CN113975659A - 放射线治疗辅助系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明辅助对肿瘤的药剂的投放。放射线治疗辅助系统包括第一取得部、第二取得部及治疗计划创建单元。第一取得部取得对肿瘤投放的药剂的分布。第二取得部取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量的分布。治疗计划制作部基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
Description
相关申请的交叉引用
本申请基于并主张2020年7月27日申请的日本国专利申请2020-126481和2021年7月26日申请的日本国专利申请2021-121265的优先权的利益,该日本国专利申请的全部内容被引用于本申请。
技术领域
实施方式涉及放射线治疗辅助系统及方法
背景技术
为了提高放射线治疗等的治疗方法的效果,有如下方法:在超声波或内窥镜的引导下,在肿瘤附近注入放射线敏化剂或抗癌剂等药剂的方法;皮下注入包括特异性地聚集于肿瘤的抗体在内的药剂的方法。这些药剂注入是基于手术者的知识经验以摸索的方式进行。
现有技术文献
专利文献1:日本特表2012-527627号公报
专利文献2:日本特表2008-515548号公报
专利文献3:日本特开2012-148117号公报
专利文献4:日本特表2019-528134号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
本说明书及附图中公开的实施方式要解决的技术问题之一在于,对药剂向肿瘤的投放进行辅助。但是,本说明书和附图中公开的实施方式要解决的技术问题不限于上述技术问题。也能够将与后述的实施方式所示的各结构带来的各效果对应的技术问题作为其他技术问题而定位。
实施方式的放射线治疗辅助系统包括第一取得部、第二取得部以及治疗计划制作部。第一取得部取得对肿瘤投放的药剂的分布。第二取得部取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量的分布。治疗计划制作部基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
发明效果
发明的目的在于,辅助对肿瘤的药剂的投放。
附图说明
图1是表示放射线治疗辅助系统的结构例的图。
图2是表示放射线治疗辅助系统的处理流程的一例的图。
图3是示意性地表示使用了超声波内窥镜的药剂投放手术的一例的图。
图4是表示药剂投放计划装置的结构例的图。
图5是表示由药剂投放计划装置进行的药剂投放计划制作处理的第一实施例的流程的图。
图6是表示药剂投放计划图像的一例的图。
图7是表示药剂投放计划的显示画面的一例的图。
图8是表示由药剂投放计划装置进行的药剂投放计划制作处理的第二实施例的流程的图。
图9是示意性地表示与肿瘤有关的药剂分布的一例的图。
图10是表示药剂分布的显示画面的一例的图。
图11是表示药剂分布与剂量分布的叠加显示例的图。
图12是表示由药剂投放计划装置进行的药剂兼用治疗计划的制作处理的流程的图。
图13是表示多个药剂兼用治疗计划的列表的显示画面的一例的图。
图14是表示图1所示的药剂投放引导装置的结构例的图。
图15是表示由药剂投放引导装置进行的药剂投放引导处理的流程的图。
图16是表示在步骤SD1中显示的引导画面的一例的图。
图17是表示在步骤SD3中显示的引导画面的一例的图。
图18是表示在步骤SD5中显示的引导画面的一例的图。
图19是表示生成药剂分布的机器学习模型的输入输出例的图。
图20是表示放射线照射定时的指定画面的一例的图。
附图标记说明
1医用图像诊断装置、2放射线治疗计划装置、3药剂投放计划装置、4药剂投放引导装置、5超声波内窥镜、31处理电路、33通信接口、35显示设备、37输入接口、39存储装置、41处理电路、43通信接口、45显示设备、47输入接口、49存储装置、100放射线治疗辅助系统、311取得功能、312药剂投放计划制作功能、313药剂分布生成功能、314药剂兼用治疗计划制作功能、315显示控制功能、411取得功能、412图像处理功能、413位置检测功能、414显示控制功能。
具体实施方式
实施方式的放射线治疗辅助系统包括第一取得部、第二取得部以及治疗计划制作部。第一取得部取得对肿瘤投放的药剂的分布。第二取得部取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量的分布。治疗计划制作部基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
以下,参照附图,对放射线治疗辅助系统及方法的实施方式详细地进行说明。
实施方式的放射线治疗辅助系统,是对兼用了对患者的肿瘤投放的药剂的放射线治疗进行辅助的计算机系统。因此,本实施方式的放射线治疗辅助系统对经由用于投放要向患者的肿瘤投放的药剂的药剂注入器具的注入进行辅助。作为药剂的投放手术,有使带有穿刺针的内窥镜侵入体内并从体内刺入穿刺针而注入药剂的经体内注入式、从皮肤表面刺入注射针而注入药剂的皮下注入式等。实施方式的放射线治疗辅助系统能够应对任意的手术方式,但为了具体地进行以下的说明,设为是与经体内注入式对应的系统。另外,穿刺是指在采集血液、脊髓液、关节液、腹水等检体时,将针刺入到血管、骨髓、间接腔、腹腔内等。注射是指药的投放方法之一,是将针刺入皮下、肌肉、血管等而注入药液。
作为对肿瘤投放的药剂,例如可以是放射线敏化剂或抗癌剂等药剂,也可以是包括特异性地聚集于肿瘤的抗体在内的药剂。这些药剂通过与放射线治疗并行使用,由此关于肿瘤的缩小而可望得到与放射线的协同效果。
图1是表示放射线治疗辅助系统100的结构例的图。如图1所示,放射线治疗辅助系统100具有医用图像诊断装置1、放射线治疗计划装置2、药剂投放计划装置3、药剂投放引导装置4以及超声波内窥镜5。
医用图像诊断装置1对作为药剂投放的对象的患者实施医用摄像而生成与患者有关的医用图像。作为医用图像诊断装置1,只要能够生成描绘了患者体内的解剖学组织的形态和/或性状的医用图像,则可以是任何的摄像原理,例如,能够利用X射线图像诊断装置、X射线计算机断层摄影装置、磁共振成像装置、超声波图像诊断装置、核医学诊断装置。在实施方式中,优选的是,解剖学组织的形态的描绘优异且能够在放射线治疗计划中使用的X射线计算机断层摄影装置或磁共振成像装置。
X射线计算机断层摄影装置,例如一边使保持X射线管和X射线检测器的旋转框架以高速进行旋转一边从X射线管对患者照射X射线,并通过X射线检测器来检测透射了患者后的X射线。并且,X射线计算机断层摄影装置基于来自X射线检测器的原始数据,生成对在患者体内存在的物质的X射线减弱系数的空间分布进行表现的CT图像。磁共振成像装置例如在经由静磁场磁铁的静磁场的施加之下,反复进行经由梯度磁场线圈的梯度磁场的施加和经由发送线圈的RF脉冲的施加。起因于RF脉冲的施加而释放从患者释放出的MR信号。磁共振成像装置经由接收线圈来接收被释放的MR信号,基于接收到的MR信号,生成对在患者体内存在的氢原子核的空间分布进行表现的MR图像。CT图像以及MR图像是医用图像的一例。医用图像既可以是包括排列成二维状的多个像素(pixel)的二维图像,也可以是包括排列成三维状的多个像素(体素)的三维图像。
放射线治疗计划装置2是包括CPU(Central Processing Unit:中央处理单元)等处理器、ROM(Read Only Memory:只读存储器)或RAM(Random Access Memory:随机存取存储器)等存储器、通信接口、显示设备、输入接口、存储装置在内的计算机。放射线治疗计划装置2利用由医用图像诊断装置1所生成的医用图像来制作与该患者有关的放射线治疗计划。放射线治疗计划有正向规划(Forward Planning)和逆向规划(Inverse Planning)这两种。放射线治疗计划装置2作为放射线治疗计划,而决定照射门数、照射角度、放射线强度、准直器开度、楔形滤波器等放射线治疗条件,基于该放射线治疗条件,决定对肿瘤的投放剂量的预测空间分布(以下,称为剂量分布)。放射线治疗条件和剂量分布包括在放射线治疗计划中。
药剂投放计划装置3是利用由医用图像诊断装置1所生成的医用图像来制作与该患者有关的药剂投放计划的计算机。药剂投放计划包括用于对向患者的肿瘤投放的药剂的注入进行辅助的信息。药剂投放计划具体而言,包括与超声波内窥镜5等药剂注入器具在患者体内的目标位置有关的信息。
药剂投放引导装置4是根据由药剂投放计划装置3所制作的药剂投放计划,对使用了药剂注入器具即超声波内窥镜5的药剂的投放进行引导的计算机。
超声波内窥镜5是具有向患者的食道或胃等管腔组织中插入的插入部的内窥镜。内窥镜在插入部装备有光学摄像装置和超声波摄像装置。光学摄像装置生成患者的管腔组织内的光学图像,超声波摄像装置生成患者的管腔组织内的超声波图像。超声波摄像装置也能够应用于凸面式或径向式等任意的扫描方式。在插入部的前端部设置有能够注入药剂的穿刺针。超声波内窥镜5是药剂注入器具及摄像部的一例。
图2是表示放射线治疗辅助系统100的处理流程的一例的图。如图2所示,首先,医用图像诊断装置1对药剂投放对象即患者实施医用摄像而生成与该患者有关的医用图像(步骤SA)。当进行步骤SA时,放射线治疗计划装置2利用在步骤SA中生成的医用图像,制作与该患者有关的放射线治疗计划(步骤SB)。当进行步骤SB时,药剂投放计划装置3利用在步骤SA中生成的医用图像,制作与该患者有关的药剂投放计划以及药剂兼用治疗计划(步骤SC)。当进行步骤SC时,在基于放射线治疗装置的放射线治疗的开始前,使用超声波内窥镜5对该患者投放药剂。此时,药剂投放引导装置4基于在步骤SC中制作的药剂投放计划,对使用了超声波内窥镜5的药剂投放进行引导(步骤SD)。通过基于药剂投放计划来进行引导,由此手术者能够安全且高效地进行药剂投放。在投放药剂而完成放射线治疗的准备时,按照药剂兼用治疗计划,通过放射线治疗装置进行放射线治疗。
图3是示意性地表示使用了超声波内窥镜5的药剂投放手术的一例的图。在图3中,设为在胰脏中产生肿瘤。如图3所示,胰脏位于作为管腔组织的胃的附近。因此,在向胰脏投放药剂的情况下,使穿刺针51从胃内部向胰脏刺入。更详细而言,手术者将插入部53从口中插入并进入到胃内。虽然省略了图示,但在插入部53设置有光学摄像装置以及超声波摄像装置。由光学摄像装置生成的光学图像和由超声波摄像装置生成的超声波图像被实时地显示于显示设备。此时,药剂投放计划也与光学图像和超声波图像一起显示于显示设备。手术者一边观察药剂投放计划、光学图像和超声波图像,一边使插入部53的前端部前进到胃内的目标位置。若前端部到达目标位置,则手术者将设置于插入部53的前端部的穿刺针51伸长并刺入肿瘤,若穿刺针51的针尖到达目标位置,则注入药剂。由此,药剂投放手术结束。
另外,图2的处理的流程是一例,不限定于此,能够进行各种变形。例如,也可以在制作出药剂投放计划之后制作放射线治疗计划,之后,制作药剂兼用治疗计划。另外,实施方式的放射线治疗辅助系统100不限定于用于放射线治疗的药剂投放,也能够应用于不以放射线治疗为前提的药剂投放。在该情况下,不需要进行放射线治疗,因此也可以不制作放射线治疗计划。
接着,说明在图2的步骤SC中使用的药剂投放计划装置3。
图4是表示药剂投放计划装置3的结构例的图。如图4所示,药剂投放计划装置3具有处理电路31、通信接口33、显示设备35、输入接口37以及存储装置39。处理电路31是处理部的一例,通信接口33是通信部的一例,显示设备35是显示部的一例,输入接口37是输入部的一例,存储装置39是存储部的一例。
处理电路31具有处理器。该处理器使被安装在存储装置39等中的各种程序启动,由此实现取得功能311、药剂投放计划制作功能312、药剂分布生成功能313、药剂兼用治疗计划制作功能314以及显示控制功能315。各功能311-315不限于由单一的处理电路31实现的情况。也可以设为:将多个独立的处理器组合而构成处理电路,并由各处理器执行程序来实现各功能311-315。取得功能311是取得部的一例,药剂投放计划制作功能312是制作部的一例,药剂分布生成功能313是散布分布生成部的一例,药剂兼用治疗计划制作功能314是治疗计划制作部的一例,显示控制功能315是显示部的一例。
通过取得功能311的实现,处理电路31取得各种信息。具体而言,处理电路31取得由医用图像诊断装置1生成的医用图像、由放射线治疗计划装置2生成的放射线治疗计划等。作为取得的方式,不限定于从各种装置直接取得,也可以将从该装置接收到的信息存储于存储装置39,并从存储装置39取得该信息。
通过药剂投放计划制作功能312的实现,处理电路31根据由取得功能311取得的医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状,制作药剂投放计划,该药剂投放计划包括该肿瘤的位置和将向该肿瘤投放的药剂注入的超声波内窥镜5的目标位置。目标位置包括超声波内窥镜5的插入部的前端部的目标位置(以下,称为内窥镜目标到达点)、肿瘤中的超声波内窥镜5的穿刺针的目标位置(以下,称为药剂注入点)、将穿刺针刺入肿瘤的位置(以下,称为肿瘤刺入点)和将穿刺针刺入到胃等管腔组织中的位置(以下,称为组织刺入点)中的至少一个。药剂投放计划除了肿瘤的位置以及超声波内窥镜5的目标位置之外,还包括药剂的注入量、注入速度、注入定时等药剂投放参数。
通过药剂分布生成功能313的实现,处理电路31基于由取得功能311取得的医用图像、药剂的注入点和药剂的注入量,生成与肿瘤有关的投放药剂量的预测空间分布(以下,称为药剂分布)。即,处理电路31基于医用图像和药剂投放计划的药剂投放参数来生成药剂分布。对药剂分布的各像素分配投放药剂量。
通过药剂兼用治疗计划制作功能314的实现,处理电路31基于药剂分布和放射线的剂量分布,制作兼用治疗计划,该兼用治疗计划是兼用了药剂和放射线的针对肿瘤的治疗计划。药剂兼用治疗计划包括在兼用了药剂与放射线的放射线治疗中对患者投放的放射线的预测空间分布即剂量分布。药剂兼用治疗计划的剂量分布是将放射线治疗计划的剂量分布保持原样或进行了修正的剂量分布。以下,将药剂兼用治疗计划的剂量分布称为确定剂量分布。另外,将由放射线治疗计划装置2等生成的剂量分布称为初始剂量分布。另外,将由放射线治疗计划装置2制作的放射线治疗计划称为初始治疗计划。例如,处理电路31基于对药剂分布的各像素分配的投放药剂量,增减对初始剂量分布的各像素分配的投放剂量来制作确定剂量分布。
通过显示控制功能315的实现,处理电路31经由显示设备35显示各种信息。例如,处理电路31显示药剂投放计划、药剂兼用治疗计划、药剂分布、初始剂量分布、确定剂量分布等。
通信接口33是用于经由有线或者无线与放射线治疗辅助系统100所包括的医用图像诊断装置1、放射线治疗计划装置2、药剂投放引导装置4以及超声波内窥镜5之间进行信息通信的接口。
显示设备35按照处理电路31的显示控制功能315,显示各种信息。作为显示设备35,能够适当使用液晶显示器(LCD:Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube:阴极射线管)显示器、有机EL显示器(OELD:Organic Electro Luminescence Display)、等离子体显示器或其他任意的显示器。另外,显示设备35也可以是投影仪。
输入接口37受理来自用户的各种输入操作,将受理到的输入操作变换为电信号并输出至处理电路31。具体而言,作为输入接口37,适当使用鼠标、键盘、轨迹球、开关、按钮、操纵杆、触摸板、触摸面板显示器等。输入接口37也可以是使用了来自对声音进行集音的麦克风等输入设备的声音信号的声音输入装置。输入接口37也可以是使用了光学传感器的非接触输入电路。输入接口37向处理电路31输出与输入操作对应的电信号。另外,输入接口37也可以是设置于经由网络等连接的其他计算机的输入设备。
存储装置39是存储各种信息的ROM、RAM、HDD、SSD、集成电路存储装置等存储装置。存储装置39例如存储由取得功能311取得的医用图像、放射线治疗计划等。存储装置39除了上述存储装置以外,也可以是CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、闪存器等可移动式存储介质、与半导体存储元件等之间读写各种信息的驱动装置。存储装置39也可以位于经由有线或无线与药剂投放计划装置3连接的其他计算机内。
接着,对由药剂投放计划装置3进行的药剂投放计划制作处理进行说明。药剂投放计划制作处理能够根据药剂投放计划的制作方法而进行各种实施例,例如有不使用药剂分布的第一实施例和使用药剂分布的第二实施例。以下,依次进行说明。
图5是表示由药剂投放计划装置3进行的药剂投放计划制作处理的第一实施例的流程的图。如图5所示,处理电路31通过取得功能311的实现,取得医用图像(步骤SC1-1)。在步骤SC1-1中,处理电路31例如从医用图像诊断装置1经由通信接口33取得与患者有关的医用图像。作为医用图像,优选为患者的解剖学结构的描绘优异的CT图像或MR图像。在以下的说明中,设为所取得的医用图像是三维图像。
进行步骤SC1-1后,处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现,来确定在步骤SC1-1中取得的医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状(步骤SC2-1)。在步骤SC2-1中,处理电路31例如对医用图像实施图像识别处理来进行肿瘤及解剖学组织的分类处理。肿瘤是药剂的投放对象,也为一个的情况也有为多个的情况。解剖学组织是在医用图像中描绘出的所有的人体组织为对象。作为图像识别处理,只要使用阈值处理、机器学习等来进行即可。肿瘤及解剖学组织的分类可以由用户经由输入接口37等手动进行。通过进行分类处理来确定肿瘤及解剖学组织的形态。“形态”是包括肿瘤及解剖学组织的位置、形状、范围在内的信息。具体而言,是肿瘤的形状、血管的粗细及走行方向等。
形态被确定后,处理电路31确定各肿瘤及解剖学组织的性状。性状例如包括肿瘤的产生部位的组织名或记号、和解剖学组织的组织名或记号、针对药剂和/或穿刺的性质。作为针对药剂和/或穿刺的性质,包括硬度、粘性、禁忌等有关的信息。解剖学组织的组织名或记号能够通过基于该解剖学组织的形态并利用解剖学基准点(解剖学的地标)或机器学习等来确定。解剖学组织相对于药剂和/或穿刺的性质能够利用LUT(Look Up Table:查找表)等来确定。例如,预先生成将与解剖学组织针对药剂和/或穿刺的性质有关的信息与解剖学组织的组织名或记号建立关联而得到的LUT(以下,称为性质表),处理电路31通过将各解剖学组织的组织名或记号输入至性质表中,由此输出该解剖学组织的针对药剂和/或穿刺的性质。另外,也可以使用神经网络来代替性质表。另外,在医用图像的像素值为将组织的功能数值化后的值的情况下,该像素值也可以作为组织的性状而使用。例如,核医学图像的像素值表示组织的代谢等,超声波多普勒图像的像素值表示血流的速度、方向等,基于造影CT图像或造影MR图像的解析图像的像素值表示造影剂(或血流)的速度、方向等。
进行了步骤SC2-1后,处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现来制作药剂投放计划(步骤SC3-1)。在步骤SC3-1中,处理电路31通过对在步骤SC1-1中生成的医用图像附加肿瘤的位置、超声波内窥镜5的目标位置等的药剂投放计划参数,由此生成药剂投放计划图像。所生成的药剂投放计划被存储在存储装置39中。
图6是表示药剂投放计划图像I1的一例的图。如图6所示,药剂投放计划图像I1描绘了在步骤SC2-1中确定的肿瘤及解剖学组织。另外,药剂投放计划图像I1是三维图像,但为了方便,图示为二维图像。
首先,处理电路31基于肿瘤的位置,来决定作为药剂注入器具是使用用于从皮肤表面进行注射的带注射针的注射器,还是使用用于从体内进行注射的带穿刺针的超声波内窥镜5。作为一例,处理电路31根据肿瘤与皮肤表面之间的距离,来决定是使用带注射针的注射器还是使用带穿刺针的超声波内窥镜5。例如,在肿瘤与皮肤表面的距离比阈值短的情况下,决定为使用带注射针的注射器,在肿瘤与皮肤表面的距离比阈值长的情况下,决定为使用带穿刺针的超声波内窥镜5。阈值能够根据穿刺针的长度等设定为任意的值。作为另一例,处理电路31根据产生肿瘤的解剖学组织的种类,来决定是使用带注射针的注射器还是使用带穿刺针的超声波内窥镜5。例如,预先生成LUT(以下,称为使用器具表)并存储在存储装置39,该LUT(以下,称为使用器具表)将使用带注射针的注射器的意思的标记或使用带穿刺针的超声波内窥镜5的意思的标记与解剖学组织的每个名称或记号建立关联。处理电路31通过上述方法来确定产生对象肿瘤的解剖学组织的名称或记号,将所确定的名称或记号输入至使用器具表,并输出与该名称或记号建立了关联的标记,由此决定是使用带注射针的注射器还是使用带穿刺针的超声波内窥镜5。
在使用带穿刺针的超声波内窥镜5的情况下,处理电路31基于在步骤SC2-1中确定的解剖学组织的形态及性状,将接近肿瘤的管腔脏器决定为用于插入超声波内窥镜5的组织(以下,称为插入对象组织)。例如,在胰脏产生肿瘤的情况下,由于在胰脏的附近存在作为管腔组织的胃,因此胃被决定为插入对象组织。插入对象组织即可以通过基于处理电路31的图像识别处理来决定,也可以由手术者等经由输入接口37来手动决定。
接着,处理电路31基于肿瘤与插入对象组织的位置关系来决定目标位置。例如,处理电路31决定组织刺入点PP1、肿瘤刺入点PP2和药剂注入点PI作为目标位置。药剂注入点PI是药剂投放对象的肿瘤内的位置,且是穿刺针的针尖的目标位置。药剂注入点PI既可以自动地设定于肿瘤的中心点、重心点等,也可以由手术者等经由输入接口37来手动设定。组织刺入点PP1是将穿刺针刺入到插入对象组织的位置。肿瘤刺入点PP2是将穿刺针刺入到位于比插入对象组织深的位置的、药剂注入对象的肿瘤的位置。例如,胃壁中的位于从药剂注入点PI起穿刺针可达的范围中的位置被决定为组织刺入点PP1。此时,也可以基于穿刺针相对于插入部的安装角度来限制组织刺入点PP1的位置。肿瘤刺入点PP2被设定为将组织刺入点PP1与药剂注入点PI连结的直线的延长线与肿瘤表面相交叉的点。在肿瘤存在于插入对象组织的壁面的情况下等,组织刺入点PP1与肿瘤刺入点PP2也可以设定在同一位置。
接着,处理电路31设定内窥镜目标到达点PE作为其他目标位置。内窥镜目标到达点PE是能够将穿刺针刺入到组织刺入点PP1或者肿瘤刺入点PP2的、管腔组织内的超声波内窥镜5的插入部的前端部的位置。内窥镜目标到达点PE例如可以设定在将组织刺入点PP1与肿瘤刺入点PP2连结的直线的延长线上且胃内的任意的位置,更详细而言,设定在超声波内窥镜5的插入部的前端部能够到达的位置。内窥镜目标到达点PE既可以由处理电路31按照上述算法来设定,也可以由手术者等经由输入接口37来手动设定。另外,组织刺入点PP1、肿瘤刺入点PP2、药剂注入点PI以及内窥镜目标到达点PE的决定顺序,并不限定于上述例子,可以是任意的顺序。
如图6所示,在药剂投放计划图像I1中,模仿插入部的插入部标记63和模仿穿刺针的穿刺针标记61也可以重叠。插入部标记63配置为前端部位于内窥镜目标到达点PE,穿刺针标记61配置为针尖位于药剂注入点PI、且另一端位于插入部中的穿刺针的安装部。通过这样将插入部标记63以及穿刺针标记61重叠于药剂投放计划图像I1,由此能够在视觉上掌握超声波内窥镜5与各种目标位置之间的位置关系。
处理电路31也可以基于患者的信息、状态或者肿瘤的状态来决定药剂的注入量,作为药剂投放计划。在药剂为抗癌剂的情况下,注入量例如基于患者的身体计测值和生物体内物质的计测值来决定。具体而言,基于根据患者的身高和体重而求出的体表面积、血小板、白血球等患者的生物标记的计测值等来决定注入量即可。例如,抗癌剂的注入量可以计算为,使得患者的体表面积越大则增多,白细胞变少则减少。注入量既可以由处理电路31按照上述算法设定,也可以由手术者等经由输入接口37手动设定。另外,处理电路31可以按照规定的算法来设定注入速度,作为药剂投放计划,也可以通过手术者等经由输入接口37来手动设定注入速度,作为药剂投放计划。
进行了步骤SC3-1后,处理电路31通过显示控制功能315的实现,显示在步骤SC3-1中制作出的药剂投放计划(步骤SC4-1)。药剂投放计划被显示于显示设备35。处理电路31作为药剂投放计划,对在步骤SC1-1中取得的医用图像标注在步骤SC3-1中决定的目标位置等药剂投放计划参数并进行显示。
图7是表示药剂投放计划的显示画面I2的一例的图。显示画面I2包括药剂投放计划图像I21、投放手术种类的显示栏I22以及药剂投放计划参数的显示栏I23。药剂投放计划图像I21与在步骤SC3-1中生成的药剂投放计划图像相同。药剂投放计划图像I21是对在步骤SC1-1中取得的医用图像附加了肿瘤的位置、超声波内窥镜5的目标位置等药剂投放计划参数而得到的图像。在显示栏I22中显示与在步骤SC3-1中决定的、是使用带注射针的注射器还是使用带穿刺针的超声波内窥镜5有关的消息。例如,在决定为使用带穿刺针的超声波内窥镜5的情况下,显示“建议从使用了内窥镜的穿刺针投放”等的消息。在显示栏I23中显示与在步骤SC3-1中决定的药剂投放计划参数有关的信息。例如,作为与药剂投放计划参数“肿瘤位置”有关的信息,显示“肿瘤处于胰脏”、作为与药剂投放计划参数“组织刺入点”有关的信息,显示“从胃内利用穿刺针投放药剂”、作为与药剂投放计划参数“内窥镜目标到达点”有关的信息,显示“内窥镜的目标位置为〇〇”、作为与药剂投放计划参数“药剂注入点”有关的信息,显示“穿刺针的穿刺深度为〇〇”等。
药剂投放计划能够向手术者提示超声波内窥镜5的目标位置与患者体内的肿瘤以及周边解剖学组织之间的位置关系,所以手术者等能够事先容易且明确地想象出超声波内窥镜5等药剂注入器具的侵入路径。因此,能够通过药剂投放计划来提高药剂投放手术的可靠性。
另外,在上述的说明中,设为药剂注入点被设定为肿瘤。但是,实施方式不限定于此。例如,在存在对肿瘤供营养的血管的情况下,也可以通过向该血管注入药剂来向肿瘤投放药剂。具体而言,通过药剂投放计划制作功能312的实现,处理电路31搜索与在医用图像中描绘的肿瘤连接的特定的血管区域,在确定了该特定的血管区域的情况下,制作用于向该血管注入药剂的药剂投放计划。更详细而言,可以在该血管中设定药剂注入点,根据所设定的药剂注入点的位置来决定组织刺入点、内窥镜目标到达点等。
处理电路31也可以基于患者的呼吸波形、心电波形等生物体波形来决定药剂的注入定时,作为药剂投放计划。生物体波形设为与医用图像诊断装置1的医用摄像时并行地由各种计测装置收集。例如,在利用呼吸波形的情况下,处理电路31基于呼吸波形,决定呼吸引起的体动比较小的呼吸相位。所决定的呼吸相位被设定为注入定时。在利用心电波形的情况下,处理电路31基于心电波形,决定心脏的搏动引起的血流动比较小或比较大的心电相位。所决定的心电相位被设定为注入定时。例如,在向血管注入药剂的情况下,可以利用心电波形来决定注入定时。
接着,对药剂投放计划制作处理的第二实施例进行说明。
图8是表示由药剂投放计划装置3进行的药剂投放计划制作处理的第二实施例的流程的图。如图8所示,处理电路31通过取得功能311的实现,取得医用图像(步骤SC1-2)。步骤SC1-2与图5的步骤SC1-1相同。
进行了步骤SC1-2后,处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现,来确定在步骤SC1-2中取得的医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状(步骤SC2-2)。步骤SC2-2与图5的步骤SC2-1相同。
进行了步骤SC2-2后,处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现,来决定药剂的初始的药剂注入点及药剂注入量(步骤SC3-2)。初始的药剂注入点只要设定在步骤SC2-2中所确定的肿瘤的中心点、重心点等任意的位置即可。在药剂为抗癌剂的情况下,初始的药剂注入量如上述那样,只要基于患者的信息、状态或肿瘤的状态来决定即可。初始的药剂注入点及药剂注入量也可以由手术者等经由输入接口37设定为任意的位置以及量。
进行了步骤SC3-2后,处理电路31通过药剂分布生成功能313的实现,生成与在步骤SC3-2中决定的药剂注入点及药剂注入量有关的药剂分布(步骤SC4-2)。在步骤SC4-2中,处理电路31例如基于在医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状、药剂注入点、药剂注入量,来生成与肿瘤有关的药剂分布。
图9是示意性地表示与肿瘤RC有关的药剂分布I3的一例的图。如图9所示,药剂分布I3表示从在步骤SC3-2中决定的药剂注入点P1向肿瘤RC注入了在步骤SC3-2中决定的药剂注入量的药剂的情况下的、该肿瘤RC中的药剂的预测投放量的空间分布。
处理电路31基于在医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状、药剂注入点、药剂注入量,对从该药剂注入点注入了该药剂注入量的药剂在该肿瘤中的流动进行模拟。例如,处理电路31首先基于与患者有关的造影CT图像、造影MR图像、超声波多普勒图像、核医学图像等医用图像进行肿瘤以及周围解剖学组织的血流动态解析,计算血流参数,该血流参数用于评价各像素的血液流入量及血液流出量等血流动态。处理电路31视为血流的动态与药剂的动态类似,针对各像素,通过对血流参数加上或乘以任意系数来计算出评价药剂动态的药剂参数。然后,处理电路31基于药剂参数对从药剂注入点注入了药剂注入量的药剂在该肿瘤中的流动进行模拟,生成对各像素投放的药剂量的空间分布作为药剂分布。
进行了步骤SC4-2后,处理电路31通过显示控制功能315的实现,显示在步骤SC3-2中决定的药剂注入点及药剂注入量和在步骤SC4-2中生成的药剂分布(步骤SC5-2)。药剂注入点、药剂注入量及药剂分布的显示画面显示于显示设备35。
图10是表示药剂分布I41的显示画面I4的一例的图。如图10所示,在显示画面I4中显示药剂分布I41、药剂注入量的显示栏I42、变更按钮B1以及确定按钮B2。药剂分布I41与图9所示的药剂分布同样地,表示从在步骤SC3-2中决定的药剂注入点P1向肿瘤RC注入了在步骤SC3-2中决定的药剂注入量的药剂的情况下的、该肿瘤RC中的投放药剂量的空间分布。药剂分布I41以与投放药剂量相应的颜色显示。在药剂分布I41上重叠有表示药剂注入点P1的标记。在显示栏I42中显示在步骤SC3-2中决定的药剂注入量。变更按钮B1是用于指示药剂注入点及药剂注入量的变更的GUI按钮。确定按钮B2是用于对药剂注入点及药剂注入量的确定进行指示GUI按钮。通过显示药剂分布I41、药剂注入点P1和药剂注入量,由此手术者等能够在视觉上掌握在从药剂注入点P1注入了该药剂注入量的药剂的情况下的、药剂的散布形态。
进行了步骤SC5-2后,处理电路31等待药剂注入点及药剂注入量的确定(步骤SC6-2)。例如,手术者等在判断为药剂散布形态是不希望的情况下,经由输入接口37按下变更按钮B1。在按下了变更按钮B1的情况下(步骤SC6-2:否),处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现来变更药剂注入点及药剂注入量(步骤SC7-2)。药剂注入点及药剂注入量的变更量,既可以预先决定,也可以由手术者等经由输入接口37任意设定。之后,处理电路31重复步骤SC4-2至步骤SC7-2,直到在步骤SC6-2中手术者等经由输入接口37按下确定按钮B2为止。
在步骤SC6-2中确定按钮被按下的情况下(步骤SC6-2:是),处理电路31通过药剂投放计划制作功能312的实现,来决定超声波内窥镜5的目标位置和穿刺针的刺入点(步骤SC8-2)。在步骤SC8-2中,处理电路31基于所确定的注入点、在步骤SC2-2中确定的肿瘤及解剖学组织的形态及性状,决定内窥镜目标到达点、组织刺入点以及肿瘤刺入点。内窥镜目标到达点、组织刺入点以及肿瘤刺入点的决定方法,能够通过与图5的步骤SC3-1同样的方法进行。
进行了步骤SC8-2后,处理电路31通过显示控制功能315的实现,显示药剂投放计划(步骤SC9-2)。在步骤SC9-2中显示的药剂投放计划与图7所示的药剂投放计划相同。另外,在药剂投放计划图像中,也可以重叠在步骤S6-2中所确定的药剂分布。药剂投放计划被存储在存储装置39中。
通过以上,药剂投放计划制作处理的第二实施例结束。
如上述那样,在第二实施例中,处理电路31一边变更药剂注入点及药剂注入量,一边生成多个药剂分布,并将所生成的多个药剂分布中的与特定的药剂分布对应的特定的药剂注入点及药剂注入量决定为药剂投放计划。在图8所示的实施例的情况下,特定的药剂分布是由手术者等在步骤SC6-2中指定的药剂分布。然而,实施方式并不限定于此,也可以基于规定的判断基准,从多个药剂分布中自动地选择特定的药剂分布。通过生成并显示药剂分布,由此能够确保药剂注入点、药剂注入量、内窥镜目标到达点、组织刺入点、肿瘤刺入点等药剂投放计划参数的正确性。
药剂投放计划制作处理的第二实施例能够进行各种变形。例如,处理电路31也可以在步骤SC9-2中使药剂分布与初始剂量分布叠加地并显示于显示设备35。
图11是表示药剂分布I51与初始剂量分布I52的叠加显示例的图。如图11所示,药剂分布I51以与投放药剂量对应的颜色显示各像素,按照每个规定的投放药剂量来显示等高线。初始剂量分布I52以与投放剂量相应的颜色显示各像素,按照每个规定的投放剂量来显示等高线。在初始剂量分布I52的肿瘤部分上叠加有与该肿瘤部分有关的药剂分布I51。为了提高药剂分布I51和初始剂量分布I52两者的视觉辨认性,例如可以是,初始剂量分布I52以比较高的透明度显示,药剂分布I51以比较低的透明度显示即可。或者,也可以是,药剂分布I51和初始剂量分布I52中的任意一方用颜色来显示,另一方用黑白来显示。通过药剂分布I51与初始剂量分布I52的叠加显示,能够容易地确认同一位置处的投放药剂量和初始投放剂量。
另外,处理电路31也可以输出能够识别出药剂分布及剂量分布的至少一方的分布是否超过容许值的信息。例如,处理电路31可以对药剂分布的每个像素的投放药剂量与容许值进行比较,并将超过容许值的像素在视觉上强调显示。作为另一例,处理电路31可以对剂量分布的每个像素的投放剂量与容许值进行比较,并将超过容许值的像素在视觉上强调显示。在该情况下,被强调的像素是“能够识别的信息”的一例。通过强调超过容许值的像素,能够在视觉上掌握不能容许的部位。用户也可以手动修正不能容许的部位的投放药剂量、投放剂量。
另外,处理电路31也可以使剂量分布与药剂分布叠加,并与该能够识别的信息一起显示。另外,处理电路31也可以将剂量分布和药剂分布并排地与该能够识别的信息一起显示。
处理电路31也可以通过药剂兼用治疗计划制作功能314的实现,基于对药剂分布的各像素分配的投放药剂量,增减对与该患者有关的剂量分布的各像素分配的投放剂量。例如,在药剂为放射线敏化剂或抗癌剂的情况下,既可以减少投放药剂量比阈值多的区域的投放剂量,也可以增加投放药剂量比阈值少的区域的投放剂量,也可以减少投放药剂量比第一阈值多的区域的投放剂量并且增加投放药剂量比第二阈值少的区域的投放剂量。这样,通过根据投放药剂量来增减投放剂量,由此能够实现药剂注入与放射线治疗的协同效果的最优化。
另外,处理电路31也可以通过药剂分布生成功能313的实现,基于对剂量分布的各像素分配的投放药剂量,来增减对药剂分布的各像素分配的投放药剂量。例如,在药剂为放射线敏化剂或抗癌剂的情况下,可以减少投放剂量比阈值多的区域的投放药剂量,也可以增加投放剂量比阈值少的区域的投放药剂量,还可以减少投放剂量比第一阈值多的区域的投放药剂量并且增加投放剂量比第二阈值少的区域的投放药剂量。另外,在希望增多投放剂量但由于剂量等的制约而不增加投放剂量的情况下,也可以增加投放药剂量。投放药剂量的增减可以通过在药剂注入点固定的基础上增减药剂注入量来进行,也可以通过增减药剂注入量及药剂注入点来进行。这样,通过根据投放剂量来增减投放剂量,由此能够实现药剂注入与放射线治疗的协同效果的最优化。
基于通过上述各种实施例得到的药剂分布和初始剂量分布来制作药剂兼用治疗计划。以下,对由药剂投放计划装置3进行的药剂兼用治疗计划的制作处理进行说明。
图12是表示由药剂投放计划装置3进行的药剂兼用治疗计划的制作处理的流程的图。如图12所示,处理电路31通过取得功能311的实现来取得药剂分布(步骤SC1-3)。典型地,处理电路31取得由药剂分布生成功能313生成的药剂分布。作为药剂分布,取得通过上述实施例的任一方法生成的药剂分布。
进行了步骤SC1-3后,处理电路31通过取得功能311的实现,取得初始剂量分布(步骤SC2-3)。典型地,处理电路31取得由放射线治疗计划装置2制作的初始剂量分布。
进行了步骤SC2-3后,处理电路31通过药剂兼用治疗计划制作功能314的实现,基于在步骤SC1-3中取得的药剂分布和在步骤SC2-3中取得的初始剂量分布,来制作药剂兼用治疗计划(步骤SC3-3)。在步骤SC3-3中,处理电路31针对药剂分布与初始剂量分布重叠的区域,变更药剂分布及初始剂量分布中的至少一方,基于变更后的分布,来制作药剂兼用治疗计划。
药剂兼用治疗计划包括药剂投放计划和针对按照该药剂投放计划被投放药剂的肿瘤的放射线治疗计划。药剂兼用治疗计划所包括的药剂投放计划,例如可以是将通过上述的实施例的任意方法生成的计划保持原样地用于药剂兼用治疗计划。或者,也可以按照根据初始剂量分布而变更后的药剂分布来修正药剂投放计划。在该情况下,处理电路31如上述那样,基于初始剂量分布来变更药剂分布,基于变更后的药剂分布和初始剂量分布来制作药剂兼用治疗计划。即,根据变更后的药剂分布,变更药剂注入点、药剂注入量、内窥镜目标到达点、组织刺入点、肿瘤刺入点。
药剂兼用治疗计划所包括的放射线治疗计划,例如可以是将通过上述的实施例的任意方法生成的计划保持原样地用于药剂兼用治疗计划。或者,也可以按照根据药剂分布而变更后的剂量分布(确定剂量分布)来修正放射线治疗计划。在该情况下,处理电路31如上述那样,基于药剂分布来变更初始剂量分布并制作确定剂量分布,基于确定剂量分布和药剂分布来制作药剂兼用治疗计划。即,根据确定剂量分布,变更照射门数、照射角度、放射线强度、准直器开度、楔形滤波器。
进行了步骤SC3-3后,处理电路31通过显示控制功能315的实现,显示在步骤SC3-3中制作的药剂兼用治疗计划(步骤SC4-3)。在步骤SC4-3中,处理电路31将药剂兼用治疗计划显示于显示设备35。作为药剂兼用治疗计划,可以设为,是表示确定剂量分布、药剂分布的图像,并显示对药剂投放计划、放射线治疗计划进行表示的字符、数字等。通过显示药剂兼用治疗计划,由此用户能够确认其内容。
通过以上,药剂兼用治疗计划的制作处理结束。
另外,处理电路31也可以基于药剂分布和剂量分布,制作互不相同的多个药剂兼用治疗计划,并显示该制作出的多个药剂兼用治疗计划的列表。
图13是表示多个药剂兼用治疗计划的列表的显示画面I7的一例的图。显示画面I7显示于显示设备35等。在图13中,作为一例,显示3个药剂兼用治疗计划。在显示画面I7上并排显示各药剂兼用治疗计划的标签I711、I721、I731。标签I711、I721、I731可以是方案A、方案B、方案C等各药剂兼用治疗计划的编号,也可以是“肿瘤剂量增加”、“风险脏器剂量减少”、“通常”这样的对各药剂兼用治疗计划的特征进行表示的字符串。
如图13所示,作为各药剂兼用治疗计划,并排显示确定剂量分布与药剂分布的重叠图像I712、I722、I732。例如,在方案A的情况下,在治疗对象的肿瘤区域中的药剂投放量比较少的情况下,使该肿瘤区域中的投放剂量与初始剂量分布中的投放剂量相比增加。在方案B的情况下,在治疗对象的肿瘤区域中的药剂投放量比较多的情况下,使该肿瘤区域中的投放剂量与初始剂量分布中的投放剂量相比降低。在方案C的情况下,确定剂量分布使用与初始剂量分布相同的分布。通过并排显示重叠图像I712、I722、I732,由此用户能够在视觉上掌握由各方案的差异引起的确定剂量分布的差异。另外,除了确定剂量分布与药剂分布的重叠图像以外,也可以显示药剂投放计划、放射线治疗计划的各参数。
如图13所示,在显示画面I7上并排显示各药剂兼用治疗计划的选择按钮I713、I723、I733。当用户经由输入接口37按下各选择按钮I713、I723、I733时,对应的药剂兼用治疗计划被选择。按照所选择的药剂兼用治疗计划,进行放射线治疗辅助系统对药剂兼用放射线治疗的辅助。
接着,对图2的步骤SD中所使用的药剂投放引导装置4进行说明。
图14是表示药剂投放引导装置4的结构例的图。如图14所示,药剂投放引导装置4具有处理电路41、通信接口43、显示设备45、输入接口47以及存储装置49。处理电路41是处理部的一例,通信接口43是通信部的一例,显示设备45是显示部的一例,输入接口47是输入部的一例,存储装置49是存储部的一例。
处理电路41具有处理器。由该处理器将安装在存储装置49等中的各种程序启动,由此实现取得功能411、图像处理功能412、位置检测功能413以及显示控制功能414。各功能411-414不限于由单一的处理电路41实现的情况。也可以将多个独立的处理器组合而构成处理电路,各处理器执行程序,由此来实现各功能411-414。取得功能411是取得部的一例,图像处理功能412是图像处理部的一例,位置检测功能413是位置检测部的一例,显示控制功能414是显示部的一例。
通过取得功能411的实现,处理电路41取得各种信息。具体而言,处理电路41取得由医用图像诊断装置1生成的医用图像、由放射线治疗计划装置2生成的放射线治疗计划、由药剂投放计划装置3生成的药剂投放计划、由超声波内窥镜5生成的超声波图像以及光学图像等。作为取得的方式,不限定于直接从各种装置取得,也可以将从该装置接收到的信息存储于存储装置49,并从存储装置49取得该信息。
通过图像处理功能412的实现,处理电路41对由取得功能411取得的各种图像实施图像处理。
通过位置检测功能413的实现,处理电路41检测超声波内窥镜5的当前位置。
通过显示控制功能414的实现,处理电路41经由显示设备45显示各种信息。例如,处理电路41显示由超声波内窥镜5生成的超声波图像及光学图像和由药剂投放计划装置3生成的药剂投放计划。处理电路41在超声波图像和/或光学图像上重叠用于将超声波内窥镜5引导至目标位置的引导信息。处理电路41将附加了当前位置的医用图像即药剂投放计划图像和超声波图像和/或光学图像并排显示。
通信接口43是用于经由有线或者无线与放射线治疗辅助系统100所包括的医用图像诊断装置1、放射线治疗计划装置2、药剂投放计划装置3以及超声波内窥镜5之间进行信息通信的接口。
显示设备45按照处理电路41的显示控制功能414显示各种信息。作为显示设备45,能够适当使用液晶显示器、CRT显示器、有机EL显示器、等离子体显示器或其他任意的显示器。另外,显示设备45也可以是投影仪。
输入接口47受理来自用户的各种输入操作,将受理到的输入操作变换为电信号并输出至处理电路41。具体而言,作为输入接口47,适当使用鼠标、键盘、轨迹球、开关、按钮、操纵杆、触摸板、触摸面板显示器等。输入接口47也可以是使用了来自对声音进行集音的麦克风等输入设备的声音信号的声音输入装置。输入接口47也可以是使用了光学传感器的非接触输入电路。输入接口47向处理电路41输出与输入操作对应的电信号。另外,输入接口47也可以是设置于经由网络等连接的其他计算机的输入设备。
存储装置49是存储各种信息的ROM、RAM、HDD、SSD、集成电路存储装置等存储装置。存储装置49例如存储由取得功能411取得的医用图像、药剂投放计划、超声波图像、光学图像等。存储装置49除了上述存储装置以外,也可以是在与CD、DVD、闪存器等可移动式存储介质、半导体存储元件等之间读写各种信息的驱动装置。存储装置49也可以位于经由有线或无线与药剂投放引导装置4连接的其他计算机内。
接着,对由药剂投放引导装置4进行的药剂投放引导处理进行说明。药剂投放引导处理按照药剂投放计划与基于超声波内窥镜5的药剂投放手术并行地实施。在以下的说明中设为,如图3所示那样,肿瘤是在胰脏中产生的,作为药剂投放手术,是从胃内通过穿刺针向肿瘤注入药剂的经体内注入式。
图15是表示由药剂投放引导装置4进行的药剂投放引导处理的流程的图。另外,图15所示的药剂投放引导处理以由手术者等经由输入接口47发出开始指示为契机,通过处理电路41开始。在药剂投放引导处理的开始时刻,超声波内窥镜5的插入部朝向内窥镜目标到达位置插入到胃内。超声波内窥镜5在药剂投放引导处理中通过光学摄像装置生成光学图像,将光学图像实时地供给至药剂投放引导装置4。
药剂投放引导装置4的处理电路41通过位置检测功能413的实现,实时检测超声波内窥镜5的插入部的当前位置(以下,称为内窥镜当前位置)。位置检测方法可以是任何方法,例如,处理电路41可以基于来自在插入部设置的GPS(Global Positioning System:全球定位系统)、磁传感器等位置传感器的检测信号进行插入部的位置检测,也可以基于患者的医用图像与由超声波内窥镜5生成的光学图像的对位结果进行位置检测。作为该医用图像,只要使用在放射线治疗计划、药剂投放计划的制作中使用的三维CT图像、三维MR图像等即可。另外,处理电路41也可以在超声波内窥镜5通过超声波摄像装置生成了超声波图像的情况下,基于超声波图像与该医用图像的对位结果进行位置检测。
如图15所示,处理电路41通过显示控制功能414的实现,在光学图像中显示侵入方向(步骤SD1)。在药剂投放引导处理中,处理电路41将引导画面显示于显示设备45。在引导画面中,对超声波内窥镜5的侵入方向进行表示的标记与光学图像重叠。表示侵入方向的标记是引导信息的一例。
图16是表示在步骤SD1中显示的引导画面I6的一例的图。如图16所示,在引导画面I6中显示光学图像I62和药剂投放计划图像I63。光学图像I62是由超声波内窥镜5实时生成的动态图像。在光学图像I62上重叠有对超声波内窥镜5的侵入方向进行表示的标记71。侵入方向被决定为从内窥镜当前位置朝向内窥镜目标到达点的方向。
药剂投放计划图像I63是在医用图像上标注有表示内窥镜当前位置的标记631以及表示内窥镜目标到达点的标记632的图像。药剂投放计划图像I63的截面位置或视点被设定为追踪超声波内窥镜5的当前位置。如图16所示,药剂投放计划图像I63例如是包括内窥镜当前位置和内窥镜目标到达点这两者的截面图像。在该情况下,处理电路41将包括内窥镜当前位置和内窥镜目标到达点这两者的截面设定为医用图像,通过平行投影法来生成与该截面有关的截面图像。另外,截面图像也可以以仅包括内窥镜当前位置和内窥镜目标到达点中的任一方的方式生成。表示内窥镜当前位置的标记631及表示内窥镜目标到达点的标记632是引导信息的一例。
另外,该药剂投放计划图像I63不限定于此,也可以是包括内窥镜位置的体绘制图像或虚拟内窥镜图像。例如,处理电路41将内窥镜当前位置设定为视点,通过平行投影法来生成与该视点有关的体绘制图像。另外,处理电路41将内窥镜当前位置设定为视点,通过透视投影法来生成与该视点有关的虚拟内窥镜图像。
在引导画面I6中包括超声波图像的显示栏I60以及消息的显示栏I64。在步骤SD1的时刻,未通过超声波内窥镜5进行超声波摄影,因此在显示栏I60中不显示超声波图像。另外,在步骤SD1的时刻,也可以通过超声波内窥镜5进行超声波摄影,在该情况下,超声波图像也可以显示于显示栏I60。
在显示栏I64中显示对和内窥镜当前位置与内窥镜目标到达点之间的距离(以下,称为距离差量)相应的、使超声波内窥镜5向目标位置前进的处理进行辅助的消息(以下,称为辅助消息)。例如,处理电路41在距离差量大于阈值(以下称为第一阈值)的情况下,例如显示“还未到达目标位置附近。请沿箭头方向使内窥镜前进。”等辅助消息。第一阈值只要设定为在光学图像中能够视觉确认组织刺入点的程度的数值即可。辅助消息可以预先根据距离差量的大小而被类型化。辅助消息是引导信息的一例。
进行了步骤SD1后,处理电路41判定内窥镜当前位置是否到达了内窥镜目标到达点的附近(步骤SD2)。在步骤SD2中,处理电路41具体地判定距离差量是否大于第一阈值。在距离差量大于第一阈值的情况下(步骤SD2:否),处理电路41进入步骤SD1,在引导画面中将对超声波内窥镜5的侵入方向进行表示的标记重叠于光学图像。手术者等通过观察图16所示的光学图像I62、药剂投放计划图像I63和辅助消息,能够掌握内窥镜当前位置以及内窥镜目标到达点,使超声波内窥镜5朝向内窥镜目标到达点前进。
在距离差量小于第一阈值的情况下(步骤SD2:是),处理电路41通过显示控制功能414的实现,在光学图像中显示组织刺入点(步骤SD3)。在步骤SD3中,处理电路41将表示组织刺入点的标记与光学图像重叠于引导画面。表示组织刺入点的标记是引导信息的一例。
图17是表示在步骤SD3中显示的引导画面I6的一例的图。如图17所示,在引导画面I6中显示光学图像I62和药剂投放计划图像I63。在步骤SD3中,超声波内窥镜5位于内窥镜目标到达点附近,因此胰脏肿瘤根据胰脏肿瘤的阶段而浸润到胃壁,在光学图像I62中以能够视觉辨认的方式描绘出胰脏肿瘤。在光学图像I62上重叠有表示组织刺入点的标记72。基于光学图像与药剂投放计划图像的对位,通过处理电路41来计算光学图像I62中的组织刺入点的位置。标记72例如可以使用指示组织刺入点的箭头。在药剂投放计划图像I63中显示表示内窥镜位置的标记631以及表示目标位置的标记632。在步骤SD3中,超声波内窥镜5位于目标位置附近,所以标记631与标记632接近。
在步骤SD3的时刻也未通过超声波内窥镜5进行超声波摄影,因此在显示栏I60中不显示超声波图像。另外,也可以在步骤SD3的时刻通过超声波内窥镜5进行超声波摄影,在该情况下,也可以在显示栏I60显示通过超声波摄影而生成的超声波图像。
在显示栏I64中,显示辅助消息,该辅助消息对和内窥镜当前位置与内窥镜目标到达点之间的距离差量相应的、使超声波内窥镜5向目标位置前进的处理进行辅助。例如,处理电路41在距离差量大于阈值(以下称为第二阈值)的情况下,例如显示“到达了目标位置附近。使穿刺针刺入到组织刺入点。请使内窥镜稍微前进。”等辅助消息。第二阈值是用于区分内窥镜当前位置与内窥镜目标到达点充分接近的状态和内窥镜当前位置与内窥镜目标到达点未充分接近的状态的阈值,设定为比第一阈值小的值。
进行了步骤SD3后,处理电路41判定内窥镜当前位置是否到达内窥镜目标到达点(步骤SD4)。在步骤SD4中,处理电路41具体地判定距离差量是否大于第二阈值。在距离差量大于第二阈值的情况下(步骤SD4:否),处理电路41进入步骤SD3,在引导画面中将表示组织刺入点的标记重叠于光学图像。手术者等通过观察图17所示的光学图像I62、药剂投放计划图像I63和辅助消息,由此能够掌握内窥镜当前位置以及内窥镜目标到达点,使超声波内窥镜5前进到内窥镜目标到达点。例如,通过确认被重叠于光学图像I62的标记72、被附加于药剂投放计划图像I63的标记631、632,由此能够慎重地使超声波内窥镜5向重叠于光学图像I62的标记72所指示的位置前进。
在距离差量小于第二阈值的情况下(步骤SD4:是),处理电路41通过显示控制功能414的实现,在超声波图像中显示肿瘤刺入点以及药剂注入点(步骤SD5)。在步骤SD5中,处理电路41在引导画面中将表示肿瘤刺入点的标记以及表示药剂注入点的标记重叠于超声波图像。例如,处理电路41在距离差量小于第二阈值的情况下,向超声波内窥镜5发送超声波摄影指示,接收到超声波摄影指示的超声波内窥镜5经由在插入部的前端部设置的超声波摄像装置进行超声波摄影,生成与患者体内有关的超声波图像。所生成的超声波图像被供给至药剂投放引导装置4。超声波图像实时地显示于显示设备45。表示肿瘤刺入点的标记及表示药剂注入点的标记是引导信息的一例。
图18是表示在步骤SD5中显示的引导画面I6的一例的图。如图18所示,在引导画面I6中实时显示由超声波内窥镜5生成的超声波图像I61。在超声波图像I61中重叠有表示肿瘤刺入点的标记611以及表示药剂注入点的标记612。肿瘤刺入点以及药剂注入点的位置通过处理电路41基于超声波图像与药剂投放计划图像的对位来计算。在光学图像I62中,与步骤SD3同样地,重叠有表示组织刺入点的标记72。
在药剂投放计划图像I63中显示表示内窥镜位置的标记631以及表示目标位置的标记632。在步骤SD5中,超声波内窥镜5位于目标位置,因此标记631与标记632重叠。处理电路41在距离差量小于第二阈值的情况下,将对从目标位置向药剂注入点的路径进行表示的标记633重叠于药剂投放计划图像I63。由此,能够在视觉上确认穿刺针的刺入方向等。
在显示栏I64中,显示对和内窥镜位置与目标位置之间的距离差量相应的、使超声波内窥镜5向目标位置前进的处理进行辅助的辅助消息。例如,处理电路41在距离差量小于第二阈值的情况下,例如显示“到达了目标位置。请将穿刺针刺入到组织刺入点,使针尖前进至药剂注入点为止,请注入药剂。”等辅助消息。手术者通过观察辅助消息,由此能够确认超声波内窥镜5到达目标位置这一情况、之后应刺入穿刺针并注入药剂这一情况等。
另外,在步骤SD5中,处理电路41也可以在距离差量小于第二阈值的情况下,将药剂注入量、药剂注入速度、注入定时显示于引导画面I6。
通过以上,药剂投放引导处理结束。
如图15所示,处理电路41通过显示控制功能414的实现,根据内窥镜当前位置与内窥镜目标到达点之间的距离差量,使用于将超声波内窥镜5引导至目标位置的引导信息变化。例如,处理电路41在距离差量大于第一阈值的情况下,作为引导信息将超声波内窥镜5的侵入方向附加于光学图像。在距离差量小于阈值的情况下,处理电路41作为引导信息将组织刺入点附加于光学图像。另外,处理电路41如图16~图18所示那样,显示根据距离差量而被类型化后的辅助消息。另外,处理电路41如图16~图18所示那样,根据距离差量来切换超声波图像的显示的有无。例如,处理电路41在距离差量大于第二阈值的情况下,不对超声波摄像装置供给摄影指示而将超声波图像的显示设为关闭,在距离差量小于第二阈值的情况下,向超声波摄像装置供给摄影指示而将超声波图像的显示设为开启。另外,处理电路41在距离差量小于第二阈值的情况下,对超声波图像附加药剂注入点。
另外,药剂投放引导处理能够进行各种变形。例如,在上述实施例中,处理电路41在药剂投放引导处理的执行时始终显示光学图像。但是,实施方式不限定于此,处理电路41也可以代替光学图像而始终显示超声波图像。另外,处理电路41也可以不显示光学图像以及超声波图像这两者。在该情况下,处理电路41显示药剂投放计划图像,通过向该药剂投放计划图像附加内窥镜当前位置以及内窥镜目标到达点等,由此能够辅助手术者。
另外,作为药剂注入器具,以超声波内窥镜5为例进行了说明,但实施方式并不限定于此。例如,作为药剂注入器具,既可以是不具有光学摄像装置而具有超声波摄像装置的内窥镜,也可以是不具有超声波摄像装置而具有光学摄像装置的内窥镜。在前者的情况下,在药剂投放引导处理中在引导画面上显示超声波图像,在后者的情况下,显示光学图像。
在上述几个实施例中,处理电路31基于医用图像和药剂投放计划的药剂投放参数,对药剂的流动进行模拟而生成药剂分布。然而,本实施方式不限定于此。处理电路31也可以通过药剂分布生成功能313的实现,利用机器学习模型来生成药剂分布。作为机器学习模型,例如使用神经网络。
图19是表示生成药剂分布的机器学习模型的输入输出例的图。如图19所示,机器学习模型以输入药剂投放参数及医用图像并输出药剂分布的方式训练学习参数。学习参数是通过机器学习模型的权重系数、偏置等的机器学习而训练的参数。例如,机器学习模型基于将药剂投放参数及医用图像的组合作为输入学习样本、将药剂分布作为输出学习样本的有教师学习而生成。作为输出学习样本的药剂分布如上所述,只要通过作为输入学习样本的药剂投放参数以及基于医用图像的药剂的流动的模拟来生成即可。通过利用机器学习模型,能够简单地得到药剂分布。
在上述的实施例中,没有特别提及所生成的药剂分布是从药剂注入开始起经过了几小时后的药剂分布。处理电路31也可以基于上述药剂的流动的模拟来生成从药剂注入开始经过指定时间后的药剂分布。指定时间由用户经由输入接口37指定即可。
另外,处理电路31也可以生成药剂分布的时间序列变化,根据该时间序列变化来决定照射所述放射线的定时。例如,处理电路31也可以生成与从药剂注入开始起的多个经过时间分别对应的多个药剂分布,根据所生成的多个药剂分布来确定最优的药剂分布,将与所确定的药剂分布对应的经过时间决定为照射放射线的定时。与多个经过时间分别对应的多个药剂分布是药剂分布的时间序列变化的一例。另外,作为药剂分布的时间序列变化,处理电路31也可以计算肿瘤区域、风险脏器等特定区域中的投放药剂量的时间序列变化。处理电路31能够根据放射线治疗的方针等来决定放射线照射定时。例如,也可以将肿瘤区域中的投放药剂量最大的经过时间决定为放射线照射定时。作为另一例,也可以将风险脏器区域中的投放药剂量成为最大的经过时间决定为放射线照射定时。作为另一例,也可以由用户指定放射线照射定时。
图20是表示放射线照射定时的指定画面I8的一例的图。指定画面I8显示于显示设备35。如图20所示,作为一例,在指定画面I8上并排显示分别与3个经过时间对应的3个药剂分布I812、I822、I822。与药剂分布I812、I822、I832分别对应地显示有表示经过时间的标签I811、I821、I831。例如,并排显示从药剂注入开始起的经过时间“6小时”的药剂分布I812、经过时间“12小时”的药剂分布I822、经过时间“24小时”的药剂分布I832。通过并排显示药剂分布I812、I822、I832,由此用户能够在视觉上掌握由经过时间的差异引起的药剂分布的差异。另外,除了药剂分布之外,还可以显示药剂投放计划等。另外,也可以显示药剂分布I812、I822、I832与剂量图像的重叠图像。
如图20所示,在指定画面I8中,放射线照射定时的指定按钮I813、I823、I833与药剂分布I812、I822、I832对应地并排显示。当用户经由输入接口37按下各指定按钮I813、I823、I833时,将与所指定的药剂分布对应的经过时间决定为放射线照射定时。由此,能够决定最大限度地发挥药剂与放射线的协同效果的最优的放射线照射定时。与所指定的放射线照射定时对应的药剂分布被用作上述的药剂兼用治疗计划中的药剂分布。
另外,药剂分布的时间序列变化的显示方式,不限于图20所示那样的、与多个经过时间分别对应的多个药剂分布的并列显示。例如,也可以显示与经由滑动条等指定的1个经过时间对应的药剂分布。能够经由滑动条任意地变更显示对象的经过时间。
根据以上说明的至少1个实施方式,能够对药剂向肿瘤的投放进行辅助。
在上述说明中使用的“处理器”这一用语,例如是指CPU、GPU、或者面向特定用途的集成电路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC))、可编程逻辑器件(例如,简单可编程逻辑器件(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、复合可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、以及现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array:FPGA))等电路。处理器通过读出并执行保存在存储电路中的程序来实现功能。另外,也可以代替在存储电路中保存程序,而构成为在处理器的电路内直接装入程序。在该情况下,处理器通过读出并执行被装入到电路内的程序来实现功能。另外,也可以不执行程序,而是通过逻辑电路的组合来实现与该程序对应的功能。另外,实施方式的各处理器不限于按每个处理器构成为单一的电路的情况,也可以将多个独立的电路组合而构成为1个处理器,并实现其功能。进而,也可以将图1、图4以及图12中的多个构成要素综合到1个处理器来实现其功能。
对几个实施方式进行了说明,但这些实施方式是作为例子而提示的,并不意图限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种方式实施,在不脱离发明的主旨的范围内,能够进行各种省略、置换、变更、实施方式彼此的组合。这些实施方式及其变形包含在发明的范围或主旨中,并且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。
已经描述了几个实施例,但是这些实施例仅以示例的方式呈现,并且不打算限制本发明的范围。实际上,本文描述的新的实施例可以以各种其他形式体现;此外,可以在不脱离本发明的精神的情况下以本文所描述的实施例的形式进行各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等价物旨在涵盖将属于本发明的范围和精神的实施例及其变形例。
关于以上的实施方式,作为发明的一个侧面以及选择性的特征,公开以下的附记。
(附记1)
一种放射线治疗辅助系统,具备:
第一取得部,取得向肿瘤投放的药剂的分布;
第二取得部,取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量的分布;以及
治疗计划制作部,基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
(附记2)
也可以是,所述治疗计划制作部针对所述药剂的分布与所述剂量的分布重叠的区域,变更所述药剂的分布以及所述剂量的分布中的至少一方,并基于变更后的分布来制作所述治疗计划。
(附记3)
也可以是,所述治疗计划制作部基于所述药剂的分布来变更所述剂量的分布,并基于该变更后的剂量的分布和所述药剂的分布来制作所述治疗计划。
(附记4)
也可以是,所述治疗计划制作部基于所述剂量的分布来变更所述药剂的分布,并基于该变更后的药剂的分布和所述剂量的分布来制作所述治疗计划。
(附记5)
也可以是,所述治疗计划制作部输出能够识别出所述药剂及所述剂量中的至少一方的分布是否超过容许值的信息。
(附记6)
也可以是,所述治疗计划制作部使所述剂量的分布与所述药剂的分布叠加,并与所述能够识别的信息一起进行显示。
(附记7)
也可以是,所述治疗计划制作部将所述剂量的分布和所述药剂的分布并排地与所述能够识别的信息一起显示。
(附记8)
也可以是,还具备药剂投放计划制作部,该药剂投放计划制作部制作包括对所述肿瘤投放的药剂的投放条件在内的药剂投放计划,
所述第一取得部基于所述药剂投放计划来制作所述药剂的分布。
(附记9)
也可以是,所述药剂的投放条件包括所述肿瘤的位置和对所述肿瘤投放的药剂注入器具的目标位置。
(附记10)
也可以是,所述药剂注入器具包括注入所述药剂的针,
所述药剂投放条件设定部决定第一刺入点和第二刺入点作为所述目标位置,
所述第一刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置,
所述第二刺入点是将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置。
(附记11)
也可以是,所述药剂注入器具包括安装有用于注入所述药剂的针的内窥镜,
所述药剂投放计划制作部决定刺入点和器具到达点作为所述目标位置,
所述刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置和/或将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置,
所述器具到达点是能够将所述针刺入到所述刺入点的位置,且是所述患者的管腔组织内的所述内窥镜的位置。
(附记12)
也可以是,所述药剂的投放条件包括所述药剂的注入点及注入量,
所述第一取得部基于所述肿瘤以及周围的解剖学组织的至少一方的形态或者性状、以及所述药剂的注入点及注入量,求出所述药剂的分布。
(附记13)
也可以是,所述治疗计划制作部基于所述药剂的分布,输出将所述药剂注入器具向投放位置引导的引导信息。
(附记14)
也可以是,还具备:摄像部,设置于投放所述药剂的药剂注入器具,生成所述患者的管腔组织内的超声波图像和/或光学图像;以及
显示部,在所述超声波图像和/或所述光学图像上重叠引导信息,该引导信息用于将所述药剂注入器具引导至所述药剂注入器具的目标位置。
(附记15)
也可以是,还具备检测部,该检测部检测所述药剂注入器具的当前位置,
所述显示部根据所述当前位置与所述目标位置之间的距离而使所述引导信息变化。
(附记16)
也可以是,所述显示部将附加了所述当前位置的所述医用图像与所述超声波图像和/或所述光学图像并排显示。
(附记17)
也可以是,具备剂量投放条件设定部,该剂量投放条件设定部设定对所述肿瘤投放的放射线的投放条件,
所述第二取得部基于所述放射线的投放条件来制作所述剂量的分布。
(附记18)
也可以是,所述治疗计划制作部求出所述药剂的分布的时间序列变化,根据该时间序列变化来决定照射所述放射线的定时。
(附记19)
也可以是,所述治疗计划制作部,
基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作互不相同的多个所述治疗计划,
显示该制作出的多个治疗计划的列表。
(附记20)
一种放射线治疗辅助方法,具备如下步骤:
取得对肿瘤投放的药剂的分布,
取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量分布,
根据所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
(附记21)
一种放射线治疗辅助系统,具备:
取得部,取得与患者有关的医用图像;以及
制作部,基于在所述医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状,制作包括所述肿瘤的位置和向所述肿瘤投放的药剂的药剂注入器具的目标位置的药剂投放计划。
(附记22)
也可以是,作为所述药剂投放计划,所述制作部除了决定所述目标位置以外,还决定所述药剂的注入量和/或注入速度。
(附记23)
也可以是,所述药剂注入器具包括注入所述药剂的针,
所述制作部决定第一刺入点和第二刺入点作为所述目标位置,
所述第一刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置,
所述第二刺入点是将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置。
(附记24)
也可以是,所述药剂注入器具包括安装有注入所述药剂的针的内窥镜,
所述制作部决定刺入点和器具到达点作为所述目标位置,
所述刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置和/或将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置,
所述器具到达点是能够将所述针刺入到所述刺入点的位置,且是所述患者的管腔组织内的所述内窥镜的位置。
(附记25)
也可以是,还具备显示部,该显示部对所述医用图像附加所述目标位置并进行显示。
(附记26)
也可以是,还具备药剂分布生成部,该药剂分布生成部基于所述肿瘤及所述解剖学组织的形态及性状、所述药剂的注入点和所述药剂的注入量,生成药剂分布,该药剂分布是表现与所述肿瘤有关的投放药剂量的预测空间分布的药剂分布。
(附记27)
也可以是,还具备显示所述药剂分布的显示部。
(附记28)
也可以是,还具备剂量分布生成部,该剂量分布生成部生成剂量分布,该剂量分布表现对所述肿瘤的投放剂量的预测空间分布,
所述显示部将所述药剂分布和所述剂量分布叠加显示。
(附记29)
也可以是,还具备药剂兼用治疗计划制作部,该药剂兼用治疗计划制作部基于对所述药剂分布的各像素分配的投放药剂量,增减对与所述患者有关的剂量分布的各像素分配的投放药量。
(附记30)
也可以是,药剂兼用治疗计划制作部基于对剂量分布的各像素分配的投放剂量,增减对所述药剂分布的各像素分配的投放药剂量。
(附记31)
也可以是,所述药剂分布生成部变更基于所述药剂注入器具的所述药剂的注入点及注入量,并且生成多个散布分布,
所述制作部将与所述多个散布分布中的特定的散布分布对应的特定的注入点及注入量决定为所述药剂投放计划。
(附记32)
也可以是,所述制作部基于所述患者的身体计测信息和生物体内物质的计测信息来决定所述药剂的注入量,作为所述药剂投放计划。
(附记33)
也可以是,所述制作部基于所述肿瘤的位置,决定作为所述药剂注入器具是使用用于从皮肤表面进行注射的带注射针的注射器,还是使用用于从体内进行注射的带穿刺针的内窥镜。
(附记34)
也可以是,所述制作部搜索与所述肿瘤连接的特定的血管,在确定了所述特定的血管的情况下,制作用于向所述特定的血管注入所述药剂的所述药剂投放计划。
(附记35)
也可以是,还具备:摄像部,设置于所述药剂注入器具,生成所述患者的管腔组织内的超声波图像和/或光学图像;以及
显示部,在所述超声波图像和/或所述光学图像上重叠引导信息,该引导信息是用于将所述药剂注入器具引导至所述目标位置的引导信息。
(附记36)
也可以是,还包括检测部,该检测部检测所述药剂注入器具的当前位置,
所述显示部根据所述当前位置与所述目标位置之间的距离而使所述引导信息变化。
(附记37)
也可以是,所述药剂注入器具是带穿刺针的超声波内窥镜,
所述显示部包括,
在所述距离大于阈值的情况下,作为所述引导信息,将所述超声波内窥镜的侵入方向附加于所述光学图像,
在所述距离比阈值小的情况下,作为所述引导信息,将刺入所述穿刺针的位置附加于所述光学图像。
(附记38)
也可以是,所述显示部在所述距离比阈值短的情况下,作为所述引导信息,将从所述穿刺针注入药剂的位置附加于所述超声波图像。
(附记39)
也可以是,所述显示部将附加了所述当前位置的所述医用图像与所述超声波图像和/或所述光学图像并排显示。
(附记40)
也可以是,计算机取得与患者有关的医用图像,
所述计算机基于在所述医用图像中描绘出的肿瘤及解剖学组织的形态及性状,制作药剂投放计划,该药剂投放计划包括所述肿瘤的位置和药剂注入器具的目标位置,该药剂注入器具将向所述肿瘤投放的药剂注入。
Claims (20)
1.一种放射线治疗辅助系统,具备:
第一取得部,取得向肿瘤投放的药剂的分布;
第二取得部,取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量的分布;以及
治疗计划制作部,基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
2.根据权利要求1所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部针对所述药剂的分布与所述剂量的分布重叠的区域,变更所述药剂的分布以及所述剂量的分布中的至少一方,并基于变更后的分布来制作所述治疗计划。
3.根据权利要求2所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部基于所述药剂的分布来变更所述剂量的分布,并基于该变更后的剂量的分布和所述药剂的分布来制作所述治疗计划。
4.根据权利要求2所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部基于所述剂量的分布来变更所述药剂的分布,并基于该变更后的药剂的分布和所述剂量的分布来制作所述治疗计划。
5.根据权利要求2所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部输出能够识别出所述药剂及所述剂量中的至少一方的分布是否超过容许值的信息。
6.根据权利要求5所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部使所述剂量的分布与所述药剂的分布叠加,并与能够识别的所述信息一起进行显示。
7.根据权利要求5所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部将所述剂量的分布和所述药剂的分布并排地与所述能够识别的信息一起显示。
8.根据权利要求1所述的放射线治疗辅助系统,其中,
还具备药剂投放计划制作部,该药剂投放计划制作部制作包括对所述肿瘤投放的药剂的投放条件在内的药剂投放计划,
所述第一取得部基于所述药剂投放计划来制作所述药剂的分布。
9.根据权利要求8所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述药剂的投放条件包括所述肿瘤的位置和对所述肿瘤投放的药剂注入器具的目标位置。
10.根据权利要求9所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述药剂注入器具包括注入所述药剂的针,
所述药剂投放条件设定部决定第一刺入点和第二刺入点作为所述目标位置,
所述第一刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置,
所述第二刺入点是将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置。
11.根据权利要求10所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述药剂注入器具包括安装有用于注入所述药剂的针的内窥镜,
所述药剂投放计划制作部决定刺入点和器具到达点作为所述目标位置,
所述刺入点是将所述针首先刺入到所述解剖学组织的位置和/或将所述针刺入到位于比所述解剖学组织深的位置的所述肿瘤的位置,
所述器具到达点是能够将所述针刺入到所述刺入点的位置,且是所述患者的管腔组织内的所述内窥镜的位置。
12.根据权利要求8所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述药剂的投放条件包括所述药剂的注入点及注入量,
所述第一取得部基于所述肿瘤以及周围的解剖学组织的至少一方的形态或者性状、以及所述药剂的注入点及注入量,求出所述药剂的分布。
13.根据权利要求8所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部基于所述药剂的分布,输出将所述药剂注入器具向投放位置引导的引导信息。
14.根据权利要求8所述的放射线治疗辅助系统,其中,还具备:
摄像部,设置于投放所述药剂的药剂注入器具,生成所述患者的管腔组织内的超声波图像和/或光学图像;以及
显示部,在所述超声波图像和/或所述光学图像上重叠引导信息,该引导信息用于将所述药剂注入器具引导至所述药剂注入器具的目标位置。
15.根据权利要求14所述的放射线治疗辅助系统,其中,
还具备检测部,该检测部检测所述药剂注入器具的当前位置,
所述显示部根据所述当前位置与所述目标位置之间的距离而使所述引导信息变化。
16.根据权利要求14所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述显示部将附加了所述当前位置的所述医用图像与所述超声波图像和/或所述光学图像并排显示。
17.根据权利要求1所述的放射线治疗辅助系统,其中,
具备剂量投放条件设定部,该剂量投放条件设定部设定对所述肿瘤投放的放射线的投放条件,
所述第二取得部基于所述放射线的投放条件来制作所述剂量的分布。
18.根据权利要求1所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部,
基于所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作互不相同的多个所述治疗计划,
显示该制作出的多个治疗计划的列表。
19.根据权利要求1所述的放射线治疗辅助系统,其中,
所述治疗计划制作部生成所述药剂的分布的时间序列变化,根据该时间序列变化来决定照射所述放射线的定时。
20.一种放射线治疗辅助方法,具备如下步骤:
取得对肿瘤投放的药剂的分布,
取得对所述肿瘤投放的放射线的剂量分布,
根据所述药剂的分布和所述剂量的分布,制作兼用了所述药剂和所述放射线的针对所述肿瘤的治疗计划。
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Family
ID=
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090292481A1 (en) * | 2006-11-10 | 2009-11-26 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Apparatus, method, computer-readable medium, and use for therapy planning in treatment of a patient |
JP2013059576A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | 放射線治療情報生成装置 |
US20130261371A1 (en) * | 2010-05-03 | 2013-10-03 | University Health Network | Imageable activatable agent for radiation therapy and method and system for radiation therapy |
US20140275709A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Methods and systems for determining the distribution of radiation dose and response |
CN107970527A (zh) * | 2016-10-25 | 2018-05-01 | 住友重机械工业株式会社 | 放射线治疗模拟装置 |
CN108348768A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-07-31 | 三菱电机株式会社 | 治疗计划装置 |
CN109011221A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-18 | 东莞东阳光高能医疗设备有限公司 | 一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法 |
JP2019080728A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線量管理装置及び放射線量管理方法 |
JP2020058704A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | ユーロメディテック株式会社 | 放射線治療計画装置の導入支援方法、放射線治療計画装置の導入支援装置、及びプログラム |
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20090292481A1 (en) * | 2006-11-10 | 2009-11-26 | Koninklijke Philips Electronics N. V. | Apparatus, method, computer-readable medium, and use for therapy planning in treatment of a patient |
US20130261371A1 (en) * | 2010-05-03 | 2013-10-03 | University Health Network | Imageable activatable agent for radiation therapy and method and system for radiation therapy |
JP2013059576A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | 放射線治療情報生成装置 |
US20140161339A1 (en) * | 2011-09-15 | 2014-06-12 | Toshiba Medical Systems Corporation | Radiotherapy information generation apparatus and radiotherapy information generation method |
US20140275709A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Rutgers, The State University Of New Jersey | Methods and systems for determining the distribution of radiation dose and response |
CN108348768A (zh) * | 2015-11-17 | 2018-07-31 | 三菱电机株式会社 | 治疗计划装置 |
CN107970527A (zh) * | 2016-10-25 | 2018-05-01 | 住友重机械工业株式会社 | 放射线治疗模拟装置 |
JP2019080728A (ja) * | 2017-10-30 | 2019-05-30 | キヤノンメディカルシステムズ株式会社 | 放射線量管理装置及び放射線量管理方法 |
CN109011221A (zh) * | 2018-09-04 | 2018-12-18 | 东莞东阳光高能医疗设备有限公司 | 一种剂量引导的中子俘获治疗系统及其操作方法 |
JP2020058704A (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | ユーロメディテック株式会社 | 放射線治療計画装置の導入支援方法、放射線治療計画装置の導入支援装置、及びプログラム |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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US20220023663A1 (en) | 2022-01-27 |
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