JP4998944B2 - CT value-water equivalent thickness conversion apparatus and method, storage medium used therefor, and radiotherapy apparatus and method - Google Patents
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Description
本発明は、ＣＴ（Computed Tomography）値から水等価厚を求めるＣＴ値−水等価厚変換装置、この装置に用いる記憶媒体、ＣＴ値−水等価厚変換テーブル形成方法、並びに水等価厚データを用いた粒子線治療計画装置および方法に関する。 The present invention uses a CT value-water equivalent thickness conversion device for obtaining a water equivalent thickness from a CT (Computed Tomography) value, a storage medium used in this device, a CT value-water equivalent thickness conversion table forming method, and water equivalent thickness data. The present invention relates to a particle beam therapy planning apparatus and method.
粒子線治療においてＣＴ値−水等価厚変換が行われる。このためのＣＴ値−水等価厚変換テーブルあるいは変換式が採用されている。 CT value-water equivalent thickness conversion is performed in the particle beam therapy. For this purpose, a CT value-water equivalent thickness conversion table or conversion formula is adopted.
周知のように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線が被検体内で受けた吸収量に基づいて臓器等の組織のＸ線吸収率を水のそれを基準としたＣＴ値という指標として計算することによって画像を形成するものである。 As is well known, the X-ray computed tomography apparatus calculates the X-ray absorption rate of tissues such as organs as an index of CT value based on that of water based on the amount of X-rays received in the subject. By doing so, an image is formed.
特許文献１には、ＣＴ値と水等価厚との関係を用いることが記載されている。
特許文献２には、水等価厚を複数の照射方向について計算し表示することが記載されている。
特許文献３には、被検体に関するスキャノグラフに基づいて水等価厚を計算することが記載されている。
Patent Document 1 describes using a relationship between a CT value and a water equivalent thickness.
従来、放射線治療に用いるＣＴ値−水等価厚変換には人体等価ファントムや組織に近い試料として、水溶性成分が主に用いられて校正テーブルあるいは校正式が作成されている。このため必然に試料はＣＴ値が低い値を呈するものが採用されて来た。 Conventionally, in a CT value-water equivalent thickness conversion used for radiation therapy, a water-soluble component is mainly used as a human body equivalent phantom or a sample close to a tissue to create a calibration table or a calibration formula. Therefore, inevitably samples having a low CT value have been adopted.
このような校正法で算出した数値と実測値を比較すると、ＣＴ値の高いところで差が大きくなっている。 When the numerical value calculated by such a calibration method is compared with the actual measurement value, the difference is large at a high CT value.
本発明は、特に高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換校正を用いることにより算出した数値と実測値の差を小さくし、高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換校正が精度高く適用可能であるようにしたＣＴ値−水等価厚変換装置および方法、これらに用いる記憶媒体、並びに粒子線治療計画装置および方法を提供することを目的とする。 The present invention reduces the difference between the numerical value calculated by using the CT value for radiotherapy using a high CT value-water equivalent thickness conversion calibration and the actual measurement value, and the CT value for radiotherapy using a high CT value-water equivalent. It is an object of the present invention to provide a CT value-water equivalent thickness conversion apparatus and method that can apply thickness conversion calibration with high accuracy, a storage medium used therefor, and a particle beam therapy planning apparatus and method.
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段、
水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
The present invention is a human bone component equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states, and the sample contains moisture. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in a state in which the density when X-ray CT means is irradiated with X-rays in a state;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
CT value-water equivalent thickness relationship generating means for generating a CT value-water equivalent thickness relationship in a state containing moisture,
CT value-water equivalent thickness comprising the CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness relationship and the water equivalent thickness data corresponding thereto as a CT value-water equivalent thickness conversion table in a state including moisture Conversion table generation means,
Storage means for storing the configured CT value-water equivalent thickness conversion table;
The CT value-water equivalent thickness conversion device characterized by comprising:
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときのそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料の測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示させる画面表示手段と、
前記画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段と、を備え、
前記画面上で、前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚校正テーブル生成手段と、
構成されたＣＴ値−水等価厚校正テーブルを記憶する記憶手段とを備えたこと
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
The present invention relates to a human bone component equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in a different density state. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in respective states when X-ray CT means is irradiated with X-rays in a state containing moisture;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the measured water equivalent thickness of the sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
Screen display means for displaying the CT value data formed on the coordinates with the CT value as one axis and the water equivalent thickness as the other axis and the formed water equivalent thickness data on the screen;
The CT value data in each state described above and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed on the screen to generate a CT value-water equivalent thickness linear diagram in a state including moisture, CT value-water equivalent thickness diagram generating means for generating a CT value-water equivalent thickness diagram in a dry state,
On the screen, when the two diagrams intersect at a point with a high CT value, CT value data in a state of containing moisture-CT value data represented by a water equivalent thickness diagram and the water corresponding thereto CT value-water equivalent thickness calibration table generating means for configuring equivalent thickness data as a CT value-water equivalent thickness calibration table;
There is provided a CT value-water equivalent thickness conversion device characterized by comprising storage means for storing a configured CT value-water equivalent thickness calibration table.
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚線図生成手段は、前記画面上に、前記一種および三種の試料からなる二つの線図と二種の試料からなる線図によって高ＣＴ値および低ＣＴ値の二つの点で交わった形状の三角形状を描画させることを特徴とするＣＴ値−水等価変換装置を提供する。 In the present invention, the CT value-water equivalent thickness diagram generating means may be configured such that on the screen, a high CT value and a two-diagram comprising the one and three types of samples and a diagram comprising the two types of samples are displayed. There is provided a CT value-water equivalent conversion device characterized in that a triangular shape having a shape intersecting at two points having a low CT value is drawn.
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成する仮想画面表示手段、
前記仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させる仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定する手段、
交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
The present invention relates to a human bone component equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in a different density state. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in the respective states where the density has changed when X-rays are irradiated by X-ray CT means in a state containing moisture;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
A virtual screen display means for virtually forming the CT value data formed in the virtual coordinates with the CT value as one axis and the water equivalent thickness as the other axis, and the formed water equivalent thickness data;
The CT value data of each state described above and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed on the virtual screen, and a CT value-water equivalent thickness straight line diagram in a state including moisture is generated. A CT value in a dry state-a water equivalent thickness diagram generating means for generating a water equivalent thickness diagram;
Means for determining that the two diagrams intersect at a point of high CT value;
CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness straight line diagram and water equivalent thickness data corresponding to the virtual CT value-water equivalent thickness diagram in a state containing moisture when it is determined that they intersect each other, a CT value-water equivalent thickness conversion table CT value-water equivalent thickness conversion table generating means configured as
Storage means for storing the configured CT value-water equivalent thickness conversion table;
The CT value-water equivalent thickness conversion device characterized by comprising:
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価変換装置を備え、
被検体に対するＸ線照射によって計測された値からＣＴ値を計測するＣＴ値測定装置と、
前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記計測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算する演算手段と、
当該水等価厚を使用した粒子線照射計画装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療計画装置を提供する。
The present invention also includes the CT value-water equivalent conversion device,
A CT value measuring device for measuring a CT value from a value measured by X-ray irradiation on a subject;
A calculation means for calculating a water equivalent thickness corresponding to the measured CT value with reference to the CT value-water equivalent thickness conversion table;
A particle beam irradiation planning device using the water equivalent thickness;
A radiation therapy planning apparatus characterized by comprising:
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置に用いる記憶媒体であって、
前記画面上で、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置に用いる記憶媒体を提供する。
The present invention is a human bone component equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states, and the sample contains moisture. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in the respective states where the density has changed when X-ray CT means is irradiated with X-rays in the state;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
A storage medium for use in a CT value-water equivalent conversion calibration apparatus comprising CT value-water equivalent thickness relationship generating means for generating a CT value-water equivalent thickness relationship diagram in a state containing moisture,
On the screen, CT value data represented by a CT value-water equivalent thickness relationship in a state containing moisture and water equivalent thickness data corresponding thereto are stored as a CT value-water equivalent thickness conversion table. A storage medium used for the CT value-water equivalent thickness conversion device is provided.
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚変換装置に使用される試料であって、樹脂製箱に収納され、前記樹脂製箱が金属箱内に収納されて圧縮手段によって圧縮可能とされることを特徴とする可密度試料を提供する。 The present invention is also a sample used for the CT value-water equivalent thickness converter, and is stored in a resin box, and the resin box is stored in a metal box and can be compressed by a compression means. A density sample is provided.
本発明は、ＣＴ値データ形成手段によって、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成し、
水等価厚データ形成手段によって、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成し、
ＣＴ値−水等価厚関係生成手段によって、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させ、
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段によって、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成し、
記憶手段に構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価変換方法を提供する。
The present invention provides a human bone component-equivalent powder or powder mixture sample, which is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states by CT value data forming means. Forming CT value data from CT values measured in a state where the density is changed when X-ray CT means irradiates X-rays in a state where the sample contains moisture;
The water equivalent thickness data forming means forms water equivalent thickness data from the water equivalent thickness measured for the density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement,
CT value-water equivalent thickness relationship generating means generates a CT value-water equivalent thickness relationship diagram in a state containing moisture,
CT value-water equivalent thickness conversion table generating means generates CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness relationship in a state including moisture and water equivalent thickness data corresponding thereto as CT value-water equivalent. Configure as a thickness conversion table,
There is provided a CT value-water equivalent conversion method characterized by storing a CT value-water equivalent thickness conversion table configured in a storage means.
本発明は、人体等価の試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によって、Ｘ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態でＸ線が照射されたときの測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標軸を画面に表示させる画面表示手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法において、
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段によって、前記画面の上にそれぞれの状態でのＣＴ値データおよび該ＣＴ値に対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、
ＣＴ値−水等価厚校正テーブル手段によって、前記画面上で，前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データがＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして形成されること
を特徴とするＣＴ装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法を提供する。
The present invention relates to a human body-equivalent sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in a different density state. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured when X-rays are irradiated in the respective states in which the density when X-rays are irradiated is changed by the CT means;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the water equivalent thickness measured for the sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
CT value-water equivalent thickness calibration table forming method by CT value-water equivalent conversion calibration apparatus, comprising: a screen display means for displaying on the screen a coordinate axis having CT value as one axis and water equivalent thickness as the other axis In
CT value-water equivalent thickness diagram generation means displays CT value data in each state and water equivalent thickness data corresponding to the CT value on the screen, and the CT value in a state containing moisture -A water equivalent thickness diagram is generated, and a CT value in the dry state-a water equivalent thickness diagram is generated,
The CT value-water equivalent thickness calibration table means represents a CT value-water equivalent thickness linear diagram in a state of containing moisture when the two diagrams intersect at a high CT value point on the screen. A CT value-water equivalent thickness calibration table forming method by a CT apparatus is provided, in which CT value data and water equivalent thickness data corresponding thereto are formed as a CT value-water equivalent thickness calibration table.
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚変換装置によってＣＴ値−水等価厚変換テーブルが形成され、Ｘ線ＣＴ装置によって被検体に対してＸ線を照射してＣＴ値測定装置によってＣＴ値を計測し、演算手段によって前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記実測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算すること
を含んで構成されることを特徴とする放射線治療方法に用いるためのＣＴ値に対する水等価厚データ形成方法を提供する。
In the present invention, a CT value-water equivalent thickness conversion table is formed by the CT value-water equivalent thickness converter, and the subject is irradiated with X-rays by the X-ray CT apparatus, and the CT value is measured by the CT value measuring apparatus. The radiation comprising: measuring a value and calculating a water equivalent thickness corresponding to the actually measured CT value by referring to the CT value-water equivalent thickness conversion table by a calculation means A method for forming water equivalent thickness data for CT values for use in a therapeutic method is provided.
本発明は、また、前記水等価厚データ形成方法によって形成された水等価厚データを用いた粒子治療計画方法を提供する。 The present invention also provides a particle treatment planning method using water equivalent thickness data formed by the water equivalent thickness data forming method.
本発明によれば、高ＣＴ値を示す骨成分等価の試料を可変密度試料として使用し、水溶性成分として構成するのではなく圧縮可能な粉体あるいは混合体を使用することのために信頼性の高いＣＴ値−水等価厚変換テーブルを生成することができ、これに伴なって適切な粒子線治療計画を立てることができる。 According to the present invention, a bone component equivalent sample exhibiting a high CT value is used as a variable density sample, which is reliable because it uses a compressible powder or mixture rather than constituting a water soluble component. A high CT value-water equivalent thickness conversion table can be generated, and an appropriate particle beam treatment plan can be made accordingly.
本発明によれば、また、前記画面上で、前記二つの線図が二つの点で交わったときの状態の水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚折れ線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル構成手段あるいは方法を備えており、二つの線図が高ＣＴ値の点で変わることが確認されて、精度が、確保されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを作成することができ、もって粒子線治療を適格に行うことができる。 According to the present invention, on the screen, the CT value in the state containing moisture in the state where the two diagrams intersect at two points-the CT value represented by the water equivalent thickness line diagram CT value-water equivalent thickness conversion table construction means or method for constructing data and corresponding water equivalent thickness data as a CT value-water equivalent thickness conversion table, and the two diagrams are in terms of high CT values. The CT value-water equivalent thickness conversion table in which the accuracy is ensured and the accuracy is ensured can be created, so that the particle radiotherapy can be appropriately performed.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施例であるＣＴ値−水等価厚変換校正装置およびこのＣＴ値−水等価厚変換校正装置を備えた粒子線治療システムを示す。 FIG. 1 shows a CT value-water equivalent thickness conversion calibration apparatus and a particle beam therapy system including this CT value-water equivalent thickness conversion calibration apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１において、ＣＴ値−水等価厚変換装置１００は、粒子線治療用のＸ線ＣＴ装置１、水等価厚測定装置２、可変密度試料３、演算処理装置（演算処理手段）４、記憶装置（記憶手段、記憶媒体）５および画面表示装置（画面表示手段）６を備える。
In FIG. 1, a CT value-water equivalent
また、図１において、粒子線治療システム２００は上述のＣＴ値−水等価厚変換装置１００、患者（被検体）ＣＴデータ取得装置７、治療計画装置８および粒子線治療装置８を備える。
精度の高い治療計画の下、各種の粒子線治療装置が用いられるようになってきている。
In FIG. 1, the particle
Various particle beam therapy devices have come to be used under a highly accurate treatment plan.
粒子線治療用のＸ線ＣＴ装置１は、数多くの医療機器メーカーに作られており、そのビームの質はまちまちであり、データ入力のフォーマットもまちまちである。このＸ線ＣＴ装置１は、被検体、試料に対してＸ線を照射するＸ線照射装置と被検体、試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段とＸ線照射手段とＸ線検出手段を用いて収集された被検体、試料の投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と画像データに基づいてＣＴ値を計測するＣＴ値データ形成手段とＣのＣＴ値データ形成手段によって形成されたＣＴ値の時間的変化を記憶する記憶手段およびＣＴ値表示手段を備える。 The X-ray CT apparatus 1 for particle beam therapy is manufactured by many medical device manufacturers, and the beam quality varies and the format of data input also varies. The X-ray CT apparatus 1 includes an X-ray irradiation apparatus that irradiates a subject and a sample with X-rays, an X-ray detection unit that detects X-rays transmitted through the subject and the sample, an X-ray irradiation unit, and an X-ray detection. Image data generating means for generating image data based on projection data of the subject and sample collected using the means, CT value data forming means for measuring CT values based on the image data, and CT value data forming means for C Storage means for storing temporal changes in the CT value formed by CT and CT value display means.
このＸ線ＣＴ装置１に人体骨成分等価の試料として粉体あるいは粉体混合物である可変密度試料３が供される。Ｘ線ＣＴ装置１は、この可変密度試料３を用いて圧縮され、非水溶状態かつ可変密度状態で、すなわち異圧縮状態、異密度状態で連続して複数の測定点でＸ線照射による測定を行う。
The X-ray CT apparatus 1 is provided with a
可変密度試料３は、Ｘ線測定時と同一測定条件とされて水等価厚測定装置２にも供せられ、Ｘ線ＣＴ装置１で測定した時の密度状態と同一の密度状態の時の水等価厚がレンジ測定を利用して測定されて、水等価厚測定装置２に設けられた水等価厚データ形成手段によって一連の測定値から水等価データが形成される。
The
図２は、可密度試料装置１０の詳細を示す。図２において、可密度試料装置１０は、内箱となる圧縮体形成体１１と外箱１２とからなり、矢印に示すようにして圧縮体形成体１１は外箱１２に組み入れられる。
FIG. 2 shows details of the
圧縮体形成体１０は、内箱体１３、内箱体１３の蓋部１４、これに設けたボルト１６で一体化された保持板１５、内箱体の内部の空間部１７に配設され、内壁に密着して上下可動可能な圧縮板１８、圧縮板１８の内部で先端部が回転し、保持板１５の中央部に穿設したネジ穴に挿入され、ネジ穴に係合するネジ部の設けられた圧縮棒１９、その頭部２０を有し、圧縮板１８の下方部に形成される空間部に可密度試料３が収納される。
The compression
圧縮体形成体１１あるいは内箱体１３は樹脂、例えばアクリセル樹脂される。特に内箱体１３は測定誤差をなくすために樹脂製とすることが求められる。内箱体１３の柔性質を補強するために外箱１２は金属製とする。外箱１２は一方が開口した箱状とされ、内部に形成された空間部２１に前述の圧縮体形成体１１の内箱体１３が上方から挿入され、蓋部１４は外箱１２の上面で受けられる。外箱１２の側面には圧縮状況を観察するための覗き窓２２が形成してある。
The compression
可密度試料３は三種からなる。
一種：ハイドロキシアパタイト（カルシウムとリンからなる結晶、Ｃａ１０（ＰＯ４）
６（ＯＨ）２）、りん酸水素＝カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）、りん酸水素カルシウム＝水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）の粉末と混合物及び水分を含み、水分を含んだ状態のもの（水溶性ではない）
二種：油の成分、例えばラード、サラダ油、肺の等価ファントム、およびこれらの混
合物で水分を含まない。
三種：一種と同成分、ただし水分を含まない。空気を含んだ乾燥した状態のもの
特に、本実施例の場合、一種と三種が重要であり、一種の場合、特にこれらの成分が水分を含んでいる状態であって水溶性とされていないこと、そして三種が空気を含むが乾燥状態とされていることが重要である。
The
Type: Hydroxyapatite (crystals of calcium and phosphorus, Ca 10 (PO 4 )
6 (OH) 2), hydrogen phosphate =
Type 2: Oil components such as lard, salad oil, lung equivalent phantoms, and mixtures thereof that do not contain moisture.
Three types: Same components as one type, but does not contain moisture. In a dry state containing air Especially, in the case of this example, one and three kinds are important, and in the case of one kind, these components contain water and are not made water-soluble. It is important that the three contain air but are dry.
以上のようにして、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときのそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、が形成される。 As described above, a human bone component-equivalent powder or powder mixture sample, which is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states, is dried. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in the respective states when X-rays are irradiated by the X-ray CT means in a state and a state containing moisture, and the same as at the time of CT value measurement Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the water equivalent thickness measured for the density sample of the measurement condition is formed.
図３に演算処理装置３の詳細をブロック図で示す。
図３において、演算処理装置４は、入力手段３１、画面表示手段２２、上述したＣＴ値データ形成手段２３、水等価厚データ形成手段２４、ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５、ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６および出力手段２７を備える。
FIG. 3 is a block diagram showing details of the
In FIG. 3, the arithmetic processing unit 4 includes an input unit 31, a
入力手段３１には可密度試料３についてＸ線ＣＴ装置１および水等価厚測定装置２で計測されたＣＴ値および水等価厚が入力される。
The input means 31 receives the CT value and water equivalent thickness measured by the X-ray CT apparatus 1 and the water equivalent
これらの入力されたＣＴ値および水等価厚によって上述したＣＴ値データ形成手段２３および水等価厚データ形成手段２４によってＣＴ値データおよび水等価厚データがそれぞれ形成される。
CT value data and water equivalent thickness data are respectively formed by the CT value
画面表示手段２２は、ＣＴ値を一方の軸（Ｘ軸）とし、水等価厚を他方の軸（Ｙ軸）とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示装置６の画面に表示させる。 The screen display means 22 displays on the screen the CT value data formed at the coordinates with the CT value as one axis (X axis) and the water equivalent thickness as the other axis (Y axis) and the formed water equivalent thickness data. It is displayed on the screen of the device 6.
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５は、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚線図を生成する。 The CT value-water equivalent thickness diagram generating means 25 generates a CT value-water equivalent thickness diagram in a state including moisture and a CT value-water equivalent thickness diagram in a dry state.
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６は、画面表示装置６の画面６Ａ上に生成した二つの線図を表示させる。ここでは線図から得られるＣＴ値−水等価厚変換値情報をもってＣＴ値−水等価厚変換テーブルを表示する。このＣＴ値−水等価厚変換テーブルは線図から定まる変換式によっても定めることができる。 The CT value-water equivalent thickness conversion table generating means 26 displays the two diagrams generated on the screen 6 </ b> A of the screen display device 6. Here, the CT value-water equivalent thickness conversion table is displayed with the CT value-water equivalent thickness conversion value information obtained from the diagram. This CT value-water equivalent thickness conversion table can also be determined by a conversion formula determined from a diagram.
図４は、ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５により生成されたＣＴ値−水等価厚線図が画面表示手段２２によって画面表示装置６の画面６Ａに表示された状態を示す。 4 shows a state in which the CT value-water equivalent thickness diagram generated by the CT value-water equivalent thickness diagram generation means 25 is displayed on the screen 6A of the screen display device 6 by the screen display means 22. FIG.
図４には、三角形状の変換テーブルが表示される。この三角形状の変換テーブルを形成するために前述した３種の試料が採用される。特に、一種が重要であり、次いで二種の試料についての計測が重要である。 In FIG. 4, a triangular conversion table is displayed. In order to form this triangular conversion table, the above-described three types of samples are employed. In particular, one type is important, and then measurement on two types of samples is important.
一種の試料は（Ａ）の線図を生成するのに使用され、二種の試料は（Ｂ）の線図を生成するのに使用され、そして三種の試料は（Ｃ）の線図を生成するのに使用される。 One sample is used to generate the diagram of (A), two samples are used to generate the diagram of (B), and three samples generate the diagram of (C) Used to do.
これらの線図の生成に際して、ＣＴ値−水等価変換は、水分に対してＣＴ値が０のときに水等価厚１．０に対応させる。そして、空気のＣＴ値は−１０００に対応させる。このようにして、骨成分は高ＣＴ値に、空気成分は低ＣＴ値に表示されるものとする。このようにした場合に、人体内の実質臓器のＣＴ値は概ね−１５０〜１５０までに分布し、１５０を越える値は殆ど骨であり、−１５０以下の値は殆ど空気であると推定される。 In generating these diagrams, the CT value-water equivalent conversion corresponds to a water equivalent thickness of 1.0 when the CT value is 0 for moisture. The CT value of air corresponds to −1000. In this way, the bone component is displayed as a high CT value, and the air component is displayed as a low CT value. In this case, the CT values of the parenchymal organs in the human body are distributed in a range of approximately −150 to 150, values exceeding 150 are almost bones, and values below −150 are estimated to be almost air. .
一種の試料に水分を加えて図２に示す可密度試料装置１０に入れてＣＴ値および水等価厚の計測準備を完了させる。
Moisture is added to a kind of sample, and the sample is placed in the
加圧しないで、すなわち圧縮しない状態においては水分の影響がほとんどでＣＴ値０、水等価厚１．０付近となる。徐々に圧縮して行くと水分の影響が減り、試料一種によるＣＴ値が高ＣＴ値を示し、ＣＴ値１０００値位まで測定可能である。これ以上の値を精度向上のために欲しい場合には同一の一種の結晶材を使用して同様にして計測する。２成分混合物を使用することによってもＣＴ値が１０００以上の高ＣＴ値を計測することができる。 In the state where pressure is not applied, that is, compression is not performed, the influence of moisture is almost the CT value 0 and the water equivalent thickness is around 1.0. When it is gradually compressed, the influence of moisture is reduced, and the CT value of one sample shows a high CT value, and the CT value can be measured up to about 1000 values. If more values are desired to improve accuracy, the same kind of crystal material is used and measured in the same manner. A high CT value having a CT value of 1000 or more can also be measured by using a two-component mixture.
計測したＣＴ値の間隔および計測した水等価厚の間隔を等間隔とした座標にあっては、上述のようにして計測した値によって生成した（Ａ）の線図は実験によれば実質的に直線線図となり、画面上で延長可能とされる。 In the coordinate where the interval of the measured CT value and the interval of the measured water equivalent thickness are equal intervals, the diagram of (A) generated by the value measured as described above is substantially according to the experiment. It becomes a straight line diagram and can be extended on the screen.
二種の試料について空気を入れた状態で圧縮なしの状態から圧縮した状態まで密度を変化させて同様に計測を行う。密度が小さい状態において、すなわち主に空気である場合に、ＣＴ値は−１０００付近を示し、高密度になるとＣＴ値０、水等価厚１．０付近の値となる。上述のようにして計測した値によって生成した（Ｂ）の線図は実質的に直線線図となり、延長可能とされる。直線図（Ａ）（Ｂ）は双方によって折れ線を形成する。本実施例の場合、直線図（Ａ）が重要であるが、直線図（Ｂ）は重要性は低い。 The two types of samples are similarly measured by changing the density from the state without compression to the state compressed with air. In a state where the density is small, that is, mainly air, the CT value shows around −1000, and when the density becomes high, the CT value becomes 0 and the water equivalent thickness becomes around 1.0. The diagram (B) generated by the values measured as described above is substantially a straight diagram and can be extended. Line diagrams (A) and (B) form a polygonal line by both. In this embodiment, the straight line diagram (A) is important, but the straight line diagram (B) is less important.
三種の試料について空気を入れた状態で、水分を含まない乾燥状態で圧縮なしの状態から徐々に圧縮した状態まで密度を変化させて計測を行う。密度が小さい状態においてＣＴ値は空気に等価のＣＴ値−１０００が計測され、圧縮していくに従ってＣＴ値は高くなり、ＣＴ値が１０００付近までの計測がなされる。ＣＴ値１０００以上のデータが欲しい場合には（Ａ）線図の場合と同様に同一の種の結晶材を使用して同様に計測していく。２成分混合物を使用することによってもＣＴ値が１０００以上の高ＣＴ値を計測することができる。上述のように計測した値によって生成した（Ｃ）の線図は実験によれば実質的に直線線図であり、（Ａ）線図よりも長く取得可能であり、延長可能となる。 The measurement is performed by changing the density from a dry state that does not contain moisture to an uncompressed state to a gradually compressed state with the air in the three types of samples. In a state where the density is low, CT value-1000 equivalent to air is measured, and the CT value increases as compression is performed, and the CT value is measured up to about 1000. When data with a CT value of 1000 or more is desired, the same kind of crystal material is used as in the case of the diagram (A), and measurement is performed in the same manner. A high CT value having a CT value of 1000 or more can also be measured by using a two-component mixture. The diagram (C) generated by the values measured as described above is substantially a straight diagram according to the experiment, and can be acquired longer than the diagram (A) and can be extended.
ここで重要なのはＣＴ値２０００〜３０００付近において、すなわち所定域の高ＣＴ値において直線図（Ａ）と直線図（Ｃ）とが交わること、すなわち交点が出現されるに至ることが発見されたことである。このような現象は、骨成分と等価な高ＣＴ試料を使用することによって出現する。高圧縮による高密度になると一種の試料についての水分の影響は極小となり、三種の試料についての水分の影響は極小となり、実質的に同一の試料について計測していることになると考えられる。従って交点が得られたということは、試料一種を構成する試料についての計測手段、計測方法は精確であって正しくＣＴ値−水等価厚を示すに外ならない。本出願の発明者等の実験によれば、上述の交点が出現しない場合には、試料についての計測手段あるいは計測方法が正しくセットあるいは実施されていないことが確認され、このような場合には（Ａ）の線図で得られた変換データは実用に供し得ないことが判った。 What is important here is that it was discovered that the straight line (A) and the straight line (C) intersect at the CT value around 2000 to 3000, that is, at a high CT value in a predetermined range, that is, the intersection point appears. It is. Such a phenomenon appears by using a high CT sample equivalent to the bone component. When the density becomes high due to high compression, the influence of moisture on one type of sample becomes minimal, and the influence of moisture on three types of samples becomes minimal, and it is considered that measurement is performed on substantially the same sample. Therefore, the fact that the intersection is obtained means that the measurement means and measurement method for the sample constituting the sample type is accurate and correctly shows the CT value-water equivalent thickness. According to experiments by the inventors of the present application, when the above-mentioned intersection does not appear, it is confirmed that the measurement means or measurement method for the sample is not set or implemented correctly. It was found that the conversion data obtained with the diagram A) cannot be put to practical use.
以上のように、本実施例によれば、画面５４の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５と、を備え、画面上で二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６と、構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段５とを備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置１００が構成される。ここで変換テーブルは校正テーブルと言い換えることができる。
As described above, according to the present embodiment, the CT value data in each state described above and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed on the screen 54, and in a state containing moisture. CT value-water equivalent thickness straight line diagram is generated, CT value in a dry state-CT value-water equivalent thickness diagram generating means 25 for generating a water equivalent thickness line diagram, and two lines on the screen. When the figure intersects at a high CT value point, the CT value in a state containing moisture-CT value data represented by a water equivalent thickness linear diagram and the corresponding water equivalent thickness data are expressed as CT value-water equivalent. A CT value-water equivalent comprising a CT value-water equivalent thickness conversion table generating means 26 configured as a thickness conversion table and a storage means 5 for storing the configured CT value-water equivalent thickness conversion table. A
高ＣＴ値２０００〜３０００付近までのデータを形成しない場合には、ＣＴ値０付近からＣＴ値１０００値ぐらいまでの（Ａ）線図を座標上で延長することを行う。また、（Ｃ）線図についてはＣＴ値−１０００付近からＣＴ値１０００値ぐらいまでの線図を延長することを行う。このような手段によっても線図（Ａ）および線図（Ｃ）が所定域の高ＣＴ値３０００付近で交点となって交わることを確認できる。このような確認において、線図（Ｃ）が低ＣＴ値−１０００から高ＣＴ値１０００ぐらいまでの直線を延長するようにすることは計測データを向上させる上で重要である。
When the data up to around the
本実施例で示すように、（Ａ）線図を形成するに当って試料一種の骨成分に等価の高ＣＴ値を示す試料を使用し、この試料を水に溶かすのではなく水分と混合状態、すなわち水分を含む状態として圧縮して密度を変化させる計測方法は、同一試料について密度を徐々に変えて連続して計測することができ、従って多数の計数点がえられることになって測定精度を向上させ得るということで重要である。従って、圧縮可能であって、異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可変密度試料を使用するようにしたことに大きな測定上の意味がある。 As shown in this example, (A) a sample showing a high CT value equivalent to a bone component of a sample is used to form a diagram, and this sample is not dissolved in water but mixed with moisture. In other words, the measurement method in which the density is changed by compressing as a moisture-containing state can be continuously measured by gradually changing the density of the same sample, so that a large number of counting points can be obtained and the measurement accuracy can be obtained. It is important because it can improve. Therefore, the use of a variable density sample that can be compressed and can be measured at a plurality of measurement points in different density states has a great measurement significance.
そして、本実施例で示すように、線図（Ｃ）を付加することによって、線図（Ａ）の形成データが変換データ、校正データとして正しいものかを確認でき（判定でき）、安心して治療計画立案に採用できることになる。なお、このような手法に慣れた技術者によれば、十分な精度で線図（Ａ）と（B）を取得できれば、治療計画立案に採用できることになることは明白である。この手法に不慣れな段階の技術者にあっては線図（C）を付加し、線図（Ａ）、線図（Ｂ）および線図（Ｃ）によって三角形状の変換データを形成するのが望ましい。この場合の三角形状には、各線図がすべてそろわない場合に判明しているデータのみで矛盾が生じていないかを確認する場合を含めるものとする。 Then, as shown in this embodiment, by adding the diagram (C), it is possible to confirm (determine) whether the formation data of the diagram (A) is correct as conversion data and calibration data, so that treatment can be performed with peace of mind. It can be used for planning. In addition, it is clear that an engineer accustomed to such a method can be employed for planning a treatment if the diagrams (A) and (B) can be obtained with sufficient accuracy. An engineer who is not accustomed to this method adds a diagram (C), and forms converted data in a triangular shape by the diagram (A), diagram (B), and diagram (C). desirable. The triangular shape in this case includes a case where it is confirmed whether there is a contradiction only with data that is known when not all the diagrams are available.
上述の例では、二つの線図（Ａ）および（Ｃ）が画面上で高ＣＴ値２０００〜３０００付近で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルを構成した。高ＣＴ値２０００〜３０００付近で交わることについてコンピュータの演算によっても確認することができる。すなわち、線図（Ａ）および（Ｂ）は一般式として一次式
ｙ＝ａｘ＋ｂ ｙ＝ｃｘ＋ｄ
で表され、線図（Ｃ）は
ｙ＝ｅｘ＋ｆ
本例の場合、それぞれ線図（Ａ）は、
ｙ＝０．０００４ｘ＋１．０６９９
線図（Ｂ）は、
ｙ＝０．００６１ｘ＋１．０６３２
線図（Ｃ）は、
ｙ＝０．０００６ｘ＋０．５８９
で表されるのでこれを解法することによっても交点が高ＣＴ値２０００〜３０００付近に存在するかを確認することができる。本例の場合、高ＣＴ値は２404.5であると推定される。従来の水溶性成分を使用した校正法では算出した数値と実測値とを比較してみると、ＣＴ値の高いところで差が大きくなっている。高ＣＴ値を用いて線図（Ａ）を形成し、変換テーブルを形成する本実施例によれば、算出した数値と実測値とを比較した時に、この差を小さくすることができるという特徴がある。従って、被検体が高ＣＴ値を呈する部分の計測を精確に行うことができるメリットがある。
In the above example, when the two diagrams (A) and (C) intersect on the screen near the high CT value of 2000 to 3000, the CT value in a state including moisture-water equivalent thickness diagram is shown. The CT value data and the water equivalent thickness data corresponding to this CT value-water equivalent thickness conversion table were constructed. It can also be confirmed by computer calculation that the high CT value is in the vicinity of 2000 to 3000. That is, the diagrams (A) and (B) are linear equations y = ax + b y = cx + d as a general formula.
And the diagram (C) is y = ex + f
In this example, the diagram (A) is
y = 0.004x + 1.0699
The diagram (B) is
y = 0.0061x + 1.0632
The diagram (C) is
y = 0.006x + 0.589
Therefore, it is possible to confirm whether or not the intersection exists in the vicinity of the high CT value of 2000 to 3000 by solving this. In this example, the high CT value is estimated to be 2404.5. In the conventional calibration method using a water-soluble component, when the calculated value is compared with the actual measurement value, the difference is large at a high CT value. According to the present embodiment in which the diagram (A) is formed using the high CT value and the conversion table is formed, the difference can be reduced when the calculated numerical value is compared with the actual measurement value. is there. Therefore, there is an advantage that the portion where the subject exhibits a high CT value can be accurately measured.
この手法は、次に示す手法によって交点を確認することと同等である。
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成し（仮想画面表示手段）、
仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ（仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段）、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定し（判定手段）、
そして、交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブルが生成されることになる。
This method is equivalent to confirming the intersection by the following method.
CT value data formed on a virtual coordinate with the CT value as one axis and the water equivalent thickness as the other axis and the formed water equivalent thickness data are virtually formed (virtual screen display means),
The CT value data of each state described above on the virtual screen and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed, and a CT value-water equivalent thickness linear diagram in a state including moisture is generated, Generate a CT value-water equivalent thickness diagram in the dry state (virtual CT value-water equivalent thickness diagram generator),
Determining that the two diagrams intersect at a point with a high CT value (determination means);
Then, when it is determined that they intersect, the CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness linear diagram and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value-water equivalent thickness calibration in a state containing moisture A CT value-water equivalent thickness conversion table configured as a table is generated.
コンピュータ上であるいは画面上で線図（Ａ）および線図（Ｃ）が交わるかどうかの確認は、病院あるいは施設に設置されたＸ線ＣＴ装置１のビームの質が異なる場合に、作成した変換テーブルの信頼性を確認する上で重要である。 Whether or not the diagram (A) and diagram (C) cross on the computer or on the screen is confirmed when the beam quality of the X-ray CT apparatus 1 installed in the hospital or facility is different. It is important to confirm the reliability of the table.
図１あるいは図２において、以上のように生成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルは、出力手段２７を介して治療計画装置８に出力される。治療計画装置８は入力手段３１、演算手段３２および出力手段３４を有するが、前述したＣＴ値−水等価変換装置１００を治療計画装置７に組み込んで、ＣＴ値−水等価厚変換装置１００を治療計画装置８の一部構成とすることができる。
1 or 2, the CT value-water equivalent thickness conversion table generated as described above is output to the treatment planning device 8 via the output means 27. The treatment planning device 8 includes an input unit 31, a
治療計画装置８は、粒子線治療を施す被検体に対する粒子線の照射計画を作成するためのものがある。 The treatment planning apparatus 8 is for creating a particle beam irradiation plan for a subject to be subjected to particle beam therapy.
原子の構成要素である電子や原子核の流れが粒子線と呼ばれ、陽子線、Ｘ線、ヘリウム、重粒子線（炭素、ネオン、アルゴン等）が治療に用いられる。 The flow of electrons and nuclei, which are constituent elements of atoms, is called particle beam, and proton beam, X-ray, helium, heavy particle beam (carbon, neon, argon, etc.) are used for treatment.
治療計画装置８の入力手段３１には、被検体についての患者ＣＴデータ取得装置７で取得された計測されたＣＴ値が入力される。 The measured CT value acquired by the patient CT data acquisition device 7 for the subject is input to the input means 31 of the treatment planning device 8.
演算手段３２は、ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照し、入力されたＣＴ値から水等価厚を演算する。治療計画装置８の粒子線照射計画手段３３は、被検体の局所に線量を集中し、かつ周囲正常組織への線量を少なくするために演算された水等価厚を用いて計画を立てる。計画された水等価厚は出力手段３４から粒子線治療装置９に出力され、治療に用いられる。 The calculation means 32 refers to the CT value-water equivalent thickness conversion table and calculates the water equivalent thickness from the input CT value. The particle beam irradiation planning means 33 of the treatment planning device 8 makes a plan using the water equivalent thickness calculated in order to concentrate the dose locally on the subject and reduce the dose to the surrounding normal tissue. The planned water equivalent thickness is output from the output means 34 to the particle beam treatment apparatus 9 and used for treatment.
図５は、変換校正テーブルの形成方法および水等価厚演算方法を示す。
図５において、上述したようにして人体骨成分等価の粉末もしくは混合体可密度試料の形成を行う（Ｓ１１）。可密度試料については既に説明した。この試料について乾燥した状態と非水溶性の状態で水分を含んだ状態を形成する（Ｓ１２）。それぞれの状態について状態を変えて連続してＸ線照射してＣＴ値測定（Ｓ１３）およびそれぞれの状態について水等価厚測定（Ｓ１４）を行う。
FIG. 5 shows a conversion calibration table formation method and a water equivalent thickness calculation method.
In FIG. 5, as described above, a human bone component equivalent powder or mixed density sample is formed (S11). The dense sample has already been described. About this sample, a dry state and a water-insoluble state containing water are formed (S12). For each state, the state is changed and X-ray irradiation is continuously performed to perform CT value measurement (S13) and water equivalent thickness measurement (S14) for each state.
画面にＸ−Ｙ軸座標を表示する（Ｓ１５）。
このＸ−Ｙ軸座標にＣＴ値−水等価線図（Ａ）およびＣＴ値−水等価厚線図（Ｃ）を生成し、表示する（Ｓ１６）。
The XY axis coordinates are displayed on the screen (S15).
CT value-water equivalent diagram (A) and CT value-water equivalent thickness diagram (C) are generated and displayed on the XY axis coordinates (S16).
二つの線図によって三角形状が描画される。特に高ＣＴ値の点Ｄで線図（Ａ）および（Ｃ）の交点が形成されたかを判定する（Ｓ１７）。加えて低ＣＴ値のＥ点における判定を行ってもよい。この判定は機械によって行ってもよいし、人間が画面上で観察してその結果を入力するようにしてもよい。 A triangle is drawn by two diagrams. In particular, it is determined whether or not the intersection of the diagrams (A) and (C) is formed at the point D having a high CT value (S17). In addition, the determination at point E with a low CT value may be performed. This determination may be performed by a machine, or a human may observe the image on the screen and input the result.
高ＣＴ値の点Ｄで交点が形成されている場合に、ＣＴ値−水等価厚線図（Ａ）でＣＴ値−水等価厚変換テーブルあるいは変換式の生成を行う（Ｓ１８）。交点が形成されていない場合には、再度ＣＴ値測定（Ｓ１３）および水等価厚測定（Ｓ１４）を行う。 When an intersection is formed at the point D having a high CT value, a CT value-water equivalent thickness conversion table or conversion formula is generated from the CT value-water equivalent thickness diagram (A) (S18). When the intersection is not formed, the CT value measurement (S13) and the water equivalent thickness measurement (S14) are performed again.
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶媒体に格納し、記憶する（Ｓ１９）。以上のようにして、変換テーブルの形成を行う。 The constructed CT value-water equivalent thickness conversion table is stored in the storage medium and stored (S19). The conversion table is formed as described above.
次いで、被検体に対してＸ線照射してＣＴ値を測定する（Ｓ２０）。ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照し（Ｓ２１）、被検体についての水等価厚を演算し、確定し、出力する（Ｓ２２）。出力値は、通常知られている手法に従って粒子線治療計画に活用される（Ｓ２３）。 Next, the CT value is measured by irradiating the subject with X-rays (S20). The CT value-water equivalent thickness conversion table is referred to (S21), the water equivalent thickness for the subject is calculated, determined, and output (S22). The output value is utilized in the particle beam treatment plan according to a generally known method (S23).
以上のように構成することによって、特に高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換（校正）を用いることが可能になって算出した数値と実測値の差を小さくし、高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換（校正）が精度高く適用可能であることが担保されて、ＣＴ値−水等価厚変換（校正）装置および方法、これらに用いる記憶媒体、並びに放射線治療装置および方法が提供される。 By configuring as described above, it becomes possible to use the CT value for radiotherapy particularly using a high CT value-water equivalent thickness conversion (calibration), and the difference between the calculated value and the actual measurement value is reduced, and the high CT CT value-water equivalent thickness conversion (calibration) for radiotherapy using values is ensured to be applicable with high accuracy, CT value-water equivalent thickness conversion (calibration) apparatus and method, storage medium used therefor, and Radiotherapy devices and methods are provided.
多成分系のデータを取得することによって、各２成分混合物の測定の精度を確認することが可能である。 By acquiring multi-component data, it is possible to confirm the accuracy of measurement of each binary mixture.
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…水等価厚測定装置、３…可変密度試料、４…演算処理装置、５…記憶装置（記憶媒体）、６…患者（被検体）ＣＴデータ取得装置、７…画面表示装置、８…治療計画装置、９…粒子線治療装置、２２…画面表示手段、２５…ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、２６…ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、３１…入力手段、３２…演算手段、２７，３４…出力手段、（Ａ）…水分を含んだ状態での一種試料のＣＴ値−水等価厚線図、（Ｂ）…水分を含まない状態での二種試料のＣＴ値−水等価厚線図、（Ｃ）…乾燥した状態での三種試料のＣＴ値−水等価厚線図、Ｄ…高ＣＴ値での交点、Ｅ…低ＣＴ値での交点、１００…ＣＴ値−水等価厚変換（校正）装置、２００…粒子線治療システム。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray CT apparatus, 2 ... Water equivalent thickness measuring apparatus, 3 ... Variable density sample, 4 ... Arithmetic processing apparatus, 5 ... Storage device (storage medium), 6 ... Patient (subject) CT data acquisition device, 7 ... Screen display device, 8 ... treatment planning device, 9 ... particle beam therapy device, 22 ... screen display means, 25 ... CT value-water equivalent thickness diagram generation means, 26 ... CT value-water equivalent thickness conversion table generation means, 31 ... input means, 32 ... calculation means, 27, 34 ... output means, (A) ... CT value of one kind of sample in a state containing moisture-water equivalent thickness diagram, (B) ... in a state not containing moisture CT value of the two types of samples-water equivalent thickness diagram, (C) ... CT value of the three types of samples in the dry state-water equivalent thickness diagram, D ... intersection at a high CT value, E ... at a low CT value Intersection, 100 ... CT value-water equivalent thickness conversion (calibration) device, 200 ... particle beam therapy system.
Claims (11)
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段、
水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。 A human bone component-equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in a different density state. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in a state where density when X-rays are irradiated by the CT means is changed;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
CT value-water equivalent thickness relationship generating means for generating a CT value-water equivalent thickness relationship in a state containing moisture,
CT value-water equivalent thickness comprising the CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness relationship and the water equivalent thickness data corresponding thereto as a CT value-water equivalent thickness conversion table in a state including moisture Conversion table generation means,
Storage means for storing the configured CT value-water equivalent thickness conversion table;
A CT value-water equivalent thickness conversion device comprising:
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料の測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示させる画面表示手段と、
前記画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段と、を備え、
前記画面上で、前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚校正テーブル生成手段と、
構成されたＣＴ値−水等価厚校正テーブルを記憶する記憶手段とを備えたこと
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。 A human bone component-equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at multiple measurement points in a different density state, the sample containing a dry state and moisture CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in the respective states when X-rays are irradiated by the X-ray CT means in the state;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the measured water equivalent thickness of the sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
Screen display means for displaying the CT value data formed on the coordinates with the CT value as one axis and the water equivalent thickness as the other axis and the formed water equivalent thickness data on the screen;
The CT value data in each state described above and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed on the screen to generate a CT value-water equivalent thickness linear diagram in a state including moisture, CT value-water equivalent thickness diagram generating means for generating a CT value-water equivalent thickness diagram in a dry state,
On the screen, when the two diagrams intersect at a point with a high CT value, CT value data in a state of containing moisture-CT value data represented by a water equivalent thickness diagram and the water corresponding thereto CT value-water equivalent thickness calibration table generating means for configuring equivalent thickness data as a CT value-water equivalent thickness calibration table;
A CT value-water equivalent thickness conversion apparatus comprising: a storage means configured to store a configured CT value-water equivalent thickness calibration table.
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成する仮想画面表示手段、
前記仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させる仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定する手段、
交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。 A human bone component-equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at multiple measurement points in a different density state, the sample containing a dry state and moisture CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in the respective states where the density has changed when X-ray CT means is irradiated with X-rays in the state;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
A virtual screen display means for virtually forming the CT value data formed in the virtual coordinates with the CT value as one axis and the water equivalent thickness as the other axis, and the formed water equivalent thickness data;
The CT value data of each state described above and the water equivalent thickness data corresponding to the CT value data are displayed on the virtual screen, and a CT value-water equivalent thickness straight line diagram in a state including moisture is generated. A CT value in a dry state-a water equivalent thickness diagram generating means for generating a water equivalent thickness diagram;
Means for determining that the two diagrams intersect at a point of high CT value;
CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness straight line diagram and water equivalent thickness data corresponding to the virtual CT value-water equivalent thickness diagram in a state containing moisture when it is determined that they intersect each other, a CT value-water equivalent thickness conversion table CT value-water equivalent thickness conversion table generating means configured as
Storage means for storing the configured CT value-water equivalent thickness conversion table;
A CT value-water equivalent thickness conversion device comprising:
被検体に対するＸ線照射によって計測された値からＣＴ値を計測するＣＴ値測定装置と、
前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記計測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算する演算手段と、
当該水等価厚を使用した粒子線照射計画装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療計画装置。 A CT value-water equivalent conversion device according to any one of claims 1 to 4,
A CT value measuring device for measuring a CT value from a value measured by X-ray irradiation on a subject;
A calculation means for calculating a water equivalent thickness corresponding to the measured CT value with reference to the CT value-water equivalent thickness conversion table;
A particle beam irradiation planning device using the water equivalent thickness;
A radiotherapy planning apparatus comprising:
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置に用いる記憶媒体であって、
前記画面上で、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置に用いる記憶媒体。 A human bone component-equivalent powder or powder mixture sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in a different density state. CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in respective states in which the density when X-rays are irradiated by the CT means is changed;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the equivalent water thickness measured for a density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
A storage medium for use in a CT value-water equivalent conversion calibration apparatus comprising CT value-water equivalent thickness relationship generating means for generating a CT value-water equivalent thickness relationship diagram in a state containing moisture,
On the screen, CT value data represented by a CT value-water equivalent thickness relationship in a state containing moisture and water equivalent thickness data corresponding thereto are stored as a CT value-water equivalent thickness conversion table. A storage medium used for the CT value-water equivalent thickness converter.
水等価厚データ形成手段によって、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成し、
ＣＴ値−水等価厚関係生成手段によって、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させ、
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段によって、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成し、
記憶手段に構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価変換方法。 By CT value data forming means, a human bone component-equivalent powder or powder mixture sample, which is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states, the sample is subjected to moisture. CT value data is formed from CT values measured with the density changed when X-rays are irradiated by the X-ray CT means in a state including
The water equivalent thickness data forming means forms water equivalent thickness data from the water equivalent thickness measured for the density sample under the same measurement conditions as the CT value measurement,
CT value-water equivalent thickness relationship generating means generates a CT value-water equivalent thickness relationship diagram in a state containing moisture,
CT value-water equivalent thickness conversion table generating means generates CT value data represented by the virtual CT value-water equivalent thickness relationship in a state including moisture and water equivalent thickness data corresponding thereto as CT value-water equivalent. Configure as a thickness conversion table,
A CT value-water equivalent conversion method characterized by storing a CT value-water equivalent thickness conversion table configured in a storage means.
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標軸を画面に表示させる画面表示手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法において、
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段によって、前記画面の上にそれぞれの状態でのＣＴ値データおよび該ＣＴ値に対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、
ＣＴ値−水等価厚校正テーブル手段によって、前記画面上で，前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データがＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして形成されること
を特徴とするＣＴ装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法。 A human-equivalent sample that is compressible and can be measured at a plurality of measurement points in different density states, and the sample is in a dry state and in a state containing moisture by X-ray CT means, CT value data forming means for forming CT value data from CT values measured in respective states in which the density when X-rays are irradiated is changed;
Water equivalent thickness data forming means for forming water equivalent thickness data from the water equivalent thickness measured for the sample under the same measurement conditions as the CT value measurement;
CT value-water equivalent thickness calibration table forming method by CT value-water equivalent conversion calibration apparatus, comprising: a screen display means for displaying on the screen a coordinate axis having CT value as one axis and water equivalent thickness as the other axis In
CT value-water equivalent thickness diagram generation means displays CT value data in each state and water equivalent thickness data corresponding to the CT value on the screen, and the CT value in a state containing moisture -A water equivalent thickness diagram is generated, and a CT value in the dry state-a water equivalent thickness diagram is generated,
The CT value-water equivalent thickness calibration table means represents a CT value-water equivalent thickness linear diagram in a state of containing moisture when the two diagrams intersect at a high CT value point on the screen. CT value-water equivalent thickness calibration table formation method using a CT apparatus, wherein CT value data and water equivalent thickness data corresponding thereto are formed as a CT value-water equivalent thickness calibration table.
を含んで構成されることを特徴とする放射線治療方法に用いるためのＣＴ値に対する水等価厚データ形成方法。 A CT value-water equivalent thickness conversion table is formed by the CT value-water equivalent thickness conversion device according to any one of claims 8 to 9, and the subject is irradiated with X-rays by the X-ray CT device to obtain a CT value. And measuring the CT value by the measuring device, and calculating the water equivalent thickness corresponding to the actually measured CT value by referring to the CT value-water equivalent thickness conversion table by the calculating means. A method for forming water equivalent thickness data for CT values for use in a featured radiotherapy method.
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