JP2001029490A - 混合照射評価支援システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽子線とＸ線の混合照射における寄与配分の
判断・決定を支援する混合照射評価支援システムを提供
する。 【解決手段】 合成比用スクロールバー107で指定され
た合成比に従って、陽子線による線量分布とＸ線による
線量分布を合成し、合成結果を、３次元表示部分104に
３次元表示し、また、３次元表示部分104において、断
面が指定されると、断面用ウインド114に、指定された
断面での等線量線図115を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、陽子線及びＸ線を
使用する混合照射に関し、特に、正常組織への被曝を極
力抑えつつ、病巣へ線量を効果的に与えるような治療計
画の立案の支援方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線を使って治療を行う放射線治療で
は、正常組織への被曝を極力抑えつつ、癌等の病巣へ十
分な治療効果のある線量を与えなければならない。その
ため、一般に、Ｘ線ＣＴ装置などの画像診断装置で撮影
した画像データを用いて、治療前にどの方向からどの程
度の強さの放射線を照射すべきかを、線量分布のシミュ
レーション結果などに基づいて判断し決定する治療計画
が必要となる。

【０００３】このような治療計画は、一般に、コンピュ
ータシステム上で動作するソフトウエアで実施される。
治療計画では、まず画像データを利用して病巣とその周
囲にある注目すべき正常組織の３次元領域を設定して、
その座標をメモリに記憶させる。次に、病巣の大きさに
合わせて決めた照射範囲（照射野と呼ぶ）と、仮に決め
た照射方向と照射強度に基づき、ある物理モデルに従っ
て、画像データを用いて人体内部の３次元線量分布を計
算する。

【０００４】このようにして得られた結果は、各種の評
価手法を用いて評価される。例えば、病巣や各正常組織
に対して、線量とその線量値を持つ組織体積の関係を表
わすグラフであるＤＶＨ（Dose Volume Histogram）
や、人体断層像に線量分布を重ね合わせた等線量線図
や、人体組織に線量分布を３次元データのまま重ね合わ
せ、半透明で立体的に表示する３次元表示などである。
これらによって、線量分布が望ましいものであると判断
されれば、仮に決めた照射方向と照射強度を治療に採用
し、そうでなければ、再び照射方向と照射強度を決め直
して、改めて、線量分布を計算し、その結果を評価す
る。治療計画では、一般に、このような作業を繰り返す
ことによって、治療に採用する照射方向と照射強度を決
定する。

【０００５】一方、近年、加速器を用いて発生させた陽
子線を治療に使う陽子線治療施設が世界各地に建設さ
れ、従来からあったＸ線治療と平行して陽子線による治
療が行われ出した。陽子線治療施設の例としては、例え
ば、米国のLoma Linda University Medical CenterのPr
oton Treatment Centerが挙げられる。

【０００６】陽子線治療で使われる陽子線には「ブラッ
グピーク」と呼ばれる特性がある。陽子線を物質に照射
すると、表面からある深さのところで線量が急激に大き
くなって最大値を持ち、それよりも深いところでは線量
が急激に０まで減少する。この線量が最大値を持つ位置
をブラッグピークと呼ぶ。このようなブラッグピークの
位置をコントロールすれば、ほぼ病巣の形状に合わせ
て、そこに高い線量を与えることが可能で、病巣の背後
にはほとんど線量を与えないで済む。

【０００７】これに対して、Ｘ線治療で使われるＸ線
は、表面からの深さに従って指数関数的に線量が減衰し
ていく特性を持つ。このようにブラッグピークを持たな
いＸ線では、正常組織への被曝を極力抑えるため、一般
に、複数の方向から病巣に向けて照射を行い、病巣に局
所的に大きな線量を与える方法が採られる。Ｘ線の発生
には陽子線のような大規模な加速器は不要なので、従来
から広く医療施設で使用されてきた。Ｘ線治療について
は、例えば、「Takuro Arimoto, et al.: "Smallvolume
Multiple non-coplanar Arc Radiotherapy(SMART) for
tumors of thelung, head&neck and abdominopelvic r
egion", CAR'98 Proceedings, pp257-261」に記載され
ている。

【０００８】このような状況下、医師が関心を持ち出し
たのは陽子線とＸ線を併用した治療方法である。陽子線
は、Ｘ線よりもはるかに局所的に線量を与えることがで
きるため、位置精度高く病巣を照射できる。しかし、病
巣がどこまで広がっているかは、Ｘ線ＣＴ装置などの画
像診断装置で撮影した画像データでも判断しにくいこと
が少なくないので、病巣近傍の腫瘍部を取り残してしま
う可能性は否定できない。そこで、比較的簡便なＸ線を
利用して病巣を大まかに照射し、取り残し部分を減らす
方法が注目される。また、Ｘ線で病巣を照射し、病巣が
縮んだ後に陽子線で局所的に線量を与える方法も考えら
れる。このような混合照射においては、陽子線による線
量とＸ線による線量の合成線量の値、および、合成比を
どのくらいにするかが重要となる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来
は、陽子線に対する線量の評価とＸ線に対する線量の評
価は独立して行われており、両者を統合した形で評価す
ることができなかった。

【００１０】本発明の目的は、陽子線による線量分布と
Ｘ線による線量分布を、統合した形で評価することがで
きる混合照射評価支援システムを提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明に係る混合照射評
価支援システムは、陽子線及びＸ線による人体内の線量
分布を、指定された合成比に従って合成する手段と、合
成した線量分布を、３次元表示する表示手段とを備える
ことを特徴とする。

【００１２】この場合において、前記表示手段は、陽子
線線量分布とＸ線線量分布とで異なる色を用いて表示す
るようにしてもよい。

【００１３】また、本発明に係る第２の混合照射評価支
援システムは、陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
を、指定された合成比に従って合成する手段と、合成し
た線量分布について、人体内の指定された断面における
等線量線図を表示する表示手段とを備えることを特徴と
する。

【００１４】また、本発明に係る第３の混合照射評価支
援システムは、陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
を合成する手段と、人体内の指定された直線上における
線量分布を、合成比の指定された範囲について表示する
表示手段とを備えることを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係る第４の混合照射評価支
援システムは、陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
を合成する手段と、人体内の指定した点における線量値
を、合成比の指定された範囲について表示する表示手段
とを備えることを特徴とする。

【００１６】この場合において、前記表示手段は、陽子
線線量分布とＸ線線量分布とを重畳して表示するように
してもよい。

【００１７】また、本発明に係る第５の混合照射評価支
援システムは、陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
を合成する手段と、人体内の指定した組織におけるＤＶ
Ｈを、合成比の指定された範囲について表示する表示手
段とを備えることを特徴とする。

【００１８】以上の場合において、陽子線及びＸ線の少
なくとも一方に照射方向が複数ある場合には、陽子線及
びＸ線のそれぞれにおいて、各照射方向の線量分布を任
意の強度重み付きで合成するようにしてもよい。

【００１９】また、人体の画像データを入力する手段
と、入力された画像データを用いて、陽子線及びＸ線に
よる人体内の線量分布をそれぞれ計算する手段とを更に
備えるようにしてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。

【００２１】まず、陽子線とＸ線の照射方法の概要につ
いて説明する。

【００２２】陽子線照射では、照射装置内に設置された
散乱体によりブラッグピークを拡大し、ある一定幅だけ
平坦な領域を持つように特性をコントロールできる。こ
の一定幅の平坦な領域を、拡大ブラッグピーク（SOBP:
Spread Out of Bragg Peak）と呼ぶ。また、照射装置
で、陽子線の入射エネルギーを調整して、ＳＯＢＰの位
置もコントロールできる。したがって、体表から病巣ま
での水等価深さと、その病巣の深さ方向の水等価厚がわ
かれば、その病巣にＳＯＢＰをうまく一致させることが
可能になる。体表から病巣までの水等価深さと、その病
巣の深さ方向の水等価厚は、Ｘ線ＣＴ装置で撮影した画
像データを用いて求める。

【００２３】図７は、陽子線照射の様子を示した図であ
る。同図に示すように、陽子線703は、ボーラス704と、
患者コリメータ705を介して、人体701の内部の病巣702
に照射される。同図の右側に示したグラフは、陽子線70
3を照射したときの深部線量分布707を示すグラフであ
り、横軸Ｄ706は、ＳＯＢＰ708での線量を100％とした
ときの相対線量[％]を表し、縦軸ｚ709は、陽子線の照
射方向の深さを表す。

【００２４】ボーラス704は、距離補償用フィルタの一
種であり、ＳＯＢＰ708の後端を病巣702の後端に合わせ
る役目をする。ボーラス704の形状は、ボーラス704から
病巣702の後縁までの水等価深さが一定値となるように
決める。そうすれば、陽子線703を照射したときの深部
線量分布707は、ＳＯＢＰ708が病巣702に一致するよう
になる。患者コリメータ705は、病巣702以外の横方向に
陽子線が照射されないように照射範囲を限定する。

【００２５】一方、Ｘ線照射の場合には、ボーラスは不
要で、単に病巣へ向けてＸ線を照射するだけである。

【００２６】次に、本発明が適用可能な陽子線又はＸ線
による治療システムについて説明する。治療システムと
しては、両者とも本質的に同等なので陽子線の場合を例
にとって説明をする。

【００２７】図８は、本発明を適用可能な陽子線による
治療システムの例を示す図である。

【００２８】同図に示すように、本治療システムは、Ｘ
線ＣＴ装置801と、治療計画装置802と、治療装置804と
から構成されている。また、治療装置804は、加速器806
と、ガントリー807と、照射ノズル808と、治療ベッド80
9とこれらを制御する制御装置805から構成されている。

【００２９】Ｘ線ＣＴ装置801は、治療対象となる人体
の人体断層像を取得する。Ｘ線ＣＴ装置801によって取
得された人体断層像は、治療計画装置802に入力され
る。治療計画装置802では、各種パラメータ803に基づい
て、線量分布を計算し、結果の評価・判定を行う。そし
て、これらのパラメータ803を何回か変更して、最も適
切な照射条件を決定する。決定された照射条件は、治療
装置804内の制御装置805へ入力される。

【００３０】制御装置805は、その照射条件に従って、
陽子線の最大飛程、陽子線のＳＯＢＰ、ガントリー806
の回転角度、照射ノズル807内に設置された各種機器の
パラメータ、治療ベッド808の位置や回転角度などを制
御する。

【００３１】図９は、治療計画装置802を実現するコン
ピュータシステムを示す図である。同図に示すように、
本システムは、コンピュータ本体901と、画像データ等
のデータやオペレータの指示を入力するための入力装置
902と、結果を表示するための表示装置903と、治療計画
用ソフトウエア自体や出力結果を保存しておくための記
憶装置904とから構成される。

【００３２】本発明による混合照射評価支援システム
は、例えば、治療計画装置802において稼働するソフト
ウエアとして実現され、フロッピーディスクやＣＤ−Ｒ
ＯＭ等の可搬記録媒体やネットワーク等の手段を介して
頒布されうる。

【００３３】図１０は、治療計画装置802の機能構成を
示す図である。同図に示すように、治療計画装置802
は、組織領域設定手段1002、線量分布計算手段1003、線
量分布合成手段1004及び表示計算手段1005などの処理手
段を備え、各処理手段は、入出力部であるインターフェ
イス1001を介して、画像データ1006、抽出データ1007、
パラメータ1008、結果表示1009、照射条件1010、線量分
布データ1011などを、記憶装置904や表示装置903に対し
て、入出力する。

【００３４】次に、各処理手段の詳細について説明す
る。以下の処理では、Ｘ線ＣＴ装置などで撮影した画像
データ1006を使用する。ここでの画像データとは、ボク
セルから成る３次元配列に画像濃度が格納されているも
のを指す。

【００３５】組織領域設定手段1002は、ボクセルから成
る３次元配列に格納された３次元画像データから、人体
組織全体、病巣、及び、重要組織の３次元座標を得るた
めのものである。組織領域設定手段1002は、例えば、画
像濃度のしきい値を使う方法や組織の連結情報を使う領
域拡張法などの半自動的な抽出方法、あるいは、表示装
置に出力された各スライス像において注目する組織領域
を人がなぞっていく領域指定法などによって、組織領域
の設定を行う。

【００３６】線量分布計算手段1003は、陽子線の物理モ
デルに基づいた線量分布計算方法、及び、Ｘ線の物理モ
デルに基づいた線量分布計算方法により線量分布を計算
する。陽子線の線量分布は、例えば、ブロードビーム法
で計算され、Ｘ線の線量分布は、例えば、ＴＰＲ法で計
算される。線量分布計算手段1003は、コリメータの形状
が設定された条件で線量分布計算を実行し、線量分布を
３次元配列に格納されたボクセルデータとして出力す
る。なお、陽子線又はＸ線において、複数の照射方向が
ある場合は、複数の照射方向の各々に対して、線量分布
計算を実行し、各照射方向の線量分布を出力する。

【００３７】線量分布合成手段1004は、陽子線とＸ線に
よる線量分布を合成するもので、陽子線による線量分布
とＸ線による線量分布を、指定された合成比の下でボク
セルデータとして加算する。合成後の線量値は、任意点
の線量値で正規化するようにしてもよい。また、陽子線
又はＸ線において、複数の照射方向がある場合は、各照
射方向の線量分布を任意の強度重みを付けてボクセルデ
ータとして加算する。

【００３８】表示計算手段1005は、３次元表示、等線量
線図表示、ＤＶＨ表示等を行う。

【００３９】表示計算手段1005は、３次元表示では、３
次元の分布データである人体組織と線量分布を３次元的
に重ね合わせて両者を半透明で２次元投影面に表示す
る。また、指定される合成比の変化に対応して、３次元
表示を変化させる。３次元表示をすることにより、組織
と線量分布の３次元空間における位置関係を直感的に把
握することができる。

【００４０】また、表示計算手段1005は、等線量線図表
示では、指定された人体断面上に等線量線を重ね合わせ
て表示する。等線量線図とは、線量値の等しい点をつな
いだものであり、等高線図と同様のものである。等線量
線図により、組織と線量分布との位置関係を定量的に把
握することができる。

【００４１】また、表示計算手段1005は、ＤＶＨ表示で
は、領域設定した標的組織、正常組織、あるいは、撮影
された人体組織全体を対象に、横軸に線量、縦軸に体積
をとり、各線量値に対してその線量値以上となる組織体
積の総和をグラフに表示する。この場合、グラフの横
軸、縦軸のスケールは独立に変化させることができる。
ＤＶＨを使えば、標的組織ではどのくらいの体積が致死
線量以上に照射されるかがわかり、正常組織ではどのく
らいの体積が耐容線量以下に照射が抑えられるのかがわ
かる。人体組織全体のＤＶＨを見れば、どの程度線量が
全体に分散されるのかを知ることができ、低線量域にで
きるだけ多くの体積がある方が望ましい治療計画である
と言える。ＤＶＨでは、計算結果である線量分布の定量
的な評価が行える。

【００４２】なお、表示計算手段1005は、上記以外の表
示も行うが、その詳細については後述する。

【００４３】次に、治療計画装置802の一般的な動作に
ついて説明する。

【００４４】治療計画装置802による治療計画を行う場
合、まず、画像データ1006を入力する。そして、抽出範
囲などをパラメータ1008で指定して、組織領域設定手段
1002によって抽出結果を得て、その結果を抽出データ10
07として記憶装置904に保存する。例えば、この場合、
病巣は、１つ、重要組織は、複数個設定される。

【００４５】次に、Ｘ線と陽子線のそれぞれについて、
照射条件1010を入力し、その度に、線量分布計算手段10
03による処理を繰り返して行い、その結果を評価するこ
とによって、最終的な照射条件1010と線量分布データ10
11を求め、これを記憶装置904に保存する。この過程で
表示計算手段1005により、例えば、線量分布の状態を結
果表示1009として出力する。

【００４６】次に、Ｘ線と陽子線の混合照射の評価を行
う。そのため、まず、画像データ1006と、抽出データ10
07と、線量分布データ1011を用いて、混合比などをパラ
メータ1008として指定して、線量分布合成手段1004によ
る処理を行う。

【００４７】そして、その結果を表示計算手段1005によ
り結果表示1008として、３次元表示、等線量線図、線量
とＤＶＨの関係、あるいは、線量と合成比の関係などを
表示する。混合比などをパラメータ1008を指定する度に
結果表示1008を行い、最終的な混合比を求め、記憶装置
904に保存する。

【００４８】次に、治療計画装置802の具体的な動作に
ついて説明する。

【００４９】図１は、本発明による治療計画装置802の
表示装置903に表示される画面のレイアウトの例を示す
図である。

【００５０】図１（ａ）に示すように、３次元表示用ウ
インド101には、３次元表示部分102〜104と、陽子線フ
ァイル・プルダウンメニュー105と、Ｘ線ファイル・プ
ルダウンメニュー106と、合成比用スクロールバー107
と、重み設定用ボタン108と、画像濃度用スクロールバ
ー109と、線量用スクロールバー110と、組織表示／非表
示選択欄111と、保存ボタン112と、断面指定ボタン113
とがある。

【００５１】３次元表示部分102は、陽子線線量分布を
３次元表示するための領域であり、３次元表示部分103
は、Ｘ線線量分布を３次元表示するための領域であり、
３次元表示部分104は、陽子線とＸ線の両者の合成線量
分布を３次元表示するための領域である。

【００５２】３次元表示部分102、103、104のいずれか
の中でマウスカーソルをドラッグすると、すべての３次
元表示部分102、103、104において、３次元表示の対象
物がドラッグ距離に応じて回転する。

【００５３】陽子線ファイル・プルダウンメニュー105
は、あらかじめ計算された陽子線の線量分布データを読
み込むためのものである。陽子線ファイル・プルダウン
メニュー105をマウスカーソルでクリックすると、例え
ば、陽子線ファイルを選択するためのメニューが表示さ
れ、所望のファイルを選択すると、陽子線の線量分布デ
ータがメモリ等に読み込まれる。

【００５４】Ｘ線ファイル・プルダウンメニュー106
は、あらかじめ計算されたＸ線の線量分布データを読み
込むためのものである。Ｘ線ファイル・プルダウンメニ
ュー106をマウスカーソルでクリックすると、Ｘ線ファ
イルを選択するメニューが表示され、所望のファイルを
選択すると、Ｘ線の線量分布データがメモリ等に読み込
まれる。

【００５５】重み設定用ボタン108は、複数の照射方向
がある場合に、各照射方向の重みを設定するためのボタ
ンである。重み設定用ボタン108をクリックすると、別
のウインドが開き、当該ウィンド内で、各照射方向の重
みが設定できる。

【００５６】合成比用スクロールバー107は、陽子線と
Ｘ線の合成比の値を設定するためのものである。オペレ
ータは、合成比用スクロールバー107をマウスカーソル
でドラッグすることで、合成比の値の変更及び指定を行
う。指定後は、指定された合成比に応じて、合成線量分
布の３次元表示部分104の表示が更新される。

【００５７】画像濃度用スクロールバー109は、３次元
表示部101〜103において表示される画像の画像濃度値
（しきい値）を設定するためのものである。画像濃度用
スクロールバー109によって指定された値以上の濃度値
を持つ組織等が３次元表示部101〜103において表示され
る。オペレータは、画像濃度用スクロールバー108をマ
ウスカーソルでドラッグすることで、画像濃度値の変更
及び指定を行う。指定後は、３次元表示部分101、102、
103のすべてにおいて、指定された画像濃度値に応じ
て、３次元表示が更新される。

【００５８】線量用スクロールバー110は、３次元表示
部101〜103において表示される線量値（しきい値）を設
定するためのものである。線量用スクロールバー110に
よって指定された値以上の線量分布が３次元表示部101
〜103において表示される。オペレータは、線量用スク
ロールバー110をマウスカーソルでドラッグすること
で、線量値の変更及び指定を行う。指定後は、３次元表
示部分101、102、103のすべてにおいて、指定された線
量値に応じて、３次元表示が更新される。

【００５９】組織表示／非表示選択欄111は、組織領域
設定で指定された組織の表示／非表示を制御するための
ものである。組織領域設定で指定された組織は、番号を
つけて登録されており、マウスカーソルで組織表示／非
表示選択欄111のある番号をピックしたとき、対応する
組織があれば、その背景色が変わり、３次元表示部分10
1、102、103のすべてで、その組織が非表示となる。再
度その番号をピックすれば、その背景色は元に戻り、表
示の状態に戻る。

【００６０】断面指定ボタン113は、３次元表示部分内
でマウスカーソルをピックした場合に、水平に切断する
か（水平切断モード）、垂直に切断するか（垂直切断モ
ード）の指定を行うためのものである。断面指定ボタン
113の「Ｈ」部分をマウスカーソルでピックすると、水
平切断モードになり、断面指定ボタン113の「Ｖ」部分
をマウスカーソルでピックすると、垂直切断モードにな
る。いずれかがピックされると、ピックした部分の背景
色が変わってどちらが選択されているかが示される。な
お、断面指定ボタン113の「Reset」部分をピックする
と、「Ｈ」あるいは「Ｖ」部分の背景色は元に戻り、水
平切断モードあるいは垂直切断モードからいずれの切断
モードでもない状態へ戻る。

【００６１】いずれかの切断モードが選択された状態
で、例えば、合成線量分布の３次元表示部分104内でマ
ウスカーソルをピックすると、その位置に、指定された
切断モードに応じて、水平又は垂直の直線が表示され、
その後、図１（ｂ）に示すような断面用ウインド114が
開いて、その位置の人体断層像を下地とした等線量線図
115が表示される。

【００６２】保存ボタン112は、最終的な重みと合成比
を記憶装置904に保存するためのもので、保存ボタン112
をクリックすると、例えば、保存ファイルを指定するた
め別ウィンドが開き、指定されたファイルにデータが保
存される。

【００６３】次に、本実施形態における処理について、
具体的な操作例に基づいて説明する。

【００６４】まず、３次元表示を用いて、合成線量に対
する合成比の影響を評価する場合について説明する。こ
れは、病巣に十分な線量が与えられているかどうか、あ
るいは、周囲の正常組織に高い線量が当たっていないか
どうかなどを回転表示などにより立体的に把握するのに
適している。

【００６５】この場合、３次元表示なので、線量分布
は、線量値を指定して等線量面を表示する。また、合成
した線量分布において、陽子線線量分布とＸ線線量分布
とは、異なる色で３次元表示する。これにより、どちら
がどの程度の寄与なのかを一目で確認できる。

【００６６】なお、３次元表示においては、画像濃度値
を変えることで体表だけを表示したり、内部を透けさせ
て表示させたり、あるいは、骨だけを表示させたりする
ことができる。また、ある組織の影になって線量分布が
見えないときなどは、その組織を表示しないようにする
こともできる。

【００６７】図２は、３次元表示の場合の具体的な処理
の流れを示すフローチャートである。

【００６８】[ステップ２０１]ファイルの選択 まず、陽子線による線量分布データのファイル、及び、
Ｘ線による線量分布データのファイルが選択されると、
３次元配列に格納された線量分布データを読み込む。

【００６９】[ステップ２０２]重み、合成比の設定 次に、各照射方向の重みと、合成比の値を設定する。こ
の場合、各照射方向の重みと、合成比の値に、デフォル
トの値を設定するようにしてもよいし、オペレータから
指示された値を設定するようにしてもよい。

【００７０】[ステップ２０３]合成 ３次元配列に格納された陽子線及びＸ線の線量分布デー
タを、設定された各照射方向の重み、及び、設定された
合成比を用いて加算する。

【００７１】[ステップ２０４]３次元表示 デフォルトの画像濃度値、線量値、回転角度（視点）
で、陽子線の線量分布、Ｘ線の線量分布、及び、合成し
た線量分布を、３次元表示用ウインドの３次元表示部分
に３次元表示する。

【００７２】この場合、陽子線の線量分布とＸ線の線量
分布とでは表示色を変え、両者を合成した線量分布でも
寄与分がわかるように異なる色で３次元表示する。ま
た、組織領域設定で指定された組織は、デフォルトでは
すべて表示する。

【００７３】[ステップ２０５]回転の判定 ３次元表示部分内でマウスカーソルがドラッグされた場
合は、ステップ２０６に進み、そうでない場合はステッ
プ２０７に進む。

【００７４】[ステップ２０６]回転 マウスカーソルでドラッグされた方向に視点を移動し、
その方向に垂直な平面に射影した投影像を計算し、３次
元表示するため、ステップ２０４に戻る。

【００７５】[ステップ２０７]組織の表示/非表示の判
定 組織表示／非表示選択欄111がピックされた場合、ピッ
クされた番号に対応した組織が登録されていれば、ステ
ップ２０８へ進み、そうでなければ、ステップ２０９へ
進む。

【００７６】[ステップ２０８]組織の表示/非表示 組織表示／非表示選択欄111のピックされた番号の背景
色を変え、すべての３次元表示部分において、そのピッ
クされた組織が表示ならば非表示へ、非表示ならば表示
へ状態を変える。

【００７７】[ステップ２０９]画像濃度の設定の判定 画像濃度用スクロールバーがマウスカーソルでドラッグ
された場合は、ステップ２１０へ進み、そうでない場合
はステップ２１１へ進む。

【００７８】[ステップ２１０]画像濃度の設定 画像濃度用スクロールバーによって指定された値以上の
濃度値を表示する状態にする。

【００７９】[ステップ２１１]線量値の設定の判定 線量用スクロールバーがマウスカーソルでドラッグされ
た場合は、ステップ２１２へ進み、そうでない場合は、
ステップ２１３へ進む。

【００８０】[ステップ２１２]線量値の設定 線量用スクロールバーによって指定された値以上の線量
値を表示する状態にする。

【００８１】[ステップ２１３]合成比の設定の判定 各照射方向の重み設定用ボタンがクリックされるか、あ
るいは、合成比用スクロールバーがマウスカーソルでド
ラッグされた場合は、ステップ２０２へ戻り、そうでな
い場合は、ステップ２１４へ進む。

【００８２】[ステップ２１４]保存の判定 重みと合成比の保存が指示された場合は、ステップ２１
５へ進み、そうでない場合は、ステップ２１６へ進む。

【００８３】[ステップ２１５]保存 重みと合成比をファイル名を付けて記憶装置に保存す
る。

【００８４】[ステップ２１６]他ファイルの入力の判定 他データを読み込む場合は、ステップ２０１へ戻り、そ
うでない場合は、処理を終了する。

【００８５】以上のようにして、３次元表示を用いて、
最適な重みと合成比を決定することができる。

【００８６】次に、等線量線図を用いて、合成線量に対
する合成比の影響を評価する場合について説明する。こ
の場合、病巣に十分な線量が与えられているかどうか、
あるいは、周囲の正常組織に高い線量が当たっていない
かどうかなどを人体組織の断層像上に表示された線量分
布の等高線で把握することが可能で、ある等線量線と注
目組織がどのくらいの距離にあるのかを２次元で定量的
に評価するのに適する。

【００８７】この場合、注目する断面は、３次元表示に
おいて指定する。断面指定ボタン113により切断モード
を指定した後、合成線量分布の３次元表示部分104内で
マウスカーソルをピックすると、その位置に、切断モー
ドに応じて、水平又は垂直の直線が表示され、その後、
図１（ｂ）に示すような断面用ウインド114が開いてそ
の位置の人体断層像を下地とした等線量線図115が表示
される。等線量線図115において、等線量線の本数や、
どの値の等線量線を表示するのかは指定できる。

【００８８】図３は、この場合における具体的な処理の
流れを示すフローチャートである。

【００８９】ステップ３０１〜３０６の処理について
は、前述した図２のステップ２０１〜２０６の処理と同
様な処理なので、説明を省略する。

【００９０】[ステップ３０７]断面の指定 水平切断モードあるいは垂直切断モードを選択した後、
合成線量分布の３次元表示部分でマウスカーソルをピッ
クすることで断面を指定する。

【００９１】[ステップ３０８]等線量線図の表示 指定された断面について、等線量線図を表示する。この
場合、等線量線は、例えば、デフォルトの等線量につい
て表示する。

【００９２】[ステップ３０９]線量値の設定の判定 等線量線図に表示する等線量線の線量値の設定が指示さ
れた場合は、ステップ３１０へ進み、そうでない場合
は、ステップ３１１へ進む。

【００９３】[ステップ３１０]線量値の設定 等線量線図に表示する等線量線の線量値を設定する。

【００９４】[ステップ３１１]合成比の設定の判定 各照射方向の重み設定用ボタンがクリックされるか、あ
るいは、合成比用スクロールバーがドラッグされた場合
は、ステップ３０２’へ進み、そうでない場合は、ステ
ップ３１２へ進む。

【００９５】[ステップ３０２’]重み、合成比の設定 各照射方向の重みと合成比を、指定された値に設定す
る。

【００９６】[ステップ３０３’]合成 新たに設定された各照射方向の重み及び合成比を用い
て、陽子線及びＸ線の線量分布データを加算する。

【００９７】[ステップ３１２]断面の指定の判定 改めて断面の指定が指示された場合は、ステップ３０７
へ戻り、そうでない場合は、ステップ３１３へ進む。

【００９８】以下、ステップ３１３〜３１５の処理が続
くが、ステップ３１３〜３１５の処理は、前述した図２
のステップ２１４〜２１５の処理と同様の処理なので、
説明は省略する。

【００９９】以上のようにして、等線量線図を用いて、
最適な重みと合成比を決定することができる。

【０１００】次に、指定した断面上でさらに直線（図１
（ｂ）の直線116）を指定したときに、その直線上での
線量分布（線量プロファイル）を合成比の関数として立
体的に表示し、この表示によって、合成線量に対する合
成比の影響を評価する場合について説明する。

【０１０１】この場合、合成比の全範囲（０〜１００
％）に渡って、所定の分解能（例えば、１％刻み）で、
各合成比での指定された直線上の線量分布を計算し、指
定された直線上の位置及び合成比のそれぞれを軸にした
座標系で線量値を立体的に表示する。このような表示を
行うことにより、合成比の全範囲（０〜１００％）に渡
ってデータが表示されるので、合成比に対して敏感に反
応する指定直線上の位置、あるいは、ほとんど反応しな
い位置などを一望できる。

【０１０２】なお、合成比の全範囲（０〜１００％）に
渡ってデータを表示するのではなく、例えば、３次元表
示や等線量線図表示によって、おおまかな合成比が決め
られた場合等には、当該合成比の前後の一部範囲につい
てのみ、データを表示するようにしてもよい。

【０１０３】次に、この場合の具体的な処理について説
明する。

【０１０４】図４は、この場合の具体的な処理の流れを
示すフローチャートである。

【０１０５】ファイルの選択から等線量線図の表示まで
の処理（ステップ４０１、４０２、４０３）は、前述し
た図３のステップ３０１、３０７、３０８の処理と同様
な処理なので、説明は省略する。

【０１０６】[ステップ４０４]直線の指定 等線量線図上でマウスカーソルがドラッグされると、直
線が指定される。

【０１０７】[ステップ４０５]線量と合成比の関係の表
示 指定された直線上における位置及び合成比をそれぞれ軸
にした座標系で線量値を表示する。

【０１０８】[ステップ４０６]直線の指定の判定 改めて直線を指定する場合は、ステップ４０４へ戻り、
そうでない場合は、ステップ４０７へ進む。

【０１０９】[ステップ４０７]断面の指定の判定 改めて断面を指定する場合は、ステップ４０２へ戻り、
そうでない場合は、ステップ４０８へ進む。

【０１１０】以下、ステップ４０８〜４１０の処理が続
くが、ステップ４０８〜４１０の処理は、前述した図２
のステップ２１４〜２１５の処理等と同様の処理なの
で、説明は省略する。

【０１１１】次に、指定した断面上の直線上で点（図１
（ｂ）の点117）を指定したときに、その点での線量値
を合成比の関数としてグラフに表示し、この表示によっ
て、合成線量に対する合成比の影響を評価する場合につ
いて説明する。

【０１１２】この場合、合成比の全範囲（０〜１００
％）又は一部の範囲に渡って、所定の分解能で、各合成
比での指定された点の線量値を計算し、グラフに表示す
る。このような表示を行うことにより、１点毎に上記の
影響を評価できるので詳細な検討が可能になる。

【０１１３】また、この場合、陽子線線量分布とＸ線線
量分布も重畳してグラフに表示すれば、それぞれの寄与
分を一目で確認できる。

【０１１４】次に、この場合の具体的な処理について説
明する。

【０１１５】図５は、この場合の具体的な処理の流れを
示すフローチャートである。

【０１１６】ファイルの選択から直線の指定までの処理
（ステップ５０１〜ステップ５０４）については、前述
した図４のステップ４０１〜４０４の処理と同様の処理
なので、説明は省略する。

【０１１７】[ステップ５０５]点の指定 指定された直線上でマウスカーソルによるピックがされ
ると、点が指定される。

【０１１８】[ステップ５０６]線量−合成比のグラフの
表示 指定された点における線量と合成比の関係を表すグラフ
を表示する。このとき、陽子線線量分布とＸ線線量分布
も重畳して表示する。

【０１１９】[ステップ５０７]点の指定の判定 改めて点を指定する場合は、ステップ５０５へ戻り、そ
うでない場合は、ステップ５０８へ進む。

【０１２０】[ステップ５０８]直線の指定の判定 改めて直線を指定する場合は、ステップ５０４へ戻り、
そうでない場合は、ステップ５０９へ進む。

【０１２１】[ステップ５０９]断面の指定の判定 改めて断面を指定する場合は、ステップ５０２へ戻り、
そうでない場合は、ステップ５１０へ進む。

【０１２２】以下、ステップ５１０〜５１２の処理が続
くが、ステップ５１０〜５１２の処理は、前述した図２
のステップ２１４〜２１５の処理等と同様の処理なの
で、説明は省略する。

【０１２３】次に、領域指定をした組織、及び、人体組
織全体に対するＤＶＨを、合成比の関数として立体的に
表示し、合成線量に対する合成比の影響を評価する場合
について説明する。

【０１２４】ＤＶＨは、横軸が線量、縦軸がある線量以
上の組織体積であるが、この場合、合成比の全範囲（０
〜１００％）又は一部範囲に渡って、所定の分解能で、
各合成比でのＤＶＨを求め、線量と合成比をそれぞれ軸
として、組織体積を表示する。これは、各組織の上記影
響を評価するのに適する。

【０１２５】次に、この場合の具体的な処理について説
明する。

【０１２６】図６は、この場合の具体的な処理の流れを
示すフローチャートである。

【０１２７】ファイルの選択から線量分布の合成までの
処理（ステップ６０１〜６０３）については、前述した
処理（例えば、図２のステップ２０１〜２０３）と同様
の処理なので、説明は省略する。

【０１２８】[ステップ６０４]組織の指定 ３次元表示部分で組織がピックされると、当該組織は、
ＤＶＨ表示する組織として指定される。

【０１２９】[ステップ６０５]ＤＶＨ−合成比の関係の
表示 指定された組織におけるＤＶＨと合成比の関係を立体的
に表示する。

【０１３０】[ステップ６０６]組織の指定の判定 改めて組織を指定する場合は、ステップ６０４へ戻り、
そうでない場合は、ステップ６０７へ進む。

【０１３１】[ステップ６０７]合成比の設定の判定 各照射方向の重み設定用ボタンがクリックされるか、あ
るいは、合成比用スクロールバーがマウスカーソルでド
ラッグされた場合は、ステップ６０２へ戻り、そうでな
い場合は、ステップ６０８へ進む。

【０１３２】以下、ステップ６０８〜６１０の処理が続
くが、ステップ６０８〜６１０の処理は、前述した図２
のステップ２１４〜２１５の処理等と同様の処理なの
で、説明は省略する。

【０１３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、陽子線及びＸ線による照射の寄与配分を決定する
過程において、３次元表示、等線量線図、線量プロファ
イル、ＤＶＨなどの視覚情報に基づいて両線量分布の合
成比を決定することができるので、最適な照射条件の決
定が容易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 画面レイアウトの例を示す図である。

【図２】 ３次元表示の場合の処理の流れを示すフロー
チャートである。

【図３】 等線量線図表示の場合の処理の流れを示すフ
ローチャートである。

【図４】 線量分布を直線上の位置と合成比の関数とし
て立体的に表示する場合の処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【図５】 指定された点での線量値を合成比の関数とし
て表示する場合の処理の流れを示すフローチャートであ
る。

【図６】 ＤＶＨを合成比の関数として立体的に表示す
る場合の処理の流れを示すフローチャートである。

【図７】 陽子線照射の様子を示した図である。

【図８】 治療システムの例を示す図である。

【図９】 治療計画装置を実現するためのコンピュータ
システムを示す図である。

【図１０】 治療計画装置の機能構成を示す図である。

【符号の説明】

１０１：３次元表示用ウインド １０２：陽子線線量分布の３次元表示部分 １０３：Ｘ線線量分布の３次元表示部分 １０４：陽子線とＸ線の合成線量分布の３次元表示部分 １０５：陽子線ファイル・プルダウンメニュー １０６：Ｘ線ファイル・プルダウンメニュー １０７：合成比用スクロールバー １０８：各照射方向の重み設定用ボタン １０９：画像濃度用スクロールバー １１０：線量用スクロールバー １１１：組織表示／非表示選択欄 １１２：保存ボタン １１３：断面指定ボタン １１４：断面用ウインド １１５：等線量線図 １１６：直線 １１７：点

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
   を、指定された合成比に従って合成する手段と、 合成した線量分布を、３次元表示する表示手段とを備え
   ることを特徴とする混合照射評価支援システム。
2. 【請求項２】 陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
   を、指定された合成比に従って合成する手段と、 合成した線量分布について、人体内の指定された断面に
   おける等線量線図を表示する表示手段とを備えることを
   特徴とする混合照射評価支援システム。
3. 【請求項３】 陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
   を合成する手段と、 人体内の指定された直線上における線量分布を、合成比
   の指定された範囲について表示する表示手段とを備える
   ことを特徴とする混合照射評価支援システム。
4. 【請求項４】 陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
   を合成する手段と、 人体内の指定した点における線量値を、合成比の指定さ
   れた範囲について表示する表示手段とを備えることを特
   徴とする混合照射評価支援システム。
5. 【請求項５】 陽子線及びＸ線による人体内の線量分布
   を合成する手段と、 人体内の指定した組織におけるＤＶＨを、合成比の指定
   された範囲について表示する表示手段とを備えることを
   特徴とする混合照射評価支援システム。