JP2014166245A - 治療計画装置、計画治療システム、治療計画生成方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】放射線治療において、治療用放射線の集中性を高めつつ、治療用放射線が患部に正確に照射されていることの確認や記録を得られるようにする。
【解決手段】治療計画装置が、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画部と、前記第１計画部が計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画部と、を具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、治療計画装置、計画治療システム、治療計画生成方法およびプログラムに関する。

がんの治療方法の一つに、放射線治療がある。放射線治療では、治療用放射線（電子線、Ｘ線、陽子線、重粒子線、γ線、または中性子線など）を患部に集中させるように照射して、正常細胞への放射線の副作用を抑えつつ、がん細胞にのみ致死量の放射線を照射することで治療を行う。
ここで、照射対象となる患部は、通常は外からは見えない部位に存在する。その為、患者をカウチに乗せた状態で、Ｘ線画像、ＭＲＩ（Magnetic resonance imaging）画像、またはＰＥＴ（Positron emission tomography）画像等の体内画像を取得して、患部に治療用放射線が照射されるように位置決めを行う。ただし、人間の体は呼吸や筋肉の弛緩等により動き、特に呼吸による肺野及びその近傍の動きは大きい。
かかる体の動きにより、治療用放射線の照射中に患部が動く可能性がある。そこで、体内を透過した治療用放射線をＥＰＩＤ（Electric Portal Imaging Device、電子ポータル画像装置）等で受光して放射線画像を取得して、治療用放射線が患部に正確に照射されていることをリアルタイムに確認（モニタリング）する場合がある。

一方、治療用放射線を患部に集中させる治療法の一つに、強度変調放射線治療（Intensity Modulated Radiation Therapy；ＩＭＲＴ）がある（特許文献１および２参照）。強度変調放射線治療は、現在臨床現場で多く使われている治療法であり、マルチリーフコリメータ（Multi Leaf Collimator；ＭＬＣ）や、細い線状のペンシルビーム等を用いて、患部より小さい照射野の治療用放射線を多数重ね合わせる。照射野の小さい治療用放射線を重ね合わせることで、複雑な線量分布を実現することができ、患部に集中的に放射線を照射することができる。

特開２００１−２２４６９８号公報 特開２００５−５２６５７８号公報

強度変調放射線治療では、上記のように患部より小さい照射野の治療用放射線を用いる。このため、治療用放射線による体内画像を取得しても、患部の輪郭を特定できず、治療用放射線が患部に正確に照射されているか否かの判定が困難である。
一方、強度変調放射線治療では、照射野の小さい治療用放射線を用いることから、患部への照射量を確保するために、１回当たりの照射量が多くなり、また、治療用放射線を多数重ね合わせることから、照射時間が長くなる傾向にある。このため、強度変調放射線治療では、治療用放射線が患部からずれた場合のリスクが比較的高い。このことから、強度変調放射線治療において、治療用放射線が患部に正確に照射されていることを確認できることが望まれる。
更に、放射線治療のエビデンスが求められるようになっており、治療用放射線が患部に正確に照射された記録を得られることが望まれる。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、治療用放射線の集中性を高めつつ、治療用放射線が患部に正確に照射されていることの確認や記録を得ることのできる治療計画装置、計画治療システム、治療計画生成方法およびプログラムを提供することにある。

この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による治療計画装置は、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画部と、前記第１計画部が計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画部と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも１つを指定するユーザ操作に従って前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、前記第１照射による放射線画像の取得回数を指定するユーザ操作に基づいて前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、前記第１照射による放射線画像の取得周期を指定するユーザ操作に基づいて前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、撮像に必要な所定の照射量を前記第１照射における照射量に設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、前記治療条件における前記患部への必要線量に基づいて前記第１照射における照射量を設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記第１計画部は、前記患部の領域に所定のマージンを加えて前記第１照射野を設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画装置は、上述の治療計画装置であって、前記患部の画像を表示画面に表示する表示部と、前記第１照射野を設定するユーザ操作を受け付ける操作入力部と、を具備し、前記第１計画部は、前記操作入力部が受け付けた前記第１照射野を設定するユーザ操作に基づいて前記第１照射野を設定することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による計画治療システムは、治療計画装置と、放射線治療システムとを具備し、前記治療計画装置は、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、前記患部全体を含む第１照射野と、前記第１照射野へ放射線を照射する第１照射のタイミングと、前記第１照射における照射量とを設定する第１計画部と、前記第１計画部が設定した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画部と、前記第２計画部が生成した前記治療計画を前記放射線治療システムへ出力する治療計画出力部と、を具備し、前記放射線治療システムは、前記治療計画出力部が出力した前記治療計画を取得する治療計画取得部と、前記治療計画取得部が取得した前記治療計画に従って放射線を照射する照射部と、前記第１照射にて前記照射部が照射した放射線による放射線画像を取得する放射線画像取得部と、を具備することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様による治療計画生成方法は、治療計画装置の治療計画生成方法であって、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画ステップと、前記第１計画ステップにて計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画ステップと、を具備することを特徴とする。

また、本発明の他の一態様によるプログラムは、治療計画装置としてのコンピュータに、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画ステップと、前記第１計画ステップにて計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画ステップと、を実行させるためのプログラムである。

本発明によれば、治療用放射線の集中性を高めつつ、治療用放射線が患部に正確に照射されていることの確認や記録を得ることができる。

本発明の一実施形態における放射線治療装置の装置構成を示す概略構成図である。 同実施形態における計画治療システムの機能構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態の第１照射における照射野の例を示す説明図である。 同実施形態の第１照射にて得られる放射線画像の例を示す説明図である。 同実施形態の第２照射における照射野の例を示す説明図である。 同実施形態において計画治療システムが放射線治療を行う際の処理の例を示すシーケンス図である。 同実施形態における第１照射野の設定画面の例を示す説明図である。 同実施形態におけるマルチリーフコリメータのうちのあるリーフの位置の例を示すグラフである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態における放射線治療装置の装置構成を示す概略構成図である。同図において、放射線治療装置３０は、旋回駆動装置３１１と、Ｏリング３１２と、走行ガントリ３１３と、首振り機構３２１と、照射部３３０と、センサアレイ３４１と、カウチ３５１とを具備する。照射部３３０は、放射線照射装置３３１と、マルチリーフコリメータ３３２とを具備する。

旋回駆動装置３１１は、回転軸Ａ１１を中心に回転可能にＯリング３１２を土台に支持してＯリング３１２を回転させる。回転軸Ａ１１は、鉛直方向の軸である。
Ｏリング３１２は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、回転軸Ａ１２を中心に回転可能に走行ガントリ３１３を支持している。回転軸Ａ１２は、水平方向の軸（すなわち、鉛直方向に直角な軸）であり、アイソセンタＰ１１にて回転軸Ａ１１と直交する。回転軸Ａ１２は、Ｏリング３１２に対して固定されている。すなわち、回転軸Ａ１２は、Ｏリング３１２の回転に伴って回転軸Ａ１１を中心に回転する。
Ｏリング３１２は、自らが回転することで、走行ガントリ３１３および走行ガントリ３１３に設置されている各部を、回転軸Ａ１１回りに一体的に回転させる。

走行ガントリ３１３は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、Ｏリング３１２の内側にＯリング３１２と同心円になるように配置されている。放射線治療装置３０は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えており、走行ガントリ３１３は、走行駆動装置からの動力にて回転軸Ａ１２を中心に回転する。
走行ガントリ３１３は、自らが回転することで、走行ガントリ３１３に設置されている各部を、回転軸Ａ１２回りに一体的に回転させる。

首振り機構３２１は、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定され、照射部３３０を走行ガントリ３１３に支持している。首振り機構３２１は、パン軸Ａ２１を中心に照射部３３０を回転させ、チルト軸Ａ２２を中心に照射部３３０を回転させる。
パン軸Ａ２１は、回転軸Ａ１２に平行な軸であり、走行ガントリ３１３に対して固定されている。首振り機構３２１は、パン軸Ａ２１を中心に照射部３３０を回転させることで、照射部３３０を回転軸Ａ１２に対して左右（従って、患者ＰＴに対して左右）に首振り動作させる。
チルト軸Ａ２２は、パン軸Ａ２１に直交する軸であり、走行ガントリ３１３に対して固定されている。首振り機構３２１は、チルト軸Ａ２２を中心に照射部３３０を回転させることで、照射部３３０を回転軸Ａ１２方向（従って、患者ＰＴに対して上下）に首振り動作させる。

照射部３３０は、走行ガントリ３１３の内側に、首振り機構３２１に支持されて配置されており、治療用放射線Ｂ１１を照射する。
放射線照射装置３３１は、治療用放射線Ｂ１１を照射する。放射線照射装置３３１は、首振り機構３２１を介して走行ガントリ３１３に支持されているので、首振り機構３２１の調整にて放射線照射装置３３１が一旦アイソセンタＰ１１に向けられると、旋回駆動装置３１１によりＯリング３１２が回転しても、また、走行駆動装置により走行ガントリ３１３が回転しても、治療用放射線Ｂ１１は常に概ねアイソセンタＰ１１を通る。従って、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１１や回転軸Ａ１２を中心に回転することで、様々な方向からアイソセンタＰ１１に向けて治療用放射線Ｂ１１を照射することができる。
マルチリーフコリメータ３３２は、治療用放射線Ｂ１１の一部を遮蔽することで、治療用放射線Ｂ１１が患者に照射される際の照射野の形状を調整する。

センサアレイ３４１は、放射線照射装置３３１からの治療用放射線Ｂ１１が当たる位置に、放射線照射装置３３１の方を向いて配置されて、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定されている。
センサアレイ３４１は、例えばＥＰＩＤなど、放射線強度を２次元的に検出可能な装置であり、患者ＰＴ等を透過した治療用放射線Ｂ１１を受光して強度信号を出力する。なお、ここでいう受光とは、放射線を受けることである。
カウチ３５１は、患者ＰＴが横臥することに利用される。
なお、以下では、特に明示する必要が無い場合、治療用放射線を単に「放射線」と表記する。

図２は、本実施形態における計画治療システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、計画治療システム１は、治療計画装置１０と、放射線治療システム２とを具備する。治療計画装置１０は、表示部１１０と、操作入力部１２０と、処理部１３０と、治療計画出力部１４０とを具備する。処理部１３０は、表示制御部１３１と、入力処理部１３２と、条件取得部１３３と、第１計画部１３４と、第２計画部１３５とを具備する。放射線治療システム２は、制御装置２０と、放射線治療装置３０とを具備する。制御装置２０は、治療計画取得部２１０と、処理部２２０と、対放射線治療装置入出力部２３０とを具備する。処理部２２０は、放射線治療装置制御部２２１と、放射線画像取得部２２２とを具備する。

放射線治療システム２は、治療計画装置１０の生成する治療計画に従って、放射線治療を行う。
制御装置２０は、治療計画装置１０の生成する治療計画に従って、放射線治療装置３０の各部を制御して治療用放射線を照射させる。また、制御装置２０は、治療用放射線による放射線画像を取得する。制御装置２０は、例えば、コンピュータを用いて構成されていてもよいし、専用回路を用いて構成されていてもよい。
治療計画取得部２１０は、治療計画装置１０が生成して出力する治療計画を取得する。

処理部２２０は、制御装置２０の各部を制御して各種処理を行う。特に、処理部２２０は、治療計画に従って放射線治療装置３０に放射線治療を実行させ、また、放射線治療の際の放射線画像を取得する。処理部２２０は、例えば制御装置２０の有するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、制御装置２０の有する記憶デバイスからプログラムを読み出して実行することで実現される。
放射線治療装置制御部２２１は、治療計画取得部２１０が取得した治療計画に従って、放射線治療装置３０の各部を制御する。特に、放射線治療装置制御部２２１は、治療計画取得部２１０が取得した治療計画に従って照射部３３０（図１）に放射線を照射させる。

放射線画像取得部２２２は、照射部３３０が照射し、患部等を透過してセンサアレイ３４１が受光した放射線による放射線画像を取得する。特に、放射線画像取得部２２２は、第１照射にて照射部３３０が照射した放射線による放射線画像を取得する。後述するように、第１照射は、患部全体への照射であり、放射線画像取得部２２２が第１照射における放射線画像を取得することで、患部の輪郭全体を含む放射線画像を得ることができる。これにより、当該放射線画像を参照する者は、放射線が患部に正確に照射されているか否かを確認することができる。
対放射線治療装置入出力部２３０は、放射線治療装置３０との間で信号の入出力を行うインタフェースとして機能する。

治療計画装置１０は、放射線治療システム２に放射線治療を実行させるための治療計画を生成する。治療計画装置１０は、例えばコンピュータを用いて構成されていてもよいし、専用回路を用いて構成されていてもよい。
表示部１１０は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）ディスプレイなどの表示画面を有し、表示制御部１３１の制御に従って動画像や静止画像やテキスト（文字）など各種画像を表示する。特に、表示部１１０は、照射野など放射線照射に関するユーザ設定を受け付ける際に、予め撮像された患部の画像を表示画面に表示する。なお、ここでいうユーザとは、医師または放射線技師など、計画治療システム１を用いて放射線治療を施す者である。

操作入力部１２０は、例えば表示部１１０の表示画面に設けられてタッチパネルを構成するタッチセンサやキーボード等の入力装置を有して、ユーザ操作を受け付ける。特に、操作入力部１２０は、第１照射野を設定するユーザ操作を受け付ける。ここでいう第１照射野とは、第１照射における照射野であり、従って、患部全体を含む照射野に設定される。例えば、操作入力部１２０は、表示部１１０が表示画面に患部の画像を表示している状態でユーザが行うタッチ操作にて、第１照射野を設定するユーザ操作を受け付ける。

処理部１３０は、治療計画装置１０の各部を制御して各種処理を行う。特に、処理部１３０は、放射線治療システム２が放射線治療を行うための治療計画を生成する。処理部１３０は、例えば治療計画装置１０の有するＣＰＵが、治療計画装置１０の有する記憶デバイスからプログラムを読み出して実行することで実現される。
表示制御部１３１は、表示部１１０を制御して各種画像を表示させる。
入力処理部１３２は、操作入力部１２０が受け付けたユーザ操作を検出する。例えば、入力処理部１３２は、表示画面へのタッチ操作に応じて操作入力部１２０が出力する信号を表示画面における座標に変換する。

条件取得部１３３は、患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量との情報を含む治療条件を取得する。ここでいう治療条件とは、治療計画装置１０が生成する治療計画が満たすべき条件である。例えば、条件取得部１３３は、タッチ操作による患部位置の入力や、キーボードを用いての必要線量および限界線量の入力など、操作入力部１２０が受け付けるユーザ操作に基づいて、治療条件を取得する。

第１計画部１３４は、第１照射を計画する。上述したように、第１照射は、患部全体を含む第１照射野への放射線照射である。
第２計画部１３５は、第１計画部１３４が計画した第１照射と、患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、治療条件を満たす治療計画を生成する。以下では、第２計画部１３５が治療計画に含める、患部の一部のみを含む照射野への放射線照射を「第２照射」と称する。
治療計画出力部１４０は、第２計画部１３５が生成した治療計画を制御装置２０へ出力する。

ここで、図３〜５を参照して、第１照射および第２照射について説明する。
図３は、第１照射における照射野の例を示す説明図である。同図において領域Ｒ１１は、患部の領域を示し、領域Ｒ１２は、照射野（ここでは第１照射野）を示している。図３に示すように、第１照射においてマルチリーフコリメータ３３２は、患部全体が照射野に含まれるように放射線に絞りをかける。

図４は、第１照射にて得られる放射線画像の例を示す説明図である。同図において領域Ｒ２１は、放射線画像における患部の領域を示し、領域Ｒ２２は、放射線画像における照射野を示している。
ここでいう患部は、放射線を積極的に照射する対象となっている部位であり、臨床標的体積（clinical target volume；ＣＴＶ）、内的標的体積（internal target volume；ＩＴＶ）、計画標的体積（Planning target volume；ＰＴＶ）のいずれであってもよい。

例えば、計画標的体積を患部として、計画標的体積全体に所定のマージンを加えた領域を第１照射における照射野に設定してもよい。この場合、放射線画像における肉眼的腫瘍体積（gross tumor volume；ＧＴＶ）の像や他の臓器の像などから、計画標的体積全体が照射野に含まれていることを確認でき、これにより放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。

あるいは、臨床標的体積を患部として、臨床標的体積全体に所定のマージンを加えた領域を第１照射における照射野に設定してもよい。この場合も、計画標的体積の場合と同様、臨床標的体積全体が照射野に含まれていることを確認でき、放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。
同様に、内的標的体積を患部とした場合も、放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。

図５は、第２照射における照射野の例を示す説明図である。同図において領域Ｒ１１は、図３の場合と同様に患部の領域を示す。また、領域Ｒ１２は、照射野を示している。図３に示すように、第２照射においてマルチリーフコリメータ３３２は、患部の一部のみを含む照射野となるように放射線に絞りをかける。

このように、マルチリーフコリメータ３３２が、患部の一部のみを含む照射野とする絞りをかけることで、強度変調放射線治療の場合のように放射線の集中性を高めることができる。
例えば、患部がアイソセンタＰ１１（図１）に位置する状態で、走行駆動装置がＯリング３１２を回転させ、照射部３３０は、Ｏリング３１２の回転により患部の周囲を一周しながら様々な方向から患部へ向けて放射線を照射する。その際、マルチリーフコリメータ３３２が、患部の形状に応じて放射線の形状を絞り、さらに、患部と重なっている許容線量の低い部位を照射野から除外するため、患部の一部のみを含む照射野となるように、放射線の形状を絞る。これにより、患部に集中的に放射線を照射し、周囲の正常部位への照射量を低減させることができる。

但し、患部の一部のみを含む照射野となっている場合（すなわち、第２照射の場合）、センサアレイ３４１の受光した放射線から放射線画像取得部２２２が取得する放射線画像では、当該放射線画像を参照する者が、患部の輪郭を特定できないことが考えられる。幹部の輪郭を特定できないことで、放射線が患部に正確に照射されているか否かの判定が困難となる。
そこで、第１計画部１３４が第１照射を設定することで、放射線画像取得部２２２は、図４の例のように患部全体を含む放射線画像を取得する。これにより、当該放射線画像を参照する者は、患部全体が照射野に含まれていることを確認でき、これにより放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。

ここで、放射線治療システム２が、治療のための放射線照射とは別に、撮像のために第１照射を行うようにしても、得られた放射線画像を参照する者は、患部全体が照射野に含まれていることを確認でき、治療用放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。しかし、この場合、撮像のための放射線照射を行わない場合との比較において照射量が増大することになり、正常部位への照射量も増大してしまう。
そこで、第２計画部１３５は、第１照射における照射量を治療のための照射量に含めて治療計画を生成する。これにより、正常部位への照射量の増大を低減させつつ、患部全体を含む放射線画像を取得することができる。

次に、図６を参照して、計画治療システム１の動作について説明する。
図６は、計画治療システム１が放射線治療を行う際の処理の例を示すシーケンス図である。計画治療システム１は、例えば治療計画生成を指示するユーザ操作を受けると同図の処理を開始する。
図６の処理において、まず、条件取得部１３３が治療条件を取得する（シーケンスＳ１０１）。例えば上述したように、条件取得部１３３は、タッチ操作による患部位置の入力や、キーボードを用いての必要線量および限界線量の入力など、操作入力部１２０が受け付けるユーザ操作に基づいて、治療条件を取得する。

次に、第１計画部１３４が、第１照射の計画を行う（シーケンスＳ１０２）。例えば、第１計画部１３４は、第１照射のタイミングと、第１照射野と、第１照射における照射量との設定を含む計画を生成する。１回の放射線治療に１つの第１照射が含まれていてもよいし、複数の第１照射が含まれていてもよい。複数の第１照射が含まれる場合、第１計画部１３４は、第１照射毎に当該第１照射の計画を生成する。

ここで、第１計画部１３４が第１照射のタイミングを設定する方法として、様々な方法を用いることができる。
例えば、第１計画部１３４が、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のいずれか１つまたは複数を指定（選択）するユーザ操作に従って、選択されたタイミングを第１照射のタイミングに設定するようにしてもよい。ここでいう照射開始時とは、各門（Port）における放射線照射を開始するタイミングである。また、照射終了時とは、該当する門における放射線照射を終了するタイミングである。

また、第１計画部１３４が、照射開始と終了との中間時のユーザ指定を、例えば、照射開始から終了までの時間全体における時間位置の指定にて受けるようにしてもよい。あるいは、放射線治療装置３０がリングを回転させながら放射線照射を行う場合、第１計画部１３４が、照射開始と終了との中間時のユーザ指定を、Ｏリング３１２の回転角度の指定にて受けるようにしてもよい。

あるいは、操作入力部１２０が、第１照射による放射線画像の取得回数を指定するユーザ操作を受け付け、第１計画部１３４が、当該ユーザ操作に基づいて第１照射のタイミングを設定するようにしてもよい。例えば、第１計画部１３４は、照射開始から終了までの時間全体を、ユーザに指定された回数に応じて分割し、得られた各タイミングを第１照射のタイミングに設定する。その際、照射開始時または終了時または両方を第１照射のタイミングに含めるようにしてもよいし、含めないようにしてもよい。

あるいは、操作入力部１２０が、第１照射による放射線画像の取得周期を指定するユーザ操作を受け付け、第１計画部１３４が、当該ユーザ操作に基づいて第１照射のタイミングを設定するようにしてもよい。例えば、第１計画部１３４は、照射開始時および指定された周期毎に、第１照射のタイミングに設定する。

また、第１計画部１３４が第１照射における照射量を設定する方法として、様々な方法を用いることができる。
例えば、第１計画部１３４が、撮像に必要な所定の照射量を第１照射における照射量に設定するようにしてもよい。具体的には、第１計画部１３４は、センサアレイ３４１の性能に応じて、放射線画像として体内画像を取得するのに適した放射線強度（単位時間当たりの照射量）を予め記憶しておき、当該放射線強度を第１照射における放射線強度に設定する。

あるいは、第１計画部１３４が、治療条件における患部への必要線量に基づいて第１照射における照射量を設定するようにしてもよい。例えば、第１計画部１３４は、必要線量に基づいて設定される投与線量の２０パーセント（％）を第１照射全体における照射量として算出し、算出した照射量を第１照射の数（照射回数）で除算した商を１回の第１照射における照射量として設定する。そして、第１計画部１３４は、１回の第１照射における照射時間を調整することで、放射線画像として体内画像を取得するのに適した放射線強度に調整する。

また、第１計画部１３４が第１照射野を設定する方法として、様々な方法を用いることができる。
例えば、第１計画部１３４が、患部の領域に所定のマージンを加えて第１照射野を設定するようにしてもよい。上述したように、ここでいう患部は、臨床標的体積、内的標的体積、計画標的体積のいずれであってもよい。

あるいは、第１計画部１３４が、操作入力部１２０の受け付けた第１照射野を設定するユーザ操作に基づいて第１照射野を設定するようにしてもよい。
図７は、第１照射野の設定画面の例を示す説明図である。同図の例において、表示部１１０は、患部の画像を示しており、領域Ｒ４１１は、肉眼的腫瘍体積を示す。また、領域Ｒ４１２は臨床標的体積を示す。

例えば、ユーザは、臨床標的体積の領域Ｒ４１２に、体内臓器等の動きに対するインターナルマージン（internal margin；ＩＭ）と、照射における設定誤差（set-up margin；ＳＭ）とを加えた計画標的体積を、第１照射野に決定する。そして、ユーザは、決定した第１照射野に沿って表示画面をタッチすることで、第１照射野を指定する。図７の例では、線Ｌ１１が、ユーザのタッチの軌跡を示し、線Ｌ１１の内部の領域Ｌ４２１が、指定された照射野を示している。また、領域Ｒ４３１は、指定された照射野に応じてマルチリーフコリメータ３３２が行う、放射線に対する絞りを示している。

図６に戻って、シーケンスＳ１０２の後、第２計画部１３５が治療計画を生成する（シーケンスＳ１０３）。上述したように、第２計画部１３５は、第１照射（複数ある場合は、全ての第１照射）と第２照射との組み合わせにて、治療条件を満たす治療計画を生成する。
ここで、第２計画部１３５が、マルチリーフコリメータ３３２の各リーフの移動距離を小さくすることを目標の１つとして治療計画を生成するようにしてもよい。

図８は、マルチリーフコリメータ３３２のうちのあるリーフの位置の例を示すグラフである。同図の横軸は時刻を示す。また、縦軸は、リーフの位置を示しており、上側が右寄りの位置を示し、下側が左寄りの位置を示す。図８に示すリーフは、マルチリーフコリメータ３３２の右側に設けられており、マルチリーフコリメータ３３２の開口部が大きい状態では右寄りの位置となる。

また、図８の例では、第１計画部１３４が、放射線治療開始時と終了時とに第１照射を設定しており、第２計画部１３５は、当該第１照射の設定に応じて、放射線治療開始時と終了時とにリーフが最も右寄りの位置となるように治療計画を生成している。ここでいう放射線治療開始時とは、放射線治療装置３０が制御装置２０の制御に従って治療計画に基づく動作を開始するタイミングである。また、放射線治療終了時とは、放射線治療装置３０が制御装置２０の制御に従って治療計画に基づく動作を終了（完了）するタイミングである。

一方、放射線治療開始時と終了時との間の時間においては、第２計画部１３５は、マルチリーフコリメータ３３２の開口部分を小さくして、放射線治療システム２に第２照射を行わせる。その際、図８に示すグラフが単調減少の後単調増加しているように、マルチリーフコリメータ３３２が、右寄りの位置から徐々に左寄りの位置へと移動し、その後徐々に右寄りの位置への移動するようにすることで、当該リーフの移動距離を小さくすることができる。
これにより、リーフの移動を待つ時間を短縮できる点で、治療時間を短縮することができる。また、マルチリーフコリメータ３３２を動作させながら連続的に放射線照射を行う場合において、リーフ位置の不連続による放射線照射の中断を避けることができる。

図６に戻って、シーケンスＳ１０３の後、治療計画出力部１４０は、第２計画部１３５が生成した治療計画を制御装置２０へ出力する（シーケンスＳ１０４）。
制御装置２０では、治療計画取得部２１０が治療計画を取得し、放射線治療開始を指示するユーザ操作を受けると、放射線治療装置制御部２２１が放射線治療装置３０の制御を開始する（シーケンスＳ１１１）。

放射線治療装置３０の制御を開始した放射線治療装置制御部２２１は、治療計画に従って、対放射線治療装置入出力部２３０を介して放射線治療装置３０へ制御信号を出力することで放射線治療装置３０を制御する（シーケンスＳ１１２）。以後、放射線治療装置３０は、放射線治療終了まで連続的に、あるいは定期的に、対放射線治療装置入出力部２３０を介して放射線治療装置３０へ制御信号を出力する。

放射線治療装置制御部２２１からの制御信号を受けた放射線治療装置３０は、制御信号に従って動作し、第１照射や第２照射を実行する（シーケンスＳ１２１、Ｓ１３１、およびＳ１４１）。
そして、放射線治療装置３０は、少なくとも第１照射を行ったタイミングで、センサアレイ３４１が検出した２次元の放射線強度を示す受光信号を制御装置２０へ出力する（シーケンスＳ１２２およびＳ１４２）。
放射線治療装置３０からの受光信号を取得した制御装置２０では、放射線画像取得部２２２が、当該受光信号を放射線画像データに変換することで放射線画像を取得する（シーケンスＳ１２３およびＳ１４３）。

なお、放射線治療装置３０が、第１照射を行ったタイミングでのみ受光信号を出力するようにしてもよいし、受光信号を連続的に出力するなど、第２照射を行ったタイミングでのみ受光信号を出力するようにしてもよい。これに応じて、放射線画像取得部２２２が、第１照射による放射線画像のみを取得するようにしてもよいし、第２照射による放射線画像も取得するようにしてもよい。

第２計画部１３５が生成した治療計画の実行を完了すると、放射線治療装置制御部２２１は、放射線治療装置３０の制御を終了する（シーケンスＳ１５１）。
その後、図６の処理を終了する。

以上のように、第１計画部１３４は、患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する。そして、第２計画部１３５は、第１計画部１３４が計画した第１照射と、患部の一部のみを含む照射野への放射線照射である第２照射との組み合わせにて、治療条件を満たす治療計画を生成する。
これにより、放射線の集中性を高めつつ、放射線が患部に正確に照射されていることの確認や記録を得ることができる。すなわち、第２計画部１３５が、第２照射を含む治療計画を生成することで、強度変調放射線治療の場合のように放射線の集中性を高めることができる。また、第１計画部１３４が第１照射を計画し、第２計画部１３５が、当該第１照射を含む治療計画を生成することで、患部全体を含む放射線画像を取得することができる。これにより、当該放射線画像を参照する者は、患部全体が照射野に含まれていることを確認でき、これにより放射線が患部に正確に照射されていることを確認し得る。

また、第１計画部１３４は、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも１つを指定するユーザ操作に従って前記第１照射のタイミングを設定する。
これにより、ユーザは、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも１つを指定（選択）するという簡単な操作にて、第１照射のタイミングを指定することができる。
また、各門における照射開始時と照射終了時とにおいて、放射線が患部に正確に照射されていることを確認できれば、門全体を通じて放射線が患部に正確に照射されていると推測することができる。
また、照射時間が長い場合、照射開始と終了との中間時においても放射線が患部に正確に照射されていることを確認できれば、門全体を通じて放射線が患部に正確に照射されている可能性が更に高まる。

また、第１計画部１３４は、第１照射による放射線画像の取得回数を指定するユーザ操作に基づいて第１照射のタイミングを設定する。
これにより、ユーザは、第１照射による放射線画像の取得回数を指定するという簡単な操作にて、所望回数に応じて第１計画部１３４に第１照射のタイミングを設定させることができる。

また、第１計画部１３４は、第１照射による放射線画像の取得周期を指定するユーザ操作に基づいて第１照射のタイミングを設定する。
これにより、ユーザは、第１照射による放射線画像の取得周期を指定するという簡単な操作にて、所望周期に応じて第１計画部１３４に第１照射のタイミングを設定させることができる。

また、第１計画部１３４は、撮像に必要な所定の照射量を第１照射における照射量に設定する。具体的には、上述したように、第１計画部１３４は、センサアレイ３４１の性能に応じて、放射線画像として体内画像を取得するのに適した放射線強度を第１照射における放射線強度に設定する。
これにより、放射線画像取得部２２２は、第１照射において、鮮明な体内画像を放射線が像として取得し得る。

また、第１計画部１３４は、治療条件における患部への必要線量に基づいて第１照射における照射量を設定する。
これにより第２計画部１３５が、治療条件を満たす治療計画を容易に生成できることを期待し得る。例えば、第１計画部１３４は、必要線量に基づいて設定される投与線量の２０パーセントを第１照射全体における照射量とすることで、第２計画部１３５は、投与線量の８０パーセントを第２照射における照射量として治療計画を生成することができる。従って、第２計画部１３５が治療計画を生成する際の自由度を確保し得る。

また、第１計画部１３４は、患部の領域に所定のマージンを加えて第１照射野を設定する。
これにより、ユーザが第１照射野を指定する負担を低減させることができる。すなわち、ユーザは患部の領域を指定すればよく、第１照射野を別途指定する必要が無い。

また、表示部１１０が、患部の画像を表示画面に表示し、操作入力部１２０は、第１照射野を設定するユーザ操作を受け付け、第１計画部１３４は、操作入力部１２０が受け付けた第１照射野を設定するユーザ操作に基づいて第１照射野を設定する。
これにより、ユーザは、患部の画像を参照しながら適切な第１照射野を指定し得る。

なお、治療計画装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１ 計画治療システム
１０ 治療計画装置
１１０ 表示部
１２０ 操作入力部
１３０ 処理部
１３１ 表示制御部
１３２ 入力処理部
１３３ 条件取得部
１３４ 第１計画部
１３５ 第２計画部
１４０ 治療計画出力部
２ 放射線治療システム
２０ 制御装置
２１０ 治療計画取得部
２２０ 処理部
２２１ 放射線治療装置制御部
２２２ 放射線画像取得部
２３０ 対放射線治療装置入出力部
３０ 放射線治療装置

Claims (11)

1. 患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、
   前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画部と、
   前記第１計画部が計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画部と、
   を具備することを特徴とする治療計画装置。
2. 前記第１計画部は、照射開始時、照射終了時、または、照射開始と終了との中間時のうち少なくとも１つを指定するユーザ操作に従って前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項１に記載の治療計画装置。
3. 前記第１計画部は、前記第１照射による放射線画像の取得回数を指定するユーザ操作に基づいて前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の治療計画装置。
4. 前記第１計画部は、前記第１照射による放射線画像の取得周期を指定するユーザ操作に基づいて前記第１照射のタイミングを設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の治療計画装置。
5. 前記第１計画部は、撮像に必要な所定の照射量を前記第１照射における照射量に設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の治療計画装置。
6. 前記第１計画部は、前記治療条件における前記患部への必要線量に基づいて前記第１照射における照射量を設定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の治療計画装置。
7. 前記第１計画部は、前記患部の領域に所定のマージンを加えて前記第１照射野を設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の治療計画装置。
8. 前記患部の画像を表示画面に表示する表示部と、
   前記第１照射野を設定するユーザ操作を受け付ける操作入力部と、
   を具備し、
   前記第１計画部は、前記操作入力部が受け付けた前記第１照射野を設定するユーザ操作に基づいて前記第１照射野を設定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の治療計画装置。
9. 治療計画装置と、放射線治療システムとを具備し、
   前記治療計画装置は、
   患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得部と、
   前記患部全体を含む第１照射野と、前記第１照射野へ放射線を照射する第１照射のタイミングと、前記第１照射における照射量とを設定する第１計画部と、
   前記第１計画部が設定した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画部と、
   前記第２計画部が生成した前記治療計画を前記放射線治療システムへ出力する治療計画出力部と、
   を具備し、
   前記放射線治療システムは、
   前記治療計画出力部が出力した前記治療計画を取得する治療計画取得部と、
   前記治療計画取得部が取得した前記治療計画に従って放射線を照射する照射部と、
   前記第１照射にて前記照射部が照射した放射線による放射線画像を取得する放射線画像取得部と、
   を具備することを特徴とする計画治療システム。
10. 治療計画装置の治療計画生成方法であって、
    患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、
    前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画ステップと、
    前記第１計画ステップにて計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画ステップと、
    を具備することを特徴とする治療計画生成方法。
11. 治療計画装置としてのコンピュータに、
    患部の位置と、前記患部への必要線量と、前記患部以外の部位への限界線量とを含む治療条件を取得する条件取得ステップと、
    前記患部全体を含む第１照射野へ放射線を照射する第１照射を計画する第１計画ステップと、
    前記第１計画ステップにて計画した前記第１照射と、前記患部の一部のみを含む照射野への放射線照射との組み合わせにて、前記治療条件を満たす治療計画を生成する第２計画ステップと、
    を実行させるためのプログラム。
    

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