JP2001079102A - 放射線治療計画システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハーフフィールドテクニック照射法と対向二
門照射法において、被治療体に与える苦痛も緩和できる
放射線治療計画システムを提供する。 【解決手段】 アキシャル像１２０上に設定した放射線
の仮想線源１４１から透過像平面１６０の任意の位置に
伸ばしたメジャー直線１６１の表示手段と、前記メジャ
ー直線１６１が透過像平面１６０と交わる位置を示すた
めの始点マーカ１６２の表示手段と、前記メジャー直線
１６１をアキシャル像１２０上の透過像平面１６０の任
意の位置に移動する手段と、前記メジャー直線１６１上
の任意の位置に移動可能な終点マーカ１６３を表示する
手段と、前記終点マーカ１６３をメジャー直線１６１上
の任意の位置に移動し、位置を設定することにより始点
マーカ１６２から終点マーカ１６３までの距離を算出す
る距離算出手段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線ＣＴ装置等に
よるアキシャル像を用いて放射線治療計画を行う放射線
治療計画システムの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】放射線治療計画では被治療体の腫瘍等の
治療部に対して最適な照射野形状と照射線量を決めるこ
とが重要であり、照射線量は照射時間に比例するので照
射時間を求めることは計画する段階で重要な要素であ
る。例えば、医用直線加速器（リニアック）を用いて被
治療体にＸ線を照射するときには、線源−腫瘍間距離Ｓ
ＴＤ（Ｓource Ｔumor Ｄistance）と深部量百分率法を
組み合わせたＳＴＤ法を用いている。また、被治療体へ
の電子線の照射時間を計画する際には、線源−表面間距
離ＳＳＤ（Ｓource Ｓurface Ｄistance）と深部量百分
率法を組み合わせたＳＳＤ法が用いられている。これら
の手法では、線源と被治療体体表面間や被治療体体表面
とアイソセンタ間の距離を正確に算出しておくことが必
要である。

【０００３】Ｘ線ＣＴ装置によって撮影された被治療体
のアキシャル像を基に、放射線治療装置の線源から被治
療体への放射線照射の方向を計画する手段を備えた放射
線治療計画システムにおいては、操作者がアキシャル像
にポインティングデバイスを操作して放射線のアイソセ
ンタと照射方向を設定した後に、被治療体の体表面から
アイソセンタまでの距離を得るが、従来はこれを画像解
析用コンピュータプログラムの距離測定処理を用いて算
出していた。

【０００４】また、被治療体体輪郭をマウス等のポイン
ティングデバイスを用いて設定することで、計画用コン
ピュータプログラムが被治療体の体表面からアイソセン
タまでの距離を算出するもの、あるいは操作者が被治療
体の体輪郭を設定する代わりに、コンピュータプログラ
ムが被治療体の体輪郭を判断する機能を有する装置も知
られている。

【０００５】しかし、従来の放射線治療計画システムで
は、アイソセンタから被治療体の体表面までの距離を得
るために画像解析用コンピュータプログラムの距離測定
処理を用いているため、ポインティングデバイスを操作
して、被治療体の体表面に距離測定開始点を、アイソセ
ンタに距離測定終点を、アイソセンタ、照射方向の設定
毎に各々設定する作業が必要であり、治療計画において
一度設定した照射方向とアイソセンタの情報を反映でき
ず作業が２度手間になって時間も掛かるという問題点が
あった。

【０００６】そこで、特願平１０−２５５３２１号に記
載したように、放射線の仮想線源とアイソセンタとを結
ぶ直線上の任意の位置に移動可能な被治療体体表指示マ
ーカをマウス等のポインティングデバイスを用いて被治
療体体表面に設定することにより当該被治療体の体表面
から放射線アイソセンタまでの距離を算出する機能を有
する装置を考案した。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の特願平１０−２
５５３２１号は、放射線の仮想線源とアイソセンタとを
結ぶ直線上の被治療体体表指示マーカとアイソセンタと
の間の距離を算出する機能を有する放射線治療計画シス
テムだが、前述の機能を照射野の辺縁にアイソセンタを
計画するハーフフィールドテクニック（half hield tec
hnique）照射法に適用した場合、体表とアイソセンタの
距離が腫瘍が存在する照射野中心での体表と透過像平面
までの距離とは異なる。このため、算出された体表−ア
イソセンタ距離を照射線量の計画に使用した場合、照射
野中心の腫瘍を消失あるいは縮小させるに最適な照射線
量が算出されない問題点があった。

【０００８】また、上記の特願平１０−２５５３２１号
は、一つのアイソセンタ位置に対向する２方向から照射
する対向二門照射法においては、１門目と２門目の透過
像平面が同一であるにもかかわらず、体表と透過像平面
までの距離を算出する際に、１門目と２門目を各々別々
に操作して距離を算出するため、操作に手間が掛かり、
被治療体（患者）に苦痛を与えるという問題点があっ
た。

【０００９】そこで本発明の目的は、ハーフフィールド
テクニック照射法と対向二門照射法をも考慮した距離算
出機能を備え、被治療体の体表面と照射野中心との距離
が簡単、迅速に得られ、被治療体に与える苦痛を緩和で
きる放射線治療計画システムを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的は、アキシャル
像上に設定した放射線の仮想線源から透過像平面の任意
の位置に伸ばしたメジャー直線を表示するメジャー直線
表示手段と、前記メジャー直線が透過像平面と交わる位
置を示すための始点マーカを表示する始点マーカ表示手
段と、前記メジャー直線をアキシャル像上の透過像平面
の任意の位置に移動する手段と、前記メジャー直線上の
任意の位置に移動可能な終点マーカを表示する終点マー
カ表示手段と、前記終点マーカをメジャー直線上の任意
の位置に移動し、位置を設定することにより当該被治療
体の透過像平面上の始点マーカから終点マーカまでの距
離を算出する距離算出手段を設け、さらに、対向二門照
射法を計画する際には、１門目と２門目の始点マーカの
位置を一致させる手段と、一致した始点マーカを１門目
と２門目のメジャー直線の移動に同期させて透過像平面
上の位置を設定する手段と、１門目の終点マーカと２門
目の終点マーカの各々をメジャー直線上の任意の位置に
移動し、始点マーカと終点マーカまでの距離を算出する
手段を設けることで達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は、本発明による放射線治療計
画システムの一実施形態を示すブロック図である。この
図１において、１１０はＸ線ＣＴ装置を示し、１１１は
治療計画装置を示す。

【００１２】上記Ｘ線ＣＴ装置１１０はスキャナ１、Ｃ
Ｔテーブル２及びＣＴ操作卓４等を備えてなるものでＣ
Ｔ操作卓４からの操作によりＣＴテーブル２に寝載され
た被治療体（放射線治療対象である患者、ここでは被写
体でもある。）３のスキャノグラム像やアキシャル像を
得る。

【００１３】上記治療計画装置１１１は、磁気ディスク
６、モニタ７、マウス８、キーボード９、メモリ１０及
び演算器１１等を備えてなり、Ｘ線ＣＴ装置１１０とは
通信回線５によって接続されている。Ｘ線ＣＴ装置１１
０で得られた被治療体３のスキャノグラム像やアキシャ
ル像は、通信回線５によって治療計画装置１１１側に転
送され、そこの磁気ディスク６に記録される。

【００１４】また治療計画装置１１１は、被治療体３の
スキャノグラム像及びアキシャル像により、放射線治療
装置（図示せず）の線源から被治療体３への放射線の照
射方向と照射中心（アイソセンタ）を計画可能である。

【００１５】更に治療計画装置１１１は、マーカ表示手
段と距離算出手段とを備えている。ここで、マ-カ表示
手段は、アキシャル像上に設定した放射線の仮想線源と
照射中心（アイソセンタ）とを結ぶ直線上の任意の位置
に移動可能な被治療体体表面指示マーカを表示する手段
である。また距離算出手段は、上記被治療体体表面指示
マーカをアキシャル像上の被治療体３の体表面に移動、
位置設定することによりその被治療体３の体表面から放
射線照射中心までの距離を算出する手段である。上記磁
気ディスク６、モニタ７、マウス８、キーボード９、メ
モリ１０及び演算器１１はそれらマーカ表示手段及び距
離算出手段の主構成をなす。

【００１６】図３にはモニタ７の画面表示内容を示す。
ここでは、ハーフフィールドテクニック照射法による左
乳房接線照射を例として説明する。図３（ａ）と図３
（ｂ）は接線１門照射の計画を、図3（ｃ）は接線対向
二門照射の計画を示す。

【００１７】先ず、図3（ａ）にアイソセンタの設定手
順の一例を示す。モニタ７にはアキシャル像１２０が表
示される。この例では、主として、健常乳房１３１、腫
瘍１３０を有する異常乳房１３２、健常な肺１３３、心
臓１３４、せき推１３５などが表示されている。

【００１８】操作者はアキシャル像１２０を観察して腫
瘍１３０の位置と大きさを認識する。アイソセンタ１４
０を胸壁から１から２cm程度肺側に設定し、健常乳房の
保護と肺や心臓への照射容積を少なくするためにハーフ
フィールドテクニック照射法を適用する。医用直線加速
器（リニアック）の線源からアイソセンタまでの距離は
固定（一般的には１０００mm）であり、アイソセンタ１
４０の位置が決まれば仮想線源１４１はアイソセンタ１
４０を中心とする同心円上になる。照射方向はマウス８
の操作により照射方向バー１４２をアイソセンタ１４０
を中心に回転させることで設定できる。

【００１９】ハーフフィールドテクニック照射法とは、
線源に設けられたコリメータを半分に絞り、線源からの
放射線のフアンビームの広がりを半分に低減するもので
ある。図３（ａ）の例では、コリメータを全開にした場
合には、仮想線源１４１からの放射線のフアンビーム
は、照射方向バー１４２を中心にして、その両側に広が
るバー１４３，１４４で形成される範囲内に放射線が放
射される。この場合、バー１４２と１４４との間に存在
する健常な乳房１３１、肺１３３、心臓１４４が放射線
にさらされることになる。ハーフフィルドテクニック照
射法は、コリメータの絞りを半分に閉じて、バー１４２
と１４４との間には放射線が放射されず、健常な組織を
保護し、バー１４２と１４３との間にのみ放射線が放射
され、腫瘍１３０が放射線により照射されるようにする
ものである。

【００２０】照射方向バー１４２上には特願平１０−２
５５３２１号に記載した被治療体体表面を示す体表指示
マーカ１５０があり、マウス８により照射方向バー１４
２上を移動させることができる。体表指示マーカ１５０
はアイソセンタ１４０と仮想線源１４１とを結ぶ直線上
を移動し、体表指示マーカ１５０とアイソセンタ１４０
の間の距離を算出できる。しかし、本図のようにハーフ
フィールドテクニック照射法では腫瘍１３０の中心から
ずれた位置にアイソセンタ１４０を設定するので、体表
指示マーカ１５０とアイソセンタ１４０の間の距離を照
射線量の計画に使用すると腫瘍１３０を消失あるいは縮
小させるに最適な計画が行えないおそれがある。

【００２１】図３（ｂ）では、本発明による体表と照射
野中心との間の距離算出手順を示す。仮想線源１４１と
アイソセンタ１４０を結ぶ直線に垂直に交わり、かつア
イソセンタ１４０を含む平面を透過像平面１６０と定義
する。透過像平面という呼称は、放射線治療記録のため
にレントゲンフィルムを用いて透過像を撮影する際には
レントゲンフィルムを線源とアイソセンタを結ぶ直線と
直交するようにセットすることに由来する。仮想線源１
４１から透過像平面１６０に伸ばした直線がメジャー直
線１６１であり、メジャー直線１６１はマウス８により
アイソセンタ１４０を挟んだ両側に移動設定できる。メ
ジャー直線１６１はバー１４２と１４３との中心の位置
にあって、腫瘍１３０の中心点である始点マーカ１６２
上を通るように設定する。終点マーカ１６３はメジャー
直線１６１上をマウス操作で移動させることができる
が、透過像平面１６０とメジャー直線１６１が交わる点
にある始点マーカ１６２を越えることは無い。

【００２２】照射線量の計画に線源−腫瘍間距離ＳＴＤ
と線源−表面間距離ＳＳＤを用いる場合、操作者はマウ
ス８を用いてメジャー直線１６１を腫瘍１３０の中央を
通過するように設定し、次に終点マーカ１６３を被治療
体体表面へマウス８を用いて設定する。このように設定
することで、始点マーカ１６２と終点マーカ１６３の間
の距離が腫瘍−体表面間距離となり、後述する算出式を
演算器１１が処理することで、１門目のＳＴＤ1とＳＳ
Ｄ1が得られる。

【００２３】アキシャル像１２０のピクセルサイズをｐ
（mm）、アイソセンタ１４０の座標を(xic，yic)、始点
マーカ１６２の座標を（xs，ys）、終点マーカ１６３の
座標を（xel，yel）とすると算出式は以下の通り。

【数１】

【００２４】接線１門照射の場合は上記の手順で照射線
量の計画に必要なＳＴＤとＳＳＤが得られる。図３
（ｃ）には接線対向二門照射の場合を示す。なお、説明
を容易にするために引き続きアキシャル像１２０を例に
挙げるが、実際の治療では接線１門照射と接線二門照射
を同時に被治療体（患者）に施行することは無い。

【００２５】対向二門照射では２門目の仮想線源１４３
は１門目の仮想線源１４１とアイソセンタ１４０を挟ん
で対向した位置となるので、１門目のアイソセンタと照
射方向が決まればおのずと２門目の線源と照射方向が決
まる。また、腫瘍１３０の中心は１門目および２門目と
もに共通なので、始点マーカ１６２の位置も２つの門に
共通な位置である。これにより、１門目のメジャー直線
１６１をマウス８によって移動させると２門目のメジャ
ー直線１６４が同期して移動することになる。反対に２
門目のメジャー直線１６４をマウス８によって移動させ
ると１門目のメジャー直線１６１が同期して移動する。
したがって、終点マーカ１６５を体表面に設定すれば二
門目のＳＴＤ２とＳＳＤ２が求められる。

【００２６】終点マーカ１６５の座標を（xe2，ye2）と
すると算出式は以下の通り。

【数２】

【００２７】なお、アキシャル像１２０を構成する画素
のＣＴ値を閾値処理して終点マーカ１６３および終点マ
ーカ１６５を自動的に体表面に設定することもできる。
空気のＣＴ値は−１０００近傍であり、体表は０以上な
ので、メジャー直線上のＣＴ値を仮想線源側から０と比
較して行き、０よりも大きなＣＴ値が初めて現れた座標
に終点マーカを設定すれば良い。被治療体（患者）がガ
ウン等を着ている場合もあるので、操作者がマウス８に
より終点マーカの位置を微調整できるように自動設定と
マウス操作による設定を併用できるようにしておけば、
もし自動設定がガウンを体表面と誤認識しても操作者が
終点マーカの位置を微調整するだけで済む。

【００２８】図２に処理の流れを示したが、以上の通り
算出されたＳＴＤとＳＳＤを用いて、操作者は患者へ照
射する放射線量を計画し、患者への放射線治療を開始す
る。この図２において、ステップ２０１から２０８まで
が本発明システムにおける放射線治療計画処理を示し、
ステップ２０９が放射線治療装置（図示せず）における
放射線治療実行処理を示す。

【００２９】

【発明の効果】以上の通り本発明によれば、アキシャル
像上に設定した放射線の仮想線源から透過像平面へ伸ば
したメジャー直線を透過像平面上の照射野の中心位置に
設定し、メジャー直線上の終点マーカを被治療体体表面
に設定することで、照射野中心と被治療体体表面との間
の距離が算出できるので、ハーフフィールドテクニック
照射法においても最適な照射線量を計画できる。

【００３０】また、対向二門照射法においては、１門目
と２門目のメジャー直線が同期して設定できるため、２
つの門の照射野中心と被治療体体表面との間の距離が簡
単、迅速に得られ、被治療体に与える苦痛も緩和できる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例のシステム全体を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の実施例の処理の流れを示す図である。

【図３】本発明の実施例を説明するためのモニタ画面を
示す図である。

【符号の説明】

１ スキャナ ２ ＣＴテーブル ４ 患者 ５ 通信回線 ６ 磁気ディスク ７ モニタ ８ マウス ９ キーボード １０ メモリ １１ 演算器 １２０ アキシャル像 １３０ 腫瘍 １４０ アイソセンタ １４１ 仮想線源 １４２ 処射方向バー １５０ 体表示マーカ １６０ 透過像平面 １６１ メジャー直線 １６２ 始点マーカ １６３ 終点マーカ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被治療体のアキシャル像を基に、放射線
   治療装置の線源から被治療体への放射線の照射中心(ア
   イソセンタ)と照射方向を計画する手段を備えた放射線
   治療計画システムにおいて、前記アキシャル像上に設定
   した放射線の仮想線源から透過像平面の任意の位置に伸
   ばしたメジャー直線を表示する手段と、前記メジャー直
   線が透過像平面と交わる位置を示す始点マーカを表示す
   る手段と、前記メジャー直線を透過像平面の任意の位置
   に移動する手段と、前記メジャー直線上の任意の位置に
   移動可能な終点マーカを表示する手段と、前記終点マー
   カをメジャー直線上の任意の位置に移動し、位置を設定
   することにより当該被治療体の始点マーカから終点マー
   カまでの距離を算出する距離算出手段とを具備すること
   を特徴とする放射線治療計画システム。