JP4967686B2 - Radiotherapy planning apparatus and method for providing radiotherapy planning - Google Patents
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Description
本発明は、放射線を照射してがんを治療する放射線がん治療に用いられる放射線治療計画装置に係り、X線CT画像,PET画像,MRI画像等の各種診断画像をもとに、治療装置の設定や体内線量分布の計算を実行し、個々の患者に適した放射線治療方法を提供する放射線治療計画装置及び放射線治療計画の提供方法に関する。 The present invention relates to a radiation therapy planning apparatus used for radiation cancer treatment for irradiating radiation to treat cancer, and based on various diagnostic images such as X-ray CT images, PET images, MRI images, etc. The present invention relates to a radiotherapy planning apparatus and a radiotherapy plan providing method for executing a setting of a dose and calculating a body dose distribution and providing a radiotherapy method suitable for an individual patient.
放射線をがんに照射して治療を行う放射線がん治療においては、患部周辺の正常組織や放射線感受性の高い危険臓器に極力線量を当てないようにしつつ、がん患部のみに線量を当てるように放射線を照射する必要がある。また、がん患部に対しては、医者が処方した線量で均一に照射する必要がある。 In radiation cancer treatment where radiation is applied to the cancer, the dose should be applied only to the affected cancer area while avoiding as much dose as possible to normal tissues around the affected area and highly sensitive organs with high radiation sensitivity. It is necessary to irradiate radiation. Moreover, it is necessary to uniformly irradiate the cancer affected area with a dose prescribed by a doctor.
このような放射線照射を実現するために、放射線がん治療では、治療に先立ち治療計画が実施される。治療計画とは個々の患者に最適な放射線照射方法を検討するプロセスである。医者は治療計画装置を使用して、患者のX線CT画像,MRI画像,PET画像等の各種診断画像をもとに、治療ビーム線質,ビーム照射門数,ビーム照射方向,照射野形状等の治療装置の条件を決定する。 In order to realize such radiation irradiation, in radiation cancer treatment, a treatment plan is implemented prior to treatment. Treatment planning is the process of examining the best radiation method for an individual patient. The doctor uses the treatment planning device, based on various diagnostic images such as X-ray CT images, MRI images, and PET images of the patient, the treatment beam quality, the number of beam irradiation gates, the beam irradiation direction, the irradiation field shape, etc. Determine the conditions of the treatment device.
治療計画装置での作業手順を以下に説明する。治療計画装置では、まず事前に撮影された患者のX線CT画像の読み込みを行う。医者は、その画像上に、線量を与えたいがん患部と線量を与えたくない危険臓器とを入力する。患部部位への総線量,分割回数,危険臓器の許容線量を入力し、危険臓器を避けた適切な放射線照射方向を決め、照射野形状,患者固有具の計算を行う。次に、その条件下での体内線量分布を計算する。 The work procedure in the treatment planning apparatus will be described below. In the treatment planning apparatus, first, an X-ray CT image of a patient imaged in advance is read. On the image, the doctor inputs a cancer affected part to which a dose is to be given and a dangerous organ that is not desired to be given a dose. Enter the total dose to the affected area, the number of divisions, and the allowable dose of the dangerous organ, determine the appropriate radiation irradiation direction avoiding the dangerous organ, and calculate the irradiation field shape and patient-specific equipment. Next, the body dose distribution under the condition is calculated.
計算された線量分布は、線量体積ヒストグラム(Dose Volume Histogram (DVH))と呼ばれるヒストグラムにより評価される。線量体積ヒストグラム(DVH)は、がん患部や危険臓器といった関心領域内の各線量値の体積割合をヒストグラム表示したものである。がん患部に関するDVH曲線と危険臓器に関するDVH曲線を表示して、計算された線量分布の良し悪しを評価する。 The calculated dose distribution is evaluated by a histogram called a dose volume histogram (DVH). The dose volume histogram (DVH) is a histogram display of the volume ratio of each dose value in a region of interest such as a cancer affected area or a dangerous organ. The DVH curve related to the cancer affected part and the DVH curve related to the dangerous organ are displayed to evaluate the quality of the calculated dose distribution.
線量体積ヒストグラム(DVH)により、処方された線量でがん患部が一様に照射され、かつ、危険臓器の線量が許容値以下であることが確認されると、その治療計画は承認され、治療計画装置で決定された治療装置条件に基づき治療が開始される。線量体積ヒストグラム(DVH)の結果が満足できるものでない場合は、照射方向,照射野形状等の治療装置設定をやり直し、再度線量分布計算を実施し、満足な線量分布が得られるまでこの作業が繰り返される(例えば、特許文献1,2参照)。 If the dose volume histogram (DVH) confirms that the affected area of the cancer is uniformly irradiated with the prescribed dose and the dose of the dangerous organ is below the allowable value, the treatment plan is approved and the treatment is performed. The treatment is started based on the treatment device condition determined by the planning device. If the results of the dose volume histogram (DVH) are not satisfactory, repeat the settings of the treatment device such as the irradiation direction and irradiation field shape, calculate the dose distribution again, and repeat this operation until a satisfactory dose distribution is obtained. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
このように、放射線がん治療では、がん患部を処方された線量で一様に照射し、危険臓器の線量を減らすことが必要である。治療計画装置では、治療装置条件を設定した後、線量分布計算を行う。この時、体内は様々な密度の物質が存在するため、がん患部内の線量分布は処方された線量より高い線量の領域や、処方された線量より低い線量の領域ができる。また、多門照射を実施した場合などでは、がん患部の領域外の正常組織で線量分布が重なり合い線量の高い領域(ホットスポット)が発生したり、逆に、線量の低い領域(コールドスポット)が発生したりする。線量分布計算後、このような線量の高い領域や線量の低い領域が発生した際に、その位置を確かめて治療上問題がないかどうかを確認することが必要である。 Thus, in radiation cancer treatment, it is necessary to uniformly irradiate the cancer affected area with a prescribed dose and reduce the dose of the dangerous organ. In the treatment planning device, the dose distribution calculation is performed after setting the treatment device conditions. At this time, since various density substances exist in the body, the dose distribution in the cancer affected area can be a region with a dose higher than the prescribed dose or a region with a dose lower than the prescribed dose. In addition, when multiple portal irradiation is performed, dose distributions overlap in normal tissues outside the affected area of the cancer, resulting in areas with high doses (hot spots) or conversely areas with low doses (cold spots). Occur. After calculating the dose distribution, when such a high-dose region or a low-dose region occurs, it is necessary to confirm the position and confirm whether there is a problem in treatment.
治療計画装置では、計算された体内線量分布は、一般に等線量線で表示される。これは、三次元で計算された線量分布の断面を取り出し、その平面内で線量が等しい点を線で結んで表示するものである。さらに、線量分布と体内の組織分布との位置関係を把握するために、通常X線CT画像を背景としてその上に等線量線を重ね合わせて表示する。治療計画装置で線量分布の計算結果を確認するためには、以上の等線量線を目で追いかけて、等線量線の位置,形状を確認する必要がある。例えば、線量値100%の領域が体内のどこにできているかを知るためには、線量値100%の線をたどっていき、分布の形状と体内での位置を確認する。 In the treatment planning apparatus, the calculated in-vivo dose distribution is generally displayed as an isodose line. In this method, a cross section of a dose distribution calculated in three dimensions is taken out, and points having the same dose in the plane are connected by lines and displayed. Furthermore, in order to grasp the positional relationship between the dose distribution and the tissue distribution in the body, a normal X-ray CT image is used as a background, and isodose lines are superimposed and displayed thereon. In order to confirm the calculation result of the dose distribution with the treatment planning device, it is necessary to follow the above isodose lines with the eyes and confirm the position and shape of the isodose lines. For example, in order to know where in the body a region with a dose value of 100% is formed, a line with a dose value of 100% is traced to confirm the shape of the distribution and the position in the body.
線量分布の表示を制御するルックアップテーブル(LUT)の設定を変更することにより、がん患部内の線量の高い領域あるいは線量の低い領域を確認することができる。線量分布のルックアップテーブル(LUT)とは、ある線量値に対して表示する色の組を持ったテーブルである。例えば、相対線量で線量分布を表示する場合、線量100%の線は赤色の線、線量50%の線は緑色の線、線量10%の線は青色の線、といった線量値と表示色が組になったテーブルである。ルックアップテーブルLook Up Table(LUT) を設定することで、等線量線で表示された線量分布を変更することができる。 By changing the setting of the look-up table (LUT) that controls the display of the dose distribution, it is possible to confirm a high dose region or a low dose region in the cancer affected area. A dose distribution look-up table (LUT) is a table having a set of colors to be displayed for a certain dose value. For example, when displaying the dose distribution as a relative dose, the dose value and display color are combined such that the 100% dose line is a red line, the 50% dose line is a green line, and the 10% dose line is a blue line. It is a table that became. By setting the Look Up Table (LUT), the dose distribution displayed by the isodose line can be changed.
がん患部はある程度は一様に照射されているため、線量値の分布の範囲が限定されている。従って、ルックアップテーブル(LUT)の設定を変更して表示する線量値の幅を狭める必要がある。例えば、線量0%から線量100%までを10段階で表示していたものを、線量80%から線量100%までを10段階で色付けして表示するように変更して、線量の高い領域や線量の低い領域を探す必要がある。 Since the cancer affected area is uniformly irradiated to some extent, the range of dose value distribution is limited. Accordingly, it is necessary to change the setting of the look-up table (LUT) to narrow the range of dose values to be displayed. For example, if the dose from 0% to 100% is displayed in 10 steps, the dose is changed from 80% to 100% in 10 steps. It is necessary to search for a low area.
しかし、このようにルックアップテーブル(LUT)の設定を変更する方法では、がん患部や危険臓器といった関心領域内の線量が存在する線量値の範囲が分からない。つまり、分布する線量値の最大値,最小値が分からないため、ルックアップテーブル(LUT)を変えては等線量線を確認するといった作業を、試行錯誤繰り返し行う必要がある。従って、治療計画装置のユーザーの手数がかかる。また、関心領域内で局所的に存在する高い線量の領域や低い線量の領域を見逃す可能性がある。 However, in the method of changing the look-up table (LUT) setting in this way, the range of dose values in which there is a dose in the region of interest such as a cancer affected part or a dangerous organ cannot be determined. That is, since the maximum value and minimum value of the distributed dose values are not known, it is necessary to repeat trial and error such as changing the lookup table (LUT) and checking the isodose line. Therefore, it takes time for the user of the treatment planning apparatus. Moreover, there is a possibility of missing a high dose region or a low dose region that exists locally in the region of interest.
本発明は、がん患部において、処方された線量より線量が高い領域/処方された線量より線量が低い領域や、危険臓器や正常組織において、予期せず線量が高くなってしまった領域(ホットスポット)/線量が低くなってしまった領域(コールドスポット)の有無を容易に特定することができる放射線治療計画装置を提供することを課題とする。 The present invention relates to a region where the dose is higher than the prescribed dose / a region where the dose is lower than the prescribed dose, or a region where the dose has unexpectedly increased in a dangerous organ or normal tissue (hot It is an object of the present invention to provide a radiotherapy planning apparatus that can easily specify the presence or absence of a spot (cold spot) / area where the dose has become low.
被験者の体内線量分布を求める線量分布計算手段と、
線量分布計算手段により求めた体内線量分布に基づいて、被験者の関心領域に関する線量体積ヒストグラムを作成する線量体積ヒストグラム作成手段と、
線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を線量体積ヒストグラム上で重ね合わせて指定するための線量値指定手段を付加し、
線量体積ヒストグラムと、線量値指定手段と、線量値指定手段により指定された線量値の範囲の線量分布とを表示する表示手段を備えるとを同時に表示する表示手段とを備えた放射線治療計画装置。
A dose distribution calculating means for obtaining a body dose distribution of a subject,
A dose volume histogram creating means for creating a dose volume histogram related to the region of interest of the subject based on the in-vivo dose distribution obtained by the dose distribution calculating means;
Dose value designation means for superimposing and specifying the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed on the dose volume histogram on the display of the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means ,
A radiotherapy planning apparatus comprising: a display means for simultaneously displaying a dose volume histogram, a dose value specifying means, and a display means for displaying a dose distribution within a range of dose values specified by the dose value specifying means .
本発明によれば、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムと、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段とを同時に表示するので、被験者の線量体積ヒストグラムを考慮して、ホットスポット等の確認のために表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を容易に確認・指定することができ、適切な線量値の範囲で線量分布を表示することができる。従って、がん患部において、処方された線量より線量が高い領域/処方された線量より線量が低い領域や、危険臓器や正常組織において、予期せず線量が高くなってしまった領域(ホットスポット)/線量が低くなってしまった領域(コールドスポット)の有無を容易に特定することが可能となる。 According to the present invention, the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means and the dose value designation means for designating the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed are displayed simultaneously. Considering the dose volume histogram, the range of dose values of the subject's dose distribution that should be displayed for confirmation of hot spots, etc. can be easily confirmed and specified, and the dose distribution is displayed within the appropriate range of dose values can do. Therefore, areas where the dose is higher than the prescribed dose / area where the dose is lower than the prescribed dose, or areas where the dose has unexpectedly increased (hot spots) in dangerous organs and normal tissues. / It becomes possible to easily identify the presence or absence of a region (cold spot) where the dose has become low.
本発明における放射線治療計画装置は、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムと、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段とを同時に表示する。または、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき前記被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段を付加して、表示手段に表示する。以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 The radiotherapy planning apparatus according to the present invention simultaneously displays the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means and the dose value designation means for designating the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed. Alternatively, a dose value designation means for designating a range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed is added to the display of the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means and displayed on the display means . Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画の提供方法についての第1の実施例を図1−図14を用いて説明する。本実施例における放射線治療計画装置は、被験者の線量体積ヒストグラムにより必要とする線量値の範囲を容易に確認し、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するため、被験者の体内線量分布を求める線量分布計算手段と、線量分布計算手段により求めた体内線量分布に基づいて被験者の関心領域に関する線量体積ヒストグラムを作成する線量体積ヒストグラム作成手段と、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムと、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段とを同時に表示する表示手段とを備えるものである。 A first embodiment of a radiation treatment planning apparatus and a method for providing a radiation treatment plan according to the present invention will be described with reference to FIGS. The radiation treatment planning apparatus in the present embodiment easily confirms the range of the required dose value from the dose volume histogram of the subject and designates the range of the dose value of the dose distribution of the subject to be displayed. Dose distribution calculation means for obtaining a distribution, dose volume histogram creation means for creating a dose volume histogram relating to the region of interest of the subject based on the in-vivo dose distribution obtained by the dose distribution calculation means, and a dose created by the dose volume histogram creation means Display means for simultaneously displaying a volume histogram and a dose value designating means for designating a range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed is provided.
放射線がん治療では、治療に先立ち治療計画を実施する必要がある。治療計画では、X線CT画像より体内の密度情報を取得する必要があり、患者のがん患部を含む領域のX線CT画像を撮影する。また、患部の特定を補助するために必要に応じて、MRI画像,
PET画像を撮影する。撮影された各種診断画像は画像サーバーに格納される。
In radiation cancer treatment, it is necessary to implement a treatment plan prior to treatment. In the treatment plan, it is necessary to acquire density information in the body from the X-ray CT image, and an X-ray CT image of an area including the cancerous part of the patient is taken. In addition, if necessary to assist in the identification of the affected area,
Take a PET image. The various diagnostic images taken are stored in the image server.
放射線治療計画装置の全体構成について、図1を用いて説明する。図1は本実施例に係る放射線治療計画装置の全体構成図を示している。放射線治療計画装置200は、入力装置201,処理装置202,表示装置203を備える。入力装置201はキーボードやマウス等、放射線治療計画装置200のユーザーが自由に操作できる入力手段である。処理装置202は、コンピュータであり、関心領域入力手段,線量分布計算手段,線量分布解析手段等の計算が必要な処理を行う。表示装置203は、処理装置202によって計算された結果を表示するものであり、ディスプレイやプリンター等である。放射線治療計画装置200は、X線CT画像を画像サーバー204より取得し、治療計画ファイル保存サーバー205に治療計画結果を出力する。
The overall configuration of the radiotherapy planning apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows an overall configuration diagram of a radiotherapy planning apparatus according to the present embodiment. The radiation
次に、本実施例に係る放射線治療計画装置を用いた放射線治療計画の手順を図2を用いて説明する。図2は、本実施例に係る放射線治療計画の手順を示している。まず、放射線治療計画装置200は、撮影された各種診断画像を画像サーバー204より取得し、読み込みを行う(ステップS1)。次に治療計画装置に、X線CT画像を表示し、医学的な見地よりがん患部を特定し入力していく。部位によっては、MRI画像に対して患部を入力し、MRI画像とX線CT画像のマッピングを実施した後に、MRI画像に入力された患部をX線CT画像に転写する操作を行う。また、機能画像であるPET画像を利用して、患部の入力を半自動的に行うことも可能である。
Next, the procedure of the radiation treatment plan using the radiation treatment planning apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the procedure of the radiation treatment plan according to the present embodiment. First, the radiation
以上のように入力されたがん患部は、治療計画装置において関心領域として登録される。がん患部は、臨床的に決定される肉眼的腫瘍体積Gross Tumor Volume(GTV)、臨床標的体積Clinical Target Volume(CTV)、CTVに臓器の呼吸移動ならびに治療時の患者位置決め誤差を考慮してマージン付けが実施された計画標的体積Planning Target
Volume(PTV)等に分類され、治療計画装置に登録される。
The cancer affected part input as described above is registered as a region of interest in the treatment planning apparatus. The cancer affected area is a margin that takes into account the clinically determined gross tumor volume (GTV), clinical target volume (CTV), respiratory movement of organs and patient positioning errors during treatment. Planned Target Volume with Targeting
It is classified into Volume (PTV) etc. and registered in the treatment planning device.
また、放射線の照射対象となるがん患部(GTV,CTV,PTV)に加えて、放射線を照射したくない危険臓器Organ At Risk(OAR) も必要に応じて入力・登録する(ステップS2)。図3は、頭部のX線CT画像101にがん患部102と危険臓器103を入力した図を示している。
Further, in addition to the cancer affected part (GTV, CTV, PTV) to be irradiated with radiation, a dangerous organ Organ At Risk (OAR) that is not desired to be irradiated with radiation is input / registered as necessary (step S2). FIG. 3 shows a diagram in which the cancer affected
次に、登録されたがん患部及び危険臓器(関心領域)に対してそれぞれ線量設定を実施する。がん患部に対する処方線量,危険臓器に対する許容線量,分割回数,一回線量を設定する(ステップS3)。照射門数,照射方向を決定した後(ステップS4)、治療ビームエネルギー等のビーム線質,照射領域を限定する照射野形状、治療用具形状を計算する(ステップS5)。次に、ステップS1〜5で決定した治療条件下での患者体内の三次元線量分布を、X線CT画像により得られる密度情報をもとに計算する(ステップS6)。 Next, dose setting is performed for each of the registered cancer affected area and dangerous organ (region of interest). The prescription dose for the cancer affected part, the allowable dose for the dangerous organ, the number of divisions, and the amount of one line are set (step S3). After determining the number of irradiation gates and the irradiation direction (step S4), the beam quality such as the treatment beam energy, the irradiation field shape that limits the irradiation region, and the treatment tool shape are calculated (step S5). Next, the three-dimensional dose distribution in the patient under the treatment conditions determined in steps S1 to S5 is calculated based on the density information obtained from the X-ray CT image (step S6).
ステップS6により計算された体内線量分布は等線量線で表示される。図4は、図3に記載の頭部のX線CT画像101上にさらに線量分布104を等線量線で表示した図である。等線量線表示は、三次元で計算された線量分布の断面を取り出し、その平面内で線量が等しい点を線で結んで表示するものである。線量分布と体内の組織分布との位置関係を把握するために、通常X線CT画像上に等線量線を重ね合わせて表示する。また、線量分布は、隣接する等線量線の間の領域を塗り潰しで描画することもできる。塗り潰しで表示する場合は、背景となるX線CT画像が見えていた方が分かりやすいので、線量分布を半透明にするために、線量分布に対して透明度を設定する。
The in-vivo dose distribution calculated in step S6 is displayed as an isodose line. FIG. 4 is a diagram in which the
線量分布表示は、ルックアップテーブルLook Up Table(LUT)により表示色や等線量線の間隔を変更することができる。図5に線量分布表示を制御するルックアップテーブル(LUT)を示す。ルックアップテーブル(LUT)は、各線量値に対して表示色が関連付けされたテーブルである。このルックアップテーブル(LUT)を使用して、各線量値に対する色を変える/表示する線量の領域を変える/線量値の間隔を変える等の操作により、線量分布表示を変更することができる。ルックアップテーブル(LUT)を制御しながら、X線CT画像の各断面像に対して、がん患部に所定の線量がかかっているか、また、危険臓器に許容値以上の線量がかかっていないかを確認する。 In the dose distribution display, the display color and the interval between isodose lines can be changed by a look-up table (LUT). FIG. 5 shows a look-up table (LUT) for controlling the dose distribution display. The look-up table (LUT) is a table in which a display color is associated with each dose value. Using this look-up table (LUT), the dose distribution display can be changed by operations such as changing the color for each dose value / changing the region of dose to be displayed / changing the interval between dose values. While controlling the look-up table (LUT), whether a predetermined dose is being applied to the cancerous part of each cross-sectional image of the X-ray CT image, and whether a dose exceeding the allowable value is being applied to the dangerous organ Confirm.
計算された線量分布を定量的に評価するために、線量体積ヒストグラムDose Volume
Histogram(DVH) と呼ばれるヒストグラムを作成する(ステップS7)。図6に微分型の線量体積ヒストグラム(DVH)を示す。図6は、横軸に線量の値を示し、縦軸は体積を示している。微分型の線量体積ヒストグラムは、関心領域内で出現する各線量の体積を表示したものであり、治療計画装置により計算される。
To quantitatively evaluate the calculated dose distribution, the dose volume histogram Dose Volume
A histogram called Histogram (DVH) is created (step S7). FIG. 6 shows a differential dose volume histogram (DVH). In FIG. 6, the horizontal axis indicates the dose value, and the vertical axis indicates the volume. The differential dose volume histogram displays the volume of each dose that appears in the region of interest and is calculated by the treatment planning device.
図7に積分型の線量体積ヒストグラム(DVH)を示す。これは、微分型の線量体積ヒストグラム(DVH)において、ある線量に注目し、その線量以上の体積の総和を計算して、関心領域全体の体積で割ったものである。したがって、横軸は線量の値を示し、縦軸は関心領域における体積割合を示している。図7に示すDVH曲線105は、ある線量X以上で照射される関心領域の体積割合がY%であることを示している。言い換えると、関心領域の全体積のうち、Y%の領域が線量X以上で照射されるということになる。関心領域内の最大線量はDVH曲線105が0%と交差する点の線量で与えられ、最小線量は
DVH曲線105が100%と交差する点の線量で与えられる。線量体積ヒストグラム
(DVH)は、一般に図6の微分型よりも図7の積分型が使用される。以後の説明では積分型の線量体積ヒストグラムを使用する。
FIG. 7 shows an integral dose volume histogram (DVH). This is a differential dose volume histogram (DVH) in which attention is paid to a certain dose, and the sum of the volumes above the dose is calculated and divided by the volume of the entire region of interest. Therefore, the horizontal axis indicates the dose value, and the vertical axis indicates the volume ratio in the region of interest. The
先にも説明したように、放射線によるがん治療では、患部を一様な線量で照射して周辺の正常組織には極力線量がかからないような照射が求められる。図8は、がん患部に対する理想的な線量体積ヒストグラム(DVH)を示している。つまり、がん患部が処方線量で均一に照射された場合、DVH曲線105は理想的には図8のようになる。図8のDVH曲線105では、がん患部領域内の線量は処方線量のみであるため、処方線量のところで急峻に立ち上がる。しかし、現実には、人間の体内は様々な密度の臓器が存在するため、がん患部を一様な線量で完全に均一に照射することは困難であり、DVH曲線105は図7のように処方線量Xを中心としてある幅を持って分布する。しかし、がん患部内の線量の一様度が向上すればするほど、DVH曲線105の形状は図8の階段型に近づいていくことになる。
As described above, in cancer treatment using radiation, irradiation is required so that the affected area is irradiated with a uniform dose and the normal tissue around it is not exposed to a dose as much as possible. FIG. 8 shows an ideal dose volume histogram (DVH) for a cancer affected area. That is, when the cancer affected part is uniformly irradiated with the prescription dose, the
図9は、危険臓器(OAR)に対する線量体積ヒストグラム(DVH)曲線105を示している。許容線量以下の部分にDVH曲線105がおさまっていれば、危険臓器は許容線量以下で照射されていることになる。
FIG. 9 shows a dose volume histogram (DVH) curve 105 for a dangerous organ (OAR). If the
線量体積ヒストグラム(DVH)は、がん患部及び危険臓器等の各関心領域に対して計算することができ、がん患部に関するDVH曲線と危険臓器(OAR)に関するDVH曲線を作成して、線量分布の良し悪しを判断する。線量体積ヒストグラム(DVH)は、異なる計画を比較検討するのに使用することもできる。 The dose volume histogram (DVH) can be calculated for each region of interest such as a cancer affected area and a dangerous organ, and a DVH curve related to the cancer affected area and a DVH curve related to the dangerous organ (OAR) are created to obtain a dose distribution. Judge the good or bad. Dose volume histograms (DVH) can also be used to compare different plans.
次に、がん患部において、処方された線量より線量が高い領域/処方された線量より線量が低い領域や、危険臓器や正常組織において、予期せず線量が高くなってしまった領域(ホットスポット)/線量が低くなってしまった領域(コールドスポット)の有無を確認する(ステップS8)。 Next, in the cancer affected area, the area where the dose is higher than the prescribed dose / the area where the dose is lower than the prescribed dose, or the area where the dose has unexpectedly increased in the dangerous organ or normal tissue (hot spot) ) / The presence or absence of a region (cold spot) where the dose has become low is confirmed (step S8).
図10は、線量値指定手段106を線量体積ヒストグラム(DVH)に付加した図である。線量値指定手段106は、表示すべき線量分布の線量の範囲(下限値,上限値)を指定するためのものであり、線量体積ヒストグラム(DVH)と連動している。図10では、線量体積ヒストグラムの線量値を示している横軸に沿って、線量の下限値Xと上限値Yを指定することが可能となっている。つまり、線量体積ヒストグラムの横軸に沿って、線量の下限値Xと上限値Yの箇所にバーが描画されており、このバーはマウスやキーボード入力により左右に移動可能となっている。また、ダイアログでユーザーに下限線量値X及び上限線量値Yを入力させ、その線量値に対応する箇所にバーを描画する方法でも良い。図10では、線量値指定手段106により、線量値がX以上Y以下の線量領域(図中網掛けの領域)が選択されたことを示している。
FIG. 10 is a diagram in which the dose value designation means 106 is added to the dose volume histogram (DVH). The dose value designation means 106 is for designating the dose range (lower limit value, upper limit value) of the dose distribution to be displayed, and is linked to the dose volume histogram (DVH). In FIG. 10, it is possible to designate the lower limit value X and the upper limit value Y of the dose along the horizontal axis indicating the dose values of the dose volume histogram. That is, along the horizontal axis of the dose volume histogram, a bar is drawn at the position of the lower limit value X and the upper limit value Y of the dose, and this bar can be moved to the left and right by mouse or keyboard input. Alternatively, the user may input a lower limit dose value X and an upper limit dose value Y in a dialog, and draw a bar at a location corresponding to the dose value. FIG. 10 shows that a dose region (hatched region in the figure) having a dose value of X to Y is selected by the dose
図11は、線量値指定手段106により指定線量領域を塗り潰しで表示した図である。図11では、線量値指定手段106により線量の下限値Xと上限値Yが指定された場合の線量分布表示を示しており、線量分布計算後にまず線量分布を表示し、その上に線量値がX以上Y以下である指定線量領域107が塗り潰しで表示される。図10で線量値指定手段106をマウスで左右に動かして下限値Xと上限値Yを変化させることにより、図11で塗り潰し表示された指定線量領域107の位置,形状が連動して変化する。
FIG. 11 is a diagram in which the designated dose region is displayed by being filled by the dose value designation means 106. FIG. 11 shows the dose distribution display when the lower limit value X and the upper limit value Y of the dose are specified by the dose
尚、図11の指定線量領域107は、塗り潰しの色を変更することが可能であり、治療計画装置のユーザーが、好みに応じた表示色を選択することができる。また、指定線量領域107に透明度を入れて、塗り潰し色を半透明とすることもできる。これにより背景として存在するX線CT画像及び線量分布を表わす等線量線を識別することが可能となる。
In addition, the designated dose area |
図12は、ステップS8においてホットスポット等を確認する際の表示画面例を示している。表示画面108では、図10に記載の線量値指定手段106を線量体積ヒストグラム(DVH)曲線105に付加した表示画面109と、図11に記載の線量値指定手段
106により指定された線量領域を表示した表示画面110とが表示される。線量値指定手段106の指定により、表示画面110の線量分布として表示された指定線量領域107の位置,形状が連動して変化する。表示画面110に表示される指定線量領域107の位置,形状を確認し、ホットスポット等の有無を特定する。線量値指定手段106が線量体積ヒストグラム(DVH)と同時に重ね合わせて表示されるので(換言すれば、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき前記被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段を付加して、表示手段に表示されるので)、被験者の線量体積ヒストグラムを考慮して、ホットスポット等の確認のために表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を容易に確認・指定することができる。
FIG. 12 shows an example of a display screen when confirming a hot spot or the like in step S8. The
本実施例においては、線量値指定手段と連動する表示として二次元の線量分布表示について説明したが、二次元と同様の表示が三次元でも可能である。図13に三次元線量分布表示画面を示す。図13では、肺の中のがん患部102の表面形状が三次元で表示されており、線量分布は三次元等線量面112で表示されている。ここで、三次元等線量面112とは、治療計画装置で計算された三次元の体内線量分布において、線量が等しい点を結び、等線量の面を作成するものである。図13では、二方向からの放射線照射に伴う等線量面が表示されている。等線量面表示では内部が見えないため、透明度を指定して半透明にすることによりさらに内部に存在する等線量面を確認することができる。
In the present embodiment, the two-dimensional dose distribution display has been described as the display linked to the dose value designation means, but the same display as the two-dimensional display is possible in three dimensions. FIG. 13 shows a three-dimensional dose distribution display screen. In FIG. 13, the surface shape of the cancer affected
図14に、線量値指定手段106により表示線量領域を指定した場合の三次元表示を示す。図13に示した三次元線量分布の等線量面表示に加えて、三次元での指定線量領域
113が表示される。指定線量領域113は、図10に示す線量値指定手段106で指定される線量値の範囲にある領域表面を三次元で表示したものである。線量値指定手段106で指定する線量領域を変化させると、それと連動して指定線量領域113の位置,形状が変化する。指定線量領域113により、治療計画装置のユーザーは指定線量領域の三次元的な形状,位置関係を確認することができる。
FIG. 14 shows a three-dimensional display when a display dose area is designated by the dose value designation means 106. In addition to the isodose plane display of the three-dimensional dose distribution shown in FIG. 13, a three-dimensional designated
ステップS8において、DVH曲線が所定の条件を満たさない場合は、照射門数,照射方向,照射野形状等を変更して、DVH曲線が所定の条件を満たすまでステップS4〜
S8を繰り返す。DVH曲線が所定の条件を満たしたら、治療計画を承認する(ステップ
S9)。
In step S8, if the DVH curve does not satisfy the predetermined condition, the number of irradiation gates, the irradiation direction, the irradiation field shape, and the like are changed, and steps S4 to S4 are performed until the DVH curve satisfies the predetermined condition.
Repeat S8. When the DVH curve satisfies a predetermined condition, the treatment plan is approved (step S9).
尚、本実施例においては、線量体積ヒストグラム(DVH)を用いて指定された関心領域内の指定線量領域を表示するが、関心領域として体内全域を選択することにより、体内全域での指定線量領域の表示を行うことも可能である。関心領域として体内全域を選択することにより、体内での線量の高い領域と低い領域を表示することができ、治療計画装置のユーザーが線量分布を確認する作業を効率化することが可能となる。 In this embodiment, the designated dose region in the region of interest designated using the dose volume histogram (DVH) is displayed. By selecting the entire body area as the region of interest, the designated dose region in the whole body region is displayed. Can also be displayed. By selecting the whole body as the region of interest, it is possible to display a region with a high dose and a region with a low dose in the body, and it is possible to improve the efficiency of the work of the user of the treatment planning apparatus confirming the dose distribution.
本実施例においては、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムと、表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段とを同時に表示するので(換言すれば、線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき前記被験者の線量分布の線量値の範囲を指定するための線量値指定手段を付加して、表示手段に表示するので)、被験者の線量体積ヒストグラムを考慮して、ホットスポット等の確認のために表示すべき被験者の線量分布の線量値の範囲を容易に確認・指定することができ、適切な線量値の範囲で線量分布を表示することができる。従って、がん患部において、処方された線量より線量が高い領域/処方された線量より線量が低い領域や、危険臓器や正常組織において、予期せず線量が高くなってしまった領域(ホットスポット)/線量が低くなってしまった領域(コールドスポット)の有無を容易に特定することが可能となる。 In the present embodiment, the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means and the dose value designation means for designating the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed are displayed simultaneously (in other words, For example, a dose value designation means for designating a range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed is added to the display of the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means and displayed on the display means Therefore, considering the dose volume histogram of the subject, the range of dose values of the subject's dose distribution to be displayed for confirmation of hot spots etc. can be easily confirmed and specified, and the appropriate range of dose values The dose distribution can be displayed. Therefore, areas where the dose is higher than the prescribed dose / area where the dose is lower than the prescribed dose, or areas where the dose has unexpectedly increased (hot spots) in dangerous organs and normal tissues. / It becomes possible to easily identify the presence or absence of a region (cold spot) where the dose has become low.
つまり、線量値指定手段106により、被験者の線量体積ヒストグラムを考慮して指定された線量値(上限値X,下限値Y)に連動して、線量分布表示で色付けされて表示される領域が変化するので、治療計画装置のユーザーは関心領域内の指定線量領域の位置,形状を知ることができる。従って、線量値指定手段106と連動する線量分布表示により、がん患部の場合は、処方された線量より高い線量の領域又は処方された線量より低い線量の領域を容易に確認することが可能となる。また、危険臓器(OAR)の場合は、許容線量より線量の高い領域又は多門照射を実施した際に予期せず発生する線量の高い領域(ホットスポット)を容易に確認することが可能となる。がん患部の場合と同様に、危険臓器(OAR)内部の線量が高い領域と低い領域を表示することができる。医者が治療計画装置を使用して治療方法を検討する際に、関心領域内の線量が高い領域や線量が低い領域を容易に特定できるので、医者がその線量分布の良し悪しを判断するのを補助することができる。その結果、治療計画装置のユーザーである医者の作業効率向上,作業負担軽減、さらには、より良い治療計画の立案につながる。 In other words, the dose value designation means 106 changes the region displayed in a colored manner in the dose distribution display in conjunction with the dose values (upper limit value X, lower limit value Y) specified in consideration of the dose volume histogram of the subject. Therefore, the user of the treatment planning apparatus can know the position and shape of the designated dose region in the region of interest. Therefore, the dose distribution display linked to the dose value designating means 106 makes it possible to easily confirm a region with a dose higher than the prescribed dose or a region with a dose lower than the prescribed dose in the case of a cancer affected part. Become. In the case of a dangerous organ (OAR), it is possible to easily confirm a region having a higher dose than the allowable dose or a region having a high dose (hot spot) that is unexpectedly generated when multiple portal irradiation is performed. As in the case of a cancer affected area, a region with a high dose and a region with a low dose inside the dangerous organ (OAR) can be displayed. When a doctor examines a treatment method using a treatment planning device, it is easy to identify a high-dose region or a low-dose region in the region of interest, so that the doctor can judge whether the dose distribution is good or bad. Can assist. As a result, the work efficiency of the doctor who is the user of the treatment planning apparatus is improved, the work load is reduced, and a better treatment plan is drawn up.
本発明に係る放射線治療計画装置の第2の実施例を図15及び図16を用いて説明する。本実施例は、第1の実施例における線量値指定手段106を高線量領域指定手段108としたものであり、高線量領域指定手段108により指定された線量の下限値X以上の線量領域を線量分布表示するものである。尚、その他の構成は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の部分についての詳細な説明は省略する。 A second embodiment of the radiation therapy planning apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the dose value designation means 106 in the first embodiment is replaced with a high dose area designation means 108, and a dose area equal to or higher than the lower limit value X of the dose designated by the high dose area designation means 108 is determined. Distribution display. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted.
図15は、高線量領域指定手段108を線量体積ヒストグラム(DVH)に付加した図である。高線量領域指定手段108は、表示する線量の下限値を指定するためのもので、図15では線量の下限値Xの箇所にバーが描画されている。このバーがマウスやキーボード入力等により左右に移動可能なのは、実施例1の線量値指定手段106と同様である。図15では、高線量領域指定手段108により、線量値がX以上の線量領域(図中網掛けの領域)が選択されたことを示している。 FIG. 15 is a diagram in which the high-dose area designating means 108 is added to the dose volume histogram (DVH). The high-dose area designating means 108 is for designating the lower limit value of the displayed dose. In FIG. 15, a bar is drawn at the position of the lower limit value X of the dose. The bar can be moved left and right by mouse or keyboard input, as in the dose value designation means 106 of the first embodiment. FIG. 15 shows that a high dose region designation means 108 has selected a dose region (hatched region in the figure) having a dose value of X or more.
図16は、高線量領域指定手段108により線量の下限値Xが指定された場合の線量分布表示を示している。図16は、線量分布計算後に、まず線量分布を表示し、その線量分布上に線量値がX以上である高線量領域109が塗り潰しで表示されている。高線量領域指定手段108をマウスで左右に動かして下限値Xを変化させることにより、図16で塗り潰し表示された高線量領域109の位置,形状が連動して変化する。
FIG. 16 shows the dose distribution display when the lower limit value X of the dose is designated by the high dose region designation means 108. In FIG. 16, after calculating the dose distribution, the dose distribution is first displayed, and the
本実施例においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、高線量領域指定手段108により表示すべき線量の下限値を指定するのみで下限値以上である高線量領域109が表示されるので、より容易に、処方された線量より高い線量の領域やホットスポット等を特定することができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of Embodiment 1 can be obtained. Further, since the
本発明に係る放射線治療計画装置の第3の実施例を図17及び図18を用いて説明する。本実施例は、第1の実施例における線量値指定手段106を低線量領域指定手段110としたものであり、低線量領域指定手段110により指定された線量の上限値Y以上の線量領域を線量分布表示するものである。尚、その他の構成は実施例1と同様であるため、実施例1と同様の部分についての詳細な説明は省略する。 A third embodiment of the radiotherapy planning apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the dose value designation means 106 in the first embodiment is replaced with a low dose area designation means 110, and a dose area equal to or higher than the upper limit value Y of the dose designated by the low dose area designation means 110 is determined. Distribution display. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, detailed description of the same parts as those of the first embodiment will be omitted.
図17は、低線量領域指定手段110を線量体積ヒストグラム(DVH)に付加した図である。低線量領域指定手段110は、表示する線量の上限値を指定するためのもので、図17では線量の上限値Yの箇所にバーが描画されている。このバーがマウスやキーボード入力等により左右に移動可能なのは、実施例1の線量値指定手段106と同様である。図17では、低線量領域指定手段110により、線量値がY以下の線量領域(図中網掛けの領域)が選択されたことを示している。
FIG. 17 is a diagram in which the low-dose
図18は、低線量領域指定手段110により線量の上限値Yが指定された場合の線量分布表示を示している。図18は、線量分布計算後に、まず線量分布を表示し、その線量分布上に線量値がY以下である低線量領域111が塗り潰しで表示されている。低線量領域指定手段110をマウスで左右に動かして上限値Yを変化させることにより、図18で塗り潰し表示された低線量領域111の位置,形状が連動して変化する。
FIG. 18 shows the dose distribution display when the upper limit value Y of the dose is designated by the low dose region designation means 110. In FIG. 18, after calculating the dose distribution, the dose distribution is first displayed, and the
本実施例においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、低線量領域指定手段110により表示すべき線量の上限値を指定するのみで上限値以下である低線量領域111が表示されるので、より容易に、処方された線量より低い線量の領域やコールドスポット等を特定することができる。
Also in this embodiment, the same effect as that of Embodiment 1 can be obtained. In addition, since the
101 X線CT画像
102 がん患部
103 危険臓器
104 線量分布
105 DVH曲線
106 線量値指定手段
107,113 指定線量領域
112 三次元等線量面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記線量分布計算手段により求めた体内線量分布に基づいて、前記被験者の関心領域に関する線量体積ヒストグラムを作成する線量体積ヒストグラム作成手段とを備えた放射線治療計画装置であって、
前記線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき前記被験者の線量分布の線量値の範囲を前記線量体積ヒストグラム上で重ね合わせて指定するための線量値指定手段を付加し、
前記線量体積ヒストグラムと、前記線量値指定手段と、前記線量値指定手段により指定された線量値の範囲の線量分布とを表示する表示手段を備えることを特徴とする放射線治療計画装置。 A dose distribution calculating means for obtaining a body dose distribution of a subject,
A radiation treatment planning apparatus comprising dose volume histogram creation means for creating a dose volume histogram related to the region of interest of the subject based on the in-vivo dose distribution obtained by the dose distribution calculation means,
Dose value specifying means for specifying the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed on the dose volume histogram is added to the display of the dose volume histogram created by the dose volume histogram creating means. and,
A radiotherapy planning apparatus comprising: a display unit configured to display the dose volume histogram, the dose value designating unit, and a dose distribution within a range of dose values designated by the dose value designating unit .
前記線量分布計算手段により、前記被験者の体内線量分布を求め、
線量体積ヒストグラム作成手段により、前記線量分布計算手段により求めた体内線量分布に基づいて、指定された前記被験者の関心領域に関する線量体積ヒストグラムを作成し、
前記線量体積ヒストグラム作成手段により作成された線量体積ヒストグラムの表示に、表示すべき前記被験者の線量分布の線量値の範囲を線量体積ヒストグラム上で重ね合わせて指定するための線量値指定手段を付加して、前記表示手段に表示し、
前記表示手段は、前記線量値指定手段により指定された線量値の範囲の線量分布を表示することを特徴とする放射線治療計画の提供方法。 A radiation treatment plan providing method in a radiation treatment planning apparatus, comprising: a dose distribution calculating means for obtaining a body dose distribution of a subject; a dose volume histogram creating means for creating a dose volume histogram relating to the region of interest of the subject; and a display means. There,
The dose distribution calculation means obtains the body dose distribution of the subject,
Based on the in-vivo dose distribution obtained by the dose distribution calculating means by the dose volume histogram creating means, a dose volume histogram relating to the designated region of interest of the subject is created,
Dose value designation means for superimposing and designating the range of dose values of the dose distribution of the subject to be displayed on the dose volume histogram is added to the display of the dose volume histogram created by the dose volume histogram creation means. Display on the display means ,
The method for providing a radiation treatment plan, wherein the display means displays a dose distribution within a range of dose values designated by the dose value designation means .
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