JP2022023821A - 放射線治療支援システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】腫瘍への薬剤の投与を支援すること。【解決手段】放射線治療支援システムは、第１の取得部、第２の取得部及び治療計画作成部を含む。第１の取得部は、腫瘍に投与される薬剤の分布を取得する。第２の取得部は、前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得する。治療計画作成部は、前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する。【選択図】 図４

Description

本明細書及び図面に開示の実施形態は、放射線治療支援システム及び方法に関する。

放射線治療等の治療法の効果を向上させるため、超音波や内視鏡のガイド下において腫瘍付近に放射線増感剤や抗がん剤等の薬剤を注入する方法や、腫瘍に特異的に集積する抗体を含む薬剤を皮膚下注入する方法がある。これら薬剤注入は、術者の知識経験を基に手探りで行われている。

特表２０１２－５２７６２７号公報 特表２００８－５１５５４８号公報 特開２０１２－１４８１１７号公報 特表２０１９－５２８１３４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、腫瘍への薬剤の投与を支援することである。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支援システムは、第１の取得部、第２の取得部及び治療計画作成部を含む。第１の取得部は、腫瘍に投与される薬剤の分布を取得する。第２の取得部は、前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得する。治療計画作成部は、前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する。

図１は、放射線治療支援システムの構成例を示す図である。 図２は、放射線治療支援システムの処理の流れの一例を示す図である。 図３は、超音波内視鏡を用いた薬剤投与術の一例を模式的に示す図である。 図４は、薬剤投与計画装置の構成例を示す図である。 図５は、薬剤投与計画装置による薬剤投与計画作成処理の第一の実施例の流れを示す図である。 図６は、薬剤投与計画画像の一例を示す図である。 図７は、薬剤投与計画の表示画面の一例を示す図である。 図８は、薬剤投与計画装置による薬剤投与計画作成処理の第二の実施例の流れを示す図である。 図９は、腫瘍に関する薬剤分布の一例を模式的に示す図である。 図１０は、薬剤分布の表示画面の一例を示す図である。 図１１は、薬剤分布と線量分布との重ね合わせ表示例を示す図である。 図１２は、薬剤投与計画装置による薬剤併用治療計画の作成処理の流れを示す図である。 図１３は、複数の薬剤併用治療計画のリストの表示画面の一例を示す図である。 図１４は、図１に示す薬剤投与ガイド装置の構成例を示す図である。 図１５は、薬剤投与ガイド装置による薬剤投与ガイド処理の流れを示す図である。 図１６は、ステップＳＤ１において表示されるガイド画面の一例を示す図である。 図１７は、ステップＳＤ３において表示されるガイド画面の一例を示す図である。 図１８は、ステップＳＤ５において表示されるガイド画面の一例を示す図である。 図１９は、薬剤分布を生成する機械学習モデルの入出力例を示す図である。 図２０は、放射線照射タイミングの指定画面の一例を示す図である。

以下、図面を参照しながら、放射線治療支援システム及び方法の実施形態について詳細に説明する。

実施形態に係る放射線治療支援システムは、患者の腫瘍に投与する薬剤を併用した放射線治療を支援するコンピュータシステムである。本実施形態に係る放射線治療支援システムは、そのため、患者の腫瘍に投与する薬剤を投与する薬剤注入器具を介した注入を支援する。薬剤の投与術としては、穿刺針付きの内視鏡を体内に侵入させ体内から穿刺針を刺して薬剤を注入する経体内注入式や皮膚表面から注射針を刺して薬剤を注入する皮膚下注入式等がある。実施形態に係る放射線治療支援システムは、何れの術式にも対応可能であるが、以下の説明を具体的に行うため、経体内注入式に対応するものであるとする。なお、穿刺とは、血液や髄液、関節液、腹水等の検体を採取する時に、血管や骨髄、間接腔、腹腔内等に針を刺すことである。注射とは、薬の投与方法の一つで、針を皮下や筋肉、血管等に刺して薬液を注入することである。

腫瘍に投与される薬剤としては、例えば、放射線増感剤や抗がん剤等の薬剤でもよいし、腫瘍に特異的に集積する抗体を含む薬剤でもよい。これら薬剤は、放射線治療に並行して使用することにより、腫瘍の縮小に関して放射線との相乗効果を得ることが期待される。

図１は、放射線治療支援システム１００の構成例を示す図である。図１に示すように、放射線治療支援システム１００は、医用画像診断装置１、放射線治療計画装置２、薬剤投与計画装置３、薬剤投与ガイド装置４及び超音波内視鏡５を有する。

医用画像診断装置１は、薬剤投与の対象である患者に医用撮像を施して患者に関する医用画像を生成する。医用画像診断装置１としては、患者体内の解剖学的組織の形態及び／又は性状が描画された医用画像を生成可能であれば、如何なる撮像原理のものでもよく、例えば、Ｘ線画像診断装置やＸ線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、超音波画像診断装置、核医学診断装置が利用可能である。実施形態においては、解剖学的組織の形態の描画に優れ放射線治療計画にも使用可能なＸ線コンピュータ断層撮影装置又は磁気共鳴イメージング装置が好適である。

Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、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Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線検出器からの生データに基づいて、患者体内に存在する物質のＸ線減弱係数の空間分布を表現するＣＴ画像を生成する。磁気共鳴イメージング装置は、例えば、静磁場磁石を介した静磁場の印加の下、傾斜磁場コイルを介した傾斜磁場の印加と送信コイルを介したＲＦパルスの印加とが繰り返される。ＲＦパルスの印加に起因して患者から放出されたＭＲ信号が放出される。磁気共鳴イメージング装置は、放出されたＭＲ信号を受信コイルを介して受信し、受信されたＭＲ信号に基づいて、患者体内に存在する水素原子核の空間分布を表現するＭＲ画像を生成する。ＣＴ画像及びＭＲ画像は、医用画像の一例である。医用画像は、二次元状に配列された複数の画素（ピクセル）を含む二次元画像でもよいし、三次元状に配列された複数の画素（ボクセル）を含む三次元画像でもよい。

放射線治療計画装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ、通信インタフェース、表示機器、入力インタフェース、記憶装置を含むコンピュータである。放射線治療計画装置２は、医用画像診断装置１により生成された医用画像を利用して当該患者に関する放射線治療計画を作成する。放射線治療計画は、フォワード・プランニング（Forward Planning）とインバース・プランニング（Inverse Planning）の２種類がある。放射線治療計画装置２は、放射線治療計画として、照射門数や照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタ等の放射線治療条件を決定し、当該放射線治療条件に基づいて、腫瘍に対する投与線量の予測空間分布（以下、線量分布と呼ぶ）を決定する。放射線治療条件と線量分布とは放射線治療計画に含まれる。

薬剤投与計画装置３は、医用画像診断装置１により生成された医用画像を利用して当該患者に関する薬剤投与計画を作成するコンピュータである。薬剤投与計画は、患者の腫瘍に投与される薬剤の注入を支援するための情報を含む。薬剤投与計画は、具体的には、超音波内視鏡５等の薬剤注入器具の患者体内での目標位置に関する情報を含む。

薬剤投与ガイド装置４は、薬剤投与計画装置３により作成された薬剤投与計画に基づいて、薬剤注入器具である超音波内視鏡５を用いた薬剤の投与をガイドするコンピュータである。

超音波内視鏡５は、患者の食道や胃等の管腔組織に挿入される挿入部を有する内視鏡である。内視鏡は、挿入部に光学撮像装置と超音波撮像装置とを装備する。光学撮像装置は、患者の管腔組織内の光学画像を生成し、超音波撮像装置は、患者の管腔組織内の超音波画像を生成する。超音波撮像装置は、コンベックス式やラジアル式等の如何なる走査方式にも適用可能である。挿入部の先端部には薬剤を注入可能な穿刺針が設けられている。超音波内視鏡５は薬剤注入器具及び撮像部の一例である。

図２は、放射線治療支援システム１００の処理の流れの一例を示す図である。図２に示すように、まず、医用画像診断装置１は、薬剤投与対象の患者に医用撮像を施して当該患者に関する医用画像を生成する（ステップＳＡ）。ステップＳＡが行われると放射線治療計画装置２は、ステップＳＡにおいて生成された医用画像を利用して、当該患者に関する放射線治療計画を作成する（ステップＳＢ）。ステップＳＢが行われると薬剤投与計画装置３は、ステップＳＡにおいて生成された医用画像を利用して、当該患者に関する薬剤投与計画及び薬剤併用治療計画を作成する（ステップＳＣ）。ステップＳＣが行われると、放射線治療装置による放射線治療の開始前において、超音波内視鏡５を用いて当該患者に薬剤が投与される。この際、薬剤投与ガイド装置４は、ステップＳＣにおいて作成された薬剤投与計画に基づいて、超音波内視鏡５を用いた薬剤投与をガイドする（ステップＳＤ）。薬剤投与計画に基づいてガイドが行われることにより、術者は、安全且つ効率的に薬剤投与を行うことができる。薬剤が投与されて放射線治療の準備が整うと、薬剤併用治療計画に従い放射線治療装置により放射線治療が行われる。

図３は、超音波内視鏡５を用いた薬剤投与術の一例を模式的に示す図である。図３においては、膵臓に腫瘍が発生しているものとする。図３に示すように、膵臓は、管腔組織である胃の近くに位置している。そのため、膵臓に薬剤を投与する場合、胃内部から膵臓に向けて穿刺針５１を刺入させる。より詳細には、術者は、挿入部５３を口から挿入し胃内に進入させる。図示は省略しているが、挿入部５３には光学撮像装置及び超音波撮像装置が設けられている。光学撮像装置により生成された光学画像と超音波撮像装置により生成された超音波画像とはリアルタイムで表示機器に表示される。この際、薬剤投与計画も光学画像と超音波画像と共に表示機器に表示される。術者は、薬剤投与計画と光学画像と超音波画像とを観察しながら、挿入部５３の先端部を胃内の目標位置まで進める。先端部が目標位置まで到達したら、術者は、挿入部５３の先端部に設けられた穿刺針５１を伸ばして腫瘍に刺し入れ、穿刺針５１の針先が目標位置まで到達したら、薬剤を注入する。これにより薬剤投与術が終了する。

なお、図２の処理の流れは一例であり、これに限定されず、種々の変形が可能である。例えば、薬剤投与計画が作成された後に放射線治療計画が作成され、その後、薬剤併用治療計画が作成されてもよい。また、実施形態に係る放射線治療支援システム１００は、放射線治療のための薬剤投与に限定されず、放射線治療を前提にしない薬剤投与にも適用可能である。この場合、放射線治療を行う必要がないので、放射線治療計画が作成されなくてもよい。

次に、図２のステップＳＣにおいて使用される薬剤投与計画装置３について説明する。

図４は、薬剤投与計画装置３の構成例を示す図である。図４に示すように、薬剤投与計画装置３は、処理回路３１、通信インタフェース３３、表示機器３５、入力インタフェース３７及び記憶装置３９を有する。処理回路３１は処理部の一例であり、通信インタフェース３３は通信部の一例であり、表示機器３５は表示部の一例であり、入力インタフェース３７は入力部の一例であり、記憶装置３９は記憶部の一例である。

処理回路３１は、プロセッサを有する。当該プロセッサが記憶装置３９等にインストールされた各種プログラムを起動することにより、取得機能３１１、薬剤投与計画作成機能３１２、薬剤分布生成機能３１３、薬剤併用治療計画作成機能３１４及び表示制御機能３１５を実現する。各機能３１１－３１５は単一の処理回路３１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３１１－３１５を実現するものとしても構わない。取得機能３１１は取得部の一例であり、薬剤投与計画作成機能３１２は作成部の一例であり、薬剤分布生成機能３１３は散布分布生成部の一例であり、薬剤併用治療計画作成機能３１４は治療計画作成部の一例であり、表示制御機能３１５は表示部の一例である。

取得機能３１１の実現により、処理回路３１は、種々の情報を取得する。具体的には、処理回路３１は、医用画像診断装置１により生成された医用画像、放射線治療計画装置２により生成された放射線治療計画等を取得する。取得の形態としては、各種装置から直接的に取得する事に限定されず、当該装置から受信した情報を記憶装置３９に記憶し、記憶装置３９から当該情報を取得してもよい。

薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、処理回路３１は、取得機能３１１により取得された医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状に応じて、当該腫瘍の位置と当該腫瘍に投与される薬剤を注入する超音波内視鏡５の目標位置とを含む薬剤投与計画を作成する。目標位置は、超音波内視鏡５の挿入部の先端部の目標位置（以下、内視鏡目標到達点と呼ぶ）と、腫瘍における超音波内視鏡５の穿刺針の目標位置（以下、薬剤注入点と呼ぶ）と、腫瘍に穿刺針を刺し入れる位置（以下、腫瘍刺入点と呼ぶ）と、胃等の管腔組織に穿刺針を刺し入れる位置（以下、組織刺入点と呼ぶ）との少なくとも一つを含む。薬剤投与計画は、腫瘍の位置及び超音波内視鏡５の目標位置の他、薬剤の注入量や注入速度、注入タイミング等の薬剤投与パラメータを含む。

薬剤分布生成機能３１３の実現により、処理回路３１は、取得機能３１１により取得された医用画像と薬剤の注入点と薬剤の注入量とに基づいて、腫瘍に関する投与薬剤量の予測空間分布（以下、薬剤分布と呼ぶ）を生成する。すなわち、処理回路３１は、医用画像と薬剤投与計画の薬剤投与パラメータとに基づいて薬剤分布を生成する。薬剤分布の各画素には投与薬剤量が割り当てられている。

薬剤併用治療計画作成機能３１４の実現により、処理回路３１は、薬剤分布と放射線の線量分布とに基づいて、薬剤と放射線とを併用した腫瘍に対する治療計画である薬剤併用治療計画を作成する。薬剤併用治療計画は、薬剤と放射線とを併用した放射線治療において患者に投与される放射線の予測空間分布である線量分布を含む。薬剤併用治療計画の線量分布は、放射線治療計画の線量分布をそのまま又は修正した線量分布である。以下、薬剤併用治療計画の線量分布を確定線量分布と呼ぶ。また、放射線治療計画装置２等により生成された線量分布を初期線量分布と呼ぶことにする。また、放射線治療計画装置２により作成された放射線治療計画を初期治療計画と呼ぶ。例えば、処理回路３１は、薬剤分布の各画素に割り当てられた投与薬剤量に基づいて、初期線量分布の各画素に割り当てられた投与線量を増減して確定線量分布を作成する。

表示制御機能３１５の実現により、処理回路３１は、種々の情報を、表示機器３５を介して表示する。例えば、処理回路３１は、薬剤投与計画や薬剤併用治療計画、薬剤分布、初期線量分布、確定線量分布等を表示する。

通信インタフェース３３は、有線又は無線を介して、放射線治療支援システム１００に含まれる医用画像診断装置１、放射線治療計画装置２、薬剤投与ガイド装置４及び超音波内視鏡５との間で情報通信を行うためのインタフェースである。

表示機器３５は、処理回路３１の表示制御機能３１５に従い種々の情報を表示する。表示機器３５としては、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Organic Electro Luminescence Display）、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが適宜使用可能である。また、表示機器３５は、プロジェクタでもよい。

入力インタフェース３７は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路３１に出力する。具体的には、入力インタフェース３７として、マウス、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、タッチパッド、タッチパネルディスプレイ等が適宜用いられる。入力インタフェース３７は、音声を集音するマイク等の入力機器からの音声信号を用いた音声入力装置であってもよい。入力インタフェース３７は、光学センサを用いた非接触入力回路でもよい。入力インタフェース３７は、入力操作に応じた電気信号を処理回路３１へ出力する。また、入力インタフェース３７は、ネットワーク等を介して接続された他のコンピュータに設けられた入力機器でもよい。

記憶装置３９は、種々の情報を記憶するＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。記憶装置３９は、例えば、取得機能３１１により取得された医用画像や放射線治療計画等を記憶する。記憶装置３９は、上記記憶装置以外にも、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、フラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体や、半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。記憶装置３９は、薬剤投与計画装置３に有線又は無線を介して接続された他のコンピュータ内にあってもよい。

次に、薬剤投与計画装置３による薬剤投与計画作成処理について説明する。薬剤投与計画作成処理は、薬剤投与計画の作成方法に応じて種々の実施例が可能であり、例えば、薬剤分布を使用しない第一の実施例と使用する第二の実施例とがある。以下、順番に説明する。

図５は、薬剤投与計画装置３による薬剤投与計画作成処理の第一の実施例の流れを示す図である。図５に示すように、処理回路３１は、取得機能３１１の実現により、医用画像を取得する（ステップＳＣ１－１）。ステップＳＣ１－１において処理回路３１は、例えば、医用画像診断装置１から通信インタフェース３３を介して患者に関する医用画像を取得する。医用画像としては、患者の解剖学的構造の描画に優れたＣＴ画像又はＭＲ画像が好ましい。以下の説明において、取得された医用画像は、三次元画像であるとする。

ステップＳＣ１－１が行われると処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、ステップＳＣ１－１において取得された医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状を特定する（ステップＳＣ２－１）。ステップＳＣ２－１において処理回路３１は、例えば、医用画像に画像認識処理を施して腫瘍及び解剖学的組織の分類処理を行う。腫瘍は、薬剤の投与対象であり、一つの場合もあるし複数の場合もある。解剖学的組織は、医用画像に描出されているあらゆる人体組織が対象である。画像認識処理としては、閾値処理や機械学習等を用いて行われればよい。腫瘍及び解剖学的組織の分類は、ユーザにより入力インタフェース３７等を介して手動で行われてもよい。分類処理が行われることにより腫瘍及び解剖学的組織の形態が特定されることとなる。「形態」は、腫瘍及び解剖学的組織の位置や形状、範囲を含む情報である。具体的には、腫瘍の形状や血管の太さ及び走行方向等である。

形態が特定されると処理回路３１は、各腫瘍及び解剖学的組織の性状を特定する。性状は、例えば、腫瘍の発生部位の組織名又は記号と、解剖学的組織の組織名又は記号や薬剤及び／又は穿刺に対する性質とを含む。薬剤及び／又は穿刺に対する性質としては、硬さや粘性、禁忌等に関する情報を含む。解剖学的組織の組織名又は記号は、当該解剖学的組織の形態に基づき解剖学的基準点（解剖学的ランドマーク）や機械学習等を利用することにより特定可能である。解剖学的組織の薬剤及び／又は穿刺に対する性質は、ＬＵＴ（Look Up Table）等を利用して特定可能である。例えば、解剖学的組織の組織名又は記号に、当該解剖学的組織の薬剤及び／又は穿刺に対する性質に関する情報を関連づけたＬＵＴ（以下、性質テーブルと呼ぶ）が予め生成され、処理回路３１は、各解剖学的組織の組織名又は記号を性質テーブルに入力することにより、当該解剖学的組織の薬剤及び／又は穿刺に対する性質を出力する。なお、性質テーブルの代わりにニューラルネットワークが用いられてもよい。また、医用画像の画素値が組織の機能が数値化された値である場合、当該画素値が組織の性状として用いられてもよい。例えば、核医学画像の画素値は組織の代謝等を表し、超音波ドプラ画像の画素値は血流の速度や方向等を表し、造影ＣＴ画像又は造影ＭＲ画像に基づく解析画像の画素値は造影剤（又は血流）の速度や方向等を表す。

ステップＳＣ２－１が行われると処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、薬剤投与計画を作成する（ステップＳＣ３－１）。ステップＳＣ３－１において処理回路３１は、腫瘍の位置や超音波内視鏡５の目標位置等の薬剤投与計画パラメータを、ステップＳＣ１－１において生成された医用画像に付すことにより、薬剤投与計画画像を生成する。生成された薬剤投与計画は、記憶装置３９に記憶される。

図６は、薬剤投与計画画像Ｉ１の一例を示す図である。図６に示すように、薬剤投与計画画像Ｉ１は、ステップＳＣ２－１において特定された腫瘍及び解剖学的組織が描画されている。なお、薬剤投与計画画像Ｉ１は、三次元画像であるが、便宜のため、二次元画像として図示している。

まず、処理回路３１は、腫瘍の位置に基づいて、薬剤注入器具として、皮膚表面から注射をするための注射針付き注射器を使用するか、体内から注射をするための穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用するかを決定する。一例として、処理回路３１は、腫瘍と皮膚表面との間の距離に応じて注射針付き注射器を使用するか、穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用するかを決定する。例えば、腫瘍と皮膚表面との距離が閾値より短い場合、注射針付き注射器を使用すると決定し、腫瘍と皮膚表面との距離が閾値より長い場合、穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用すると決定する。閾値は穿刺針の長さ等に応じて任意の値に設定可能である。他の例として、処理回路３１は、腫瘍が発生している解剖学的組織の種類に応じて、注射針付き注射器を使用するか、穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用するかを決定する。例えば、解剖学的組織の名称又は記号毎に、注射針付き注射器を使用する旨のフラグ又は穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用する旨のフラグを関連付けたＬＵＴ（以下、使用器具テーブルと呼ぶ）が予め生成され記憶装置３９に記憶されている。処理回路３１は、対象腫瘍が発生している解剖学的組織の名称又は記号を上記方法により特定し、特定された名称又は記号を使用器具テーブルに入力し、当該名称又は記号に関連付けられたフラグを出力することにより、注射針付き注射器を使用するか、穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用するかを決定する。

穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用する場合、処理回路３１は、ステップＳＣ２－１において特定された解剖学的組織の形態及び性状に基づいて、腫瘍に近い管腔臓器を、超音波内視鏡５を挿入する組織（以下、挿入対象組織と呼ぶ）として決定する。例えば、腫瘍が膵臓に発生している場合、膵臓の近くに管腔組織である胃が存在しているので、胃が挿入対象組織として決定される。挿入対象組織は、処理回路３１による画像認識処理により決定されてもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して手動で決定されてもよい。

次に処理回路３１は、腫瘍と挿入対象組織との位置関係に基づいて目標位置を決定する。例えば、処理回路３１は、目標位置として、組織刺入点ＰＰ１と腫瘍刺入点ＰＰ２と薬剤注入点ＰＩとを決定する。薬剤注入点ＰＩは、薬剤投与対象の腫瘍内の位置であり、穿刺針の針先の目標位置である。薬剤注入点ＰＩは、腫瘍の中心点や重心点等に自動的に設定されてもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して手動で設定されてもよい。組織刺入点ＰＰ１は、穿刺針を挿入対象組織に刺し入れる位置である。腫瘍刺入点ＰＰ２は、穿刺針を挿入対象組織より深い位置にある、薬剤注入対象の腫瘍に刺し入れる位置である。例えば、胃壁のうち、薬剤注入点ＰＩから穿刺針の届く範囲にある位置が組織刺入点ＰＰ１に決定される。この際、挿入部に対する穿刺針の取付角度に基づいて組織刺入点ＰＰ１の位置が制限されてもよい。腫瘍刺入点ＰＰ２は、組織刺入点ＰＰ１と薬剤注入点ＰＩとを結ぶ直線の延長線が腫瘍表面に交差する点に設定される。腫瘍が挿入対象組織の壁面に存在する場合などは組織刺入点ＰＰ１と腫瘍刺入点ＰＰ２とが同一位置に設定されてもよい。

次に処理回路３１は、他の目標位置として内視鏡目標到達点ＰＥを設定する。内視鏡目標到達点ＰＥは、組織刺入点ＰＰ１又は腫瘍刺入点ＰＰ２に穿刺針を刺し入れ可能な、管腔組織内における超音波内視鏡５の挿入部の先端部の位置である。内視鏡目標到達点ＰＥは、例えば、組織刺入点ＰＰ１と腫瘍刺入点ＰＰ２とを結ぶ直線の延長線上であって胃内の任意の位置、より詳細には、超音波内視鏡５の挿入部の先端部が到達可能な位置に設定されるとよい。内視鏡目標到達点ＰＥは、処理回路３１により上記アルゴリズムに従い設定されてもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して手動で設定されてもよい。なお、組織刺入点ＰＰ１、腫瘍刺入点ＰＰ２、薬剤注入点ＰＩ及び内視鏡目標到達点ＰＥの決定順序は、上記例に限定されず、如何なる順序でもよい。

図６に示すように、薬剤投与計画画像Ｉ１には、挿入部を模した挿入部マーク６３と穿刺針を模した穿刺針マーク６１とが重畳されてもよい。挿入部マーク６３は先端部が内視鏡目標到達点ＰＥに位置するように配置され、穿刺針マーク６１は針先が薬剤注入点ＰＩに位置し、他端が挿入部における穿刺針の取付部に位置するように配置されるとよい。このように挿入部マーク６３及び穿刺針マーク６１を薬剤投与計画画像Ｉ１に重畳することにより、超音波内視鏡５と種々の目標位置との位置関係を視覚的に把握することが可能になる。

処理回路３１は、薬剤投与計画として、患者の情報や状態又は腫瘍の状態に基づいて、薬剤の注入量を決定してもよい。薬剤が抗がん剤の場合、注入量は、例えば、患者の身体計測値と生体内物質の計測値とに基づいて決定される。具体的には、患者の身長と体重とから求められる体表面積や、血小板や白血球などの患者のバイオマーカの計測値などに基づいて注入量が決定されればよい。例えば、抗がん剤の注入量は、患者の体表面積が大きいほど多く、白血球が少なくなるほど減少するように計算されるとよい。注入量は、処理回路３１により上記アルゴリズムに従い設定されてもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して手動で設定されてもよい。また、処理回路３１は、薬剤投与計画として、注入速度を、所定のアルゴリズムに従い設定してもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して手動で設定してもよい。

ステップＳＣ３－１が行われると処理回路３１は、表示制御機能３１５の実現により、ステップＳＣ３－１において作成された薬剤投与計画を表示する（ステップＳＣ４－１）。薬剤投与計画は、表示機器３５に表示される。処理回路３１は、薬剤投与計画として、ステップＳＣ１－１において取得された医用画像に、ステップ３－１において決定された目標位置等の薬剤投与計画パラメータを付して表示する。

図７は、薬剤投与計画の表示画面Ｉ２の一例を示す図である。表示画面Ｉ２は、薬剤投与計画画像Ｉ２１、投与術種の表示欄Ｉ２２及び薬剤投与計画パラメータの表示欄Ｉ２３を含む。薬剤投与計画画像Ｉ２１は、ステップＳＣ３－１において生成された薬剤投与計画画像と同一である。薬剤投与計画画像Ｉ２１は、ステップＳＣ１－１において取得された医用画像に、腫瘍の位置や超音波内視鏡５の目標位置等の薬剤投与計画パラメータが付された画像である。表示欄Ｉ２２には、ステップＳＣ３－１において決定された、注射針付き注射器を使用するか又は穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用するかに関するメッセージが表示される。例えば、穿刺針付きの超音波内視鏡５を使用すると決定された場合、「内視鏡を用いた穿刺針からの投与がお勧めです」等のメッセージが表示される。表示欄Ｉ２３には、ステップＳＣ３－１において決定された薬剤投与計画パラメータに関する情報が表示される。例えば、薬剤投与計画パラメータ「腫瘍位置」に関する情報として「腫瘍は膵臓にあります」、薬剤投与計画パラメータ「組織刺入点」に関する情報として「胃内から穿刺針で薬剤を投与します」、薬剤投与計画パラメータ「内視鏡目標到達点」に関する情報として「内視鏡の目標位置は〇〇です」、薬剤投与計画パラメータ「薬剤注入点」に関する情報として「穿刺針の穿刺深さは〇〇です」等が表示される。

薬剤投与計画は、超音波内視鏡５の目標位置と患者体内の腫瘍及び周辺解剖学的組織との位置関係を術者等に提示することができるので、術者等は、超音波内視鏡５等の薬剤注入器具の侵入経路を事前に容易且つ明確に想像することができる。よって薬剤投与計画により薬剤投与術の確実性を向上することができる。

なお、上記の説明において薬剤注入点は腫瘍に設定されるものとした。しかしながら、実施形態はこれに限定されない。例えば、腫瘍を栄養する血管がある場合、当該血管に薬剤を注入することにより腫瘍に薬剤を投与してもよい。具体的には、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、処理回路３１は、医用画像に描画される腫瘍に接続する特定の血管領域を探索し、当該特定の血管領域が特定された場合、当該血管に薬剤を注入するための薬剤投与計画を作成する。より詳細には、当該血管に薬剤注入点が設定され、設定された薬剤注入点の位置に応じて組織刺入点や内視鏡目標到達点等が決定されるとよい。

処理回路３１は、薬剤投与計画として、患者の呼吸波形や心電波形等の生体波形に基づいて薬剤の注入タイミングを決定してもよい。生体波形は、医用画像診断装置１による医用撮像時に並行して各種計測装置により収集されるものとする。例えば、呼吸波形を利用する場合、処理回路３１は、呼吸波形に基づいて、呼吸による体動が比較的小さい呼吸位相を決定する。決定された呼吸位相が注入タイミングに設定される。心電波形を利用する場合、処理回路３１は、心電波形に基づいて、心臓の拍動による血流動が比較的小さい又は大きい心電位相を決定する。決定された心電位相が注入タイミングに設定される。例えば、血管に薬剤を注入する場合に、心電波形を利用して注入タイミングが決定されるとよい。

次に、薬剤投与計画作成処理の第二の実施例について説明する。

図８は、薬剤投与計画装置３による薬剤投与計画作成処理の第二の実施例の流れを示す図である。図８に示すように、処理回路３１は、取得機能３１１の実現により、医用画像を取得する（ステップＳＣ１－２）。ステップＳＣ１－２は、図５のステップＳＣ１－１と同様である。

ステップＳＣ１－２が行われると処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、ステップＳＣ１－２において取得された医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状を特定する（ステップＳＣ２－２）。ステップＳＣ２－２は、図５のステップＳＣ２－１と同様である。

ステップＳＣ２－２が行われると処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、薬剤の初期の薬剤注入点及び薬剤注入量を決定する（ステップＳＣ３－２）。初期の薬剤注入点は、ステップＳＣ２－２において特定された腫瘍の中心点や重心点等の任意の位置に設定されればよい。初期の薬剤注入量は、薬剤が抗がん剤の場合、上述したように、患者の情報や状態又は腫瘍の状態に基づいて決定されればよい。初期の薬剤注入点及び薬剤注入量は、術者等により入力インタフェース３７を介して任意の位置及び量に設定されてもよい。

ステップＳＣ３－２が行われると処理回路３１は、薬剤分布生成機能３１３の実現により、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入点及び薬剤注入量に関する薬剤分布を生成する（ステップＳＣ４－２）。ステップＳＣ４－２において処理回路３１は、例えば、医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状と、薬剤注入点と、薬剤注入量とに基づいて腫瘍に関する薬剤分布を生成する。

図９は、腫瘍ＲＣに関する薬剤分布Ｉ３の一例を模式的に示す図である。図９に示すように、薬剤分布Ｉ３は、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入点Ｐ１から、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入量の薬剤が腫瘍ＲＣに注入された場合における、当該腫瘍ＲＣにおける薬剤の予測投与量の空間分布を表す。

処理回路３１は、医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状と薬剤注入点と薬剤注入量とに基づいて、当該薬剤注入点から当該薬剤注入量だけ注入された薬剤の当該腫瘍における流れをシミュレーションする。例えば、処理回路３１は、まず、患者に関する造影ＣＴ画像や造影ＭＲ画像、超音波ドプラ画像、核医学画像等の医用画像に基づいて腫瘍及び周囲解剖学的組織の血流動態解析を行い、各画素の血液流入量及び血液流出量等の血流動態を評価する血流パラメータを算出する。処理回路３１は、血流の動態が薬剤の動態に類似するとみなし、各画素について、血流パラメータに任意係数を加算又は乗算することにより薬剤動態を評価する薬剤パラメータを算出する。そして、処理回路３１は、薬剤パラメータに基づいて薬剤注入点から薬剤注入量だけ注入された薬剤の当該腫瘍における流れをシミュレーションし、各画素に投与される薬剤量の空間分布を、薬剤分布として生成する。

ステップＳＣ４－２が行われると処理回路３１は、表示制御機能３１５の実現により、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入点及び薬剤注入量とステップＳＣ４－２において生成された薬剤分布とを表示する（ステップＳＣ５－２）。薬剤注入点、薬剤注入量及び薬剤分布の表示画面は表示機器３５に表示される。

図１０は、薬剤分布Ｉ４１の表示画面Ｉ４の一例を示す図である。図１０に示すように、表示画面Ｉ４には、薬剤分布Ｉ４１、薬剤注入量の表示欄Ｉ４２、変更ボタンＢ１及び確定ボタンＢ２が表示される。薬剤分布Ｉ４１は、図９に示す薬剤分布と同様であり、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入点Ｐ１から、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入量の薬剤が腫瘍ＲＣに注入された場合における、当該腫瘍ＲＣにおける投与薬剤量の空間分布を表す。薬剤分布Ｉ４１は投与薬剤量に応じた色で表示される。薬剤分布Ｉ４１には薬剤注入点Ｐ１を示すマークが重畳される。表示欄Ｉ４２には、ステップＳＣ３－２において決定された薬剤注入量が表示される。変更ボタンＢ１は、薬剤注入点及び薬剤注入量の変更を指示するためのＧＵＩボタンである。確定ボタンＢ２は、薬剤注入点及び薬剤注入量の確定を指示するためのＧＵＩボタンである。薬剤分布Ｉ４１と薬剤注入点Ｐ１と薬剤注入量とが表示されることにより、術者等は、薬剤注入点Ｐ１から当該薬剤注入量だけ薬剤が注入された場合における薬剤の散布態様を視覚的に把握することができる。

ステップＳＣ５－２が行われると処理回路３１は、薬剤注入点及び薬剤注入量の確定を待機する（ステップＳＣ６－２）。例えば、術者等は、薬剤散布態様が望ましくないと判断した場合、入力インタフェース３７を介して変更ボタンＢ１を押下する。変更ボタンＢ１が押下された場合（ステップＳＣ６－２：ＮＯ）、処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、薬剤注入点及び薬剤注入量を変更する（ステップＳＣ７－２）。薬剤注入点及び薬剤注入量の変更量は、予め定められてもよいし、術者等により入力インタフェース３７を介して任意に設定されてもよい。その後、処理回路３１は、ステップＳＣ６－２において術者等が入力インタフェース３７を介して確定ボタンＢ２を押下するまで、ステップＳＣ４－２からステップＳＣ７－２を繰り返す。

ステップＳＣ６－２において確定ボタンが押下された場合（ステップＳＣ６－２：ＹＥＳ）、処理回路３１は、薬剤投与計画作成機能３１２の実現により、超音波内視鏡５の目標位置と穿刺針の刺入点とを決定する（ステップＳＣ８－２）。ステップＳＣ８－２において処理回路３１は、確定された注入点、ステップＳＣ２－２において特定された腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状に基づいて、内視鏡目標到達点、組織刺入点及び腫瘍刺入点を決定する。内視鏡目標到達点、組織刺入点及び腫瘍刺入点の決定方法は、図５のステップＳＣ３－１と同様の方法により行うことが可能である。

ステップＳＣ８－２が行われると処理回路３１は、表示制御機能３１５の実現により、薬剤投与計画を表示する（ステップＳＣ９－２）。ステップＳＣ９－２において表示される薬剤投与計画は、図７に示す薬剤投与計画と同様である。なお、薬剤投与計画画像には、ステップＳ６－２において確定された薬剤分布が重畳されてもよい。薬剤投与計画は記憶装置３９に記憶される。

以上により、薬剤投与計画作成処理の第二の実施例が終了する。

上記の通り、第二の実施例において処理回路３１は、薬剤注入点及び薬剤注入量を変更させつつ複数の薬剤分布を生成し、生成された複数の薬剤分布のうちの特定の薬剤分布に対応する特定の薬剤注入点及び薬剤注入量を、薬剤投与計画として決定する。図８に示す実施例の場合、特定の薬剤分布は、術者等によりステップＳＣ６－２において指定された薬剤分布である。しかしながら、実施形態はこれに限定されず、所定の判断基準に基づいて複数の薬剤分布の中から自動的に特定の薬剤分布が選択されてもよい。薬剤分布が生成され表示されることにより、薬剤注入点や薬剤注入量、内視鏡目標到達点、組織刺入点、腫瘍刺入点等の薬剤投与計画パラメータの正確性を担保することが可能になる。

薬剤投与計画作成処理の第二の実施例は種々の変形が可能である。例えば、処理回路３１は、ステップＳＣ９－２において薬剤分布と初期線量分布とを重ね合わせて表示機器３５に表示してもよい。

図１１は、薬剤分布Ｉ５１と初期線量分布Ｉ５２との重ね合わせ表示例を示す図である。図１１に示すように、薬剤分布Ｉ５１は各画素を投与薬剤量に応じた色で表示され、所定の投与薬剤量毎に等高線が表示される。初期線量分布Ｉ５２は各画素を投与線量に応じた色で表示され、所定の投与線量毎に等高線が表示される。初期線量分布Ｉ５２の腫瘍部分に当該腫瘍部分に関する薬剤分布Ｉ５１が重ね合わされる。薬剤分布Ｉ５１と初期線量分布Ｉ５２との双方の視認性を高めるため、例えば、初期線量分布Ｉ５２は比較的高い透明度で表示され、薬剤分布Ｉ５１は比較的低い透明度で表示されるとよい。あるいは、薬剤分布Ｉ５１と初期線量分布Ｉ５２との何れか一方が色で表示され他方が白黒で表示されてもよい。薬剤分布Ｉ５１と初期線量分布Ｉ５２との重ね合わせ表示により、同一位置における投与薬剤量と初期投与線量とを容易に確認することができる。

また、処理回路３１は、薬剤分布および線量分布の少なくとも一方の分布が許容値を超えているか否かを識別可能な情報を出力してもよい。例えば、処理回路３１は、薬剤分布の画素毎の投与薬剤量と許容値とを比較し、許容値を超えている画素を視覚的に強調して表示するとよい。他の例として、処理回路３１は、線量分布の画素毎の投与線量と許容値とを比較し、許容値を超えている画素を視覚的に強調して表示するとよい。この場合、強調された画素が「識別可能な情報」の一例である。許容値を超えた画素を強調することにより、許容できない箇所を視覚的に把握することが可能になる。ユーザは、許容できない箇所の投与薬剤量や投与線量を手動で修正してもよい。

また、処理回路３１は、線量分布と薬剤分布とを重ね合わせ、当該識別可能な情報とともに表示してもよい。また、処理回路３１は、線量分布と薬剤分布とを並べて、当該識別可能な情報とともに表示してもよい。

処理回路３１は、薬剤併用治療計画作成機能３１４の実現により、薬剤分布の各画素に割り当てられた投与薬剤量に基づいて、当該患者に関する線量分布の各画素に割り当てられた投与線量を増減してもよい。例えば、薬剤が放射線増感剤や抗がん剤である場合、投与薬剤量が閾値より多い領域の投与線量を減らしてもよいし、投与薬剤量が閾値より少ない領域の投与線量を増やしてもよいし、投与薬剤量が第一の閾値より多い領域の投与線量を減らし且つ投与薬剤量が第二の閾値より少ない領域の投与線量を増やしてもよい。このように投与薬剤量に応じて投与線量を増減させることにより、薬剤注入と放射線治療との相乗効果の最適化を図ることが可能になる。

また、処理回路３１は、薬剤分布生成機能３１３の実現により、線量分布の各画素に割り当てられた投与線量に基づいて、薬剤分布の各画素に割り当てられた投与薬剤量を増減してもよい。例えば、薬剤が放射線増感剤や抗がん剤である場合、投与線量が閾値より多い領域の投与薬剤量を減らしてもよいし、投与線量が閾値より少ない領域の投与薬剤量を増やしてもよいし、投与線量が第一の閾値より多い領域の投与薬剤量を減らし且つ投与線量が第二の閾値より少ない領域の投与薬剤量を増やしてもよい。また、投与線量を多くしたいが、線量等の制約により投与線量を増やせない場合、投与薬剤量を増やしてもよい。投与薬剤量の増減は、薬剤注入点が固定のもと薬剤注入量を増減することにより行われてもよいし、薬剤注入量及び薬剤注入点を増減することにより行われてもよい。このように投与線量に応じて投与薬剤量を増減させることにより、薬剤注入と放射線治療との相乗効果の最適化を図ることが可能になる。

上記の種々の実施例により得られた薬剤分布と初期線量分布とに基づいて薬剤併用治療計画が作成される。以下、薬剤投与計画装置３による薬剤併用治療計画の作成処理について説明する。

図１２は、薬剤投与計画装置３による薬剤併用治療計画の作成処理の流れを示す図である。図１２に示すように、処理回路３１は、取得機能３１１の実現により、薬剤分布を取得する（ステップＳＣ１－３）。典型的には、処理回路３１は、薬剤分布生成機能３１３により生成された薬剤分布を取得する。薬剤分布としては、上記の実施例の何れかの方法で生成されたものが取得される。

ステップＳＣ１－３が行われると処理回路３１は、取得機能３１１の実現により、初期線量分布を取得する（ステップＳＣ２－３）。典型的には、処理回路３１は、放射線治療計画装置２により作成された初期線量分布を取得する。

ステップＳＣ２－３が行われると処理回路３１は、薬剤併用治療計画作成機能３１４の実現により、ステップＳＣ１－３において取得された薬剤分布とステップＳＣ２－３において取得された初期線量分布とに基づいて薬剤併用治療計画を作成する（ステップＳＣ３－３）。ステップＳＣ３－３において処理回路３１は、薬剤分布と初期線量分布とが重なる領域について、薬剤分布および初期線量分布の少なくとも一方を変更し、変更後の分布に基づいて薬剤併用治療計画を作成する。

薬剤併用治療計画は、薬剤投与計画と当該薬剤投与計画に従い薬剤が投与された腫瘍に対する放射線治療計画とを含む。薬剤併用治療計画に含まれる薬剤投与計画は、例えば、上記の実施例の何れかの方法で生成されたものがそのまま薬剤併用治療計画に用いられるとよい。あるいは、初期線量分布に応じて変更された薬剤分布に従い薬剤投与計画が修正されてもよい。この場合、処理回路３１は、上記の通り、初期線量分布に基づいて薬剤分布を変更し、変更後の薬剤分布と初期線量分布とに基づいて薬剤併用治療計画を作成することとなる。すなわち、変更後の薬剤分布に応じて、薬剤注入点や薬剤注入量、内視鏡目標到達点、組織刺入点、腫瘍刺入点が変更される。

薬剤併用治療計画に含まれる放射線治療計画は、例えば、上記の実施例の何れかの方法で生成されたものがそのまま薬剤併用治療計画に用いられるとよい。あるいは、薬剤分布に応じて変更された線量分布（確定線量分布）に従い放射線治療計画が修正されてもよい。この場合、処理回路３１は、上記の通り、薬剤分布に基づいて初期線量分布を変更して確定線量分布を作成し、確定線量分布と薬剤分布とに基づいて薬剤併用治療計画を作成することとなる。すなわち、確定線量分布に応じて、照射門数や照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタが変更される。

ステップＳＣ３－３が行われると処理回路３１は、表示制御機能３１５の実現により、ステップＳＣ３－３において作成された薬剤併用治療計画を表示する（ステップＳＣ４－３）。ステップＳＣ４－３において処理回路３１は、薬剤併用治療計画を表示機器３５に表示する。薬剤併用治療計画として、確定線量分布や薬剤分布を表す画像であり、薬剤投与計画や放射線治療計画を表す文字や数字等が表示されるとよい。薬剤併用治療計画が表示されることによりユーザは、その内容を確認することが可能になる。

以上により、薬剤併用治療計画の作成処理が終了する。

なお、処理回路３１は、薬剤分布と線量分布とに基づいて、互いに異なる複数の薬剤併用治療計画を作成し、当該作成された複数の薬剤併用治療計画のリストを表示してもよい。

図１３は、複数の薬剤併用治療計画のリストの表示画面Ｉ７の一例を示す図である。表示画面Ｉ７は、表示機器３５等に表示される。図１３においては一例として３個の薬剤併用治療計画が表示されている。表示画面Ｉ７には、各薬剤併用治療計画のラベルＩ７１１，Ｉ７２１，Ｉ７３１が並べて表示される。ラベルＩ７１１，Ｉ７２１，Ｉ７３１は、プランＡやプランＢ、プランＣ等の各薬剤併用治療計画の番号でもよいし、「腫瘍線量増加」や「リスク臓器線量低減」、「通常」のような各薬剤併用治療計画の特徴を表す文字列でもよい。

図１３に示すように、各薬剤併用治療計画として、確定線量分布と薬剤分布との重畳画像Ｉ７１２，Ｉ７２２，Ｉ７３２が並べて表示される。例えば、プランＡの場合、治療対象の腫瘍領域における薬剤投与量が比較的少ない場合、当該腫瘍領域における投与線量を初期線量分布における投与線量に比して増加される。プランＢの場合、治療対象の腫瘍領域における薬剤投与量が比較的多い場合、当該腫瘍領域における投与線量を初期線量分布における投与線量に比して低減される。プランＣの場合、確定線量分布は初期線量分布と同一のものが用いられる。重畳画像Ｉ７１２，Ｉ７２２，Ｉ７３２が並べて表示されることによりユーザは、各プランの違いによる確定線量分布の相違を視覚的に把握することが可能になる。なお、確定線量分布と薬剤分布との重畳画像の他に、薬剤投与計画や放射線治療計画の各パラメータが表示されてもよい。

図１３に示すように、表示画面Ｉ７には、各薬剤併用治療計画の選択ボタンＩ７１３，Ｉ７２３，Ｉ７３３が並べて表示される。各選択ボタンＩ７１３，Ｉ７２３，Ｉ７３３が入力インタフェース３７を介してユーザにより押下されると、対応する薬剤併用治療計画が選択される。選択された薬剤併用治療計画に従い放射線治療支援システムによる薬剤併用放射線治療に対する支援が行われることとなる。

次に、図２のステップＳＤにおいて使用される薬剤投与ガイド装置４について説明する。

図１４は、薬剤投与ガイド装置４の構成例を示す図である。図１４に示すように、薬剤投与ガイド装置４は、処理回路４１、通信インタフェース４３、表示機器４５、入力インタフェース４７及び記憶装置４９を有する。処理回路４１は処理部の一例であり、通信インタフェース４３は通信部の一例であり、表示機器４５は表示部の一例であり、入力インタフェース４７は入力部の一例であり、記憶装置４９は記憶部の一例である。

処理回路４１は、プロセッサを有する。当該プロセッサが記憶装置４９等にインストールされた各種プログラムを起動することにより、取得機能４１１、画像処理機能４１２、位置検出機能４１３及び表示制御機能４１４を実現する。各機能４１１－４１４は単一の処理回路４１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４１１－４１４を実現するものとしても構わない。取得機能４１１は取得部の一例であり、画像処理機能４１２は画像処理部の一例であり、位置検出機能４１３は位置検出部の一例であり、表示制御機能４１４は表示部の一例である。

取得機能４１１の実現により、処理回路４１は、種々の情報を取得する。具体的には、処理回路４１は、医用画像診断装置１により生成された医用画像、放射線治療計画装置２により生成された放射線治療計画、薬剤投与計画装置３により生成された薬剤投与計画、超音波内視鏡５により生成された超音波画像及び光学画像等を取得する。取得の形態としては、各種装置から直接的に取得する事に限定されず、当該装置から受信した情報を記憶装置４９に記憶し、記憶装置４９から当該情報を取得してもよい。

画像処理機能４１２の実現により、処理回路４１は、取得機能４１１により取得された各種画像に画像処理を施す。

位置検出機能４１３の実現により、処理回路４１は、超音波内視鏡５の現在位置を検出する。

表示制御機能４１４の実現により、処理回路４１は、種々の情報を、表示機器４５を介して表示する。例えば、処理回路４１は、超音波内視鏡５により生成された超音波画像及び光学画像と、薬剤投与計画装置３により生成された薬剤投与計画とを表示する。処理回路４１は、超音波画像及び／又は光学画像に、目標位置まで超音波内視鏡５を案内するための案内情報を重畳する。処理回路４１は、現在位置が付された医用画像である薬剤投与計画画像と、超音波画像及び／又は光学画像とを並べて表示する。

通信インタフェース４３は、有線又は無線を介して、放射線治療支援システム１００に含まれる医用画像診断装置１、放射線治療計画装置２、薬剤投与計画装置３及び超音波内視鏡５との間で情報通信を行うためのインタフェースである。

表示機器４５は、処理回路４１の表示制御機能４１４に従い種々の情報を表示する。表示機器４５としては、液晶ディスプレイ、ＣＲＴディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが適宜使用可能である。また、表示機器４５は、プロジェクタでもよい。

入力インタフェース４７は、ユーザからの各種の入力操作を受け付け、受け付けた入力操作を電気信号に変換して処理回路４１に出力する。具体的には、入力インタフェース４７として、マウス、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、タッチパッド、タッチパネルディスプレイ等が適宜用いられる。入力インタフェース４７は、音声を集音するマイク等の入力機器からの音声信号を用いた音声入力装置であってもよい。入力インタフェース４７は、光学センサを用いた非接触入力回路でもよい。入力インタフェース４７は、入力操作に応じた電気信号を処理回路４１へ出力する。また、入力インタフェース４７は、ネットワーク等を介して接続された他のコンピュータに設けられた入力機器でもよい。

記憶装置４９は、種々の情報を記憶するＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、ＳＳＤ、集積回路記憶装置等の記憶装置である。記憶装置４９は、例えば、取得機能４１１により取得された医用画像や薬剤投与計画、超音波画像、光学画像等を記憶する。記憶装置４９は、上記記憶装置以外にも、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリ等の可搬型記憶媒体や、半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。記憶装置４９は、薬剤投与ガイド装置４に有線又は無線を介して接続された他のコンピュータ内にあってもよい。

次に、薬剤投与ガイド装置４による薬剤投与ガイド処理について説明する。薬剤投与ガイド処理は、薬剤投与計画に従って超音波内視鏡５による薬剤投与術に並行して実施される。以下の説明においては、図３に示すように、腫瘍は膵臓に発生し、薬剤投与術としては、胃内から穿刺針により腫瘍に薬剤を注入する経体内注入式であるとする。

図１５は、薬剤投与ガイド装置４による薬剤投与ガイド処理の流れを示す図である。なお、図１５に示す薬剤投与ガイド処理は、術者等により入力インタフェース４７を介して開始指示がなされることを契機として処理回路４１により開始される。薬剤投与ガイド処理の開始時点において超音波内視鏡５の挿入部が内視鏡目標到達位置に向けて胃内に挿入されているものとする。超音波内視鏡５は、薬剤投与ガイド処理において光学撮像装置により光学画像を生成し、光学画像を薬剤投与ガイド装置４にリアルタイムに供給している。

薬剤投与ガイド装置４の処理回路４１は、位置検出機能４１３の実現により、超音波内視鏡５の挿入部の現在位置（以下、内視鏡現在位置と呼ぶ）をリアルタイムで検出している。位置検出方法は、如何なる方法でもよく、例えば、処理回路４１は、挿入部に設けられたＧＰＳ（Global Positioning System）や磁気センサ等の位置センサからの検出信号に基づいて挿入部の位置検出を行ってもよいし、患者の医用画像と超音波内視鏡５により生成された光学画像との位置合わせ結果に基づいて位置検出を行ってもよい。当該医用画像としては、放射線治療計画や薬剤投与計画の作成に使用された三次元ＣＴ画像や三次元ＭＲ画像等が用いられればよい。なお、処理回路お４１は、超音波内視鏡５が超音波撮像装置により超音波画像を生成している場合、超音波画像と当該医用画像との位置合わせ結果に基づいて位置検出を行ってもよい。

図１５に示すように、処理回路４１は、表示制御機能４１４の実現により、光学画像に侵入方向を表示する（ステップＳＤ１）。薬剤投与ガイド処理において処理回路４１は、ガイド画面を表示機器４５に表示する。ガイド画面において超音波内視鏡５の浸入方向を示すマークが光学画像に重畳される。浸入方向を示すマークは案内情報の一例である。

図１６は、ステップＳＤ１において表示されるガイド画面Ｉ６の一例を示す図である。図１６に示すように、ガイド画面Ｉ６には、光学画像Ｉ６２と薬剤投与計画画像Ｉ６３とが表示される。光学画像Ｉ６２は、超音波内視鏡５によりリアルタイムに生成される動画像である。光学画像Ｉ６２には、超音波内視鏡５の浸入方向を示すマーク７１が重畳される。浸入方向は、内視鏡現在位置から内視鏡目標到達点に向かう方向に決定される。

薬剤投与計画画像Ｉ６３は、医用画像に、内視鏡現在位置を示すマーク６３１及び内視鏡目標到達点を示すマーク６３２が付された画像である。薬剤投与計画画像Ｉ６３の断面位置又は視点は、超音波内視鏡５の現在位置を追従するように設定される。図１６に示すように、薬剤投与計画画像Ｉ６３は、例えば、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との双方を含む断面画像である。この場合、処理回路４１は、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との双方を含む断面を医用画像に設定し、当該断面に関する断面画像を平行投影法により生成する。なお、断面画像は、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との何れか一方のみを含むように生成されてもよい。内視鏡現在位置を示すマーク６３１及び内視鏡目標到達点を示すマーク６３２は案内情報の一例である。

なお、当該薬剤投与計画画像Ｉ６３は、これに限定されず、内視鏡位置を含むボリュームレンダリング画像や仮想内視鏡画像でもよい。例えば、処理回路４１は、内視鏡現在位置を視点に設定し、当該視点に関するボリュームレンダリング画像を平行投影法により生成する。また、処理回路４１は、内視鏡現在位置を視点に設定し、当該視点に関する仮想内視鏡画像を透視投影法により生成する。

ガイド画面Ｉ６には、超音波画像の表示欄Ｉ６０及びメッセージの表示欄Ｉ６４が含まれる。ステップＳＤ１の時点においては超音波内視鏡５により超音波撮影が行われていないので、表示欄Ｉ６０には超音波画像が表示されていない。なお、ステップＳＤ１の時点においては超音波内視鏡５により超音波撮影が行われてもよく、この場合、超音波画像が表示欄Ｉ６０に表示されてもよい。

表示欄Ｉ６４には、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との間の距離（以下、距離差分と呼ぶ）に応じた、超音波内視鏡５を目標位置に進める事を支援するメッセージ（以下、支援メッセージと呼ぶ）が表示される。例えば、処理回路４１は、距離差分が閾値（以下、第一閾値と呼ぶ）より大きい場合、例えば、「まだ目標位置付近に到達していません。矢印方向に内視鏡を進めてください。」等の支援メッセージを表示する。第一閾値は、組織刺入点が光学画像において視認可能な程度の数値に設定されればよい。支援メッセージは、予め距離差分の大きさに応じて類型化されているとよい。支援メッセージは案内情報の一例である。

ステップＳＤ１が行われると処理回路４１は、内視鏡現在位置が内視鏡目標到達点の近傍に到達したか否かを判定する（ステップＳＤ２）。ステップＳＤ２において処理回路４１は、具体的には、距離差分が第一閾値より大きいか否かを判定する。距離差分が第一閾値より大きい場合（ステップＳＤ２：ＮＯ）、処理回路４１は、ステップＳＤ１に進み、ガイド画面において超音波内視鏡５の浸入方向を示すマークを光学画像に重畳する。術者等は、図１６に示す光学画像Ｉ６２と薬剤投与計画画像Ｉ６３と支援メッセージとを観察することにより、内視鏡現在位置及び内視鏡目標到達点を把握し、超音波内視鏡５を内視鏡目標到達点に向けて進めることができる。

距離差分が第一閾値より小さい場合（ステップＳＤ２：ＹＥＳ）、処理回路４１は、表示制御機能４１４の実現により、光学画像に組織刺入点を表示する（ステップＳＤ３）。ステップＳＤ３において処理回路４１は、ガイド画面において組織刺入点を示すマークを光学画像に重畳する。組織刺入点を示すマークは案内情報の一例である。

図１７は、ステップＳＤ３において表示されるガイド画面Ｉ６の一例を示す図である。図１７に示すように、ガイド画面Ｉ６には、光学画像Ｉ６２と薬剤投与計画画像Ｉ６３とが表示される。ステップＳＤ３においては超音波内視鏡５が内視鏡目標到達点付近にあるので、膵臓腫瘍のステージによっては膵臓腫瘍が胃壁に浸潤しており、光学画像Ｉ６２において膵臓腫瘍が視認可能に描出されることとなる。光学画像Ｉ６２には、組織刺入点を示すマーク７２が重畳される。光学画像Ｉ６２における組織刺入点の位置は、光学画像と薬剤投与計画画像との位置合わせに基づいて処理回路４１により算出される。マーク７２は、例えば、組織刺入点を指し示す矢印が用いられるとよい。薬剤投与計画画像Ｉ６３には内視鏡位置を示すマーク６３１及び目標位置を示すマーク６３２が表示される。ステップＳＤ３においては超音波内視鏡５が目標位置付近にあるので、マーク６３１とマーク６３２とが接近することとなる。

ステップＳＤ３の時点においても超音波内視鏡５により超音波撮影が行われていないので、表示欄Ｉ６０には超音波画像が表示されていない。なお、ステップＳＤ３の時点において超音波内視鏡５により超音波撮影が行われてもよく、この場合、超音波撮影により生成された超音波画像が表示欄Ｉ６０に表示されてもよい。

表示欄Ｉ６４には、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との距離差分に応じた、超音波内視鏡５を目標位置に進める事を支援する支援メッセージが表示される。例えば、処理回路４１は、距離差分が閾値（以下、第二閾値と呼ぶ）より大きい場合、例えば、「目標位置付近に到達しました。組織刺入点に穿刺針を刺入します。もう少し内視鏡を進めてください。」等の支援メッセージを表示する。第二閾値は、内視鏡現在位置が内視鏡目標到達点に十分接近している状態としていない状態とを区別するための閾値であり、第一閾値よりも小さい値に設定される。

ステップＳＤ３が行われると処理回路４１は、内視鏡現在位置が内視鏡目標到達点に到達したか否かを判定する（ステップＳＤ４）。ステップＳＤ４において処理回路４１は、具体的には、距離差分が第二閾値より大きいか否かを判定する。距離差分が第二閾値より大きい場合（ステップＳＤ４：ＮＯ）、処理回路４１は、ステップＳＤ３に進み、ガイド画面において組織刺入点を示すマークを光学画像に重畳する。術者等は、図１７に示す光学画像Ｉ６２と薬剤投与計画画像Ｉ６３と支援メッセージとを観察することにより、内視鏡現在位置及び内視鏡目標到達点を把握し、超音波内視鏡５を内視鏡目標到達点まで進めることができる。例えば、光学画像Ｉ６２に重畳されたマーク７２や薬剤投与計画画像Ｉ６３に付されたマーク６３１,６３２を確認することにより、光学画像Ｉ６２に重畳されたマーク７２が指し示す位置に向けて超音波内視鏡５を慎重に進めることができる。

距離差分が第二閾値より小さい場合（ステップＳＤ４：ＹＥＳ）、処理回路４１は、表示制御機能４１４の実現により、超音波画像に腫瘍刺入点及び薬剤注入点を表示する（ステップＳＤ５）。ステップＳＤ５において処理回路４１は、ガイド画面において腫瘍刺入点を示すマーク及び薬剤注入点を示すマークを超音波画像に重畳する。例えば、処理回路４１は、距離差分が第二閾値より小さい場合、超音波内視鏡５に超音波撮影指示を送信し、超音波撮影指示を受けた超音波内視鏡５は、挿入部の先端部に設けられた超音波撮像装置を介して超音波撮影を行い、患者体内に関する超音波画像を生成する。生成された超音波画像は薬剤投与ガイド装置４に供給される。超音波画像はリアルタイムで表示機器４５に表示される。腫瘍刺入点を示すマーク及び薬剤注入点を示すマークは案内情報の一例である。

図１８は、ステップＳＤ５において表示されるガイド画面Ｉ６の一例を示す図である。図１８に示すように、ガイド画面Ｉ６には、超音波内視鏡５により生成された超音波画像Ｉ６１がリアルタイムで表示される。超音波画像Ｉ６１には腫瘍刺入点を示すマーク６１１及び薬剤注入点を示すマーク６１２が重畳される。腫瘍刺入点及び薬剤注入点の位置は、超音波画像と薬剤投与計画画像との位置合わせに基づいて処理回路４１により算出される。光学画像Ｉ６２には、ステップＳＤ３と同様、組織刺入点を示すマーク７２が重畳される。

薬剤投与計画画像Ｉ６３には、内視鏡位置を示すマーク６３１及び目標位置を示すマーク６３２が表示される。ステップＳＤ５においては超音波内視鏡５が目標位置にあるので、マーク６３１とマーク６３２とが重畳することとなる。処理回路４１は、距離差分が第二閾値より小さい場合、目標位置から薬剤注入点への経路を示すマーク６３３を薬剤投与計画画像Ｉ６３に重畳する。これにより、穿刺針の刺し入れ方向等を視覚的に確認することが可能である。

表示欄Ｉ６４には、内視鏡位置と目標位置との距離差分に応じた、超音波内視鏡５を目標位置に進める事を支援する支援メッセージが表示される。例えば、処理回路４１は、距離差分が第二閾値より小さい場合、例えば、「目標位置に到達しました。組織刺入点に穿刺針を刺入し、針先を薬剤注入点まで進め、薬剤を注入してください。」等の支援メッセージを表示する。術者は、支援メッセージを観察することにより、超音波内視鏡５が目標位置に到達したこと、これから穿刺針を刺し入れ薬剤を注入すべきこと等を確認することができる。

なお、ステップＳＤ５において処理回路４１は、距離差分が第二閾値より小さい場合、薬剤注入量や薬剤注入速度、注入タイミングをガイド画面Ｉ６に表示してもよい。

以上により、薬剤投与ガイド処理が終了する。

図１５に示すように、処理回路４１は、表示制御機能４１４の実現により、内視鏡現在位置と内視鏡目標到達点との間の距離差分に応じて、超音波内視鏡５を目標位置まで案内するための案内情報を変化させる。例えば、処理回路４１は、距離差分が第一閾値より大きい場合、案内情報として、超音波内視鏡５の浸入方向を光学画像に付する。距離差分が閾値より小さい場合、処理回路４１は、案内情報として、組織刺入点を光学画像に付する。また、処理回路４１は、図１６－図１８に示すように、距離差分に応じて類型化された支援メッセージを表示する。また、処理回路４１は、図１６－図１８に示すように、距離差分に応じて超音波画像の表示の有無を切り替える。例えば、処理回路４１は、距離差分が第二閾値より大きい場合、超音波撮像装置に撮影指示を供給せず超音波画像の表示をオフにし、距離差分が第二閾値より小さい場合、超音波撮像装置に撮影指示を供給し超音波画像の表示をオンにする。また、処理回路４１は、距離差分が第二閾値より小さい場合、薬剤注入点を超音波画像に付する。

なお、薬剤投与ガイド処理は、種々の変形が可能である。例えば、上記実施例において処理回路４１は、薬剤投与ガイド処理の実行時において常時、光学画像を表示するものとした。しかしながら、実施形態はこれに限定されず、処理回路４１は、光学画像の代わりに、超音波画像を常時表示してもよい。また、処理回路４１は、光学画像及び超音波画像の双方を表示しなくてもよい。この場合、処理回路４１は、薬剤投与計画画像を表示し、当該薬剤投与計画画像に内視鏡現在位置及び内視鏡目標到達点等を付することにより、術者を支援することができる。

また、薬剤注入器具として超音波内視鏡５を例に挙げて説明したが、実施形態はこれに限定されない。例えば、薬剤注入器具としては、光学撮像装置を有さず超音波撮像装置を有する内視鏡でもよいし、超音波撮像装置を有さず光学撮像装置を有する内視鏡でもよい。前者の場合、薬剤投与ガイド処理においてガイド画面に超音波画像が表示され、後者の場合、光学画像が表示されことになる。

上記の幾つかの実施例において、処理回路３１は、医用画像と薬剤投与計画の薬剤投与パラメータとに基づき、薬剤の流れをシミュレーションして薬剤分布を生成するものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。処理回路３１は、薬剤分布生成機能３１３の実現により、機械学習モデルを利用して薬剤分布を生成してもよい。機械学習モデルとしては、例えば、ニューラルネットワークが用いられる。

図１９は、薬剤分布を生成する機械学習モデルの入出力例を示す図である。図１９に示すように、機械学習モデルは、薬剤投与パラメータ及び医用画像を入力して薬剤分布を出力するように学習パラメータが訓練されている。学習パラメータは、機械学習モデルの重み係数やバイアス等の機械学習により訓練されるパラメータである。例えば、機械学習モデルは、薬剤投与パラメータ及び医用画像の組合せを入力学習サンプル、薬剤分布を出力学習サンプルとする教師有り学習に基づき生成される。出力学習サンプルとしての薬剤分布は、上述の通り、入力学習サンプルとしての薬剤投与パラメータ及び医用画像に基づく薬剤の流れのシミュレーションにより生成されればよい。機械学習モデルを利用することにより簡易に薬剤分布を得ることが可能となる。

上記の実施例においては、生成される薬剤分布が、薬剤注入開始から何時間経過後のものであるのかについては特に言及しなかった。処理回路３１は、薬剤注入開始から指定時間経過後の薬剤分布を、上述の薬剤の流れのシミュレーションに基づき生成してもよい。指定時間は、ユーザにより入力インタフェース３７を介して指定されればよい。

また、処理回路３１は、薬剤分布の時系列変化を生成し、当該時系列変化に応じて前記放射線を照射するタイミングを決定してもよい。例えば、処理回路３１は、薬剤注入開始からの複数の経過時間にそれぞれ対応する複数の薬剤分布を生成し、生成された複数の薬剤分布から最適な薬剤分布を特定し、特定された薬剤分布に対応する経過時間を、放射線を照射するタイミングとして決定してもよい。複数の経過時間にそれぞれ対応する複数の薬剤分布は、薬剤分布の時系列変化の一例である。また、処理回路３１は、薬剤分布の時系列変化として、腫瘍領域やリスク臓器等の特定領域における投与薬剤量の時系列変化を計算してもよい。処理回路３１は、放射線治療の方針等に応じて放射線照射タイミングを決定することが可能である。例えば、腫瘍領域における投与薬剤量が最大になる経過時間が放射線照射タイミングとして決定されてもよい。他の例としては、リスク臓器領域における投与薬剤量が最大になる経過時間が放射線照射タイミングとして決定されてもよい。他の例として、ユーザにより放射線照射タイミングが指定されてもよい。

図２０は、放射線照射タイミングの指定画面Ｉ８の一例を示す図である。指定画面Ｉ８は表示機器３５に表示される。図２０に示すように、指定画面Ｉ８には、一例として、３個の経過時間にそれぞれ対応する３個の薬剤分布Ｉ８１２，Ｉ８２２，Ｉ８２２が並べて表示されている。薬剤分布Ｉ８１２，Ｉ８２２，Ｉ８３２にはそれぞれ経過時間を示すラベルＩ８１１，Ｉ８２１，Ｉ８３１が対応付けて表示されている。例えば、薬剤注入開始からの経過時間「６時間」の薬剤分布Ｉ８１２、経過時間「１２時間」の薬剤分布Ｉ８２２、経過時間「２４時間」の薬剤分布Ｉ８３２が並べて表示されている。薬剤分布Ｉ８１２，Ｉ８２２，Ｉ８３２が並べて表示されることによりユーザは、経過時間の違いによる薬剤分布の相違を視覚的に把握することが可能になる。なお、薬剤分布の他に、薬剤投与計画等が表示されてもよい。また、薬剤分布Ｉ８１２，Ｉ８２２，Ｉ８３２と線量画像との重畳画像が表示されてもよい。

図２０に示すように、指定画面Ｉ８には、放射線照射タイミングの指定ボタンＩ８１３，Ｉ８２３，Ｉ８３３が薬剤分布Ｉ８１２，Ｉ８２２，Ｉ８３２に対応付けて並べて表示される。各指定ボタンＩ８１３，Ｉ８２３，Ｉ８３３が入力インタフェース３７を介してユーザにより押下されると、指定された薬剤分布に対応する経過時間が放射線照射タイミングとして決定される。これにより、薬剤と放射線との相乗効果が最大限発揮される最適な放射線照射タイミングを決定することが可能になる。指定された放射線照射タイミングに対応する薬剤分布は、上記の薬剤併用治療計画における薬剤分布として使用される。

なお、薬剤分布の時系列変化の表示形態は、図２０に示すような、複数の経過時間にそれぞれ対応する複数の薬剤分布の並列表示のみに限定されない。例えば、スライダバー等を介して指定された１個の経過時間に対応する薬剤分布が表示されてもよい。スライダバーを介して表示対象の経過時間を任意に変更することが可能である。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、腫瘍への薬剤の投与を支援することができる。

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、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。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良い。なお、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、図４及び図１２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。

以上の実施形態に関し、発明の一側面および選択的な特徴として以下の付記を開示する。

（付記１）
腫瘍に投与される薬剤の分布を取得する第１の取得部と、
前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得する第２の取得部と、
前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する治療計画作成部と、
を具備する放射線治療支援システム。

（付記２）
前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布と前記線量の分布とが重なる領域について、前記薬剤の分布および前記線量の分布の少なくとも一方を変更し、変更後の分布に基づいて前記治療計画を作成してもよい。

（付記３）
前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布に基づいて、前記線量の分布を変更し、当該変更後の線量の分布と前記薬剤の分布とに基づいて、前記治療計画を作成してもよい。

（付記４）
前記治療計画作成部は、前記線量の分布に基づいて、前記薬剤の分布を変更し、当該変更後の薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記治療計画を作成してもよい。

（付記５）
前記治療計画作成部は、前記薬剤および前記線量の少なくとも一方の分布が許容値を超えているか否かを識別可能な情報を出力してもよい。

（付記６）
前記治療計画作成部は、前記線量の分布と、前記薬剤の分布とを重ね合わせ、前記識別可能な情報とともに表示してもよい。

（付記７）
前記治療計画作成部は、前記線量の分布と、前記薬剤の分布とを並べて、前記識別可能な情報とともに表示してもよい。

（付記８）
前記腫瘍に投与される薬剤の投与条件を含む薬剤投与計画を作成する薬剤投与計画作成部を更に備え、
前記第１の取得部は、前記薬剤投与計画に基づいて前記薬剤の分布を作成してもよい。

（付記９）
前記薬剤の投与条件は、前記腫瘍の位置と前記腫瘍に投与する薬剤注入器具の目標位置とを含んでもよい。

（付記１０）
前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針を含み、
前記薬剤投与計画作成部は、前記目標位置として、第１の刺入点と第２の刺入点とを決定し、
前記第１の刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置であり、
前記第２の刺入点は、前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置であってもよい。

（付記１１）
前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針が取り付けられた内視鏡を含み、
前記薬剤投与計画作成部は、前記目標位置として、刺入点と器具到達点とを決定し、
前記刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置及び／又は前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置であり、
前記器具到達点は、前記刺入点に前記針を刺し入れ可能な位置であり、患者の管腔組織内における前記内視鏡の位置であってもよい。

（付記１２）
前記薬剤の投与条件は、前記薬剤の注入点および注入量を含み、
前記第１の取得部は、前記腫瘍および周囲の解剖学的組織の少なくとも一方に係る形態または性状と、前記薬剤の注入点および注入量とに基づいて、前記薬剤の分布を求めてもよい。

（付記１３）
前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布に基づいて、前記薬剤を投与する薬剤注入器具を投与位置にガイドするガイド情報を出力してもよい。

（付記１４）
前記薬剤を投与する薬剤注入器具に設けられ、患者の管腔組織内の超音波画像及び／又は光学画像を生成する撮像部と、
前記超音波画像及び／又は前記光学画像に、前記薬剤注入器具の目標位置まで前記薬剤注入器具を案内するための案内情報を重畳する表示部と、を更に備えてもよい。

（付記１５）
前記薬剤注入器具の現在位置を検出する検出部を更に備え、
前記表示部は、前記現在位置と前記目標位置との間の距離に応じて前記案内情報を変化させてもよい。

（付記１６）
前記表示部は、前記現在位置が付された医用画像と、前記超音波画像及び／又は前記光学画像とを並べて表示してもよい。
（付記１７）
前記腫瘍に投与される放射線の投与条件を設定する線量投与条件設定部を備え、
前記第２の取得部は、前記放射線の投与条件に基づいて、前記線量の分布を作成してもよい。

（付記１８）
前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布の時系列変化を求め、当該時系列変化に応じて、前記放射線を照射するタイミングを決定してもよい。

（付記１９）
前記治療計画作成部は、
前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、互いに異なる複数の前記治療計画を作成し、
当該作成された複数の治療計画のリストを表示してもよい。

（付記２０）
腫瘍に投与される薬剤の分布を取得し、
前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得し、
前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する、
ことを具備する放射線治療支援方法。

（付記２１）
患者に関する医用画像を取得する取得部と、
前記医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状に基づいて、前記腫瘍の位置と前記腫瘍に投与される薬剤を注入する薬剤注入器具の目標位置とを含む薬剤投与計画を作成する作成部と、
を具備する放射線治療支援システム。

（付記２２）.
前記作成部は、前記薬剤投与計画として、前記目標位置に加え、前記薬剤の注入量及び／又は注入速度を決定してもよい。

（付記２３）
前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針を含み、
前記作成部は、前記目標位置として、第１の刺入点と第２の刺入点とを決定し、
前記第１の刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置であり、
前記第２の刺入点は、前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置でもよい。

（付記２４）
前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針が取り付けられた内視鏡を含み、
前記作成部は、前記目標位置として、刺入点と器具到達点とを決定し、
前記刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置及び／又は前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置であり、
前記器具到達点は、前記刺入点に前記針を刺し入れ可能な位置であり、前記患者の管腔組織内における前記内視鏡の位置でもよい。

（付記２５）
前記医用画像に前記目標位置を付して表示する表示部を更に備えてもよい。

（付記２６）
前記腫瘍及び前記解剖学的組織の形態及び性状と、前記薬剤の注入点と、前記薬剤の注入量とに基づいて、前記腫瘍に関する投与薬剤量の予測空間分布を表現する薬剤分布を生成する薬剤分布生成部を更に備えてもよい。

（付記２７）
前記薬剤分布を表示する表示部を更に備えてもよい。

（付記２８）
前記腫瘍に対する投与線量の予測空間分布を表現する線量分布を生成する線量分布生成部を更に備え、
前記表示部は、前記薬剤分布と前記線量分布とを重ねて表示してもよい。

（付記２９）
前記薬剤分布の各画素に割り当てられた投与薬剤量に基づいて、前記患者に関する線量分布の各画素に割り当てられた投与線量を増減する薬剤併用治療計画作成部を更に備えてもよい。

（付記３０）
薬剤併用治療計画作成部は、線量分布の各画素に割り当てられた投与線量に基づいて、前記薬剤分布の各画素に割り当てられた投与薬剤量を増減してもよい。

（付記３１）
前記薬剤分布生成部は、前記薬剤注入器具による前記薬剤の注入点及び注入量を変更させつつ複数の散布分布を生成し、
前記作成部は、前記複数の散布分布のうちの特定の散布分布に対応する特定の注入点及び注入量を、前記薬剤投与計画として決定してもよい。

（付記３２）
前記作成部は、前記薬剤投与計画として、前記患者の身体計測情報と生体内物質の計測情報とに基づいて前記薬剤の注入量を決定してもよい。

（付記３３）
前記作成部は、前記腫瘍の位置に基づいて、前記薬剤注入器具として、皮膚表面から注射をするための注射針付き注射器を使用するか、体内から注射をするための穿刺針付き内視鏡を使用するかを決定してもよい。

（付記３４）
前記作成部は、前記腫瘍に接続する特定の血管を探索し、前記特定の血管が特定された場合、前記特定の血管に前記薬剤を注入するための前記薬剤投与計画を作成してもよい。

（付記３５）
前記薬剤注入器具に設けられ、前記患者の管腔組織内の超音波画像及び／又は光学画像を生成する撮像部と、
前記超音波画像及び／又は前記光学画像に、前記目標位置まで前記薬剤注入器具を案内するための案内情報を重畳する表示部と、を更に備えてもよい。

（付記３６）
前記薬剤注入器具の現在位置を検出する検出部を更に備え、
前記表示部は、前記現在位置と前記目標位置との間の距離に応じて前記案内情報を変化させてもよい。

（付記３７）
前記薬剤注入器具は、穿刺針付き超音波内視鏡であり、
前記表示部は、
前記距離が閾値より大きい場合、前記案内情報として、前記超音波内視鏡の浸入方向を前記光学画像に付し、
前記距離が閾値より小さい場合、前記案内情報として、前記穿刺針を刺す位置を前記光学画像に付してもよい。

（付記３８）
前記表示部は、前記距離が閾値より短い場合、前記案内情報として、前記超音波画像に、前記穿刺針から薬剤を注入する位置を付してもよい。

（付記３９）
前記表示部は、前記現在位置が付された前記医用画像と、前記超音波画像及び／又は前記光学画像とを並べて表示してもよい。

（付記４０）
コンピュータが、患者に関する医用画像を取得し、
前記コンピュータが、前記医用画像に描出される腫瘍及び解剖学的組織の形態及び性状に基づいて、前記腫瘍の位置と前記腫瘍に投与される薬剤を注入する薬剤注入器具の目標位置とを含む薬剤投与計画を作成してもよい。

１ 医用画像診断装置
２ 放射線治療計画装置
３ 薬剤投与計画装置
４ 薬剤投与ガイド装置
５ 超音波内視鏡
３１ 処理回路
３３ 通信インタフェース
３５ 表示機器
３７ 入力インタフェース
３９ 記憶装置
４１ 処理回路
４３ 通信インタフェース
４５ 表示機器
４７ 入力インタフェース
４９ 記憶装置
１００ 放射線治支援システム
３１１ 取得機能
３１２ 薬剤投与計画作成機能
３１３ 薬剤分布生成機能
３１４ 薬剤併用治療計画作成機能
３１５ 表示制御機能
４１１ 取得機能
４１２ 画像処理機能
４１３ 位置検出機能
４１４ 表示制御機能

Claims (20)

1. 腫瘍に投与される薬剤の分布を取得する第１の取得部と、
   前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得する第２の取得部と、
   前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する治療計画作成部と、
   を具備する放射線治療支援システム。
2. 前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布と前記線量の分布とが重なる領域について、前記薬剤の分布および前記線量の分布の少なくとも一方を変更し、変更後の分布に基づいて前記治療計画を作成する、
   請求項１記載の放射線治療支援システム。
3. 前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布に基づいて、前記線量の分布を変更し、当該変更後の線量の分布と前記薬剤の分布とに基づいて、前記治療計画を作成する、
   請求項２記載の放射線治療支援システム。
4. 前記治療計画作成部は、前記線量の分布に基づいて、前記薬剤の分布を変更し、当該変更後の薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記治療計画を作成する、
   請求項２記載の放射線治療支援システム。
5. 前記治療計画作成部は、前記薬剤および前記線量の少なくとも一方の分布が許容値を超えているか否かを識別可能な情報を出力する、請求項２記載の放射線治療支援システム。
6. 前記治療計画作成部は、前記線量の分布と、前記薬剤の分布とを重ね合わせ、前記識別可能な情報とともに表示する、請求項５記載の放射線治療支援システム。
7. 前記治療計画作成部は、前記線量の分布と、前記薬剤の分布とを並べて、前記識別可能な情報とともに表示する、請求項５記載の放射線治療支援システム。
8. 前記腫瘍に投与される薬剤の投与条件を含む薬剤投与計画を作成する薬剤投与計画作成部を更に備え、
   前記第１の取得部は、前記薬剤投与計画に基づいて前記薬剤の分布を作成する、
   請求項１記載の放射線治療支援システム。
9. 前記薬剤の投与条件は、前記腫瘍の位置と前記腫瘍に投与する薬剤注入器具の目標位置とを含む。請求項８記載の放射線治療支援システム。
10. 前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針を含み、
    前記薬剤投与計画作成部は、前記目標位置として、第１の刺入点と第２の刺入点とを決定し、
    前記第１の刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置であり、
    前記第２の刺入点は、前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置である、
    請求項９記載の放射線治療支援システム。
11. 前記薬剤注入器具は、前記薬剤を注入する針が取り付けられた内視鏡を含み、
    前記薬剤投与計画作成部は、前記目標位置として、刺入点と器具到達点とを決定し、
    前記刺入点は、前記針を初めに前記解剖学的組織に刺し入れる位置及び／又は前記針を前記解剖学的組織より深い位置にある前記腫瘍に刺し入れる位置であり、
    前記器具到達点は、前記刺入点に前記針を刺し入れ可能な位置であり、患者の管腔組織内における前記内視鏡の位置である、
    請求項１０記載の放射線治療支援システム。
12. 前記薬剤の投与条件は、前記薬剤の注入点および注入量を含み、
    前記第１の取得部は、前記腫瘍および周囲の解剖学的組織の少なくとも一方に係る形態または性状と、前記薬剤の注入点および注入量とに基づいて、前記薬剤の分布を求める、
    請求項８に記載の放射線治療支援システム。
13. 前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布に基づいて、前記薬剤を投与する薬剤注入器具を投与位置にガイドするガイド情報を出力する、請求項８記載の放射線治療支援システム。
14. 前記薬剤を投与する薬剤注入器具に設けられ、患者の管腔組織内の超音波画像及び／又は光学画像を生成する撮像部と、
    前記超音波画像及び／又は前記光学画像に、前記薬剤注入器具の目標位置まで前記薬剤注入器具を案内するための案内情報を重畳する表示部と、を更に備える、
    請求項８記載の放射線治療支援システム。
15. 前記薬剤注入器具の現在位置を検出する検出部を更に備え、
    前記表示部は、前記現在位置と前記目標位置との間の距離に応じて前記案内情報を変化させる、
    請求項１４記載の放射線治療支援システム。
16. 前記表示部は、前記現在位置が付された医用画像と、前記超音波画像及び／又は前記光学画像とを並べて表示する、請求項１５記載の放射線治療支援システム。
17. 前記腫瘍に投与される放射線の投与条件を設定する線量投与条件設定部を備え、
    前記第２の取得部は、前記放射線の投与条件に基づいて、前記線量の分布を作成する、
    請求項１記載の放射線治療支援システム。
18. 前記治療計画作成部は、
    前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、互いに異なる複数の前記治療計画を作成し、
    当該作成された複数の治療計画のリストを表示する、
    請求項１記載の放射線治療支援システム。
19. 前記治療計画作成部は、前記薬剤の分布の時系列変化を生成し、当該時系列変化に応じて、前記放射線を照射するタイミングを決定する、
    請求項１記載の放射線治療支援システム。
20. 腫瘍に投与される薬剤の分布を取得し、
    前記腫瘍に投与される放射線の線量の分布を取得し、
    前記薬剤の分布と前記線量の分布とに基づいて、前記薬剤と前記放射線とを併用した前記腫瘍に対する治療計画を作成する、
    ことを具備する放射線治療支援方法。
    

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