JP2017205482A - Support device and support method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a support device for supporting positioning of an ultrasonic probe in radiation therapy, and to provide a supporting method.SOLUTION: A support device includes: a calculation part; and a notification control part. The calculation part calculates a recommendation degree of positioning of an ultrasonic probe for scanning a target part when it is irradiated, for each position of a treatment subject based on an irradiation plan for the target part of the treatment subject. The notification control part notifies an operator of the recommendation degree associating it with a position of the treatment subject.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明の実施の形態は、支援装置及び支援方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a support device and a support method.

従来、被治療体内の対象部位(例えば、腫瘍等)に対してX線などの放射線を照射することにより対象部位の治療を行う放射線治療システムにおいて、超音波画像によるガイド機能が知られている。例えば、放射線治療システムは、被治療体の超音波画像をリアルタイムで収集し、被治療体内における対象部位の位置及び動きを確認しながら、対象部位が照射位置に来た時に放射線を照射する。   2. Description of the Related Art Conventionally, a guide function based on an ultrasonic image is known in a radiation treatment system that treats a target site by irradiating a target site (for example, a tumor or the like) within the body to be treated with radiation such as X-rays. For example, the radiotherapy system collects ultrasonic images of the treatment target in real time, and irradiates the target site with radiation when the target site reaches the irradiation position while confirming the position and movement of the target site within the treatment target.

ここで、対象部位の超音波画像を収集するため被治療体上に配置される超音波プローブの位置は、医師等の操作者の経験に基づいて決定される。例えば、操作者は、放射線が超音波プローブに当たることで放射線治療の効率が低下したり超音波プローブが劣化したりすること、及び、得られる超音波画像の画質などを考慮しつつ、これまでの経験に基づいて、超音波プローブの被治療体上での位置を決定する。   Here, the position of the ultrasonic probe arranged on the treatment target in order to collect the ultrasonic image of the target site is determined based on the experience of an operator such as a doctor. For example, the operator may consider the fact that radiation treatment efficiency decreases or the ultrasound probe deteriorates due to the radiation hitting the ultrasound probe, and the image quality of the obtained ultrasound image is considered. Based on experience, the position of the ultrasound probe on the treatment object is determined.

特表2015−533329号公報Special table 2015-533329 gazette 特表2014−501143号公報Special table 2014-501143 gazette 特開2014−061061号公報JP 2014-061061 A 特表2015−504690号公報JP-T-2015-504690

本発明が解決しようとする課題は、放射線治療における超音波プローブの配置を支援する支援装置及び支援方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a support device and a support method for supporting the placement of an ultrasound probe in radiation therapy.

実施の形態の支援装置は、算出部と、通知制御部とを備える。算出部は、被治療体の対象部位に対する放射線の照射計画に基づいて、前記放射線の照射時に前記対象部位を走査する超音波プローブの配置の推奨度を、前記被治療体における位置ごとに算出する。通知制御部は、前記推奨度を前記被治療体における位置に対応付けて操作者に通知する。   The support device according to the embodiment includes a calculation unit and a notification control unit. The calculation unit calculates a recommended degree of placement of an ultrasound probe that scans the target part at the time of irradiation with the radiation on the target part of the treatment target for each position on the treatment target. . The notification control unit notifies the operator of the recommendation degree in association with the position on the treatment target.

図1は、第1の実施形態に係る放射線治療システムの構成の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a radiation therapy system according to the first embodiment. 図2は、第1の実施形態に係る放射線治療計画用CT装置の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a CT apparatus for radiotherapy planning according to the first embodiment. 図3は、第1の実施形態に係る放射線治療装置の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a radiation therapy apparatus according to the first embodiment. 図4は、第1の実施形態に係る放射線治療計画用CT装置の構成の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the configuration of the CT apparatus for radiotherapy planning according to the first embodiment. 図5は、第1の実施形態に係る放射線治療装置の構成の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the radiotherapy apparatus according to the first embodiment. 図6は、第1の実施形態に係る超音波診断装置の構成の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus according to the first embodiment. 図7は、第1の実施形態に係る治療計画装置の構成の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the treatment planning apparatus according to the first embodiment. 図8は、第1の実施形態に係る放射線治療システムによる処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure by the radiation therapy system according to the first embodiment. 図9は、第1の実施形態に係る治療計画装置による処理の手順の一例を示すフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by the treatment planning apparatus according to the first embodiment. 図10は、第1の実施形態に係る推奨度の通知を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining notification of a recommendation level according to the first embodiment. 図11Aは、第1の実施形態に係る超音波プローブの位置の指定操作を説明するための図である。FIG. 11A is a diagram for explaining the designation operation of the position of the ultrasonic probe according to the first embodiment. 図11Bは、第1の実施形態に係る超音波プローブの位置の指定操作を説明するための図である。FIG. 11B is a diagram for explaining the designation operation of the position of the ultrasonic probe according to the first embodiment.

以下、添付図面を参照して、本願に係る支援装置の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態では、支援装置としての治療計画装置を含む放射線治療システムを一例に挙げて説明するが、実施形態は以下の内容に限定されるものではない。即ち、本願に係る支援装置は、以下で説明する放射線治療システムに含まれるいずれの装置によって実現される場合であってもよい。また、本願に係る支援装置は、以下で説明する放射線治療システムに含まれる装置とは別個の装置として実現される場合であってもよい。   Hereinafter, an embodiment of a support device according to the present application will be described with reference to the accompanying drawings. In the following embodiment, a radiotherapy system including a treatment planning apparatus as a support apparatus will be described as an example, but the embodiment is not limited to the following contents. That is, the support apparatus according to the present application may be realized by any apparatus included in the radiation therapy system described below. Moreover, the case where the assistance apparatus which concerns on this application is implement | achieved as an apparatus different from the apparatus contained in the radiotherapy system demonstrated below may be sufficient.

(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係る放射線治療システム1の構成の一例について説明する。図1は、第1の実施形態に係る放射線治療システム1の構成の一例を示す図である。例えば、放射線治療システム1は、図1に示すように、医用画像診断装置10と、放射線治療装置20と、超音波診断装置30と、治療計画装置40と、治療情報システム50と、PACS(Picture Archiving and Communication Systems)サーバ60とを有し、各装置が相互に接続される。ここで、第1の実施形態に係る放射線治療システム1においては、治療計画装置40が、医用画像診断装置10から医用画像データを取得し、放射線治療の対象となる対象部位(以下、治療対象部位と記す)に対する放射線治療の治療計画を立てて、放射線治療装置20に治療計画を送信する。また、治療計画装置40は、治療計画に基づいて、治療対象部位を走査する超音波プローブを被治療体に配置することを支援する。さらに、治療計画装置40は、放射線治療が実行される手技室などに配置されたディスプレイに種々の情報を表示させる表示制御を実行したり、放射線治療システム1における放射線治療全体の管理を実行したりする。治療情報システム50は、患者データ、治療履歴などを管理する。また、PACSサーバ60は、医用画像診断装置10によって収集された医用画像データを記憶したり、医用画像データに対して各種画像処理を行ったりする。なお、図1に示す構成はあくまでも一例であり、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、表示制御を実行する装置や、放射線治療管理を実行する装置などがそれぞれ別に配置される場合であってもよい。
(First embodiment)
First, an example of the configuration of the radiation therapy system 1 according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of a radiation therapy system 1 according to the first embodiment. For example, as shown in FIG. 1, the radiotherapy system 1 includes a medical image diagnostic apparatus 10, a radiotherapy apparatus 20, an ultrasonic diagnostic apparatus 30, a treatment planning apparatus 40, a treatment information system 50, a PACS (Picture Archiving and Communication Systems) server 60, and each device is connected to each other. Here, in the radiotherapy system 1 according to the first embodiment, the treatment planning apparatus 40 acquires medical image data from the medical image diagnostic apparatus 10 and performs a target site (hereinafter, a target site to be treated). The radiotherapy treatment plan for the radiotherapy apparatus 20 is transmitted to the radiotherapy apparatus 20. In addition, the treatment planning device 40 supports the placement of an ultrasonic probe that scans the treatment target site on the treatment object based on the treatment plan. Furthermore, the treatment planning device 40 executes display control for displaying various information on a display arranged in a procedure room where radiation treatment is performed, or performs management of the entire radiation treatment in the radiation treatment system 1. To do. The treatment information system 50 manages patient data, treatment history, and the like. Further, the PACS server 60 stores medical image data collected by the medical image diagnostic apparatus 10 and performs various image processing on the medical image data. Note that the configuration shown in FIG. 1 is merely an example, and the embodiment is not limited to this. For example, a device that performs display control, a device that performs radiation therapy management, and the like are arranged separately. It may be.

医用画像診断装置10は、治療計画を立てる際に用いられる医用画像データを収集するための装置であり、例えば、X線CT(Computed Tomography)装置、磁気共鳴イメージング(Magnetic Resonance Imaging:MRI)装置、X線アンギオ装置、PET(Positron Emission Tomography)装置、SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)装置等である。以下では、医用画像診断装置10の一例として、図2に示す放射線治療計画用CT装置100について説明する。図2は、第1の実施形態に係る放射線治療計画用CT装置100の一例を示す図である。放射線治療計画用CT装置100は、図2に示すように、架台110と、天板122を有する寝台装置とを有し、天板122に横臥した被治療体の治療対象部位を含むCT投影データを収集して、再構成したCT画像データを治療計画装置40に送信する。   The medical image diagnostic apparatus 10 is an apparatus for collecting medical image data used when making a treatment plan. For example, an X-ray CT (Computed Tomography) apparatus, a magnetic resonance imaging (MRI) apparatus, An X-ray angio device, a PET (Positron Emission Tomography) device, a SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) device, and the like. In the following, a radiation treatment planning CT apparatus 100 shown in FIG. 2 will be described as an example of the medical image diagnostic apparatus 10. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the CT apparatus 100 for radiotherapy planning according to the first embodiment. As shown in FIG. 2, the CT apparatus 100 for radiation therapy planning includes a gantry 110 and a couch device having a couchtop 122, and includes CT projection data including a treatment target portion of a treatment object lying on the couchtop 122. And the reconstructed CT image data is transmitted to the treatment planning apparatus 40.

放射線治療装置20は、治療計画装置40による治療計画に基づいて、被治療体に対する放射線治療を実行する装置である。ここで、放射線治療装置20について、図3を用いて説明する。図3は、第1の実施形態に係る放射線治療装置20の一例を示す図である。放射線治療装置20は、図3に示すように、回転架台270と、天板250を有する寝台装置と、治療用の放射線を照射する放射線発生器232と、放射線絞り器233とを有し、治療計画装置40から転送された治療計画に沿って、治療対象部位に対して放射線を照射する。   The radiotherapy apparatus 20 is an apparatus that executes radiotherapy for a treatment target based on a treatment plan by the treatment planning apparatus 40. Here, the radiotherapy apparatus 20 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the radiation therapy apparatus 20 according to the first embodiment. As shown in FIG. 3, the radiation therapy apparatus 20 includes a rotating table 270, a bed apparatus having a top plate 250, a radiation generator 232 for irradiating therapeutic radiation, and a radiation restrictor 233, In accordance with the treatment plan transferred from the planning device 40, the treatment target region is irradiated with radiation.

また、放射線治療装置20は、治療対象部位が呼吸等により動く部位である場合(例えば、肝臓など)には、治療対象部位が放射線の照射位置に来た時に放射線を照射することができる。例えば、放射線治療装置20は、放射線治療の間に超音波診断装置30により収集される超音波画像を用いて、治療対象部位の位置及び動きを確認しながら、照射位置に治療対象部位がある間に放射線を照射する。   Further, when the treatment target part is a part that moves due to breathing or the like (for example, the liver or the like), the radiation therapy apparatus 20 can emit radiation when the treatment target part comes to the radiation irradiation position. For example, the radiotherapy apparatus 20 uses the ultrasonic image collected by the ultrasonic diagnostic apparatus 30 during the radiotherapy while confirming the position and movement of the treatment target part while the treatment target part is at the irradiation position. Irradiate with radiation.

ここで、放射線治療装置20は、治療の準備段階として被治療体の位置を補正するための医用画像を収集する医用画像収集装置を備えることもできる。例えば、放射線治療装置20は、図3に示すように、撮像用の放射線を照射する放射線発生器271と、撮像用の放射線を検出する検出器272を含むXVI(Cone-BeamCT用kVイメージング装置)をさらに備え、位置合わせ用のコーンビームCT画像を生成することもできる。   Here, the radiotherapy apparatus 20 can also include a medical image collection apparatus that collects medical images for correcting the position of the treatment target as a preparation stage for treatment. For example, as shown in FIG. 3, the radiotherapy apparatus 20 includes an XVI (kone imaging apparatus for Cone-Beam CT) including a radiation generator 271 that emits imaging radiation and a detector 272 that detects imaging radiation. And a cone beam CT image for alignment can be generated.

例えば、放射線治療装置20においては、放射線治療の前に、回転架台270を一回転させて、その間に放射線発生器271により放射線を被治療体に照射し続け、被治療体を透過した放射線が検出器272によって受容される。これにより、様々な方向からの被治療体の撮影画像(2次元画像)が生成される。そして、生成された複数の撮影画像に基づいてコーンビームCT画像が再構成され、ディスプレイ220に表示される。このコーンビームCT画像と治療計画用のCT画像データとで位置合わせを行い、治療計画用のCT画像データをコーンビームCT画像と一致するように変換するのと同様に治療計画を変更することで、治療対象部位の位置をターゲットにした治療が正確に行えるようになる。   For example, in the radiotherapy apparatus 20, before the radiotherapy, the rotating base 270 is rotated once, while the radiation generator 271 continues to irradiate the object to be treated, and the radiation transmitted through the object to be detected is detected. Received by vessel 272. Thereby, the picked-up image (two-dimensional image) of the to-be-treated body from various directions is produced | generated. Then, a cone beam CT image is reconstructed based on the generated plurality of captured images and displayed on the display 220. By aligning the cone beam CT image and the CT image data for the treatment plan, and changing the treatment plan in the same manner as converting the CT image data for the treatment plan so as to coincide with the cone beam CT image, Thus, treatment targeting the position of the treatment target portion can be performed accurately.

超音波診断装置30は、治療対象部位を含む超音波画像を収集する。例えば、超音波診断装置30は、放射線治療装置20が有する放射線発生器232によって治療用の放射線が照射されている間に、治療対象部位を含む超音波画像データをリアルタイムで収集し、放射線治療装置20に送信したり、超音波画像データから生成した超音波画像を操作者に提示したりする。   The ultrasonic diagnostic apparatus 30 collects an ultrasonic image including a treatment target site. For example, the ultrasonic diagnostic apparatus 30 collects ultrasonic image data including a treatment target part in real time while the radiation for treatment is being irradiated by the radiation generator 232 included in the radiotherapy apparatus 20, and the radiotherapy apparatus Or an ultrasonic image generated from the ultrasonic image data is presented to the operator.

ここで、放射線治療システム1においては、放射線治療計画用CT装置100における座標系と、放射線治療装置20における座標系と、超音波診断装置30における座標系とが予め位置合わせされる。例えば、放射線治療システム1においては、放射線治療計画用CT装置100が設置された部屋と、放射線治療装置20が設置された部屋とに赤外線追跡装置がそれぞれ設置され、各部屋に設置されたレーザー照準器を用いて座標系のおおよその位置合わせが行われる。   Here, in the radiotherapy system 1, the coordinate system in the radiotherapy planning CT apparatus 100, the coordinate system in the radiotherapy apparatus 20, and the coordinate system in the ultrasonic diagnostic apparatus 30 are aligned in advance. For example, in the radiation therapy system 1, infrared tracking devices are respectively installed in a room in which the CT apparatus 100 for radiation therapy planning is installed and a room in which the radiation therapy apparatus 20 is installed, and a laser aiming device installed in each room. A coordinate system is used to roughly align the coordinate system.

さらに、放射線治療システム1では、治療計画用のCT画像とコーンビームCT画像と超音波画像との位置合わせを行うことで、放射線治療計画用CT装置100における座標系と、放射線治療装置20における座標系と、超音波診断装置30における座標系とが関連付けされる。例えば、放射線治療システム1では、治療計画用のCT画像とコーンビームCT画像に描出された解剖学的な特徴点と同一の特徴点が指定されることで、放射線治療計画用CT装置100における座標系と放射線治療装置20における座標系とが関連付けられる。さらに、放射線治療システム1では、位置情報及び角度情報を取得するセンサが備えられた超音波プローブによって被治療体Pの超音波画像が収集され、コーンビームCT画像に描出された解剖学的な特徴点と同一の特徴点が超音波画像データ上で指定されることで、その時のセンサの位置及び角度によって決まる超音波画像の座標系と放射線治療装置20の座標系とが関連付けられる。これにより、放射線治療計画用CT装置100における座標系と放射線治療装置20における座標系を関連付けることで正確な治療位置が放射線治療装置20で同定される。さらに、放射線治療装置20における座標系と超音波診断装置30における座標系を関連付けることで、放射線治療装置20で決定した治療位置に目的の腫瘍があるかどうかを判断できるようになる。   Further, in the radiotherapy system 1, the coordinate system of the radiotherapy treatment CT apparatus 100 and the coordinate system of the radiotherapy apparatus 20 are aligned by aligning the CT image for treatment planning, the cone beam CT image, and the ultrasound image. The system and the coordinate system in the ultrasonic diagnostic apparatus 30 are associated with each other. For example, in the radiotherapy system 1, coordinates in the CT apparatus 100 for radiotherapy planning are specified by designating the same feature points as the anatomical feature points drawn in the CT image for treatment planning and the cone beam CT image. The system and the coordinate system in the radiation therapy apparatus 20 are associated with each other. Furthermore, in the radiotherapy system 1, an anatomical feature in which an ultrasonic image of the treatment target P is collected by an ultrasonic probe provided with a sensor that acquires position information and angle information, and depicted in a cone beam CT image. By designating the same feature point as the point on the ultrasound image data, the coordinate system of the ultrasound image determined by the position and angle of the sensor at that time and the coordinate system of the radiation therapy apparatus 20 are associated with each other. As a result, the radiotherapy apparatus 20 identifies the exact treatment position by associating the coordinate system of the radiotherapy planning CT apparatus 100 with the coordinate system of the radiotherapy apparatus 20. Furthermore, by associating the coordinate system in the radiotherapy apparatus 20 with the coordinate system in the ultrasonic diagnostic apparatus 30, it is possible to determine whether or not there is a target tumor at the treatment position determined by the radiotherapy apparatus 20.

治療計画装置40は、放射線治療計画用CT装置100により収集された被治療体のCT画像データを用いて、放射線治療装置20による放射線治療の治療計画を立てる。例えば、治療計画装置40は、放射線治療計画用CT装置100が収集したCT画像データを用いて、被治療体内の治療対象部位の位置を特定する。また、例えば、治療計画装置40は、CT画像データを用いて位置を特定した腫瘍等に対して放射線治療装置20が照射する放射線の線量や照射角度、照射する回数などの計画を立てる。   The treatment planning device 40 uses the CT image data of the treatment target collected by the radiation treatment planning CT device 100 to make a radiation treatment treatment plan by the radiation treatment device 20. For example, the treatment planning apparatus 40 specifies the position of the treatment target site in the body to be treated using the CT image data collected by the radiation treatment planning CT apparatus 100. In addition, for example, the treatment planning apparatus 40 makes a plan such as the dose, irradiation angle, and number of irradiations of the radiation irradiated by the radiation therapy apparatus 20 on a tumor or the like whose position is specified using CT image data.

次に、治療計画装置40は、立てた治療計画(放射線の照射条件や被治療体への照射線量マップ等)を操作者に提示する。操作者は、治療計画に従って放射線治療を実行した場合に、被治療体の被曝量が許容範囲内であるか否か、あるいは、放射線治療の効果を十分に得られるか否かといった観点から、治療計画の内容が適切であるかを判断する。ここで、治療計画が適切でないと操作者が判断した場合、治療計画装置40は再度治療計画を立てる。一方で、治療計画が適切であると操作者が判断した場合、治療計画装置40は、治療計画を放射線治療装置20に対して送信する。   Next, the treatment planning device 40 presents the established treatment plan (radiation conditions, radiation dose map to the treatment object, etc.) to the operator. When the operator performs radiation therapy according to the treatment plan, the treatment is performed from the viewpoint of whether the exposure dose of the treatment target is within an allowable range or whether the effect of the radiation therapy can be sufficiently obtained. Determine whether the plan is appropriate. Here, when the operator determines that the treatment plan is not appropriate, the treatment planning apparatus 40 makes a treatment plan again. On the other hand, when the operator determines that the treatment plan is appropriate, the treatment plan device 40 transmits the treatment plan to the radiation treatment device 20.

また、治療計画装置40は、放射線治療装置20による放射線治療を、超音波診断装置30による超音波ガイド下で行うか否かを判断する。例えば、治療計画装置40は、ディスプレイを通じて操作者に提示するGUIのダイアログボックスにおいて、「Yes」及び「No」を示すボタンを表示し、ボタンの押下に応じて超音波ガイドの有無を判断する。また、例えば、治療計画装置40は、ディスプレイを通じて操作者に提示するGUIのチェックボックスへのチェックの有無に応じて、超音波ガイドの有無を判断することもできる。   In addition, the treatment planning device 40 determines whether or not the radiotherapy by the radiotherapy device 20 is performed under the ultrasonic guide by the ultrasonic diagnostic device 30. For example, the treatment planning apparatus 40 displays buttons indicating “Yes” and “No” in a GUI dialog box presented to the operator through the display, and determines the presence or absence of the ultrasound guide in response to pressing of the button. In addition, for example, the treatment planning apparatus 40 can also determine the presence or absence of an ultrasonic guide according to whether or not a check box of a GUI presented to an operator through a display is checked.

そして、治療計画装置40は、放射線治療を超音波ガイド下で行うと判断した場合、治療計画に基づいて、放射線治療の際に治療対象部位を走査する超音波プローブの配置の推奨度を被治療体における位置ごとに算出し、算出した推奨度を被治療体における位置に対応付けて操作者に通知する。即ち、治療計画装置40は、超音波ガイドを実行するため、超音波プローブを被治療体に配置することを支援する。この点については後述する。   If the treatment planning apparatus 40 determines that radiotherapy is to be performed under an ultrasound guide, the treatment planning device 40 determines the recommended degree of placement of the ultrasound probe that scans the treatment target site during the radiotherapy based on the treatment plan. Calculation is performed for each position on the body, and the calculated recommendation degree is associated with the position on the body to be treated and notified to the operator. In other words, the treatment planning device 40 supports the placement of the ultrasonic probe on the treatment target in order to execute the ultrasonic guide. This point will be described later.

なお、放射線治療装置20は、放射線治療装置20が備えるXVIなどの医用画像収集装置によって収集された医用画像と、放射線治療計画用CT装置100によって収集されたCT画像データとで位置合わせを行って、治療対象部位が正確に狙えるよう治療計画を修正する。即ち、放射線治療装置20は、XVIなどの医用画像収集装置によって収集された医用画像と、放射線治療計画用CT装置100によって収集されたCT画像データとで位置合わせを行うことで、放射線治療を行う空間での治療対象部位の正確な位置を同定し、同定した位置に合わせて治療を行う。   The radiotherapy apparatus 20 performs alignment between the medical image collected by the medical image collection apparatus such as XVI provided in the radiotherapy apparatus 20 and the CT image data collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. Then, the treatment plan is corrected so that the target site can be accurately targeted. That is, the radiotherapy apparatus 20 performs radiotherapy by aligning medical images collected by a medical image collection apparatus such as XVI with CT image data collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. The exact position of the treatment target site in space is identified, and treatment is performed according to the identified position.

図1に示す放射線治療システム1の構成は、あくまでも一例であり、その他種々の装置を備えることができる。例えば、放射線治療システム1は、体動による被治療体の位置の動きを検出する位置確認装置を備える場合であってもよいし、RIS(Radiology Information System)やHIS(Hospital Information System)等の種々のシステムが更に導入される場合であってもよい。   The configuration of the radiation therapy system 1 shown in FIG. 1 is merely an example, and various other devices can be provided. For example, the radiotherapy system 1 may be provided with a position confirmation device that detects the movement of the position of the treatment target due to body movement, or may be various types such as RIS (Radiology Information System) and HIS (Hospital Information System). The system may be further introduced.

次に、放射線治療システム1における各装置について説明する。図4は、第1の実施形態に係る放射線治療計画用CT装置100の構成の一例を示す図である。図4に示すように、放射線治療計画用CT装置100は、架台110と、寝台装置120と、コンソール130とを備える。   Next, each device in the radiation therapy system 1 will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a configuration of the CT apparatus 100 for radiotherapy planning according to the first embodiment. As shown in FIG. 4, the radiation therapy planning CT apparatus 100 includes a gantry 110, a couch device 120, and a console 130.

架台110は、被治療体P(患者)にX線を照射し、被治療体Pを透過したX線を検出して、コンソール130に出力する装置であり、X線照射制御回路111と、X線発生装置112と、検出器113と、データ収集回路(DAS:Data Acquisition System)114と、回転フレーム115と、架台駆動回路116とを有する。   The gantry 110 is a device that irradiates the treatment target P (patient) with X-rays, detects the X-rays that have passed through the treatment target P, and outputs the detected X-rays to the console 130. A line generator 112, a detector 113, a data acquisition circuit (DAS: Data Acquisition System) 114, a rotating frame 115, and a gantry drive circuit 116 are included.

回転フレーム115は、X線発生装置112と検出器113とを被治療体Pを挟んで対向するように支持し、架台駆動回路116によって被治療体Pを中心した円軌道にて高速に回転する円環状のフレームである。X線照射制御回路111は、図示しない高電圧発生器を制御して、X線管112aに高電圧を供給する。ここで、X線照射制御回路111は、スキャン制御回路133による制御の下、X線管112aに供給する管電圧や管電流を調整することで、被治療体Pに対して照射されるX線量を調整する。また、X線照射制御回路111は、ウェッジ112bの切り替えを行う。また、X線照射制御回路111は、コリメータ112cの開口度を調整することにより、X線の照射範囲(ファン角やコーン角)を調整する。   The rotating frame 115 supports the X-ray generator 112 and the detector 113 so as to face each other with the treatment target P interposed therebetween, and is rotated at a high speed in a circular orbit around the treatment target P by the gantry driving circuit 116. An annular frame. The X-ray irradiation control circuit 111 controls a high voltage generator (not shown) to supply a high voltage to the X-ray tube 112a. Here, the X-ray irradiation control circuit 111 adjusts the tube voltage and tube current supplied to the X-ray tube 112a under the control of the scan control circuit 133, so that the X-ray dose irradiated to the treatment object P Adjust. The X-ray irradiation control circuit 111 switches the wedge 112b. The X-ray irradiation control circuit 111 adjusts the X-ray irradiation range (fan angle and cone angle) by adjusting the aperture of the collimator 112c.

X線発生装置112は、X線を発生し、発生したX線を被治療体Pへ照射する装置であり、X線管112aと、ウェッジ112bと、コリメータ112cとを有する。X線管112aは、X線照射制御回路111による制御のもと図示しない高電圧発生器から供給される高電圧を用いてX線を発生する真空管であり、回転フレーム115の回転にともなって、X線ビームを被治療体Pに対して照射する。ウェッジ112bは、X線照射制御回路111の制御により、X線管112aから曝射されたX線のX線量を調節するためのX線フィルタである。具体的には、ウェッジ112bは、X線管112aから被治療体Pへ照射されるX線が、予め定められた分布になるように、X線管112aから曝射されたX線を透過して減衰するフィルタである。なお、ウェッジ112bは、ウェッジフィルタ(wedge filter)や、ボウタイフィルタ(bow-tie filter)とも呼ばれる。   The X-ray generator 112 is an apparatus that generates X-rays and irradiates the treatment target P with the generated X-rays, and includes an X-ray tube 112a, a wedge 112b, and a collimator 112c. The X-ray tube 112a is a vacuum tube that generates X-rays using a high voltage supplied from a high voltage generator (not shown) under the control of the X-ray irradiation control circuit 111. As the rotating frame 115 rotates, An X-ray beam is applied to the treatment target P. The wedge 112b is an X-ray filter for adjusting the X-ray dose of X-rays emitted from the X-ray tube 112a under the control of the X-ray irradiation control circuit 111. Specifically, the wedge 112b transmits the X-rays exposed from the X-ray tube 112a so that the X-rays irradiated from the X-ray tube 112a to the treatment target P have a predetermined distribution. It is a filter that attenuates. The wedge 112b is also called a wedge filter or a bow-tie filter.

コリメータ112cは、X線照射制御回路111の制御により、ウェッジ112bによってX線量が調節されたX線の照射範囲を絞り込むためのスリットである。架台駆動回路116は、回転フレーム115を回転駆動させることによって、被治療体Pを中心とした円軌道上でX線発生装置112と検出器113とを旋回させる。検出器113は、被治療体Pを透過したX線を検出する2次元アレイ型検出器(面検出器)であり、複数チャンネル分のX線検出素子を配してなる検出素子列が被治療体Pの体軸方向(図4に示すZ軸方向)に沿って複数列配列される。   The collimator 112c is a slit for narrowing the X-ray irradiation range in which the X-ray dose is adjusted by the wedge 112b under the control of the X-ray irradiation control circuit 111. The gantry driving circuit 116 rotates the rotary frame 115 to rotate the X-ray generator 112 and the detector 113 on a circular orbit around the treatment target P. The detector 113 is a two-dimensional array type detector (surface detector) that detects X-rays that have passed through the treatment target P, and a detection element array that includes X-ray detection elements for a plurality of channels is treated. A plurality of rows are arranged along the body axis direction of the body P (Z-axis direction shown in FIG. 4).

データ収集回路114は、DASであり、検出器113が検出したX線の検出データから、CT投影データを収集する。例えば、データ収集回路114は、検出器113により検出されたX線強度分布データに対して、増幅処理やA/D変換処理、チャンネル間の感度補正処理等を行なってCT投影データを生成し、生成したCT投影データをコンソール130に送信する。例えば、回転フレーム115の回転中に、X線管112aからX線が連続曝射されている場合、データ収集回路114は、全周囲分(360度分)のCT投影データ群を収集する。また、データ収集回路114は、収集した各CT投影データに管球位置を対応付けて、コンソール130に送信する。管球位置は、CT投影データの投影方向を示す情報となる。   The data collection circuit 114 is a DAS and collects CT projection data from the X-ray detection data detected by the detector 113. For example, the data acquisition circuit 114 generates CT projection data by performing amplification processing, A / D conversion processing, inter-channel sensitivity correction processing, and the like on the X-ray intensity distribution data detected by the detector 113, The generated CT projection data is transmitted to the console 130. For example, when X-rays are continuously emitted from the X-ray tube 112a during the rotation of the rotating frame 115, the data acquisition circuit 114 collects a CT projection data group for the entire circumference (for 360 degrees). Further, the data collection circuit 114 associates the tube position with each collected CT projection data, and transmits it to the console 130. The tube position is information indicating the projection direction of the CT projection data.

寝台装置120は、被治療体Pを載せる装置であり、寝台駆動装置121と、天板122とを有する。寝台駆動装置121は、天板122をZ軸方向へ移動して、被治療体Pを回転フレーム115内に移動させる。天板122は、被治療体Pが載置される板である。なお、通常CT用の天板は患者の体にフィットするよう中心が凹んだような形状をしているが、放射線治療計画用CT装置100の場合は、放射線治療装置20の天板250と同様の形状をしている。   The couch device 120 is a device on which the treatment target P is placed, and includes a couch driving device 121 and a top plate 122. The bed driving device 121 moves the top plate 122 in the Z-axis direction to move the treatment target P into the rotary frame 115. The top plate 122 is a plate on which the treatment target P is placed. In addition, although the top plate for CT usually has a shape that the center is recessed so as to fit the patient's body, in the case of the CT apparatus 100 for radiation therapy planning, it is the same as the top board 250 of the radiation therapy apparatus 20. It has the shape of

コンソール130は、操作者による放射線治療計画用CT装置100の操作を受け付けるとともに、架台110によって収集されたCT投影データを用いてCT画像データ(ボリュームデータ)を再構成する装置である。コンソール130は、図4に示すように、入力回路131と、ディスプレイ132と、スキャン制御回路133と、前処理回路134と、記憶回路135と、画像再構成回路136と、処理回路137とを有する。   The console 130 is an apparatus that accepts an operation of the radiation treatment planning CT apparatus 100 by an operator and reconstructs CT image data (volume data) using the CT projection data collected by the gantry 110. As shown in FIG. 4, the console 130 includes an input circuit 131, a display 132, a scan control circuit 133, a preprocessing circuit 134, a storage circuit 135, an image reconstruction circuit 136, and a processing circuit 137. .

入力回路131は、放射線治療計画用CT装置100の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、処理回路137に転送する。ディスプレイ132は、操作者によって参照されるモニタであり、処理回路137による制御のもと、CT画像データの一部を操作者に表示したり、入力回路131を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUI(Graphical User Interface)を表示したりする。   The input circuit 131 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, and the like that are used by the operator of the radiation therapy planning CT apparatus 100 to input various instructions and settings, and instructions and settings received from the operator. Is transferred to the processing circuit 137. The display 132 is a monitor referred to by the operator, and displays a part of the CT image data to the operator under the control of the processing circuit 137, and displays various instructions and various information from the operator via the input circuit 131. A GUI (Graphical User Interface) for accepting settings and the like is displayed.

スキャン制御回路133は、処理回路137による制御のもと、X線照射制御回路111、架台駆動回路116、データ収集回路114及び寝台駆動装置121の動作を制御することで、架台110におけるCT投影データの収集処理を制御する。具体的には、スキャン制御回路133は、放射線治療計画用のCT画像データを収集する撮影におけるCT投影データの収集処理を制御する。   The scan control circuit 133 controls the operations of the X-ray irradiation control circuit 111, the gantry driving circuit 116, the data acquisition circuit 114, and the bed driving device 121 under the control of the processing circuit 137, so that the CT projection data on the gantry 110 is controlled. Control the collection process. Specifically, the scan control circuit 133 controls the collection processing of CT projection data in imaging for collecting CT image data for radiation therapy planning.

前処理回路134は、データ収集回路114によって生成されたCT投影データに対して、対数変換処理と、オフセット補正、感度補正及びビームハードニング補正等の補正処理とを行なって、補正済みのCT投影データを生成して、記憶回路135に格納する。記憶回路135は、前処理回路134により生成されたCT投影データを記憶する。また、記憶回路135は、画像再構成回路136によって生成されたCT画像データを記憶する。   The pre-processing circuit 134 performs logarithmic conversion processing and correction processing such as offset correction, sensitivity correction, and beam hardening correction on the CT projection data generated by the data acquisition circuit 114, thereby correcting the corrected CT projection. Data is generated and stored in the storage circuit 135. The storage circuit 135 stores the CT projection data generated by the preprocessing circuit 134. Further, the storage circuit 135 stores the CT image data generated by the image reconstruction circuit 136.

画像再構成回路136は、記憶回路135が記憶するCT投影データを用いてCT画像データ(ボリュームデータ)を再構成する。ここで、再構成方法としては、種々の方法があり、例えば、逆投影処理が挙げられる。また、逆投影処理としては、例えば、FBP(Filtered Back Projection)法による逆投影処理が挙げられる。或いは、画像再構成回路136は、逐次近似法を用いて、CT画像データを再構成することもできる。そして、画像再構成回路136は、再構成したCT画像データを記憶回路135に格納し、また、治療計画装置40に送信する。   The image reconstruction circuit 136 reconstructs CT image data (volume data) using the CT projection data stored in the storage circuit 135. Here, as the reconstruction method, there are various methods, for example, back projection processing. Further, as the back projection process, for example, a back projection process by an FBP (Filtered Back Projection) method can be cited. Alternatively, the image reconstruction circuit 136 can reconstruct CT image data using a successive approximation method. Then, the image reconstruction circuit 136 stores the reconstructed CT image data in the storage circuit 135 and transmits it to the treatment planning apparatus 40.

処理回路137は、架台110、寝台装置120及びコンソール130の動作を制御することによって、放射線治療計画用CT装置100の全体制御を行う。具体的には、処理回路137は、スキャン制御回路133を制御することで、架台110で行なわれるCTスキャンを制御する。また、処理回路137は、記憶回路135が記憶するCT画像データから表示用のCT画像を生成し、ディスプレイ132に表示するように制御する。   The processing circuit 137 performs overall control of the radiation therapy planning CT apparatus 100 by controlling the operations of the gantry 110, the bed apparatus 120, and the console 130. Specifically, the processing circuit 137 controls the CT scan performed on the gantry 110 by controlling the scan control circuit 133. Further, the processing circuit 137 controls to generate a display CT image from the CT image data stored in the storage circuit 135 and display the CT image on the display 132.

なお、図4に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路135に記録されている。また、各回路は、各プログラムを記憶回路135から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。   Each processing function realized by each circuit shown in FIG. 4 is recorded in the storage circuit 135 in the form of a program executable by a computer. Each circuit is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading each program from the storage circuit 135 and executing the program.

図5は、第1の実施形態に係る放射線治療装置20の構成の一例を示す図である。図5に示すように、放射線治療装置20は、入力回路210と、ディスプレイ220と、放射線発生装置230と、移動機構240と、天板250と、システム制御回路260とを有する。また、放射線発生装置230は、放射線制御回路231と、放射線発生器232と、放射線絞り器233とを有する。放射線制御回路231は、システム制御回路260による制御のもと、治療計画に沿った放射線量の放射線を照射するように、放射線発生器232の高電圧発生器における印加電圧や印加時間等を制御する。放射線発生器232は、図示しない電子銃と加速管を備える。加速管は、電子銃から発生した熱電子を加速し、タングステンターゲットに衝突させて治療用の放射線を放射する。放射線絞り器233は、例えば、MLC(Multi-Leaf Collimator)であり、治療用の放射線の照射範囲を設定する複数の絞り羽根を有する。例えば、放射線絞り器233は、絞り移動機構241によってこれらの絞り羽根を移動させることで被治療体Pの治療対象部位に対応した形状を有する放射線照射領域を形成する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the radiation therapy apparatus 20 according to the first embodiment. As shown in FIG. 5, the radiotherapy apparatus 20 includes an input circuit 210, a display 220, a radiation generation apparatus 230, a moving mechanism 240, a top plate 250, and a system control circuit 260. In addition, the radiation generator 230 includes a radiation control circuit 231, a radiation generator 232, and a radiation restrictor 233. Under the control of the system control circuit 260, the radiation control circuit 231 controls the applied voltage, the application time, and the like in the high voltage generator of the radiation generator 232 so as to irradiate the radiation dose according to the treatment plan. . The radiation generator 232 includes an electron gun and an acceleration tube (not shown). The accelerator tube accelerates the thermal electrons generated from the electron gun and radiates therapeutic radiation by colliding with the tungsten target. The radiation diaphragm 233 is, for example, an MLC (Multi-Leaf Collimator) and has a plurality of diaphragm blades that set an irradiation range of therapeutic radiation. For example, the radiation diaphragm 233 forms a radiation irradiation region having a shape corresponding to the treatment target site of the treatment target P by moving these diaphragm blades by the diaphragm movement mechanism 241.

移動機構240は、絞り移動機構241と、機構制御回路242と、天板移動機構243とを有する。絞り移動機構241は、機構制御回路242による制御のもと放射線絞り器233の絞り羽根を移動させる。天板移動機構243は、機構制御回路242による制御のもと、天板250を移動させる。機構制御回路242は、システム制御回路260による制御のもと、絞り羽根移動制御信号を絞り移動機構241に送信することにより絞り羽根を移動させる。また、機構制御回路242は、天板移動制御信号を天板移動機構243へ送信することにより、天板250を移動させる。   The moving mechanism 240 includes a diaphragm moving mechanism 241, a mechanism control circuit 242, and a top plate moving mechanism 243. The aperture moving mechanism 241 moves the aperture blades of the radiation aperture 233 under the control of the mechanism control circuit 242. The top plate moving mechanism 243 moves the top plate 250 under the control of the mechanism control circuit 242. The mechanism control circuit 242 moves the diaphragm blades by transmitting a diaphragm blade movement control signal to the diaphragm movement mechanism 241 under the control of the system control circuit 260. The mechanism control circuit 242 moves the top plate 250 by transmitting a top plate movement control signal to the top plate moving mechanism 243.

入力回路210は、放射線治療装置20の操作者が各種指示や各種設定の入力に用いるマウスやキーボード、トラックボール、スイッチ、ボタン、ジョイスティック等を有し、操作者から受け付けた指示や設定の情報を、システム制御回路260に転送する。ディスプレイ220は、操作者によって参照されるモニタであり、システム制御回路260による制御のもと、コーンビームCT画像を操作者に表示したり、入力回路210を介して操作者から各種指示や各種設定等を受け付けるためのGUIを表示したりする。   The input circuit 210 includes a mouse, a keyboard, a trackball, a switch, a button, a joystick, and the like that are used by the operator of the radiation therapy apparatus 20 to input various instructions and settings, and receives instructions and setting information received from the operator. Then, the data is transferred to the system control circuit 260. The display 220 is a monitor that is referred to by the operator, and displays a cone beam CT image to the operator under the control of the system control circuit 260, and various instructions and various settings from the operator via the input circuit 210. Or the like for receiving a GUI or the like.

システム制御回路260は、回転架台270、放射線発生装置230、移動機構240の動作を制御することによって、放射線治療装置20の全体制御を行う。具体的には、システム制御回路260は、治療計画装置40から受信した治療計画に基づいて、放射線制御回路231を制御することで、被治療体Pへの放射線の照射を制御する。また、システム制御回路260は、治療計画に基づいて、機構制御回路242を制御することで、天板250の位置を制御する。また、システム制御回路260は、コーンビームCT画像やGUIを、ディスプレイ220に表示するように制御する。ここで、放射線治療装置20においては、図示しない記憶回路を有し、治療計画装置40から転送された治療計画を記憶回路に記憶する。そして、システム制御回路260は、記憶回路から治療計画を読み出して、上述した制御を実行する。   The system control circuit 260 performs overall control of the radiation therapy apparatus 20 by controlling the operations of the rotary base 270, the radiation generation apparatus 230, and the moving mechanism 240. Specifically, the system control circuit 260 controls the radiation control circuit 231 on the basis of the treatment plan received from the treatment planning device 40, thereby controlling the irradiation of radiation to the treatment target P. In addition, the system control circuit 260 controls the position of the top plate 250 by controlling the mechanism control circuit 242 based on the treatment plan. In addition, the system control circuit 260 controls the display 220 to display the cone beam CT image and the GUI. Here, the radiotherapy apparatus 20 has a storage circuit (not shown), and stores the treatment plan transferred from the treatment planning apparatus 40 in the storage circuit. Then, the system control circuit 260 reads the treatment plan from the storage circuit and executes the above-described control.

なお、図5に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で図示しない記憶回路に記録されている。また、各回路は、各プログラムを図示しない記憶回路から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。   Each processing function realized by each circuit shown in FIG. 5 is recorded in a storage circuit (not shown) in the form of a program executable by a computer. Each circuit is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading and executing each program from a storage circuit (not shown).

図6は、第1の実施形態に係る超音波診断装置30の構成の一例を示す図である。図6に示すように、第1の実施形態に係る超音波診断装置30は、超音波プローブ310と、入力回路320と、ディスプレイ330と、装置本体340と、センサ350と、トランスミッター360とを有する。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the ultrasonic diagnostic apparatus 30 according to the first embodiment. As shown in FIG. 6, the ultrasonic diagnostic apparatus 30 according to the first embodiment includes an ultrasonic probe 310, an input circuit 320, a display 330, an apparatus body 340, a sensor 350, and a transmitter 360. .

超音波プローブ310は、複数の圧電振動子を有し、これら複数の圧電振動子が、送受信回路341から供給される駆動信号に基づき超音波を発生する。また、超音波プローブ310は、被治療体Pからの反射波を受信して電気信号に変換する。また、超音波プローブ310は、圧電振動子に設けられる整合層と、圧電振動子から後方への超音波の伝播を防止するバッキング材等を有する。   The ultrasonic probe 310 includes a plurality of piezoelectric vibrators, and the plurality of piezoelectric vibrators generate ultrasonic waves based on a drive signal supplied from the transmission / reception circuit 341. The ultrasonic probe 310 receives a reflected wave from the treatment target P and converts it into an electrical signal. The ultrasonic probe 310 includes a matching layer provided in the piezoelectric vibrator, a backing material that prevents propagation of ultrasonic waves from the piezoelectric vibrator to the rear, and the like.

例えば、超音波プローブ310から被治療体Pに超音波が送信されると、送信された超音波は、被治療体Pの体内組織における音響インピーダンスの不連続面で次々と反射され、反射波信号として超音波プローブ310が有する複数の圧電振動子にて受信される。受信される反射波信号の振幅は、超音波が反射される不連続面における音響インピーダンスの差に依存する。なお、送信された超音波パルスが、移動している血流や心臓壁等の表面で反射された場合の反射波信号は、ドプラ効果により、移動体の超音波送信方向に対する速度成分に依存して、周波数偏移を受ける。   For example, when ultrasonic waves are transmitted from the ultrasonic probe 310 to the treatment target P, the transmitted ultrasonic waves are reflected one after another on the discontinuous surface of the acoustic impedance in the body tissue of the treatment target P, and the reflected wave signal Is received by a plurality of piezoelectric vibrators included in the ultrasonic probe 310. The amplitude of the received reflected wave signal depends on the difference in acoustic impedance at the discontinuous surface where the ultrasonic wave is reflected. Note that the reflected wave signal when the transmitted ultrasonic pulse is reflected by the moving blood flow or the surface of the heart wall depends on the velocity component of the moving object in the ultrasonic transmission direction due to the Doppler effect. And undergoes a frequency shift.

ここで、超音波プローブ310は、複数の圧電振動子がマトリックス状に配置されることで、被治療体Pを3次元で超音波走査することが可能な2Dプローブである。或いは、超音波プローブ310は、一列に配置された複数の圧電振動子により、被治療体Pを2次元で走査するとともに、複数の圧電振動子を所定の角度(揺動角度)で揺動させることで、被治療体Pを3次元で走査する3Dプローブである。   Here, the ultrasonic probe 310 is a 2D probe capable of ultrasonically scanning the treatment target P in three dimensions by arranging a plurality of piezoelectric vibrators in a matrix. Alternatively, the ultrasonic probe 310 scans the treatment target P two-dimensionally with a plurality of piezoelectric vibrators arranged in a row and swings the plurality of piezoelectric vibrators at a predetermined angle (swing angle). Thus, it is a 3D probe that scans the treatment target P in three dimensions.

また、超音波プローブ310は、有線の形態で実現されるものであってもよく、無線の形態で実現されるものであってもよい。有線の形態の場合、超音波プローブ310は、例えば、プローブ本体と、接続端子と、コネクタと、ケーブルとを有する、プローブ本体は、複数の圧電振動子を有し、上述した超音波の送受信を行う。接続端子は、プローブ本体への送信信号やプローブ本体からの受信信号が送受信されるための信号線を装置本体340に接続する端子である。コネクタは、ケーブルを収納するとともに、超音波プローブ310を装置本体340に固定して電気的な接続を確保する。ケーブルは、プローブ本体と装置本体340との間で信号を送受信するためのケーブルである。例えば、ケーブルは、複数の信号線を有し、各信号線が接続端子を介して装置本体340と接続される。   The ultrasonic probe 310 may be realized in a wired form or may be realized in a wireless form. In the case of a wired form, the ultrasonic probe 310 includes, for example, a probe main body, a connection terminal, a connector, and a cable. The probe main body includes a plurality of piezoelectric vibrators, and transmits and receives the ultrasonic waves described above. Do. The connection terminal is a terminal for connecting a signal line for transmitting and receiving a transmission signal to the probe body and a reception signal from the probe body to the apparatus body 340. The connector accommodates the cable and secures the ultrasonic probe 310 to the apparatus main body 340 to ensure electrical connection. The cable is a cable for transmitting and receiving signals between the probe main body and the apparatus main body 340. For example, the cable has a plurality of signal lines, and each signal line is connected to the apparatus main body 340 via a connection terminal.

無線の形態の場合、超音波プローブ310及び装置本体340が、それぞれ無線通信を実行する無線通信回路を有し、超音波プローブ310と装置本体340との接続にかかる制御信号や、超音波の送受信に係る制御信号などを無線信号によってやり取りする。この場合、超音波プローブ310は、複数の圧電振動子を有し、上述した超音波の送受信を行うプローブ本体を有する。即ち、無線の形態の場合、超音波プローブ310は、上述した接続端子、コネクタ及びケーブルを含まない。   In the case of a wireless form, the ultrasonic probe 310 and the apparatus main body 340 each have a wireless communication circuit that performs wireless communication, and control signals for connection between the ultrasonic probe 310 and the apparatus main body 340, and transmission / reception of ultrasonic waves The control signal etc. which relate to are exchanged by a radio signal. In this case, the ultrasonic probe 310 includes a plurality of piezoelectric vibrators and a probe main body that transmits and receives the above-described ultrasonic waves. That is, in the case of a wireless form, the ultrasonic probe 310 does not include the connection terminals, connectors, and cables described above.

ここで、図6に示すように、超音波プローブ310(プローブ本体)にはセンサ350が取り付けられ、装置本体340の近傍の任意の位置に、トランスミッター360が配置される。トランスミッター360は、自装置を中心として外側に向かって磁場を形成する装置である。センサ350は、トランスミッター360によって形成された3次元の磁場の強度と傾きとを検出する。そして、センサ350は、検出した磁場の情報に基づいて、トランスミッター360を原点とする空間における自装置の位置及び角度を算出し、算出した位置及び角度を装置本体340に送信する。   Here, as shown in FIG. 6, a sensor 350 is attached to the ultrasonic probe 310 (probe body), and a transmitter 360 is disposed at an arbitrary position near the apparatus body 340. The transmitter 360 is a device that forms a magnetic field outward from the device itself. The sensor 350 detects the strength and inclination of the three-dimensional magnetic field formed by the transmitter 360. Based on the detected magnetic field information, the sensor 350 calculates the position and angle of the device itself in the space with the transmitter 360 as the origin, and transmits the calculated position and angle to the device body 340.

このように、超音波プローブ310がセンサ350を有することにより、放射線治療システム1は、圧電振動子にて受信した反射波信号に基づく超音波画像データの3次元座標における超音波プローブ310の位置及び角度を一意に同定することができる。また、放射線治療計画用CT装置100、放射線治療装置20及び超音波診断装置30の座標系は予め位置合わせされることから、放射線治療システム1は、放射線治療計画用CT装置100によるCT画像データ上での超音波プローブ310の位置及び角度、あるいは、放射線治療装置20による放射線治療を受ける状態の被治療体Pに対する超音波プローブ310の位置及び角度を一意に同定することができる。   As described above, since the ultrasonic probe 310 includes the sensor 350, the radiotherapy system 1 can detect the position of the ultrasonic probe 310 in the three-dimensional coordinates of the ultrasonic image data based on the reflected wave signal received by the piezoelectric vibrator, and The angle can be uniquely identified. In addition, since the coordinate systems of the radiotherapy planning CT apparatus 100, the radiotherapy apparatus 20, and the ultrasonic diagnostic apparatus 30 are preliminarily aligned, the radiotherapy system 1 is arranged on the CT image data by the radiotherapy planning CT apparatus 100. It is possible to uniquely identify the position and angle of the ultrasonic probe 310 in FIG. 1 or the position and angle of the ultrasonic probe 310 with respect to the treatment target P in a state of receiving radiation treatment by the radiation therapy apparatus 20.

なお、超音波プローブ310は、図示しない固定部によって、被治療体Pに対して固定される。例えば、固定部は、被治療体Pを載置する天板上に安定して載置され、被治療体Pに対して超音波プローブ310を固定するホルダである。また、例えば、固定部は、1又は複数の関節を有するアームを含み、被治療体Pの任意の位置に対して、超音波プローブ310を任意の角度で傾けて固定するホルダである。   The ultrasonic probe 310 is fixed to the treatment target P by a fixing unit (not shown). For example, the fixing unit is a holder that is stably placed on a top plate on which the treatment target P is placed, and that fixes the ultrasonic probe 310 to the treatment target P. In addition, for example, the fixing unit is an holder that includes an arm having one or a plurality of joints, and tilts and fixes the ultrasonic probe 310 at an arbitrary angle with respect to an arbitrary position of the treatment target P.

入力回路320は、マウス、キーボード、ボタン、パネルスイッチ、タッチコマンドスクリーン、フットスイッチ、トラックボール、ジョイスティック等を有し、超音波診断装置30の操作者からの各種設定要求を受け付け、装置本体340に対して受け付けた各種設定要求を転送する。ディスプレイ330は、超音波診断装置30の操作者が入力回路320を用いて各種設定要求を入力するためのGUIを表示したり、装置本体340において生成された各種画像データ等を表示したりする。   The input circuit 320 includes a mouse, a keyboard, a button, a panel switch, a touch command screen, a foot switch, a trackball, a joystick, and the like, receives various setting requests from an operator of the ultrasonic diagnostic apparatus 30, and The various setting requests received are transferred. The display 330 displays a GUI for an operator of the ultrasound diagnostic apparatus 30 to input various setting requests using the input circuit 320, or displays various image data generated in the apparatus main body 340.

装置本体340は、図6に示すように、送受信回路341と、Bモード処理回路342と、ドプラ処理回路343と、画像メモリ344と、記憶回路345と、処理回路346とを有する。送受信回路341は、パルス発生器、送信遅延回路、パルサ等を有し、圧電振動子に駆動信号を供給する。パルス発生器は、所定のレート周波数で、送信超音波を形成するためのレートパルスを繰り返し発生する。また、送信遅延回路は、圧電振動子から発生される超音波をビーム状に集束し、かつ送信指向性を決定するために必要な圧電振動子ごとの遅延時間を、パルス発生器が発生する各レートパルスに対し与える。また、パルサは、レートパルスに基づくタイミングで、圧電振動子に駆動信号(駆動パルス)を印加する。即ち、送信遅延回路は、各レートパルスに対し与える遅延時間を変化させることで、圧電振動子面から送信される超音波の送信方向を任意に調整する。   As illustrated in FIG. 6, the apparatus main body 340 includes a transmission / reception circuit 341, a B-mode processing circuit 342, a Doppler processing circuit 343, an image memory 344, a storage circuit 345, and a processing circuit 346. The transmission / reception circuit 341 includes a pulse generator, a transmission delay circuit, a pulser, and the like, and supplies a drive signal to the piezoelectric vibrator. The pulse generator repeatedly generates rate pulses for forming transmission ultrasonic waves at a predetermined rate frequency. In addition, the transmission delay circuit focuses the ultrasonic wave generated from the piezoelectric vibrator into a beam shape, and each pulse generator generates a delay time for each piezoelectric vibrator necessary for determining the transmission directivity. Give to rate pulse. The pulser applies a drive signal (drive pulse) to the piezoelectric vibrator at a timing based on the rate pulse. That is, the transmission delay circuit arbitrarily adjusts the transmission direction of the ultrasonic wave transmitted from the piezoelectric vibrator surface by changing the delay time given to each rate pulse.

なお、送受信回路341は、処理回路346の指示に基づいて、所定のスキャンシーケンスを実行するために、送信周波数、送信駆動電圧等を瞬時に変更可能な機能を有している。特に、送信駆動電圧の変更は、瞬時にその値を切り替え可能なリニアアンプ型の発信回路、又は、複数の電源ユニットを電気的に切り替える機構によって実現される。   Note that the transmission / reception circuit 341 has a function capable of instantaneously changing a transmission frequency, a transmission drive voltage, and the like in order to execute a predetermined scan sequence based on an instruction from the processing circuit 346. In particular, the change of the transmission drive voltage is realized by a linear amplifier type transmission circuit capable of instantaneously switching the value or a mechanism for electrically switching a plurality of power supply units.

また、送受信回路341は、プリアンプ、A/D(Analog/Digital)変換器、受信遅延回路、加算器等を有し、圧電振動子が受信した反射波信号に対して各種処理を行って反射波データを生成する。プリアンプは、反射波信号をチャネル毎に増幅する。A/D変換器は、増幅された反射波信号をA/D変換する。受信遅延回路は、受信指向性を決定するために必要な遅延時間を与える。加算器は、受信遅延回路によって処理された反射波信号の加算処理を行なって反射波データを生成する。加算器の加算処理により、反射波信号の受信指向性に応じた方向からの反射成分が強調され、受信指向性と送信指向性とにより超音波送受信の総合的なビームが形成される。なお、送受信回路341からの出力信号の形態は、RF(Radio Frequency)信号と呼ばれる位相情報が含まれる信号である場合や、包絡線検波処理後の振幅情報である場合等、種々の形態が選択可能である。   The transmission / reception circuit 341 includes a preamplifier, an A / D (Analog / Digital) converter, a reception delay circuit, an adder, and the like, and performs various processing on the reflected wave signal received by the piezoelectric vibrator to generate a reflected wave. Generate data. The preamplifier amplifies the reflected wave signal for each channel. The A / D converter A / D converts the amplified reflected wave signal. The reception delay circuit provides a delay time necessary for determining the reception directivity. The adder performs an addition process of the reflected wave signal processed by the reception delay circuit to generate reflected wave data. By the addition processing of the adder, the reflection component from the direction corresponding to the reception directivity of the reflected wave signal is emphasized, and a comprehensive beam for ultrasonic transmission / reception is formed by the reception directivity and the transmission directivity. The form of the output signal from the transmission / reception circuit 341 can be selected from various forms such as a signal including phase information called an RF (Radio Frequency) signal or amplitude information after envelope detection processing. Is possible.

Bモード処理回路342は、送受信回路341から反射波データを受信し、対数増幅、包絡線検波処理等を行なって、信号強度が輝度の明るさで表現されるデータ(Bモードデータ)を生成する。ドプラ処理回路343は、送受信回路341から受信した反射波データから速度情報を周波数解析し、ドプラ効果による血流や組織、造影剤エコー成分を抽出し、速度、分散、パワー等の移動体情報を多点について抽出したデータ(ドプラデータ)を生成する。   The B-mode processing circuit 342 receives the reflected wave data from the transmission / reception circuit 341, performs logarithmic amplification, envelope detection processing, etc., and generates data (B-mode data) in which the signal intensity is expressed by brightness. . The Doppler processing circuit 343 performs frequency analysis on the velocity information from the reflected wave data received from the transmission / reception circuit 341, extracts blood flow, tissue, and contrast agent echo components due to the Doppler effect, and obtains moving body information such as velocity, dispersion, and power. Data extracted for multiple points (Doppler data) is generated.

なお、Bモード処理回路342及びドプラ処理回路343は、3次元の反射波データについて処理可能である。即ち、Bモード処理回路342は、3次元の反射波データから3次元のBモードデータを生成する。また、ドプラ処理回路343は、3次元の反射波データから3次元のドプラデータを生成する。3次元のBモードデータは、3次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点(サンプル点)それぞれに位置する反射源の反射強度に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。また、3次元のドプラデータは、3次元走査範囲の各走査線上で設定された複数の点(サンプル点)それぞれに、血流情報(速度、分散、パワー)の値に応じた輝度値が割り当てられたデータとなる。   Note that the B-mode processing circuit 342 and the Doppler processing circuit 343 can process three-dimensional reflected wave data. That is, the B mode processing circuit 342 generates three-dimensional B-mode data from the three-dimensional reflected wave data. The Doppler processing circuit 343 generates three-dimensional Doppler data from the three-dimensional reflected wave data. The three-dimensional B-mode data is data to which a luminance value corresponding to the reflection intensity of the reflection source located at each of a plurality of points (sample points) set on each scanning line in the three-dimensional scanning range is assigned. In the three-dimensional Doppler data, a luminance value corresponding to the value of blood flow information (speed, dispersion, power) is assigned to each of a plurality of points (sample points) set on each scanning line in the three-dimensional scanning range. Data.

画像メモリ344は、処理回路346が生成した画像データを記憶するメモリである。また、画像メモリ344は、Bモード処理回路342やドプラ処理回路343が生成したデータを記憶することも可能である。記憶回路345は、超音波送受信、画像処理及び表示処理を行なうための制御プログラム等の各種データを記憶する。また、記憶回路345は、必要に応じて、画像メモリ344が記憶する画像データの保管等にも使用される。   The image memory 344 is a memory that stores the image data generated by the processing circuit 346. The image memory 344 can also store data generated by the B-mode processing circuit 342 and the Doppler processing circuit 343. The storage circuit 345 stores various data such as a control program for performing ultrasonic transmission / reception, image processing, and display processing. The storage circuit 345 is also used for storing image data stored in the image memory 344 as necessary.

処理回路346は、超音波診断装置30の処理全体を制御する。例えば、処理回路346は、Bモード処理回路342及びドプラ処理回路343が生成したデータから超音波画像データを生成する。即ち、処理回路346は、Bモード処理回路342が生成したBモードデータから反射波の強度を輝度にて表したBモード画像データを生成する。Bモード画像データは、超音波走査された領域内の組織形状が描出されたデータとなる。また、処理回路346は、ドプラ処理回路343が生成したドプラデータから移動体情報を表すドプラ画像データを生成する。ドプラ画像データは、速度画像データ、分散画像データ、パワー画像データ、又は、これらを組み合わせた画像データである。即ち、ドプラ画像データは、超音波走査された領域内を流動する流体に関する流体情報を示すデータとなる。   The processing circuit 346 controls the entire processing of the ultrasonic diagnostic apparatus 30. For example, the processing circuit 346 generates ultrasonic image data from the data generated by the B mode processing circuit 342 and the Doppler processing circuit 343. That is, the processing circuit 346 generates B-mode image data in which the intensity of the reflected wave is expressed by luminance from the B-mode data generated by the B-mode processing circuit 342. The B-mode image data is data in which the tissue shape in the ultrasonically scanned region is depicted. Further, the processing circuit 346 generates Doppler image data representing moving body information from the Doppler data generated by the Doppler processing circuit 343. The Doppler image data is velocity image data, distributed image data, power image data, or image data obtained by combining these. That is, the Doppler image data is data indicating fluid information relating to the fluid flowing in the ultrasonically scanned region.

ここで、処理回路346は、一般的には、超音波走査の走査線信号列を、テレビ等に代表されるビデオフォーマットの走査線信号列に変換(スキャンコンバート)し、表示用の超音波画像を生成する。具体的には、処理回路346は、超音波プローブ310による超音波の走査形態に応じて座標変換を行なうことで、超音波画像を生成する。また、処理回路346は、例えば、スキャンコンバート後の複数の画像フレームを用いて、輝度の平均値画像を再生成する画像処理(平滑化処理)や、画像内で微分フィルタを用いる画像処理(エッジ強調処理)等を行なう。   Here, the processing circuit 346 generally converts (scan converts) a scanning line signal sequence of ultrasonic scanning into a scanning line signal sequence of a video format represented by a television or the like, and displays an ultrasonic image for display. Is generated. Specifically, the processing circuit 346 generates an ultrasound image by performing coordinate conversion in accordance with the ultrasound scanning mode by the ultrasound probe 310. The processing circuit 346 also uses, for example, image processing (smoothing processing) to regenerate an average luminance image using a plurality of image frames after scan conversion, or image processing (edge processing) using a differential filter in the image. Emphasis processing).

更に、処理回路346は、Bモード処理回路342が生成した3次元のBモードデータに対して座標変換を行なうことで、3次元のBモード画像データを生成する。また、処理回路346は、ドプラ処理回路343が生成した3次元のドプラデータに対して座標変換を行なうことで、3次元のドプラ画像データを生成する。3次元Bモードデータ及び3次元ドプラ画像データは、スキャンコンバート処理前のボリュームデータとなる。   Further, the processing circuit 346 performs coordinate conversion on the three-dimensional B-mode data generated by the B-mode processing circuit 342, thereby generating three-dimensional B-mode image data. Further, the processing circuit 346 generates three-dimensional Doppler image data by performing coordinate conversion on the three-dimensional Doppler data generated by the Doppler processing circuit 343. The three-dimensional B-mode data and the three-dimensional Doppler image data are volume data before the scan conversion process.

また、処理回路346は、上述した装置全体における種々の制御を実行する。例えば、処理回路346は、入力回路320を介して操作者から入力された各種設定要求や、記憶回路345から読込んだ各種データに基づき、送受信回路341、Bモード処理回路342、ドプラ処理回路343の処理を制御する。また、処理回路346は、ボリュームデータを治療計画装置40に送信する。また、処理回路346は、画像メモリ344や記憶回路345が記憶するボリュームデータから表示用の超音波画像を生成し、ディスプレイ330にて表示するように制御する。   Further, the processing circuit 346 executes various controls in the entire apparatus described above. For example, the processing circuit 346 is based on various setting requests input from the operator via the input circuit 320 and various data read from the storage circuit 345, the transmission / reception circuit 341, the B-mode processing circuit 342, and the Doppler processing circuit 343. Control the processing. In addition, the processing circuit 346 transmits the volume data to the treatment planning device 40. Further, the processing circuit 346 controls to generate an ultrasonic image for display from the volume data stored in the image memory 344 and the storage circuit 345 and to display it on the display 330.

なお、図6に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路345に記録されている。また、各回路は、各プログラムを記憶回路345から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。   Each processing function realized by each circuit shown in FIG. 6 is recorded in the storage circuit 345 in the form of a program executable by a computer. Each circuit is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading each program from the storage circuit 345 and executing the program.

図7は、第1の実施形態に係る治療計画装置40の構成の一例を示す図である。図7に示すように、治療計画装置40は、入力回路410と、ディスプレイ420と、記憶回路430と、処理回路440とを有する。例えば、治療計画装置40は、ワークステーションや、任意のパーソナルコンピュータなどである。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment. As illustrated in FIG. 7, the treatment planning apparatus 40 includes an input circuit 410, a display 420, a storage circuit 430, and a processing circuit 440. For example, the treatment planning device 40 is a workstation or an arbitrary personal computer.

入力回路410は、マウス等のポインティングデバイス、キーボード等の入力デバイスであり、治療計画装置40に対する各種操作の入力を操作者から受け付ける。例えば、入力回路410は、放射線治療計画用CT装置100によって収集されたCT画像データに対する治療対象部位を指定するための操作を受け付ける。また、例えば、入力回路410は、超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を指定する指定操作を受け付ける。   The input circuit 410 is a pointing device such as a mouse or an input device such as a keyboard, and accepts input of various operations on the treatment planning apparatus 40 from an operator. For example, the input circuit 410 receives an operation for designating a treatment target region for the CT image data collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. Further, for example, the input circuit 410 receives a designation operation for designating the position of the ultrasonic probe 310 on the treatment target P.

ディスプレイ420は、液晶ディスプレイ等の表示デバイスであり、各種情報を表示する。例えば、ディスプレイ420は、操作者から各種操作を受け付けるためのGUIや、治療計画のためのCT画像データから生成された表示用のCT画像、さらに、後述する処理回路440による処理結果などを表示する。ここで、治療計画装置40は、複数のディスプレイ420を備えることができ、例えば、操作者が治療計画を立案する部屋や、放射線治療装置20が配置された部屋などにディスプレイ420をそれぞれ配置することもできる。   The display 420 is a display device such as a liquid crystal display, and displays various types of information. For example, the display 420 displays a GUI for receiving various operations from the operator, a display CT image generated from CT image data for a treatment plan, and a processing result by the processing circuit 440 described later. . Here, the treatment planning apparatus 40 can include a plurality of displays 420. For example, the display 420 is arranged in a room where an operator makes a treatment plan, a room where the radiation treatment apparatus 20 is arranged, or the like. You can also.

記憶回路430は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、又は、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置などであり、後述する処理回路440によって読み出され、実行される各種プログラムを記憶する。また、例えば、記憶回路430は、処理回路440により立案された治療計画を記憶する。一例を挙げると、記憶回路430は、治療対象部位に対する放射線の照射条件や、照射条件に基づいて算出される線量分布及び線量体積ヒストグラムなどの情報を被治療体ごとに記憶する。なお、記憶回路430は、被治療体ごとの被曝情報を記憶することも可能である。また、記憶回路430は、後述する処理回路440による処理結果を記憶する。   The storage circuit 430 is, for example, a semiconductor memory device such as a RAM (Random Access Memory) or a flash memory, or a storage device such as a hard disk or an optical disk, and is read and executed by a processing circuit 440 described later. Various programs to be stored are stored. Further, for example, the storage circuit 430 stores the treatment plan designed by the processing circuit 440. For example, the storage circuit 430 stores, for each object to be treated, information such as radiation conditions for the treatment target region, dose distribution calculated based on the irradiation conditions, and dose volume histogram. Note that the storage circuit 430 can also store exposure information for each body to be treated. Further, the storage circuit 430 stores a processing result by a processing circuit 440 described later.

処理回路440は、放射線治療計画用CT装置100により収集された被治療体PのCT画像データを用いて、放射線治療装置20による放射線治療の治療計画を立てる。例えば、処理回路440は、放射線治療計画用CT装置100が収集したCT画像データを用いて、被治療体P内の治療対象部位の位置を特定する。また、例えば、処理回路440は、CT画像データを用いて位置を特定した治療対象部位に対して放射線治療装置20が照射する放射線の線量や照射角度、照射する回数などの計画を立てる。そして、処理回路440は、立てた治療計画を記憶回路430に格納する。   The processing circuit 440 makes a radiation treatment treatment plan by the radiation treatment apparatus 20 using the CT image data of the treatment target P collected by the radiation treatment planning CT apparatus 100. For example, the processing circuit 440 uses the CT image data collected by the radiation treatment planning CT apparatus 100 to identify the position of the treatment target site in the treatment target P. In addition, for example, the processing circuit 440 makes a plan such as the radiation dose, the irradiation angle, and the number of times of irradiation with which the radiation therapy apparatus 20 irradiates the treatment target site whose position is specified using the CT image data. Then, the processing circuit 440 stores the established treatment plan in the storage circuit 430.

また、処理回路440は、治療計画装置40における各種処理を実行する。例えば、処理回路440は、図7に示す算出機能441、通知制御機能442、受付機能443、決定機能444、取得機能445及び判定機能446に対応するプログラムを記憶回路430から読み出して実行することで、種々の処理を行う。図7に示す各回路によって実現される各処理機能は、コンピュータによって実行可能なプログラムの形態で記憶回路430に記録されている。また、各回路は、各プログラムを記憶回路430から読み出し、実行することで各プログラムに対応する機能を実現するプロセッサである。なお、図7に示す算出機能441は、特許請求の範囲における算出部に対応する。また、図7に示す通知制御機能442は、特許請求の範囲における通知制御部に対応する。   Further, the processing circuit 440 executes various processes in the treatment planning device 40. For example, the processing circuit 440 reads out the programs corresponding to the calculation function 441, the notification control function 442, the reception function 443, the determination function 444, the acquisition function 445, and the determination function 446 shown in FIG. 7 from the storage circuit 430 and executes them. Various processes are performed. Each processing function realized by each circuit shown in FIG. 7 is recorded in the storage circuit 430 in the form of a program executable by a computer. Each circuit is a processor that realizes a function corresponding to each program by reading each program from the storage circuit 430 and executing the program. Note that the calculation function 441 illustrated in FIG. 7 corresponds to the calculation unit in the claims. A notification control function 442 shown in FIG. 7 corresponds to the notification control unit in the claims.

そして、治療計画装置40は、治療計画に基づいて、放射線治療における超音波プローブ310を被治療体Pに配置することを支援する。具体的には、治療計画装置40は、超音波プローブ310の配置の推奨度を被治療体Pにおける位置ごとに算出し、算出した推奨度を被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知することで、放射線治療における超音波プローブ310の配置を支援する。   Then, the treatment planning apparatus 40 supports the placement of the ultrasonic probe 310 in the radiation treatment on the treatment target P based on the treatment plan. Specifically, the treatment planning device 40 calculates the recommended degree of placement of the ultrasonic probe 310 for each position on the treatment object P, and associates the calculated recommendation degree with the position on the treatment object P to the operator. By notifying, arrangement | positioning of the ultrasonic probe 310 in radiotherapy is supported.

例えば、算出機能441は、まず、被治療体Pの治療対象部位に対する放射線の照射計画(治療計画)を、記憶回路430から取得する。なお、算出機能441が取得する治療計画には、放射線治療計画用CT装置100が3次元で収集した被治療体PのCT画像データが含まれる。ここで、算出機能441は、治療計画から、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲や超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度といった、種々の情報を取得する。そして、算出機能441は、放射線の照射計画に基づく種々の情報から、超音波プローブ310のプローブ位置の推奨度を、被治療体Pにおける位置ごとに算出する。また、通知制御機能442は、推奨度を被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知する。これにより、放射線治療における超音波プローブ310の位置決めを支援することができるようになる。   For example, the calculation function 441 first acquires from the storage circuit 430 a radiation irradiation plan (treatment plan) for the treatment target region of the treatment subject P. The treatment plan acquired by the calculation function 441 includes CT image data of the treatment target P collected in three dimensions by the radiation treatment plan CT apparatus 100. Here, the calculation function 441 is based on the treatment plan, the irradiation range of the radiation irradiated to the treatment target region, the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target region, the ultrasonic probe 310 and the treatment target. Acquire various information such as the distance between the parts, the degree of deformation of the contact surface of the treatment object P that contacts the ultrasonic probe 310, and the angle between the ultrasonic probe 310 and the contact surface in a state of scanning the treatment target part. To do. Then, the calculation function 441 calculates the recommended degree of the probe position of the ultrasonic probe 310 for each position in the treatment object P from various information based on the radiation irradiation plan. Further, the notification control function 442 notifies the operator of the recommendation level in association with the position on the treatment target P. Thereby, positioning of the ultrasonic probe 310 in radiotherapy can be supported.

ここで、まず、第1の実施形態に係る放射線治療システム1による処理の一例について、図8を用いて説明する。図8は、第1の実施形態に係る放射線治療システム1による処理の手順の一例を示すフローチャートである。図8に示すように、放射線治療システム1においては、まず、放射線治療計画用CT装置100が、CT画像データを収集して(ステップS101)、収集したCT画像データを治療計画装置40に送信する。そして、治療計画装置40は、治療計画を立て(ステップS102)、治療計画を放射線治療装置20に送信する。なお、放射線治療装置20では、治療計画の検証(Comission)を実行する。治療計画の検証では、治療計画通りに放射線の照射ができることをファントムや線量計などを用いて検証するとともに、放射線治療装置20内で、あるいは放射線治療装置20と被治療体Pとで干渉が生じるか否かを目視で判定する。   Here, first, an example of processing by the radiation therapy system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by the radiation therapy system 1 according to the first embodiment. As shown in FIG. 8, in the radiation treatment system 1, first, the radiation treatment planning CT apparatus 100 collects CT image data (step S <b> 101), and transmits the collected CT image data to the treatment planning apparatus 40. . Then, the treatment planning device 40 makes a treatment plan (step S102) and transmits the treatment plan to the radiation treatment device 20. In addition, in the radiotherapy apparatus 20, the verification (Commission) of a treatment plan is performed. In the verification of the treatment plan, it is verified by using a phantom, a dosimeter, or the like that the radiation can be irradiated according to the treatment plan, and interference occurs in the radiation treatment apparatus 20 or between the radiation treatment apparatus 20 and the treatment target P. It is determined visually.

次に、治療計画装置40は、放射線治療装置20による放射線治療が超音波画像によるガイド下で行われるか否かを判定する(ステップS103)。超音波ガイド下の治療でない場合(ステップS103否定)、放射線治療装置20は、被治療体Pを寝台に乗せ、被治療体Pの位置合わせを実行する(ステップS104)。例えば、放射線治療装置20は、同じ部屋にCT装置が設置されている場合はCT画像を撮影し、治療計画で使用したCT画像と比較することで被治療体Pの位置を同定する。或いは、放射線治療装置20は、コーンビームCT機能を使用し、コーンビームCT画像を撮影した後で、再構成した画像と治療計画で使用したCT画像とで骨や臓器などをランドマークとして位置合わせを実施し、被治療体Pの位置を同定する。或いは、放射線治療装置20は、X線画像を2方向から撮影し、特徴的な構造に基づいて治療計画で使用したCT画像との位置合わせを実施し、被治療体Pの位置を同定する。そして、このような方法によって位置合わせが実行された被治療体Pに対して、放射線治療装置20は、放射線治療を実施する(ステップS107)。   Next, the treatment planning device 40 determines whether or not the radiation treatment by the radiation treatment device 20 is performed under the guidance of the ultrasound image (step S103). When the treatment is not under ultrasound guidance (No at Step S103), the radiation therapy apparatus 20 places the treatment target P on the bed and performs alignment of the treatment target P (Step S104). For example, when a CT apparatus is installed in the same room, the radiotherapy apparatus 20 captures a CT image and compares the CT image used in the treatment plan to identify the position of the treatment target P. Alternatively, the radiotherapy apparatus 20 uses the cone beam CT function to capture a cone beam CT image, and then aligns bones and organs as landmarks with the reconstructed image and the CT image used in the treatment plan. To identify the position of the body P to be treated. Alternatively, the radiotherapy apparatus 20 captures an X-ray image from two directions, performs alignment with the CT image used in the treatment plan based on the characteristic structure, and identifies the position of the treatment target P. And the radiotherapy apparatus 20 performs radiotherapy with respect to the to-be-treated body P by which alignment was performed by such a method (step S107).

一方で、超音波ガイド下の治療である場合(ステップS103肯定)、治療計画装置40は、上述した被治療体Pの位置合わせと並行して、操作者が被治療体Pに対して超音波プローブ310を配置することを支援する(ステップS105)。次に、治療計画装置40は、超音波プローブ310の配置が完了したかを判定する(ステップS106)。ここで、超音波プローブ310の配置が完了したと判定された場合は(ステップS106肯定)、放射線治療装置20は、放射線治療を実施する(ステップS107)。一方、超音波プローブ310の配置が完了していないと判定された場合には(ステップS106否定)、治療計画装置40は、再度、操作者が被治療体Pに対して超音波プローブを配置することを支援する。   On the other hand, in the case of the treatment under the ultrasonic guide (Yes at Step S103), the treatment planning device 40 allows the operator to ultrasonically operate the treatment target P in parallel with the alignment of the treatment target P described above. The placement of the probe 310 is supported (step S105). Next, the treatment planning apparatus 40 determines whether or not the placement of the ultrasonic probe 310 is completed (step S106). Here, when it is determined that the placement of the ultrasound probe 310 is completed (Yes at Step S106), the radiation therapy apparatus 20 performs radiation therapy (Step S107). On the other hand, when it is determined that the placement of the ultrasound probe 310 has not been completed (No at Step S106), the treatment planning device 40 again places the ultrasound probe on the treatment target P by the operator. To help.

このように、第1の実施形態に係る放射線治療システム1においては、図8のステップS105において、治療計画装置40が、操作者が被治療体Pに対して超音波プローブ310を配置することを支援することにより、放射線治療の超音波画像によるガイドを効率よく行うことを可能にする。以下、第1の実施形態に係る治療計画装置40による処理の一例について、図9を用いて説明する。図9は、第1の実施形態に係る治療計画装置40による処理の手順の一例を示すフローチャートである。ここで、図9に示す処理は、図8のステップS105の処理に対応する。   As described above, in the radiotherapy system 1 according to the first embodiment, in step S105 of FIG. 8, the treatment planning apparatus 40 causes the operator to place the ultrasonic probe 310 on the treatment target P. By assisting, it is possible to efficiently guide radiation therapy using ultrasound images. Hereinafter, an example of processing performed by the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart illustrating an example of a processing procedure performed by the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment. Here, the process shown in FIG. 9 corresponds to the process of step S105 of FIG.

図9に示すステップS201及びステップS202は、処理回路440が記憶回路430から算出機能441に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図9に示すステップS203、ステップS209及びステップS212は、処理回路440が記憶回路430から通知制御機能442に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図9に示すステップS204は、処理回路440が記憶回路430から受付機能443に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図9に示すステップS205は、処理回路440が記憶回路430から決定機能444に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図9に示すステップS207は、処理回路440が記憶回路430から取得機能445に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。また、図9に示すステップS206、ステップS208、ステップS210、ステップS211及びステップS213は、処理回路440が記憶回路430から判定機能446に対応するプログラムを読み出して実行されるステップである。   Steps S201 and S202 illustrated in FIG. 9 are steps in which the processing circuit 440 reads a program corresponding to the calculation function 441 from the storage circuit 430 and executes it. In addition, step S203, step S209, and step S212 illustrated in FIG. 9 are steps that are executed when the processing circuit 440 reads a program corresponding to the notification control function 442 from the storage circuit 430. 9 is a step in which the processing circuit 440 reads out a program corresponding to the reception function 443 from the storage circuit 430 and executes it. 9 is a step in which the processing circuit 440 reads out a program corresponding to the determination function 444 from the storage circuit 430 and executes it. 9 is a step in which the processing circuit 440 reads out a program corresponding to the acquisition function 445 from the storage circuit 430 and executes it. Further, step S206, step S208, step S210, step S211 and step S213 shown in FIG. 9 are steps executed by the processing circuit 440 reading out a program corresponding to the determination function 446 from the storage circuit 430.

図9に示すように、治療計画装置40においては、まず、算出機能441が、被治療体Pの治療対象部位に対する放射線の照射計画(治療計画)を取得する(ステップS201)。次に、算出機能441は、治療計画から、超音波プローブ310の配置の推奨度を、被治療体Pにおける位置ごとに算出する(ステップS202)。例えば、算出機能441は、治療計画から、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲に基づく値「B」、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A」、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度に基づく値「I」、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度に基づく値「S」をそれぞれ算出し、これら治療計画に基づく数値を用いて、以下の式(1)により、推奨度「R」を算出する。   As shown in FIG. 9, in the treatment planning apparatus 40, first, the calculation function 441 acquires a radiation irradiation plan (treatment plan) for the treatment target region of the treatment target P (step S201). Next, the calculation function 441 calculates the recommended degree of placement of the ultrasound probe 310 from the treatment plan for each position in the treatment target P (step S202). For example, the calculation function 441 uses the value “B” based on the irradiation range of the radiation irradiated to the treatment target region from the treatment plan, and the value based on the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target region. “A”, a value “D” based on the distance between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site, a value “I” based on the angle between the ultrasonic probe 310 and the contact surface in a state of scanning the treatment target site, A value “S” based on the degree of deformation of the contact surface of the treatment object P in contact with the acoustic probe 310 is calculated, and the recommended degree “R” is calculated by the following equation (1) using the numerical values based on these treatment plans. Is calculated.

Figure 2017205482
Figure 2017205482

なお、式(1)における「a」、「b」、「c」、「d」及び「e」は、それぞれ、「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」にかかる所定の係数である。また、式(1)における「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」は、被治療体Pにおける位置の座標を変数とする関数である。そして、算出機能441は、被治療体Pの各位置における「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」の値から、被治療体Pの各位置における推奨度「R」を算出する。   Note that “a”, “b”, “c”, “d”, and “e” in the formula (1) are changed to “B”, “A”, “D”, “I”, and “S”, respectively. Such a predetermined coefficient. In addition, “B”, “A”, “D”, “I”, and “S” in Equation (1) are functions that use the coordinates of the position in the treatment target P as variables. Then, the calculation function 441 determines the recommended degree “R” at each position of the treatment object P from the values of “B”, “A”, “D”, “I”, and “S” at each position of the treatment object P. Is calculated.

なお、以下では、算出機能441が、推奨度「R」を、「0」以上の数値として、被治療体Pにおける各位置について算出する場合を一例として説明する。また、以下では、算出機能441が、推奨度「R」の値が小さいほど超音波プローブ310の位置として好適であるものとして、推奨度「R」を算出する場合を一例として説明する。以下、算出機能441が推奨度「R」の算出に用いる「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」のそれぞれについて説明する。   Hereinafter, a case where the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” as a numerical value equal to or greater than “0” for each position in the treatment target P will be described as an example. Hereinafter, a case where the calculation function 441 calculates the recommendation level “R” as an example where the value of the recommendation level “R” is smaller is more preferable as the position of the ultrasonic probe 310 will be described. Hereinafter, each of “B”, “A”, “D”, “I”, and “S” used by the calculation function 441 for calculating the recommendation degree “R” will be described.

まず、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲に基づく値「B」について説明する。算出機能441は、まず、治療計画に基づいて、被治療体Pにおける各位置が放射線の照射範囲に含まれるか否かを判定する。ここで、治療計画には、CT画像データを用いて特定した治療対象部位の位置の情報、及び、放射線治療装置20が照射する放射線の照射角度の情報が含まれることから、算出機能441は、被治療体Pにおける各位置が放射線の照射範囲に含まれるか否かを判定することができる。   First, the value “B” based on the irradiation range of the radiation irradiated to the treatment target site will be described. The calculation function 441 first determines whether or not each position in the treatment target P is included in the radiation irradiation range based on the treatment plan. Here, since the treatment plan includes information on the position of the treatment target part specified using the CT image data and information on the irradiation angle of the radiation irradiated by the radiation therapy apparatus 20, the calculation function 441 includes: It can be determined whether or not each position in the treatment target P is included in the radiation irradiation range.

次に、算出機能441は、照射範囲に含まれない位置の値「B」が照射範囲に含まれる位置の値「B」よりも小さくなるように、被治療体Pにおける各位置の値「B」を算出する。そして、算出機能441は、式(1)により、照射範囲に含まれる位置を除く前記被治療体における位置について、放射線の照射範囲に含まれる位置よりも推奨されることを示す推奨度「R」を算出する。   Next, the calculation function 441 uses the value “B” of each position in the treatment target P so that the value “B” of the position not included in the irradiation range is smaller than the value “B” of the position included in the irradiation range. Is calculated. Then, the calculation function 441 uses the formula (1) to indicate that the recommended position “R” indicating that the position in the treatment object excluding the position included in the irradiation range is recommended over the position included in the irradiation range of radiation. Is calculated.

即ち、算出機能441は、被治療体Pにおける位置のうち、照射範囲に含まれる位置についての推奨度「R」の値が大きくなるように、値「B」を算出する。一例を挙げると、算出機能441は、照射範囲に含まれる位置の値「B」を大きな値(例えば、無限大など)とする。ここで、値「B」が大きな値となる場合には、式(1)により、推奨度「R」も大きな値となる。そして、算出機能441は、照射範囲に含まれる各位置について、プローブ位置として推奨されないことを示す推奨度「R」を算出することができる。   That is, the calculation function 441 calculates the value “B” so that the recommended value “R” for the positions included in the irradiation range among the positions on the treatment target P is increased. For example, the calculation function 441 sets the position value “B” included in the irradiation range to a large value (for example, infinity). Here, when the value “B” is a large value, the recommendation degree “R” is also a large value according to the equation (1). Then, the calculation function 441 can calculate a recommendation level “R” indicating that each position included in the irradiation range is not recommended as a probe position.

また、算出機能441は、照射範囲に含まれない位置について、放射線の照射条件に基づいて散乱線強度を計算し、計算した散乱線の強度の総計に応じて「B」を算出する。そして、算出機能441は、式(1)により、散乱線の強度の総計が小さい位置ほど、プローブ位置として推奨されることを示す推奨度「R」を算出する。なお、算出機能441は、散乱線強度の総計を一次散乱の放射線強度から算出してもよいし、一次散乱及び二次以上の高次散乱の放射線強度から算出してもよい。   In addition, the calculation function 441 calculates the scattered radiation intensity based on the radiation irradiation condition for a position not included in the irradiation range, and calculates “B” according to the calculated total intensity of the scattered radiation. Then, the calculation function 441 calculates a recommendation degree “R” indicating that the position where the total intensity of scattered radiation is smaller is recommended as the probe position according to the equation (1). Note that the calculation function 441 may calculate the total scattered ray intensity from the primary scattered radiation intensity, or may calculate from the primary scattered radiation intensity and secondary or higher-order scattered radiation intensity.

なお、算出機能441は、値「B」を算出するため、超音波プローブ310の固定部を考慮する場合であってもよい。例えば、算出機能441は、まず、治療計画に基づいて、超音波プローブ310を固定するために用いられる固定部の情報を取得する。算出機能441は、固定部の情報として、例えば、固定部の大きさや形状、アームにおける関節の可動範囲等の情報を取得する。なお、治療計画において、治療対象部位ごとに固定部が選択される場合であってもよい。   The calculation function 441 may be a case where the fixed part of the ultrasonic probe 310 is taken into account in order to calculate the value “B”. For example, the calculation function 441 first acquires information on a fixing unit used for fixing the ultrasonic probe 310 based on a treatment plan. The calculation function 441 acquires information such as the size and shape of the fixed part, the movable range of the joint in the arm, and the like as the fixed part information. In the treatment plan, a fixed portion may be selected for each treatment target site.

次に、算出機能441は、取得した固定部の情報に基づいて、被治療体Pにおける位置ごとに、その位置に超音波プローブ310を配置した場合に超音波プローブ310及び固定部が照射範囲に含まれるか否かを判定する。そして、算出機能441は、被治療体Pにおける位置のうち、照射範囲に超音波プローブ310及び固定部の少なくとも一方が含まれる位置についての推奨度「R」の値が大きくなるように、値「B」を算出する。   Next, the calculation function 441 uses the acquired information on the fixed part to place the ultrasonic probe 310 and the fixed part within the irradiation range when the ultrasonic probe 310 is arranged at the position for each position in the treatment target P. It is determined whether or not it is included. Then, the calculation function 441 uses the value “R” so that the recommended value “R” for the position where at least one of the ultrasonic probe 310 and the fixed part is included in the irradiation range among the positions in the treatment target P is large. B "is calculated.

一例を挙げると、算出機能441は、照射範囲に超音波プローブ310及び固定部の少なくとも一方が含まれる位置の値「B」を大きな値(例えば、無限大など)とする。ここで、値「B」が大きな値となる場合には、式(1)により、推奨度「R」も大きな値となる。そして、算出機能441は、照射範囲に超音波プローブ310及び固定部の少なくとも一方が含まれる位置を除く被治療体Pにおける位置について、照射範囲に超音波プローブ310及び固定部が含まれる位置よりも推奨されることを示す推奨度「R」を算出することができる。   For example, the calculation function 441 sets the value “B” at a position where at least one of the ultrasonic probe 310 and the fixed portion is included in the irradiation range to a large value (for example, infinity). Here, when the value “B” is a large value, the recommendation degree “R” is also a large value according to the equation (1). Then, the calculation function 441 has a position in the treatment target P excluding a position where at least one of the ultrasonic probe 310 and the fixed part is included in the irradiation range as compared with a position where the ultrasonic probe 310 and the fixed part are included in the irradiation range. A recommendation level “R” indicating that it is recommended can be calculated.

次に、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A」について説明する。例えば、算出機能441は、治療計画に含まれる放射線治療計画用CT装置100により生成されたCT画像データから、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布を取得することができる。なお、以下では、被治療体Pにおける各位置と治療対象部位との間の領域を、単に、超音波パスとも記載する。超音波パスは、被治療体Pにおける位置ごとに決定される領域である。   Next, the value “A” based on the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the site to be treated will be described. For example, the calculation function 441 acquires the distribution of the ultrasound medium between the ultrasound probe 310 and the treatment target site from the CT image data generated by the radiation treatment planning CT apparatus 100 included in the treatment plan. Can do. Hereinafter, a region between each position on the treatment target P and the treatment target site is also simply referred to as an ultrasonic path. The ultrasonic path is an area determined for each position in the treatment target P.

例えば、算出機能441は、まず、被治療体Pにおける各位置について、超音波パス上の超音波の媒質として骨や気体が分布するか否かを判定する。次に、算出機能441は、超音波パス上に骨や気体が分布しない位置の値「A」が、骨や気体が分布する位置の値「A」よりも小さくなるように、被治療体Pにおける各位置の値「A」を算出する。この場合、算出機能441は、式(1)により、超音波の媒質として骨や気体が分布する位置を除く前記被治療体における位置について、媒質として骨や気体が分布する位置よりもプローブ位置として推奨されることを示す推奨度「R」を算出する。なお、超音波の媒質としての気体は、被治療体Pの肺の中の空気や、消化器系内のガスなどである。   For example, the calculation function 441 first determines, for each position in the treatment target P, whether or not bone or gas is distributed as an ultrasonic medium on the ultrasonic path. Next, the calculation function 441 is configured so that the value “A” at a position where no bone or gas is distributed on the ultrasonic path is smaller than the value “A” at a position where bone or gas is distributed. The value “A” of each position at is calculated. In this case, the calculation function 441 uses the expression (1) to set the probe position as the probe position rather than the position where the bone or gas is distributed as the medium, with respect to the position in the treatment object excluding the position where the bone or gas is distributed as the ultrasonic medium. A recommendation level “R” indicating that it is recommended is calculated. Note that the gas as the ultrasonic medium is air in the lungs of the treatment target P, gas in the digestive system, or the like.

即ち、算出機能441は、被治療体Pにおける位置のうち、超音波パス上に骨や気体が分布する位置についての推奨度「R」の値が大きくなるように、値「A」を算出する。一例を挙げると、算出機能441は、超音波パス上の超音波の媒質として骨や気体が分布する位置の値「A」を大きな値(例えば、無限大など)とする。そして、算出機能441は、式(1)により、超音波パス上に骨や気体が分布する位置については、プローブ位置として推奨されないことを示す推奨度「R」を算出する。   In other words, the calculation function 441 calculates the value “A” so that the recommended degree “R” of the position where the bone or gas is distributed on the ultrasonic path among the positions on the treatment target P is increased. . For example, the calculation function 441 sets the value “A” of a position where bones and gas are distributed as an ultrasonic medium on the ultrasonic path to a large value (for example, infinity). Then, the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” indicating that the position where the bone and the gas are distributed on the ultrasonic path is not recommended as the probe position according to the equation (1).

また、算出機能441は、超音波パス上に骨や気体が分布しない位置については、超音波パス上の体内組織の不均一さを評価し、不均一である位置ほど値「A」を大きな値とする。一例を挙げると、算出機能441は、まず、治療計画から、超音波パス上の体内組織を含むCT画像データを取得する。そして、算出機能441は、CT画像データのうち超音波パスに対応する各位置の画素値について分散値を算出し、分散値が大きいほど、体内組織が不均一であるとして、値「A」を大きな値とする。   Further, the calculation function 441 evaluates the non-uniformity of the body tissue on the ultrasonic path for the position where the bone or the gas is not distributed on the ultrasonic path, and the value “A” increases as the position is non-uniform. And For example, the calculation function 441 first obtains CT image data including the body tissue on the ultrasound path from the treatment plan. Then, the calculation function 441 calculates a dispersion value for the pixel value at each position corresponding to the ultrasound path in the CT image data, and determines that the larger the dispersion value is, the more uneven the body tissue, the value “A”. Use a large value.

なお、算出機能441は、放射線治療計画用CT装置100により収集されたCT値についての分散値を算出する場合であってもよいし、CT値と相互情報量の概念を元に計算された音響インピーダンスについての分散値を算出する場合であってもよい。また、後者の場合、デュアルエネルギーCTを元に物質を特定すると、音響インピーダンスを正確に同定できる。また、算出機能441は、放射線治療計画用CT装置100による画像データに限らず、超音波パス上の体内組織を含む種々の医用画像データから分散値を算出することができる。   The calculation function 441 may be a case where a variance value is calculated for the CT values collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning, or an acoustic sound calculated based on the concept of CT values and mutual information. It may be a case where the variance value for the impedance is calculated. In the latter case, the acoustic impedance can be accurately identified by specifying the substance based on the dual energy CT. Further, the calculation function 441 can calculate the variance value from various medical image data including the body tissue on the ultrasonic path, not limited to the image data obtained by the radiation therapy planning CT apparatus 100.

また、算出機能441は、超音波パス上の超音波の媒質の分布を評価するに際し、時系列的に収集された複数のCT画像データを用いる場合であってもよい。例えば、治療対象部位が肺に近い位置にあるなどして、治療対象部位が放射線治療の最中に動く場合、放射線治療計画用CT装置100は、治療対象部位を含む複数のCT画像データを時系列的に収集する。そして、算出機能441は、複数のCT画像データに基づいて治療対象部位の動きの情報を算出する。ここで、動きの情報とは、例えば、超音波プローブ310を設置する被治療体Pの体表面の位置の座標や、複数のCT画像データのそれぞれが収集された時点での治療対象部位の位置の座標などである。   Further, the calculation function 441 may use a plurality of CT image data collected in time series when evaluating the distribution of the ultrasonic medium on the ultrasonic path. For example, when the treatment target site moves during the radiotherapy because the treatment target site is close to the lung, the radiation treatment planning CT apparatus 100 sometimes receives a plurality of CT image data including the treatment target site. Collect serially. Then, the calculation function 441 calculates information on the movement of the treatment target region based on a plurality of CT image data. Here, the movement information is, for example, the coordinates of the position of the body surface of the treatment target P where the ultrasonic probe 310 is installed, and the position of the treatment target site at the time when each of a plurality of CT image data is collected. The coordinates of

一例を挙げると、算出機能441は、複数のCT画像データのそれぞれが収集された時点での治療対象部位の位置と、被治療体Pにおける移動する体表面の位置との間の領域を示す、複数の超音波パスを算出する。言い換えると、算出機能441は、被治療体Pの各位置について、CT画像データごとに超音波パスを算出する。次に、算出機能441は、被治療体Pの各位置について、複数の超音波パスの中のいずれかに骨又は気体が分布するか否かを判定する。そして、算出機能441は、複数の超音波パスの中のいずれかに骨や気体が分布する場合、値「A」を大きな値(例えば、無限大など)とする。あるいは、算出機能441は、複数の超音波パスのそれぞれについて分散値を算出し、超音波パスごとに算出した複数の分散値を平均する。そして、算出機能441は、分散値の平均値が大きいほど、体内組織が不均一であるとして、値「A」を大きな値とする。   As an example, the calculation function 441 indicates a region between the position of the treatment target site at the time when each of the plurality of CT image data is collected and the position of the moving body surface in the treatment target P. A plurality of ultrasonic paths are calculated. In other words, the calculation function 441 calculates an ultrasound path for each CT image data for each position of the treatment target P. Next, the calculation function 441 determines whether bone or gas is distributed in any of a plurality of ultrasonic paths for each position of the treatment target P. Then, the calculation function 441 sets the value “A” to a large value (for example, infinity) when bone or gas is distributed in any of the plurality of ultrasonic paths. Alternatively, the calculation function 441 calculates a dispersion value for each of the plurality of ultrasonic paths, and averages the plurality of dispersion values calculated for each ultrasonic path. Then, the calculation function 441 determines that the body tissue is more uneven as the average value of the dispersion values is larger, and sets the value “A” to a larger value.

また、一例を挙げると、算出機能441は、複数のCT画像データのそれぞれについて、被治療体Pの位置ごとに、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A´」を算出する。次に、算出機能441は、CT画像データごとに算出した複数の値「A´」について、被治療体Pの位置ごとに、平均値を算出する。そして、算出機能441は、被治療体Pの各位置について算出した平均値を、式(1)における「A」に代入して、推奨度「R」を算出する。   For example, the calculation function 441 is based on the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site for each position of the treatment target P for each of a plurality of CT image data. The value “A ′” is calculated. Next, the calculation function 441 calculates an average value for each position of the treatment object P for a plurality of values “A ′” calculated for each CT image data. Then, the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” by substituting the average value calculated for each position of the treatment target P into “A” in Expression (1).

次に、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」について説明する。例えば、算出機能441は、まず、放射線治療計画用CT装置100により生成されたCT画像データから、被治療体Pにおける各位置について、治療対象部位との間の距離(超音波パスの長さ)を取得する。そして、算出機能441は、被治療体Pにおける各位置について、超音波パスが長くなるほど、値「D」を大きな値とする。即ち、算出機能441は、値「D」を、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離の関数として算出する。   Next, the value “D” based on the distance between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site will be described. For example, the calculation function 441 firstly determines the distance (ultrasonic path length) between each position in the treatment object P and the treatment target site from the CT image data generated by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. To get. Then, the calculation function 441 increases the value “D” for each position in the treatment target P as the ultrasonic path becomes longer. That is, the calculation function 441 calculates the value “D” as a function of the distance between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site.

ここで、算出機能441は、値「D」を算出する関数を、超音波パスにおける超音波の減衰率を用いて定義することができる。一例を挙げると、算出機能441は、値「D」を算出する関数を、超音波パスの長さと、超音波パスにおける物質の対数減衰率との積を含む形とすることができる。また、一例を挙げると、算出機能441は、値「D」を算出する関数を、超音波パスの長さと、超音波パスにおける物質の減衰比の逆数との積を含む形とすることができる。即ち、算出機能441は、超音波パスにおける超音波の媒質の物性によって超音波が減衰しやすいほど、値「D」が大きくなりやすいように関数を定義する。そして、算出機能441は、超音波プローブ310から送信される超音波の治療体部位における減衰の度合いを算出し、値「D」を算出することができる。なお、算出機能441は、超音波プローブ310と治療対象部位との間の組織について軟組織を仮定し、値「D」を算出することができる。   Here, the calculation function 441 can define a function for calculating the value “D” using the ultrasonic attenuation rate in the ultrasonic path. As an example, the calculation function 441 may make the function for calculating the value “D” include a product of the length of the ultrasonic path and the logarithmic attenuation factor of the substance in the ultrasonic path. For example, the calculation function 441 may have a function for calculating the value “D” that includes a product of the length of the ultrasonic path and the reciprocal of the attenuation ratio of the substance in the ultrasonic path. . That is, the calculation function 441 defines a function so that the value “D” is likely to increase as the ultrasonic wave is easily attenuated due to the physical property of the ultrasonic medium in the ultrasonic path. Then, the calculation function 441 can calculate the value “D” by calculating the degree of attenuation of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe 310 in the treatment body part. Note that the calculation function 441 can calculate a value “D” by assuming a soft tissue as a tissue between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site.

また、算出機能441は、値「D」を算出する関数を、超音波プローブ310による走査の走査条件に応じて変更することができる。例えば、算出機能441は、値「D」を算出する関数を、超音波パスの長さと、超音波の周波数との積を含む形とすることができる。即ち、算出機能441は、超音波は同一の距離であっても周波数が大きいほど減衰しやすいことから、超音波が減衰しやすい走査条件について、値「D」が大きくなりやすいように関数を定義する。そして、算出機能441は、超音波の周波数が大きいほど、値「D」を大きな値として算出する。なお、算出機能441は、送信周波数、送信駆動電圧等を調整する送受信回路341から、走査条件を取得することができる。なお、ここでは値「D」を超音波パスの長さ、あるいは超音波パスの長さと超音波の周波数との積と定義したが、値「D」は、超音波の周波数と音響インピーダンスを元に計算した治療対象部位までの減衰率を元に計算してもよい。具体的には、例えば減衰率を「80%」とすると、「1」から「0.8」を引き、その差分の逆数を算出する。   Further, the calculation function 441 can change the function for calculating the value “D” according to the scanning condition of the scanning by the ultrasonic probe 310. For example, the calculation function 441 can make the function for calculating the value “D” include a product of the length of the ultrasonic path and the frequency of the ultrasonic wave. That is, the calculation function 441 defines a function so that the value “D” is likely to increase with respect to the scanning condition in which the ultrasonic wave is easily attenuated because the ultrasonic wave is easily attenuated as the frequency increases even at the same distance. To do. Then, the calculation function 441 calculates the value “D” as a larger value as the ultrasonic frequency is higher. Note that the calculation function 441 can acquire the scanning condition from the transmission / reception circuit 341 that adjusts the transmission frequency, the transmission drive voltage, and the like. Here, the value “D” is defined as the length of the ultrasonic path or the product of the length of the ultrasonic path and the frequency of the ultrasonic wave, but the value “D” is based on the frequency and the acoustic impedance of the ultrasonic wave. It may be calculated based on the attenuation rate up to the treatment target site calculated in (1). Specifically, for example, when the attenuation rate is “80%”, “0.8” is subtracted from “1”, and the reciprocal of the difference is calculated.

次に、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度に基づく値「I」について説明する。なお、以下では、超音波プローブ310との接触面が被治療体Pの体表面(皮膚)である場合を一例として説明するが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、超音波プローブ310との接触面は、粘膜等の皮膚以外の体表面組織であってもよい。また、被治療体Pが超音波プローブ310を飲み込むことにより、被治療体Pの内側(食道など)からの走査を行う場合には、接触面は体表面である場合に限られない。   Next, the value “I” based on the angle between the ultrasonic probe 310 and the contact surface in a state where the treatment target region is scanned will be described. Hereinafter, a case where the contact surface with the ultrasonic probe 310 is the body surface (skin) of the treatment target P will be described as an example, but the embodiment is not limited thereto. For example, the contact surface with the ultrasonic probe 310 may be a body surface tissue other than skin such as a mucous membrane. In addition, when scanning is performed from the inside (such as the esophagus) of the treatment target P by swallowing the ultrasonic probe 310 by the treatment target P, the contact surface is not limited to the body surface.

例えば、算出機能441は、まず、治療計画から治療対象部位の位置情報を取得し、被治療体Pにおける各位置について、治療対象部位への方向を取得する。ここで、被治療体Pに配置された超音波プローブ310は治療対象部位へ向いた状態で走査を行うものであるから、被治療体Pにおける各位置から治療対象部位への方向が、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の方向となる。   For example, the calculation function 441 first acquires the position information of the treatment target part from the treatment plan, and acquires the direction to the treatment target part for each position in the treatment target P. Here, since the ultrasonic probe 310 disposed on the treatment target P performs scanning in a state of being directed to the treatment target site, the direction from each position on the treatment target P to the treatment target site is the treatment target. The direction of the ultrasonic probe 310 is in a state of scanning the region.

また、算出機能441は、放射線治療計画用CT装置100により収集されたCT画像データから、被治療体Pにおける各位置における接触面の方向を取得する。例えば、算出機能441は、接触面の方向として、被治療体Pにおける各位置における皮膚に対する垂線を法線ベクトルとする面の方向を取得する。そして、算出機能441は、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の方向と、接触面の方向のなす角度(以下、単に、接触角度とも記載する)を、被治療体Pにおける各位置について算出する。   Further, the calculation function 441 acquires the direction of the contact surface at each position in the treatment target P from the CT image data collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. For example, the calculation function 441 obtains the direction of the surface with the normal vector to the skin at each position in the treatment target P as the normal vector as the direction of the contact surface. Then, the calculation function 441 calculates an angle formed by the direction of the ultrasonic probe 310 in a state of scanning the treatment target site and the direction of the contact surface (hereinafter also simply referred to as a contact angle) in each position on the treatment target P. Is calculated.

例えば、接触角度が「90°」となる位置に超音波プローブ310を配置する場合には、皮膚に対して超音波プローブ310を垂直に置けばいいので、超音波プローブ310を設置することは容易である。従って、算出機能441は、接触角度が「90°」に近い値となる位置ほど、「I」を小さな値として算出する。一方で、例えば、接触角度が「0°」に近い位置に超音波プローブ310を配置する場合には、皮膚に対して超音波プローブ310を傾けて置くこととなる。超音波プローブ310を大きく傾けることは、設置の困難さに加えて、超音波プローブ310と皮膚との間に隙間を生じてしまう可能性がある。そして、超音波プローブ310と皮膚との間に隙間を生じた場合、超音波画像の収集は困難となる。従って、算出機能441は、接触角度が「0°」に近い値となる位置ほど、「I」を大きな値として算出する。   For example, when the ultrasonic probe 310 is disposed at a position where the contact angle is “90 °”, the ultrasonic probe 310 may be placed vertically with respect to the skin, so that it is easy to install the ultrasonic probe 310. It is. Therefore, the calculation function 441 calculates “I” as a smaller value at a position where the contact angle is closer to “90 °”. On the other hand, for example, when the ultrasonic probe 310 is disposed at a position where the contact angle is close to “0 °”, the ultrasonic probe 310 is inclined with respect to the skin. Inclining the ultrasonic probe 310 greatly may cause a gap between the ultrasonic probe 310 and the skin in addition to the difficulty of installation. When a gap is generated between the ultrasonic probe 310 and the skin, it is difficult to collect an ultrasonic image. Therefore, the calculation function 441 calculates “I” as a larger value at a position where the contact angle is closer to “0 °”.

一例を挙げると、算出機能441は、接触角度を「θ」とし、余弦「cosθ」の二乗の値を「I」とする。この場合、接触角度が「90°」であれば「I」は「0」となり、接触角度が「0°」であれば「I」は「1」となる。あるいは、算出機能441は、接触角度「θ」を「0°」から「90°」の範囲で算出し、余弦「cosθ」を「I」とする。   For example, the calculation function 441 sets the contact angle to “θ” and the square value of the cosine “cos θ” to “I”. In this case, if the contact angle is “90 °”, “I” becomes “0”, and if the contact angle is “0 °”, “I” becomes “1”. Alternatively, the calculation function 441 calculates the contact angle “θ” in the range of “0 °” to “90 °”, and sets the cosine “cos θ” to “I”.

なお、算出機能441は、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の方向として、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310において被治療体Pの皮膚に接触する面の中心座標から、治療対象部位への方向を算出する。そして、算出機能441は、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の方向及び接触面の方向から接触角度を算出し、接触角度に基づいて、「I」を算出する。   The calculation function 441 uses, as the direction of the ultrasonic probe 310 in the state of scanning the treatment target region, the center coordinates of the surface of the ultrasonic probe 310 in the state of scanning the treatment target region that contacts the skin of the treatment target P. The direction to the treatment target site is calculated. Then, the calculation function 441 calculates a contact angle from the direction of the ultrasonic probe 310 and the direction of the contact surface in a state of scanning the treatment target site, and calculates “I” based on the contact angle.

次に、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度に基づく値「S」について説明する。ここで、変形度とは、被治療体Pにおいて超音波プローブ310と接触する皮膚の変形のしやすさである。例えば、算出機能441は、被治療体Pの各位置の変形度を、近傍の組織及び骨までの距離に基づいて算出する。一例を挙げると、算出機能441は、放射線治療計画用CT装置100により収集されたCT画像データから、被治療体Pにおける各位置について、最も近い骨までの距離を算出する。そして、算出機能441は、骨までの距離が短いほど、変形度の値が小さくなるようにして、被治療体Pにおける各位置の変形度を算出する。   Next, the value “S” based on the degree of deformation of the contact surface of the treatment target P that contacts the ultrasonic probe 310 will be described. Here, the degree of deformation is the ease of deformation of the skin in contact with the ultrasonic probe 310 in the treatment target P. For example, the calculation function 441 calculates the degree of deformation at each position of the treatment target P based on the distance to nearby tissues and bones. For example, the calculation function 441 calculates the distance to the nearest bone for each position in the treatment target P from the CT image data collected by the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. And the calculation function 441 calculates the deformation degree of each position in the to-be-treated body P so that the value of the deformation degree becomes smaller as the distance to the bone is shorter.

そして、算出機能441は、被治療体Pにおける各位置について、変形度が小さいほど、値「S」を大きな値として算出する。一例を挙げると、変形度が大きい位置に超音波プローブ310を配置する場合、被治療体Pの皮膚と接触した状態で超音波プローブ310を治療対象部位の方向に向けることは容易である。従って、算出機能441は、変形度が大きい位置については、値「S」を小さな値として算出する。一方で、変形度が小さい位置に超音波プローブ310を配置する場合、治療対象部位の方向に向けるために超音波プローブ310を接触面に対して傾けると、超音波プローブ310と皮膚との間に隙間を生じてしまう場合がある。従って、算出機能441は、変形度が小さい位置については、値「S」を大きな値として算出する。   Then, the calculation function 441 calculates the value “S” as a larger value as the degree of deformation is smaller for each position in the treatment target P. For example, when the ultrasonic probe 310 is disposed at a position with a large degree of deformation, it is easy to direct the ultrasonic probe 310 toward the treatment target site in a state where the ultrasonic probe 310 is in contact with the skin of the treatment target P. Therefore, the calculation function 441 calculates the value “S” as a small value for a position where the degree of deformation is large. On the other hand, when the ultrasonic probe 310 is arranged at a position where the degree of deformation is small, if the ultrasonic probe 310 is tilted with respect to the contact surface in order to be directed toward the treatment target region, the ultrasonic probe 310 is placed between the ultrasonic probe 310 and the skin. There may be a gap. Therefore, the calculation function 441 calculates the value “S” as a large value for a position where the degree of deformation is small.

上述したように、算出機能441は、治療計画から、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲に基づく値「B」、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A」、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度に基づく値「I」、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度に基づく値「S」をそれぞれ算出する。また、算出機能441は、算出した「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」の値を用いて、式(1)により、推奨度「R」を算出する。   As described above, the calculation function 441 calculates the value “B” based on the irradiation range of the radiation irradiated to the treatment target region from the treatment plan, and the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target region. A value “A” based on the value, a value “D” based on the distance between the ultrasonic probe 310 and the treatment target region, and a value “I” based on the angle between the ultrasonic probe 310 and the contact surface in a state of scanning the treatment target region. ”And“ S ”based on the degree of deformation of the contact surface of the treatment object P that is in contact with the ultrasonic probe 310. In addition, the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” according to the equation (1) using the calculated values “B”, “A”, “D”, “I”, and “S”.

そして、通知制御機能442は、算出機能441が被治療体Pの各位置について算出した推奨度「R」を、被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知する(ステップS203)。以下、図10を用いて、推奨度の通知について説明する。図10は、第1の実施形態に係る推奨度の通知を説明するための図である。例えば、通知制御機能442は、図10に示すように、被治療体Pを表すモデル上に推奨度「R」に対応する色を付した画像を、ディスプレイ420やディスプレイ220、ディスプレイ330などに表示させることで、推奨度「R」を操作者に通知する。なお、通知制御機能442は、推奨度「R」に対応する色として、色相、彩度及び輝度のうち一つ、又は、色相、彩度及び輝度の2以上の組み合わせを用いることができる。   Then, the notification control function 442 notifies the operator of the recommendation degree “R” calculated by the calculation function 441 for each position of the treatment object P in association with the position on the treatment object P (step S203). Hereinafter, the notification of the recommendation level will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram for explaining notification of a recommendation level according to the first embodiment. For example, as shown in FIG. 10, the notification control function 442 displays an image with a color corresponding to the recommendation level “R” on the model representing the treatment target P on the display 420, the display 220, the display 330, or the like. By doing so, the operator is notified of the recommendation level “R”. Note that the notification control function 442 can use one of hue, saturation, and luminance, or a combination of two or more of hue, saturation, and luminance as a color corresponding to the recommendation level “R”.

また、通知制御機能442は、被治療体Pを表すモデルを、例えば、記憶回路430によって予め記憶されたモデルデータに基づいて生成することができる。ここで、モデルデータとは、例えば、年齢、成人/子供、男性/女性、体重、身長などの体格に関わるパラメータの複数の組み合わせに応じた標準的な体格を有する人体について、実際にCTなどの医用画像検査装置で撮影した画像である。   Further, the notification control function 442 can generate a model representing the treatment target P based on model data stored in advance by the storage circuit 430, for example. Here, the model data refers to a human body having a standard physique corresponding to a plurality of combinations of parameters related to physique such as age, adult / child, male / female, weight, height, etc. It is the image image | photographed with the medical image inspection apparatus.

例えば、通知制御機能442は、まず、治療計画やPACSサーバ60から読み出した被治療体情報に応じて対応するモデルデータを記憶回路430から読み出す。次に、通知制御機能442は、放射線治療計画用CT装置100から受信した被治療体PのCT画像データ(ボリュームデータ)中の解剖学的な特徴点を抽出する。また、通知制御機能442は、CT画像データ中の解剖学的な特徴点と、読み出したモデルデータ中の特徴点とを照合して、ボリュームデータの座標空間とモデルデータの座標空間とを関連付ける。そして、通知制御機能442は、特徴点の関連付けによりCT画像データに近似させたモデルデータを取得する。   For example, the notification control function 442 first reads out corresponding model data from the storage circuit 430 in accordance with the treatment plan and the treatment object information read from the PACS server 60. Next, the notification control function 442 extracts anatomical feature points in the CT image data (volume data) of the treatment target P received from the CT apparatus 100 for radiotherapy planning. In addition, the notification control function 442 collates the anatomical feature points in the CT image data with the feature points in the read model data, and associates the coordinate space of the volume data with the coordinate space of the model data. The notification control function 442 acquires model data approximated to CT image data by associating feature points.

即ち、通知制御機能442は、記憶回路430に記憶されたモデルデータから、被治療体Pの体型に合わせた人体モデルを生成することができる。そして、通知制御機能442は、生成した人体モデル上の各位置に、被治療体Pの各位置について算出された推奨度「R」を、色相、彩度及び輝度のうち一つ、又は、色相、彩度及び輝度の2以上の組み合わせによって表示することができる。なお、通知制御機能442は、上述した人体モデルに代えて、放射線治療計画用CT装置100等により収集された被治療体PのCT画像データを用いる場合であってもよい。   That is, the notification control function 442 can generate a human body model that matches the body shape of the treatment target P from the model data stored in the storage circuit 430. Then, the notification control function 442 gives the recommended degree “R” calculated for each position of the treatment target P to each position on the generated human body model, one of hue, saturation, and luminance, or hue. It can be displayed by a combination of two or more of saturation and luminance. Note that the notification control function 442 may use CT image data of the treatment target P collected by the radiation treatment planning CT apparatus 100 or the like instead of the above-described human body model.

また、通知制御機能442は、推奨度「R」を被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知することに加えて、MPR(Multi Planar Reconstruction)画像を表示させる場合であってもよい。なお、通知制御機能442は、MPR画像を、モデルデータ、放射線治療計画用CT装置100やその他のCT装置から送信されたCT画像データから生成することができる。   Further, the notification control function 442 may display a MPR (Multi Planar Reconstruction) image in addition to notifying the operator of the recommendation degree “R” in association with the position on the treatment target P. . Note that the notification control function 442 can generate an MPR image from model data, CT image data transmitted from the CT apparatus 100 for radiation therapy planning and other CT apparatuses.

例えば、通知制御機能442は、被治療体Pにおける各位置のうち、算出された推奨度「R」の値が最も小さかった位置や、操作者が入力回路410を介して指定した位置を含んで、相互に直交する3平面のMPR画像を表示させる。ここで、通知制御機能442は、表示させる3平面のMPR画像のうち、最低2平面に治療対象部位が含まれるようにすることができる。また、例えば、通知制御機能442は、治療対象部位を含んで相互に直交する3平面のMPR画像を表示させる。ここで、通知制御機能442は、表示させる3平面のMPR画像のうちの最低2平面に、算出された推奨度「R」の値が最も小さかった位置、あるいは操作者が入力回路410を介して指定した位置が含まれるようにすることができる。   For example, the notification control function 442 includes the position where the calculated recommendation level “R” is the smallest among the positions on the treatment target P and the position designated by the operator via the input circuit 410. Then, MPR images of three planes orthogonal to each other are displayed. Here, the notification control function 442 can cause the treatment target part to be included in at least two of the three-plane MPR images to be displayed. Further, for example, the notification control function 442 displays three plane MPR images that are orthogonal to each other including the treatment target region. Here, the notification control function 442 is configured such that the position where the calculated recommendation degree “R” is the smallest on the minimum two planes of the three plane MPR images to be displayed or the operator via the input circuit 410. The specified position can be included.

なお、上述した例では、算出機能441が、「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」を用いて、1つの推奨度「R」を算出する場合について説明した。ここで、算出機能441は、複数の推奨度を算出することもできる。一例を挙げると、算出機能441は、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲に基づく値「B」、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A」、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」、及び、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度に基づく値「S」の4つの値を用いて、以下の式(2)により、第1の推奨度を算出する。なお、式(2)における「a」、「b」、「c」及び「e」は、式(1)と同様である。   In the above-described example, the case where the calculation function 441 calculates one recommended degree “R” using “B”, “A”, “D”, “I”, and “S” has been described. Here, the calculation function 441 can also calculate a plurality of recommendation degrees. For example, the calculation function 441 uses a value “B” based on the irradiation range of radiation irradiated to the treatment target region, and a value “B” based on the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target region. A ”, a value“ D ”based on the distance between the ultrasonic probe 310 and the site to be treated, and a value“ S ”based on the degree of deformation of the contact surface of the treatment target P in contact with the ultrasonic probe 310 Using the two values, the first recommendation degree is calculated by the following equation (2). Note that “a”, “b”, “c”, and “e” in Equation (2) are the same as in Equation (1).

Figure 2017205482
Figure 2017205482

更に、算出機能441は、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度に基づく値「I」と所定の係数「d」とを掛け合わせることで、第2の推奨度を算出する。そして、通知制御機能442は、複数の推奨度のそれぞれを、被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知する。例えば、通知制御機能442は、第1の推奨度を色相及び彩度のうち一つ、又は、色相及び彩度の組み合わせによって表現し、第2の推奨度を輝度で表現した人体モデルの画像を、ディスプレイ420やディスプレイ220、ディスプレイ330などに表示させることで、被治療体Pの各位置における推奨度を操作者に通知する。   Further, the calculation function 441 multiplies the value “I” based on the angle between the ultrasonic probe 310 in a state of scanning the treatment target region and the contact surface by a predetermined coefficient “d”, thereby obtaining the second recommended degree. Is calculated. Then, the notification control function 442 notifies the operator of each of the plurality of recommended degrees in association with the position on the treatment target P. For example, the notification control function 442 represents an image of a human body model in which the first recommended degree is expressed by one of hue and saturation, or a combination of hue and saturation, and the second recommended degree is expressed by luminance. By displaying on the display 420, the display 220, the display 330, and the like, the operator is notified of the recommended degree at each position of the treatment target P.

あるいは、通知制御機能442は、算出機能441が算出した複数の推奨度ごとに、被治療体Pの各位置における推奨度を示す画像を生成し、操作者からの操作に応じて、通知する推奨度を切り替える場合であってもよい。また、推奨度の算出に用いる値「B」、「A」、「D」、「I」及び「S」の組み合わせは任意であり、推奨度を複数算出する場合には、重複して用いる場合であってもよい。   Alternatively, the notification control function 442 generates an image indicating the recommendation degree at each position of the treatment target P for each of the plurality of recommendation degrees calculated by the calculation function 441, and is notified according to the operation from the operator. The degree may be switched. Also, the combination of the values “B”, “A”, “D”, “I”, and “S” used for calculating the recommendation level is arbitrary. It may be.

次に、受付機能443は、超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を指定する指定操作を、入力回路410を通じて操作者から受け付ける(ステップS204)。ここで、受付機能443は、通知制御機能442により被治療体Pにおける位置に対応付けて表示された推奨度を参照した操作者から、超音波プローブ310の位置として適切であると判断した位置を指定する指定操作を受け付ける。   Next, the reception function 443 receives a designation operation for designating the position of the ultrasonic probe 310 in the treatment target P from the operator through the input circuit 410 (step S204). Here, the reception function 443 determines the position that is determined as appropriate as the position of the ultrasonic probe 310 from the operator who refers to the recommendation degree displayed in association with the position on the treatment target P by the notification control function 442. Accept the specified operation.

以下、図11A及び図11Bを用いて、超音波プローブ310の位置の指定操作の一例について説明する。図11A及び図11Bは、第1の実施形態に係る超音波プローブ310の位置の指定操作を説明するための図である。まず、通知制御機能442は、図11Aに示すように、人体モデル上の各位置に、被治療体Pの各位置について算出された推奨度を、対応する色相によって表示する。次に、操作者は、超音波プローブ310の位置を判断する。例えば、操作者は、推奨度が色相で表現された人体モデル上の各位置のうち、推奨度の値が最も小さい位置R1を、超音波プローブ310の位置として判断する。そして、受付機能443は、入力回路410が有するマウス操作等により、位置R1を指定する指定操作を受け付ける。   Hereinafter, an example of the position specifying operation of the ultrasonic probe 310 will be described with reference to FIGS. 11A and 11B. FIG. 11A and FIG. 11B are diagrams for explaining the operation of specifying the position of the ultrasonic probe 310 according to the first embodiment. First, as shown in FIG. 11A, the notification control function 442 displays the recommended degree calculated for each position of the treatment target P at each position on the human body model with a corresponding hue. Next, the operator determines the position of the ultrasonic probe 310. For example, the operator determines, as the position of the ultrasonic probe 310, the position R1 having the smallest recommended degree value among the positions on the human body model in which the recommended degree is expressed by hue. Then, the reception function 443 receives a designation operation for designating the position R1 by a mouse operation or the like included in the input circuit 410.

ここで、通知制御機能442は、指定操作を受け付けた位置において治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の接触面に対する角度を通知することができる。例えば、通知制御機能442は、図11Bに示すように、指定操作を受け付けた位置R1に、治療対象部位の方向を向いた超音波プローブ310を示す図形を表示することができる。そして、表示された超音波プローブ310の角度が不適切であると操作者によって判断される場合には、受付機能443は、超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を指定する指定操作を再度受け付けることができる。   Here, the notification control function 442 can notify the angle with respect to the contact surface of the ultrasonic probe 310 in a state where the treatment target region is scanned at the position where the designation operation is received. For example, as shown in FIG. 11B, the notification control function 442 can display a graphic indicating the ultrasonic probe 310 facing the treatment target region at the position R1 where the designation operation is received. If the operator determines that the displayed angle of the ultrasonic probe 310 is inappropriate, the reception function 443 again performs a designation operation for designating the position of the ultrasonic probe 310 in the treatment target P. Can be accepted.

そして、決定機能444は、超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を決定する(ステップS205)。例えば、決定機能444は、ステップS204において受付機能443が操作者から指定操作を受け付けた位置を、プローブ位置として決定する。なお、ステップS204は行わない場合であってもよい。この場合、決定機能444は、算出機能441により算出された推奨度の値に応じて、プローブ位置を決定する。例えば、決定機能444は、推奨度の値が最も小さい位置を、プローブ位置として決定する。   Then, the determination function 444 determines the position of the ultrasonic probe 310 on the treatment target P (step S205). For example, the determination function 444 determines the position where the reception function 443 receives the designation operation from the operator in step S204 as the probe position. Note that step S204 may not be performed. In this case, the determination function 444 determines the probe position according to the recommendation value calculated by the calculation function 441. For example, the determination function 444 determines the position having the smallest recommended value as the probe position.

上述したように、実施形態に係る処理回路440は、被治療体Pの位置ごとの推奨度を算出することを通じて、超音波プローブ310の位置決定を支援する。なお、放射線治療装置20は、処理回路440により実行されるステップS201からステップS205までのステップと並行して、被治療体Pを寝台に乗せ、被治療体Pの位置合わせを実行することができる。ここで、放射線治療装置20による被治療体Pの位置合わせは、図8のステップS104における位置合わせと同様である。   As described above, the processing circuit 440 according to the embodiment supports the position determination of the ultrasonic probe 310 by calculating the recommendation degree for each position of the treatment target P. The radiotherapy apparatus 20 can place the treatment object P on the bed and perform alignment of the treatment object P in parallel with steps S201 to S205 executed by the processing circuit 440. . Here, the alignment of the treatment target P by the radiation therapy apparatus 20 is the same as the alignment in step S104 of FIG.

次に、判定機能446は、超音波プローブ310の設置を補助するか否かを判定する(ステップS206)。例えば、判定機能446は、ディスプレイ420に表示されるGUIのダイアログボックスにおいて、「Yes」及び「No」を示すボタンを表示し、操作者からのボタンの押下に応じて、超音波プローブ310の設置を補助するか否かを判定する。また、例えば、判定機能446は、ディスプレイ420に表示されるGUIのチェックボックスへのチェックの有無に応じて、設置を補助するか否かを判定する。ここで、超音波プローブ310の設置を補助しない場合は(ステップS206否定)、超音波プローブ310を配置する支援のための処理を終了する。   Next, the determination function 446 determines whether to assist the installation of the ultrasonic probe 310 (step S206). For example, the determination function 446 displays buttons indicating “Yes” and “No” in a GUI dialog box displayed on the display 420, and sets the ultrasonic probe 310 in response to pressing of the button from the operator. It is determined whether or not to assist. Further, for example, the determination function 446 determines whether or not to assist installation depending on whether or not a check box of a GUI displayed on the display 420 is checked. If the installation of the ultrasonic probe 310 is not assisted (No at step S206), the process for assisting the placement of the ultrasonic probe 310 is terminated.

一方で、超音波プローブ310の設置を補助する場合(ステップS206肯定)、取得機能445は、超音波プローブ310の位置及び角度を取得する(ステップS207)。ここで、超音波プローブ310は、三次元座標系での位置及び角度を特定するためのセンサ350を備える。そして、取得機能445は、センサ350が検知した位置情報及び角度情報を受信することで、超音波プローブ310の位置及び角度を取得する。即ち、取得機能445が取得する超音波プローブ310の位置及び角度は、現時点における超音波プローブ310の位置及び角度を示す。   On the other hand, when assisting the installation of the ultrasonic probe 310 (Yes in step S206), the acquisition function 445 acquires the position and angle of the ultrasonic probe 310 (step S207). Here, the ultrasonic probe 310 includes a sensor 350 for specifying a position and an angle in a three-dimensional coordinate system. The acquisition function 445 acquires the position and angle of the ultrasonic probe 310 by receiving the position information and angle information detected by the sensor 350. That is, the position and angle of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 indicate the position and angle of the ultrasonic probe 310 at the current time.

次に、判定機能446は、決定機能444が決定したプローブ位置と、取得機能445が取得した超音波プローブ310の位置との一致度を判定する(ステップS208)。以下、決定機能444が決定した超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を推奨位置とも記載する。また、取得機能445が取得した超音波プローブ310の被治療体Pにおける位置を現在位置とも記載する。   Next, the determination function 446 determines the degree of coincidence between the probe position determined by the determination function 444 and the position of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 (step S208). Hereinafter, the position of the ultrasonic probe 310 determined by the determination function 444 in the treatment target P is also referred to as a recommended position. Further, the position of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 in the treatment target P is also referred to as the current position.

ここで、放射線治療システム1においては、放射線治療計画用CT装置100における座標系と、放射線治療装置20における座標系と、超音波診断装置30における座標系とが予め位置合わせされる。従って、判定機能446は、例えば、決定機能444が放射線治療計画用CT装置100の座標系で決定した推奨位置と、取得機能445が超音波診断装置30の座標系で取得した現在位置との位置関係を一意に同定することができる。そして、判定機能446は、例えば、推奨位置の座標と現在位置の座標との距離を算出し、算出した距離の値に反比例するように、推奨位置と現在位置との一致度(以下、位置の一致度とも記載する)を判定する。   Here, in the radiotherapy system 1, the coordinate system in the radiotherapy planning CT apparatus 100, the coordinate system in the radiotherapy apparatus 20, and the coordinate system in the ultrasonic diagnostic apparatus 30 are aligned in advance. Therefore, the determination function 446 is, for example, the position between the recommended position determined by the determination function 444 in the coordinate system of the radiation therapy planning CT apparatus 100 and the current position acquired by the acquisition function 445 in the coordinate system of the ultrasonic diagnostic apparatus 30. Relationships can be uniquely identified. The determination function 446 calculates, for example, the distance between the coordinates of the recommended position and the coordinates of the current position, and the degree of coincidence between the recommended position and the current position (hereinafter referred to as the position of the position) so as to be inversely proportional to the calculated distance value. (Also described as the degree of coincidence).

次に、通知制御機能442は、判定機能446が判定した位置の一致度を操作者に通知する(ステップS209)。例えば、通知制御機能442は、位置の一致度に対応する色や数字をディスプレイ420やディスプレイ220、ディスプレイ330などに表示させ、あるいは一致度に対応する音声その他の音を発することにより、一致度を操作者に通知する。即ち、通知制御機能442は、判定機能446により判定された一致度を、色相、彩度、輝度、数字、音、又は色相、彩度、輝度、数字、音の2以上の組み合わせによって操作者に通知する。   Next, the notification control function 442 notifies the operator of the degree of coincidence of the position determined by the determination function 446 (step S209). For example, the notification control function 442 displays the color or number corresponding to the degree of coincidence of the position on the display 420, the display 220, the display 330, or the like, or emits a sound or other sound corresponding to the degree of coincidence, thereby obtaining the degree of coincidence. Notify the operator. In other words, the notification control function 442 gives the degree of coincidence determined by the determination function 446 to the operator by hue, saturation, luminance, number, sound, or a combination of two or more of hue, saturation, luminance, number, and sound. Notice.

ここで、判定機能446は、超音波プローブ310を設置する位置を決定する決定操作を操作者から受け付けたか否かを判定する(ステップS210)。推奨位置への超音波プローブ310の設置が完了していない場合、判定機能446は、位置の決定操作を受け付けず(ステップS210否定)、通知制御機能442は、再度位置の一致度を操作者に通知する。   Here, the determination function 446 determines whether or not a determination operation for determining the position where the ultrasonic probe 310 is installed has been received from the operator (step S210). When the installation of the ultrasonic probe 310 at the recommended position has not been completed, the determination function 446 does not accept the position determination operation (No at Step S210), and the notification control function 442 gives the operator the degree of coincidence of the position again. Notice.

一方で、推奨位置への超音波プローブ310の設置が完了したと操作者が判断した場合、判定機能446は、位置の決定操作を受け付け(ステップS210肯定)、決定機能444が決定したプローブ位置(推奨位置)において治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310及び超音波プローブ310に接触する被治療体Pの接触面の角度と、取得機能445が取得した超音波プローブ310の角度との一致度を判定する(ステップS211)。   On the other hand, when the operator determines that the installation of the ultrasonic probe 310 at the recommended position is completed, the determination function 446 accepts a position determination operation (Yes in step S210), and the probe position determined by the determination function 444 ( The coincidence between the angle of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 and the angle of the contact surface of the ultrasonic probe 310 in a state of scanning the treatment target region at the recommended position) and the treatment target P contacting the ultrasonic probe 310 The degree is determined (step S211).

ここで、推奨位置において治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310とは、推奨位置から治療対象部位への方向を向いた超音波プローブ310である。また、超音波プローブ310に接触する被治療体Pの接触面とは、例えば、推奨位置における被治療体Pの皮膚からの垂線を法線ベクトルとする面である。以下では、推奨位置において治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310及び超音波プローブ310に接触する被治療体Pの接触面の角度を推奨角度とも記載する。   Here, the ultrasonic probe 310 in a state where the treatment target site is scanned at the recommended position is the ultrasonic probe 310 facing the direction from the recommended position to the treatment target site. In addition, the contact surface of the treatment object P that contacts the ultrasonic probe 310 is a surface having a normal vector as a normal line from the skin of the treatment object P at the recommended position, for example. Hereinafter, the angle of the contact surface of the ultrasonic probe 310 in a state where the treatment target site is scanned at the recommended position and the treatment target P contacting the ultrasonic probe 310 is also referred to as a recommended angle.

また、取得機能445が取得した超音波プローブ310の角度とは、例えば、現在の超音波プローブ310が向いている方向と、推奨位置における被治療体Pの接触面との角度である。以下では、取得機能445が取得した超音波プローブ310の角度を現在角度とも記載する。そして、判定機能446は、放射線治療システム1においては各装置の座標系が予め位置合わせされることから、推奨角度と現在角度との関係を一意に同定することができる。そして、判定機能446は、例えば、推奨角度と現在角度との差を算出し、算出した差に反比例するように、推奨角度と現在角度との一致度(以下、角度の一致度とも記載する)を判定する。   The angle of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 is, for example, the angle between the current direction of the ultrasonic probe 310 and the contact surface of the treatment target P at the recommended position. Hereinafter, the angle of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445 is also referred to as a current angle. The determination function 446 can uniquely identify the relationship between the recommended angle and the current angle because the coordinate system of each device is previously aligned in the radiation therapy system 1. Then, the determination function 446 calculates, for example, a difference between the recommended angle and the current angle, and a degree of coincidence between the recommended angle and the current angle so as to be inversely proportional to the calculated difference (hereinafter also referred to as an angle coincidence). Determine.

次に、通知制御機能442は、判定機能446が判定した角度の一致度を操作者に通知する(ステップS212)。例えば、通知制御機能442は、角度の一致度に対応する色や数字をディスプレイ420やディスプレイ220、ディスプレイ330などに表示させ、あるいは角度の一致度に対応する音声その他の音を発することにより、角度の一致度を操作者に通知する。即ち、通知制御機能442は、判定機能446により判定された角度の一致度を、色相、彩度、輝度、数字及び音のうち一つ、又は、色相、彩度、輝度、数字及び音の2以上の組み合わせによって操作者に通知する。   Next, the notification control function 442 notifies the operator of the degree of coincidence of the angles determined by the determination function 446 (step S212). For example, the notification control function 442 displays the color or number corresponding to the degree of coincidence of the angles on the display 420, the display 220, the display 330, or the like, or emits a sound or other sound corresponding to the degree of coincidence of the angles. Is notified to the operator. That is, the notification control function 442 determines the degree of coincidence of the angles determined by the determination function 446 as one of hue, saturation, luminance, number, and sound, or 2 of hue, saturation, luminance, number, and sound. The operator is notified by the above combination.

ここで、判定機能446は、超音波プローブ310を設置する角度を決定する決定操作を操作者から受け付けたか否かを判定する(ステップS213)。推奨角度に超音波プローブ310の角度を合わせる操作が完了していない場合、判定機能446は、角度の決定操作を受け付けず(ステップS213否定)、通知制御機能442は、再度角度の一致度を操作者に通知する。一方で、推奨角度に超音波プローブ310の角度を合わせる操作が完了した場合、判定機能446は、操作者から角度の決定操作を受け付け(ステップS213肯定)、超音波プローブ310を配置する支援のための処理を終了する。   Here, the determination function 446 determines whether or not a determination operation for determining the angle at which the ultrasonic probe 310 is installed has been received from the operator (step S213). If the operation for adjusting the angle of the ultrasonic probe 310 to the recommended angle has not been completed, the determination function 446 does not accept the angle determination operation (No in step S213), and the notification control function 442 operates the angle coincidence again. The person in charge. On the other hand, when the operation for adjusting the angle of the ultrasonic probe 310 to the recommended angle is completed, the determination function 446 accepts an angle determination operation from the operator (Yes in step S213), and supports the placement of the ultrasonic probe 310. Terminate the process.

なお、通知制御機能442は、判定機能446が判定した超音波プローブ310の位置の一致度及び角度の一致度を、同時に通知することもできる。一例を挙げると、通知制御機能442は、人体モデル上に、推奨位置にあり推奨角度の方向を向いた超音波プローブ310を示す図形と、現在位置にあり現在角度の方向を向いた超音波プローブ310を示す図形とを合成した画像を操作者に提示することで、位置の一致度及び角度の一致度を同時に通知する。   The notification control function 442 can simultaneously notify the degree of coincidence of the position and angle of the ultrasonic probe 310 determined by the determination function 446. For example, the notification control function 442 includes, on the human body model, a figure indicating the ultrasonic probe 310 at the recommended position and facing the recommended angle, and an ultrasonic probe at the current position and facing the current angle. By presenting an image synthesized with the graphic representing 310 to the operator, the degree of coincidence of the position and the degree of coincidence of the angles are simultaneously notified.

超音波プローブ310の配置が終了すると、超音波診断装置30は、治療対象部位を含む超音波画像を生成し、ディスプレイ330等を通じて操作者に提示する。また、放射線治療の開始コマンドが入力されると、放射線治療装置20は、超音波ガイドの下で治療対象部位の位置や動きを確認しながら、治療計画に従って被治療体Pに対して放射線を照射し、放射線治療を実行する。   When the placement of the ultrasound probe 310 is completed, the ultrasound diagnostic apparatus 30 generates an ultrasound image including the treatment target site and presents it to the operator through the display 330 or the like. When a radiation therapy start command is input, the radiation therapy apparatus 20 irradiates the body P to be treated according to the treatment plan while confirming the position and movement of the treatment target site under the ultrasound guide. And perform radiation therapy.

上述したように、第1の実施形態によれば、算出機能441が、被治療体Pの対象部位に対する放射線の照射計画に基づいて、放射線の照射時に対象部位を走査する超音波プローブ310の配置の推奨度を、被治療体Pにおける位置ごとに算出する。通知制御機能442が、推奨度を被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、放射線治療における超音波プローブの配置を支援することを可能にする。   As described above, according to the first embodiment, the calculation function 441 arranges the ultrasonic probe 310 that scans the target part at the time of radiation irradiation based on the radiation irradiation plan for the target part of the treatment target P. Is calculated for each position in the treatment target P. The notification control function 442 notifies the operator of the recommendation level in association with the position on the treatment target P. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment makes it possible to support the placement of the ultrasound probe in radiotherapy.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、治療対象部位に照射される放射線の照射範囲に基づく値「B」に基づいて、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、超音波プローブ310や固定部を透過する際に放射線が減衰して放射線治療の効率が低下したり、超音波プローブ310そのものが劣化したりすることを回避できるように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the recommendation degree based on the value “B” based on the irradiation range of the radiation irradiated to the treatment target site. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment attenuates radiation when passing through the ultrasonic probe 310 and the fixed part, thereby reducing the efficiency of radiotherapy, or degrading the ultrasonic probe 310 itself. In order to avoid this, it is possible to assist the placement of the ultrasonic probe 310 on the treatment target P.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、放射線の散乱線強度に基づいて値「B」を算出し、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、放射線の照射範囲に含まれない位置に超音波プローブ310を配置する際に、放射線の散乱線による超音波プローブ310の劣化を低減することを可能にする。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the value “B” based on the scattered radiation intensity of the radiation, and calculates the recommendation degree. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment reduces deterioration of the ultrasonic probe 310 due to scattered radiation when the ultrasonic probe 310 is disposed at a position not included in the radiation irradiation range. Enable.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、超音波プローブ310と治療対象部位との間における超音波の媒質の分布に基づく値「A」に基づいて、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、超音波パス上の超音波の媒質として骨や気体が分布することで治療対象部位の超音波画像の画質が低下することを回避できるように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the recommendation degree based on the value “A” based on the distribution of the ultrasonic medium between the ultrasonic probe 310 and the treatment target site. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment can avoid the deterioration of the image quality of the ultrasound image of the treatment target site due to the distribution of bones and gas as the ultrasound medium on the ultrasound path. In addition, it is possible to assist in placing the ultrasonic probe 310 on the treatment target P.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、超音波パス上の各位置の信号値に基づく分散値を算出し、算出した分散値に基づいて値「A」を算出し、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、超音波パス上の超音波の媒質として骨や気体が分布しない位置に超音波プローブ310を配置する際についても、超音波パスにおける音波の媒質としての体内組織の分布が不均一であることで超音波が減衰し、超音波画像の画質が低下することを回避できるように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates a dispersion value based on the signal value at each position on the ultrasonic path, calculates the value “A” based on the calculated dispersion value, and recommends it. Calculate the degree. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment also applies the sound wave in the ultrasonic path even when the ultrasonic probe 310 is arranged at a position where no bone or gas is distributed as the ultrasonic medium on the ultrasonic path. The ultrasound probe 310 is supported to be placed on the treatment target P so that the ultrasonic wave is attenuated due to the non-uniform distribution of the body tissue as a medium and the image quality of the ultrasonic image is deteriorated. be able to.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、複数のCT画像データに基づいて治療対象部位の動きの情報を算出し、超音波パス上の超音波の媒質の時間的に変化する分布を算出し、算出した分布に基づいて値「A」を算出し、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、治療対象部位が肺に近い位置にあるなどして治療対象部位が放射線治療の最中に動く場合であっても、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates information on the movement of the treatment target region based on a plurality of CT image data, and changes with time of the ultrasonic medium on the ultrasonic path. A distribution is calculated, a value “A” is calculated based on the calculated distribution, and a recommendation level is calculated. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment is applied to the treatment target P even when the treatment target part moves during the radiation treatment because the treatment target part is located near the lung. Assistance in placing the ultrasound probe 310 can be provided.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」に基づいて、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、超音波パスが長くなることで治療対象部位に到達する超音波が減衰し、治療対象部位の超音波画像の画質が低下することを回避できるように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the recommendation degree based on the value “D” based on the distance between the ultrasound probe 310 and the treatment target site. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment avoids that the ultrasonic wave reaching the treatment target site is attenuated due to the long ultrasonic path, and the image quality of the ultrasonic image of the treatment target site is deteriorated. As can be done, it is possible to assist the placement of the ultrasonic probe 310 on the treatment target P.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、超音波パスにおける超音波の減衰率及び走査条件を用いて値「D」を算出する関数を定義し、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、治療対象部位に到達する超音波の減衰の程度をより適切に算出することができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 defines a function for calculating the value “D” using the ultrasonic attenuation rate and the scanning condition in the ultrasonic path, and calculates the recommendation degree. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment can more appropriately calculate the degree of attenuation of the ultrasonic waves that reach the treatment target site.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310と接触面との角度に基づく値「I」に基づいて、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、被治療体Pの皮膚に対して超音波プローブ310を大きく傾けて設置するという困難を回避できるように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   In addition, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the recommendation degree based on the value “I” based on the angle between the ultrasonic probe 310 in a state of scanning the treatment target region and the contact surface. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment avoids the difficulty of installing the ultrasonic probe 310 with a large inclination with respect to the skin of the treatment target P, so that the ultrasonic probe is applied to the treatment target P. Assistance with placing 310 can be provided.

また、第1の実施形態によれば、算出機能441は、超音波プローブ310と接触する被治療体Pの接触面の変形度に基づく値「S」に基づいて、推奨度を算出する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、被治療体Pの皮膚に対して超音波プローブ310を密着させた状態で傾け得るように、被治療体Pに超音波プローブ310を配置する支援をすることができる。   Further, according to the first embodiment, the calculation function 441 calculates the recommendation degree based on the value “S” based on the degree of deformation of the contact surface of the treatment target P that contacts the ultrasonic probe 310. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment places the ultrasonic probe 310 on the treatment target P so that the treatment can be tilted in a state where the ultrasonic probe 310 is in close contact with the skin of the treatment target P. Can help.

また、第1の実施形態によれば、判定機能446は、超音波プローブ310の推奨位置と現在位置との一致度、及び推奨角度と現在角度との一致度を判定し、通知制御機能442は、判定された一致度を操作者に通知する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、被治療体Pへの超音波プローブ310の設置を補助することができる。   Further, according to the first embodiment, the determination function 446 determines the degree of coincidence between the recommended position of the ultrasonic probe 310 and the current position, and the degree of coincidence between the recommended angle and the current angle, and the notification control function 442 The determined degree of coincidence is notified to the operator. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment can assist the installation of the ultrasonic probe 310 on the treatment target P.

また、第1の実施形態によれば、通知制御機能442は、超音波プローブ310の推奨位置と現在位置との一致度、及び推奨角度と現在角度との一致度をそれぞれ操作者に通知する。従って、第1の実施形態に係る治療計画装置40は、被治療体Pに超音波プローブ310を設置する際に位置及び角度を同時に調整する困難を回避し、超音波プローブ310を容易に設置することを可能にする。   Further, according to the first embodiment, the notification control function 442 notifies the operator of the degree of coincidence between the recommended position of the ultrasonic probe 310 and the current position and the degree of coincidence between the recommended angle and the current angle. Therefore, the treatment planning apparatus 40 according to the first embodiment avoids the difficulty of simultaneously adjusting the position and angle when installing the ultrasonic probe 310 on the treatment target P, and easily installs the ultrasonic probe 310. Make it possible.

(第2の実施形態)
さて、これまで第1の実施形態について説明したが、上述した第1の実施形態以外にも、種々の異なる形態にて実施されてよいものである。
(Second Embodiment)
Although the first embodiment has been described so far, the present invention may be implemented in various different forms other than the first embodiment described above.

上述した第1の実施形態では、算出した推奨度を操作者に通知する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、算出機能441は、算出した推奨度を操作者に通知することに加えて、あるいは推奨度を操作者に通知することに代えて、推奨度に基づき、治療計画を補正する場合であってもよい。   In the first embodiment described above, the case where the calculated recommendation degree is notified to the operator has been described. However, the embodiment is not limited to this. For example, the calculation function 441 is a case where the treatment plan is corrected based on the recommendation degree in addition to notifying the operator of the calculated recommendation degree or instead of notifying the operator of the recommendation degree. Also good.

例えば、算出機能441は、被治療体Pにおける各位置について推奨度を算出した結果、超音波プローブ310の位置として適切な位置がないと判定した場合に、治療計画を補正する。一例を挙げると、算出機能441は、被治療体Pにおける各位置について算出された推奨度の最小値を閾値と比較し、推奨度の最小値が閾値よりも大きい場合に、超音波プローブ310を配置する適切な位置がないと判定する。   For example, the calculation function 441 corrects the treatment plan when it is determined that there is no appropriate position as the position of the ultrasonic probe 310 as a result of calculating the recommendation degree for each position in the treatment target P. For example, the calculation function 441 compares the minimum recommended value calculated for each position in the treatment object P with a threshold, and if the minimum recommended value is larger than the threshold, It is determined that there is no appropriate position to place.

超音波プローブ310を配置する適切な位置がないと判定した場合、算出機能441は、例えば、治療計画のうち、超音波の周波数を補正する。ここで、周波数が小さくなるように治療計画を補正することで、超音波が減衰しにくくなり、より離れた位置から治療対象部位を走査することが可能となる。言い換えると、周波数が小さくなるように治療計画を補正することで、超音波プローブ310と治療対象部位との間の距離に基づく値「D」が小さくなり、被治療体Pの各位置における推奨度の値も小さくなる。例えば、算出機能441は、被治療体Pの各位置における推奨度の最小値が閾値を下回るように、周波数を補正する。   If it is determined that there is no appropriate position for placing the ultrasound probe 310, the calculation function 441 corrects the frequency of the ultrasound in the treatment plan, for example. Here, by correcting the treatment plan so as to reduce the frequency, the ultrasonic wave is less likely to be attenuated, and it is possible to scan the treatment target site from a more distant position. In other words, by correcting the treatment plan so as to reduce the frequency, the value “D” based on the distance between the ultrasound probe 310 and the treatment target region is reduced, and the recommended degree at each position of the treatment object P The value of becomes smaller. For example, the calculation function 441 corrects the frequency so that the minimum value of the recommendation degree at each position of the treatment target P is lower than the threshold value.

そして、算出機能441は、補正後の治療計画に基づいて、再度、推奨度を算出し、通知制御機能442は、補正後の治療計画に基づく推奨度を操作者に通知する。ここで、周波数の補正後においては推奨度が閾値を下回る位置が存在するため、通知制御機能442は、超音波プローブ310を配置する適切な位置を操作者に提示することができる。   Then, the calculation function 441 calculates the recommended degree again based on the corrected treatment plan, and the notification control function 442 notifies the operator of the recommended degree based on the corrected treatment plan. Here, since there is a position where the recommendation level is lower than the threshold after the frequency correction, the notification control function 442 can present the operator with an appropriate position where the ultrasonic probe 310 is placed.

また、例えば、算出機能441は、超音波プローブ310を配置する適切な位置が存在すると判定した場合に、治療計画を補正する場合であってもよい。一例を挙げると、算出機能441は、被治療体Pの各位置について算出した推奨度の最小値を閾値と比較し、推奨度の最小値が閾値よりも小さい場合に、超音波プローブ310を配置する適切な位置が存在すると判定する。   Further, for example, the calculation function 441 may be a case where the treatment plan is corrected when it is determined that there is an appropriate position where the ultrasound probe 310 is disposed. For example, the calculation function 441 compares the minimum recommended value calculated for each position of the treatment object P with a threshold value, and places the ultrasonic probe 310 when the minimum recommended value is smaller than the threshold value. It is determined that an appropriate position exists.

超音波プローブ310を配置する適切な位置が存在すると判定した場合、算出機能441は、例えば、超音波の周波数が大きくなるように治療計画を補正する。かかる場合、値「D」が大きくなり、被治療体Pの各位置における推奨度の値も大きくなるため、算出機能441は、超音波プローブ310を配置する適切な位置がなくならない範囲で、超音波の周波数が大きくなるように治療計画を補正する。そして、算出機能441は、治療計画を補正することで、高周波数の超音波に基づく高コントラストの超音波画像を生成することを可能とする。また、通知制御機能442は、超音波プローブ310を配置する適切な位置を操作者に提示する。   When it is determined that there is an appropriate position for placing the ultrasound probe 310, the calculation function 441 corrects the treatment plan so that, for example, the frequency of the ultrasound is increased. In such a case, since the value “D” increases and the value of the recommendation degree at each position of the treatment target P also increases, the calculation function 441 does not have an appropriate position where the ultrasonic probe 310 is disposed. The treatment plan is corrected so that the frequency of the sound wave is increased. And the calculation function 441 makes it possible to generate a high-contrast ultrasound image based on high-frequency ultrasound by correcting the treatment plan. Further, the notification control function 442 presents an appropriate position where the ultrasonic probe 310 is disposed to the operator.

上述した例では、治療計画のうち、治療対象部位の走査に用いる超音波の周波数を補正する場合について説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、算出機能441は、治療計画のうち、他の条件(例えば、治療用の放射線の照射方向など)を補正する場合であってもよい。   In the above-described example, the case has been described in which the frequency of the ultrasonic wave used for scanning the treatment target region in the treatment plan is corrected. However, the embodiment is not limited to this, and the calculation function 441 may be a case where other conditions (for example, the irradiation direction of the therapeutic radiation) are corrected in the treatment plan.

また、上述した第1の実施形態では、算出機能441が、推奨度「R」を、「0」以上の数値として、また、値が小さいほど超音波プローブ310の位置として好適であるものとして算出する場合を一例として説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、算出機能441は、推奨度「R」を、値が大きいほど超音波プローブ310の位置として好適であるものとして算出する場合であってもよい。また、算出機能441が推奨度「R」を数値として算出する際の数値の範囲は任意である。また、例えば、算出機能441は、推奨度「R」を、2以上の段階で評価する場合であってもよい。一例を挙げると、算出機能441は、推奨度「R」として、被治療体Pの各位置が超音波プローブ310の位置として適切であるか否かを算出する場合であってもよい。   In the first embodiment described above, the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” as a numerical value equal to or greater than “0”, and the smaller the value, the more preferable the position of the ultrasonic probe 310 is. The case where it does is demonstrated as an example. However, the embodiment is not limited to this. For example, the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” as the value of the ultrasonic probe 310 is more suitable as the value is larger. Also good. In addition, the numerical value range when the calculation function 441 calculates the recommendation degree “R” as a numerical value is arbitrary. For example, the calculation function 441 may evaluate the recommendation level “R” in two or more stages. For example, the calculation function 441 may calculate whether or not each position of the treatment target P is appropriate as the position of the ultrasonic probe 310 as the recommendation degree “R”.

また、第1の実施形態では、推奨位置における被治療体Pの接触面を基準として超音波プローブ310の推奨角度及び現在角度を算出する場合について説明したが、実施形態はこれに限定されるものではない。例えば、判定機能446は、放射線治療装置20が設置される部屋の床や壁といった任意の面を基準として、超音波プローブ310の推奨角度及び現在角度を算出することができる。また、例えば、判定機能446は、推奨位置において治療対象部位を走査する状態の超音波プローブ310の方向ベクトルと、取得機能445が取得した超音波プローブ310の方向ベクトルとの内積を求め、内積の値が大きいほど一致度も大きいものとして、角度の一致度を判定することもできる。   In the first embodiment, the case where the recommended angle and the current angle of the ultrasonic probe 310 are calculated based on the contact surface of the treatment target P at the recommended position has been described. However, the embodiment is limited to this. is not. For example, the determination function 446 can calculate the recommended angle and the current angle of the ultrasonic probe 310 based on an arbitrary surface such as a floor or a wall of a room where the radiation therapy apparatus 20 is installed. Further, for example, the determination function 446 obtains the inner product of the direction vector of the ultrasonic probe 310 in a state where the treatment target site is scanned at the recommended position and the direction vector of the ultrasonic probe 310 acquired by the acquisition function 445, and calculates the inner product. The degree of coincidence of angles can also be determined on the assumption that the degree of coincidence increases as the value increases.

また、第1の実施形態では、治療計画の立案に用いられるボリュームデータとしてCT画像データを用いる場合を例に挙げて説明した。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではなく、例えば、MRI装置や、PET装置、SPECT装置などによって収集されたボリュームデータを用いる場合であってもよい。   In the first embodiment, the case where CT image data is used as volume data used for planning a treatment plan has been described as an example. However, the embodiment is not limited to this. For example, volume data collected by an MRI apparatus, a PET apparatus, a SPECT apparatus, or the like may be used.

また、上述した第1の実施形態では、放射線治療における超音波プローブ310の配置を支援する支援装置として、処理回路440による各機能を実行する治療計画装置40について説明した。しかしながら実施形態はこれに限定されるものではなく、上述した支援装置は、図1に示したいずれの装置によって実現されてもよいし、図1に示した各装置とは別個の装置として実現されてもよい。   In the first embodiment described above, the treatment planning device 40 that executes each function by the processing circuit 440 has been described as a support device that supports the placement of the ultrasound probe 310 in radiotherapy. However, the embodiment is not limited to this, and the above-described support device may be realized by any of the devices shown in FIG. 1, or may be realized as a device separate from each device shown in FIG. May be.

例えば、放射線治療装置20が、放射線治療における超音波プローブ310の配置を支援することができる。一例を挙げると、まず、放射線治療装置20のシステム制御回路260が、治療計画装置40から、被治療体Pの治療対象部位に対する治療計画を取得する。次に、システム制御回路260が、治療計画に基づいて、超音波プローブ310の配置の推奨度を被治療体Pにおける位置ごとに算出し、算出した推奨度を被治療体Pにおける位置に対応付けて操作者に通知することで、放射線治療における超音波プローブ310の配置を支援することができる。即ち、システム制御回路260が、処理回路440による各機能を実行することで、上述した支援装置が放射線治療装置20において実現される。   For example, the radiotherapy apparatus 20 can assist in the placement of the ultrasound probe 310 in radiotherapy. As an example, first, the system control circuit 260 of the radiotherapy apparatus 20 acquires a treatment plan for the treatment target site of the treatment target P from the treatment plan apparatus 40. Next, the system control circuit 260 calculates the recommended degree of placement of the ultrasonic probe 310 for each position in the treatment object P based on the treatment plan, and associates the calculated recommendation degree with the position in the treatment object P. By notifying the operator, it is possible to assist the placement of the ultrasound probe 310 in radiotherapy. That is, the system control circuit 260 executes each function by the processing circuit 440, whereby the above-described support device is realized in the radiation therapy apparatus 20.

なお、上述した放射線治療計画用CT装置100、放射線治療装置20、超音波診断装置30及び治療計画装置40の説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)、或いは、特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)、プログラマブル論理デバイス(例えば、単純プログラマブル論理デバイス(Simple Programmable Logic Device:SPLD)、複合プログラマブル論理デバイス(Complex Programmable Logic Device:CPLD)、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ(Field Programmable Gate Array:FPGA))等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて1つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。   The term “processor” used in the description of the above-described CT apparatus 100 for radiotherapy planning, the radiotherapy apparatus 20, the ultrasonic diagnostic apparatus 30, and the therapy planning apparatus 40 is, for example, a CPU (Central Processing Unit), a GPU (GPU). Graphics Processing Unit), Application Specific Integrated Circuit (ASIC), Programmable Logic Device (for example, Simple Programmable Logic Device (SPLD), Complex Programmable Logic Device (Complex Programmable Logic Device) CPLD) and a field programmable gate array (FPGA)). The processor implements a function by reading and executing a program stored in the storage circuit. Instead of storing the program in the storage circuit, the program may be directly incorporated in the processor circuit. In this case, the processor realizes the function by reading and executing the program incorporated in the circuit. Note that each processor of the present embodiment is not limited to being configured as a single circuit for each processor, but may be configured as a single processor by combining a plurality of independent circuits to realize the function. Good.

また、第1の実施形態で図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。即ち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部または任意の一部が、CPUおよび当該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現され、或いは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。   In addition, each component of each device illustrated in the first embodiment is functionally conceptual and does not necessarily need to be physically configured as illustrated. That is, the specific form of distribution / integration of each device is not limited to the one shown in the figure, and all or a part thereof may be functionally or physically distributed or arbitrarily distributed in arbitrary units according to various loads or usage conditions. Can be integrated and configured. Further, all or a part of each processing function performed in each device may be realized by a CPU and a program that is analyzed and executed by the CPU, or may be realized as hardware by wired logic.

また、第1の実施形態で説明した支援方法は、予め用意された支援プログラムをパーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することによって実現することができる。この支援プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。また、この支援プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク(FD)、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行することもできる。   The support method described in the first embodiment can be realized by executing a support program prepared in advance on a computer such as a personal computer or a workstation. This support program can be distributed via a network such as the Internet. The support program can also be executed by being recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk (FD), a CD-ROM, an MO, and a DVD, and being read from the recording medium by the computer.

以上説明したとおり、第1及び第2の実施形態によれば、放射線治療における超音波プローブの配置を支援することを可能にする。   As described above, according to the first and second embodiments, it is possible to support the placement of the ultrasound probe in radiotherapy.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

40 治療計画装置
441 算出機能
442 通知制御機能
40 Treatment Planning Device 441 Calculation Function 442 Notification Control Function

Claims (19)

被治療体の対象部位に対する放射線の照射計画に基づいて、前記放射線の照射時に前記対象部位を走査する超音波プローブの配置の推奨度を、前記被治療体における位置ごとに算出する算出部と、
前記推奨度を前記被治療体における位置に対応付けて操作者に通知する通知制御部と、
を備える、支援装置。
Based on the radiation irradiation plan for the target part of the treatment target, a calculation unit that calculates the recommended degree of placement of the ultrasonic probe that scans the target part at the time of irradiation of the radiation for each position in the treatment target;
A notification control unit that notifies the operator of the recommendation degree in association with a position on the treatment object;
A support device comprising:
前記算出部は、前記対象部位に照射される放射線の照射範囲、前記超音波プローブと前記対象部位との間における超音波の媒質の分布、前記超音波プローブと前記対象部位との間の距離、前記超音波プローブと接触する前記被治療体の接触面の変形度、及び、前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブと前記接触面との角度のうち少なくとも一つに基づいて、前記推奨度を算出する、請求項1に記載の支援装置。   The calculation unit includes an irradiation range of radiation applied to the target part, a distribution of an ultrasonic medium between the ultrasonic probe and the target part, a distance between the ultrasonic probe and the target part, The recommendation is based on at least one of a degree of deformation of a contact surface of the treatment object in contact with the ultrasonic probe and an angle between the ultrasonic probe and the contact surface in a state of scanning the target site. The support device according to claim 1, wherein the degree is calculated. 前記算出部は、前記放射線の照射範囲に含まれる位置を除く前記被治療体における位置について、前記放射線の照射範囲に含まれる位置よりも推奨されることを示す前記推奨度を算出する、請求項2に記載の支援装置。   The calculation unit calculates the recommendation degree indicating that a position in the treatment object excluding a position included in the radiation irradiation range is recommended over a position included in the radiation irradiation range. 2. The support device according to 2. 前記算出部は、前記放射線の照射範囲に含まれる位置を除く前記被治療体における位置について、当該位置における前記放射線の散乱線の強度に基づいて、前記推奨度を算出する、請求項2又は3に記載の支援装置。   The said calculation part calculates the said recommendation degree about the position in the said to-be-treated body except the position included in the irradiation range of the said radiation based on the intensity | strength of the scattered radiation of the said radiation in the said position. The support device described in 1. 前記算出部は、前記超音波プローブと前記対象部位との間における超音波の媒質として骨又は気体が分布する位置を除く前記被治療体における位置について、前記媒質として骨又は気体が分布する位置よりも推奨されることを示す前記推奨度を算出する、請求項2〜4のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit is configured to determine a position in the treatment target excluding a position where bone or gas is distributed as an ultrasonic medium between the ultrasonic probe and the target site, from a position where bone or gas is distributed as the medium. The support device according to any one of claims 2 to 4, wherein the degree of recommendation indicating that is also recommended is calculated. 前記算出部は、前記超音波プローブと前記対象部位との間の領域の各位置の信号値に基づく分散値を算出し、算出した分散値に基づいて前記推奨度を算出する、請求項2〜5のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit calculates a variance value based on a signal value at each position in a region between the ultrasound probe and the target site, and calculates the recommendation degree based on the calculated variance value. The support device according to claim 5. 前記算出部は、前記対象部位を含み時系列的に収集された複数の医用画像に基づいて前記対象部位の動きの情報を算出し、前記複数の医用画像及び前記動きの情報に基づいて前記超音波プローブと前記対象部位との間において時間的に変化する媒質の分布を算出し、算出した媒質の分布に基づいて前記推奨度を算出する、請求項2〜6のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit calculates movement information of the target part based on a plurality of medical images collected in a time series including the target part, and the super image is calculated based on the plurality of medical images and the movement information. The distribution of a medium that changes with time between the acoustic probe and the target site is calculated, and the recommendation degree is calculated based on the calculated distribution of the medium. Support device. 前記算出部は、前記距離と、前記超音波プローブによる走査の走査条件とに基づいて、前記超音波プローブから送信される超音波の前記対象部位における減衰の度合いを算出し、算出した減衰の度合いに基づいて前記推奨度を算出する、請求項2〜7のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit calculates a degree of attenuation of the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic probe in the target region based on the distance and a scanning condition of scanning by the ultrasonic probe, and calculates the calculated degree of attenuation. The support device according to any one of claims 2 to 7, wherein the recommendation degree is calculated based on the value. 前記算出部は、前記変形度を、前記接触面の近傍の組織及び前記接触面から骨までの距離に基づいて算出する、請求項2〜8のいずれか一項に記載の支援装置。   The support device according to any one of claims 2 to 8, wherein the calculation unit calculates the degree of deformation based on a tissue in the vicinity of the contact surface and a distance from the contact surface to a bone. 前記算出部は、前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブと前記接触面との角度として、前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブが前記接触面に接触する面の中心から前記対象部位までの方向と、前記接触面との角度を算出する、請求項2〜9のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit, as an angle between the ultrasonic probe in a state of scanning the target region and the contact surface, from the center of a surface where the ultrasonic probe in a state of scanning the target region contacts the contact surface The support device according to any one of claims 2 to 9, wherein an angle between a direction to a target site and the contact surface is calculated. 前記算出部は、前記放射線の照射範囲に前記超音波プローブ及び当該超音波プローブの固定部の少なくとも一方が含まれる位置を除く前記被治療体における位置について、前記放射線の照射範囲に前記超音波プローブ及び前記固定部が含まれる位置よりも推奨されることを示す前記推奨度を算出する、請求項2〜10のいずれか一項に記載の支援装置。   The calculation unit includes the ultrasonic probe within the radiation irradiation range with respect to a position in the treatment object excluding a position where at least one of the ultrasonic probe and the fixing unit of the ultrasonic probe is included in the radiation irradiation range. The support device according to any one of claims 2 to 10, wherein the degree of recommendation indicating that the position is recommended from a position including the fixing unit is calculated. 前記通知制御部は、前記推奨度を、色相、彩度及び輝度のうち一つ、又は、色相、彩度及び輝度の2以上の組み合わせによって前記被治療体の各位置に示した表示情報を表示する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の支援装置。   The notification control unit displays display information indicating the recommended degree at each position of the treatment object by one of hue, saturation, and luminance, or a combination of two or more of hue, saturation, and luminance. The support device according to any one of claims 1 to 11. 前記算出部は、前記対象部位に照射される放射線の照射範囲、前記超音波プローブと前記対象部位との間における超音波の媒質の分布、前記超音波プローブと前記対象部位との間の距離、及び、前記超音波プローブと接触する前記被治療体の接触面の変形度のうち少なくとも一つに基づいて、第1の推奨度を算出し、前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブと前記接触面との角度に基づいて、第2の推奨度を算出し、
前記通知制御部は、前記被治療体の位置ごとの前記第1の推奨度を、色相及び彩度のうち一つ、又は、色相及び彩度の組み合わせによって表現し、前記被治療体の位置ごとの前記第2の推奨度を輝度によって表現した表示情報を表示させる、請求項1に記載の支援装置。
The calculation unit includes an irradiation range of radiation applied to the target part, a distribution of an ultrasonic medium between the ultrasonic probe and the target part, a distance between the ultrasonic probe and the target part, And the ultrasonic probe in a state of calculating a first recommendation degree based on at least one of the deformation degrees of the contact surface of the treatment object in contact with the ultrasonic probe and scanning the target portion Based on the angle with the contact surface, a second recommendation degree is calculated,
The notification control unit represents the first recommended degree for each position of the treatment object by one of hue and saturation, or a combination of hue and saturation, and for each position of the treatment object. The support apparatus according to claim 1, wherein display information that represents the second recommendation degree of the image by brightness is displayed.
前記超音波プローブの前記被治療体における位置を指定する指定操作を操作者から受け付ける受付部を更に備え、
前記通知制御部は、前記指定操作により指定された位置において前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブの前記被治療体の接触面に対する推奨角度を通知する、請求項12又は13に記載の支援装置。
A reception unit for receiving a designation operation for designating a position of the ultrasonic probe in the treatment target from an operator;
14. The notification control unit according to claim 12, wherein the notification control unit notifies a recommended angle with respect to a contact surface of the treatment target of the ultrasonic probe in a state of scanning the target portion at a position specified by the specifying operation. Support device.
前記超音波プローブの位置及び角度を取得する取得部と、
操作者による入力操作又は前記推奨度に基づいて、前記超音波プローブの前記被治療体における位置を決定する決定部と、
前記決定部により決定された位置と、前記取得部により取得される前記超音波プローブの位置との一致度を判定する第1判定部と、
前記決定部により決定された位置において前記対象部位を走査する状態の前記超音波プローブ及び当該超音波プローブに接触する前記被治療体の接触面の角度と、前記取得部により取得される前記超音波プローブの角度との一致度を判定する第2判定部と、を更に備え、
前記通知制御部は、前記第1判定部及び前記第2判定部により判定された一致度を操作者に通知する、請求項1〜14のいずれか一項に記載の支援装置。
An acquisition unit for acquiring the position and angle of the ultrasonic probe;
A determination unit that determines a position of the ultrasonic probe in the treatment object based on an input operation by an operator or the recommended degree;
A first determination unit that determines the degree of coincidence between the position determined by the determination unit and the position of the ultrasonic probe acquired by the acquisition unit;
The ultrasonic probe in a state of scanning the target site at the position determined by the determination unit, the angle of the contact surface of the treatment target that contacts the ultrasonic probe, and the ultrasonic wave acquired by the acquisition unit A second determination unit that determines the degree of coincidence with the angle of the probe,
The support device according to any one of claims 1 to 14, wherein the notification control unit notifies an operator of the degree of coincidence determined by the first determination unit and the second determination unit.
前記通知制御部は、前記第1判定部及び前記第2判定部により判定された一致度を、色相、彩度、輝度、数字及び音のうち一つ、又は、色相、彩度、輝度、数字及び音の2以上の組み合わせによって通知する、請求項15に記載の支援装置。   The notification control unit may determine the degree of coincidence determined by the first determination unit and the second determination unit as one of hue, saturation, luminance, number, and sound, or hue, saturation, luminance, and number. The support device according to claim 15, wherein notification is made by a combination of two or more of sound and sound. 前記通知制御部は、前記第1判定部により判定された一致度と、前記第2判定部により判定された一致度とをそれぞれ通知する、請求項15又は16に記載の支援装置。   The support device according to claim 15 or 16, wherein the notification control unit notifies the degree of coincidence determined by the first determination unit and the degree of coincidence determined by the second determination unit, respectively. 前記算出部は、前記推奨度に基づき、前記照射計画を補正する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の支援装置。   The support device according to claim 1, wherein the calculation unit corrects the irradiation plan based on the recommendation degree. 被治療体の対象部位に対する放射線の照射計画に基づいて、前記放射線の照射時に前記対象部位を走査する超音波プローブの配置の推奨度を、前記被治療体における位置ごとに算出し、
前記推奨度を前記被治療体における位置に対応付けて操作者に通知する、
ことを含む、支援方法。
Based on the radiation irradiation plan for the target part of the treatment target, the recommended degree of placement of the ultrasonic probe that scans the target part at the time of irradiation of the radiation is calculated for each position in the treatment target,
Informing the operator of the recommended degree in association with the position on the treatment object,
Support method including that.
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