JP2023157681A - Treatment planning system, treatment planning method, and treatment planning program - Google Patents

Treatment planning system, treatment planning method, and treatment planning program Download PDF

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Abstract

To understand a light quantity distribution of near-infrared light within a living body.SOLUTION: A treatment planning system 1 includes a computing unit 13 that computes and outputs a near-infrared light quantity distribution, a near-infrared light quantity distribution within a living body, based on calculations of behavior of radiated near-infrared light within the living body. The computing unit 13 may compute the near-infrared light quantity distribution based on calculations using the Monte Carlo method. At least part of the calculations may be executed by a GPU (Graphics Processing Unit). The treatment planning system 1 also includes a setting unit 12 to define an area of interest within the living body. The computing unit 13 may calculate a near-infrared light quantity distribution within the area of interest set by the setting unit 12 in the living body.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示の一側面は、照射された近赤外光の生体内における光量分布である近赤外光量分布を出力する治療計画システム、治療計画方法及び治療計画プログラムに関する。 One aspect of the present disclosure relates to a treatment planning system, a treatment planning method, and a treatment planning program that output a near-infrared light amount distribution that is a light amount distribution of irradiated near-infrared light in a living body.

下記特許文献1では、放射線治療の効果を評価するための腫瘍の監視システムが開示されている。 Patent Document 1 listed below discloses a tumor monitoring system for evaluating the effects of radiation therapy.

特表2002-525153号公報Special Publication No. 2002-525153

放射線治療で用いられる放射線は、生体を透過する。一方、光免疫療法で用いられる近赤外光は、生体内で散乱などを繰り返すため、例えば生体内における近赤外光の光量分布を把握できない。そこで、生体内における近赤外光の光量分布を把握することが望まれている。 Radiation used in radiotherapy penetrates living bodies. On the other hand, near-infrared light used in photoimmunotherapy is repeatedly scattered within a living body, so it is not possible to understand, for example, the light intensity distribution of near-infrared light within a living body. Therefore, it is desired to understand the light intensity distribution of near-infrared light in living organisms.

本開示の一側面に係る治療計画システムは、照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、生体内における近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算部を備える。このような側面においては、生体内における近赤外光の光量分布が出力される。これにより、生体内における近赤外光の光量分布を把握することができる。 A treatment planning system according to one aspect of the present disclosure calculates a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution of near-infrared light in a living body, based on calculation of the behavior of irradiated near-infrared light in the living body. It is equipped with an arithmetic unit that outputs In such an aspect, the light amount distribution of near-infrared light in the living body is output. This makes it possible to understand the light intensity distribution of near-infrared light within the living body.

本開示の別の一側面に係る治療計画方法は、装置により実行される治療計画方法であって、照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、生体内における近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算ステップを含む。このような側面においては、生体内における近赤外光の光量分布が出力される。これにより、生体内における近赤外光の光量分布を把握することができる。 A treatment planning method according to another aspect of the present disclosure is a treatment planning method executed by an apparatus, and the treatment planning method is a treatment planning method that is executed by an apparatus, and is based on calculation of the behavior of irradiated near-infrared light in the living body. It includes a calculation step of calculating and outputting a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution. In such an aspect, the light amount distribution of near-infrared light in the living body is output. This makes it possible to understand the light intensity distribution of near-infrared light within the living body.

本開示の別の一側面に係る治療計画プログラムは、照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、生体内における近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算ステップをコンピュータに実行させる。このような側面においては、生体内における近赤外光の光量分布が出力される。これにより、生体内における近赤外光の光量分布を把握することができる。 A treatment planning program according to another aspect of the present disclosure calculates a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution of near-infrared light in a living body, based on calculation of the behavior of irradiated near-infrared light in the living body. Make the computer execute the calculation step of calculating and outputting. In such an aspect, the light amount distribution of near-infrared light in the living body is output. This makes it possible to understand the light intensity distribution of near-infrared light within the living body.

本開示の一側面によれば、生体内における近赤外光の光量分布を把握することができる。 According to one aspect of the present disclosure, it is possible to understand the light amount distribution of near-infrared light in a living body.

実施形態に係る治療計画システムの機能構成の一例を示す図である。1 is a diagram illustrating an example of a functional configuration of a treatment planning system according to an embodiment. 実施形態に係る治療計画システムで用いられるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。It is a diagram showing an example of the hardware configuration of a computer used in the treatment planning system according to the embodiment. 実施形態に係る治療計画システムが実行する処理の一例を示すフローチャートである。1 is a flowchart illustrating an example of processing executed by the treatment planning system according to the embodiment. 実施形態に係る治療計画プログラムの構成を記憶媒体と共に示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a treatment planning program according to an embodiment together with a storage medium. モンテカルロ法による近赤外光挙動計算の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of near-infrared light behavior calculation by Monte Carlo method. 熱傷リスク評価の一例のフローチャートである。It is a flow chart of an example of burn risk assessment. 治療計画良否判定の一例のフローチャートである。It is a flowchart of an example of a treatment plan quality determination. 光学パラメータ分布設定の一例のフローチャートである。3 is a flowchart of an example of optical parameter distribution setting. 体積線量ヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a volume dose histogram. 体積光量ヒストグラムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a volume light amount histogram.

以下、図面を参照しながら本開示での実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、以下の説明における本開示での実施形態は、本発明の具体例であり、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限定されないものとする。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In addition, the embodiments of the present disclosure in the following description are specific examples of the present invention, and unless there is a statement that specifically limits the present invention, the present invention is not limited to these embodiments.

図1は、実施形態に係る治療計画システム1の機能構成の一例を示す図である。治療計画システム1は、照射された近赤外光の生体内における光量分布である近赤外光量分布を出力するコンピュータシステムである。 FIG. 1 is a diagram showing an example of the functional configuration of a treatment planning system 1 according to an embodiment. The treatment planning system 1 is a computer system that outputs a near-infrared light amount distribution that is a light amount distribution of irradiated near-infrared light in a living body.

図1に示す通り、治療計画システム1(治療計画システム)は、格納部10、取込部11、設定部12、演算部13(演算部)及び評価部14を含んで構成される。 As shown in FIG. 1, the treatment planning system 1 (treatment planning system) includes a storage section 10, an acquisition section 11, a setting section 12, a calculation section 13 (calculation section), and an evaluation section 14.

治療計画システム1の各機能ブロックは、治療計画システム1内にて機能することを想定しているが、これに限るものではない。例えば、治療計画システム1の機能ブロックの一部は、治療計画システム1とは異なるコンピュータ装置であって、治療計画システム1とネットワーク接続されたコンピュータ装置内において、治療計画システム1と情報を適宜送受信しつつ機能してもよい。また、治療計画システム1の一部の機能ブロックは無くてもよいし、複数の機能ブロックを一つの機能ブロックに統合してもよいし、一つの機能ブロックを複数の機能ブロックに分解してもよい。 Although each functional block of the treatment planning system 1 is assumed to function within the treatment planning system 1, the present invention is not limited to this. For example, some of the functional blocks of the treatment planning system 1 are computer devices different from the treatment planning system 1, and are capable of transmitting and receiving information to and from the treatment planning system 1 as appropriate within the computer device connected to the treatment planning system 1 through a network. It is possible to function while doing so. Furthermore, some functional blocks of the treatment planning system 1 may be omitted, multiple functional blocks may be integrated into one functional block, or one functional block may be decomposed into multiple functional blocks. good.

図2は、治療計画システム1で用いられるコンピュータのハードウェア構成の一例を示す図である。治療計画システム1は物理的には、図2に示すように、中央処理装置(プロセッサ)であるCPU(Central Processing Unit)100、主記憶装置であるRAM(Random access memory)101及びROM(Read Only Memory)102、キーボード、マイク及びディスプレイなどの入出力装置103、データ送受信デバイスである通信モジュール104、並びに、ハードディスク及びSSD(Solid State Drive)などの補助記憶装置105を含むコンピュータシステムとして構成されている。CPU100、RAM101及びROM102、入出力装置103、通信モジュール104、並びに、補助記憶装置105は、それぞれ複数で構成されてもよい。図1に示す各機能ブロックの機能は、図2に示すCPU100、RAM101などのハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPU100の制御のもとで入出力装置103及び通信モジュール104を動作させるとともに、RAM101及び補助記憶装置105におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the hardware configuration of a computer used in the treatment planning system 1. Physically, the treatment planning system 1, as shown in FIG. The computer system is configured as a computer system including an input/output device 103 such as a keyboard, microphone, and display, a communication module 104 that is a data transmission/reception device, and an auxiliary storage device 105 such as a hard disk and SSD (Solid State Drive). . Each of the CPU 100, RAM 101 and ROM 102, input/output device 103, communication module 104, and auxiliary storage device 105 may be configured in plural numbers. The functions of each functional block shown in FIG. 1 operate by loading predetermined computer software onto hardware such as the CPU 100 and RAM 101 shown in FIG. This is realized by operating the memory and reading and writing data in the RAM 101 and the auxiliary storage device 105.

以下、図1に示す治療計画システム1の各機能について説明する。 Each function of the treatment planning system 1 shown in FIG. 1 will be explained below.

格納部10は、治療計画システム1の処理などで利用又は出力される任意の情報を格納する。格納部10は、治療計画システム1の各機能にて算出される情報を格納してもよい。格納部10によって格納された情報は、治療計画システム1の各機能によって適宜参照されてもよい。 The storage unit 10 stores arbitrary information that is used or output in processing of the treatment planning system 1 and the like. The storage unit 10 may store information calculated by each function of the treatment planning system 1. The information stored by the storage unit 10 may be appropriately referenced by each function of the treatment planning system 1.

取込部11は、患者などの生体に関する画像を取り込む。取込部11は、取り込んだ画像を設定部12、演算部13及び評価部14に出力してもよいし、格納部10によって格納させてもよい。 The capture unit 11 captures images related to a living body such as a patient. The capture unit 11 may output the captured image to the setting unit 12 , calculation unit 13 , and evaluation unit 14 , or may store it in the storage unit 10 .

設定部12は、演算部13による演算又は評価部14による評価などに関する各種の設定を行う。設定部12は、生体において関心領域(ROI:Region of Interest)を設定してもよい。設定部12は、光学に関する光学パラメータを設定してもよい。設定部12は、演算部13による演算結果に基づいて挙動計算(後述)に関する設定を変更してもよい。設定部12によって行われた設定は、設定部12自身、演算部13及び評価部14によって参照及び利用される。設定部12によって行われた設定は設定情報として、設定部12自身、演算部13及び評価部14に出力してもよいし、格納部10によって格納させてもよい。 The setting unit 12 performs various settings related to calculation by the calculation unit 13 or evaluation by the evaluation unit 14. The setting unit 12 may set a region of interest (ROI) in the living body. The setting unit 12 may set optical parameters related to optics. The setting unit 12 may change settings related to behavior calculation (described later) based on the calculation result by the calculation unit 13. The settings made by the setting section 12 are referred to and used by the setting section 12 itself, the calculation section 13, and the evaluation section 14. The settings made by the setting unit 12 may be output as setting information to the setting unit 12 itself, the calculation unit 13, and the evaluation unit 14, or may be stored in the storage unit 10.

演算部13は、照射された近赤外光の生体内における挙動の計算である挙動計算に基づいて、生体内における近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する。演算部13は、演算した近赤外光量分布を、評価部14に出力してもよいし、入出力装置103であるディスプレイなどに表示してもよいし、通信モジュール104を介してネットワーク経由で他の装置に送信してもよいし、格納部10によって格納させてもよい。 The calculation unit 13 calculates and outputs a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution of near-infrared light in the living body, based on a behavior calculation that is a calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body. . The calculation unit 13 may output the calculated near-infrared light intensity distribution to the evaluation unit 14, display it on a display or the like that is the input/output device 103, or display it on a network via the communication module 104. It may be transmitted to another device or may be stored in the storage unit 10.

演算部13は、モンテカルロ法を用いた挙動計算に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。挙動計算の少なくとも一部は、GPU(Graphics Processing Unit)により実行されてもよい。演算部13は、生体のうち設定部12によって設定された関心領域における近赤外光量分布を演算してもよい。演算部13は、設定部12によって設定された光学パラメータ用いた挙動計算に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。演算部13は、近赤外光量分布に関する情報を(取込部11によって取り込まれた)生体の形態画像上に重ねて表示してもよい。演算部13は、近赤外光量分布に基づいてヒストグラムをさらに演算して出力してもよい。演算部13は、設定部12によって変更された設定に基づいて挙動計算を行ってもよい。演算部13は、挙動計算に基づいて生体内における熱量分布をさらに演算して出力してもよい。演算部13は、挙動計算に基づいて熱傷に関するリスクをさらに演算して出力してもよい。 The calculation unit 13 may calculate the near-infrared light amount distribution based on behavior calculation using the Monte Carlo method. At least a portion of the behavior calculation may be executed by a GPU (Graphics Processing Unit). The calculation unit 13 may calculate the near-infrared light intensity distribution in the region of interest set by the setting unit 12 in the living body. The calculation unit 13 may calculate the near-infrared light amount distribution based on behavior calculation using the optical parameters set by the setting unit 12. The calculation unit 13 may display information regarding the near-infrared light amount distribution superimposed on the morphological image of the living body (captured by the capture unit 11). The calculation unit 13 may further calculate and output a histogram based on the near-infrared light amount distribution. The calculation unit 13 may perform behavior calculations based on the settings changed by the setting unit 12. The calculation unit 13 may further calculate and output the heat distribution in the living body based on the behavior calculation. The calculation unit 13 may further calculate and output the risk related to burns based on the behavior calculation.

演算部13は、演算した近赤外光量分布を、取込部11によって取り込まれた画像に対して出力してもよい。演算部13は、設定部12によって行われた設定に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。 The calculation unit 13 may output the calculated near-infrared light amount distribution to the image captured by the capture unit 11. The calculation unit 13 may calculate the near-infrared light amount distribution based on the settings made by the setting unit 12.

評価部14は、演算部13によって演算又は出力された近赤外光量分布又は当該近赤外光量分布に基づく情報に関する評価を行う。演算部13は、評価結果を、設定部12、演算部13及び評価部14自身に出力してもよいし、入出力装置103であるディスプレイなどに表示してもよいし、通信モジュール104を介してネットワーク経由で他の装置に送信してもよいし、格納部10によって格納させてもよい。 The evaluation unit 14 evaluates the near-infrared light amount distribution calculated or output by the calculation unit 13 or information based on the near-infrared light amount distribution. The calculation unit 13 may output the evaluation results to the setting unit 12, the calculation unit 13, and the evaluation unit 14 themselves, may display them on a display that is the input/output device 103, or may output them via the communication module 104. The information may be transmitted to another device via a network, or may be stored in the storage unit 10.

図3は、治療計画システム1が実行する処理(治療計画方法)の一例を示すフローチャートである。まず、取込部11が、画像を取り込む(ステップS1)。次に、設定部12が、各種設定を行う(ステップS2)。次に、演算部13が、生体内における近赤外光量分布を演算して出力する(ステップS3、演算ステップ)。次に、評価部14が、S3にて演算又は出力された近赤外光量分布に関する評価を行う(ステップS4)。なお、S3にて、演算部13は、S1にて取り込んだ画像に対して出力してもよいし、S2にて行われた設定に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。 FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a process (treatment planning method) executed by the treatment planning system 1. First, the capturing unit 11 captures an image (step S1). Next, the setting unit 12 performs various settings (step S2). Next, the calculation unit 13 calculates and outputs the near-infrared light amount distribution in the living body (step S3, calculation step). Next, the evaluation unit 14 evaluates the near-infrared light amount distribution calculated or output in S3 (step S4). In addition, in S3, the calculation unit 13 may output the image captured in S1, or may calculate the near-infrared light amount distribution based on the settings made in S2.

続いて、治療計画システム1による一連の処理をコンピュータに実行させるための治療計画プログラム300を説明する。治療計画プログラム300は、図4に示すように、コンピュータに挿入されてアクセスされる、又は、コンピュータが備える記憶媒体200に形成されたプログラム格納領域201内に格納される。より具体的には、治療計画プログラム300は、治療計画システム1が備える記憶媒体200に形成されたプログラム格納領域201内に格納される。 Next, a treatment planning program 300 for causing a computer to execute a series of processes by the treatment planning system 1 will be explained. As shown in FIG. 4, the treatment planning program 300 is accessed by being inserted into a computer, or is stored in a program storage area 201 formed in a storage medium 200 included in the computer. More specifically, the treatment planning program 300 is stored in a program storage area 201 formed in a storage medium 200 included in the treatment planning system 1.

治療計画プログラム300は、取込モジュール301、設定モジュール302、演算モジュール303及び評価モジュール304を備えて構成される。取込モジュール301、設定モジュール302、演算モジュール303及び評価モジュール304を実行させることにより実現される機能は、上述した治療計画システム1の取込部11、設定部12、演算部13及び評価部14の機能とそれぞれ同様である。 The treatment planning program 300 includes an acquisition module 301, a setting module 302, a calculation module 303, and an evaluation module 304. The functions realized by executing the import module 301, setting module 302, calculation module 303, and evaluation module 304 are the import section 11, setting section 12, calculation section 13, and evaluation section 14 of the treatment planning system 1 described above. The functions are similar to each other.

治療計画プログラム300は、治療計画システム1(の一つ以上のCPU)を、画像を取り込む取込部11、各種設定を行う設定部12、生体内における近赤外光量分布を演算して出力する演算部13、及び、近赤外光量分布に関する評価を行う評価部14として機能させるためのプログラムである。 The treatment planning program 300 includes (one or more CPUs of) the treatment planning system 1, an acquisition unit 11 that takes in images, a setting unit 12 that makes various settings, and calculates and outputs near-infrared light intensity distribution in the living body. This is a program for functioning as the calculation unit 13 and the evaluation unit 14 that performs evaluation regarding near-infrared light amount distribution.

なお、治療計画プログラム300は、その一部若しくは全部が、通信回線等の伝送媒体を介して伝送され、他の機器により受信されて記憶(インストールを含む)される構成としてもよい。また、治療計画プログラム300の各モジュールは、1つのコンピュータでなく、複数のコンピュータのいずれかにインストールされてもよい。その場合、当該複数のコンピュータによるコンピュータシステムよって上述した治療計画プログラム300の一連の処理が行われる。 Note that a part or all of the treatment planning program 300 may be transmitted via a transmission medium such as a communication line, and may be received and stored (including installation) by another device. Furthermore, each module of the treatment planning program 300 may be installed on any of a plurality of computers instead of one computer. In that case, a series of processes of the treatment planning program 300 described above are performed by the computer system made up of the plurality of computers.

以降では、治療計画システム1及び治療計画システム1が備える各機能の詳細について、様々な観点である観点1~4に基づいて説明する。各観点の内容に、別の一つ以上の観点の一部又は全ての内容を適宜取り込む又は融合することができる。 Hereinafter, details of the treatment planning system 1 and each function included in the treatment planning system 1 will be explained based on various viewpoints 1 to 4. Part or all of the content of one or more other viewpoints can be incorporated or merged into the content of each viewpoint as appropriate.

<観点1>
治療計画システム1(治療計画装置)では、患者形態情報を利用して治療計画を行うため、取込部11(臨床画像取込部)において、CT画像を取り込む。また、腫瘍の位置や正常組織の形状を把握するために、MRI画像やPET画像を利用することも想定されるため、ベースとなるCT画像に対してMRI画像・PET画像の位置・傾きを調整して重ね合わせる(融合位置合わせ)機能を有してもよい。
<Viewpoint 1>
In the treatment planning system 1 (treatment planning device), a CT image is captured in the capture unit 11 (clinical image capture unit) in order to perform a treatment plan using patient morphology information. In addition, it is assumed that MRI images and PET images will be used to understand the position of the tumor and the shape of normal tissue, so the position and tilt of the MRI image and PET image will be adjusted with respect to the base CT image. It may also have a function of superimposing (fused positioning).

設定部12(関心領域描画部)では、前記の融合位置合わせされたMRI画像・PET画像を用いてターゲット領域およびリスク臓器領域を関心領域(ROI:Region of Interest)として設定する。関心領域を設定することにより、ターゲットおよびリスク臓器における光量および熱量の算出が可能となる。また、皮膚・粘膜領域はFrontal light diffuser(後述)にて最も強く照射される領域であり、熱傷を生じるおそれがあることから、別途領域を設定して熱量予測を行ってもよい。 The setting section 12 (region of interest drawing section) sets a target region and a risk organ region as a region of interest (ROI) using the fused and aligned MRI image/PET image. By setting the region of interest, it becomes possible to calculate the amount of light and heat in the target and risk organs. Furthermore, since the skin/mucosal region is the region most intensely irradiated by the Frontal light diffuser (described later), and there is a risk of burns, heat amount prediction may be performed by setting a separate region.

設定部12(光源設定部)では、使用する光源の種類(Frontal light diffuserまたはCylindrical light diffuser(後述))に応じて、光源の基準となる座標の設定、照射方向ベクトル(Cylindrical light diffuserの場合は光源の両端を結ぶベクトル)、照射される範囲(Frontal light diffuserの場合は直径、Cylindrical light diffuserの場合は長さ)、照射時間を設定する。 The setting section 12 (light source setting section) sets the reference coordinates of the light source and the irradiation direction vector (in the case of a cylindrical light diffuser), depending on the type of light source used (Frontal light diffuser or Cylindrical light diffuser (described later)). Set the vector connecting both ends of the light source), the irradiated range (diameter for Frontal light diffuser, length for Cylindrical light diffuser), and irradiation time.

設定部12(計算条件設定部)では、近赤外光の挙動計算に必要な光学的パラメータ(屈折率、吸収係数、散乱係数など)を領域毎(軟組織、骨、空気など)に設定できる機能を有する。計算領域の設定、計算解像度の設定、発生光子数の設定は計算精度および計算時間に影響するため、必要最小限の領域および解像度にて計算が行えるよう配慮している。また、発生光子数は統計的な計算精度に直接影響することから、推定計算精度を算出することが可能となる。 The setting section 12 (calculation condition setting section) has a function that allows setting the optical parameters (refractive index, absorption coefficient, scattering coefficient, etc.) necessary for calculating the behavior of near-infrared light for each region (soft tissue, bone, air, etc.). has. Setting the calculation area, calculation resolution, and number of generated photons affect calculation accuracy and calculation time, so consideration is given to ensuring that calculations can be performed with the minimum necessary area and resolution. Furthermore, since the number of generated photons directly affects the statistical calculation accuracy, it becomes possible to calculate the estimated calculation accuracy.

演算部13(近赤外光挙動演算部)では、物理過程を再現した近赤外光の挙動計算を行う。領域毎に設定された光学的パラメータを用いて、反射、屈折、散乱、吸収の各過程を加味した近赤外光量分布の計算を行う。人体内の複雑な体系での計算には、モンテカルロ法を用いてもよい。また、近赤外光の吸収過程により該当箇所で熱量に変換されるため、熱量吸収分布を計算してもよい。 The calculation unit 13 (near-infrared light behavior calculation unit) calculates the behavior of near-infrared light that reproduces physical processes. Using the optical parameters set for each region, the near-infrared light intensity distribution is calculated, taking into account the processes of reflection, refraction, scattering, and absorption. The Monte Carlo method may be used for calculations in complex systems within the human body. Furthermore, since near-infrared light is converted into heat at the corresponding location through the absorption process, the heat absorption distribution may be calculated.

評価部14(治療計画評価部)では、近赤外光量分布をCT画像上に重ねて表示し、ターゲット領域に対して適切に近赤外光が照射されていることを定性的に確認する。また、近赤外光量分布を確認しながら、各光源の位置(座標)、方向ベクトル、照射時間を調整する。また、治療に必要な最低限の処方光量を設定し、関心領域の光量体積ヒストグラム(PVH;Photons Volume Histogram)を算出することで、ターゲット領域に処方光量が送達されているか、リスク臓器に過度な近赤外光が照射されていないかを確認する。なお、近赤外光と反応する薬剤(IR-700など)の集積量を加味した反応量体積ヒストグラム(RVH;Reactions Volume Histogram)を用いてもよい。薬剤分布に関して、近赤外光に反応する薬剤の分布を取り込んだ計算を含んでもよい。さらに、算出された皮膚および粘膜の最大温度から、熱傷リスクの有無を判断する。計算精度は治療計画の良否に影響を与えるおそれがあることから、推定計算精度が不十分な場合は、発生光子数を増加して統計精度を高めた計算を行う。 The evaluation unit 14 (treatment plan evaluation unit) displays the near-infrared light amount distribution superimposed on the CT image, and qualitatively confirms that the target region is appropriately irradiated with near-infrared light. Also, while checking the near-infrared light intensity distribution, adjust the position (coordinates), direction vector, and irradiation time of each light source. In addition, by setting the minimum prescribed light amount necessary for treatment and calculating a photons volume histogram (PVH) of the region of interest, it is possible to check whether the prescribed light amount is being delivered to the target area or whether excessive amounts are being delivered to risk organs. Check that near-infrared light is not being irradiated. Note that a reaction volume histogram (RVH) that takes into account the accumulated amount of a drug (such as IR-700) that reacts with near-infrared light may be used. Concerning the drug distribution, calculations that incorporate the distribution of drugs that respond to near-infrared light may be included. Furthermore, the presence or absence of burn risk is determined from the calculated maximum temperature of the skin and mucous membranes. Calculation accuracy may affect the quality of the treatment plan, so if the estimated calculation accuracy is insufficient, calculations are performed with increased statistical accuracy by increasing the number of generated photons.

図5は、モンテカルロ法による近赤外光挙動計算の一例のフローチャートである。まず、取込部11が、形態画像を読み込む(ステップS10)。取込部11又は設定部12は、読み込んだ形態画像(CT画像)を用いて、3次元ボクセルで計算体系の形状を定義する。次に、設定部12が、光学的パラメータの設定を行う(ステップS11)。具体的には、設定部12は、3次元ボクセル計算体系の各ボクセルに対して、屈折率、吸収係数、散乱係数などの光学的パラメータを設定する。設定部12は、通常は、生体軟組織、骨、空気など、領域毎に共通のパラメータを設定してもよい。次に、演算部13が、光源位置での光子発生を行う(ステップS12)。Frontal light diffuserの場合は、点光源として光子を発生させる。Cylindrical light diffuserの場合は、線光源として乱数を用いて線上に均等な確率で光子を発生させる。 FIG. 5 is a flowchart of an example of near-infrared light behavior calculation using the Monte Carlo method. First, the importing unit 11 reads a morphological image (step S10). The importing unit 11 or the setting unit 12 defines the shape of the calculation system using three-dimensional voxels using the loaded morphological image (CT image). Next, the setting unit 12 sets optical parameters (step S11). Specifically, the setting unit 12 sets optical parameters such as refractive index, absorption coefficient, and scattering coefficient for each voxel of the three-dimensional voxel calculation system. The setting unit 12 may normally set common parameters for each region, such as biological soft tissue, bone, and air. Next, the calculation unit 13 generates photons at the light source position (step S12). Frontal light diffuser generates photons as a point light source. In the case of a cylindrical light diffuser, a random number is used as a line light source to generate photons with equal probability on a line.

次に、設定部12又は演算部13が、光源(又は光子)方向ベクトルの設定を行う(ステップS13)。Frontal light diffuserの場合は、照射方向ベクトルに対して、乱数を用いて円錐状または六角錐状に均一な光量分布となるように各光子のベクトルを設定する。Cylindrical light diffuserの場合は、乱数を用いて各光子のベクトルを等方的に設定する。なお、diffuserの特性に応じて、方向ベクトル分布の形状を変化させてもよい。次に、設定部12又は演算部13が、反応位置を決定する(ステップS14)。具体的には、吸収係数および散乱係数から算出される平均自由行程(散乱・吸収などにより光子が1/eにまで減弱する距離)に合致するような確率分布関数を作成し、乱数を用いて反応点を決定する。 Next, the setting unit 12 or the calculation unit 13 sets the light source (or photon) direction vector (step S13). In the case of a Frontal light diffuser, the vector of each photon is set using random numbers with respect to the irradiation direction vector so that the light intensity distribution is uniform in a cone shape or a hexagonal pyramid shape. In the case of a cylindrical light diffuser, the vector of each photon is set isotropically using random numbers. Note that the shape of the direction vector distribution may be changed depending on the characteristics of the diffuser. Next, the setting unit 12 or the calculation unit 13 determines the reaction position (step S14). Specifically, we create a probability distribution function that matches the mean free path (distance at which a photon is attenuated to 1/e due to scattering, absorption, etc.) calculated from the absorption coefficient and scattering coefficient, and use random numbers to calculate the probability distribution function. Determine the reaction point.

次に、演算部13が、計算体系からの逸脱判定を行う(ステップS15)。S15にて、決定された反応位置が計算体系から逸脱していると判定された場合(S15:Yes)、光子の追跡を終了する(ステップS16)。一方、S15にて、決定された反応位置が計算体系から逸脱していないと判定された場合(S15:No)、演算部13が、屈折率が異なる境界の判定を行う(ステップS17)。 Next, the calculation unit 13 determines deviation from the calculation system (step S15). If it is determined in S15 that the determined reaction position deviates from the calculation system (S15: Yes), photon tracking is ended (Step S16). On the other hand, if it is determined in S15 that the determined reaction position does not deviate from the calculation system (S15: No), the calculation unit 13 determines a boundary where the refractive index differs (Step S17).

S17にて、反応位置が屈折率の異なる領域の境界であると判定された場合(S17:Yes)、設定部12又は演算部13が、入射角に応じて反射または屈折として方向ベクトルを新たに設定する(ステップS18)。一方、S17にて、反応位置が屈折率の異なる領域の境界でないと判定された場合(S17:No)、演算部13が、乱数による挙動選択を行う(ステップS19)。具体的には、吸収係数および散乱係数から算出された確率分布関数を用いて、乱数により散乱または吸収を選択する。 If it is determined in S17 that the reaction position is a boundary between regions with different refractive indexes (S17: Yes), the setting unit 12 or the calculation unit 13 sets a new direction vector as reflection or refraction depending on the incident angle. settings (step S18). On the other hand, if it is determined in S17 that the reaction position is not a boundary between regions with different refractive indexes (S17: No), the calculation unit 13 performs behavior selection using random numbers (Step S19). Specifically, scattering or absorption is selected by random numbers using a probability distribution function calculated from the absorption coefficient and the scattering coefficient.

S18に続き、又は、S19にて散乱が選択された場合(S19:散乱)、設定部12又は演算部13が、光子通過ボクセルへの光量加算を行う(ステップS20)。具体的には、ボクセルを通過する通過長を計算し、通過長に応じた光量をボクセルに加算する。次に、S13に戻る。 Following S18, or when scattering is selected in S19 (S19: Scattering), the setting unit 12 or calculation unit 13 adds the light amount to the photon passing voxel (Step S20). Specifically, the passage length through the voxel is calculated, and the amount of light corresponding to the passage length is added to the voxel. Next, the process returns to S13.

一方、S19にて吸収が選択された場合(S19:吸収)、演算部13が、反応位置への熱量加算を行う(ステップS21)。具体的には、近赤外光が吸収された場合、熱量に変換されることから、吸収されたボクセルに対して熱量を加算する。次に、S16に進む。 On the other hand, if absorption is selected in S19 (S19: Absorption), the calculation unit 13 adds the amount of heat to the reaction position (Step S21). Specifically, when near-infrared light is absorbed, it is converted into heat, so the heat is added to the absorbed voxel. Next, the process advances to S16.

図6は、熱傷リスク評価の一例のフローチャートである。まず、演算部13が、初期設定(ステップS30)の光源情報を用いて近赤外光挙動計算を行い(ステップS31)、近赤外光吸収分布を算出する(ステップS32)。次に、演算部13が、近赤外光吸収分布から皮膚・粘膜の温度を算出し(ステップS33)、皮膚・粘膜の最大温度が許容される温度(例えば熱傷が発生するリスクとして50℃で5分間照射など)を超えているかを確認し(ステップS34)、許容温度を超えている場合(S34:No)には熱傷リスクありと判断して(ステップS35)光源設定を変更し(ステップS36)、S31に戻る。一方、許容温度を超えていない場合(S34:Yes)には熱傷リスクは無しと判断する(ステップS37)。 FIG. 6 is a flowchart of an example of burn risk assessment. First, the calculation unit 13 performs near-infrared light behavior calculation (step S31) using the light source information in the initial setting (step S30), and calculates the near-infrared light absorption distribution (step S32). Next, the calculation unit 13 calculates the temperature of the skin and mucous membranes from the near-infrared light absorption distribution (step S33), and calculates the maximum temperature of the skin and mucous membranes at a permissible temperature (for example, 50°C as a risk of burn injury). 5 minutes of irradiation, etc.) (step S34), and if the allowable temperature is exceeded (S34: No), it is determined that there is a risk of burn injury (step S35), and the light source setting is changed (step S36). ), return to S31. On the other hand, if the temperature does not exceed the allowable temperature (S34: Yes), it is determined that there is no risk of burn injury (Step S37).

図7は、治療計画良否判定の一例のフローチャートである。まず、演算部13が、初期設定の光源情報(ステップS40)を用いて近赤外光挙動計算を行い(ステップS41)、近赤外光量分布を算出する(ステップS42)。次に、演算部13が、ターゲット領域およびリスク臓器に対するPVHまたはRVHを算出し(ステップS43)、ターゲット領域に対して処方光量が送達されているか(ステップS44)、リスク臓器へ過度の光量が照射されていないかを確認する(ステップS45)。さらに、演算部13が、皮膚および粘膜に対して熱傷のリスクがないかを確認する(ステップS46)。これらに問題がある場合(S44:No、S45:No、又は、S46:Yes)には、光源設定を変更した上で(ステップS48)再度近赤外光挙動計算を行い(S41に戻る)、問題が無くなるまで確認作業を繰り返す。すべての条件が満たされれば(S44:Yes、S45:Yes、かつ、S46:No)、治療計画終了となる(ステップS47)。 FIG. 7 is a flowchart of an example of determining the quality of the treatment plan. First, the calculation unit 13 performs near-infrared light behavior calculation (step S41) using the initially set light source information (step S40), and calculates the near-infrared light amount distribution (step S42). Next, the calculation unit 13 calculates the PVH or RVH for the target region and the risk organ (step S43), and determines whether the prescribed light amount is being delivered to the target region (step S44), and whether the risk organ is irradiated with an excessive amount of light. It is checked whether it has been done (step S45). Furthermore, the calculation unit 13 checks whether there is any risk of burns to the skin and mucous membranes (step S46). If there is a problem with these (S44: No, S45: No, or S46: Yes), change the light source settings (Step S48) and calculate the near-infrared light behavior again (return to S41). Repeat the checking process until the problem is resolved. If all the conditions are met (S44: Yes, S45: Yes, and S46: No), the treatment plan ends (Step S47).

図8は、光学パラメータ分布設定の一例のフローチャートである。まず、設定部12が、形態画像(CT画像)から、3次元ボクセルで計算体系の形状を定義する(ステップS50)。次に、設定部12が、生体軟組織、骨、空気などを関心領域として定義する(ステップS51)。次に、設定部12が、関心領域ごとに屈折率、吸収係数、散乱係数などの光学的パラメータを定義し(ステップS52)、関心領域内の各ボクセルに対して、屈折率、吸収係数、散乱係数などの光学的パラメータを3次元光学パラメータ分布として設定する(ステップS53)。次に、演算部13が、3次元光学パラメータ分布を用いて、複雑な体系における近赤外光挙動計算を実施する(ステップS54)。 FIG. 8 is a flowchart of an example of optical parameter distribution setting. First, the setting unit 12 defines the shape of the calculation system using three-dimensional voxels from the morphological image (CT image) (step S50). Next, the setting unit 12 defines biological soft tissues, bones, air, etc. as regions of interest (step S51). Next, the setting unit 12 defines optical parameters such as refractive index, absorption coefficient, and scattering coefficient for each region of interest (step S52), and defines optical parameters such as refractive index, absorption coefficient, and scattering coefficient for each voxel within the region of interest. Optical parameters such as coefficients are set as a three-dimensional optical parameter distribution (step S53). Next, the calculation unit 13 uses the three-dimensional optical parameter distribution to calculate near-infrared light behavior in a complex system (step S54).

以上が観点1の説明である。 The above is the explanation of viewpoint 1.

<観点2>
光免疫療法は、Cetuximabなどの抗EGFR抗体に光に反応する試薬(IRDye-700DX)を付加した薬剤を静脈投与し、患部付近に近赤外光を照射するだけで、腫瘍細胞のみに免疫原性細胞死を誘発させることが可能な新しいがん治療法である。光免疫療法では、腫瘍細胞に適切な量の近赤外光を照射することで、その治療効果を得ることができるが、従来、体内における近赤外光量分布を可視化する装置は無かった。また、従来、近赤外光を照射する範囲および位置は術者の経験により決定されていた。
<Viewpoint 2>
Photoimmunotherapy involves intravenously administering a drug containing an anti-EGFR antibody such as Cetuximab and a light-reactive reagent (IRDye-700DX), and irradiating near-infrared light near the affected area, which targets only tumor cells with immunogen. This is a new cancer treatment that can induce sexual cell death. In photoimmunotherapy, therapeutic effects can be obtained by irradiating tumor cells with an appropriate amount of near-infrared light, but until now there has been no device that can visualize the distribution of near-infrared light within the body. Furthermore, conventionally, the range and position of near-infrared light irradiation have been determined based on the operator's experience.

治療計画システム1は、体内における近赤外光の挙動をモンテカルロ法で用いてシミュレートし、光源から発せられた近赤外光の体内分布を可視化する近赤外光可視化装置(演算部13)と、腫瘍に対して適切な近赤外光量を送達するための光源位置を算出するための光源配置最適化装置(演算部13)から構成される治療計画装置であってもよい。 The treatment planning system 1 includes a near-infrared light visualization device (computation unit 13) that simulates the behavior of near-infrared light in the body using the Monte Carlo method and visualizes the distribution of near-infrared light emitted from a light source in the body. The treatment planning device may include a light source placement optimization device (computation unit 13) for calculating a light source position for delivering an appropriate amount of near-infrared light to a tumor.

[治療計画装置の概要]
放射線治療における治療計画装置と同様に、(取込部11が)ベースとなるCT画像等の形態画像を読み込み、(設定部12が)CT画像上に光源位置を設定することで、(演算部13が)近赤外光量分布をCT画像上に表示する。また、(設定部12が)関心領域(ROI)を設定することにより、ROI内の詳細な近赤外光量分布情報を取得し、治療に十分な光量が投与されているかを判断する。(演算部13による)近赤外光の挙動計算には、モンテカルロ法などの理論的な物理過程に基づいた精度の高い計算アルゴリズムを用いる。
[Overview of treatment planning device]
Similar to a treatment planning device in radiation therapy, (the importing unit 11) reads a morphological image such as a CT image as a base, and (the setting unit 12) sets the light source position on the CT image. 13) Display the near-infrared light amount distribution on the CT image. Further, by setting a region of interest (ROI) (by the setting unit 12), detailed near-infrared light intensity distribution information within the ROI is acquired, and it is determined whether a sufficient amount of light is being administered for treatment. For calculating the behavior of near-infrared light (by the calculation unit 13), a highly accurate calculation algorithm based on a theoretical physical process such as the Monte Carlo method is used.

[モンテカルロ法を用いた近赤外光挙動計算部(治療計画システム1)]
モンテカルロ法を用いた近赤外光挙動計算システム(治療計画システム1)は、任意の光源に対する挙動計算が可能である。(演算部13により)光子1つずつの挙動を計算することで、任意の体系における近赤外光量分布を集計することが可能である。例えば、(演算部13が)光学シミュレーションにより近赤外線の挙動を計算し、近赤外線の強度分布として近赤外線の広がりを計算してもよい。
[Near-infrared light behavior calculation unit using Monte Carlo method (treatment planning system 1)]
The near-infrared light behavior calculation system (treatment planning system 1) using the Monte Carlo method is capable of calculating behavior for any light source. By calculating the behavior of each photon (by the calculation unit 13), it is possible to compile the near-infrared light amount distribution in any system. For example, (the calculation unit 13) may calculate the behavior of near-infrared rays by optical simulation, and calculate the spread of near-infrared rays as the intensity distribution of near-infrared rays.

[近赤外光量分布表示部(治療計画システム1)]
光免疫療法における治療計画では、体内における近赤外光量分布の把握が非常に重要であることから、CTなどの形態画像上に上記の近赤外光挙動計算装置(演算部13)によって得られた近赤外光量分布を重ね合わせて表示する機能(演算部13)があってもよい。
[Near-infrared light intensity distribution display section (treatment planning system 1)]
In the treatment planning of photoimmunotherapy, it is very important to understand the near-infrared light intensity distribution in the body. There may also be a function (calculating unit 13) for superimposing and displaying near-infrared light intensity distributions.

[ROI描画部(治療計画システム1)]
治療計画では、(設定部12により)CTなどの形態画像上に関心領域(ROI:Region of Interest)を設定し、(演算部13により)ROI内の情報を解析することで治療効果予測を行う。また、PET/MRIなどの機能画像で腫瘍病変を強調表示し、CT画像に重ね合わせてROIを作成できる機能(演算部13)を有してもよい。
[ROI drawing section (treatment planning system 1)]
In the treatment plan, a region of interest (ROI) is set on a morphological image such as a CT image (by the setting unit 12), and the treatment effect is predicted by analyzing the information within the ROI (by the calculation unit 13). . Further, it may have a function (calculation unit 13) that can highlight a tumor lesion using a functional image such as PET/MRI, and create an ROI by superimposing it on a CT image.

[体積光量ヒストグラム演算部(治療計画システム1)]
腫瘍に対する治療効果予測を定量的に行うために、(演算部13により)腫瘍ROI内の近赤外光量分布をヒストグラム化してもよい。(演算部13により)放射線治療分野で用いられる体積線量ヒストグラム(DVH:Dose Volume Histogram)と同様に体積光量ヒストグラム(PVH:Photon Volume Histogram)を算出することにより、定量的な解析が可能となる。
[Volume light intensity histogram calculation unit (treatment planning system 1)]
In order to quantitatively predict the therapeutic effect on a tumor, the near-infrared light intensity distribution within the tumor ROI may be converted into a histogram (by the calculation unit 13). Quantitative analysis becomes possible by calculating (by the calculation unit 13) a photon volume histogram (PVH) similar to the dose volume histogram (DVH) used in the radiation therapy field.

[熱量分布表示部(治療計画システム1)]
近赤外光は体内で吸収された際に熱に変換される。光免疫療法では、Frontal diffuserで50J/cm、Cylindrical diffuserで100J/cmのエネルギー密度で照射が行われているが、近赤外光が直接照射される部位では温度上昇による熱傷が懸念される。(演算部13による)モンテカルロシミュレーションでは、近赤外光量分布のみならず、近赤外光の吸収分布も算出することが可能であることから、体内における温度上昇分布を表示する機能を実装してもよい。
[Calorie distribution display section (treatment planning system 1)]
Near-infrared light is converted into heat when absorbed within the body. In photoimmunotherapy, irradiation is performed at an energy density of 50 J/cm 2 with a Frontal diffuser and 100 J/cm 2 with a Cylindrical diffuser, but there are concerns about burns due to temperature rise in areas that are directly irradiated with near-infrared light. Ru. In the Monte Carlo simulation (by the calculation unit 13), it is possible to calculate not only the near-infrared light intensity distribution but also the absorption distribution of near-infrared light, so a function to display the temperature rise distribution in the body is implemented. Good too.

[熱傷予測部(治療計画システム1)]
熱量分布表示装置(演算部13)によって算出された温度上昇分布から、(演算部13により)熱傷の発生リスクを算出することで、熱傷を未然に回避することができる。
[Burn Prediction Department (Treatment Planning System 1)]
By calculating the risk of occurrence of burns (by the calculation unit 13) from the temperature increase distribution calculated by the heat distribution display device (calculation unit 13), it is possible to avoid burns.

[治療計画システムGUI]
治療計画装置では、大きく分けて5つの機能から成り立ってもよい。
(1)CT/PET/MRI画像の読み込みおよび位置合わせ機能(Fusion)(取込部11)
(2)関心領域(ROI)描画機能(設定部12及び演算部13)
(3)光源設定機能(設定部12及び演算部13)
(4)計算条件設定および最適化機能(設定部12及び演算部13)
(5)治療計画評価機能(演算部13及び評価部14)
[Treatment planning system GUI]
The treatment planning device may be broadly divided into five functions.
(1) CT/PET/MRI image reading and positioning function (Fusion) (importing unit 11)
(2) Region of interest (ROI) drawing function (setting section 12 and calculation section 13)
(3) Light source setting function (setting section 12 and calculation section 13)
(4) Calculation condition setting and optimization function (setting section 12 and calculation section 13)
(5) Treatment plan evaluation function (calculation unit 13 and evaluation unit 14)

(1)CT/PET/MRI画像の読み込みおよび位置合わせ機能(Fusion)
(取込部11が)ベースとなる形態画像としてCT画像を読み込み、腫瘍の位置情報を得るためにPETおよびMRIなどの機能画像を補助的に読み込めてもよい。通常、CT画像とPET/MRIの画像は異なる装置で撮影されることが多いことから、(取込部11は)CT画像との位置合わせ機能を実装してもよい。
(1) CT/PET/MRI image reading and positioning function (Fusion)
(The importing unit 11) may read in a CT image as a base morphological image, and may additionally read in functional images such as PET and MRI in order to obtain tumor position information. Since CT images and PET/MRI images are usually captured by different devices, (the capture unit 11) may be equipped with a function of aligning the CT images with the CT images.

(2)関心領域(ROI)描画機能
(設定部12は)治療対象部位である腫瘍に加えて、熱傷などが懸念される皮膚表面、粘膜組織に対して関心領域を設定する機能を実装してもよい。関心領域の設定情報は光学パラメータの設定や治療計画評価にも用いてもよい。
(2) Region of interest (ROI) drawing function (The setting unit 12) is equipped with a function to set a region of interest not only for the tumor, which is the treatment target site, but also for the skin surface and mucous membrane tissues where burns and the like are concerned. Good too. The region of interest setting information may also be used for setting optical parameters and evaluating treatment plans.

(3)光源設定機能
光免疫療法では、Frontal diffuserとCylindrical diffuserの2種類の光源を用いることができるため、それぞれの光源位置を設定する機能(設定部12又は演算部13)があってもよい。これらの光源位置についても、(設定部12又は演算部13は)CT画像上および患者皮膚表面をレンダリングした3D画像上に表示できてもよい。
(3) Light source setting function In photoimmunotherapy, two types of light sources, Frontal diffuser and Cylindrical diffuser, can be used, so there may be a function (setting unit 12 or calculation unit 13) to set the position of each light source. . These light source positions may also be displayed (by the setting unit 12 or the calculation unit 13) on the CT image and the rendered 3D image of the patient's skin surface.

(4)計算条件設定および最適化機能
近赤外光量分布計算では、ある程度の時間を要することから、(設定部12は)効率よく計算を実行できるように計算範囲および分解能をあらかじめ設定できてもよい。また、生体組織の光学パラメータは近赤外光の挙動計算精度に大きく影響することから、(設定部12又は演算部13は)患者毎に設定が可能であってもよい。また、設定された光源位置に対して、それぞれの照射時間などを自動的に算出する最適化や、光源位置自体を自動的に微調整することにより腫瘍に適切な照射が可能となる最適化機能(設定部12又は演算部13)があってもよい。
(4) Calculation condition setting and optimization function Because it takes a certain amount of time to calculate the near-infrared light intensity distribution, (the setting unit 12) may be able to set the calculation range and resolution in advance so that the calculation can be executed efficiently. good. Further, since the optical parameters of the living tissue greatly affect the accuracy of near-infrared light behavior calculation, the setting unit (the setting unit 12 or the calculation unit 13) may be able to be set for each patient. In addition, there is an optimization function that automatically calculates each irradiation time for the set light source position, and an optimization function that automatically fine-tunes the light source position itself to enable appropriate irradiation of the tumor. (setting section 12 or calculation section 13) may be provided.

(5)治療計画評価機能
(演算部13又は評価部14は)近赤外光分布から、関心領域内における体積光量ヒストグラムを算出し、治療に必要な光量が腫瘍全体にわたって送達されていることを確認できる機能を実装してもよい。また、(演算部13又は評価部14は)各光源の強度(照射時間)を変更した際にリアルタイムでヒストグラムを変化させることにより、効率的な治療計画を可能としてもよい。さらに、(演算部13又は評価部14は)近赤外光の吸収による熱量を計算し、皮膚および粘膜表面の温度上昇を予測し、熱傷を予防してもよい。
(5) Treatment plan evaluation function (the calculation unit 13 or the evaluation unit 14) calculates a volumetric light intensity histogram within the region of interest from the near-infrared light distribution, and confirms that the light intensity necessary for treatment is delivered throughout the tumor. You may implement a function that allows confirmation. Further, (the calculation unit 13 or the evaluation unit 14) may enable efficient treatment planning by changing the histogram in real time when changing the intensity (irradiation time) of each light source. Furthermore, (the calculation unit 13 or the evaluation unit 14) may calculate the amount of heat due to absorption of near-infrared light, predict the temperature rise of the skin and mucous membrane surfaces, and prevent burns.

以上が観点2の説明である。 The above is the explanation of viewpoint 2.

<観点3>
光免疫療法は、抗EGFR抗体に光に反応する試薬を付加した薬剤を静脈投与し、患部付近に近赤外光を照射するだけで、腫瘍細胞のみに免疫原性細胞死を誘発させることが可能な新しいがん治療法である。現行手技の問題点として、照射範囲を正確に把握できていない、照射された量を正確に把握できていない、照射する位置を正確に制御できていない、などが挙げられる。治療計画システム1は、光源から照射される近赤外光の挙動を正確に計算できる(治療計画装置)、高精度な光免疫療法の実現が可能なシステムである。
<Viewpoint 3>
Photoimmunotherapy can induce immunogenic cell death only in tumor cells by intravenously administering a drug containing an anti-EGFR antibody and a light-reactive reagent and irradiating near-infrared light near the affected area. It is a possible new cancer treatment. Problems with current procedures include the inability to accurately determine the irradiation area, the amount of irradiation, and the inability to accurately control the irradiation location. The treatment planning system 1 is a system that can accurately calculate the behavior of near-infrared light emitted from a light source (treatment planning device) and can realize highly accurate photoimmunotherapy.

治療計画システム1は、CT画像上に腫瘍ROI(関心領域)を設定する機能(設定部12)、照射された近赤外光の光量分布を計算する機能(演算部13)、腫瘍ROI内の光強度分布を光量体積ヒストグラムとして算出する機能(演算部13)、腫瘍ROIへの均一な照射をするための光源位置最適化機能(設定部12又は演算部13)、などを実装する。 The treatment planning system 1 has a function (setting unit 12) for setting a tumor ROI (region of interest) on a CT image, a function (calculating unit 13) for calculating the light intensity distribution of irradiated near-infrared light, and a function (operating unit 13) for setting a tumor ROI (region of interest) on a CT image. A function for calculating the light intensity distribution as a light intensity volume histogram (calculation unit 13), a function for optimizing the light source position for uniform irradiation of the tumor ROI (setting unit 12 or calculation unit 13), and the like are implemented.

治療計画システム1(の演算部13)は、近赤外光の挙動を再現するために、GPUを用いた高速モンテカルロ光学輸送計算アルゴリズムを実装し、体内近赤外光分布を可視化する。 In order to reproduce the behavior of near-infrared light, the treatment planning system 1 (computation unit 13) implements a high-speed Monte Carlo optical transport calculation algorithm using a GPU, and visualizes the near-infrared light distribution in the body.

治療計画システム1(治療計画装置)(の演算部13)は、主に、近赤外光の挙動を計算するためのモンテカルロ計算、および、GUI(Graphical User Interface)に分けられる。近赤外光用モンテカルロ計算により、(演算部13は)任意の光源に対する体内光量分布の計算が可能である。光学的パラメータが生体軟組織に対する文献値である場合、実患者では値が異なる可能性がある。そこで、例えば、患者個別に近赤外光に対する光学的パラメータを測定してもよい。また、GUIでは、CT画像の取り込み、ROI設定機能、光量体積ヒストグラムなどの機能(取込部11、設定部12又は演算部13)を実装してもよい。 The treatment planning system 1 (treatment planning device) (the calculation unit 13) is mainly divided into a Monte Carlo calculation for calculating the behavior of near-infrared light and a GUI (Graphical User Interface). Monte Carlo calculation for near-infrared light allows (the calculation unit 13) to calculate the light amount distribution in the body for any light source. If the optical parameters are literature values for biological soft tissues, the values may be different in actual patients. Therefore, for example, optical parameters for near-infrared light may be measured for each patient. Further, the GUI may include functions such as CT image capture, ROI setting function, light amount volume histogram, etc. (capture unit 11, setting unit 12, or calculation unit 13).

近赤外光は生体内で散乱・吸収を繰り返して進行するため、これらの光学的パラメータが計算精度に大きく影響する。光学的パラメータの妥当性を確認するために、実験動物等を用いた検証実験を行ってもよい。また、モンテカルロ法では、追跡する光子数が計算精度に大きく影響することから、多大な計算時間を要する可能性がある。光免疫療法では、術場で撮影したCT画像などによる患者形態画像を用いて治療計画を行う必要があることから、治療計画に要する時間は可能な限り短い方が望ましい。光量分布を計算するための時間を短縮する方法としては、並列化計算が有効であることから、(演算部13は)GPUを用いてもよい。 Because near-infrared light travels through repeated scattering and absorption within a living body, these optical parameters greatly affect calculation accuracy. In order to confirm the validity of the optical parameters, a verification experiment using laboratory animals or the like may be conducted. In addition, in the Monte Carlo method, the number of photons to be tracked has a large effect on calculation accuracy, so it may require a large amount of calculation time. In photoimmunotherapy, it is necessary to plan a treatment using a patient's morphological image such as a CT image taken at the surgical site, so it is desirable that the time required for the treatment plan be as short as possible. Since parallel calculation is effective as a method of shortening the time for calculating the light amount distribution, a GPU (for the calculation unit 13) may be used.

[光免疫療法(頭頚部イルミノックス治療)]
光に反応する薬を投与し、薬ががんに十分集まったところで、がんに対してレーザー光をあてることで治療する方法である。光免疫療法薬は、がん細胞の表面に多く出ている目印(抗原)に付着するタンパク質(抗体例:Cetuximabなどの抗EGFR抗体)に、光に反応する物質(例:IRDye 700 DX)を標識したものである。薬剤が持つ腫瘍選択性のため正常細胞には薬剤が付着しない。作用としては、光免疫療法薬を静脈投与(点滴投与)すると徐々にがんに集積し、約1日でがん細胞への付着が飽和する。そこに近赤外レーザー光を照射することにより光化学反応を誘起し、がん細胞が破裂して死滅する。利点としては、抗がん剤のような治療部位以外での副作用はなく、がん細胞以外でのダメージが無い。直接細胞を殺傷する作用だけではなく、がんに対する免疫を活性化することも可能なため、がんの再発予防にも繋がる。照射方法としては「カテーテルを通じて体内から照射する」及び「体外から照射する」の2通りの方法がある。
[Photoimmunotherapy (head and neck Illuminox treatment)]
This is a treatment method in which a drug that reacts to light is administered, and once the drug has sufficiently concentrated on the cancer, the cancer is treated with a laser beam. Photoimmunotherapy drugs combine light-reactive substances (e.g., IRDye 700 DX) with proteins (e.g., anti-EGFR antibodies such as Cetuximab) that attach to markers (antigens) that are abundant on the surface of cancer cells. It is labeled. Due to the drug's tumor selectivity, it does not attach to normal cells. As for its action, when a photoimmunotherapy drug is administered intravenously (infusion), it gradually accumulates in cancer cells, and its adhesion to cancer cells is saturated in about one day. By irradiating them with near-infrared laser light, a photochemical reaction is induced, causing the cancer cells to burst and die. The advantage is that unlike anticancer drugs, there are no side effects outside the treatment area, and there is no damage outside the cancer cells. In addition to its ability to directly kill cells, it can also activate immunity against cancer, leading to prevention of cancer recurrence. There are two irradiation methods: ``irradiation from inside the body through a catheter'' and ``irradiation from outside the body.''

治療計画システム1によれば、近赤外光の到達範囲を視覚的に確認し、腫瘍に十分な近赤外光が送達されていることを確認することができる。 According to the treatment planning system 1, it is possible to visually confirm the reach range of near-infrared light and to confirm that sufficient near-infrared light is being delivered to the tumor.

「カテーテルを通じて体内から照射する」場合の治療計画手順としては以下の通りである。
(1)術前に撮影したPET画像などを利用して、腫瘍の位置を同定する。
(2)腫瘍に十分な近赤外光が照射されるように複数のニードルカテーテルを穿刺する。
(3)CT撮影を実施し、(設定部12が)CT画像上に腫瘍のROIを設定する。
(4)(演算部13が)ニードルカテーテル内に配置された光源からの近赤外光挙動計算を行い、体内の近赤外光量分布を取得する。
(5)(評価部14が)腫瘍に対する近赤外光送達量を定量的に評価し、送達量が不足する場合は適宜穿刺箇所を追加する。
(6)腫瘍に対して処方光量が送達されていることを確認し、実際に照射を行う。
「体外から照射する」方法においては、照射位置および照射方向、使用する光源の数などを調整し、同様な治療計画を行う。
The treatment planning procedure for "irradiation from within the body through a catheter" is as follows.
(1) Identify the location of the tumor using PET images taken before surgery.
(2) Puncture multiple needle catheters so that the tumor is irradiated with sufficient near-infrared light.
(3) CT imaging is performed, and the ROI of the tumor is set on the CT image (by the setting unit 12).
(4) (The calculation unit 13) calculates the behavior of near-infrared light from a light source placed in the needle catheter, and obtains the near-infrared light intensity distribution inside the body.
(5) (The evaluation unit 14) quantitatively evaluates the amount of near-infrared light delivered to the tumor, and if the delivered amount is insufficient, puncture points are added as appropriate.
(6) Confirm that the prescribed amount of light is being delivered to the tumor and actually irradiate it.
In the "irradiation from outside the body" method, a similar treatment plan is performed by adjusting the irradiation position, irradiation direction, number of light sources used, etc.

現在の放射線治療は、既に確立された治療計画装置が市販されているため、放射線の分布がシミュレーションで予想できた。そのため、放射線の治療計画も立てることが出来る。一方、光免疫療法では、確立された治療計画装置が市販されていない。治療計画システム1によれば、近赤外線の挙動をシミュレーションし、カテーテルの置き場所、光の分布具合、照射時間、治療効果の見込みなどが事前に予想出来る。治療計画システム1は、近赤外光の挙動を再現するため、GPUなどによる高速モンテカルロ光学輸送計算アルゴリズムを実装し、体内光強度分布を可視化してもよい。 For current radiation therapy, established treatment planning devices are commercially available, so radiation distribution can be predicted through simulation. Therefore, radiation treatment plans can also be made. On the other hand, for photoimmunotherapy, no established treatment planning device is commercially available. According to the treatment planning system 1, the behavior of near-infrared rays is simulated, and the location of the catheter, the distribution of light, the irradiation time, the expected therapeutic effect, etc. can be predicted in advance. In order to reproduce the behavior of near-infrared light, the treatment planning system 1 may implement a high-speed Monte Carlo optical transport calculation algorithm using a GPU or the like to visualize the light intensity distribution in the body.

[光学シミュレーション]
レイトレーシング(ray tracing;光線追跡法)は、光線などを追跡することである点において観測される像などをシミュレートする手法である。例えば、光線であれば、物体の表面の反射率・透明度・屈折率などを細かく反映させた像を得られるのが特徴であり、1画素ずつ光線の経路を計算するので、写実的に描画可能な反面、計算量は非常に大きくなる。レイトレーシング用のGPUが開発されている。
[Optical simulation]
Ray tracing is a method of simulating an image observed at a certain point by tracing light rays. For example, in the case of light rays, it is possible to obtain images that minutely reflect the reflectance, transparency, refractive index, etc. of the object's surface, and because the path of the light ray is calculated pixel by pixel, it is possible to draw realistically. On the other hand, the amount of calculation becomes extremely large. GPUs for ray tracing are being developed.

モンテカルロ法は、光の一つ一つを追跡する方法であり、レイトレーシングのなかでも、乱数によってランダムに選ばれた方向にのみ限定することで演算量を現実的な処理量に抑えた手法である。体内の骨・腫瘍・非腫瘍など光学的パラメータの違いを構造として入れやすいため、治療計画システム1の(演算部13による)シミュレーションに採用してもよい。なお、治療計画システム1の(演算部13による)レイトレーシングは、他の任意のレイトレーシングを採用してもよい。 The Monte Carlo method is a method of tracking each light beam, and among ray tracing methods, it is a method that reduces the amount of calculation to a realistic amount by limiting it to only directions randomly selected using random numbers. be. Since it is easy to incorporate differences in optical parameters such as bone, tumor, and non-tumor in the body as a structure, it may be employed in the simulation (by the calculation unit 13) of the treatment planning system 1. Note that the ray tracing (by the calculation unit 13) of the treatment planning system 1 may employ any other ray tracing.

GPUでのレイトレーシングは高速化が可能である。散乱が大きく光の到達する距離が短いため、放射線治療計画装置よりも高速処理が可能である。例えば、CPUベースでのシミュレーションでは10個の光子を計算させるのに1分くらいであるが、GPUで行うと1000倍以上速くすることが可能である。 Ray tracing on GPU can be accelerated. Because the scattering is large and the distance that light travels is short, faster processing is possible than with radiation treatment planning devices. For example, a CPU-based simulation takes about 1 minute to calculate 10 6 photons, but a GPU-based simulation can speed up the calculation by more than 1000 times.

治療計画システム1は、体内の散乱吸収条件のデータベース(格納部10などに格納)を事前に作っておいて適宜利用してもよい。これらは文献値を参考に設定してもよいし、個人によってこれらのパラメータが大きく変化する可能性があるため事前に患者個人が有する光学パラメータを測定したものを設定してもよい。 The treatment planning system 1 may create a database of scattering and absorption conditions in the body (stored in the storage unit 10 or the like) in advance and use the database as appropriate. These may be set with reference to literature values, or, since these parameters may vary greatly depending on the individual, optical parameters of the individual patient may be measured in advance and set.

シミュレーションで一番重要視しなければならない条件として、腫瘍への十分な光量が送達されているか(打ち漏らしがないか)、及び、重篤な副作用を生じないか、が挙げられる。 The most important conditions in the simulation are whether a sufficient amount of light is delivered to the tumor (no omissions) and whether serious side effects will occur.

[光源]
光免疫療法で利用される光源の波長は近赤外領域である。なお放射線治療で利用されるの波長はX線である。放射線治療とは、使っている波長が違い、体内で届く範囲(約1cm弱)も違う。近赤外光は散乱が多く、ほとんど中に届かなく、集光しようと思ってもできないため、シミュレーションが重要である。光免疫療法では、例えば690nmの近赤外光を使用してもよい。これは、「生体の窓」と呼ばれる生体を透過しやすい波長域の中で、光化学反応でエネルギーを付与できる限界の波長を考えた際の結果である。生体の窓の範囲で限定するのが現実的であるため、波長範囲として650~1000nmとしてもよい。波長によってシミュレーション結果は変わるが、通常は単色光源を使用してもよい。(設定部12は)使用する光源の波長に応じて散乱・吸収などの光学的パラメータを変更してもよい。放射線は体をまっすぐ透過していくのに対して、近赤外光は体内で頻繁に散乱を繰り返し、ほとんど透過しない(表面で吸収される)ため、物理過程が全く異なるため、放射線のシミュレーションと近赤外光シミュレーションはまったく別物である。近赤外光は体内で吸収された際に熱に変換される。光源近傍では温度上昇による熱傷が懸念される。光免疫療法では、4~5分の近赤外光照射が行われるので、50~51℃ぐらいが閾値になってもよい。
[light source]
The wavelength of the light source used in photoimmunotherapy is in the near-infrared region. The wavelength used in radiation therapy is X-rays. Radiation therapy uses different wavelengths and has a different range within the body (about 1 cm). Simulation is important because near-infrared light scatters so much that it hardly reaches inside, and even if you try to focus it, you can't. For example, near-infrared light at 690 nm may be used in photoimmunotherapy. This is the result of considering the limit wavelength at which energy can be imparted through photochemical reactions within the wavelength range that easily passes through living organisms, known as the ``biological window.'' Since it is practical to limit the wavelength within the window of the living body, the wavelength range may be 650 to 1000 nm. Although simulation results vary depending on the wavelength, a monochromatic light source may usually be used. (The setting unit 12) may change optical parameters such as scattering and absorption according to the wavelength of the light source used. Radiation passes straight through the body, whereas near-infrared light is frequently scattered inside the body and hardly passes through (absorbed at the surface), so the physical processes are completely different, so radiation simulation and Near-infrared light simulation is a completely different matter. Near-infrared light is converted into heat when absorbed within the body. There is a concern about burns due to temperature rise near the light source. In photoimmunotherapy, near-infrared light irradiation is performed for 4 to 5 minutes, so the threshold may be about 50 to 51°C.

[照射方法]
照射方法は、体外照射(Frontal diffuserによる)又は体内照射(Cylindrical diffuserによる)である。照射方法は、連続照射であってもよいし、強度変調照射であってもよい。中央と辺縁で強度を変化させてもよい。照射する範囲において照射強度を変化させることにより、ターゲットにおける光量の均一性を向上させてもよい。近赤外線照射で注意しなければならない点として、熱傷と、 薬剤(アキャルクス)が集積する可能性とが挙げられる。その場合は特定臓器(皮膚、血管を含む)に対する影響も考慮してもよい。
[Irradiation method]
The irradiation method is external irradiation (using a Frontal diffuser) or internal irradiating (using a Cylindrical diffuser). The irradiation method may be continuous irradiation or intensity modulation irradiation. The intensity may be changed between the center and the edges. The uniformity of the amount of light on the target may be improved by changing the irradiation intensity in the irradiation range. Points to be aware of when using near-infrared irradiation include burns and the possibility of drug (Akyalx) accumulation. In that case, effects on specific organs (including skin and blood vessels) may also be considered.

[熱傷]
熱傷部位の考慮があってもよい。 基本的には光源の近くにある組織に熱傷の恐れがあるが、Cylindrical diffuserの場合は腫瘍に刺入するので、他の臓器への影響は少ない。熱傷も加味して光源強度を強めてもよい(点光源などを使用する)。組織内の熱傷予測も行ってもよい。これは光量分布図と同時に吸熱分布図を作成し、50℃を超える部分に対して警告を出す、あるいは50℃を超えないように治療計画を作成してもよい。吸熱分布図は、吸収係数・散乱係数を元に作成してもよい。温度で臓器ごとのしきい値を設定してもよい。
[Burns]
Consideration may be given to the location of the burn. Basically, there is a risk of burns to tissues near the light source, but in the case of a cylindrical diffuser, it penetrates into the tumor, so there is little effect on other organs. The intensity of the light source may be increased to take into account burn injuries (use a point light source, etc.). Intratissue burn prediction may also be performed. This can be done by creating an endothermic distribution map at the same time as the light intensity distribution map, issuing a warning for areas where the temperature exceeds 50°C, or creating a treatment plan to prevent the temperature from exceeding 50°C. The endothermic distribution map may be created based on absorption coefficients and scattering coefficients. The threshold value may be set for each organ using temperature.

治療計画システム1の治療計画としては、光源の位置及び強度を操作者が(設定部12を介して)設定し、(演算部13が)近赤外光量分布を演算し、(評価部14が)治療計画の良否判断を行う手順を取ってもよい。 As a treatment plan of the treatment planning system 1, the operator sets the position and intensity of the light source (via the setting unit 12), the calculation unit 13 calculates the near-infrared light amount distribution, and the evaluation unit 14 calculates the near-infrared light intensity distribution. ) Steps may be taken to evaluate the suitability of the treatment plan.

体積光量ヒストグラム(PVH)は、放射線治療で使用する体積線量ヒストグラム(DVH)をベースに考案した解析手段である。治療効果予測を定量的に行うために、(演算部13により)腫瘍ROI内の近赤外光量分布をヒストグラム化したものである。 The volumetric dose histogram (PVH) is an analysis means devised based on the volumetric dose histogram (DVH) used in radiation therapy. In order to predict the therapeutic effect quantitatively, the near-infrared light intensity distribution within the tumor ROI is converted into a histogram (by the calculation unit 13).

図9は、体積線量ヒストグラムの一例を示す図である。図9において、横軸は放射線量を示し、縦軸は臓器体積の中で被爆されている割合を示す。ヒストグラムA及びBは、正常組織の体積線量ヒストグラムである。ヒストグラムCは、腫瘍部の体積線量ヒストグラムである。癌のターゲットは、体積線量ヒストグラムの右上に行くほど良い計画となるが、正常組織はなるべく照射されないように計画を立てることが必要である。 FIG. 9 is a diagram showing an example of a volume dose histogram. In FIG. 9, the horizontal axis represents the radiation dose, and the vertical axis represents the proportion of the organ volume that is exposed to radiation. Histograms A and B are volume dose histograms of normal tissue. Histogram C is a volume dose histogram of the tumor area. The closer the cancer target is to the upper right of the volume dose histogram, the better the plan, but it is necessary to plan so that normal tissues are not irradiated as much as possible.

図10は、体積光量ヒストグラムの一例を示す図である。図10において、横軸は近赤外光量を示し、縦軸は臓器体積の中で近赤外照射されている割合を示す。ヒストグラムTumor、ヒストグラムPTV、ヒストグラムSkin及びヒストグラムMucosaは、それぞれ腫瘍、後脛骨静脈、皮膚及び粘膜の体積光量ヒストグラムである。ヒストグラムSkin及びヒストグラムMucosaは、近赤外光が最も多く照射される部位で、ダメージが無いとは言えないのと、光量が多ければ近赤外光の吸収も多くなるので、熱傷の観点から同じグラフ上に表示してもよい。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a volumetric light amount histogram. In FIG. 10, the horizontal axis indicates the amount of near-infrared light, and the vertical axis indicates the proportion of the organ volume that is irradiated with near-infrared light. Histogram Tumor, histogram PTV, histogram Skin, and histogram Mucosa are volumetric light intensity histograms of the tumor, posterior tibial vein, skin, and mucosa, respectively. Histogram Skin and Histogram Mucosa are the parts that are most irradiated with near-infrared light, so it cannot be said that there is no damage, and the higher the amount of light, the more near-infrared light is absorbed, so they are the same from the perspective of burns. It may also be displayed on a graph.

[良否判断方法]
(評価部14による)腫瘍の治療効果判定は、(演算部13によって演算された)腫瘍内の最低到達光量が治療に必要な光量を上回っているか、PVH(またはRVH)から判断する。ここでPVHまたはRVHとしているのは、治療計画装置では光量分布を計算できるが、腫瘍に取り込まれた薬剤量は別途評価する必要があるので、それを加味した場合にはRVHとして算出することになるからである。熱傷の判定について、(演算部13による)吸熱分布の算出により、しきい温度を超える場合は光源の強度を下げるなどの対策を行う。さらに、サーモグラフィによって皮膚表面の温度をリアルタイムでモニタしてもよい。
[How to judge quality]
The therapeutic effect of the tumor is determined (by the evaluation unit 14) based on the PVH (or RVH) as to whether the minimum amount of light that reaches the tumor (calculated by the calculation unit 13) exceeds the amount of light necessary for treatment. The reason why PVH or RVH is used here is that although the treatment planning device can calculate the light intensity distribution, the amount of drug taken into the tumor needs to be evaluated separately, so if this is taken into account, it is calculated as RVH. Because it will be. Regarding the determination of burn injuries, if the heat absorption distribution is calculated (by the calculation unit 13) and the threshold temperature is exceeded, measures are taken such as lowering the intensity of the light source. Furthermore, the temperature of the skin surface may be monitored in real time by thermography.

治療計画システム1によれば、体外や体内で、近赤外光がどのような挙動をするのか把握できていなかったことが、可視化出来るようになる。また、プローブと腫瘍の位置関係で、照射する位置・広さ・光量・距離・角度の最適化が可能となる。 According to the treatment planning system 1, it becomes possible to visualize what was previously unknown about how near-infrared light behaves outside and inside the body. In addition, it is possible to optimize the irradiation position, area, light intensity, distance, and angle depending on the positional relationship between the probe and the tumor.

以上が観点3の説明である。 The above is the explanation of viewpoint 3.

<観点4>
治療計画システム1は、光免疫療法のための治療計画システムである。治療計画システム1は、光免疫療法で治療するための事前計画(最適な照射時間/光源位置の予測)するためのシミュレーションシステムに関する。
<Viewpoint 4>
The treatment planning system 1 is a treatment planning system for photoimmunotherapy. The treatment planning system 1 relates to a simulation system for pre-planning (prediction of optimal irradiation time/light source position) for treatment with photoimmunotherapy.

光免疫療法とは、光に反応する薬を投与し、薬ががんに十分集まったところで、がんに対してレーザー光を当てることで治療する方法である。利点としては、抗がん剤のような治療部位以外での副作用はなく、がん細胞以外でのダメージが無い。直接細胞を殺傷する作用だけではなく、がんに対する免疫を活性化することも可能なため、がんの再発予防にも繋がる。適用できるがんの種類としては、頭頚部、胸部、肝臓・胆のう・脾臓、消化器、泌尿器系、婦人科系が挙げられるが、これらに限るものではない。 Photoimmunotherapy is a treatment method in which a drug that responds to light is administered, and once the drug has sufficiently concentrated on the cancer, the cancer is treated with laser light. The advantage is that unlike anticancer drugs, there are no side effects outside the treatment area, and there is no damage outside the cancer cells. In addition to its ability to directly kill cells, it can also activate immunity against cancer, leading to prevention of cancer recurrence. Applicable cancer types include, but are not limited to, head and neck, chest, liver/gallbladder/spleen, digestive system, urinary system, and gynecological system.

光免疫療法薬(光に反応する薬剤)は、がん細胞の表面に多く出ている目印(抗原)にくっつくタンパク質(抗体例:Cetuximabなどの抗EGFR抗体)に、光に反応する物質(例:IRDye 700 DX)をつけたものである。正常細胞にはほとんどくっつかない。薬自体は細胞にダメージを与えない。 Photoimmunotherapy drugs (drugs that react to light) are drugs that react to light (e.g., proteins that attach to markers (antigens) that are abundant on the surface of cancer cells (e.g., anti-EGFR antibodies such as Cetuximab). : IRDye 700 DX). It hardly sticks to normal cells. The drug itself does not damage cells.

まず、光免疫療法薬を点滴により投与する。そして1日後などに、1日程度で薬ががんに結合する。レーザー光を照射することで、がん細胞から放出された物質(がん抗原)により、がんに対する免疫の活性化が行われる。 First, a photoimmunotherapy drug is administered by drip. Then, after about a day, the drug binds to the cancer. By irradiating with laser light, substances (cancer antigens) released from cancer cells activate immunity against cancer.

照射方法としては、カテーテルを体内に入れて照射する方法と、体外から照射する方法とが挙げられる。 Irradiation methods include a method in which a catheter is inserted into the body for irradiation, and a method in which irradiation is performed from outside the body.

治療計画システム1によれば、光がどのようにどのくらい当たるのか、どこに当てれば精度高く照射できるのかが把握できる。 According to the treatment planning system 1, it is possible to understand how and how much light will be applied, and where to apply the light to achieve highly accurate irradiation.

治療計画システム1では、(取込部11により)CT/PET/MRI画像の読込が行われ、合成(Fusion)が行われ、(設定部12又は演算部13により)関心領域(ROI)描画が行われ(腫瘍・皮膚表面・粘膜組織など目的に応じて、ROI設定)、(設定部12により)光源設定が行われ(Frontal diffuser又はCylindrical diffuser)、(設定部12により)計算条件設定(計算範囲、分解能、患者設定毎にDefault変更、照射時間・光源位置の設定)が行われ、(演算部13又は評価部14により)治療計画評価(良否判定を含む)(光量分布表示と吸熱分布表示、体積光量ヒストグラム(PVH)の算出、腫瘍の治療効果判定、熱傷判定)が行われる。 In the treatment planning system 1, CT/PET/MRI images are read (by the import unit 11), fusion is performed, and a region of interest (ROI) is drawn (by the setting unit 12 or calculation unit 13). (ROI setting according to purpose such as tumor, skin surface, mucous tissue, etc.), light source setting (Frontal diffuser or cylindrical diffuser) (by setting unit 12), and calculation condition setting (by setting unit 12) Range, resolution, Default change for each patient setting, setting of irradiation time and light source position) are performed (by calculation unit 13 or evaluation unit 14) and treatment plan evaluation (including pass/fail judgment) (light intensity distribution display and endothermic distribution display) , calculation of volumetric light intensity histogram (PVH), tumor treatment effect determination, burn injury determination).

治療計画システム1によれば、(演算部13による)モンテカルロ法を用いた光学シミュレーション、(演算部13又は評価部14による)吸熱分布/熱傷予測判定、腫瘍の治療効果判定を実行することができる。モンテカルロ法を用いた光学シミュレーションでは、腫瘍部にどのように光量分布されるかを調べることができる。吸熱分布/熱傷予測判定では、近赤外光は放射線と比べて熱を発生するため、近赤外光量分布(吸収係数・散乱係数)から、吸熱分布を算出し、熱傷の発生リスクを算出することで、発熱による影響を調べることができる。腫瘍の治療効果判定では、腫瘍・PTV(腫瘍含む照射対象範囲)・皮膚・粘膜の照射量による体積を算出し、最適光量を決定することで、最適な光量を調べることができる。 According to the treatment planning system 1, optical simulation using the Monte Carlo method (by the calculation unit 13), endothermic distribution/burn prediction judgment (by the calculation unit 13 or evaluation unit 14), and tumor treatment effect judgment can be executed. . Optical simulation using the Monte Carlo method makes it possible to investigate how the amount of light is distributed in the tumor area. In the endothermic distribution/burn prediction judgment, because near-infrared light generates more heat than radiation, the endothermic distribution is calculated from the near-infrared light intensity distribution (absorption coefficient and scattering coefficient), and the risk of burn occurrence is calculated. This allows you to investigate the effects of heat generation. In determining the therapeutic effect of a tumor, the optimal light amount can be determined by calculating the volume of the tumor, PTV (irradiation target area including the tumor), skin, and mucous membrane according to the irradiation amount and determining the optimal light amount.

以上が観点4の説明である。 The above is the explanation of viewpoint 4.

続いて、治療計画システム1の作用効果について説明する。 Next, the effects of the treatment planning system 1 will be explained.

治療計画システム1によれば、照射された近赤外光の生体内における挙動の計算(挙動計算)に基づいて、生体内における近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算部13を備える。このような治療計画システム1においては、生体内における近赤外光の光量分布が出力される。これにより、生体内における近赤外光の光量分布を把握することができる。 According to the treatment planning system 1, the near-infrared light amount distribution, which is the light amount distribution of near-infrared light in the living body, is calculated based on the calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body (behavior calculation). and an arithmetic unit 13 that outputs the calculated values. In such a treatment planning system 1, the light intensity distribution of near-infrared light in the living body is output. This makes it possible to understand the light intensity distribution of near-infrared light within the living body.

治療計画システム1の演算部13は、モンテカルロ法を用いた計算(挙動計算)に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。このような治療計画システム1においては、挙動計算をより確実に行うことができる。 The calculation unit 13 of the treatment planning system 1 may calculate the near-infrared light amount distribution based on calculation (behavior calculation) using the Monte Carlo method. In such a treatment planning system 1, behavior calculation can be performed more reliably.

治療計画システム1において、計算(挙動計算)の少なくとも一部は、GPU(Graphics Processing Unit)により実行されてもよい。このような治療計画システム1においては、挙動計算をより高速に行うことができる。 In the treatment planning system 1, at least part of the calculation (behavior calculation) may be executed by a GPU (Graphics Processing Unit). In such a treatment planning system 1, behavior calculation can be performed faster.

治療計画システム1は、生体において関心領域を設定する設定部12をさらに備え、演算部13は、生体のうち設定部12によって設定された関心領域における近赤外光量分布を演算してもよい。このような治療計画システム1においては、関心領域における近赤外光量分布を演算することができる。また、例えば、関心領域における近赤外光量分布のみを演算することで、より高速に演算することができる。 The treatment planning system 1 may further include a setting section 12 that sets a region of interest in the living body, and the calculation section 13 may calculate the near-infrared light intensity distribution in the region of interest set by the setting section 12 in the living body. In such a treatment planning system 1, it is possible to calculate the near-infrared light intensity distribution in the region of interest. Further, for example, by calculating only the near-infrared light intensity distribution in the region of interest, calculation can be made faster.

治療計画システム1は、光学に関する光学パラメータを設定する設定部12をさらに備え、演算部13は、設定部12によって設定された光学パラメータ用いた計算(挙動計算)に基づいて近赤外光量分布を演算してもよい。このような治療計画システム1においては、光学パラメータに基づくより詳細・正確な近赤外光量分布を演算することができる。 The treatment planning system 1 further includes a setting unit 12 that sets optical parameters related to optics, and a calculation unit 13 calculates the near-infrared light intensity distribution based on calculations (behavior calculations) using the optical parameters set by the setting unit 12. It may be calculated. In such a treatment planning system 1, it is possible to calculate a more detailed and accurate near-infrared light intensity distribution based on optical parameters.

治療計画システム1の演算部13は、近赤外光量分布に関する情報を生体の形態画像上に重ねて表示してもよい。このような治療計画システム1においては、例えばユーザは、生体の形態画像上で近赤外光量分布に関する情報を確認することができる。 The calculation unit 13 of the treatment planning system 1 may display information regarding the near-infrared light amount distribution superimposed on the morphological image of the living body. In such a treatment planning system 1, for example, a user can confirm information regarding near-infrared light intensity distribution on a morphological image of a living body.

治療計画システム1の演算部13は、近赤外光量分布に基づいてヒストグラムをさらに演算して出力してもよい。このような治療計画システム1においては、例えばユーザは、近赤外光量分布に基づくヒストグラムを確認することができる。 The calculation unit 13 of the treatment planning system 1 may further calculate and output a histogram based on the near-infrared light amount distribution. In such a treatment planning system 1, for example, the user can check a histogram based on the near-infrared light amount distribution.

治療計画システム1は、演算部13による演算結果に基づいて計算(挙動計算)に関する設定を変更する設定部12をさらに備え、演算部13は、設定部12によって変更された設定に基づいて計算(挙動計算)を行ってもよい。このような治療計画システム1においては、例えば、演算部13による演算を行うたびに、前回の演算結果に基づくより適切な設定に基づいて挙動計算を行うことができる。すなわち、演算部13による演算を行うたびにより適切な挙動計算を行うことができる。 The treatment planning system 1 further includes a setting unit 12 that changes settings related to calculation (behavior calculation) based on the calculation result by the calculation unit 13; behavior calculation) may also be performed. In such a treatment planning system 1, for example, each time the calculation unit 13 performs calculation, behavior calculation can be performed based on more appropriate settings based on the previous calculation result. That is, each time the calculation unit 13 performs a calculation, more appropriate behavior calculation can be performed.

治療計画システム1の演算部13は、計算(挙動計算)に基づいて生体内における熱量分布をさらに演算して出力してもよい。このような治療計画システム1においては、例えばユーザは、生体内における熱量分布を確認することができる。 The calculation unit 13 of the treatment planning system 1 may further calculate and output the heat distribution in the living body based on the calculation (behavior calculation). In such a treatment planning system 1, for example, the user can check the heat distribution in the living body.

治療計画システム1の演算部13は、計算(挙動計算)に基づいて熱傷に関するリスクをさらに演算して出力してもよい。このような治療計画システム1においては、例えばユーザは、熱傷に関するリスクを確認することができる。 The calculation unit 13 of the treatment planning system 1 may further calculate and output the risk related to burns based on the calculation (behavior calculation). In such a treatment planning system 1, for example, the user can confirm the risk of burn injury.

近赤外光を用いた癌治療法の一つである光免疫療法では、1cm程度の深部まで近赤外光が到達すると考えられてきたが、臨床結果からはその到達距離が想定よりも短いことが指摘されている。治療計画システム1によれば、生体内における近赤外光の光量分布を定量的に評価することにより、効果的な治療計画立案することが可能となる。また、治療計画システム1によれば、生体内における近赤外光の光量分布を把握し、定量的な評価を行うことにより効果的な治療計画を立案することができる。また、治療計画システム1によれば、腫瘍への近赤外光送達量を定量的に評価し、治療効果を予測することができる。 In photoimmunotherapy, a type of cancer treatment that uses near-infrared light, it has been thought that near-infrared light can reach as deep as 1 cm, but clinical results show that the reaching distance is shorter than expected. It has been pointed out that According to the treatment planning system 1, it is possible to formulate an effective treatment plan by quantitatively evaluating the light intensity distribution of near-infrared light in the living body. Moreover, according to the treatment planning system 1, an effective treatment plan can be formulated by understanding the light intensity distribution of near-infrared light in the living body and performing quantitative evaluation. Furthermore, according to the treatment planning system 1, it is possible to quantitatively evaluate the amount of near-infrared light delivered to the tumor and predict the therapeutic effect.

治療計画システム1は、以下の項目1~10の装置として捉えることもできる。 The treatment planning system 1 can also be regarded as a device of items 1 to 10 below.

[項目1]
照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、前記生体内における前記近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算部を備える、
治療計画システム。
[Item 1]
a calculation unit that calculates and outputs a near-infrared light amount distribution that is a light amount distribution of the near-infrared light in the living body based on calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body;
Treatment planning system.

[項目2]
前記演算部は、モンテカルロ法を用いた前記計算に基づいて前記近赤外光量分布を演算する、
項目1に記載の治療計画システム。
[Item 2]
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution based on the calculation using the Monte Carlo method.
The treatment planning system described in item 1.

[項目3]
前記計算の少なくとも一部は、GPU(Graphics Processing Unit)により実行される、
項目1又は2に記載の治療計画システム。
[Item 3]
At least a part of the calculation is executed by a GPU (Graphics Processing Unit).
The treatment planning system according to item 1 or 2.

[項目4]
前記生体において関心領域を設定する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記生体のうち前記設定部によって設定された前記関心領域における前記近赤外光量分布を演算する、
項目1~3の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 4]
further comprising a setting unit that sets a region of interest in the living body,
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution in the region of interest set by the setting unit in the living body.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 3.

[項目5]
光学に関する光学パラメータを設定する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記設定部によって設定された前記光学パラメータ用いた前記計算に基づいて前記近赤外光量分布を演算する、
項目1~4の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 5]
It further includes a setting section for setting optical parameters related to optics,
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution based on the calculation using the optical parameters set by the setting unit.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 4.

[項目6]
前記演算部は、前記近赤外光量分布に関する情報を前記生体の形態画像上に重ねて表示する、
項目1~5の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 6]
The calculation unit displays information regarding the near-infrared light amount distribution superimposed on the morphological image of the living body.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 5.

[項目7]
前記演算部は、前記近赤外光量分布に基づいてヒストグラムをさらに演算して出力する、
項目1~6の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 7]
The calculation unit further calculates and outputs a histogram based on the near-infrared light amount distribution.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 6.

[項目8]
前記演算部による演算結果に基づいて前記計算に関する設定を変更する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記設定部によって変更された前記設定に基づいて前記計算を行う、
項目1~7の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 8]
further comprising a setting section that changes settings related to the calculation based on the calculation result by the calculation section,
The calculation unit performs the calculation based on the settings changed by the setting unit.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 7.

[項目9]
前記演算部は、前記計算に基づいて前記生体内における熱量分布をさらに演算して出力する、
項目1~8の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 9]
The calculation unit further calculates and outputs the heat distribution in the living body based on the calculation.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 8.

[項目10]
前記演算部は、前記計算に基づいて熱傷に関するリスクをさらに演算して出力する、
項目1~9の何れか一項に記載の治療計画システム。
[Item 10]
The calculation unit further calculates and outputs a risk related to burn injury based on the calculation.
The treatment planning system according to any one of items 1 to 9.

治療計画システム1は、以下の項目1A~11Aのシステムとして捉えることもできる。 The treatment planning system 1 can also be regarded as a system of the following items 1A to 11A.

[項目1A]
光免疫療法のための治療計画システムであって、
近赤外光の挙動を計算することで体内における近赤外光量分布を可視化する表示装置と、
前記表示装置の近赤外光量分布に基づいて腫瘍に照射される近赤外光量を定量的に解析することを特徴とする治療計画システム。
[Item 1A]
A treatment planning system for photoimmunotherapy, comprising:
A display device that visualizes the distribution of near-infrared light in the body by calculating the behavior of near-infrared light;
A treatment planning system that quantitatively analyzes the amount of near-infrared light irradiated to a tumor based on the near-infrared light amount distribution of the display device.

[項目2A]
項目1Aに記載の治療計画システムであって、
前記表示装置ではX線断層撮影画像(X線CT)等の患者形態画像上に近赤外光量分布を重ねて表示することを特徴とする治療計画システム。
[Item 2A]
The treatment planning system according to item 1A,
A treatment planning system characterized in that the display device displays a near-infrared light amount distribution superimposed on a patient morphology image such as an X-ray tomography image (X-ray CT).

[項目3A]
項目2Aに記載の治療計画システムであって、
前記X線断層撮影画像(X線CT)等から得られた患者の形態情報に対して、近赤外光に対する光学的パラメータを分布として設定する機能を有する治療計画システム。
[Item 3A]
The treatment planning system according to item 2A,
A treatment planning system having a function of setting optical parameters for near-infrared light as a distribution for patient's morphological information obtained from the X-ray tomography image (X-ray CT) or the like.

[項目4A]
項目3Aに記載の治療計画システムであって、
前記近赤外光の挙動計算にはモンテカルロ法を用い、複雑な体系における近赤外光の挙動を計算する近赤外光挙動計算装置を有する治療計画システム。
[Item 4A]
The treatment planning system according to item 3A,
A treatment planning system that uses a Monte Carlo method to calculate the behavior of the near-infrared light and includes a near-infrared light behavior calculation device that calculates the behavior of the near-infrared light in a complex system.

[項目5A]
項目4Aに記載の治療計画システムであって、
前記光学的パラメータ分布を用いて正確な近赤外光量分布を算出する近赤外光挙動計算装置を有する治療計画システム。
[Item 5A]
The treatment planning system described in item 4A,
A treatment planning system including a near-infrared light behavior calculation device that calculates an accurate near-infrared light amount distribution using the optical parameter distribution.

[項目6A]
項目4Aまたは5Aに記載の治療計画システムであって、
前記近赤外光のモンテカルロ法を用いた計算を行うために、GPU(Graphics Processing Unit)等を用いた高速並列計算装置を有する治療計画システム。
[Item 6A]
The treatment planning system according to item 4A or 5A,
A treatment planning system having a high-speed parallel computing device using a GPU (Graphics Processing Unit) or the like to perform calculations using the Monte Carlo method of near-infrared light.

[項目7A]
項目6Aに記載の治療計画システムであって、
腫瘍に照射される近赤外光量を定量に解析するために、腫瘍の範囲を関心範囲(関心領域)(ROI:Region of Interest)として描画する描画装置を有する治療計画システム。
[Item 7A]
The treatment planning system according to item 6A,
A treatment planning system that includes a drawing device that draws the range of a tumor as a region of interest (ROI) in order to quantitatively analyze the amount of near-infrared light irradiated to the tumor.

[項目8A]
項目7Aに記載の治療計画システムであって、
関心領域に照射された近赤外光の量について、関心領域の特定の場所ごとに集計し、ヒストグラムとして定量的に解析する体積光量ヒストグラム(Photons Volume Histogram)演算装置を有する治療計画システム。
[Item 8A]
The treatment planning system according to item 7A,
A treatment planning system that includes a photons volume histogram calculation device that aggregates the amount of near-infrared light irradiated onto a region of interest for each specific location in the region of interest and quantitatively analyzes it as a histogram.

[項目9A]
項目8Aに記載の治療計画システムであって、
前記体積光量ヒストグラムに基づき、光源の位置や角度を調整し、治療に必要な条件を探索することを特徴とする治療計画システム。
[Item 9A]
The treatment planning system according to item 8A,
A treatment planning system that adjusts the position and angle of a light source based on the volumetric light amount histogram to search for conditions necessary for treatment.

[項目10A]
項目9Aに記載の治療計画システムであって、
近赤外光が体内に吸収されることによって生じる体内での熱量分布を算出する熱量分布表示装置を有する治療計画システム。
[Item 10A]
The treatment planning system according to item 9A,
A treatment planning system that includes a heat distribution display device that calculates the heat distribution within the body caused by absorption of near-infrared light into the body.

[項目11A]
項目10Aに記載の治療計画システムであって、
前記熱量分布表示装置の算出結果に基づき、熱傷等の副反応を予想する熱傷予測装置を有する治療計画システム。
[Item 11A]
The treatment planning system according to item 10A,
A treatment planning system including a burn prediction device that predicts side reactions such as burns based on the calculation results of the heat distribution display device.

1…治療計画システム、10…格納部、11…取込部、12…設定部、13…演算部、14…評価部、100…CPU、101…RAM、102…ROM、103…入出力装置、104…通信モジュール、105…補助記憶装置、200…記憶媒体、201…プログラム格納領域、300…治療計画プログラム、301…取込モジュール、302…設定モジュール、303…演算モジュール、304…評価モジュール。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Treatment planning system, 10...Storage part, 11...Intake part, 12...Setting part, 13...Calculation part, 14...Evaluation part, 100...CPU, 101...RAM, 102...ROM, 103...I/O device, 104...Communication module, 105...Auxiliary storage device, 200...Storage medium, 201...Program storage area, 300...Treatment plan program, 301...Intake module, 302...Setting module, 303...Calculation module, 304...Evaluation module.

Claims (12)

照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、前記生体内における前記近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算部を備える、
治療計画システム。
a calculation unit that calculates and outputs a near-infrared light amount distribution that is a light amount distribution of the near-infrared light in the living body based on calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body;
Treatment planning system.
前記演算部は、モンテカルロ法を用いた前記計算に基づいて前記近赤外光量分布を演算する、
請求項1に記載の治療計画システム。
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution based on the calculation using the Monte Carlo method.
The treatment planning system according to claim 1.
前記計算の少なくとも一部は、GPU(Graphics Processing Unit)により実行される、
請求項1又は2に記載の治療計画システム。
At least a part of the calculation is executed by a GPU (Graphics Processing Unit).
The treatment planning system according to claim 1 or 2.
前記生体において関心領域を設定する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記生体のうち前記設定部によって設定された前記関心領域における前記近赤外光量分布を演算する、
請求項1に記載の治療計画システム。
further comprising a setting unit that sets a region of interest in the living body,
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution in the region of interest set by the setting unit in the living body.
The treatment planning system according to claim 1.
光学に関する光学パラメータを設定する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記設定部によって設定された前記光学パラメータ用いた前記計算に基づいて前記近赤外光量分布を演算する、
請求項1に記載の治療計画システム。
It further includes a setting section for setting optical parameters related to optics,
The calculation unit calculates the near-infrared light amount distribution based on the calculation using the optical parameters set by the setting unit.
The treatment planning system according to claim 1.
前記演算部は、前記近赤外光量分布に関する情報を前記生体の形態画像上に重ねて表示する、
請求項1に記載の治療計画システム。
The calculation unit displays information regarding the near-infrared light amount distribution superimposed on the morphological image of the living body.
The treatment planning system according to claim 1.
前記演算部は、前記近赤外光量分布に基づいてヒストグラムをさらに演算して出力する、
請求項1に記載の治療計画システム。
The calculation unit further calculates and outputs a histogram based on the near-infrared light amount distribution.
The treatment planning system according to claim 1.
前記演算部による演算結果に基づいて前記計算に関する設定を変更する設定部をさらに備え、
前記演算部は、前記設定部によって変更された前記設定に基づいて前記計算を行う、
請求項1に記載の治療計画システム。
further comprising a setting section that changes settings related to the calculation based on the calculation result by the calculation section,
The calculation unit performs the calculation based on the settings changed by the setting unit.
The treatment planning system according to claim 1.
前記演算部は、前記計算に基づいて前記生体内における熱量分布をさらに演算して出力する、
請求項1に記載の治療計画システム。
The calculation unit further calculates and outputs the heat distribution in the living body based on the calculation.
The treatment planning system according to claim 1.
前記演算部は、前記計算に基づいて熱傷に関するリスクをさらに演算して出力する、
請求項1又は9に記載の治療計画システム。
The calculation unit further calculates and outputs a risk related to burn injury based on the calculation.
The treatment planning system according to claim 1 or 9.
装置により実行される治療計画方法であって、
照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、前記生体内における前記近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算ステップを含む、
治療計画方法。
A treatment planning method performed by a device, the method comprising:
a calculation step of calculating and outputting a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution of the near-infrared light in the living body, based on calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body;
Treatment planning methods.
照射された近赤外光の生体内における挙動の計算に基づいて、前記生体内における前記近赤外光の光量分布である近赤外光量分布を演算して出力する演算ステップをコンピュータに実行させる、
治療計画プログラム。
causing a computer to execute a calculation step of calculating and outputting a near-infrared light amount distribution, which is a light amount distribution of the near-infrared light in the living body, based on calculation of the behavior of the irradiated near-infrared light in the living body; ,
Treatment planning program.
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