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JP2016168077A - Treatment planning device - Google Patents

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JP2016168077A
JP2016168077A JP2015047909A JP2015047909A JP2016168077A JP 2016168077 A JP2016168077 A JP 2016168077A JP 2015047909 A JP2015047909 A JP 2015047909A JP 2015047909 A JP2015047909 A JP 2015047909A JP 2016168077 A JP2016168077 A JP 2016168077A
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JP
Japan
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dose distribution
deformation
treatment
image data
irradiation target
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Pending
Application number
JP2015047909A
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Japanese (ja)
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慶 加藤
Kei Kato
慶 加藤
昌広 池田
Masahiro Ikeda
昌広 池田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a treatment planning device which can appropriately determine whether a dose distribution to be formed is within an allowable range as treatment in a treatment plan even when an irradiation object is moved or deformed due to different causes.SOLUTION: The treatment planning device includes: a movement deformation instruction unit instructing a condition for an irradiation object to be moved or deformed; a movement deformation calculation unit calculating movement deformation irradiation object image data by moving or deforming the irradiation object expressed by treatment planning time irradiation object image data based on the condition instructed by the movement deformation instruction unit; a dose distribution calculation unit calculating a movement deformation dose distribution which is a dose distribution to be formed in the irradiation object in irradiating the irradiating object with radiation, the irradiation object expressed by the movement deformation irradiation object image data, by using treatment plan data created by a treatment plan data creation unit; and a dose distribution information display unit displaying dose distribution information based on the movement deformation dose distribution.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線や粒子線などを患者の病巣部に照射して治療を行う放射線治療における治療計画を行うための、好適な治療計画装置に関する。   The present invention relates to a suitable treatment planning apparatus for performing a treatment plan in radiation therapy in which treatment is performed by irradiating a lesion site of a patient with radiation, a particle beam or the like.

放射線治療では、始めに、X線のCT(Computed Tomography)装置を用いて患者の患部を撮影した治療計画用3次元CTデータを取得し、このCTデータの診断結果に基づいて治療計画を立てる。このとき3次元CTデータに基づいて腫瘍患部の位置や形状を特定し、放射線を照射する方向や照射線量などを決める。次に、決定した治療計画に基づいて放射線治療を行うことになる。しかし、CT撮影時から放射線治療までの間にかなりの時間が経過していると、治療時における治療台の患者の位置や体位が治療計画作成時の患者の位置や体位と異なっていることが多い。そのため放射線治療を行う前に、現在の患者位置と治療計画時の患者位置のずれを補正して照射を行うことが行われている。   In radiotherapy, first, 3D CT data for treatment planning obtained by imaging an affected area of a patient using an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus is acquired, and a treatment plan is made based on the diagnosis result of the CT data. At this time, the position and shape of the tumor affected part are specified based on the three-dimensional CT data, and the irradiation direction and radiation dose are determined. Next, radiation therapy is performed based on the determined treatment plan. However, if a considerable amount of time has passed between CT imaging and radiation therapy, the position and position of the patient on the treatment table at the time of treatment may be different from the position and position of the patient at the time of treatment planning. Many. Therefore, before performing radiotherapy, irradiation is performed by correcting the deviation between the current patient position and the patient position at the time of treatment planning.

患者位置のずれを補正するだけでは、照射対象である患部の変形や体位の変化に十分に対応することができない場合がある。このような問題を解決する技術として、特許文献1には、照射段階、すなわち治療時に移動や変形した患者のターゲットボリューム(患部)に、照射段階の照射野が適合するように、計画段階の照射野を変換して照射する技術が開示されている。また、特許文献2には、レーザー距離計やX線透視画像により、呼吸などにより移動する照射対象を監視し、移動量がある範囲内にあるときにゲート信号を出力し、ゲート信号が出力されている間に一面照射するリペイント回数を決定することで、短時間に一様な照射野を形成する技術が開示されている。   There are cases in which it is not possible to sufficiently cope with the deformation of the affected area, which is the irradiation target, or the change in the body position, simply by correcting the displacement of the patient position. As a technique for solving such a problem, Patent Document 1 discloses irradiation at the planning stage so that the irradiation field at the irradiation stage is adapted to the irradiation stage, that is, the target volume (affected part) of the patient moved or deformed at the time of treatment. A technique for converting and irradiating a field is disclosed. Further, in Patent Document 2, an irradiation target that moves due to breathing or the like is monitored by a laser rangefinder or a fluoroscopic image, and a gate signal is output when the amount of movement is within a certain range, and the gate signal is output. A technique for forming a uniform irradiation field in a short time by determining the number of times of repainting to irradiate one surface during the period is disclosed.

特許文献3には、照射システムに起因する照射誤差を推定し、推定した照射誤差を加味して照射パラメータを決定する技術が開示されている。また、特許文献4には、照射スポットを移動させながら照射する、いわゆるスポットスキャニング照射法における放射線照射計画、特に照射時間の定量的な判断を容易にすることを目的として、経過時間と照射位置の情報を算出し、呼吸による変動などで臓器が移動するあるタイミングにおいて照射されるスポットを知ることにより線量分布への影響を実際に計算しながら検討する技術が開示されている。   Patent Document 3 discloses a technique for estimating an irradiation error due to an irradiation system and determining an irradiation parameter in consideration of the estimated irradiation error. Further, in Patent Document 4, for the purpose of facilitating the radiation irradiation plan in the so-called spot scanning irradiation method in which irradiation is performed while moving the irradiation spot, in particular, the quantitative determination of the irradiation time, the elapsed time and the irradiation position are determined. A technique is disclosed in which information is calculated and the influence on the dose distribution is actually calculated while knowing the spot irradiated at a certain timing when the organ moves due to fluctuation due to respiration.

特開2008−68093号公報JP 2008-68093 A 特開2010−253250号公報JP 2010-253250 A 特開2008−136523号公報JP 2008-136523 A 特開2008−178569号公報JP 2008-178568 A

上記のように、部位によっては呼吸により患部が移動したり変形したりする場合がある。また、治療時に患者の体位が異なると、治療計画時の患部の形状から変形する場合がある。また、患部の部位によっては、例えば腸のガスの状態や膀胱の状態により患部の形状や位置が変化する場合もある。さらに、装置の位置決め精度によっても、治療計画時の患部位置と、治療時の位置がずれることも考えられる。あるいは、特許文献3に記載されているように、照射システムに起因する照射誤差も考えられる。   As described above, depending on the part, the affected part may move or deform due to respiration. In addition, if the patient's posture is different during treatment, the shape of the affected part may be deformed at the time of treatment planning. Further, depending on the site of the affected area, the shape and position of the affected area may change depending on, for example, the state of intestinal gas or the state of the bladder. Further, the position of the affected area at the time of treatment planning and the position at the time of treatment may be shifted due to the positioning accuracy of the apparatus. Alternatively, as described in Patent Document 3, an irradiation error caused by the irradiation system is also conceivable.

このように、治療時、すなわち照射時には、照射する部位により、移動や変形の原因が異なることが考えられ、また位置決め精度や、照射システムの照射誤差など、種々の要因により、照射対象である患者の体内に治療計画とは異なる照射野が形成、すなわち、治療計画とは異なる線量分布が形成される場合がある。特許文献1〜4に記載された先行技術は、それぞれ、形成される線量分布が、ある一つの要因に基づいて治療計画と異なる線量分布になることを解消するための技術である。例えば、特許文献3のように、照射システムに起因する照射誤差を加味して照射パラメータを決定しても、照射対象が移動や変形をすれば、照射対象に計画通りの線量分布を形成することができない。   As described above, during treatment, that is, at the time of irradiation, the cause of movement and deformation may differ depending on the irradiated region, and the patient who is the irradiation target due to various factors such as positioning accuracy and irradiation error of the irradiation system. In some cases, a radiation field different from the treatment plan is formed in the body, that is, a dose distribution different from the treatment plan is formed. Each of the prior arts described in Patent Documents 1 to 4 is a technique for eliminating the dose distribution that is formed from a dose distribution different from the treatment plan based on one factor. For example, as in Patent Document 3, even if the irradiation parameter is determined in consideration of the irradiation error caused by the irradiation system, if the irradiation target moves or deforms, a dose distribution as planned is formed on the irradiation target. I can't.

一方、治療計画で作成した照射パラメータにより照射することにより、照射対象が移動や変形しても、形成される線量分布が治療として許容できる範囲に収まることもある。   On the other hand, by irradiating with the irradiation parameters created in the treatment plan, the formed dose distribution may fall within the allowable range for treatment even if the irradiation target moves or deforms.

本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、ある治療計画により照射した場合、照射対象によって移動や変形する要因が異なっても、形成される線量分布が治療として許容できる範囲に収まる治療計画であるかどうかを適切に判断できる治療計画装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems. When irradiation is performed according to a certain treatment plan, the formed dose distribution is treated as a treatment even if the factors that move or deform vary depending on the irradiation target. It is an object of the present invention to provide a treatment planning apparatus that can appropriately determine whether a treatment plan is within an allowable range.

本発明の治療計画装置は、治療計画時に照射対象を撮像して得た治療計画時照射対象画像データに基づいて、治療時の放射線の照射パラメータを求めて治療計画データを作成する治療計画データ作成部と、前記照射対象が移動または変形する条件を指示する移動変形指示部と、前記治療計画時照射対象画像データで表現される照射対象を、前記移動変形指示部により指示された条件に基づいて移動または変形させることにより移動変形照射対象画像データを求める移動変形計算部と、前記治療計画データ作成部で作成された治療計画データを用いて前記移動変形照射対象画像データで表現される照射対象に放射線を照射した場合の、当該照射対象に形成される線量分布である移動変形線量分布を求める線量分布計算部と、前記移動変形線量分布に基づいた線量分布情報を表示する線量分布情報表示部とを備えるようにしたものである。   The treatment planning apparatus according to the present invention creates treatment plan data for obtaining irradiation parameter of radiation at the time of treatment based on the irradiation target image data obtained by imaging the irradiation target at the time of treatment planning. Based on the condition instructed by the movement / deformation instructing unit, the movement / deformation instructing unit for instructing a condition for moving or deforming the irradiation target, and the irradiation target represented by the irradiation target image data at the time of treatment planning A moving deformation calculation unit that obtains moving deformation irradiation target image data by moving or deforming, and an irradiation target expressed by the moving deformation irradiation target image data using the treatment plan data created by the treatment plan data creation unit A dose distribution calculation unit for obtaining a moving deformation dose distribution which is a dose distribution formed on the irradiation target when irradiated with radiation; It is obtained by so and a dose distribution information display section for displaying the dose distribution information based on.

この発明によれば、照射対象によって移動や変形する要因が異なっても、形成される線量分布が治療として許容できる範囲に収まる治療計画であるかどうかを適切に判断できる治療計画装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a treatment planning apparatus that can appropriately determine whether or not the dose distribution to be formed is within a range that is acceptable as a treatment even if the factors that move or deform vary depending on the irradiation target.

この発明の実施の形態1による治療計画装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the treatment plan apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の治療計画装置を含む放射線治療システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the radiotherapy system containing the treatment plan apparatus of this invention. この発明の実施の形態1による治療計画装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the treatment planning apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1による治療計画装置の線量分布情報表示部が表示する線量分布情報の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the dose distribution information which the dose distribution information display part of the treatment planning apparatus by Embodiment 1 of this invention displays. この発明の実施の形態2による治療計画装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the treatment planning apparatus by Embodiment 2 of this invention. この発明の実施の形態3による治療計画装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the treatment planning apparatus by Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図2は、本発明の治療計画装置を含む粒子線治療システムの全体構成を示すブロック図である。本発明の対象である治療計画装置1と画像データ送信装置3と治療計画データ受信装置4が各装置間で通信を行うためのネットワーク2で結ばれている。画像データ送信装置3は、治療計画のための画像データ31を治療計画装置1に送信する。画像データ送信装置3は、例えば画像データ格納装置32や画像撮影装置33を備えている。画像データ31は、例えばCT・MR・PETなど、治療計画時に撮像した治療対象である患者の患部および患部の周辺を含んだ患者、すなわち放射線を照射する照射対象の画像データである。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing the overall configuration of a particle beam therapy system including the treatment planning apparatus of the present invention. The treatment planning device 1, the image data transmitting device 3, and the treatment plan data receiving device 4 which are the objects of the present invention are connected by a network 2 for communication between the devices. The image data transmission device 3 transmits image data 31 for treatment planning to the treatment planning device 1. The image data transmission device 3 includes an image data storage device 32 and an image photographing device 33, for example. The image data 31 is, for example, CT / MR / PET or the like, image data of an irradiation target irradiated with radiation, that is, a patient including an affected area of a patient to be treated and a periphery of the affected area.

治療計画装置1で作成された治療計画データ41が治療計画装置1の出力データとして治療計画データ受信装置4に送信される。治療計画データ受信装置4は、例えば治療計画データ格納装置42や治療装置43などを備えている。治療計画装置1において主要な処理を行うのは治療計画計算機11である。治療計画装置1には、治療計画計算機11に指示を行うための入力装置12や、治療計画計算機11において処理した情報をユーザーに提示するための表示装置13などが備えられている。入力装置12は、キーボード・マウス・ペンタブレットなど、およそ計算機を使用する場合に想定される入力装置であればどのようなものであってもよい。表示装置13は、液晶ディスプレイやタッチパネル式のタブレット型ディスプレイあるいはプロジェクターなど、およそ計算機を使用する場合に想定される表示装置であればどのようなものであってもよい。   The treatment plan data 41 created by the treatment planning device 1 is transmitted to the treatment plan data receiving device 4 as output data of the treatment planning device 1. The treatment plan data receiving device 4 includes, for example, a treatment plan data storage device 42 and a treatment device 43. The treatment plan computer 11 performs the main processing in the treatment plan apparatus 1. The treatment planning apparatus 1 is provided with an input device 12 for giving an instruction to the treatment plan computer 11 and a display device 13 for presenting information processed by the treatment plan computer 11 to the user. The input device 12 may be any input device such as a keyboard, a mouse, and a pen tablet as long as it is assumed to use a computer. The display device 13 may be any display device such as a liquid crystal display, a touch panel type tablet display, or a projector as long as it is assumed to use a computer.

図1は、本発明の実施の形態1による治療計画装置1の治療計画計算機11の構成を示すブロック図である。画像データ入力部P1が画像データ31を治療計画計算機11に取り込む。治療計画計算機11に取り込んだ画像データ31を治療計画計算機11内の画像データ格納部P2に保存する。ユーザーは、画像データ選択部P3で画像データ格納部P2に保存された画像データを選択する(画像データ選択作業)。選択した画像データを、ここでは治療計画時照射対象画像データと呼ぶ。ユーザーは、輪郭データ作成部P4により、治療計画時照射対象画像データに重畳するように輪郭データを作成する(輪郭データ作成作業)。輪郭データとしては、治療対象を示すターゲットや、治療において照射をさける必要のある重要臓器や、患者の体の形を示す体輪郭など、およそ治療計画に必要となる輪郭データが含まれる。治療計画では、輪郭データを用いて、例えば、患部に線量を集中させ、重要臓器の線量が低くなるような照射パラメータを決定する。また、本発明では、後述のように移動変形した照射対象に照射した場合に、患部の線量、および重要臓器の線量がどのようになるかを評価する場合にも輪郭データが使用される。輪郭データ作成部P4で作成した輪郭データは輪郭データ格納部P5に保存される。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a treatment plan computer 11 of the treatment plan apparatus 1 according to Embodiment 1 of the present invention. The image data input unit P1 captures the image data 31 into the treatment plan computer 11. The image data 31 taken into the treatment plan computer 11 is stored in the image data storage unit P2 in the treatment plan computer 11. The user selects image data stored in the image data storage unit P2 in the image data selection unit P3 (image data selection operation). Here, the selected image data is referred to as irradiation target image data during treatment planning. The user uses the contour data creation unit P4 to create contour data so as to be superimposed on the treatment target irradiation target image data (contour data creation work). The contour data includes contour data necessary for a treatment plan, such as a target indicating a treatment target, an important organ that needs to avoid irradiation in treatment, and a body contour indicating the shape of a patient's body. In the treatment plan, using the contour data, for example, an irradiation parameter is determined such that the dose is concentrated on the affected area and the dose of the important organ is lowered. Further, in the present invention, contour data is also used when evaluating the dose of the affected area and the dose of the important organ when the irradiation object that has been moved and deformed as described below is irradiated. The contour data created by the contour data creation unit P4 is stored in the contour data storage unit P5.

治療計画データ作成部P6が、治療計画時照射対象画像データ・輪郭データを使用し治療計画データを作成する。この際、治療計画作成において、ユーザーが入力すべき条件があれば入力する(治療計画データ作成作業)。治療計画データとしては、粒子の種類など照射するビームの種類、ビームのエネルギー、ガントリ角度などのビームの方向、処方する線量・分割回数など、およそ治療計画に必要となる放射線の照射パラメータが含まれる。治療計画データ作成部P6で作成した治療計画データは治療計画データ格納部P7に保存される。   The treatment plan data creation unit P6 creates treatment plan data using treatment target irradiation target image data / contour data. At this time, if there is a condition to be input by the user in preparation of the treatment plan, it is entered (treatment plan data creation work). The treatment plan data includes the radiation parameters necessary for the treatment plan, such as the type of beam to be irradiated, such as the type of particle, the beam energy, the beam direction, such as the gantry angle, the prescription dose, and the number of divisions. . The treatment plan data created by the treatment plan data creation unit P6 is stored in the treatment plan data storage unit P7.

移動変形指示部P8は、実際に治療する際に、治療部位が移動したり、変形したりする様子を想定して指示する。移動・変形の原因や移動・変形の様子は、治療部位により異なるため、移動変形指示部P8が、治療部位に応じて臓器の移動や変形を指示する。移動変形指示部P8による移動や変形の指示としては、輪郭データの移動量を数値で入力したり、輪郭データの移動先・変形した形をユーザーが描画ツール等で指定したり、あるいは、患者の呼吸位相に合わせて撮影された複数の画像データから自動的に移動量・変形量を計算するよう指示するなど、およそ輪郭データの幾何学情報や画像データの幾何学情報、あるいは画像データに含まれる呼吸位相などのメタ情報を利用することが含まれる(移動変形量指示作業)。移動変形計算部P9において、移動変形指示部P8で指定された方法により輪郭データに対し移動量・変形量を計算し、移動・変形した輪郭データ、および輪郭データと同様に治療計画時照射対象画像データを移動変形した画像データを、移動変形照射対象画像データとして一時的にメモリ上に作成する。このように、移動変形照射対象画像データには、治療計画時照射対象画像データを移動変形させた画像データ、および移動変形した輪郭データが含まれる。   The movement / deformation instructing unit P8 instructs on the assumption that the treatment site is moved or deformed when actually treating. Since the cause of movement / deformation and the state of movement / deformation vary depending on the treatment site, the movement / deformation instruction unit P8 instructs the movement and deformation of the organ according to the treatment site. The movement / deformation instruction by the movement / deformation instructing unit P8 may include input of the amount of movement of the contour data as a numerical value, the user specifying the movement destination / deformed shape of the contour data with a drawing tool, or the like. Included in the geometric information of the contour data, the geometric information of the image data, or the image data, such as instructing to automatically calculate the movement amount / deformation amount from a plurality of image data taken in accordance with the respiratory phase This includes using meta information such as respiratory phase (moving deformation amount instruction work). In the movement / deformation calculation unit P9, the movement amount / deformation amount is calculated for the contour data by the method specified by the movement / deformation instruction unit P8. Image data obtained by moving and deforming the data is temporarily created on the memory as moving deformation irradiation target image data. As described above, the moving deformation irradiation target image data includes image data obtained by moving and deforming the irradiation target image data at the time of treatment planning, and contour data subjected to moving deformation.

線量分布計算部P10において、治療計画データおよび移動変形照射対象画像データを用いて、移動変形照射対象画像データで表現される移動変形された照射対象に、治療計画データの照射パラメータにより放射線を照射した場合の、当該照射対象に形成される線量分布である移動変形線量分布を計算する。線量分布計算部P10で求めた移動変形線量分布は、線量分布情報表示部P11において表示する。線量分布情報表示部P11における表示としては、一般的に治療計画装置として線量分布を表示するために想定される、線量の強さに応じた色による分布表示、あるいは線量体積ヒストグラム(DVH、Dose Volume Histogram)による表示など、およそ治療計画装置として想定される線量分布情報による表示であればどのような表示であってもよい。治療計画データ41は治療計画データ出力部P12から治療計画データ受信装置4に送信される。   In the dose distribution calculation unit P10, using the treatment plan data and the moving deformation irradiation target image data, the movement deformed irradiation target represented by the moving deformation irradiation target image data is irradiated with radiation according to the irradiation parameters of the treatment plan data. In this case, a moving deformation dose distribution which is a dose distribution formed on the irradiation target is calculated. The moving deformation dose distribution obtained by the dose distribution calculation unit P10 is displayed on the dose distribution information display unit P11. As the display in the dose distribution information display part P11, a distribution display by color according to the intensity of the dose, which is generally assumed to display the dose distribution as a treatment planning apparatus, or a dose volume histogram (DVH, Dose Volume). Any display may be used as long as the display is based on dose distribution information assumed as a treatment planning apparatus, such as a display by Histogram). The treatment plan data 41 is transmitted from the treatment plan data output unit P12 to the treatment plan data receiving device 4.

図3は本発明の実施の形態1の治療計画装置による治療計画データの作成手順を示すフローチャートである。治療計画データの作成は、画像データ選択S1から開始する。画像データ選択部P3において、治療計画データを作成する対象の治療計画時照射対象画像データの選択を行う(ステップS1)。治療計画時照射対象画像データの選択方法としては、画像データ格納部P2から特定の患者の画像データリストを取得し、ユーザーに画像データを選ばせたり、あるいは画像撮影装置33から治療計画装置1に対し画像データ31を直接送信したりするなど、治療計画作成時に一般的に使用されている方法が採用される。   FIG. 3 is a flowchart showing a procedure for creating treatment plan data by the treatment planning apparatus according to the first embodiment of the present invention. Creation of treatment plan data starts from image data selection S1. In the image data selection part P3, treatment target irradiation target image data for which treatment plan data is to be created is selected (step S1). As a method of selecting the irradiation target image data at the time of treatment planning, an image data list of a specific patient is acquired from the image data storage unit P2, and the user is allowed to select image data, or the image photographing device 33 is sent to the treatment planning device 1. For example, a method generally used at the time of creating a treatment plan, such as transmitting the image data 31 directly, is adopted.

次に、輪郭データ作成部P4において、選択された治療計画時照射対象画像データに対し重畳する輪郭データを作成する(ステップS2)。輪郭データ作成後、治療計画データ作成部P6において、この輪郭データに対応する治療計画データを作成する(ステップS3)。治療計画データは、治療計画時照射対象画像データに基づいて作成された輪郭データに対応して作成されるので、結局、治療計画データは治療計画時照射対象画像データに基づいて作成されることになる。ここまでの、ステップS1〜S3は、従来の治療計画の方法と同じである。次に、移動変形指示部P8において、輪郭データの、想定される移動変形(患者の呼吸による移動変形や、患者体位の傾きなど重力の影響による移動変形など)を指示し、その指示を受けて移動変形計算部P9が輪郭データを含む治療計画時照射対象画像データの移動・変形を行い、輪郭データを含む治療計画時照射対象画像データが移動・変形された結果である移動変形照射対象画像データをメモリ内に得る(ステップS4)。移動変形照射対象画像データとしては、輪郭データを含まない治療計画時照射対象画像データが移動変形された画像データと移動変形された輪郭データとをメモリ内に別々に保存するようにしても良いし、輪郭データが含まれた画像データとして保存するようにしても良く、そのデータ形式はどのようなものであってもよい。   Next, the contour data creating unit P4 creates contour data to be superimposed on the selected treatment plan irradiation target image data (step S2). After the contour data is created, the treatment plan data creation unit P6 creates treatment plan data corresponding to the contour data (step S3). Since the treatment plan data is created corresponding to the contour data created based on the irradiation target image data at the time of treatment planning, the treatment plan data is eventually created based on the irradiation target image data at the time of treatment planning. Become. Steps S1 to S3 so far are the same as the conventional treatment planning method. Next, in the movement / deformation instructing section P8, the contour data is instructed as to the assumed movement / deformation (movement / deformation caused by the patient's breathing, movement / deformation caused by the influence of gravity such as the inclination of the patient's body position). Moving deformation irradiation target image data, which is a result of moving / deforming the treatment plan irradiation target image data including the contour data and moving / deforming the treatment planning irradiation target image data including the contour data. Is obtained in the memory (step S4). As the moving deformation irradiation target image data, the image data obtained by moving and deforming the irradiation target image data not including the contour data and the contour data subjected to the movement deformation may be separately stored in the memory. The image data may be stored as image data including the contour data, and the data format may be any.

移動変形指示部P8において指示する移動・変形は、複数の移動変形を指示しても良い。複数の移動変形が指示された場合、移動変形計算部P9では、それぞれの移動変形について移動変形照射対象画像データを得る、すなわち複数の移動変形照射対象画像データを得る。   The movement / deformation instructed by the movement / deformation instruction unit P8 may instruct a plurality of movement / deformation. When a plurality of movement deformations are instructed, the movement deformation calculation unit P9 obtains movement deformation irradiation target image data for each movement deformation, that is, obtains a plurality of movement deformation irradiation target image data.

線量分布計算部P10において、ステップS4で与えられた諸条件(治療計画時照射対象画像データ・輪郭データ・治療計画データ・移動変形照射対象画像データなど)を使用し、それぞれの条件における線量分布の計算を行い(ステップS5)、結果を線量分布情報表示部P11に表示する。前述のように、線量分布情報表示部P11に表示するのは、線量の強さに応じた色による分布表示、あるいはDVHなど、ユーザーが、治療計画データの有効性・妥当性を判断するための線量分布情報である。線量分布情報としてDVHを表示した例を図4に示す。図4では、例えば呼吸により臓器が移動する場合の移動を推定して求めた線量分布をDVHで表現した線量分布情報を移動1、患者の姿勢により臓器が変形する場合を推定して求めた線量分布をDVHで表現した線量分布情報を変形1として示している。表示には、治療計画から移動変形が無い場合のDVHを治療計画として合わせて表示している。このように表示することで、重要臓器に対する線量が許容範囲に収まっているか、治療臓器に対する線量が治療に必要な線量となっているかなどにより、ユーザーが、この治療計画が妥当であるかどうかを判断することができる。   In the dose distribution calculation unit P10, the various conditions given in step S4 (treatment target irradiation target image data, contour data, treatment plan data, moving deformation irradiation target image data, etc.) are used, and the dose distribution of each condition is calculated. Calculation is performed (step S5), and the result is displayed on the dose distribution information display section P11. As described above, what is displayed on the dose distribution information display part P11 is for the user to determine the validity / validity of the treatment plan data such as distribution display by color according to the intensity of the dose or DVH. Dose distribution information. An example in which DVH is displayed as dose distribution information is shown in FIG. In FIG. 4, for example, the dose distribution information obtained by estimating the dose distribution obtained by estimating the movement when the organ moves due to respiration is expressed in DVH is moved 1, and the dose obtained by estimating the case where the organ is deformed depending on the posture of the patient. The dose distribution information expressing the distribution in DVH is shown as modification 1. In the display, DVH when there is no movement deformation from the treatment plan is also displayed as a treatment plan. By displaying in this way, the user can determine whether this treatment plan is appropriate, depending on whether the dose to the important organ is within an acceptable range or whether the dose to the treated organ is a dose required for treatment. Judgment can be made.

以上説明したように、ステップS1〜S3では、治療計画時に撮像した患者の患部を含む治療計画時照射対象画像データ、例えばCTデータに基づいて治療計画データを作成する。すなわち、治療計画時に撮像したときの患部に最適な線量分布を与えるための照射パラメータが治療計画データとして作成される。実際の照射は、治療計画とは異なる時点、異なる場所において行われるため、患者の患部は種々の原因により治療計画時とは、移動したり変形したりすることが想定される。治療計画時から、患者の患部、すなわち治療対象の臓器が移動したり変形したりしたすると、ステップS1〜S3で作成した治療計画データ通りの照射を行った場合、照射対象である患者に形成される線量分布は治療計画時に設定した線量分布にはならない。線量分布計算部P10では、臓器の移動や変形を想定し、移動や変形が発生した臓器に対して、治療計画データに従った照射を行った場合の線量分布を計算して、線量分布そのものあるいはDVHといった線量分布情報をユーザーに提示することにより、ユーザーが提示された線量分布情報により線量分布評価を行い、治療計画データの有効性・妥当性を評価する(ステップS6)。治療計画データの有効性・妥当性が不十分で再計画が必要とユーザーが判断した場合(ステップS6 YES)、ステップS3の治療計画データ作成からやり直すことができる。治療計画データの有効性・妥当性が十分と判断された場合は(ステップS6 NO)、治療計画データ受信装置に対し、治療計画データを出力する(ステップS7)。以上により、治療計画データの作成手順は終了となる。   As described above, in steps S <b> 1 to S <b> 3, treatment plan data is created based on treatment plan irradiation target image data including, for example, CT data including an affected part of a patient imaged during treatment planning. That is, an irradiation parameter for giving an optimal dose distribution to the affected area when imaged at the time of treatment planning is created as treatment plan data. Since actual irradiation is performed at a different time and at a different place from the treatment plan, it is assumed that the affected part of the patient moves or deforms at the time of the treatment plan due to various causes. If the affected area of the patient, that is, the organ to be treated has moved or deformed from the time of the treatment planning, when irradiation is performed according to the treatment plan data created in steps S1 to S3, it is formed in the patient to be irradiated. The dose distribution is not the dose distribution set at the time of treatment planning. The dose distribution calculation unit P10 calculates the dose distribution when irradiation according to the treatment plan data is performed on an organ that has moved or deformed, assuming movement or deformation of the organ, and the dose distribution itself or By presenting the dose distribution information such as DVH to the user, the dose distribution is evaluated based on the dose distribution information presented by the user, and the validity and validity of the treatment plan data is evaluated (step S6). When the effectiveness / relevance of the treatment plan data is insufficient and the user determines that replanning is necessary (YES in step S6), the treatment plan data creation in step S3 can be performed again. When it is determined that the validity / validity of the treatment plan data is sufficient (NO in step S6), the treatment plan data is output to the treatment plan data receiving device (step S7). This completes the procedure for creating treatment plan data.

本発明の実施の形態1による治療計画装置によると、治療計画を立案していく過程において、臓器の移動や変形による線量分布誤差を推定する過程を設けたので、実際の照射時に発生する臓器移動や変形に対する影響を評価することが可能となる。スキャニング照射は、小さなサイズのビームをスポット毎に照射していくことにより三次元の線量分布を得る照射法であるため、照射中に臓器が移動したり変形したりすると治療計画で立案した際の線量分布から誤差を生じる可能性が高く、影響の評価は特に重要となる。本発明の実施の形態1による治療計画装置では、臓器移動や変形に対する影響を評価することが可能であり、より適切な治療計画を立案することができるようになる。   According to the treatment planning apparatus according to the first embodiment of the present invention, the process of estimating the dose distribution error due to the movement or deformation of the organ is provided in the process of planning the treatment plan. And the effect on deformation can be evaluated. Scanning irradiation is an irradiation method that obtains a three-dimensional dose distribution by irradiating a small-sized beam for each spot. Therefore, if an organ moves or deforms during irradiation, It is likely that errors will occur from the dose distribution, and the assessment of effects is particularly important. With the treatment planning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, it is possible to evaluate the influence on organ movement and deformation, and a more appropriate treatment plan can be made.

実施の形態2.
図5は、本発明の実施の形態2による治療計画装置の治療計画計算機111の構成を示すブロック図である。本実施の形態2による治療計画計算機111は、実施の形態1の治療計画計算機11の構成に、CT値誤差計算部P13を追加した構成となっている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a block diagram showing the configuration of the treatment plan computer 111 of the treatment plan apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The treatment plan computer 111 according to the second embodiment has a configuration in which a CT value error calculation unit P13 is added to the configuration of the treatment plan computer 11 according to the first embodiment.

放射線、特に粒子線を照射した場合に、粒子線が吸収される割合は照射対象のいわゆるCT値に関係する。CT値とは、X線CT画像から得られる電子密度に対応した値である。CT値と粒子線が吸収される割合の関係は、臓器によって誤差を含んだものになる場合があるため、線量分布計算においてCT値誤差を考慮することにより、より物理現象としての線量分布に近い線量分布をユーザーに提示することができる。例えば、移動変形指示部P8において、考慮すべきCT値誤差をも指定することにより、CT値誤差計算部P13において、指定されたCT値誤差に基づいて移動変形計算部P9で求めた移動変形照射対象画像データにCT値誤差を与る。線量分布計算部P10においては、与えられたCT値誤差を考慮した線量分布を求め、CT値誤差を含んだ線量分布情報を提示することにより、精度の高い治療計画データを作成するための支援を行うことが可能となる。   When radiation, particularly particle beams, is irradiated, the proportion of absorbed particle beams is related to the so-called CT value of the irradiation object. The CT value is a value corresponding to the electron density obtained from the X-ray CT image. The relationship between the CT value and the rate at which particle beams are absorbed may contain errors depending on the organ, so it is closer to the dose distribution as a physical phenomenon by considering the CT value error in the dose distribution calculation. The dose distribution can be presented to the user. For example, by specifying the CT value error to be considered in the movement deformation instruction unit P8, the movement deformation irradiation obtained in the movement deformation calculation unit P9 based on the designated CT value error in the CT value error calculation unit P13. A CT value error is given to the target image data. The dose distribution calculation unit P10 obtains a dose distribution in consideration of a given CT value error, and presents dose distribution information including the CT value error, thereby assisting in creating highly accurate treatment plan data. Can be done.

実施の形態3.
図6は、本発明の実施の形態3による治療計画装置の治療計画計算機211の構成を示すブロック図である。本実施の形態3による治療計画計算機211は、実施の形態1の治療計画計算機11の構成に、患者位置決め誤差計算部P14を追加した構成となっている。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the treatment plan calculator 211 of the treatment plan apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. The treatment plan computer 211 according to the third embodiment has a configuration in which a patient positioning error calculation unit P14 is added to the configuration of the treatment plan computer 11 according to the first embodiment.

例えば、移動変形指示部P8において、考慮すべき患者位置決め誤差をも指定することにより、患者位置決め誤差計算部P14において、指定された患者位置決め誤差に基づいて移動変形計算部P9で求めた移動変形照射対象画像データに位置決め誤差による誤差を与える。線量分布計算部P10においては、与えられた位置決め誤差を考慮した線量分布を求め、位置決め誤差を含んだ線量分布情報を提示する。このように、患者位置決め誤差を考慮することにより、患者位置決め誤差が発生した場合の線量分布情報をユーザーに提示することができ、よりロバスト性の高い治療計画データを作成するための支援を行うことが可能となる。   For example, by designating a patient positioning error to be considered in the movement deformation instruction section P8, the movement deformation irradiation obtained by the movement deformation calculation section P9 based on the designated patient positioning error in the patient positioning error calculation section P14. An error due to positioning error is given to the target image data. In the dose distribution calculation unit P10, a dose distribution is calculated in consideration of a given positioning error, and dose distribution information including the positioning error is presented. In this way, by considering patient positioning errors, dose distribution information when patient positioning errors occur can be presented to the user, and support for creating more robust treatment plan data can be provided Is possible.

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。   In the present invention, the respective embodiments can be appropriately modified or omitted within the scope of the invention.

1 治療計画装置、31 治療計画データ、P6 治療計画データ作成部、P8 移動変形指示部、P9 移動変形計算部、P10 線量分布計算部、P11 線量分布情報表示部、P13 CT値誤差計算部、P14 患者位置決め誤差計算部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Treatment plan apparatus, 31 Treatment plan data, P6 Treatment plan data preparation part, P8 Movement deformation instruction part, P9 Movement deformation calculation part, P10 Dose distribution calculation part, P11 Dose distribution information display part, P13 CT value error calculation part, P14 Patient positioning error calculator

Claims (5)

放射線治療時の放射線の照射に関する計画を作成する治療計画装置であって、
治療計画時に照射対象を撮像して得た治療計画時照射対象画像データに基づいて、治療時の放射線の照射パラメータを求めて治療計画データを作成する治療計画データ作成部と、前記照射対象が移動または変形する条件を指示する移動変形指示部と、
前記治療計画時照射対象画像データで表現される照射対象を、前記移動変形指示部により指示された条件に基づいて移動または変形させることにより移動変形照射対象画像データを求める移動変形計算部と、
前記治療計画データ作成部で作成された治療計画データを用いて前記移動変形照射対象画像データで表現される照射対象に放射線を照射した場合の、当該照射対象に形成される線量分布である移動変形線量分布を求める線量分布計算部と、
前記移動変形線量分布に基づいた線量分布情報を表示する線量分布情報表示部と
を備えたことを特徴とする治療計画装置。
A treatment planning device for creating a plan related to radiation irradiation at the time of radiation treatment,
Based on the irradiation target image data obtained by imaging the irradiation target at the time of the treatment plan, a treatment plan data creation unit that calculates the irradiation parameters of the radiation at the time of the treatment and generates the treatment plan data, and the irradiation target moves Or a movement / deformation instructing unit for instructing conditions for deformation;
A movement / deformation calculation unit that obtains moving deformation irradiation target image data by moving or deforming the irradiation target expressed by the irradiation target image data at the time of treatment planning based on the conditions instructed by the movement / deformation instruction unit;
Moving deformation that is a dose distribution formed on the irradiation target when the irradiation target represented by the moving deformation irradiation target image data is irradiated with radiation using the treatment plan data created by the treatment plan data creation unit A dose distribution calculation unit for obtaining a dose distribution;
A treatment planning apparatus comprising: a dose distribution information display unit that displays dose distribution information based on the moving deformed dose distribution.
前記移動変形指示部は、オペレータの入力に基づいて複数の移動または変形する条件を指示し、
前記移動変形計算部は、前記複数の移動または変形する条件のそれぞれの条件に基づいて、複数の前記移動変形照射対象画像データを求め、
前記線量分布計算部において、前記複数の前記移動変形照射対象画像データのそれぞれで表現されるそれぞれの照射対象についてそれぞれの前記移動変形線量分布を求め、
前記線量分布情報表示部において、前記線量分布計算部において求めたそれぞれの前記移動変形線量分布に基づいたそれぞれの前記線量分布情報を表示することを特徴とする請求項1に記載の治療計画装置。
The movement deformation instruction unit instructs a plurality of movement or deformation conditions based on an operator input,
The movement deformation calculation unit obtains a plurality of movement deformation irradiation target image data based on each condition of the plurality of movement or deformation conditions,
In the dose distribution calculation unit, for each irradiation target represented by each of the plurality of moving deformation irradiation target image data, each moving deformation dose distribution is obtained,
2. The treatment planning apparatus according to claim 1, wherein the dose distribution information display unit displays each of the dose distribution information based on the moving deformation dose distribution obtained in the dose distribution calculation unit.
前記照射対象のCT値誤差を与えて、このCT値誤差を含んだ移動変形照射対象画像データを求めるCT値誤差計算部を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の治療計画装置。   The treatment planning apparatus according to claim 1, further comprising a CT value error calculation unit that gives a CT value error of the irradiation target and obtains moving deformation irradiation target image data including the CT value error. . 治療時に患者の位置決めを行うときの患者位置決め誤差を与えて、与えられた患者位置決め誤差を含んだ移動変形照射対象画像データを求める患者位置決め誤差計算部を備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の治療計画装置。   2. A patient positioning error calculation unit that gives a patient positioning error when positioning a patient during treatment and obtains moving deformation irradiation target image data including the given patient positioning error. 4. The treatment planning device according to any one of 3. 前記線量分布情報表示部において表示する前記線量分布情報は、線量体積ヒストグラムであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の治療計画装置。   The treatment planning apparatus according to claim 1, wherein the dose distribution information displayed in the dose distribution information display unit is a dose volume histogram.
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