後、たとえば、通信回線等で変換後の
選択画像を第２の処理手段に転送し、検者が該手段で照
射計画を立案することによって、撮像手段および呼吸監
視手段の製造元に依存する画像の選択処理部分と依存し
ない処理部分と分離することができるので、複数の撮像
手段と同じ数の呼吸同期機能をすでに設置されている全
ての治療計画装置に設ける必要がなくなる。したがっ
て、従来の治療計画装置に容易に呼吸同期画像を作成す
るための呼吸同期機能を追加できる。

【００１７】また、第１の処理手段は、断層像（選択画
像）を所定のファイル形式に変換した後に治療計画装置
に出力するので、すでに設置されている全ての治療計画
装置は所定のファイル形式の断層像を当該装置の入力形
式に変換する為の手段を設けるのみでよくなる。したが
って、被検体の呼吸量に基づいて読み込んだ断層像内か
ら検者が指示した呼吸量の時に撮像した断層像を選択す
る選択手段は、一度作成したものを他の病院等にも適用
でき、新たな開発費が不要となるので、安価に呼吸同期
の治療計画装置を提供できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について、発明の実
施の形態（実施例）とともに図面を参照して詳細に説明
する。なお、発明の実施の形態を説明するための全図に
おいて、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００１９】図１は本発明の実施の形態の治療計画装置
の概略構成を示すブロック図であり、１，２はＣＲＴ、
３はＸ線ＣＴ装置、４は呼吸同期装置、５はマイクロト
ロン、６はデータ変換装置（第１の処理手段）、７は治
療計画演算装置（第２の処理手段）、８，９は入力手
段、１０は呼吸同期画像作成手段（選択手段）、１１は
計算手段、１２，１３は通信制御手段（読み込み手段、
変換手段）、１４はＣＴ画像、１５は呼吸同期画像、１
６は参照番号、１７は線量計画を示す。

【００２０】図１において、ＣＲＴ１，２は周知のＣＲ
Ｔであり、本実施の形態においては、データ変換装置４
と治療計画演算装置６とにそれぞれ接続される。

【００２１】Ｘ線ＣＴ装置３は、周知のＸ線ＣＴ装置で
あり、たとえば、データ変換装置４と周知のＲＳ２３２
Ｃ等の通信回線で接続されている。また、Ｘ線ＣＴ装置
３は、この通信回線を通じて、図示しない被検体のＣＴ
像をデータ変換装置４に出力する。

【００２２】呼吸同期装置４は、図示しない被検体の呼
吸信号を検出し、該呼吸信号を出力する周知の呼吸同期
手段であり、たとえば、被検体の表面に取り付けた歪み
ゲージからの信号を取り込み図示しないメモリに格納し
た後、該信号を呼吸信号（呼吸同期信号）としてデータ
変換装置６に出力する。

【００２３】マイクロトロン制御装置５は、放射線治療
装置の一種であるマイクロトロン装置を制御する周知の
制御装置であり、本実施の形態においては、データ変換
装置６から入力された条件に基づいて、図示しないマイ
クロトロン装置を制御する。

【００２４】データ変換装置６は、呼吸同期画像作成手
段１０と通信制御手段１２とからなり、Ｘ線ＣＴ装置３
および呼吸同期装置４から受け取ったＣＴ像および呼吸
同期信号から検者が指示した呼吸タイミングのＣＴ像
（呼吸同期画像）のみを選択し、該ＣＴ像を治療計画演
算装置７に出力する。また、データ変換装置６は、検者
の指示に基づいて、Ｘ線ＣＴ装置３から受け取った全て
のＣＴ像を治療計画装置７に出力可能なことはいうまで
もない。

【００２５】治療計画演算装置７は、データ変換装置６
から入力されたＣＴ像に対して、検者が指定した臓器、
照射条件での線量容積率を計算し、この結果を所定の表
示装置に表示させる周知の治療計画演算装置である。ま
た、この治療計画演算装置７は、検者が表示結果に基づ
いて、放射線治療時の照射線量をデータ変換装置６に出
力する。

【００２６】入力手段８，９は、周知の入力手段であ
り、それぞれデータ変換装置６および治療計画演算装置
７への指示の入力を行う。

【００２７】呼吸同期画像作成手段１０は、通信制御手
段１２から入力されたＣＴ像および呼吸同期信号に基づ
いて、検者が指示した呼吸タイミングのＣＴ像のみを選
択する手段であり、詳細については後述する。また、該
呼吸同期画像作成手段１０は、通信制御手段１２に接続
されており、該通信制御手段１２を介して、治療計画演
算装置７に呼吸同期画像を出力する。

【００２８】演算手段１１は、通信制御手段１３から入
力された呼吸同期画像に対して、検者が指定した部分の
容積（標的容量）、照射条件での放射線の線量分布を計
算し、次に、病巣部を含む臓器の臓器容量を計算し、こ
の病巣部を含む臓器の内で、検者が指示した指示線量値
を超える部分の容積を計算した後、計算によって得られ
た容積と病巣部を含む臓器の臓器容量とから、たとえ
ば、線量容積率を計算し、この結果を所定の表示装置に
表示させる周知の治療計画演算装置である。また、この
治療計画演算装置７は、検者が表示結果に基づいて決定
した放射線治療時の照射線量を通信制御手段１３に出力
する。

【００２９】通信制御手段１２は、Ｘ線ＣＴ装置３およ
び呼吸同期装置４から入力されるファイル（ＣＴ像およ
び呼吸同期信号）を呼吸同期画像作成手段１０に出力す
るとともに、呼吸同期画像作成手段１０から入力された
呼吸同期画像を共通のファイル形式で通信制御手段１３
に出力する手段であり、たとえば、データ変換装置６上
で動作するプログラムおよび周知の通信回路で実現可能
である。また、通信制御手段１２は、通信制御手段１３
から入力された共通ファイル形式で記述された放射線治
療条件をマイクロトロン制御装置５のファイル形式に変
換した後、該マイクロトロン制御装置５に出力する。

【００３０】通信制御手段１３は、データ変換装置６か
ら通信回線を介して入力された共通ファイル形式の呼吸
同期画像を治療計画演算装置７のファイル形式に変換し
た後、当該装置７の演算手段１１に出力する手段であ
り、たとえば、治療計画演算装置７上で動作するプログ
ラムおよび周知の通信回路で実現可能である。また、通
信制御手段１３は、演算手段１１から入力された治療計
画演算装置７のファイル形式の照射条件情報を共通のフ
ァイル形式に変換した後、データ変換装置６に出力す
る。

【００３１】ＣＴ像１４はＸ線ＣＴ装置３から出力され
た画像ファイルであり、呼吸同期画像１５はＣＴ像１４
から検者が指定した呼吸タイミングのＣＴ像のみを選択
したＣＴ像の画像ファイルである。

【００３２】参照番号１６は呼吸同期装置４から出力さ
れたＣＴ像の撮像時の歪みゲージからの信号レベルを示
す参照番号ファイルであり、線量計画１７は治療計画に
よって決定された線量計画を格納した線量計画ファイル
である。

【００３３】次に、図２に本実施の形態の治療計画装置
の動作を説明するための動作フローを示し、以下、図２
に基づいて、本実施の形態の治療計画装置の動作を説明
する。ただし、図２中に示す磁気ディスク３０は、図１
に示す通信制御手段１２，１３からなるネットワークフ
ァイルシステム（以下、ＮＦＳと記す）に接続される周
知の磁気ディスク装置であり、本実施の形態のおいて
は、たとえば、通信制御手段１２に接続されており、デ
ータ変換装置６内に設置される。

【００３４】本フローの開始は、たとえば、治療計画演
算装置７からの治療計画の開始指示であり、まず、デー
タ変換装置６がＸ線ＣＴ装置３からＣＴ像を取り込む
（ステップ２１）。このとき、データ変換装置６は、Ｃ
Ｔ画像と共に、呼吸同期装置４に呼吸同期信号である参
照番号ファイル１６の転送を指示し、該参照番号ファイ
ル１６を取り込む。

【００３５】次に、呼吸同期画像作成手段１０が、ＣＴ
画像と参照番号ファイルとから検者が指示した呼吸タイ
ミングのＣＴ画像（呼吸同期画像）のみを選択し（ステ
ップ２２）、当該呼吸同期画像を磁気ディスク３０に書
き込む（ステップ２３）。

【００３６】データ変換の終了が通知されたならば、治
療計画演算装置７の通信制御手段１３が、まず、通信回
線を介して、磁気ディスク３０から呼吸同期画像を読み
出し、該呼吸同期画像を演算手段に出力する（ステップ
２４）。次に、当該装置７の演算手段１１が入力された
呼吸同期画像に基づいて、治療計画演算である線量分布
および照射強度等の計算を行い、計算結果をＣＲＴ２に
表示する。ここで、検者が該表示結果の基づいて決定し
た放射線の照射線量等の照射条件が決定したならば、通
信制御手段１３がこの結果を共通のファイル形式に変換
した後、通信回線を介して、通信制御手段１２に接続さ
れる磁気ディスク３０に書き込む（ステップ２６）。

【００３７】次に、通信制御手段１２は、磁気ディスク
３０から照射条件のファイルを読み出し（ステップ２
７）、該ファイルの形式をマイクロトロン制御装置５の
ファイル形式に変換した後（ステップ２８）、当該変換
後のファイル（照射条件ファイル）をマイクロトロン制
御装置５に出力して（ステップ２９）、放射線治療計画
の作成および照射条件の設定が終了となる。

【００３８】次に、図３にデータ変換装置における呼吸
同期画像の作成手順を説明するための図を示し、以下、
図３に基づいて、呼吸同期画像の作成手順を説明する。

【００３９】ただし、図３において、図３（ａ）はＸ線
ＣＴ装置による螺旋撮像に様子を説明するための図であ
る。図３（ｂ）は呼吸同期装置のモニタデータを説明す
るための図であり、横軸が時刻ｔ（呼吸時刻），縦軸が
歪みゲージの変位量Ｄを示し、このデータは被検体の２
呼吸分を示す。図３（ｃ）は撮像時刻ｔｉ（ただし、ｉ
は自然数を示す）ごとに得られたＣＴ像を示す図であ
り、図３（ｄ）は図３（ｃ）に示すＣＴ像を最大呼吸時
とそれ以外とに分類した様子を示す図である。

【００４０】また、Ｘ線ＣＴ装置３と呼吸同期装置４と
は同期して撮像および呼吸情報の収集を行うので、図３
（ｂ）に示す時刻ｔｉと図３（ｃ）に示す時刻ｔｉは、
同一である。なお、Ｘ線ＣＴ装置３と呼吸同期装置４と
の同期撮影については、周知であるため、ここでは説明
を省略する。

【００４１】図３（ｂ）に示すように、呼吸同期手段４
から入力された呼吸信号は、たとえば、（ｔ１，Ｄ
１），（ｔ２，Ｄ２），（ｔ３，Ｄ３），（ｔ４，Ｄ
４）・・・となる。ここで、Ｄ１≒Ｄ４である。

【００４２】一方、Ｘ線ＣＴ装置３から入力されたＣＴ
像についても、撮像時刻が付されているので、たとえ
ば、（ｔ１，ＣＴ１），（ｔ２，ＣＴ２），（ｔ３，Ｃ
Ｔ３），（ｔ４，ＣＴ４）・・・となっている。ただ
し、ＣＴ１〜４は、スライス位置が１〜４であることを
示す。

【００４３】したがって、呼吸同期画像作成手段１０
は、まず、被験者の最大呼吸時を検索する。最大呼吸時
は、歪みゲージからの信号が最小となる場合であるが故
に、Ｄ１，Ｄ４，・・・となる。このときの時刻は、図
３（ｂ）に示すように、呼吸同期信号からｔ１，ｔ４，
・・・となる。したがって、呼吸同期画像作成手段１０
は、図３（ｄ）に示すように、時刻ｔ１，ｔ４，・・・
の時のＣＴ像３１，３４を一群としてまとめ、呼吸同期
画像３７ａ，３７ｂとして通信制御手段１２に出力す
る。

【００４４】以上説明したように、本発明の実施の形態
の治療計画装置では、Ｘ線ＣＴ装置３から出力されるＣ
Ｔ像、および、呼吸同期装置４から出力される呼吸同期
信号に基づいて、検者が指示した呼吸タイミングのＣＴ
像のみを選択する呼吸同期画像作成手段１０を、Ｘ線Ｃ
Ｔ装置３，呼吸同期装置４，マイクロトロン制御装置
（マイクロトロン装置）５および治療計画演算装置７か
ら独立したデータ変換装置６に設け、該データ変換装置
６でファイル形式の変換および呼吸同期画像の選択を行
った後、治療計画演算装置７への呼吸同期画像の転送
（入力）は、共通のファイル形式の呼吸同期画像で行
い、該治療計画演算装置７に設けた通信制御手段１３で
共通のファイル形式の呼吸同期画像のファイル形式の変
換を行うことにより、データ変換装置６と治療計画演算
装置７との間で呼吸同期画像を共有することができるの
で、Ｘ線ＣＴ装置３および呼吸同期装置４と異なるメー
カの治療計画演算装置とが複数台ある場合であっても、
Ｘ線ＣＴ装置３および呼吸同期４、あるいは、治療計画
演算装置７にそれぞれのファイル形式に変換するための
変換手段をそれぞれの装置に依存するプログラム等を設
ける必要がなくなる。

【００４５】したがって、既存の異なる製造元の装置を
用いた放射線治療計画装置であっても、容易に呼吸同期
機能を追加できる。

【００４６】以上の説明においては、治療計画演算装置
７からの治療計画演算の開始が図２のフローの開始とし
て説明したが、これに限定されることはなく、たとえ
ば、データ変換装置６からのデータ転送指示によって、
ステップ２１から２３あるいはステップ２７から２９を
個別に実行することも可能である。また、磁気ディスク
３０に共通ファイル形式で呼吸同期画像が格納されてい
る場合には、治療計画演算装置７からの開始指示に基づ
いて、当該装置７がステップ２４から２６のみを実行す
ることも可能である。

【００４７】なお、本実施の形態においては、通信回線
はＲＳ２３２Ｃとしたがこれに限定されることはなく、
たとえば、イーサネット等のための通信回線でもよいこ
とは言うまでもない。

【００４８】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本
発明は、前記発明の実施の形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能で
あることは勿論である。

【００４９】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記の通りである。

【００５０】（１）製造元が異なる放射線治療装置であ
っても、呼吸同期画像を作成するための手段を容易に追
加することができる。 （２）呼吸同期画像を作成するための手段を容易に追加
することができるので、安価に呼吸同期の治療計画装置
を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の治療計画装置の概略構成
を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の治療計画装置の動作を説明する
ための動作フローである。

【図３】本実施の形態のデータ変換装置における呼吸同
期画像の作成手順を説明するための図である。

【符号の説明】

１，２ ＣＲＴ ３ Ｘ線ＣＴ装置 ４ 呼吸同期装置 ５ マイクロトロン ６ データ変換装置 ７ 治療計画演算装置 ８，９ 入力手段 １０ 呼吸同期画像作成手段 １１ 計算手段 １２，１３ 通信制御手段 １４ ＣＴ画像 １５ 呼吸同期画像 １６ 参照番号 １７ 線量計画 ３０ 磁気ディスク ３５ 被検体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射線治療を施す被検体に対する放射線
   の照射計画を立案する治療計画装置において、 撮像手段で撮像した前記被検体の断層像と呼吸監視手段
   で計測した前記被検体の呼吸量とを読み込む読み込み手
   段、前記呼吸量に基づいて読み込んだ断層像内から検者
   が指示した呼吸量の時に撮像した断層像を選択する選択
   手段、および、該選択画像を予め設定したファイル形式
   に変換する変換手段を有する第一の処理手段と、該第１
   の処理手段から入力された断層像に基づいて放射線の照
   射計画を立案する第２の処理手段とからなることを特徴
   とする治療計画装置。