JP2020127723A

JP2020127723A - 放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法

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Publication number: JP2020127723A
Application number: JP2020018109A
Authority: JP
Inventors: 大石　悟; Satoru Oishi; 悟大石
Original assignee: Canon Medical Systems Corp
Current assignee: Canon Medical Systems Corp
Priority date: 2019-02-08
Filing date: 2020-02-05
Publication date: 2020-08-27
Anticipated expiration: 2040-02-05
Also published as: JP7467145B2

Abstract

【課題】正確かつ低被曝量で放射線治療計画の再計画に係る処理を行うこと。【解決手段】放射線治療計画装置は、比較部と生成部とを有する。比較部は、患者の放射線治療計画に用いられた当該患者の第１の治療計画用医用画像と放射線治療計画の後に撮影された当該患者の計画後医用画像とを比較する。生成部は、比較部による比較の結果に応じて、放射線治療計画に用いられた第２の治療計画用医用画像と計画後医用画像とに基づいて治療計画変更画像を生成する。【選択図】図２

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法に関する。

治療計画用のＸ線コンピュータ断層撮像（ＣＴ）装置で得られたＸ線ＣＴ画像に基づいて放射線治療計画を立案する技術が知られている。しかしながら、Ｘ線ＣＴ画像には、腫瘍の範囲が分かり難い等の問題がある。このため、治療計画用の磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置で得られたＭＲ画像を用いて腫瘍の範囲を同定し、同定された腫瘍の範囲が反映されたＸ線ＣＴ画像に基づいて放射線治療計画を立案する技術には需要がある。このような中、放射線治療においては、放射線の投与により腫瘍の範囲が縮小したり、並行して行われる抗がん剤による治療の影響で患者の体重や体形が変化したりする。このようなとき、放射線治療計画を変更（再計画）するために、ＭＲ画像とともに、撮像時に被曝を伴うＸ線ＣＴ画像が再収集されている。

特開２０１５−２０５１１０号公報特開２０１７−１０９０９９号公報特開２０１７−２３５５１号公報特開２０００−１０５２７９号公報

本明細書及び図面に開示の実施形態が解決しようとする課題の一つは、正確かつ低被曝量で放射線治療計画の再計画に係る処理を行うことである。ただし、本明細書及び図面に開示の実施形態により解決しようとする課題は上記課題に限られない。後述する実施形態に示す各構成による各効果に対応する課題を他の課題として位置づけることもできる。

実施形態に係る放射線治療計画装置は、比較部と生成部とを備える。比較部は、患者の放射線治療計画に用いられた前記患者の第１の治療計画用医用画像と前記放射線治療計画の後に撮影された前記患者の計画後医用画像とを比較する。生成部は、前記比較部による比較の結果に応じて、前記放射線治療計画に用いられた第２の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とに基づいて治療計画変更画像を生成する。

図１は、実施形態に係る放射線治療計画装置を含む放射線治療システムの構成の一例を示す図である。図２は、図１の放射線治療計画装置の構成の一例を示す図である。図３は、図１の放射線治療システムにおいて実施される放射線治療の流れの一例を示すフローチャートである。図４は、図３の放射線治療において最初の放射線治療計画が立案された後に実施される放射線治療の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、図４の放射線治療の各治療回について説明するための図である。図６は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像上に、算出された腫瘍領域及び体形の差異が示す領域を表示するカラー画像が重畳表示された図３の放射線治療に係る重畳画像を含む表示画像の一例を示す図である。図７は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像とともに、算出された腫瘍領域の差異が示す体積が表示された図３の放射線治療に係る表示画像の一例を示す図である。図８は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像とともに、算出された腫瘍領域の差異に関するDose Volume Histogram（ＤＶＨ）が表示された図３の放射線治療に係る表示画像の一例を示す図である。図９は、第１１の変形例に係る放射線治療の各治療回において使用される画像種を示す図である。図１０は、第１２の変形例に係る放射線治療の各治療回において使用される画像種を示す図である。

以下、図面を参照しながら、放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、既出の図に関して前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表されている場合もある。

図１は、本実施形態に係る放射線治療計画装置４を含む放射線治療システム１００の構成の一例を示す図である。図１に示すように、放射線治療システム１００は、互いにネットワークを介して接続された治療計画用のＸ線コンピュータ断層撮像装置（治療計画用Ｘ線ＣＴ装置）１、治療計画用の磁気共鳴イメージング装置（治療計画用ＭＲＩ装置）２、Picture Archiving and Communication Systems（ＰＡＣＳ）３、放射線治療計画装置４、放射線治療情報システム５及び放射線治療装置６を有する。

治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１及び治療計画用ＭＲＩ装置２は、患者に関する３次元医用画像を生成する医用モダリティである。

治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１は、例えば、Ｘ線管とＸ線検出器とを保持する回転フレームを高速で回転させながらＸ線管から患者にＸ線を照射し、患者を透過したＸ線をＸ線検出器により検出する。そして治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１は、Ｘ線検出器からの投影データに基づいて、当該Ｘ線の透過経路上にある物質のＸ線減弱係数の空間分布を表現する３次元のＣＴ画像を生成する。治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１で得られた３次元のＣＴ画像は、放射線治療計画の立案又は変更（再計画）に利用される。なお、放射線治療計画の立案又は変更に利用するために３次元のＣＴ画像を撮像するときには、予め決められた条件の管電圧が設定される。

治療計画用ＭＲＩ装置２は、例えば、ＲＦコイルからＲＦパルスを照射して、静磁場内に載置された患者内に存在する対象原子核を励起させ、当該対象原子核から発生されるＭＲ信号をＲＦコイルにより収集する。そして治療計画用ＭＲＩ装置２は、ＲＦコイルからのＭＲ信号に基づいて当該対象原子核の空間分布を表現する３次元のＭＲ画像を生成する。治療計画用ＭＲＩ装置２で得られた３次元のＭＲ画像は、放射線治療計画の立案又は変更（再計画）に利用される。本実施形態に係るＭＲ画像はＴ１強調やＴ２強調、拡散強調等の如何なるコントラスト強調法により生成されたものでもよい。また、本実施形態に係るＭＲ画像は、複数のプロトコルで撮像された、複数の３次元のＭＲ画像であってもよい。

治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１及び治療計画用ＭＲＩ装置２は、それぞれ、患者が固定具により寝台等に固定された状態で、放射線治療計画の立案又は変更に利用するために３次元のＣＴ画像及び３次元のＭＲ画像を撮像する。固定具は、マスクのように患者の体の一部を上から覆うようにして固定するものであってもよいし、患者の体形（形状）に適合する形状を有する寝台上に固定されたものであり、上に患者が寝ることで患者を固定するものであってもよい。また、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１及び治療計画用ＭＲＩ装置２の天板は、ＣＴ撮像時と、ＭＲ撮像時と、放射線治療時との間で患者の体勢が変化しないようにするために、それぞれ、後述する放射線治療装置６の天板と同様にフラットな形状を有している。なお、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１、治療計画用ＭＲＩ装置２及び放射線治療装置６の天板の形状は一致していることが望ましい。

ＰＡＣＳ３は、医用画像を管理する画像サーバである。例えば、ＰＡＣＳ３は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１からの３次元のＣＴ画像及び治療計画用ＭＲＩ装置２からの３次元のＭＲ画像を記憶する。

以下、３次元のＣＴ画像及び３次元のＭＲ画像を総称して３次元医用画像と記載する。３次元医用画像は、３次元状に配列された複数のボクセルから構成される画像データである。また、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１で得られた３次元医用画像を治療計画用ＣＴ画像と記載する。同様に、治療計画用ＭＲＩ装置２で得られた３次元医用画像を治療計画用ＭＲ画像と記載する。

放射線治療計画装置４は、３次元医用画像を利用して当該患者の放射線治療計画を立案するコンピュータである。放射線治療計画情報は、放射線治療情報システム５に供給される。

放射線治療情報システム５は、放射線治療のスケジュール情報や放射線治療計画情報、医用画像等を管理する情報システムである。このような情報システムとしては、例えば、Oncology Information System（ＯＩＳ）が知られている。放射線治療情報システム５は、例えば、放射線治療装置６に放射線治療計画情報を供給する。

放射線治療装置６は、放射線治療計画に従い患者内の標的腫瘍等に放射線を照射することにより、患者を治療する装置である。本実施形態において放射線の種類は特に限定されない。Ｘ線や電子線、粒子線等の放射線が利用可能である。

ここで、粒子線は陽子線と重粒子線の総称であるとする。つまり、本実施形態に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法は、それぞれ、粒子線を用いた放射線治療を実現するための粒子線治療計画装置及び粒子線治療計画方法を含む。また、本実施形態に係る放射線治療装置６は、陽子線治療装置や重粒子線治療装置を含む。

図２は、図１の放射線治療計画装置４の構成の一例を示す図である。図２に示すように、放射線治療計画装置４は、放射線治療装置６による放射線治療のために放射線治療計画を立案したり、放射線治療計画を変更（再計画）したりするためのコンピュータである。図２に示すように、放射線治療計画装置４は、演算回路４１、画像処理回路４２、通信回路４３、表示回路４４、入力回路４５及び記憶回路４６を有する。演算回路４１、画像処理回路４２、通信回路４３、表示回路４４、入力回路４５及び記憶回路４６は、互いにバスを介して通信可能に接続されている。

演算回路４１は、放射線治療計画装置４の全体の動作を制御する。演算回路４１は、放射線治療計画に関するプログラム（以下、放射線治療計画プログラムと呼ぶ）を実行して、放射線治療装置６による放射線治療の対象である患者に関する放射線治療計画を立案し、照射領域や照射方法、線量分布、照射方向等を含む放射線治療計画情報を生成する。演算回路４１は、ハードウェア資源として、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、Micro Processing Unit（ＭＰＵ）、Graphics Processing Unit（ＧＰＵ）等のプロセッサと、Read Only Memory（ＲＯＭ）やRandom Access Memory（ＲＡＭ）等のメモリとを有する。

本実施形態に係る演算回路４１は、放射線治療計画プログラムにより、治療計画機能４１１、画像取得機能４１２、画像比較機能４１３、判定機能４１４及び表示制御機能４１５を実行する。

治療計画機能４１１において演算回路４１は、治療計画用ＣＴ画像及び治療計画用ＭＲ画像を利用して、放射線治療の計画である放射線治療計画を立案する。放射線治療計画の立案は、放射線治療計画の変更（再計画）を含む。治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、計画部及び生成部の一例である。

画像取得機能４１２において演算回路４１は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１又はＰＡＣＳ３から治療計画用ＣＴ画像を取得する。画像取得機能４１２において演算回路４１は、治療計画用ＭＲＩ装置２又はＰＡＣＳ３から治療計画用ＭＲ画像を取得する。画像取得機能４１２を実現する演算回路４１は、取得部の一例である。

画像比較機能４１３において演算回路４１は、互いに異なるタイミングで収集された２つの治療計画用ＭＲ画像を比較する。比較される２つの治療計画用ＭＲ画像は、最新の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像と、当該放射線治療計画が立案された後に収集された治療計画用ＭＲ画像とを含む。画像比較機能４１３は、２つの治療計画用ＭＲ画像の位置合わせをする位置合わせ機能と、位置合わせされた治療計画用ＭＲ画像において腫瘍領域を特定する特定機能と、２つの治療計画用ＭＲ画像間における腫瘍領域及び／又は体形の差異を算出する算出機能とを含む。画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、比較部の一例である。また、位置合わせ機能、特定機能及び算出機能を実現する演算回路４１は、それぞれ、位置合わせ部、特定部及び算出部の一例である。

判定機能４１４において演算回路４１は、互いに異なるタイミングで収集された２つの治療計画用ＭＲ画像に関する比較結果に応じて、その時点で最新の放射線治療計画を変更（再計画）するか否かを判定する。判定機能４１４を実現する演算回路４１は、判定部の一例である。

表示制御機能４１５において演算回路４１は、表示回路４４の動作を制御する。表示制御機能４１５において演算回路４１は、表示回路４４に表示する画像データを生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、表示部の一例である。

なお、演算回路４１は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）により実現されてもよい。また、演算回路４１は、他の複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）又は単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）により実現されてもよい。

なお、各機能４１１〜４１５は単一の処理回路で実現される場合に限らない。複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路を構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能４１１〜４１５を実現するものとしても構わない。

画像処理回路４２は、ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＧＰＵ、ＭＰＵ等のプロセッサとＲＯＭやＲＡＭ等のメモリとを有する。画像処理回路４２は、３次元の医用画像に種々の画像処理を施す。例えば、画像処理回路４２は、３次元の医用画像にボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画像値投影処理、Multi-Planar Reconstruction（ＭＰＲ）処理、Curved MPR（ＣＰＲ）処理等の３次元画像処理を施して表示用の２次元の医用画像を生成する。なお、画像処理回路４２は、上記画像処理を実現可能なＡＳＩＣやＦＰＧＡ、ＣＰＬＤ、ＳＰＬＤにより実現されても良い。画像処理回路４２は、表示部の一例であると表現されてもよい。

通信回路４３は、図示しない有線又は無線を介して、放射線治療システム１００に含まれる治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１、治療計画用ＭＲＩ装置２、ＰＡＣＳ３、放射線治療情報システム５及び放射線治療装置６との間でデータ通信を行う。

表示回路４４は、放射線治療計画に関する種々の表示情報を表示する。例えば、表示回路４４は、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１によって生成された医用画像や、操作者からの各種操作を受け付けるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）等の放射線治療計画のための表示画面を表示する。表示回路４４は、表示インタフェース回路と表示機器とを有する。表示インタフェース回路は、表示対象を表すデータ（表示情報）を映像信号に変換する。表示信号は、表示機器に供給される。表示機器は、表示対象を表す映像信号を表示する。表示機器としては、種々の任意の１又は２以上のディスプレイが、適宜、使用可能となっている。例えば表示機器として、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイや液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ディスプレイ又はプラズマディスプレイが適宜利用可能である。表示回路４４は、例えば、図示しない治療室に設置された治療用架台の架台本体に設けられる。表示回路４４は、表示部の一例であると表現されてもよい。

なお、表示回路４４は、治療室の如何なる場所に設けられてもよい。また、表示回路４４は、デスクトップ型でもよいし、無線通信可能なタブレット端末等で構成されることにしても構わない。また、表示回路４４の表示機器として、１又は２以上のプロジェクタが用いられてもよい。

入力回路４５は、放射線診療技師や医師等の放射線治療従事者からの各種指令を受け付ける。入力回路４５としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力回路４５は、受け付けた各種指令に対応する出力信号を、バスを介して演算回路４１に供給する。

記憶回路４６は、種々の情報を記憶するHard Disk Drive（ＨＤＤ）やSolid State Drive（ＳＳＤ）、集積回路記憶装置等の記憶装置である。また、記憶回路４６は、ＨＤＤやＳＳＤ等以外にも、Compact Disc（ＣＤ）−ＲＯＭドライブやDigital Versatile Disc（ＤＶＤ）ドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。また、記憶回路４６の保存領域は、ネットワークで接続された外部記憶装置内にあってもよい。

以下、本実施形態に係る放射線治療計画における各部の動作例について、図面を参照して詳細に説明する。図３は、図１の放射線治療システム１００において実施される放射線治療の流れの一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、放射線治療を受けることが決まった患者に固有の固定具を作成する。固定具は、患者の体形にフィットする形状に成型される。患者の体形にフィットする形状の固定具は、治療中の患者の体動を抑制することができる。固定具は、マスクのように患者の体の一部を上から覆うようにして固定するものであってもよいし、患者の体形（形状）に適合する形状を有する寝台上に固定されたものであり、上に患者が寝ることで患者を固定するものであってもよい。

例えば、Ｖａｃ−Ｌｏｋ患者固定システムがある。固定具は、例えばポリスチレン製の小ビーズが気密性及び伸縮性を有する袋に封入されたクッションであるとする。固定具上に患者が横臥した状態でエアコンプレッサ等を用いて固定具内を減圧することにより、固定具内のビーズが患者の体形にフィットした形状のまま密集し、固定具が硬くなる。治療期間に亘って固定具内を減圧された状態とすることで、固定具の硬度は、治療期間に亘って保持される。

例えば、マスクシートを用いた患者固定システムがある。固定具は、硬化した状態で常温より高い温度まで温めると軟化し、常温まで冷やすと再び硬化するマスクシートであるとする。マスクシート全体をお湯等で温めて柔らかくする。柔らかくなったマスクシートを患者の頭頸部に載せ、患者の頭頸部の形状に合わせて成型する。成型されたマスクシートは、常温まで冷えることにより患者の頭頸部に合った形状のまま硬くなり、患者に頭頸部にフィットした形状の患者マスクが成型される。硬化した患者マスクを使用することにより、放射線治療時や治療計画用ＣＴ画像及び治療計画用ＭＲ画像の撮像時に、患者の頭頸部を固定することが可能となる。

ステップＳ１０２において、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１を用いて腫瘍部周辺に関する治療計画用ＣＴ画像を撮像する。治療計画用ＣＴ画像の撮像は、固定具により患者が治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１の寝台等に固定された状態で行われる。治療計画用ＣＴ画像の撮像は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１の撮像範囲において腫瘍が含まれるように設定されて行われる。治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１の撮像範囲は、放射線治療の際に放射線ビームが通過する軌跡を全て含むように、また位置合わせの指標となる臓器が含まれるように設定される。また、治療計画用ＣＴ画像の撮像は、予め決められた管電圧の条件が設定されて行われる。なお、撮像時の管電圧は、ＣＴ値を電子密度又は物理密度へ変換するための変換テーブルを作成する関係で、一意に固定することが推奨される。管電圧を変更する場合、変更する全ての管電圧に関して当該変換テーブルを作成する必要があるため、準備に大量の時間が必要になる。撮像された治療計画用ＣＴ画像は、放射線治療計画装置４へ転送される。

ステップＳ１０３において、治療計画用ＭＲＩ装置２を用いて腫瘍部周辺に関する治療計画用ＭＲ画像を撮像する。治療計画用ＭＲ画像の撮像は、固定具により患者が治療計画用ＭＲＩ装置２の寝台等に固定された状態で行われる。治療計画用ＭＲ画像の撮像は、治療計画用ＭＲＩ装置２の撮像範囲において腫瘍が含まれるように設定されて行われる。治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１の撮像範囲は、放射線治療の際に放射線ビームが通過する軌跡を全て含むように、また位置合わせの指標となる臓器が含まれるように設定される。撮像された治療計画用ＭＲ画像は、放射線治療計画装置４へ転送される。

なお、撮像された治療計画用ＣＴ画像及び治療計画用ＭＲ画像の各々が、各装置から放射線治療計画装置４へ直接転送される場合を例として説明したが、これに限らない。各画像は、各装置からＰＡＣＳ３へ転送されてもよい。その後、ＰＡＣＳ３は、治療計画用ＣＴ画像及び／又は治療計画用ＭＲ画像を放射線治療計画装置４へ転送すればよい。

ステップＳ１０４において、放射線治療計画装置４は、放射線治療計画（最初の放射線治療計画）を立案する。放射線治療計画は、演算回路４１による放射線治療計画プログラムの実行により実現される。放射線治療計画は、患者に関する情報から空間的線量分布を作成し、さらにその時間的配分を検討して、最適な治療機器、照射方法及び照射条件等を決定することを含む。

まず、画像取得機能４１２を実現する演算回路４１は、最初の放射線治療計画の立案に利用するために、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１及び治療計画用ＭＲＩ装置２から、それぞれ治療計画用ＣＴ画像及び治療計画用ＭＲ画像（第１のＭＲ画像）を収集する。なお、上述したように、画像取得機能４１２を実現する演算回路４１は、ＰＡＣＳ３から各画像を収集してもよい。収集された各画像は、例えば記憶回路４６に記憶される。

次に、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、収集された治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値を電子密度データ又は物理密度データに変換する。つまり、治療計画機能４１１は、収集された治療計画用ＣＴ画像のＣＴ値を電子密度データ又は物理密度データへ変換する変換機能を含む。この変換には、ＣＴ値と電子密度データ又は物理密度データとの変換テーブルが用いられる。変換テーブルは、例えば予め取得されて記憶回路４６に記憶されている。

次に、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、収集された治療計画用ＭＲ画像（第１のＭＲ画像）に歪み補正を施す。つまり、治療計画機能４１１は、収集された治療計画用ＭＲ画像に歪み補正を施す補正機能を含む。この歪み補正には、歪みマップが用いられる。歪み補正のために、治療計画用ＭＲＩ装置２において、歪み分布（歪みマップ）計測用のファントムを用いた同一条件のスキャンが、治療計画用ＭＲ画像の撮像に先立って行われればよい。歪みマップは、例えば予め取得されて記憶回路４６に記憶されている。なお、歪み補正は、画像処理回路４２において実行されてもよい。

次に、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、歪み補正が施された治療計画用ＭＲ画像（第１のＭＲ画像）と、収集された治療計画用ＣＴ画像とを合成して合成画像を生成する。画像処理回路４２は、合成画像（３次元医用画像）にＭＰＲ処理を施すことにより表示用の合成画像（ＭＰＲ画像）を生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、生成された表示用の合成画像を表示回路４４に表示する。

次に、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、放射線治療計画を作成する。放射線治療計画の作成に係る処理は、前処理及び計画処理を含む。

前処理において、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、合成画像に基づいて、腫瘍領域及びリスク領域を同定する。リスク領域は、被曝によって副作用が発生するリスクが高い臓器等を含む領域である。なお、腫瘍領域の同定には治療計画用ＭＲ画像が適している。このため、腫瘍領域の同定には、例えば治療計画用ＭＲ画像から抽出された腫瘍領域が用いられる。リスク領域の同定におけるリスク領域の抽出には、一般的には治療計画用ＣＴ画像が用いられることが多いが、治療計画用ＭＲ画像がリスク領域抽出に十分な空間分解能を有している場合は、治療計画用ＭＲ画像が用いられてもよい。なお、腫瘍領域及びリスク領域の抽出は、画像処理回路４２において実行されてもよい。

また、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、同定された腫瘍領域に、患者動き、治療装置の不確かさ等を鑑みたマージンを加えて、照射対象領域を決定する。また、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、本計画による照射対象領域への期待される線量分布やリスク臓器への被曝上限等を決定する。

なお、同定される腫瘍領域及びリスク領域の数は、それぞれ２つ以上の複数であってもよい。この場合、例えば、Ｎ個の腫瘍領域が、腫瘍領域１、腫瘍領域２、…、腫瘍領域Ｎとして同定されたり、Ｍ個のリスク領域が、リスク領域１、リスク領域２、…、リスク領域Ｍとして同定されたりすればよい。以下、説明の簡単のために、同定された腫瘍領域及びリスク領域の数は、それぞれ１つであるとする。

計画処理において、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、放射線治療計画を作成する。放射線治療計画の作成は、フォワードプランニングによって行われてもよいし、インバースプランニングによって行われてもよい。

例えば、フォワードプランニングによって放射線治療計画が作成されるとき、まず、放射線治療の照射方向数や各照射方向に関する照射角度や照射の放射線強度、照射のコリメータ開度、ウェッジフィルター等の条件が設定される。治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、設定された条件に基づいて放射線の線量分布を算出する。例えば計画者は、算出された線量分布が重畳された治療計画用ＣＴ画像又は表示用の合成画像を確認することにより、最適な照射条件であるか否かを判断する。治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、例えば入力回路４５から取得した計画者の判断結果に基づいて、最適な線量分布であるか否かを判定する。最適な線量分布であると判定されなかったとき、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、上記の複数の条件のうち一部又は全部の条件を変更して、再度線量分布を算出する。このように、条件を変更しながら少しずつ線量分布を変化させていき、所望の線量分布が実現できるまで繰り返し条件を変更することにより放射線治療計画が作成される。

例えば、インバースプランニングによって放射線治療計画が作成されるとき、まず、照射対象領域へ投与する線量及び許容範囲が設定される。また、リスク領域に関する許容範囲を超える線量がリスク領域に対して投与されないように、リスク領域に対する安全レベルの投与線量（線量制約）が設定される。治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、各種パラメータを変更しながら、設定された照射条件を満たす放射線治療計画を作成する。

次に、計画者は、作成された放射線治療計画や放射線強度分布、Dose Volume Histogram（ＤＶＨ）等をチェックする。ＤＶＨは、例えば放射線治療計画から作成される。なお、これらのチェックは、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１により行われてもよい。この場合、チェックに要する各種の閾値は、例えば記憶回路４６等に記憶されていればよい。チェックの結果、問題ないと判断されたとき、作成された放射線治療計画等は承認され、放射線治療情報システム５に転送される。

なお、放射線治療計画の作成は、粒子線ビームに関するシミュレーションを含んでもよい。粒子線ビームに関するシミュレーションは、前処理において決定された期待される線量分布に基づいて行われる。粒子線は、ある目的の深さにブラッグピークと呼ばれる電離ピークを有する。粒子線のエネルギーを変更することにより、粒子線のブラッグピークの深さが変更される。このような中、照射領域内を均等に照射するために、互いにエネルギーの異なる複数の粒子線ビームを用いることにより、照射領域の大きさや深さに合わせて拡大されたブラッグピーク（拡大ブラッグピーク：ＳＯＢＰ）を形成することができる。つまり、粒子線ビームに関するシミュレーションは、期待される線量分布を実現するために照射される複数の粒子線ビームの数及びエネルギーを決定するものであると表現できる。

ステップＳ１０５において、放射線治療計画（最初の放射線治療計画）に基づいて放射線治療を実施する。放射線治療は、放射線治療情報システム５から１回目の放射線治療に関する放射線治療計画を放射線治療装置６に送信することで開始される。計画された放射線の投与が終了すると、１回目の放射線治療は完了する。その後、放射線治療計画に従って、複数回の放射線治療が行われることになる。例えば、最初の放射線治療計画で計画された腫瘍領域に関する総線量（総投与線量）が６０Ｇｙであるとする。このとき、例えば、腫瘍領域に２Ｇｙの線量で放射線を投与する放射線治療が、週５日で６週間継続して行われる。

一般に、複数回の放射線治療が行われる間に、腫瘍領域が縮小したり、腫瘍領域の形状が変化したりすることがある。また、放射線治療は、抗がん剤治療と並行して行われることがある。抗がん剤治療を行っているとき、患者は吐き気をもよおすことが多々あり、食欲が低下することがある。このため、複数回の放射線治療が行われる間に、患者の体重が徐々に低下することがある。体重の低下は、体形の変化を伴う。腫瘍領域の大きさや腫瘍領域の形状、患者の体形等が変化した場合、放射線治療計画を変更（再計画）することが望まれる。しかしながら、治療計画用ＣＴ画像の撮像は、被曝を伴う。

そこで、本実施形態に係る放射線治療システム１００では、腫瘍領域の大きさや腫瘍領域の形状、患者の体形等の変化を把握するために、放射線治療計画が立案された後のタイミングで、治療計画用ＭＲ画像（第２のＭＲ画像）を撮像する。

また、本実施形態に係る放射線治療システム１００では、最新の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像（第１のＭＲ画像）と、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像（第２のＭＲ画像）とを比較することにより、放射線治療計画の変更（再計画）の要否が判定される。

また、本実施形態に係る放射線治療システム１００では、放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像と、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像（第２のＭＲ画像）とを利用して、新たな放射線治療計画を立案（再計画）する。

以下、最初の放射線治療計画が立案された後に、演算回路４１による放射線治療計画プログラムの実行により実現される放射線治療計画装置４の動作例について、図面を参照して詳細に説明する。図４は、図３の放射線治療において最初の放射線治療計画が立案された後に実施される放射線治療の流れの一例を示すフローチャートである。図５は、図４の放射線治療の各治療回について説明するための図である。治療回は、週５日で６週間に亘って実施される放射線治療のうちの一日に行われる放射線治療を指す。治療回においては１又は２以上の照射方向から１又は２以上の回数の放射線照射が行われる。

（１回目の治療回について）
まず、図３のステップＳ１０４において最初の放射線治療計画が立案された後に実行される１回目の治療回について説明する。

１回目の治療回が開始される時点で最新の放射線治療計画は、図３のステップＳ１０４で立案された最初の放射線治療計画である。最初の放射線治療計画は、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１及び治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１を利用して立案された放射線治療計画である。ここで、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１は、図３のステップＳ１０２で収集された治療計画用ＣＴ画像である。治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１は、図３のステップＳ１０３で収集された治療計画用ＭＲ画像である。本治療回において、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１は、第１のＭＲ画像の一例である。なお、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１には複数のプロトコルで撮像された複数の３次元ＭＲ画像が含まれる。

ステップＳ２０１において、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像を収集するか否かを判定する。本判定は、例えば、医師等のユーザの判断に応じて行われる。医師等のユーザの判断は、例えば、入力回路４５が出力する制御信号に基づいて取得される。当該制御信号は、医師等のユーザによる操作（ユーザ操作）や入力に応じて生成される。治療計画用ＭＲ画像の撮像は、例えば１週間に１回行われるとする。このとき、１回目の治療回に係る本判定では、再計画用ＭＲ画像を収集しないと判定される。放射線治療は、再計画用ＭＲ画像を収集しないと判定された場合はステップＳ２０８へ進む。

ここで、再計画用ＭＲ画像は、放射線治療計画の再計画の要否の判断や放射線治療計画の再計画に利用される治療計画用ＭＲ画像である。再計画用ＭＲ画像は、図３のステップＳ１０３と同様にして撮像範囲が決定された上で撮像された画像である。つまり、最初の放射線治療計画に利用された治療計画用ＭＲ画像と、本ステップで収集された再計画用ＭＲ画像とは、同じプロトコルで得られた３次元医用画像である。

なお、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、医師等のユーザの判断に限らず、例えば、予め設定された収集スケジュール（計画されたスケジュール）や院内システムから取得した体重の計測値を含む患者情報、ＭＲ画像が送られてきたか否か、抗がん剤の投与スケジュール等に基づいて、ステップＳ２０１の判定を行ってもよい。

ステップＳ２０８において、放射線治療装置６は、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて、放射線治療を実施する。なお、１回目の治療回に係る本ステップが実行されるとき、最新の放射線治療計画は、図３のステップＳ１０４で立案された最初の放射線治療計画である。

まず、放射線治療装置６で受信された情報に基づいて、放射線治療の準備が開始される。図３のステップＳ１０１で作成した患者専用の固定具を準備した上で、治療室内に患者を迎える。患者を寝台上に寝かせた上で固定具をセットする。なお、図３のステップＳ１０１で作成した患者専用の固定具が固定された寝台に患者を寝かせる場合もあり得る。

次に、患者体表のマークに従って、図示しない治療Iso-centerを示すレーザー位置決め装置に従って、腫瘍がIso-centerに略一致するように寝台位置を調整する。この位置決めを第１の位置決めと呼ぶ。

次に、Ｘ線ステレオ画像又はコーンビーム（ＣＢ）ＣＴ画像を撮像する。撮像されたＸ線ステレオ画像又はＣＢＣＴ画像から得られる骨又は臓器の情報を利用して、腫瘍がIso-centerに精度良く一致するように寝台位置や寝台角度を調整する。この位置決めを第２の位置決めと呼ぶ。寝台位置は、例えば、寝台をＸ軸、Ｙ軸又はＺ軸に沿って移動させることにより調整する。寝台角度は、例えば、寝台をＸ軸、Ｙ軸又はＺ軸回りに回転させることにより調整する。ここで、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は、それぞれ、寝台がホームポジションにある状態での患者の左右方向、当該患者の前後方向及び当該患者の上下（体軸）方向であるとする。

次に、放射線治療装置６は、１回目の治療回に関する最初の放射線治療計画に従って放射線を投与する。放射線治療は、計画された放射線の投与が終了した後、ステップＳ２０９へ進む。

ステップＳ２０９において、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、放射線治療を終了するか否かを判定する。本判定は、医師等のユーザの判断に応じて行われる。医師等のユーザの判断は、例えば、入力回路４５が出力する制御信号に基づいて取得される。例えば、最初の放射線治療計画において、週５日で６週間継続する放射線治療が計画されているとする。このとき、１回目の治療回に係る本判定では、放射線治療を終了しないと判定される。放射線治療は、放射線治療を終了しないと判定された場合はステップＳ２０１へ戻る。

なお、ステップＳ２０９の判定は、例えば、判定機能４１４を実現する演算回路４１が最新の放射線治療計画により計画された放射線治療がすべて完了したか否かを判定することにより行われてもよい。また、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、総投与線量が計画された総投与線量に達したか否かに応じて判定を行ってもよい。判定に要する各種の閾値は、例えば予め設定されて記憶回路４６に記憶されていればよい。

なお、２回目以降の治療回のうち、ステップＳ２０１において再計画用ＭＲ画像を収集しないと判定された治療回では、上述した１回目の治療回と同様に、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて放射線治療が実施される。

（Ｌ回目の治療回について）
次に、図５のＬ回目の治療回について説明する。

Ｌ回目の治療回が開始される時点で最新の放射線治療計画は、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１及び治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１を利用して図３のステップＳ１０４で立案された最初の放射線治療計画であるとする。また、Ｌ回目の治療回では、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌが収集された後、新たな放射線治療計画が立案（再計画）される場合を例として説明する。本治療回において、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１は、第１のＭＲ画像の一例である。また、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌは、第２のＭＲ画像の一例である。なお、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌには複数のプロトコルで撮像された複数の３次元ＭＲ画像が含まれる。

ステップＳ２０１において、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像を収集するか否かを判定する。Ｌ回目の治療回に係る本判定では、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを収集すると判定される。放射線治療は、再計画用ＭＲ画像を収集すると判定された場合はステップＳ２０２へ進む。

ステップＳ２０２において、画像取得機能４１２を実現する演算回路４１は、治療計画用ＭＲＩ装置２から、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを収集する。なお、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌは、ＰＡＣＳ３を介して収集されてもよい。収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌは、例えば記憶回路４６に記憶される。

ステップＳ２０３において、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関して、２つの治療計画用ＭＲ画像間で比較する。本ステップで比較される２つの治療計画用ＭＲ画像は、最新の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像及びステップＳ２０２で収集された再計画用ＭＲ画像である。つまり、Ｌ回目の治療回に係る本比較では、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとが比較される。

本比較は、前処理と比較処理とからなる。前処理では治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの位置合わせが行われる。次に、比較処理は、腫瘍領域、体形及び投与線量のうち少なくとも１つに関して行われる。腫瘍領域の比較は、例えば、腫瘍領域の腫瘍径や最大長さ等の代表長さ、体積、任意断面における面積、位置、有無等が比較される。体形の比較は、例えば、治療計画用ＭＲ画像上の軟組織の最大長さ等の代表長さや体積、任意断面における面積、位置、有無等が比較される。

まず、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの間で位置合わせをする。位置合わせの対象構造は、放射線治療装置６で行われる第２の位置決めで使用されるイメージング手段によって異なる。使用されるイメージング手段がＸ線ステレオ装置である場合など、Ｘ線ステレオ画像が位置決めに使用される場合は、骨情報や大きな臓器の陰を元に位置合わせを行う。使用されるイメージング手段がコーンビーム（ＣＢ）ＣＴ装置である場合など、ＣＢＣＴ画像が位置決めに使用される場合は、位置合わせに利用する腫瘍を含む、あるいは腫瘍の近くにある臓器を元に位置合わせを行う。

次に、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにおいて、腫瘍領域を特定する。例えば、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌでの腫瘍領域は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上で同定された腫瘍領域に基づいて、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上での同一部位で腫瘍領域を探索することにより同定できる。なお、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１における腫瘍領域は、例えば図３のステップＳ１０４で最初の放射線治療計画が立案されたときに同定されているとする。

次に、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにおいて特定された腫瘍領域と、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１において同定された腫瘍領域との差異を算出する。画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との間における体形の差異を算出してもよい。本ステップで算出される腫瘍領域及び／又は体形の差異は、例えば以下の４つの差異を含む。

第１の差異は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１にはあったが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにはない軟組織に関する。

第２の差異は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１にはなかったが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにはある軟組織に関する。

第３の差異は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上では腫瘍領域であったが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上では腫瘍領域ではない部位に関する。

第４の差異は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上では腫瘍領域ではなかったが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上では腫瘍領域である部位に関する。

ステップＳ２０４において、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、算出された腫瘍領域及び／又は体形に関する４つの差異が示す領域を、それぞれ異なる色で表示する。図６は、最新の放射線治療計画の立案に利用された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、算出された腫瘍領域及び体形の差異が示す領域を表示するカラー画像Ｉ１１が重畳表示された図３の放射線治療に係る重畳画像Ｉ１２を含む表示画像Ｉ１３の一例を示す図である。

例えば、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、第１の差異が示す領域Ａ１、第２の差異が示す領域Ａ２、第３の差異が示す領域Ａ３及び第４の差異が示す領域Ａ４に、それぞれ、黄色、黄緑、ピンク及び水色を割り当てる。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上で、４つの差異が示す領域Ａ１〜Ａ４が、それぞれの配色で半透明に表示されるように表示用の２次元のカラー画像Ｉ１１を生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、当該カラー画像Ｉ１１が重畳された重畳画像Ｉ１２を含む表示画像Ｉ１３を生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、生成した表示画像Ｉ１３の画像データを、表示回路４４へ出力する。表示回路４４は、表示画像Ｉ１３の画像データに基づいて、重畳画像Ｉ１２を含む表示画像Ｉ１３を表示する。

なお、関心はあくまで腫瘍領域であることから、位置合わせにおいて、位置合わせの対象構造以外は、多少ずれても構わない。このとき、歪み補正は施されなくてもよい。

このように重畳画像Ｉ１２が表示されることにより、医師等のユーザは、最新の放射線治療計画が立案されたときに利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、新たに撮像された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ（治療計画用ＭＲ画像）との差異を明確に把握することができる。このため、医師等のユーザは、再計画が必要か否かを容易に判断することができる。

なお、図６に示すように、重畳画像Ｉ１２において、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上で特定された高線量のリスク領域ＲＡが表示されていてもよい。

例えばステップＳ２０３において、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにおいて、リスク領域ＲＡを特定する。例えば、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌでのリスク領域ＲＡは、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上で同定されたリスク領域に基づいて、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上での同一部位でリスク領域ＲＡを探索することにより同定できる。なお、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１におけるリスク領域は、例えば図３のステップＳ１０４で最初の放射線治療計画が立案されたときに同定されているとする。次に、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌにおいて特定されたリスク領域ＲＡのうち、高線量のリスク領域ＲＡを算出する。高線量のリスク領域ＲＡは、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて特定されればよい。

例えばステップＳ２０４において、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、算出された高線量リスク領域ＲＡを、算出された腫瘍領域及び／又は体形の差異を示す領域Ａ１〜Ａ４とは異なる色で表示する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、高線量リスク領域ＲＡに赤色を割り当てる。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上で、高線量リスク領域ＲＡが、赤色で半透明にさらに表示されるように表示用の２次元のカラー画像Ｉ１１を生成する。

このように、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上で特定された高線量のリスク領域ＲＡが重畳画像Ｉ１２上で表示されることにより、医師等のユーザは、再計画が必要であるかをさらに容易に把握できる。

ステップＳ２０５において、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、新たな放射線治療計画を立案（再計画）するか否かを判定する。新たな放射線治療計画の立案は、その時点で最新の放射線治療計画の変更と表現されてもよい。本判定は、重畳画像Ｉ１２を見た医師等のユーザの判断に応じて行われる。医師等のユーザの判断は、例えば、入力回路４５が出力する制御信号に基づいて取得される。放射線治療は、再計画すると判定された場合はステップＳ２０６へ進む。

なお、ステップＳ２０５の判定は、例えば、判定機能４１４を実現する演算回路４１が算出された腫瘍領域及び／又は体形に関する４つの差異が所定量以上であるか否かを判定することにより行われてもよい。判定に要する各差異の閾値は、例えば予め設定されて記憶回路４６に記憶されていればよい。

ステップＳ２０６において、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌに相当する再計画用ＣＴ画像を疑似的に生成する。以下、疑似的に生成された再計画用ＣＴ画像を仮想ＣＴ画像と記載する。仮想ＣＴ画像は、３次元医用画像の一例である。

まず、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの位置合わせを行う。２つの治療計画用ＭＲ画像の位置合わせは、臓器情報や腫瘍情報、体形等に基づいて行われる。体形や臓器情報は、治療計画用ＭＲ画像から抽出できる軟組織情報の一例である。軟組織情報には、腫瘍情報が含まれていてもよい。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上の任意の点が、１回目の治療開始前に収集された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上でどこに対応するかを同定する。これらの処理は、一般に画像を歪ませるワーピング等で使用されている処理である。

なお、例えば最初の放射線治療計画が本ステップの処理が行われるときの最新の放射線治療計画であるとき、ステップＳ２０３において位置合わせが行われているため、本ステップの処理は行われなくてよい。

次に、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、同定された治療計画用ＭＲ画像間の位置に関する対応関係に基づいて、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１を変形する。本変形は、骨情報は変形しないとの拘束条件を設けた上で行われる。骨情報は、骨の形状や大きさ、位置の情報を含む。換言すれば、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１の変形は、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１上の腫瘍領域、臓器領域及び軟組織領域のうち少なくとも１つの変形である。変形された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１は、再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌである。なお、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との間の位置に関する対応関係は、最初の放射線治療計画が立案されるときに同定されている。

ステップＳ２０７において、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌと、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを利用して、新たな放射線治療計画を立案（再計画）する。このとき、図３のステップＳ１０４と同様にして、仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌ及び再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを用いて電子密度分布又は物理密度分布が算出される。

このように、Ｌ回目の治療回に係る放射線治療では、治療計画用ＭＲ画像間の位置に関する対応関係に基づいて、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１から再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌを生成する。ここで、表示制御機能４１５は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿ＬのＭＲＩ画素値をＣＴ画素値へ変換するＣＴ値変換機能を含むと表現できる。また、Ｌ回目の治療回に係る放射線治療では、生成された仮想ＣＴ画像ＣＴ＿ＬのＣＴ値を電子密度分布又は物理密度分布に変換し、その分布を用いて新たな放射線治療計画が立案される。

なお、再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌが作成される場合を例として説明したが、これに限らない。例えば、治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、新たに収集した再計画用ＭＲ画像から直接電子密度分布又は物理密度分布を同定してもよい。この構成であっても、上述の構成と同様の効果が得られる。

治療計画機能４１１を実現する演算回路４１は、仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌを用いて立案した新しい放射線治療計画を放射線治療情報システムへ転送する。以降の放射線治療は、その時点で最新の放射線治療計画が放射線治療情報システム５上で同定され、その治療回に関する最新の放射線治療計画が放射線治療情報システム５から放射線治療装置６で受信されることで開始される。

ステップＳ２０８において、放射線治療装置６は、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて、放射線治療を実施する。Ｌ回目の治療回に係る本ステップが実行されるとき、最新の放射線治療計画は、ステップＳ２０７で再計画された放射線治療計画である。

なお、Ｌ回目以降の各治療回では、次に再計画が行われるまで、本治療回で再計画された放射線治療計画に基づいて放射線治療が実施される。

ステップＳ２０９において、判定機能４１４を実現する演算回路４１は、１回目の治療回と同様にして、放射線治療を終了するか否かを判定する。

（Ｍ回目の治療回について）
次に、図５のＭ回目の治療回について説明する。

Ｍ回目の治療回が開始される時点で最新の放射線治療計画は、再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌ及び再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを利用してＬ回目の治療回において再計画された放射線治療計画であるとする。また、Ｍ回目の治療回では、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍが収集された後、新たな放射線治療計画が立案（再計画）されない場合を例として説明する。本治療回において、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌは、第１のＭＲ画像の一例である。また、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍは、第２のＭＲ画像の一例である。

本治療回に係るステップＳ２０１乃至ステップＳ２０５の放射線治療は、１回目やＬ回目の治療回と同様である。本治療回では、ステップＳ２０１で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍを収集すると判定される。その後、ステップＳ２０２で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍが収集され、ステップＳ２０３で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍとが比較され、ステップＳ２０４で２つの再計画用ＭＲ画像間の比較結果が表示される。また、ステップＳ２０５で再計画しないと判定される。その後、ステップＳ２０８でＬ回目の治療回で再計画された放射線治療計画に基づいて放射線が投与される。Ｌ回目の治療回に関する放射線の投与が終了した後、ステップＳ２０９で放射線治療を終了しないと判定される。

このように、新たに再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｍが収集された後、再計画が必要ないと判断されたとき、１回目やＬ回目の治療と同様にして、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて放射線治療が施行される。

（Ｎ回目の治療回について）
次に、図５のＮ回目の治療回について説明する。

Ｎ回目の治療回が開始される時点で最新の放射線治療計画は、再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌ及び再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌを利用してＬ回目の治療回において再計画された放射線治療計画であるとする。また、Ｎ回目の治療回では、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎが収集された後、新たな放射線治療計画が立案（再計画）される場合を例として説明する。本治療回において、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌは、第１のＭＲ画像の一例である。また、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎは、第２のＭＲ画像の一例である。

本治療回に係るステップＳ２０１乃至ステップＳ２０９の放射線治療は、Ｌ回目の治療回と同様である。
本治療回では、ステップＳ２０１で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎを収集すると判定される。その後、ステップＳ２０２で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎが収集され、ステップＳ２０３で再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎとが比較され、ステップＳ２０４で２つの再計画用ＭＲ画像間の比較結果が表示される。また、ステップＳ２０５で再計画すると判定される。その後、ステップＳ２０６で最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎとの位置合わせが行われることにより、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１からＮ回目の治療回に係る再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｎが生成される。その後、ステップＳ２０７で仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｎ及び再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎを利用して新たな放射線治療計画が立案される。その後、本治療回で再計画された放射線治療計画に基づいて放射線が投与される。Ｎ回目の治療回に関する放射線の投与が終了した後、ステップＳ２０９で放射線治療を終了しないと判定される。

このように、本実施形態に係る放射線治療では、最初の放射線治療計画が立案された後に収集された再計画用ＭＲ画像に応じて放射線治療計画が変更され、その時点で最新の放射線治療計画に基づいて各治療回に関する放射線治療が行われる。その後、放射線治療は、ステップＳ２０９で放射線治療を終了すると判定されるまで、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０９を繰り返す。放射線治療は、ステップＳ２０９で放射線治療を終了すると判定された場合は終了する。

このように、本実施形態に係る放射線治療計画装置４は、その時点で最新の放射線治療計画に関する再計画の要否を、最新の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像と、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像とを比較することにより判定する。また、本実施形態に係る放射線治療計画装置４は、最初の放射線治療計画の立案に利用されたＣＴ画像と、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像とを利用して放射線治療計画を再計画する。この構成によれば、撮像時に被曝を伴う治療計画用ＣＴ画像を用いることなく、放射線治療計画を適切に再計画できる。なお、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像は、その時点で最新の放射線治療計画が立案された後のタイミングであり、当該放射線治療計画に従う治療回において放射線の投与が開始される前のタイミングでもある。

（第１の変形例）
以下、図面を参照しながら本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

実施形態では、２つの治療計画用ＭＲ画像に関する比較が、視覚的な比較により実施される放射線治療計画装置４を例として説明した。しかしながら、２つの治療計画用ＭＲ画像に関する比較は、数値の比較により行われてもよい。

以下の説明は、Ｌ回目の治療回に関する放射線治療を例として説明する。

本変形例に係る放射線治療のステップＳ２０３において、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの間における、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異が示す体積を算出する。また、ステップＳ２０４において、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、最新の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像とともに、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異が示す体積を表示する。図７は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとともに、算出された腫瘍領域の差異が示す体積が表示された図３の放射線治療に係る表示画像Ｉ２４の一例を示す図である。図７に示す例では、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上では腫瘍領域ではなかったが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上では腫瘍領域である部位が示す複数の領域Ａ４が示されている。図７に示すように、算出された腫瘍領域の差異が示す体積は、例えば表として表示される。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上で、腫瘍領域の差異が示す複数の領域Ａ４が、割り当てられた配色で半透明に表示されるように表示用の２次元のカラー画像Ｉ２１を生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、当該カラー画像Ｉ２１が重畳された重畳画像Ｉ２２を生成する。また、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、算出された腫瘍領域の差異が示す体積をまとめた表を含む表示用の画像Ｉ２３を生成する。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、重畳画像Ｉ２２及び画像Ｉ２３を含む表示用の画像（表示画像Ｉ２４）を生成し、表示回路４４へ出力する。

このように重畳画像（表示画像Ｉ２４）が表示されることにより、医師等のユーザは、より明確に腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異を把握できる。

（第２の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に第１の変形例との相違点について説明する。なお、以下の説明において、第１の変形例と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異が示す体積は、絶対値に限らず、相対値として算出されてもよい。画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、体形に関する差異について、その変化体積が人体に相当する部位の体積に占める割合を算出する。また、腫瘍領域に関する差異について、その変化体積が腫瘍領域の体積に占める割合を算出する。このとき、図７の表示用の画像Ｉ２３には、算出された変化体積の割合が示された表を含む。このような構成であっても、上述と同様の効果が得られる。

（第３の変形例）
以下、図面を参照しながら本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

本変形例に係る放射線治療のステップＳ２０３において、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの間における、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異が示す変化体積の割合を算出する。また、ステップＳ２０４において、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとともに、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異が示す体積に関するＤＶＨを表示する。図８は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとともに、算出された腫瘍領域の差異に関するＤＶＨが表示された図３の放射線治療に係る表示画像Ｉ３４の一例を示す図である。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、腫瘍領域ＴＡ及びリスク領域ＲＡが、それぞれ割り当てられた配色で半透明に表示されるように表示用の２次元のカラー画像Ｉ３１を生成する。また、カラー画像Ｉ３１には、線量分布がさらに含まれる。線量分布は、例えば、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とに基づいて算出された線量分布である。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、当該カラー画像Ｉ３１が重畳された重畳画像Ｉ３２を生成する。また、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、算出された腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異の示す体積の割合に基づいて、ＤＶＨを含む表示用の画像Ｉ３３を生成する。ＤＶＨは、例えば、横軸に線量、縦軸に体積％を取る。ＤＶＨは、例えば、腫瘍領域ＴＡの１００％に対して５４Ｇｙ以上の放射線が投与されているとき、０〜５４Ｇｙまでは１００％である。また、腫瘍領域ＴＡの９０％に対して６０Ｇｙ以上の放射線が投与されている場合、そこから徐々に減少して６０Ｇｙで９０％である。さらに、６３Ｇｙ以上の放射線が投与されている腫瘍領域ＴＡが無ければ、そこから急激に減少して６３Ｇｙで０である。表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、重畳画像Ｉ３２及び画像Ｉ３３を含む表示用の画像（表示画像Ｉ３４）を生成し、表示回路４４へ出力する。なお、表示画像Ｉ３４には、リスク領域のＤＶＨを含む表示用の画像がさらに含まれていてもよい。

このように重畳画像（表示画像Ｉ３４）が表示されることにより、医師等のユーザは、より明確に腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異を把握できる。

（第４の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

実施形態では、２つの治療計画用ＭＲ画像に関する比較が、腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異の示す領域に関して実施される放射線治療計画装置４を例として説明した。しかしながら、２つの治療計画用ＭＲ画像に関する比較は、線量分布に関する数値の比較により行われてもよい。

例えば、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）による線量分布と、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とに基づいて算出された線量分布とが比較される。本比較において、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１に対応する治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの位置合わせをする。その後、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）と、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとに基づいて、線量分布（投与線量）を再計算する。例えば、患者の体形が変化したとき等、放射線照射の人体通過長が変わる。つまり、本変形例に係る放射線治療では、この通過長の変化を計算することにより、患者の体形に関して比較することができる。例えば、画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、再計算された線量分布（投与線量）に基づいて、放射線の人体通過軌跡の長さを算出する。画像比較機能４１３を実現する演算回路４１は、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）による放射線の人体通過軌跡の長さと、本ステップで算出された放射線の人体通過軌跡の長さとの変化量をさらに算出する。本変形例に係る放射線治療では、例えば、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとともに、算出された通過長の変化のうち、最も大きい値が表示される。つまり、表示制御機能４１５を実現する演算回路４１は、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとともに、算出された変化量を表示する表示画像を生成する。このような構成であっても、上述と同様に治療計画用ＭＲ画像について比較することができる。

なお、特定された腫瘍領域やリスク領域がさらに重畳表示されてもよい。また、腫瘍領域やリスク領域のＤＶＨがさらに表示されてもよい。このような構成であれば、医師等のユーザは、より詳細に腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異を把握することができる。

（第５の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に第４の変形例との相違点について説明する。なお、以下の説明において、第４の変形例と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

線量分布の比較は、より詳細に行われてもよい。例えば、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌと、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とに基づいて最新の治療計画に基づく線量分布が算出される。算出された線量分布は、例えば図８のように、腫瘍領域やリスク領域とともに新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に表示される。さらに本変形例に係る放射線治療では、体形や臓器の形状、腫瘍領域形状等に基づいて、最初の放射線治療計画（その時点で最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１から、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌに変形する変換マップを作成する。算出された線量分布は、作成された変換マップで略同じ部位であると同定された位置同士で比較される。このとき、比較の結果は、作成された変換マップにより同定された同じ位置同士での線量の変化量［Ｇｙ］である。本変形例に係る放射線治療では、例えば、ＭＰＲ処理が施された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌ上に、算出された線量の変化量が表示される。このような構成であれば、さらに詳細に治療計画用ＭＲ画像について比較することができる。

なお、特定された腫瘍領域やリスク領域がさらに重畳表示されてもよい。また、腫瘍領域やリスク領域のＤＶＨがさらに表示されてもよい。例えば、最新の放射線治療計画の立案時に同定された腫瘍領域やリスク領域のＤＶＨは、それぞれ赤と黒の点線で表示される。さらに、体形変化や腫瘍領域の変化によって生じた線量変化を鑑みたＤＶＨは、それぞれ赤と黒の実線で表示される。つまり、算出されたＤＶＨと同時に、その時点で最新の放射線治療計画に関するＤＶＨが表示される。このような構成であれば、医師等のユーザは、より詳細に腫瘍領域及び／又は患者の体形に関する差異を把握することができる。

（第６の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

実施形態では、２つの治療計画用ＭＲ画像間の位置の対応関係に基づいて治療計画用ＣＴ画像を変形することにより再計画用の仮想ＣＴ画像を生成する放射線治療計画装置４を例として説明した。しかしながら、再計画用の仮想ＣＴ画像の生成は、これに限らない。

例えば、本変形例に係る放射線治療では、最初の放射線治療計画（最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１及び治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１に基づいて、ＭＲＩ画素値とＣＴ値との変換テーブルが作成される。つまり、治療計画機能４１１は、新たに収集された治療計画用ＭＲ画像のＭＲＩ画素値をＣＴ値に変換するＣＴ値変換機能を含む。その後、作成された変換テーブルを用いて、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿ＬのＭＲＩ画素値は、ＣＴ値に変換される。再計画は、変換されたＣＴ値に基づいて行われる。ただし、ＭＲ画像では骨情報が十分に抽出できない。一方で、骨情報は体形変化などと異なり、数週間で大きく変化することはない。そこで、本変形例に係る放射線治療では、最初の放射線治療計画（最新の放射線治療計画）の立案に利用された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１から骨情報を抽出する。抽出された骨情報は、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌに合成され、表示される。なお、変換されたＣＴ値に基づいて、再計画用の仮想ＣＴ画像が生成された上で、仮想ＣＴ画像に抽出された骨情報が合成されてもよい。このような構成であっても、上述と同様の効果が得られる。

なお、合成に用いられる骨情報は、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１から抽出された骨情報に限らず、例えば股関節のような個体差の少ない部位であれば、標準股関節等であってもよい。

（第７の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に第６の変形例との相違点について説明する。なお、以下の説明において、第６の変形例と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

臓器によってＭＲＩ画素値とＣＴ値との関係が異なる場合がある。このため、ＭＲＩ画素値とＣＴ値との変換テーブルは、部位ごとに作成されてもよい。新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿ＬのＭＲＩ画素値は、作成された部位ごとの変換テーブルを用いて、ＣＴ値に変換される。この構成であれば、より精度良く再計画用の仮想ＣＴ画像を生成できる。

（第８の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

例えば、本変形例に係る放射線治療では、上記の実施形態と同様にして、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの位置合わせが行われる。位置合わせは、臓器情報や腫瘍情報、体形等に基づいて行われる。次に、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌの任意の点が治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上でどこに対応するかを同定する。これらの処理は、一般にワーピング等で使用されている処理である。ここで、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との対応関係は、最初の放射線治療計画が立案されるとき等に同定されている。その後、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌに関して、ボクセルごとに以下の処理を行う。

まず、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１上のボクセルを同定する。次に、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１上のボクセルを同定する。次に、同定された治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１上のボクセルのＣＴ値を、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌのボクセル値に割り当てる。本変形例に係る放射線治療では、これらの処理を再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌのすべてのボクセルに対して行うことにより、現在の患者状態に応じた再計画用の仮想ＣＴ画像を生成できる。

（第９の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

例えば、本変形例に係る放射線治療では、ミューチャルインフォメーション（相互情報量）を用いて新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌから再計画用の仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌが生成されてもよい。このとき、最初の放射線治療計画の立案に利用された治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と、新たに収集された再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌとの位置合わせは、ミューチャルインフォメーションを用いて同定される。ここで、ミューチャルインフォメーションは、例えば、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１の画素値を知ることによって得られる再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌの画素値についての情報量を表す。つまり、ミューチャルインフォメーションが高いとき、２つの治療計画用ＭＲ画像間の相関は高い。また、第６の変形例と同様に、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌに抽出された骨情報が合成される。このような構成であっても上述と同様の効果が得られる。また、ここではミューチャルインフォメーションを用いて再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｌから仮想ＣＴ画像ＣＴ＿Ｌを作成したが、ディープラーニングを用いて作成しても良い。この時使用されるディープラーニングのアルゴリズムとしてはＧＡＮ（Generative Adversarial Network）が一例として考えられる。なおＧＡＮで作成した仮想ＣＴ画像は骨情報を含むが、骨情報の信頼性は低い。したがって、ＧＡＮで作成した仮想ＣＴ画像においても、骨情報を治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１の情報と入れ替えることが望ましい。

（第１０の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

本変形例に係る放射線治療において、放射線治療計画の再計画が必要であると判断されたとき、任意のタイミングで再計画用ＣＴ画像が収集されてもよい。このとき、新たに収集された再計画用ＣＴ画像を用いて再計画が行われる。ここで、再計画用ＣＴ画像は、再収集された治療計画用ＣＴ画像であり、放射線治療計画の再計画に利用される治療計画用ＣＴ画像である。このような構成であれば、例えば骨情報が変化した可能性がある場合でも適切に再計画できるとともに、再計画ごとに再計画用ＣＴ画像が撮像される場合と比較して患者の被曝を低減できる。あるいは第１のＭＲ画像と、第２のＭＲ画像との中で、骨と推定される部位を抽出し、骨構造を比較して、ＭＲ画像間における骨構造の差異が大きいとき（骨情報が変化したと判断されたとき）のみ再計画用ＣＴ画像を収集してもよい。

なお、上述の実施形態及び変形例では、放射線治療計画装置４において放射線治療計画の立案が行われる場合を例として説明したが、これに限らない。例えば、演算回路４１が放射線治療計画プログラムを実行することにより実現する各機能の一部又は全部は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１や治療計画用ＭＲＩ装置２、放射線治療装置６、放射線治療システム１００の外部に設けられたサーバ等において実現されてもよい。つまり、演算回路４１の一部又は全部は、これらに設けられていてもよい。また、ＣＴ値を放射線治療に使用するビームでの減弱係数に変換する機能は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１で実行されてもよいし、放射線治療計画装置４で実行されてもよい。

なお、放射線治療システム１００には、Positron Emission Tomography（ＰＥＴ）装置やSingle Photon Emission Computed Tomography（ＳＰＥＣＴ）装置、ＰＥＴ−ＣＴ装置、超音波診断装置、Ｘ線アンギオ装置等がさらに含まれていてもよい。一方で、治療計画用ＭＲ画像や治療計画用ＣＴ画像は、放射線治療システム１００の外部から取得されてもよい。つまり、放射線治療システム１００は、治療計画用Ｘ線ＣＴ装置１や治療計画用ＭＲＩ装置２を備えていなくてもよい。

（第１１の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

図９は、第１１の変形例に係る放射線治療の各治療回において使用される画像種を示す図である。図９に示すように、最初の放射線治療計画において、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１が取得され、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１に基づいて放射線治療計画が立案される。治療計画用ＭＲ画像は取得されない。２回目以降の任意の治療回において、上記の実施形態と同様、計画用ＭＲ画像が収集され、当該再計画用ＭＲ画像と治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とで腫瘍領域及び／又は患者体形が比較される。次に、ユーザの判断や、腫瘍領域及び／又は患者体形の差異と閾値との大小関係に基づいて、再計画の有無が判定される。再計画が必要であると判定された場合、当該再計画用ＭＲ画像と治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とに基づいて、当該再計画用ＭＲ画像に対応する疑似的なＣＴ画像である仮想ＣＴ画像が生成される。そして、仮想ＣＴ画像に基づいて放射線治療計画が再計画される。なお、仮想ＣＴ画像に基づいて電子密度画像又は物理密度画像が生成され、電子密度画像又は物理密度画像に基づいて放射線治療計画が再計画されてもよい。

上記の通り、第１１の変形例によれば、治療計画用ＣＴ画像と再計画用ＭＲ画像との間で腫瘍領域及び又は患者体形の比較が行われる。この方法によれば、治療計画用ＭＲ画像が存在しない場合であっても、治療計画時と各治療回との間の腫瘍領域及び又は患者体形の形状の変化を検出することが可能になる。

（第１２の変形例）
以下、本変形例に係る放射線治療計画装置及び放射線治療計画方法を説明する。ここでは、主に実施形態との相違点について説明する。なお、以下の説明において、実施形態と同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、必要な場合にのみ重複説明する。

図１０は、第１２の変形例に係る放射線治療の各治療回において使用される画像種を示す図である。図１０に示すように、第１２の変形例においては、治療計画立案の補助として、ＭＲ画像と超音波画像との両方が使用される。

図１０に示すように、例えば、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１とが取得され、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１とに基づいて初回の放射線治療計画が立案される。

２回目以降の任意の治療回において、腫瘍領域及び又は患者体形を監視するため、超音波診断装置により患者を超音波撮像する。例えば、超音波診断装置の処理回路は、超音波プローブを介して患者体内の複数の３次元領域をそれぞれ超音波撮像し、複数の３次元領域にそれぞれ対応する複数の３次元超音波画像（ボリュームデータ）を生成する。例えば、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との撮像領域に相当する３次元領域が複数回に分割して超音波撮像される。なお、超音波撮像対象の３次元領域は治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との撮像領域よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。

超音波プローブには位置センサが設けられており、当該位置センサにより、超音波撮像時の超音波プローブの位置が検出される。超音波プローブの位置データは各３次元超音波画像に関連付けられる。超音波診断装置の処理回路は、複数の３次元超音波画像を、超音波プローブの位置データに従い繋ぎ合わせることにより、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１及びと治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１の撮像領域に相当する広範囲の３次元領域に関する３次元超音波画像が生成される。以下、生成された３次元超音波画像を再計画用超音波画像と呼ぶことにする。生成された再計画用超音波画像が放射線治療計画装置４により取得される。

各治療回の再計画用超音波画像と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１とで腫瘍領域及び／又は患者体形が比較される。なお、超音波プローブは患者に当接されるので、再計画用超音波画像に患者体表がほとんど描画されることはない。よって、演算回路４１は、各治療回の再計画用超音波画像と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１とで腫瘍領域を比較すればよい。

次に、ユーザの判断や、腫瘍領域の差異と閾値との大小関係に基づいて、腫瘍領域の形状に変化があるか否かが判定される。腫瘍領域の形状に変化があると判定された場合、より詳細に形状変化を観察するため、治療計画用ＭＲＩ装置２により再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎが生成され、放射線治療計画装置４により取得される。放射線治療計画装置４の演算回路４１は、実施形態と同様、治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１と再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎとで腫瘍領域及び／又は患者体形を比較する。そして、ユーザの判断や、腫瘍領域の差異と閾値との大小関係に基づいて、再計画の有無が判定される。

再計画が必要であると判定された場合、当該再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎと治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１とに基づいて、当該再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎに対応する疑似的なＣＴ画像である仮想ＣＴ画像が生成される。そして、仮想ＣＴ画像に基づいて放射線治療計画が再計画される。なお、仮想ＣＴ画像に基づいて電子密度画像又は物理密度画像が生成され、電子密度画像又は物理密度画像に基づいて放射線治療計画が再計画されてもよい。また、当該再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎと治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と再計画用超音波画像ＵＳ＿Ｎとに基づいて仮想ＣＴ画像が生成されてもよいし、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と再計画用超音波画像ＵＳ＿Ｎとに基づいて仮想ＣＴ画像が生成されてもよい。

このように、第１２の変形例によれば、ＭＲ撮像に比して簡易且つ患者負担の少ない超音波撮像により再計画用画像を取得することが可能になる。

上記の処理においては、各治療回の再計画用超音波画像と治療計画用ＭＲ画像ＭＲ＿１との比較により腫瘍領域の形状に変化があると判定された場合、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎが生成されるとしたが、再計画用ＭＲ画像ＭＲ＿Ｎが生成されなくてもよい。この場合、治療計画用ＣＴ画像ＣＴ＿１と再計画用超音波画像ＵＳ＿Ｎとに基づいて仮想ＣＴ画像が生成されればよい。

また、上記の処理においては、治療計画用に超音波画像は取得されないものとした。しかしながら、治療計画用超音波画像が取得されてもよい。この場合、初回の放射線治療計画は、治療計画用ＣＴ画像に基づいて立案されてもよいし、治療計画用ＣＴ画像と治療計画用超音波画像とに基づいて立案されてもよいし、治療計画用ＣＴ画像と治療計画用超音波画像と治療計画用ＭＲ画像とに基づいて立案されてもよい。また、再計画用超音波画像は、治療計画用超音波画像との間で腫瘍領域の比較が行われればよい。

上記の処理においては、治療計画用ＭＲ画像は取得されなくてもよい。この場合、初回の放射線治療計画は、治療計画用ＣＴ画像に基づいて立案されればよい。また、再計画用超音波画像は、治療計画用ＣＴ画像との間で腫瘍領域の比較が行われればよい。

（総論）
上記の幾つかの実施形態及び変形例によれば、放射線治療計画装置４は、比較部と生成部とを有する。比較部は、患者の放射線治療計画に用いられた当該患者の第１の治療計画用医用画像と放射線治療計画の後に撮影された当該患者の計画後医用画像とを比較する。生成部は、比較部による比較の結果に応じて、放射線治療計画に用いられた第２の治療計画用医用画像と計画後医用画像とに基づいて治療計画変更画像を生成する。

治療計画変更画像は、コントラストについては、第２の治療計画用医用画像のコントラストに対応し、描画される患者体内構造については、計画後医用画像に描画される患者体内構造に対応する。すなわち、計画後において、第２の治療計画用医用画像を生成するための医用画像診断装置により患者を撮像することなく、第２の治療計画用医用画像のコントラストに対応し、且つ計画後医用画像における患者体内構造が描画された医用画像を生成することができる。

一例として、第１の治療計画用医用画像は、当該患者の治療計画用ＭＲ画像又は治療計画用超音波画像であり、第２の治療計画用医用画像は、当該患者の治療計画用ＣＴ画像であり、計画後医用画像は、当該患者の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像である。この場合、比較部は、治療計画用ＭＲ画像と計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とを比較する。他の例として、第１の治療計画用医用画像と第２の治療計画用医用画像とは、当該患者の治療計画用ＣＴ画像であり、計画後医用画像は、当該患者の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像である。この場合、比較部は、治療計画用ＣＴ画像と計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とを比較する。これらの例によれば、患者のＸ線被曝なしに、Ｘ線ＣＴのコントラストに対応し、且つ計画後医用画像における患者体内構造が描画された治療計画変更画像を生成することができる。

具体的には、生成部は、治療計画変更画像として、治療計画用ＣＴ画像と計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とに基づいて仮想ＣＴ画像、電子密度画像又は物理密度画像を生成する。より詳細には、生成部は、治療計画用ＣＴ画像に関する骨領域と計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像に関する腫瘍領域及び／又は患者体形とに基づいて、仮想ＣＴ画像、電子密度画像又は物理密度画像を生成する。生成部は、腫瘍領域の画素値をＣＴ値に変換し、置き換え後の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像に当該骨領域を合成して仮想ＣＴ画像を生成する。生成部は、仮想ＣＴ画像の各画素のＣＴ値を電子密度又は物理密度に変換することにより電子密度画像又は物理密度画像を生成する。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、正確かつ低被曝量で放射線治療計画の再計画に係る処理を行うことができる。

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、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（Programmable Logic Device：ＰＬＤ）等の回路を意味する。ＰＬＤは、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）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ）を含む。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。プログラムが保存された記憶回路は、コンピュータ読取可能な非一時的記録媒体である。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。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現してもよい。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。さらに、図１及び図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

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、実施形態同士の組み合わせ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。

１…治療計画用Ｘ線コンピュータ断層撮像（ＣＴ）装置
２…治療計画用磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）装置
３…ＰＡＣＳ
４…放射線治療計画装置
５…放射線治療情報システム
６…放射線治療装置
４１…演算回路
４２…画像処理回路
４３…通信回路
４４…表示回路
４５…入力回路
４６…記憶回路
１００…放射線治療システム
４１１…治療計画機能
４１２…画像取得機能
４１３…画像比較機能
４１４…判定機能
４１５…表示制御機能

Claims

患者の放射線治療計画に用いられた前記患者の第１の治療計画用医用画像と前記放射線治療計画の後に撮影された前記患者の計画後医用画像とを比較する比較部と、
前記比較部による比較の結果に応じて、前記放射線治療計画に用いられた第２の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とに基づいて治療計画変更画像を生成する生成部と、
を具備する放射線治療計画装置。
前記治療計画変更画像に基づいて前記放射線治療計画を変更する計画部を更に備える、請求項１記載の放射線治療計画装置。
前記第１の治療計画用医用画像は、前記患者の治療計画用ＭＲ画像又は治療計画用超音波画像であり、
前記第２の治療計画用医用画像は、前記患者の治療計画用ＣＴ画像であり、
前記計画後医用画像は、前記患者の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像であり、
前記比較部は、前記治療計画用ＭＲ画像と前記計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とを比較する、
請求項１記載の放射線治療計画装置。
前記第１の治療計画用医用画像と前記第２の治療計画用医用画像とは、前記患者の治療計画用ＣＴ画像であり、
前記計画後医用画像は、前記患者の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像であり、
前記比較部は、前記治療計画用ＣＴ画像と前記計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とを比較する、
請求項１記載の放射線治療計画装置。
前記生成部は、前記治療計画変更画像として、前記治療計画用ＣＴ画像と前記計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像とに基づいて仮想ＣＴ画像、電子密度画像又は物理密度画像を生成する、請求項３又は４記載の放射線治療計画装置。
前記生成部は、前記治療計画用ＣＴ画像に関する骨領域と前記計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像に関する腫瘍領域及び／又は患者体形とに基づいて、前記仮想ＣＴ画像、電子密度画像又は物理密度画像を生成する、請求項５記載の放射線治療計画装置。
前記生成部は、前記腫瘍領域の画素値をＣＴ値に変換し、前記置き換え後の計画後ＭＲ画像又は計画後超音波画像に前記骨領域を合成して前記仮想ＣＴ画像を生成する、請求項６記載の放射線治療計画装置。
前記生成部は、前記仮想ＣＴ画像の各画素のＣＴ値を電子密度又は物理密度に変換することにより前記電子密度画像又は物理密度画像を生成する、請求項７記載の放射線治療計画装置。
前記比較部は、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像との間の、前記患者の腫瘍領域及び／又は患者体形を同定し、
前記生成部は、前記同定した腫瘍領域及び／又は患者体形の変化の度合いが基準を超える場合、前記治療計画変更画像を生成する、
請求項１乃至８の何れか一項記載の放射線治療計画装置。
表示部を更に備え、
前記比較部は、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とを位置合わせし、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像との間における腫瘍領域に関する第１の差異及び患者体形に関する第２の差異を算出し、
前記表示部は、前記計画後医用画像に基づく表示画像に、前記第１の差異が示す領域と前記第２の差異が示す領域とをそれぞれ異なる色で表示する、
請求項１記載の放射線治療計画装置。
表示部を更に備え、
前記比較部は、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とを位置合わせし、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像との間における腫瘍領域に関する第１の差異及び患者体形に関する第２の差異を算出し、
前記表示部は、前記第１の差異及び前記第２の差異に対応する画像領域の体積と、前記第１の差異及び前記第２の差異に対応する画像領域が占める割合とのうち少なくとも一方を、前記計画後医用画像に基づく表示画像と共に表示する、
請求項１記載の放射線治療計画装置。
前記比較部は、前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とを位置合わせし、その時点で最新の放射線治療計画と前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とに基づいて投与線量を再計算する、請求項１記載の放射線治療計画装置。
表示部を更に備え、
前記比較部は、前記再計算された投与線量に基づいて前記第１の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像との間における放射線の人体透過経路長の変化量を算出し、
前記表示部は、前記計画後医用画像に基づく表示画像と共に、前記変化量を表示する、
請求項１２記載の放射線治療計画装置。
前記表示部を更に備え、
前記比較部は、前記計画後医用画像に基づいて腫瘍領域及び／又はリスク領域のＤＶＨをさらに算出し、
前記表示部は、前記計画後医用画像に基づく表示画像と共に、前記ＤＶＨを表示する、
請求項１２記載の放射線治療計画装置。
前記表示部は、前記ＤＶＨと共に、その時点で最新の放射線治療計画に関するＤＶＨを表示する、請求項１４記載の放射線治療計画装置。
前記計画後医用画像に基づいて前記第２の治療計画用医用画像を変形し、前記変形後の第２の治療計画用医用画像を利用して前記放射線治療計画を再計画する計画部をさらに備える、請求項１記載の放射線治療計画装置。
前記計画部は、前記計画後医用画像に対して歪み補正を施し、前記歪み補正された計画後医用画像に基づいて、前記第２の治療計画用医用画像に含まれる腫瘍領域、臓器領域及び軟組織領域のうち少なくとも１つを変形する、請求項１６記載の放射線治療計画装置。
患者の放射線治療計画に用いられた前記患者の第１の治療計画用医用画像と前記放射線治療計画の後に撮影された前記患者の計画後医用画像とを比較し、
前記比較の結果に応じて、前記放射線治療計画に用いられた第２の治療計画用医用画像と前記計画後医用画像とに基づいて治療計画変更画像を生成する、
ことを具備する放射線治療計画方法。