JP2001029491A - 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体 - Google Patents

照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体

Info

Publication number
JP2001029491A
JP2001029491A JP11202208A JP20220899A JP2001029491A JP 2001029491 A JP2001029491 A JP 2001029491A JP 11202208 A JP11202208 A JP 11202208A JP 20220899 A JP20220899 A JP 20220899A JP 2001029491 A JP2001029491 A JP 2001029491A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dose
value
target
ratio
irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11202208A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Yoda
潔 依田
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11202208A priority Critical patent/JP2001029491A/ja
Publication of JP2001029491A publication Critical patent/JP2001029491A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各門からの照射線量が経験的に決定されるの
で、標的や注意臓器に対して最適な照射線量が設定され
ない可能性があった。 【解決手段】 治療医により処方された標的および注意
臓器に対する線量についての処方箋データが処方箋デー
タ入力手段１１で入力され、その処方箋データに基づい
て第１の評価値計算手段１４や第２の評価値計算手段１
６により各種指標が計算され、それらの指標から処方箋
データに対する第１および第２の評価値が計算される。
そして、それらの評価値が最小になるように、すなわち
処方箋データを満足するように各門からの照射線量が計
算される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、１つまたは複数
の門（方向）から標的に向けてそれぞれ照射する放射線
の照射線量を処方箋データに基づいて計算するための照
射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１９は、例えば「Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｐｒｏｔｏｎ Ｂｅａｍ
ｓ」（Ｍ．ＵＲＩＥ著、Ｉｏｎ Ｂｅａｍｓ ｉｎ Ｔ
ｕｍｏｒ Ｔｈｅｒａｐｙ、ＣＨＡＰＭＡＮ＆ＨＡＬＬ
発行、第２７９頁〜第２８９頁、１９９５年）に記載さ
れた陽子線照射治療について説明する図である。図にお
いて、１は治療対象である人体の頭部のＣＴ（Ｃｏｍｐ
ｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）断層像、２は陽子線
照射の標的である腫瘍、３は放射線に弱い注意臓器であ
る脳幹、４は陽子線ビーム、６は線量分布を深さ方向に
変化させて、腫瘍２の位置に高線量部分を一致させるた
めのボーラス、７ａおよび７ｂは横方向のビーム幅を腫
瘍２の幅に合わせるコリメータである。
【０００３】放射線照射による治療を行う場合、図１９
に示すように、注意臓器（今の場合、脳幹３）を避けて
標的に放射線が照射される。図１９においては、１門か
らの陽子線照射について示しているが、実際の治療にお
いては、多門（多方向）からの放射線照射が実行され、
正常組織や注意臓器の損傷を抑制するように各門からの
照射線量が決定される。正常組織ごとに耐線量が既知で
あるので、放射線の経路に位置する各正常組織の吸収す
る線量が耐線量より小さくなるように各門から照射され
る線量が経験的に設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の照射線量値計算
方法は以上のように構成されているので、放射線の経路
に位置する各正常組織の吸収する線量が耐線量より小さ
くなるように、各門からの照射線量が経験的に決定され
るため、標的や注意臓器に対して最適な照射線量が設定
されない可能性がある等の課題があった。
【０００５】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、治療医により処方された標的およ
び注意臓器に対する線量についての処方箋データに基づ
いて各門からの照射線量を計算するようにして、処方箋
データに則した適切な照射線量を設定することができる
照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒
体を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明に係る照射線量
値計算装置は、各門から標的に向けてそれぞれ照射する
放射線に対する体内吸収線量分布を計算する吸収線量分
布計算手段と、少なくとも、標的に対して処方された処
方線量、最大線量、および最小線量、注意臓器に対する
制限線量、制約線量、および過大線量体積率を有する処
方箋データ、各門から標的に向けてそれぞれ照射する放
射線の照射線量の比率、並びに吸収線量分布計算手段に
より計算された体内吸収線量分布に基づいて、標的およ
び注意臓器に対する処方箋データについての第１の評価
値を計算する第１の評価値計算手段と、第１の評価値が
所定の条件を満足する照射線量の比率を計算する照射線
量比率計算手段と、照射線量比率計算手段により計算さ
れた各門の照射線量の比率と各門に対する体内吸収線量
分布との積和へスケーリングパラメータを乗じた値、お
よび処方箋データに基づいて、標的および注意臓器に対
する処方箋データについての第２の評価値を計算する第
２の評価値計算手段と、第２の評価値が所定の条件を満
足するスケーリングパラメータを計算するスケーリング
パラメータ計算手段と、少なくとも、スケーリングパラ
メータ計算手段により計算されたスケーリングパラメー
タ、照射線量比率計算手段により計算された各門の照射
線量の比率、および各門に対する体内吸収線量分布に基
づいて、各門の照射線量値を決定する照射線量値決定手
段とを備えたものである。
【０００７】この発明に係る照射線量値計算装置は、各
門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線に対する体
内吸収線量分布を標的内の線量の最大値と最小値との平
均値で規格化した分布を、体内吸収線量分布とするもの
である。
【０００８】この発明に係る照射線量値計算装置は、第
１の評価値計算手段が、吸収線量分布のうちの注意臓器
内における最大値に基づいて計算した第１の指標、吸収
線量が所定の吸収線量以上になる注意臓器の体積率に基
づいて計算した第２の指標、および標的内の線量均一度
に関する第３の指標のうちのいずれかを第１の評価値と
するものである。
【０００９】この発明に係る照射線量値計算装置は、各
門の照射線量の比率を０から１へそれぞれ段階的に変化
させ、各段階における第１の評価値を第１の評価値計算
手段にそれぞれ計算させ、第１の評価値が所定の条件を
満足したとき、各門の照射線量の比率を確定するもので
ある。
【００１０】この発明に係る照射線量値計算装置は、各
門の照射線量比率のそれぞれの組み合せについて、第1
の評価値を第1の評価値計算手段に計算させ、前記第1の
評価値が所定の条件を満足した際には、照射線量の比率
が１に到達していない門がある場合でも各門の照射線量
の比率を確定するものである。
【００１１】この発明に係る照射線量値計算装置は、逐
次探索法、シミュレーテッドアニーリング法および勾配
法のいずれか、または、逐次探索法、シミュレーテッド
アニーリング法および勾配法のうちの少なくとも２つを
組み合わせた最適化法に従って照射線量の比率を計算す
るものである。
【００１２】この発明に係る照射線量値計算装置は、照
射線量比率計算手段により計算された各門の照射線量の
比率と各門に対する体内吸収線量分布との積和へスケー
リングパラメータを乗じた値の注意臓器内における最大
値に基づいて計算した第１の指標、吸収線量が所定の吸
収線量以上になる注意臓器の体積率に基づいて計算した
第２の指標、前記積和へスケーリングパラメータを乗じ
た値の標的内における最小値に基づいて計算した第３の
指標、前記積和へスケーリングパラメータを乗じた値の
標的内における最大値に基づいて計算した第４の指標、
および吸収線量が所定の吸収線量より小さくなる標的の
体積率に基づいて計算した第５の指標のうちのいずれか
を、第２の評価値とするものである。
【００１３】この発明に係る照射線量値計算装置は、標
的に対して処方された処方線量とスケーリングパラメー
タとの積を前記標的内の参照座標の吸収線量とし、その
吸収線量に基づいて各門の照射線量値を決定するもので
ある。
【００１４】この発明に係る照射線量値計算装置は、標
的に対して処方された処方線量とスケーリングパラメー
タとの積を前記標的内の参照座標の吸収線量とし、その
吸収線量を、各門の照射線量比率と単位照射線量に対す
る各門の吸収線量の積和で求めた前記参照座標における
吸収線量で除した値を比例係数とし、各門の照射線量の
比率にその比例係数を乗じた値を、各門の照射線量値に
決定するものである。
【００１５】この発明に係る照射線量値計算装置は、標
的内の線量均一度に関する第３の指標として、（規格化
した標的内最大線量−規格化した標的内最小線量）−
（処方箋の最大線量−処方箋の最小線量）／（処方線
量）として定義された式により得られる値を用いるよう
にしたものである。
【００１６】この発明に係る照射線量値計算方法は、各
門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線に対する体
内吸収線量分布を計算するステップと、少なくとも、標
的に対して処方された処方線量、最大線量および最小線
量、注意臓器に対する制限線量、制約線量および過大線
量体積率を有する処方箋データ、各門から標的に向けて
それぞれ照射する放射線の照射線量の比率、並びに吸収
線量分布計算手段により計算された体内吸収線量分布に
基づいて、標的および注意臓器に対する処方箋データに
ついての第１の評価値を計算するステップと、第１の評
価値が所定の条件を満足する照射線量の比率を計算する
ステップと、計算した各門の照射線量の比率と各門に対
する体内吸収線量分布との積和へスケーリングパラメー
タを乗じた値、および処方箋データに基づいて、標的お
よび注意臓器に対する処方箋データについての第２の評
価値を計算するステップと、第２の評価値が所定の条件
を満足するスケーリングパラメータを計算するステップ
と、少なくとも、計算したスケーリングパラメータ、計
算した各門の照射線量の比率、および各門に対する体内
吸収線量分布に基づいて、各門の照射線量値を決定する
ステップとを備えたものである。
【００１７】この発明に係る記録媒体は、コンピュータ
を、各門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線に対
する体内吸収線量分布を計算する吸収線量分布計算手
段、少なくとも、標的に対して処方された処方線量、最
大線量および最小線量、注意臓器に対する制限線量、制
約線量および過大線量体積率を有する処方箋データ、各
門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線量
の比率、並びに吸収線量分布計算手段により計算された
体内吸収線量分布に基づいて、標的および注意臓器に対
する処方箋データについての第１の評価値を計算する第
１の評価値計算手段、第１の評価値が所定の条件を満足
する照射線量の比率を計算する照射線量比率計算手段、
照射線量比率計算手段により計算された各門の照射線量
の比率と各門に対する体内吸収線量分布との積和へスケ
ーリングパラメータを乗じた値、および処方箋データに
基づいて、標的および注意臓器に対する処方箋データに
ついての第２の評価値を計算する第２の評価値計算手
段、第２の評価値が所定の条件を満足するスケーリング
パラメータを計算するスケーリングパラメータ計算手
段、少なくとも、スケーリングパラメータ計算手段によ
り計算されたスケーリングパラメータ、照射線量比率計
算手段により計算された各門の照射線量の比率、および
各門に対する体内吸収線量分布に基づいて、各門の照射
線量値を決定する照射線量値決定手段として機能させる
ためのプログラムを記録したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による照
射線量値計算装置の構成を示すブロック図である。図に
おいて、１１は標的内の参照座標、処方線量、最大線
量、最小線量、照射線量が最小線量以下である標的の体
積率の上限値である過小線量体積率、注意臓器内の制限
線量、制約線量、照射線量が制約線量以上である注意臓
器の体積率の上限値である過大線量体積率、標的および
注意臓器ごとに重要度を示す制約重みなどの処方箋デー
タを治療医などが入力するときに操作される処方箋デー
タ入力手段である。ここで、標的内の最大線量等は、体
内に例えば格子状に離散的に設けられたそれぞれの評価
点において算出される。また、標的に対する最大線量と
は、例えば標的である腫瘍等の内部に正常組織がある場
合に当該正常組織の破壊を防止する等のために定められ
る照射線量の上限値として与えられ、最小線量とは、標
的である腫瘍等を壊死させて治療効果を得るために定め
られる照射線量の下限値として与えられるものである。
さらに、注意臓器に対する制限線量とは、正常組織の破
壊を防止する等のために定められる照射線量の上限値と
して与えられ、制約線量とは、上記過大線量体積率を求
める際における照射線量の比較指標として与えられるも
のである。
【００１９】１２は例えばＣＴ断層像などの画像データ
上で指定された標的や注意臓器の座標、すなわち範囲を
画像データから計算する臓器座標計算手段である。１３
は例えばＣＴ断層像などの画像データや標的と照射位置
との間の人体の構成を示すデータなどに基づいて、各門
から単位照射線量の放射線を照射したときの各門に対す
る体内吸収線量分布を計算する吸収線量分布計算手段で
ある。
【００２０】１４は処方箋データ、標的と注意臓器の座
標、体内吸収線量分布、および、照射線量比率最適化手
段１５より供給される、各門から標的に向けてそれぞれ
照射する放射線の照射線量の比率に基づいて、標的およ
び注意臓器に対する処方箋データについての第１の評価
値を計算する第１の評価値計算手段である。ここで、放
射線の照射線量比率とは、０から１の範囲の数値とし
て、各門の照射線量の強度を相対的に示す指標として与
えられるものである。
【００２１】１５は各門から標的に向けてそれぞれ照射
する放射線の照射線量の比率を第１の評価値計算手段１
４に供給するとともに、その照射線量の比率に対応する
第１の評価値を第１の評価値計算手段１４から受け取
り、第１の評価値が所定の条件を満足するまで、第１の
評価値計算手段１４に供給する照射線量の比率を順次変
化させていき、第１の評価値が所定の条件を満足したと
きの照射線量の比率を第２の評価値計算手段１６に出力
する照射線量比率最適化手段（照射線量比率計算手段）
である。
【００２２】１６は処方箋データ、標的と注意臓器の座
標、体内吸収線量分布、照射線量比率最適化手段１５よ
り供給される各門から標的に向けてそれぞれ照射する放
射線の照射線量の比率、およびスケーリングパラメータ
最適化手段１７より供給されるスケーリングパラメータ
に基づいて、標的および注意臓器に対する処方箋データ
についての第２の評価値を計算する第２の評価値計算手
段である。
【００２３】１７は吸収線量分布に乗ずるためのスケー
リングパラメータを第２の評価値計算手段１６に供給す
るとともに、そのスケーリングパラメータの値に対応す
る第２の評価値を第２の評価値計算手段１６から受け取
り、第２の評価値が所定の条件を満足するまで、第２の
評価値計算手段１６に供給するスケーリングパラメータ
の値を順次変化させていき、第２の評価値が所定の条件
を満足したときのスケーリングパラメータの値を照射線
量値決定手段１８に出力するスケーリングパラメータ最
適化手段（スケーリングパラメータ計算手段）である。
【００２４】１８は標的に対する処方線量とスケーリン
グパラメータとの積を標的内の前記参照座標の吸収線量
とし、その吸収線量を、前記各門の照射線量比率と単位
照射線量に対する各門の吸収線量の積和で求めた前記参
照座標における吸収線量で除した値を比例係数とし、前
記各門の照射線量の比率にその比例係数を乗じた値を、
各門の照射線量値に決定する照射線量値決定手段であ
る。
【００２５】次に動作について説明する。図２および図
３は第１の評価値計算手段の動作を説明するフローチャ
ートである。図４は照射線量比率最適化手段の動作を説
明する図である。図５は第２の評価値計算手段の動作を
説明するフローチャートである。図６はスケーリングパ
ラメータ最適化手段と照射線量値決定手段の動作を説明
するフローチャートである。
【００２６】まず、処方箋データ入力手段１１が操作さ
れ、標的内の参照座標（標的内の基準点であり例えば標
的中心）、処方線量（がんの場合は吸収線量６０グレイ
が標準）、最大線量、最小線量、過小線量体積率、注意
臓器内の制限線量、制約線量、過大線量体積率、注意臓
器ごとに重要度（注意すべき度合）を示す制約重みなど
の処方箋データが入力される。入力された処方箋データ
は第１の評価値計算手段１４、第２の評価値計算手段１
６および照射線量値決定手段１８に供給される。なお、
制約重みの値が大きいほど、その注意臓器を注意すべき
度合いが高いと判断される。
【００２７】また、臓器座標計算手段１２は、図示せぬ
記録媒体から指定された例えばＣＴ断層像などによる標
的や注意臓器の画像データを読み出し、その画像データ
上における標的や注意臓器の座標、すなわち範囲を画像
データから計算する。計算された標的や注意臓器の座標
は第１の評価値計算手段１４、第２の評価値計算手段１
６、および照射線量値決定手段１８に供給される。座標
抽出は治療医がマニュアルで行うこともある。
【００２８】さらに、吸収線量分布計算手段１３は、図
示せぬ記録媒体から、例えばＣＴ断層像などの画像デー
タや標的と照射位置との間の人体の構成を示すデータな
どを読み出し、それらのデータに基づいて、単位照射線
量の放射線を照射したときの各門に対する体内吸収線量
分布を計算する。計算された体内吸収線量分布は、第１
の評価値計算手段１４、第２の評価値計算手段１６およ
び照射線量値決定手段１８に供給される。
【００２９】次に、第１の評価値計算手段１４は、処方
箋データ、標的と注意臓器の座標、体内吸収線量分布、
および照射線量比率最適化手段１５より供給される各門
から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線量の
比率に基づいて、標的および注意臓器に対する処方箋デ
ータについての第１の評価値を計算する。ここで、図２
および図３のフローチャートを参照して、第１の評価値
計算手段１４の動作の詳細について説明する。
【００３０】まず、ステップＳＴ１において、照射線量
比率最適化手段１５より供給される各門ｉから標的に向
けてそれぞれ照射する放射線の照射線量の比率Ｗi と各
門ｉに対する体内吸収線量分布Ｄi とのすべてのｎ個の
門に対する積和である総吸収線量分布Ｄが計算される。
【００３１】次に、ステップＳＴ２において、総吸収線
量分布Ｄについて標的内における総吸収線量の最大値Ｄ
max と最小値Ｄmin とを求め、ステップＳＴ３におい
て、最大値Ｄmax と最小値Ｄmin との平均値Ｄr を求め
る。なお、標的が複数ある場合には、例えば標的全てを
対象とする最大値Ｄmax および最小値Ｄmin を求める。
さらに、ステップＳＴ４において、総吸収線量分布Ｄ
を、ステップＳＴ３で求めた平均値Ｄr で規格化した規
格化吸収線量分布Ｄ1 を計算する。そして、ステップＳ
Ｔ５において、注意臓器をカウントするカウンタｊの値
が１に設定される。
【００３２】次に、ステップＳＴ６において、第１の評
価値計算手段１４は、注意臓器の座標と規格化吸収線量
分布Ｄ1 とに基づいて、第ｊ番目の注意臓器内における
規格化吸収線量分布Ｄ1 の最大値を計算し、その最大値
から、処方箋データのうちの第ｊ番目の注意臓器の制限
線量を標的に対する処方線量で除した値を減算して、第
ｊ番目の注意臓器に対する第１の指標ｆ1jを計算する。
【００３３】次に、ステップＳＴ７において、第１の指
標ｆ1jの値が正であるか否かが判断され、第１の指標ｆ
1jの値が正であると判断された場合、ステップＳＴ８に
おいて、第１の指標ｆ1jの値は、第１の指標ｆ1jの値に
第ｊ番目の注意臓器の制約重みＣ1jを乗じた値に変更さ
れ、第１の指標ｆ1jの値が負であると判断された場合、
ステップＳＴ９において、第１の指標ｆ1jの値は、第１
の指標ｆ1jの値を第ｊ番目の注意臓器の制約重みＣ1jで
除した値に変更される。なお、制約重みＣ1jは、０より
大きく、所定の数（例えば、１０）以下の数である。
【００３４】次に、ステップＳＴ１０において、第１の
評価値計算手段１４は、処方箋データのうちの注意臓器
に対する制約線量と標的に対する処方線量、注意臓器の
座標および規格化吸収線量分布Ｄ1 に基づいて、第ｊ番
目の注意臓器について、制約線量を処方線量で除した値
より規格化吸収線量分布Ｄ1 の値が大きい体積の割合で
ある体積率を計算し、その体積率から過大線量体積率を
減算して、第ｊ番目の注意臓器に対する第２の指標ｆ2j
を計算する。
【００３５】ステップＳＴ１１において、第２の指標ｆ
2jの値が正であるか否かが判断され、第２の指標ｆ2jの
値が正であると判断された場合、ステップＳＴ１２にお
いて、第２の指標ｆ2jの値は、第２の指標ｆ2jの値に第
ｊ番目の注意臓器の制約重みＣ2jを乗じた値に変更さ
れ、第２の指標ｆ2jの値が負であると判断された場合、
ステップＳＴ１３において、第２の指標ｆ2jの値は、第
２の指標ｆ2jの値に第ｊ番目の注意臓器の制約重みＣ2j
を除した値に変更される。なお、制約重みＣ2jは、０よ
り大きく、所定の数（例えば、１０）以下の数である。
【００３６】そして、ステップＳＴ１４において、カウ
ンタｊの値が注意臓器の数ｍ以上であるか否かが判断さ
れ、カウンタｊの値が注意臓器の数ｍ以上ではないと判
断された場合、ステップＳＴ１５において、カウンタｊ
の値が１だけインクリメントされる。ステップＳＴ１５
でカウンタｊの値が１だけインクリメントされた後、ス
テップＳＴ６に戻り、次の注意臓器に対する第１および
第２の指標が計算される。
【００３７】一方、カウンタｊの値が注意臓器の数ｍ以
上であると判断された場合、すなわちすべての注意臓器
に対する第１および第２の指標が計算された場合、まず
ステップＳＴ１６において、標的をカウントするカウン
タｋの値が１に設定される。そして、ステップＳＴ１７
において、第１の評価値計算手段１４は、処方箋データ
のうちの第ｋ番目の標的に対する処方線量、最大線量、
最小線量、およびステップＳＴ２、ステップＳＴ３で求
めたＤmax ，Ｄmin ，Ｄr の値に基づいて、Ｄ max とＤ
min との差をＤr で除した値から、処方箋における第ｋ
番目の標的内最大線量と標的内最小線量との差を処方線
量で除した値を減算して、第ｋ番目の標的に対する第３
の指標ｆ3kを計算する。この指標ｆ3kは、標的内の線量
均一度に対する評価指標であり、Ｘ線等のように標的内
の均一照射が難しい放射線に対して重要な役割を果た
す。
【００３８】次に、ステップＳＴ１８において、第３の
指標ｆ3kの値が正であるか否かが判断され、第３の指標
ｆ3kの値が正であると判断された場合、ステップＳＴ１
９において、第３の指標ｆ3kの値は、第３の指標ｆ3kの
値に第ｋ番目の標的についての制約重みＣ3kを乗じた値
に変更され、第３の指標ｆ3kの値が負であると判断され
た場合、ステップＳＴ２０において、第３の指標ｆ3kの
値は、第３の指標ｆ3kの値に対して第ｋ番目の標的につ
いての制約重みＣ3kを除した値に変更される。なお、制
約重みＣ3kは、０より大きく、所定の数（例えば、１
０）以下の数である。
【００３９】次に、ステップＳＴ２１において、カウン
タｋの値が標的の数ｐ以上であるか否かが判断され、カ
ウンタｋの値が標的の数ｐ以上ではないと判断された場
合、ステップＳＴ２２において、カウンタｋの値が１だ
けインクリメントされた後、ステップＳＴ１７に戻り、
次の標的に対する第３の指標が計算される。
【００４０】一方、カウンタｋの値が標的の数ｐ以上で
あると判断された場合、すなわち全ての標的に対する第
３の指標が計算された場合、ステップＳＴ２３におい
て、全ての注意臓器に対する第１および第２の指標
ｆ1j，ｆ2jおよび標的に対する第３の指標ｆ3kのうちの
最大値が第1の評価値とされる。
【００４１】このようにして、第１の評価値計算手段１
４により第１の評価値が計算される。計算された第１の
評価値は、照射線量比率最適化手段１５に供給される。
なお、第２の指標の計算（ステップＳＴ１０〜ステップ
ＳＴ１３）を、第１の指標の計算（ステップＳＴ６〜ス
テップＳＴ９）より先に実行するようにしてもよいし、
第１の指標の計算（ステップＳＴ６〜ステップＳＴ
９）、第２の指標の計算（ステップＳＴ１０〜ステップ
ＳＴ１３）、および第３の指標の計算（ステップＳＴ１
７〜ステップＳＴ２０）を並列に実行してもよい。ま
た、図２および図３に示した計算方式は、数学的に等価
な値を与える他の計算方式に置き換えることも可能であ
る。
【００４２】次に、照射線量比率最適化手段１５は、第
１の評価値計算手段１４に供給した照射線量の比率に対
応する第１の評価値を第１の評価値計算手段１４から受
け取り、第１の評価値が最小になるまで、図４に示すよ
うに、第１の評価値計算手段１４に供給する照射線量の
比率を順次変化させていき、第１の評価値が最小になっ
たときの照射線量の比率を第２の評価値計算手段１６に
出力する。
【００４３】例えば、照射線量比率最適化手段１５は、
各門の照射線量の比率を０から１へそれぞれ段階的（例
えば０．１ずつ）に変化させて、第１の評価値が所定の
条件を満足する照射線量の比率を逐次探索する。このと
き、各門の照射線量の比率のそれぞれの組み合せにおい
て、第１の評価値を第１の評価値計算手段１４に計算さ
せ、第１の評価値が所定の条件を満足したときには、照
射線量の比率が１に到達していない門がある場合でも照
射線量の比率を確定するようにしてもよい。実際の探索
においては、常に第１の評価値が小さくなるように各門
の照射線量の比率を段階的に増やしていく。
【００４４】次に、第２の評価値計算手段１６は、処方
箋データ、標的と注意臓器の座標、体内吸収線量分布、
照射線量比率最適化手段１５より供給される各門から標
的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線量の比率、
およびスケーリングパラメータ最適化手段１７より供給
されるスケーリングパラメータに基づいて、標的および
注意臓器に対する処方箋データについての第２の評価値
を計算する。ここで、図５のフローチャートを参照し
て、第２の評価値計算手段１６の動作の詳細について説
明する。
【００４５】まず、ステップＳＴ３１において、照射線
量比率最適化手段１５より供給された各門ｉから標的に
向けてそれぞれ照射する放射線の照射線量の比率Ｐi と
各門ｉに対する体内吸収線量分布Ｄi とのすべてのｎ個
の門に対する積和である総吸収線量分布Ｄが計算され
る。
【００４６】次に、ステップＳＴ３２において、総吸収
線量分布ＤにスケーリングパラメータＳを乗じた値を、
例えば標的の中心などの参照座標における総吸収線量Ｄ
r で規格化した規格化吸収線量分布Ｄ2 が計算される。
【００４７】ステップＳＴ３３において、図２のステッ
プＳＴ５〜ステップＳＴ１５の処理が実行され、各注意
臓器ｊに対する第１の指標ｆ1jと第２の指標ｆ2jが計算
される。ただし、この場合、規格化吸収線量分布Ｄ1 の
代わりに規格化吸収線量分布Ｄ2 が使用される。そし
て、ステップＳＴ３４において、標的をカウントするカ
ウンタｋの値が１に設定される。
【００４８】次に、ステップＳＴ３５において、第２の
評価値計算手段１６は、標的の座標と規格化吸収線量分
布Ｄ2 とに基づいて、第ｋ番目の標的内における規格化
吸収線量分布Ｄ2 の最小値を計算し、処方箋データのう
ちの第ｋ番目の標的の最小線量を標的に対する処方線量
で除した値から、その最小値を減算して、第ｋ番目の標
的に対する第３の指標ｆ3kを計算する。
【００４９】次に、ステップＳＴ３６において、第３の
指標ｆ3kの値が正であるか否かが判断され、第３の指標
ｆ3kの値が正であると判断された場合、ステップＳＴ３
７において、第３の指標ｆ3kの値は、第３の指標ｆ3kの
値に第ｋ番目の標的の制約重みＣ3kを乗じた値に変更さ
れ、第３の指標ｆ3kの値が負であると判断された場合、
ステップＳＴ３８において、第３の指標ｆ3kの値は、第
３の指標ｆ3kの値に対して第ｋ番目の標的の制約重みＣ
3kを除した値に変更される。なお、制約重みＣ 3kは、０
より大きく、所定の数（例えば、１０）以下の数であ
る。
【００５０】次に、ステップＳＴ３９において、第２の
評価値計算手段１６は、標的の座標と規格化吸収線量分
布Ｄ2 とに基づいて、第ｋ番目の標的内における規格化
吸収線量分布Ｄ2 の最大値を計算し、その最大値から、
処方箋データのうちの第ｋ番目の標的の最大線量を標的
に対する処方線量で除した値を減算して、第ｋ番目の標
的に対する第４の指標ｆ4kを計算する。
【００５１】次に、ステップＳＴ４０において、第４の
指標ｆ4kの値が正であるか否かが判断され、第４の指標
ｆ4kの値が正であると判断された場合、ステップＳＴ４
１において、第４の指標ｆ4kの値は、第４の指標ｆ4kの
値に第ｋ番目の標的の制約重みＣ4kを乗じた値に変更さ
れ、第４の指標ｆ4kの値が負であると判断された場合、
ステップＳＴ４２において、第４の指標ｆ4kの値は、第
４の指標ｆ4kの値に対して第ｋ番目の標的の制約重みＣ
4kを除した値に変更される。なお、制約重みＣ 4kは、０
より大きく、所定の数（例えば、１０）以下の数であ
る。
【００５２】次に、ステップＳＴ４３において、第２の
評価値計算手段１６は、注意臓器の座標と規格化吸収線
量分布Ｄ2 とに基づいて、第ｋ番目の標的について、規
格化吸収線量分布Ｄ2 の値が１より小さい体積の割合で
ある体積率を計算し、その体積率から過小線量体積率を
減算して、第ｋ番目の標的に対する第５の指標ｆ5kを計
算する。
【００５３】次に、ステップＳＴ４４において、第５の
指標ｆ5kの値が正であるか否かが判断され、第５の指標
ｆ5kの値が正であると判断された場合、ステップＳＴ４
５において、第５の指標ｆ5kの値は、第５の指標ｆ5kの
値に第ｋ番目の標的の制約重みＣ5kを乗じた値に変更さ
れ、第５の指標ｆ5kの値が負であると判断された場合、
ステップＳＴ４６において、第５の指標ｆ5kの値は、第
５の指標ｆ5kの値に対して第ｋ番目の標的の制約重みＣ
5kを除した値に変更される。なお、制約重みＣ 5kは、０
より大きく、所定の数（例えば、１０）以下の数であ
る。
【００５４】そして、ステップＳＴ４７において、カウ
ンタｋの値が標的の数ｐ以上であるか否かが判断され、
カウンタｋの値が標的の数ｐ以上ではないと判断された
場合、ステップＳＴ４８において、カウンタｋの値が１
だけインクリメントされる。ステップＳＴ４８でカウン
タｋの値が１だけインクリメントされた後、ステップＳ
Ｔ３５に戻り、次の標的に対する第３〜第５の指標が計
算される。
【００５５】一方、カウンタｋの値が標的の数ｐ以上で
あると判断された場合、すなわち、すべての標的に対す
る第３〜第５の指標が計算された場合、ステップＳＴ４
９において、すべての注意臓器に対する第１および第２
の指標、並びにすべての標的に対する第３〜第５の指標
のうちの最大値が第２の評価値とされる。
【００５６】このようにして、第２の評価値計算手段１
６により第２の評価値が計算される。計算された第２の
評価値は、スケーリングパラメータ最適化手段１７に供
給される。なお、第３の指標の計算（ステップＳＴ３５
〜ステップＳＴ３８）、第４の指標の計算（ステップＳ
Ｔ３９〜ステップＳＴ４２）、第５の指標の計算（ステ
ップＳＴ４３〜ステップＳＴ４６）の実行の順番はどの
順番でもよいし、第３の指標の計算、第４の指標の計
算、第５の指標の計算を並列に実行してもよい。同様
に、ステップＳＴ３３における第１および第２の指標の
計算も並列に実行してもよい。また、図５に示した計算
方式は、数学的に等価な値を与える他の計算方式に置き
換えることも可能である。
【００５７】スケーリングパラメータ最適化手段１７
は、第２の評価値計算手段１６に供給したスケーリング
パラメータの値に対応する第２の評価値を第２の評価値
計算手段１６から受け取り、第２の評価値が最小になる
まで、第２の評価値計算手段１６に供給するスケーリン
グパラメータの値を順次変化させていき、第２の評価値
が所定の条件を満足したときのスケーリングパラメータ
の値を照射線量値決定手段１８に出力する。照射線量値
決定手段１８は、標的に対する処方線量とスケーリング
パラメータとの積を前記標的内の参照座標における吸収
線量とし、その吸収線量を、前記各門の照射線量比率と
単位照射線量に対する各門の吸収線量の積和から求めた
前記参照座標における吸収線量Ｄ0 で除した値を比例係
数とし、各門の照射線量の比率にその比例係数を乗じた
値を、各門の照射線量値に決定する。ここで、図６のフ
ローチャートを参照して、スケーリングパラメータ最適
化手段１７と照射線量値決定手段１８の動作の詳細につ
いて説明する。
【００５８】まず、ステップＳＴ５１において、スケー
リングパラメータ最適化手段１７は、最適なスケーリン
グパラメータを上述のように計算し、照射線量値決定手
段１８に供給する。
【００５９】次にステップＳＴ５２において、照射線量
値決定手段１８は、前記各門の照射線量比率と単位照射
線量に対する各門の吸収線量の積和から求めた体内吸収
線量分布（ステップＳＴ３１のΣＰi Ｄi のこと）から
参照座標における吸収線量Ｄ 0 を計算し、ステップＳＴ
５３において、標的に対する処方線量とスケーリングパ
ラメータとの積を、その吸収線量Ｄ0 で除した値を比例
係数ａとして計算し、ステップＳＴ５４において、各門
の照射線量の比率Ｐ1 ，Ｐ2 ，・・・，Ｐn にその比例
係数ａをそれぞれ乗じた値ａＰ1 ，ａＰ2 ，・・・，ａ
Ｐn を、各門の照射線量値に決定する。
【００６０】このようにして、各門の照射線量値が決定
される。次に、具体的な例に従って各門の照射線量値を
決定するときの処理について説明する。図７は３門から
陽子線が照射される標的を有する人体モデルの一例を示
す図である。図８は図７の人体モデルに対する処方箋デ
ータの一例を示す図である。図９は人体モデル内の線量
分布の一例を示す等高線図である。図１０はスケーリン
グパラメータの値と第２の評価値との関係の一例を示す
図である。図１１はスケーリングパラメータの値と第２
の評価値を決定する際の第１および第２の指標のうちの
最大値および第３〜第５の指標のうちの最大値との関係
の一例を示す図である。図１２は規格化線量と、標的お
よび注意臓器の体積率との関係の一例を示す図である。
図１３は標的の過小線量体積率、注意臓器の過大線量体
積率などの一例を示す図である。
【００６１】図１４は図７の人体モデルに対する処方箋
データの他の例を示す図である。図１５はスケーリング
パラメータの値と第２の評価値との関係の他の例を示す
図である。図１６はスケーリングパラメータの値と第２
の評価値を決定する際の第１および第２の指標のうちの
最大値および第３〜第５の指標のうちの最大値との関係
の他の例を示す図である。図１７は規格化線量と、標的
および注意臓器の体積率との関係の他の例を示す図であ
る。図１８は標的の過小線量体積率、注意臓器の過大線
量体積率などの他の例を示す図である。
【００６２】図７において、８０は人体モデルであり、
８２は標的であり、８４，８６，８８は注意臓器であ
る。そして、人体モデル８０に向けて、３つの深さ方向
の線量を調整するリッジフィルタ９６ａ，９６ｂ，９６
ｃから、横方向の線量分布を調整するコリメータ９８
ａ，９８ｂ，９８ｃを介して、放射線９０，９２，９４
が照射される。なお、放射線源は図示されていない。
【００６３】このとき、図８に示す処方箋データに基づ
いて計算された照射線量の陽子線を照射したときの線量
分布は、図９に示す等高線図のようになる。なお、図８
に示す処方箋データにおいては、標的８２に対する最小
線量、処方線量、最大線量、過小線量体積率が５８グレ
イ、６０グレイ、６２グレイ、５％にそれぞれ設定さ
れ、注意臓器８４に対する制限線量、制約線量、過大線
量体積率が２５グレイ、２０グレイ、１０％にそれぞれ
設定され、注意臓器８６に対する制限線量、制約線量、
過大線量体積率が１５グレイ、１０グレイ、１０％にそ
れぞれ設定され、注意臓器８８に対する制限線量、制約
線量、過大線量体積率が１５グレイ、１０グレイ、１０
％にそれぞれ設定され、すべての制約重みが１に設定さ
れ、参照座標が標的８２の中心に設定されている。な
お、このような処方箋データは、国際規格ＤＩＣＯＭ−
ＲＴで規定されている。また、上記の項目以外の項目を
処方箋データに追加してもよい。項目を追加した場合に
は、その項目の値を使用して上述の各指標を計算するよ
うにする。
【００６４】そして、第２の評価値計算手段１６および
スケーリングパラメータ最適化手段１７により、スケー
リングパラメータの各値に対して、図１０に示すよう
に、注意臓器及び標的に対する第２の評価値が計算され
る。なお、図１１は、第２の評価値を計算するときの、
標的に対する第３〜第５の指標の最大値と注意臓器に対
する第１および第２の指標の最大値が示されている。し
たがって、標的に対する第３〜第５の指標の最大値と注
意臓器に対する第１および第２の指標の最大値との大き
い方の値が図１０に示されている。
【００６５】図１０に示すように、この場合、スケーリ
ングパラメータの値が１であるときに、第２の評価値が
最小になっているので、スケーリングパラメータの値が
１に確定され、照射線量値決定手段１８に供給される。
【００６６】そして、この場合の標的８２、注意臓器８
４，８６，８８に対する、規格化された線量と、その線
量以上の照射線量となる体積率との関係は、図１２に示
すようになる。例えば、注意臓器８４に対しては、０．
３３以上の規格化線量（２０グレイの線量）を受ける体
積率は０．９２である。計算された各門からの照射線量
による標的８２の最小線量、処方線量、最大線量、過小
線量体積率、注意臓器８４，８６，８８における線量の
最大値、過大線量体積率は、図１３に示すようになる。
また、この場合の放射線９０，９２，９４の照射線量の
比は、２：１：１であった。
【００６７】図８の処方箋データと図１３のデータとを
比較すると、標的の最小線量と最大線量、各注意臓器の
制限線量は処方箋データを満足しているが、標的の過小
線量体積率、および各注意臓器の過大線量体積率は処方
箋データを満足していない。このように、計算結果であ
る照射線量による放射線の照射が処方箋データを満足し
ない場合には、例えば図１４に示すように処方箋データ
を変更する。一般的には照射方向または門数を変更する
が、ここでは簡単のため図１４のように変更した例を示
す。
【００６８】図１４に示す処方箋データにおいては、標
的８２に対する最小線量、処方線量、最大線量、過小線
量体積率が５８グレイ、６０グレイ、６２グレイ、５％
にそれぞれ設定され、注意臓器８４に対する制限線量、
制約線量、過大線量体積率が２５グレイ、２５グレイ、
０％にそれぞれ設定され、注意臓器８６に対する制限線
量、制約線量、過大線量体積率が１７グレイ、１７グレ
イ、０％にそれぞれ設定され、注意臓器８８に対する制
限線量、制約線量、過大線量体積率が９グレイ、９グレ
イ、０％にそれぞれ設定され、すべての制約重みが１に
設定され、参照座標が標的８２の中心に設定されてい
る。
【００６９】そして、第２の評価値計算手段１６および
スケーリングパラメータ最適化手段１７により、スケー
リングパラメータの各値に対して、図１５に示すよう
に、注意臓器及び標的に対する第２の評価値が計算され
る。なお、図１６は、第２の評価値を計算するときの、
標的に対する第３〜第５の指標の最大値と注意臓器に対
する第１および第２の指標の最大値が示されている。し
たがって、標的に対する第３〜第５の指標の最大値と注
意臓器に対する第１および第２の指標の最大値との大き
い方の値が図１５に示されている。
【００７０】図１５に示すように、この場合、スケーリ
ングパラメータの値が１．０３であるときに、第２の評
価値が最小になっているので、スケーリングパラメータ
の値が１．０３に確定され、照射線量値決定手段１８に
供給される。
【００７１】そして、この場合の標的８２、注意臓器８
４，８６，８８に対する、規格化された線量と、その線
量以上の照射線量となる体積率との関係は、図１７に示
すようになり、計算された各門からの照射線量による標
的８２の最小線量、処方線量、最大線量、過小線量体積
率、注意臓器８４，８６，８８における線量の最大値、
過大線量体積率は、図１８に示すようになる。また、こ
の場合の放射線９０，９２，９４の照射線量の比は、
１：０．８：０．４であった。
【００７２】図１４の処方箋データと図１８のデータと
を比較すると、すべての項目について処方箋データを満
足している。このように、処方箋データを満足すること
ができない場合には、処方箋データを変更する。
【００７３】以上のように、この実施の形態１によれ
ば、治療医が処方する標的および注意臓器に対する線量
についての処方箋データに基づいて上述の各種指標を計
算し、それらの指標から処方箋データに対する第１およ
び第２の評価値を計算し、それらの評価値が最小になる
ように、すなわち処方箋データを満足するように各門か
らの照射線量を計算するようにしたので、処方箋データ
に則した適切な照射線量を設定することができるという
効果が得られる。
【００７４】なお、上記実施の形態による照射線量値計
算装置を、上述の処理を実行するプログラムを記録した
記録媒体を有する、いわゆるコンピュータで実現するよ
うにしてもよい。
【００７５】実施の形態２．実施の形態１においては、
第１の評価値を計算するときに、逐次探索により照射線
量の比率を最適化しているが、実施の形態２において
は、逐次探索の代わりに、シミュレーテッドアニーリン
グ法や共役勾配法などの勾配法を使用して照射線量の比
率を最適化する。また、最適化の途中までシミュレーテ
ッドアニーリング法を実行して、その後に共役勾配法を
実行するようにしてもよい。なお、シミュレーテッドア
ニーリング法や共役勾配法などの勾配法は、例えば「Ｎ
ｕｍｅｒｉｃａｌ Ｒｅｃｉｐｅｓ ｉｎ ＦＯＲＴＲ
ＡＮ」（Ｐｒｅｓｓら著、ケンブリッジ大学出版、第２
版、１９９２年）に記載されている。
【００７６】以上のように、この実施の形態２によれ
ば、シミュレーテッドアニーリング法や共役勾配法など
の勾配法を使用して照射線量の比率を最適化するので、
効率よく照射線量の比率を最適化することができるとい
う効果が得られる。
【００７７】実施の形態３．実施の形態１においては、
第１〜第５の指標に基づいて第１および第２の評価値を
計算しているが、他の指標を使用するようにしてもよ
い。他の指標としては、例えば、標的内の線量処方条件
が満足されないときに大きなペナルティ係数を乗じる指
標、注意臓器ごとの線量を体積積分した指標などが挙げ
られる。また、実施の形態１においては、指標の最大値
から第１および第２の評価値を計算しているが、指標の
総和を第１および第２の評価値としてもよい。
【００７８】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、他の指標を使用しても実施の形態１と同様の効果が
得られる。
【００７９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、各門
から標的に向けてそれぞれ照射する放射線に対する体内
吸収線量分布を計算する吸収線量分布計算手段と、少な
くとも、標的に対して処方された処方線量、最大線量、
および最小線量、注意臓器に対する制限線量、制約線
量、および過大線量体積率を有する処方箋データ、各門
から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線量の
比率、並びに吸収線量分布計算手段により計算された体
内吸収線量分布に基づいて、標的および注意臓器に対す
る処方箋データについての第１の評価値を計算する第１
の評価値計算手段と、第１の評価値が所定の条件を満足
する照射線量の比率を計算する照射線量比率計算手段
と、照射線量比率計算手段により計算された各門の照射
線量の比率と各門に対する体内吸収線量分布との積和へ
スケーリングパラメータを乗じた値、および処方箋デー
タに基づいて、標的および注意臓器に対する処方箋デー
タについての第２の評価値を計算する第２の評価値計算
手段と、第２の評価値が所定の条件を満足するスケーリ
ングパラメータを計算するスケーリングパラメータ計算
手段と、少なくとも、スケーリングパラメータ計算手段
により計算されたスケーリングパラメータ、照射線量比
率計算手段により計算された各門の照射線量の比率、お
よび各門に対する体内吸収線量分布に基づいて、各門の
照射線量値を決定する照射線量値決定手段とを備えるよ
うに構成したので、処方箋データに則した各門からの適
切な照射線量を設定することができるという効果があ
る。
【００８０】この発明によれば、第1の評価値に標的内
の線量均一度が含まれるので、Ｘ線など単一方向からの
照射で標的内に均一な線量分布が形成できない場合に
も、適切な照射線量を設定することができるという効果
がある。
【００８１】この発明によれば、逐次探索法、シミュレ
ーテッドアニーリング法、および勾配法のいずれか、ま
たは、逐次探索法、シミュレーテッドアニーリング法、
および勾配法のうちの少なくとも２つを組み合わせた最
適化法に従って照射線量の比率を計算するように構成し
たので、効率よく照射線量の比率を最適化することがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による照射線量値計
算装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 第１の評価値計算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図３】 第１の評価値計算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図４】 照射線量比率最適化手段の動作を説明する図
である。
【図５】 第２の評価値計算手段の動作を説明するフロ
ーチャートである。
【図６】 スケーリングパラメータ最適化手段と照射線
量値決定手段の動作を説明するフローチャートである。
【図７】 ３門から陽子線が照射される標的を有する人
体モデルの一例を示す図である。
【図８】 図７の人体モデルに対する処方箋データの一
例を示す図である。
【図９】 人体モデル内の線量分布の一例を示す等高線
図である。
【図１０】 スケーリングパラメータの値と第２の評価
値との関係の一例を示す図である。
【図１１】 スケーリングパラメータの値と第２の評価
値を決定する際の第１および第２の指標のうちの最大値
および第３〜第５の指標のうちの最大値との関係の一例
を示す図である。
【図１２】 規格化線量と、標的および注意臓器の体積
率との関係の一例を示す図である。
【図１３】 標的の過小線量体積率、注意臓器の過大線
量体積率などの一例を示す図である。
【図１４】 図７の人体モデルに対する処方箋データの
他の例を示す図である。
【図１５】 スケーリングパラメータの値と第２の評価
値との関係の他の例を示す図である。
【図１６】 スケーリングパラメータの値と第２の評価
値を決定する際の第１および第２の指標のうちの最大値
および第３〜第５の指標のうちの最大値との関係の他の
例を示す図である。
【図１７】 規格化線量と、標的および注意臓器の体積
率との関係の他の例を示す図である。
【図１８】 標的の過小線量体積率、注意臓器の過大線
量体積率などの他の例を示す図である。
【図１９】 陽子線照射治療について説明する図であ
る。
【符号の説明】
１３ 吸収線量分布計算手段、１４ 第１の評価値計算
手段、１５ 照射線量比率最適化手段（照射線量比率計
算手段）、１６ 第２の評価値計算手段、１７スケーリ
ングパラメータ最適化手段（スケーリングパラメータ計
算手段）、１８ 照射線量値決定手段。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 各門から標的に向けてそれぞれ照射する
    放射線に対する体内吸収線量分布を計算する吸収線量分
    布計算手段と、 少なくとも、標的に対して処方された処方線量、最大線
    量、および最小線量、注意臓器に対する制限線量、制約
    線量、および過大線量体積率を有する処方箋データ、前
    記各門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射
    線量の比率、並びに前記吸収線量分布計算手段により計
    算された体内吸収線量分布に基づいて、前記標的および
    注意臓器に対する前記処方箋データについての第１の評
    価値を計算する第１の評価値計算手段と、 前記第１の評価値が所定の条件を満足する前記照射線量
    の比率を計算する照射線量比率計算手段と、 前記照射線量比率計算手段により計算された各門の前記
    照射線量の比率と各門に対する前記体内吸収線量分布と
    の積和へスケーリングパラメータを乗じた値、および前
    記処方箋データに基づいて、前記標的および前記注意臓
    器に対する前記処方箋データについての第２の評価値を
    計算する第２の評価値計算手段と、 前記第２の評価値が所定の条件を満足する前記スケーリ
    ングパラメータを計算するスケーリングパラメータ計算
    手段と、 少なくとも、前記スケーリングパラメータ計算手段によ
    り計算されたスケーリングパラメータ、前記照射線量比
    率計算手段により計算された各門の前記照射線量の比
    率、および各門に対する前記体内吸収線量分布に基づい
    て、各門の前記照射線量値を決定する照射線量値決定手
    段とを備えたことを特徴とする照射線量値計算装置。
  2. 【請求項２】 各門から標的に向けてそれぞれ照射する
    放射線に対する体内吸収線量分布を標的内の線量の最大
    値と最小値との平均値で規格化した分布を、前記体内吸
    収線量分布とすることを特徴とする請求項１記載の照射
    線量値計算装置。
  3. 【請求項３】 第１の評価値計算手段は、吸収線量分布
    のうちの注意臓器内における最大値に基づいて計算した
    第１の指標、および吸収線量が所定の吸収線量以上にな
    る注意臓器の体積率に基づいて計算した第２の指標およ
    び標的内の線量均一度に関する第３の指標のうちのいず
    れかを第１の評価値とすることを特徴とする請求項１ま
    たは請求項２記載の照射線量値計算装置。
  4. 【請求項４】 照射線量比率計算手段は、各門の前記照
    射線量の比率を０から１へそれぞれ段階的に変化させ、
    各段階における第１の評価値を前記第１の評価値計算手
    段にそれぞれ計算させ、前記第１の評価値が所定の条件
    を満足したとき、前記各門の前記照射線量の比率を確定
    することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのい
    ずれか１項記載の照射線量値計算装置。
  5. 【請求項５】 照射線量比率計算手段は、各門の照射線
    量比率のそれぞれの組み合せについて、第1の評価値を
    第1の評価値計算手段に計算させ、前記第1の評価値が所
    定の条件を満足した際には、照射線量の比率が１に到達
    していない門がある場合でも各門の照射線量の比率を確
    定することを特徴とする請求項４記載の照射線量値計算
    装置。
  6. 【請求項６】 照射線量比率計算手段は、逐次探索法、
    シミュレーテッドアニーリング法、および勾配法のいず
    れか、または、逐次探索法、シミュレーテッドアニーリ
    ング法および勾配法のうちの少なくとも２つを組み合わ
    せた最適化法に従って照射線量の比率を計算することを
    特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項
    記載の照射線量値計算装置。
  7. 【請求項７】 第２の評価値計算手段は、前記照射線量
    比率計算手段により計算された各門の前記照射線量の比
    率と各門に対する体内吸収線量分布との積和へスケーリ
    ングパラメータを乗じた値の注意臓器内における最大値
    に基づいて計算した第１の指標、吸収線量が所定の吸収
    線量以上になる注意臓器の体積率に基づいて計算した第
    ２の指標、前記積和へスケーリングパラメータを乗じた
    値の標的内における最小値に基づいて計算した第３の指
    標、前記積和へスケーリングパラメータを乗じた値の標
    的内における最大値に基づいて計算した第４の指標、お
    よび吸収線量が所定の吸収線量より小さくなる標的の体
    積率に基づいて計算した第５の指標のうちのいずれか
    を、第２の評価値とすることを特徴とする請求項１から
    請求項６のうちのいずれか１項記載の照射線量値計算装
    置。
  8. 【請求項８】 照射線量値決定手段は、標的に対して処
    方された処方線量とスケーリングパラメータとの積を標
    的内の前記参照座標の吸収線量とし、その吸収線量に基
    づいて各門の前記照射線量値を決定することを特徴とす
    る請求項１から請求項７のうちのいずれか１項記載の照
    射線量値計算装置。
  9. 【請求項９】 照射線量値決定手段は、標的に対して処
    方された処方線量とスケーリングパラメータとの積を標
    的内の前記参照座標の吸収線量とし、その吸収線量を、
    各門の照射線量比率と単位照射線量に対する各門の吸収
    線量の積和で求めた前記参照座標における吸収線量で除
    した値を比例係数とし、各門の照射線量の比率にその比
    例係数を乗じた値を、各門の照射線量値に決定すること
    を特徴とする請求項８記載の照射線量値計算装置。
  10. 【請求項１０】 標的内の線量均一度に関する第３の指
    標として、 （規格化した標的内最大線量−規格化した標的内最小線
    量）−（処方箋の最大線量−処方箋の最小線量）／（処
    方線量） として定義された式により得られる値を用いることを特
    徴とする請求項３記載の照射線量値計算装置。
  11. 【請求項１１】 各門から標的に向けてそれぞれ照射す
    る放射線に対する体内吸収線量分布を計算するステップ
    と、 少なくとも、標的に対して処方された処方線量、最大線
    量および最小線量、注意臓器に対する制限線量、制約線
    量、および過大線量体積率を有する処方箋データ、前記
    各門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線
    量の比率、並びに前記吸収線量分布計算手段により計算
    された体内吸収線量分布に基づいて、前記標的および注
    意臓器に対する前記処方箋データについての第１の評価
    値を計算するステップと、 前記第１の評価値が所定の条件を満足する前記照射線量
    の比率を計算するステップと、 計算した各門の前記照射線量の比率と各門に対する前記
    体内吸収線量分布との積和へスケーリングパラメータを
    乗じた値、および前記処方箋データに基づいて、前記標
    的および前記注意臓器に対する前記処方箋データについ
    ての第２の評価値を計算するステップと、 前記第２の評価値が所定の条件を満足する前記スケーリ
    ングパラメータを計算するステップと、 少なくとも、計算した前記スケーリングパラメータ、計
    算した各門の前記照射線量の比率、および各門に対する
    前記体内吸収線量分布に基づいて、各門の前記照射線量
    値を決定するステップとを備えた照射線量値計算方法。
  12. 【請求項１２】 コンピュータを、各門から標的に向け
    てそれぞれ照射する放射線に対する体内吸収線量分布を
    計算する吸収線量分布計算手段、 少なくとも、標的に対して処方された処方線量、最大線
    量および最小線量、注意臓器に対する制限線量、制約線
    量、および過大線量体積率を有する処方箋データ、前記
    各門から標的に向けてそれぞれ照射する放射線の照射線
    量の比率、並びに前記吸収線量分布計算手段により計算
    された体内吸収線量分布に基づいて、前記標的および注
    意臓器に対する前記処方箋データについての第１の評価
    値を計算する第１の評価値計算手段、 前記第１の評価値が所定の条件を満足する前記照射線量
    の比率を計算する照射線量比率計算手段、 前記照射線量比率計算手段により計算された各門の前記
    照射線量の比率と各門に対する前記体内吸収線量分布と
    の積和へスケーリングパラメータを乗じた値、および前
    記処方箋データに基づいて、前記標的および前記注意臓
    器に対する前記処方箋データについての第２の評価値を
    計算する第２の評価値計算手段、 前記第２の評価値が所定の条件を満足する前記スケーリ
    ングパラメータを計算するスケーリングパラメータ計算
    手段、 少なくとも、前記スケーリングパラメータ計算手段によ
    り計算されたスケーリングパラメータ、前記照射線量比
    率計算手段により計算された各門の前記照射線量の比
    率、および各門に対する前記体内吸収線量分布に基づい
    て、各門の前記照射線量値を決定する照射線量値決定手
    段として機能させるためのプログラムを記録した記録媒
    体。
JP11202208A 1999-07-15 1999-07-15 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体 Pending JP2001029491A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11202208A JP2001029491A (ja) 1999-07-15 1999-07-15 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11202208A JP2001029491A (ja) 1999-07-15 1999-07-15 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001029491A true JP2001029491A (ja) 2001-02-06

Family

ID=16453762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11202208A Pending JP2001029491A (ja) 1999-07-15 1999-07-15 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001029491A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009502264A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 オットー、カール 放射線治療の計画及び照射方法並びに装置
JP2013512708A (ja) * 2009-12-05 2013-04-18 ジーエスアイ ヘルムホルツツェントゥルム フュア シュヴェリオーネンフォルシュング ゲーエムベーハー 照射方法と、その方法を実行する装置
US8696538B2 (en) 2005-07-25 2014-04-15 Karl Otto Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9421399B2 (en) 2002-12-18 2016-08-23 Varian Medical Systems, Inc. Multi-mode cone beam CT radiotherapy simulator and treatment machine with a flat panel imager
US9498167B2 (en) 2005-04-29 2016-11-22 Varian Medical Systems, Inc. System and methods for treating patients using radiation
US10004650B2 (en) 2005-04-29 2018-06-26 Varian Medical Systems, Inc. Dynamic patient positioning system
USRE46953E1 (en) 2007-04-20 2018-07-17 University Of Maryland, Baltimore Single-arc dose painting for precision radiation therapy
US10773101B2 (en) 2010-06-22 2020-09-15 Varian Medical Systems International Ag System and method for estimating and manipulating estimated radiation dose

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9421399B2 (en) 2002-12-18 2016-08-23 Varian Medical Systems, Inc. Multi-mode cone beam CT radiotherapy simulator and treatment machine with a flat panel imager
US11344748B2 (en) 2002-12-18 2022-05-31 Varian Medical Systems, Inc. Multi-mode cone beam CT radiotherapy simulator and treatment machine with a flat panel imager
US9901750B2 (en) 2002-12-18 2018-02-27 Varian Medical Systems, Inc. Multi-mode cone beam CT radiotherapy simulator and treatment machine with a flat panel imager
US10004650B2 (en) 2005-04-29 2018-06-26 Varian Medical Systems, Inc. Dynamic patient positioning system
US9498167B2 (en) 2005-04-29 2016-11-22 Varian Medical Systems, Inc. System and methods for treating patients using radiation
US9974494B2 (en) 2005-04-29 2018-05-22 Varian Medical Systems, Inc. System and methods for treating patients using radiation
US9764159B2 (en) 2005-07-25 2017-09-19 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9788783B2 (en) 2005-07-25 2017-10-17 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687673B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687675B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687678B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687677B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687676B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9687674B2 (en) 2005-07-25 2017-06-27 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9050459B2 (en) 2005-07-25 2015-06-09 Karl Otto Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US9630025B2 (en) 2005-07-25 2017-04-25 Varian Medical Systems International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US8658992B2 (en) 2005-07-25 2014-02-25 Karl Otto Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US8696538B2 (en) 2005-07-25 2014-04-15 Karl Otto Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
JP2009502264A (ja) * 2005-07-25 2009-01-29 オットー、カール 放射線治療の計画及び照射方法並びに装置
US11642027B2 (en) 2005-07-25 2023-05-09 Siemens Healthineers International Ag Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
US10595774B2 (en) 2005-07-25 2020-03-24 Varian Medical Systems International Methods and apparatus for the planning and delivery of radiation treatments
USRE46953E1 (en) 2007-04-20 2018-07-17 University Of Maryland, Baltimore Single-arc dose painting for precision radiation therapy
JP2013512708A (ja) * 2009-12-05 2013-04-18 ジーエスアイ ヘルムホルツツェントゥルム フュア シュヴェリオーネンフォルシュング ゲーエムベーハー 照射方法と、その方法を実行する装置
US10773101B2 (en) 2010-06-22 2020-09-15 Varian Medical Systems International Ag System and method for estimating and manipulating estimated radiation dose
US11986671B2 (en) 2010-06-22 2024-05-21 Siemens Healthineers International Ag System and method for estimating and manipulating estimated radiation dose

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2000070389A (ja) 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体
Dabaja et al. Proton therapy for adults with mediastinal lymphomas: the International Lymphoma Radiation Oncology Group guidelines
Keall 4-dimensional computed tomography imaging and treatment planning
Fu et al. Delivery time comparison for intensity-modulated radiation therapy with/without flattening filter: a planning study
Wagner et al. A simple and reliable index for scoring rival stereotactic radiosurgery plans
US9463336B2 (en) Benchmark system for radiation therapy planning
CN114496239B (zh) 肺癌sbrt放射性肺炎风险新型预测因子及其构建方法
JP6692923B2 (ja) 放射線治療計画における分画選択ツール
JP2001029491A (ja) 照射線量値計算装置、照射線量値計算方法および記録媒体
CN109499013B (zh) 一种肿瘤放射治疗中生物效应剂量确定方法及系统
Kalet et al. Dosimetric comparison of single-beam multi-arc and 2-beam multi-arc VMAT optimization in the Monaco treatment planning system
Mavroidis et al. Prediction of AVM obliteration after stereotactic radiotherapy using radiobiological modelling
CN113877073A (zh) 放射治疗系统及其治疗计划生成方法
US20240252839A1 (en) An apparatus and a computer implemented method for calculating a radiotherapy dose distribution using monte carlo simulations
EP3843837A1 (en) System and method for robust treatment planning in radiation therapy
Fiandra et al. Machine Learning for Predicting Clinician Evaluation of Treatment Plans for Left-Sided Whole Breast Radiation Therapy
Schwarz et al. Importance of accurate dose calculations outside segment edges in intensity modulated radiotherapy treatment planning
Chen et al. Effect of the number of control points on the plan quality of intensity-modulated radiotherapy for nasopharyngeal carcinoma
Ardenfors et al. Organ doses from a proton gantry-mounted cone-beam computed tomography system characterized with MCNP6 and GATE
CN113870976A (zh) 一种基于剂量预评估的自适应放疗剂量调强优化计算方法
Roland et al. A radiobiological analysis of the effect of 3D versus 4D image-based planning in lung cancer radiotherapy
Jannah et al. Evaluation of doses distribution in breast cancer mastectomy using SlicerRT
Guo et al. Implementation and evaluation of an iterative-based algorithm for automatic beam angle optimization in breast cancer treatment planning
Adachi Radiation treatment planning (photon and electron beam therapy)
Góra et al. The sensitivity of radiobiological models in carbon ion radiotherapy (CIRT) and its consequences on the clinical treatment plan: Differences between LEM and MKM models