JP7114348B2 - Tumor position display device and radiotherapy system - Google Patents

Tumor position display device and radiotherapy system Download PDF

Info

Publication number
JP7114348B2
JP7114348B2 JP2018108614A JP2018108614A JP7114348B2 JP 7114348 B2 JP7114348 B2 JP 7114348B2 JP 2018108614 A JP2018108614 A JP 2018108614A JP 2018108614 A JP2018108614 A JP 2018108614A JP 7114348 B2 JP7114348 B2 JP 7114348B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tumor
respiratory
dimensional medical
time
retention
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018108614A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019208950A (en
Inventor
正英 市橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Medical Systems Corp
Original Assignee
Canon Medical Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Medical Systems Corp filed Critical Canon Medical Systems Corp
Priority to JP2018108614A priority Critical patent/JP7114348B2/en
Publication of JP2019208950A publication Critical patent/JP2019208950A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7114348B2 publication Critical patent/JP7114348B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

本発明の実施形態は、腫瘍位置表示装置及び放射線治療システムに関する。 Embodiments of the present invention relate to tumor location display devices and radiation therapy systems.

放射線治療における動体追跡照射においては、患者の腫瘍付近を4次元CTにより撮像し、呼吸による腫瘍の動きを考慮して治療計画を行っている。この手法によれば、呼吸による腫瘍の動きは把握することができるが、腫瘍の移動量や移動速度を直感的に把握することは困難である。そのため、操作者が計測等を行い、経験的に呼吸制御手法を決定している。また、動体追跡照射は、腫瘍が定位置に到達したときに限定して放射線を照射する、いわゆる待ち伏せ照射である。そのため、動体追跡照射は、連続的に放射線を照射する場合に比して治療完了まで多くの時間を要する。 In the moving body tracking irradiation in radiotherapy, the vicinity of the patient's tumor is imaged by 4-dimensional CT, and the treatment plan is performed considering the movement of the tumor due to respiration. According to this method, it is possible to grasp the movement of the tumor due to respiration, but it is difficult to intuitively grasp the movement amount and movement speed of the tumor. Therefore, the operator performs measurement and the like and empirically determines the breathing control method. In addition, moving body tracking irradiation is so-called ambush irradiation in which radiation is irradiated only when a tumor reaches a fixed position. Therefore, moving body tracking irradiation requires more time to complete treatment than continuous radiation irradiation.

特表2004-513735号公報Japanese Patent Publication No. 2004-513735 特開2009-148336号公報JP 2009-148336 A 特開2012-213604号公報JP 2012-213604 A

発明が解決しようとする課題は、個々の腫瘍の動きに対応した適切な放射線治療方針の決定を支援することである。 The problem to be solved by the invention is to support the determination of an appropriate radiotherapy policy corresponding to the movement of individual tumors.

実施形態に係る腫瘍位置表示装置は、複数の時相に関する複数の3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する特定部と、前記複数の時相に亘る前記腫瘍領域の移動経路に含まれる画素各々について、前記画素各々への前記腫瘍領域の滞留の程度を示すパラメータを算出する算出部と、前記複数の3次元医用画像のうちの少なくとも一の3次元医用画像に基づく2次元医用画像を、前記パラメータの値に応じた濃度又は色で表示する表示部と、を具備する。 A tumor position display device according to an embodiment includes a specifying unit that specifies a tumor region included in a plurality of three-dimensional medical images related to a plurality of time phases, and pixels included in a movement path of the tumor region over the plurality of time phases. a calculation unit for calculating a parameter indicating the degree of retention of the tumor region in each of the pixels; and a two-dimensional medical image based on at least one three-dimensional medical image among the plurality of three-dimensional medical images, and a display unit for displaying in density or color according to the value of the parameter.

図1は、本実施形態に係る放射線治療システムの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a radiotherapy system according to this embodiment. 図2は、本実施形態に係る放射線治療システムによる治療計画の典型的な流れを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a typical flow of treatment planning by the radiotherapy system according to this embodiment. 図3は、図2のステップS2において処理回路により行われる腫瘍領域及び移動経路領域の特定処理を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the specifying process of the tumor area and the movement path area performed by the processing circuit in step S2 of FIG. 図4は、図2のステップS4において処理回路により算出される滞留パラメータの概念を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the concept of retention parameters calculated by the processing circuit in step S4 of FIG. 図5は、図2のステップS4において処理回路により算出される滞留時間の概念を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the concept of the dwell time calculated by the processing circuit in step S4 of FIG. 図6は、図2のステップS5において処理回路により生成される滞留パラメータマップを示す図である。FIG. 6 shows a dwell parameter map generated by the processing circuitry in step S5 of FIG. 図7は、図2のステップS5において処理回路により表示される、滞留パラメータマップが重畳された2次元画像の一例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a two-dimensional image on which a staying parameter map is superimposed, which is displayed by the processing circuit in step S5 of FIG. 図8は、図2のステップS6において処理回路により表示される移動距離の表示画面を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a display screen of the movement distance displayed by the processing circuit in step S6 of FIG. 図9は、図2のステップS7において処理回路により表示される腫瘍位置及び照射態様の選択画面を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a tumor position and irradiation mode selection screen displayed by the processing circuit in step S7 of FIG. 図10は、図2のステップS7における照射態様の決定の指針を概念的に示す図である。FIG. 10 is a diagram conceptually showing guidelines for determining the irradiation mode in step S7 of FIG. 図11は、図1の処理回路により表示される治療計画の選択画面を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a treatment plan selection screen displayed by the processing circuit of FIG.

以下、図面を参照しながら本実施形態に係わる腫瘍位置表示装置及び放射線治療システムを説明する。 A tumor position display device and a radiotherapy system according to this embodiment will be described below with reference to the drawings.

本実施形態に係る腫瘍位置表示装置は、放射線治療における治療計画のために、患者の腫瘍の位置を表示するためのコンピュータである。本実施形態に係る腫瘍位置表示装置は、腫瘍の位置を表示するための専用のコンピュータであっても良いし、治療計画用のコンピュータ(以下、治療計画装置と呼ぶ)に組み込まれても良いし、医用画像診断装置や放射線治療装置等の他の装置に組み込まれても良い。以下、本実施形態に係る腫瘍位置表示装置は、治療計画装置に組み込まれているものとする。 A tumor position display device according to this embodiment is a computer for displaying the position of a patient's tumor for treatment planning in radiotherapy. The tumor position display device according to this embodiment may be a computer dedicated to displaying the position of a tumor, or may be incorporated in a computer for treatment planning (hereinafter referred to as a treatment planning device). , may be incorporated in other devices such as a medical image diagnostic device and a radiotherapy device. Hereinafter, it is assumed that the tumor position display device according to this embodiment is incorporated in a treatment planning device.

図1は、本実施形態に係る放射線治療システム1の構成を示す図である。図1に示すように、放射線治療システム1は、医用画像診断装置10、治療計画装置30、放射線治療情報管理システム(OIS: Oncology Information System)50、呼吸同期照射管理システム70及び放射線治療装置90を有する。医用画像診断装置10、治療計画装置30、放射線治療情報管理システム50、呼吸同期照射管理システム70及び放射線治療装置90は、互いにネットワークを介して通信可能に接続されている。 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a radiotherapy system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the radiotherapy system 1 includes a medical image diagnostic apparatus 10, a treatment planning apparatus 30, a radiotherapy information management system (OIS: Oncology Information System) 50, a respiratory synchronized irradiation management system 70, and a radiotherapy apparatus 90. have. The medical image diagnostic apparatus 10, the treatment planning apparatus 30, the radiotherapy information management system 50, the respiratory synchronized irradiation management system 70, and the radiotherapy apparatus 90 are communicably connected to each other via a network.

医用画像診断装置10は、治療対象の患者に医用撮像を施して、治療計画に使用する4次元医用画像データを生成する。4次元医用画像データは、複数の時相に関する複数の3次元医用画像(ボリュームデータ)を含む。本実施形態に係る医用画像診断装置10は、4次元医用画像を生成可能な如何なるモダリティ装置に適用可能である。本実施形態に適用可能なモダリティ装置としては、例えば、X線コンピュータ断層撮影装置、磁気共鳴イメージング装置、コーンビームCT装置、核医学診断装置等が挙げられる。生成された4次元医用画像データは、例えば、治療計画装置30に送信される。 The medical image diagnostic apparatus 10 performs medical imaging on a patient to be treated and generates four-dimensional medical image data used for treatment planning. Four-dimensional medical image data includes multiple three-dimensional medical images (volume data) for multiple time phases. The medical image diagnostic apparatus 10 according to this embodiment can be applied to any modality apparatus capable of generating a four-dimensional medical image. Modality apparatuses applicable to this embodiment include, for example, an X-ray computed tomography apparatus, a magnetic resonance imaging apparatus, a cone beam CT apparatus, a nuclear medicine diagnosis apparatus, and the like. The generated four-dimensional medical image data is transmitted to the treatment planning device 30, for example.

治療計画装置30は、4次元医用画像データを利用して治療対象の患者の治療計画を作成するコンピュータである。図1に示すように、治療計画装置30は、処理回路31、記憶装置33、表示機器35、入力機器37及び通信機器39を有する。処理回路31、記憶装置33、表示機器35、入力機器37及び通信機器39は、バス(Bus)等を介して通信可能に接続されている。 The treatment planning device 30 is a computer that uses four-dimensional medical image data to create a treatment plan for a patient to be treated. As shown in FIG. 1, treatment planning device 30 includes processing circuitry 31 , storage device 33 , display device 35 , input device 37 and communication device 39 . The processing circuit 31, storage device 33, display device 35, input device 37, and communication device 39 are communicably connected via a bus or the like.

処理回路31は、CPU(Central Processing Unit)、GPU(Graphics Processing Unit)等のプロセッサとROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリとを有する。当該プロセッサは、当該メモリに記憶されたプログラムを実行することにより、腫瘍領域特定機能311、移動時間算出機能312、滞留パラメータ算出機能313、腫瘍位置設定機能314、照射態様決定機能315、治療計画機能316及び表示制御機能317を実現する。 The processing circuit 31 includes processors such as a CPU (Central Processing Unit) and GPU (Graphics Processing Unit), and memories such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory). By executing the programs stored in the memory, the processor performs a tumor region identification function 311, a movement time calculation function 312, a retention parameter calculation function 313, a tumor position setting function 314, an irradiation mode determination function 315, and a treatment planning function. 316 and a display control function 317 are implemented.

腫瘍領域特定機能311において処理回路31は、医用画像診断装置10により生成された複数の時相に関する複数の3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する。腫瘍領域が特定される3次元医用画像は、医用画像診断装置10により生成された全ての時相に関する全ての3次元医用画像であっても良いが、全ての時相のうちの一部時相に関する3次元医用画像でも良い。 In the tumor region identifying function 311 , the processing circuit 31 identifies tumor regions included in a plurality of three-dimensional medical images for a plurality of time phases generated by the medical image diagnostic apparatus 10 . The three-dimensional medical images in which the tumor region is specified may be all three-dimensional medical images related to all time phases generated by the medical image diagnostic apparatus 10. may be a three-dimensional medical image relating to

移動時間算出機能312において処理回路31は、腫瘍領域特定機能311により特定された腫瘍領域の複数の時相に亘る移動時間を算出する。 In the travel time calculation function 312 , the processing circuit 31 calculates the travel time of the tumor region identified by the tumor region identification function 311 over a plurality of time phases.

滞留パラメータ算出機能313において処理回路31は、腫瘍領域特定機能311により特定された腫瘍領域の複数の時相に亘る移動経路に含まれる画素各々について、当該画素各々への腫瘍領域の滞留の程度を示すパラメータを算出する。以下、滞留の程度を示すパラメータを滞留パラメータと呼ぶことにする。 In the retention parameter calculation function 313, the processing circuit 31 calculates the degree of retention of the tumor region in each pixel included in the movement path of the tumor region identified by the tumor region identification function 311 over a plurality of time phases. Calculate the parameters shown. A parameter indicating the degree of retention is hereinafter referred to as a retention parameter.

腫瘍位置設定機能314において処理回路31は、画像処理により又は入力機器37を介した操作者の指示に従い、複数の時相に関する複数の3次元医用画像等に腫瘍領域の位置を設定する。 In the tumor position setting function 314 , the processing circuit 31 sets the position of the tumor region in a plurality of three-dimensional medical images etc. regarding a plurality of time phases by image processing or according to an operator's instruction via the input device 37 .

照射態様決定機能315において処理回路31は、所定のアルゴリズムに従い自動的に又は入力機器37を介した操作者の指示に従い、放射線治療における放射線の照射態様を決定する。 In the irradiation mode determination function 315 , the processing circuit 31 automatically determines the radiation mode for radiotherapy according to a predetermined algorithm or according to an operator's instruction via the input device 37 .

治療計画機能316において処理回路31は、腫瘍位置設定機能314により設定された位置の腫瘍領域と照射態様決定機能315により決定された照射態様に基づき治療計画を作成する。 In the treatment planning function 316 , the processing circuit 31 creates a treatment plan based on the tumor region at the position set by the tumor position setting function 314 and the irradiation mode determined by the irradiation mode determination function 315 .

表示制御機能317において処理回路31は、表示機器35に種々の情報を表示する。例えば、処理回路31は、複数の3次元医用画像のうちの少なくとも一の3次元医用画像に基づく2次元画像を、滞留パラメータ算出機能313により算出された滞留パラメータの値に応じた濃度又は色で表示する。2次元画像は、処理回路31による3次元画像処理により生成される。3次元画像処理としては、例えば、ボリュームレンダリングや、サーフェスボリュームレンダリング、画素値投影処理、MPR(Multi-Planer Reconstruction)処理、CPR(Curved MPR)処理等が挙げられる。また、処理回路31は、治療計画機能316により作成された治療計画等を表示機器35に表示しても良い。 The processing circuit 31 in the display control function 317 displays various information on the display device 35 . For example, the processing circuit 31 converts a two-dimensional image based on at least one three-dimensional medical image out of a plurality of three-dimensional medical images with density or color according to the value of the dwell parameter calculated by the dwell parameter calculation function 313. indicate. A two-dimensional image is generated by three-dimensional image processing by the processing circuit 31 . Examples of three-dimensional image processing include volume rendering, surface volume rendering, pixel value projection processing, MPR (Multi-Planer Reconstruction) processing, CPR (Curved MPR) processing, and the like. Also, the processing circuit 31 may display the treatment plan or the like created by the treatment planning function 316 on the display device 35 .

記憶装置33は、種々の情報を記憶するHDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)、集積回路記憶装置等の記憶装置である。記憶装置33は、例えば、医用画像診断装置10により生成された複数の時相に関する複数の3次元医用画像を記憶する。記憶装置33は、HDDやSSD等以外にも、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体や、RAM(Random Access Memory)等の半導体メモリ素子等との間で種々の情報を読み書きする駆動装置であってもよい。また、記憶装置33は、治療計画装置30にネットワークで接続された外部記憶装置として実現されても良い。 The storage device 33 is a storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), an SSD (Solid State Drive), or an integrated circuit storage device that stores various information. The storage device 33 stores, for example, a plurality of three-dimensional medical images for a plurality of time phases generated by the medical image diagnostic apparatus 10 . The storage device 33 is compatible with portable storage media such as CDs (Compact Discs), DVDs (Digital Versatile Discs), flash memories, semiconductor memory devices such as RAMs (Random Access Memories), etc., in addition to HDDs and SSDs. It may be a driving device that reads and writes various information between them. The storage device 33 may also be implemented as an external storage device connected to the treatment planning apparatus 30 via a network.

表示機器35は、各種の情報を表示する。例えば、表示機器35は、処理回路31によって生成された2次元画像や治療計画等を表示する。例えば、表示機器35としては、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、有機ELディスプレイ(OELD:Organic Electro Luminescence Display)、プラズマディスプレイ又は他の任意のディスプレイが利用可能である。 The display device 35 displays various information. For example, the display device 35 displays a two-dimensional image generated by the processing circuit 31, a treatment plan, and the like. For example, the display device 35 may be a liquid crystal display (LCD), a CRT (Cathode Ray Tube) display, an organic EL display (OELD: Organic Electro Luminescence Display), a plasma display, or any other display. It is possible.

入力機器37は、操作者からの各種指令を受け付ける。入力機器37としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力機器37は、受け付けた指令に応じた操作信号をバスを介して処理回路31に供給する。 The input device 37 receives various commands from the operator. A keyboard, a mouse, various switches, and the like can be used as the input device 37 . The input device 37 supplies an operation signal corresponding to the received command to the processing circuit 31 via the bus.

通信機器39は、図示しない有線又は無線を介して、放射線治療システム1を構成する医用画像診断装置10、治療計画装置30、放射線治療情報管理システム50、呼吸同期照射管理システム70及び放射線治療装置90との間でデータ通信を行う。 The communication device 39 communicates with the medical image diagnostic apparatus 10, the treatment planning apparatus 30, the radiotherapy information management system 50, the respiratory synchronized irradiation management system 70, and the radiotherapy apparatus 90, which constitute the radiotherapy system 1, via a wired or wireless connection (not shown). perform data communication between

放射線治療情報管理システム50は、医用画像診断装置10、治療計画装置30、呼吸同期照射管理システム70及び放射線治療装置90等と連携して放射線治療に関する情報を管理するコンピュータシステムである。放射線治療情報管理システム50は、汎用のコンピュータ又はワークステーションが備える入力機器、ディスプレイ、通信機器及び記憶装置を備える。例えば、放射線治療情報管理システム50は、治療計画装置30により作成された治療計画を管理する。放射線治療情報管理システム50は、治療計画に含まれる照射条件等を呼吸同期照射管理システム70や放射線治療装置90に供給する。 The radiotherapy information management system 50 is a computer system that manages information on radiotherapy in cooperation with the medical image diagnostic apparatus 10, the treatment planning apparatus 30, the respiratory synchronized irradiation management system 70, the radiotherapy apparatus 90, and the like. The radiotherapy information management system 50 comprises an input device, a display, a communication device, and a storage device that a general-purpose computer or workstation has. For example, the radiotherapy information management system 50 manages treatment plans created by the treatment planning device 30 . The radiotherapy information management system 50 supplies the irradiation conditions and the like included in the treatment plan to the respiratory synchronized irradiation management system 70 and the radiotherapy apparatus 90 .

呼吸同期照射管理システム70は、放射線照射前又は放射線照射中等の放射線治療時において、放射線治療室の治療寝台に載置された患者の呼吸動を計測する。例えば、呼吸同期照射管理システム70は、機械式又は光学式等の呼吸センサにより患者の呼吸レベルの推移を示す呼吸波形を生成し、患者の呼吸レベルを監視する。呼吸レベルが所定の閾値範囲内にある場合、呼吸同期照射管理システム70は、放射線照射指示信号を放射線治療装置90に供給する。 The respiratory synchronized irradiation management system 70 measures the respiratory motion of a patient placed on a treatment bed in a radiation therapy room during radiation therapy before or during radiation irradiation. For example, the respiration-gated irradiation management system 70 generates a respiration waveform indicating changes in the patient's respiration level using a mechanical or optical respiration sensor, and monitors the patient's respiration level. If the respiration level is within a predetermined threshold range, respiration-gated irradiation management system 70 provides a radiation irradiation instruction signal to radiation therapy apparatus 90 .

放射線治療装置90は、放射線治療を目的とした装置であり、治療計画装置30により作成された治療計画に従い患者に放射線を照射して患者を治療する。放射線治療装置90は、治療室に設けられた治療架台と治療寝台とを有する。治療架台は、回転軸回りに回転可能に照射ヘッド部を支持する。照射ヘッド部は、放射線治療情報管理システム50から供給された照射条件等に従い放射線を照射する。具体的には、照射ヘッド部は、多分割絞り(マルチリーフコリメータ)により照射野を形成し、当該照射野により正常組織への照射を抑える。治療部位に放射線が照射されることにより当該治療部位が消滅又は縮小する。呼吸同期照射の場合、放射線治療装置90は、呼吸同期照射管理システム70からの放射線照射指示信号を受けた場合に限定して放射線を照射する。これにより、腫瘍が呼吸動等により大きく動く場合であっても正常組織への放射線照射を低減することができる。 The radiotherapy apparatus 90 is an apparatus for the purpose of radiotherapy, and treats the patient by irradiating the patient with radiation according to the treatment plan created by the treatment planning apparatus 30 . The radiotherapy apparatus 90 has a treatment platform and a treatment bed provided in the treatment room. The treatment platform supports the irradiation head part rotatably around the rotation axis. The irradiation head unit irradiates radiation according to the irradiation conditions and the like supplied from the radiotherapy information management system 50 . Specifically, the irradiation head unit forms an irradiation field with a multi-divided diaphragm (multi-leaf collimator), and suppresses irradiation of normal tissues by the irradiation field. By irradiating the treatment area with radiation, the treatment area disappears or shrinks. In the case of respiratory-gated irradiation, the radiotherapy apparatus 90 irradiates radiation only when receiving a radiation irradiation instruction signal from the respiratory-gated irradiation management system 70 . As a result, radiation exposure to normal tissue can be reduced even when the tumor moves greatly due to respiratory motion or the like.

以下、本実施形態に係る放射線治療システム1による治療計画の動作例について説明する。 An operation example of treatment planning by the radiotherapy system 1 according to this embodiment will be described below.

図2は、本実施形態に係る放射線治療システム1による治療計画の典型的な流れを示す図である。図2に示すように、まず、医用画像診断装置10は、治療対象の患者に医用撮像を施して4次元医用画像データを生成する(ステップS1)。ステップS1において医用画像診断装置10は、一定期間に亘り繰り返し医用撮像を施し、4次元医用画像データとして、複数の時相に関する複数の3次元医用画像を生成する。本実施形態に係る治療対象は、患者の呼吸により位置が変化する腫瘍であるとする。このような腫瘍としては、例えば、胸部や腹部の組織に発生した癌が挙げられる。3次元画像各々について医用撮像時における患者の呼吸時相を把握するため、3次元画像各々に呼吸時相に係る情報が関連付けられる。呼吸時相に係る情報としては、呼吸時相の数値や名称でも良いし、患者の胸部や腹部の高さ(以下、呼吸レベルと呼ぶ)の数値が挙げられる。1呼吸周期において呼吸レベルが最も低い時相は最大呼気時と呼ばれ、呼吸レベルが最も高い時相は最大吸気時と呼ばれる。呼吸時相の数値は、例えば、1呼吸周期の時間に占める基準時相からの時間の割合でも良いし、基準時相からの時間でも良い。呼吸時相の名称は、前述の最大呼気時や最大吸気時である。 FIG. 2 is a diagram showing a typical flow of treatment planning by the radiotherapy system 1 according to this embodiment. As shown in FIG. 2, first, the medical image diagnostic apparatus 10 performs medical imaging on a patient to be treated to generate four-dimensional medical image data (step S1). In step S1, the medical image diagnostic apparatus 10 repeats medical imaging for a certain period of time to generate a plurality of three-dimensional medical images related to a plurality of time phases as four-dimensional medical image data. It is assumed that the treatment target according to this embodiment is a tumor whose position changes according to the patient's breathing. Such tumors include, for example, cancers originating in tissues of the chest and abdomen. In order to grasp the patient's respiratory phase during medical imaging for each three-dimensional image, information relating to the respiratory phase is associated with each three-dimensional image. The information related to the respiratory phase may be the numerical value or name of the respiratory phase, or the numerical value of the height of the patient's chest or abdomen (hereinafter referred to as respiratory level). In one respiratory cycle, the time phase with the lowest respiration level is called maximum expiration, and the time phase with the highest respiration level is called maximum inspiration. The numerical value of the respiratory phase may be, for example, the ratio of the time from the reference time phase to the time of one respiratory cycle, or the time from the reference time phase. The name of the respiratory phase is the time of maximum expiration and the time of maximum inspiration described above.

ステップS1が行われると治療計画装置30の処理回路31は、腫瘍領域特定機能311を実行する(ステップS2)。ステップSS2において処理回路31は、医用画像診断装置10により生成された3次元医用画像のうちの特定期間の3次元医用画像を対象として腫瘍領域及び移動経路領域を特定する。特定期間は、少なくとも最大呼気時から最大吸気時又は最大吸気時から最大呼気時を含む期間に設定される。以下の実施形態において特定期間は、一呼吸周期に設定されるものとする。一呼吸周期は、隣り合う任意の特定呼吸時相の間の期間に規定される。典型的には、一呼吸周期は、隣り合う最大呼気時の間の期間又は隣り合う最大吸気時の間の期間に規定される。 When step S1 is performed, the processing circuit 31 of the treatment planning device 30 executes the tumor area specifying function 311 (step S2). In step SS2, the processing circuit 31 identifies the tumor region and the movement path region for the three-dimensional medical images generated by the medical image diagnostic apparatus 10 during a specific period. The specific period is set to a period including at least from the time of maximum expiration to the time of maximum inspiration or from the time of maximum inspiration to the time of maximum expiration. In the following embodiments, the specific period shall be set to one respiratory cycle. A respiratory cycle is defined as the period between any particular adjacent respiratory phases. Typically, one respiratory cycle is defined as the period between adjacent times of maximum expiration or the period between adjacent times of maximum inspiration.

図3は、ステップS2において処理回路31により行われる腫瘍領域及び移動経路領域の特定処理を示す図である。図3に示すように、一呼吸周期は、例えば、最大呼気時Te1、最大呼気時Te1に続く最大吸気時Ta、最大吸気時Taに続く最大呼気時Te2を含む。処理回路31は、最大呼気時Te1から最大呼気時Te2までの各時相について3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する。処理回路31は、閾値処理やセグメント処理、機械学習等の任意の画像処理により腫瘍領域を抽出しても良いし、入力機器37を介したユーザの指示に従い手動的に腫瘍領域を特定しても良い。例えば、最大呼気時Te1に関する3次元医用画像Vte1について腫瘍領域Rte1が、最大呼気時Te1に関する3次元医用画像Vtaについて腫瘍領域Rtaが、最大呼気時Te2に関する3次元医用画像Vte2について腫瘍領域Rte2が特定される。図3に示すように、医用撮像時における患者の呼吸動により3次元医用画像VO内において腫瘍領域の位置が周期的に変化する。 FIG. 3 is a diagram showing the specifying process of the tumor area and the movement path area performed by the processing circuit 31 in step S2. As shown in FIG. 3, one respiratory cycle includes, for example, a maximum expiration time Te1, a maximum inspiration time Ta following the maximum expiration time Te1, and a maximum expiration time Te2 following the maximum inspiration time Ta. The processing circuit 31 identifies the tumor region included in the three-dimensional medical image for each time phase from the time of maximum expiration Te1 to the time of maximum expiration Te2. The processing circuit 31 may extract the tumor region by arbitrary image processing such as threshold processing, segment processing, machine learning, etc., or may manually specify the tumor region according to the user's instruction via the input device 37. good. For example, the tumor region Rte1 is specified for the three-dimensional medical image Vte1 at the time of maximum expiration Te1, the tumor region Rta is specified for the three-dimensional medical image Vta at the time Te1 for maximum expiration, and the tumor region Rte2 is specified for the three-dimensional medical image Vte2 at the time Te2 for maximum expiration. be done. As shown in FIG. 3, the position of the tumor region periodically changes in the three-dimensional medical image VO due to patient's respiratory motion during medical imaging.

腫瘍領域が特定されると処理回路31は、一呼吸周期を構成する複数の時相の腫瘍領域の和領域を算出する。例えば、最大呼気時Te1から最大呼気時Te2までに含まれる複数の時相に関する複数の腫瘍領域の和領域が算出される。算出された和領域は、最大呼気時Te1から最大呼気時Te2までに腫瘍領域が移動した経路であると推定される。算出された和領域は移動経路領域Rtrに設定される。 When the tumor region is specified, the processing circuit 31 calculates the sum region of the tumor regions in a plurality of time phases forming one respiratory cycle. For example, a sum area of a plurality of tumor regions is calculated for a plurality of time phases included from the time of maximum exhalation Te1 to the time of maximum exhalation Te2. The calculated sum area is presumed to be the path along which the tumor area moves from Te1 at the time of maximum expiration to Te2 at the time of maximum expiration. The calculated sum area is set as the movement route area Rtr.

ステップS2が行われると処理回路31は、移動時間算出機能312を実行する(ステップS3)。ステップS3において処理回路31は、一呼吸周期における腫瘍領域の移動時間を算出する。本実施形態に係る移動時間は、腫瘍領域が移動している期間の長さに規定される。換言すれば、本実施形態に係る移動時間は、呼吸制動等の人体の生体活動における臓器移動が考慮された腫瘍の移動時間である。例えば、最大呼気時から最大吸気時までの時間が1.2秒、最大吸気時から最大呼気時までの時間は2.4秒である場合、一呼吸周期における腫瘍領域の移動時間は、3.6秒である。腫瘍領域が常に移動している場合、一呼吸周期における移動時間は一呼吸周期の時間長に等しい。一呼吸周期における腫瘍領域の移動時間は、1サイクル呼吸時間とも呼ばれる。なお、最大呼気時から最大吸気時までの時間と最大吸気時から最大呼気時までの時間とは、最大呼気時に関連付けられた時間情報と最大吸気時に関連付けられた時間情報とに基づいて算出されれば良い。 When step S2 is performed, the processing circuit 31 executes the travel time calculation function 312 (step S3). In step S3, the processing circuit 31 calculates the movement time of the tumor region in one respiratory cycle. The migration time according to this embodiment is defined as the length of the period during which the tumor region is migrating. In other words, the travel time according to the present embodiment is the travel time of the tumor in consideration of the organ migration in the human body's biological activity such as respiratory braking. For example, if the time from maximum expiration to maximum inspiration is 1.2 seconds, and the time from maximum inspiration to maximum expiration is 2.4 seconds, the movement time of the tumor region in one respiratory cycle is 3.0 seconds. 6 seconds. If the tumor region is constantly moving, the migration time in one respiratory cycle is equal to the length of one respiratory cycle. The travel time of the tumor region in one respiratory cycle is also called one cycle respiratory time. The time from maximum expiration to maximum inspiration and the time from maximum inspiration to maximum expiration are calculated based on time information associated with maximum expiration and time information associated with maximum inspiration. Good luck.

ステップS3が行われると処理回路31は、滞留パラメータ算出機能313を実行する(ステップS4)。ステップS4において処理回路31は、一呼吸周期における腫瘍領域の滞留パラメータを算出する。滞留パラメータは、移動経路領域に含まれる画素各々について算出される。滞留パラメータは、移動経路領域に含まれる画素各々への腫瘍領域の滞留の程度を示すパラメータである。以下、移動経路領域に含まれる画素を移動経路画素と呼ぶことにする。滞留パラメータとしては、移動経路画素各々に腫瘍領域が存在するフレーム数(以下、滞留フレーム数と呼ぶ)、1サイクル呼吸時間あたりにおける滞留フレーム数、1サイクル呼吸時間に対する一呼吸周期あたりの滞留フレーム数の比率(以下、滞留比率と呼ぶ)、滞留比率と1サイクル呼吸時間との積(以下、滞留時間と呼ぶ)、1サイクル呼吸時間に対する滞留比率の比率(以下、滞留比率比と呼ぶ)、腫瘍領域の移動速度が挙げられる。なお、フレームは、各3次元医用画像の時相に対応する。フレームレートは、単位時間に含まれる時相数、換言すれば、3次元医用画像の個数に規定される。 When step S3 is performed, the processing circuit 31 executes the stay parameter calculation function 313 (step S4). In step S4, the processing circuit 31 calculates the residence parameter of the tumor region in one respiratory cycle. A stay parameter is calculated for each pixel included in the moving path area. The retention parameter is a parameter that indicates the degree of retention of the tumor region in each pixel included in the movement path region. Pixels included in the movement path area are hereinafter referred to as movement path pixels. The retention parameters include the number of frames in which a tumor region exists in each moving path pixel (hereinafter referred to as the number of retention frames), the number of retention frames per cycle breathing time, and the number of retention frames per respiratory cycle for one cycle breathing time. ratio (hereinafter referred to as retention ratio), product of retention ratio and 1-cycle respiration time (hereinafter referred to as retention time), ratio of retention ratio to 1-cycle respiration time (hereinafter referred to as retention ratio), tumor An example is the movement speed of the region. A frame corresponds to the time phase of each three-dimensional medical image. The frame rate is defined by the number of time phases included in a unit time, in other words, the number of three-dimensional medical images.

図4は、ステップS4において処理回路31により算出される滞留パラメータの概念を示す図である。図4に示すように、3次元医療画像VOにおいて腫瘍領域が呼吸動に伴い周期的に移動する。ここで、移動経路領域に含まれる移動経路画素Vxに着目する。処理回路31は、一呼吸周期を構成する複数の時相(フレーム)各々について腫瘍領域が当該移動経路画素Vxに含まれるか否かを判定する。腫瘍領域が当該移動経路画素Vxに含まれる場合、当該時相(フレーム)について「滞留あり」、腫瘍領域が当該移動経路画素Vxに含まれない場合、当該時相(フレーム)について「滞留なし」と判定される。例えば、図4に示すように、最大呼気時に関する腫瘍領域Rte1は移動経路画素Vxに含まれないので最大呼気時に関して「滞留なし」、最大吸気時に関する腫瘍領域Rtaは移動経路画素Vxに含まれないので最大吸気時に関して「滞留なし」、最大呼気と最大吸気時との中間時相に関する腫瘍領域Rtmは移動経路画素Vxに含まれるので中間時相に関して「滞留あり」と判定される。 FIG. 4 is a diagram showing the concept of the stay parameter calculated by the processing circuit 31 in step S4. As shown in FIG. 4, the tumor region periodically moves along with respiratory motion in the three-dimensional medical image VO. Here, attention is focused on the movement path pixel Vx included in the movement path area. The processing circuit 31 determines whether or not a tumor region is included in the movement path pixel Vx for each of a plurality of time phases (frames) that constitute one respiratory cycle. If the tumor area is included in the movement path pixel Vx, the time phase (frame) is "stayed", and if the tumor area is not included in the movement path pixel Vx, the time phase (frame) is "no stay". is determined. For example, as shown in FIG. 4, the tumor region Rte1 at the time of maximum expiration is not included in the movement path pixels Vx, so "no retention" at the time of maximum expiration, and the tumor region Rta at the time of maximum inspiration is included in the movement path pixels Vx. Therefore, "no retention" is determined for the time of maximum inspiration, and "with retention" is determined for the intermediate time phase because the tumor region Rtm for the intermediate time phase between maximum expiration and maximum inspiration is included in the movement path pixel Vx.

例えば、最大呼気時→最大吸気時→最大呼気時からなる1サイクル呼吸時間は3.6秒であり、4次元CTにおける撮像フレームレートが15fpsであるとする。この場合、最大呼気時→最大吸気時→最大呼気時からなる1呼吸サイクルにおいて腫瘍領域は、3.6×15=54個抽出される。すなわち、1呼吸サイクルの時相数(フレーム数)は54である。処理回路31は、移動経路画素各々について「滞留あり」と判定された時相数(フレーム数)を、滞留フレーム数として計数する。例えば、1呼吸サイクルにおいて、ある移動経路画素で腫瘍領域が27個のフレームで「滞留あり」と判定された場合、滞留フレーム数は27と算出される。処理回路31は、滞留フレーム数と1サイクル呼吸時間とに基づいて滞留比率を算出する。具体的には、処理回路31は、滞留フレーム数を1サイクル呼吸時間で除することにより滞留比率を算出する。例えば、滞留フレーム数が27、1呼吸サイクルのフレーム数が54である場合、滞留比率は、27/54=0.5と算出される。処理回路31は、滞留比率と1サイクル呼吸時間とに基づいて滞留時間を算出する。具体的には、処理回路31は、滞留比率を1サイクル呼吸時間に乗算することにより滞留時間を算出する。例えば、滞留比率が0.5、1サイクル呼吸時間は3.6秒である場合、滞留時間は、0.5×3.6=1.8秒と算出される。 For example, it is assumed that the breathing time for one cycle consisting of maximum expiration→maximum inspiration→maximum expiration is 3.6 seconds, and the imaging frame rate in four-dimensional CT is 15 fps. In this case, 3.6×15=54 tumor regions are extracted in one respiratory cycle consisting of maximum expiration→maximum inspiration→maximum expiration. That is, the number of time phases (number of frames) in one respiratory cycle is 54. The processing circuit 31 counts the number of time phases (the number of frames) determined to be "with stay" for each movement path pixel as the number of stay frames. For example, in one respiratory cycle, when the tumor region is determined to be “stayed” in 27 frames in a certain movement path pixel, the number of retained frames is calculated as 27. The processing circuit 31 calculates a staying ratio based on the number of staying frames and one cycle breathing time. Specifically, the processing circuit 31 calculates the staying ratio by dividing the number of staying frames by one cycle breathing time. For example, if the number of dwell frames is 27 and the number of frames in one respiratory cycle is 54, the dwell ratio is calculated as 27/54=0.5. Processing circuitry 31 calculates the residence time based on the residence ratio and the one-cycle breathing time. Specifically, the processing circuitry 31 calculates the residence time by multiplying the one-cycle breathing time by the residence ratio. For example, if the dwell ratio is 0.5 and the one-cycle breath time is 3.6 seconds, the dwell time is calculated as 0.5 x 3.6 = 1.8 seconds.

図5は、ステップS4において処理回路31により算出される滞留時間の概念を示す図である。図5に示すように、処理回路31は、移動経路領域Rtrを構成する移動経路画素Vx毎に滞留時間を算出する。例えば、移動経路画素Vx1の滞留時間は1.8秒、移動経路画素Vx2の滞留時間は1.7秒、というように全ての移動経路画素Vxについて滞留時間が算出される。 FIG. 5 is a diagram showing the concept of the residence time calculated by the processing circuit 31 in step S4. As shown in FIG. 5, the processing circuit 31 calculates the residence time for each movement route pixel Vx that forms the movement route region Rtr. For example, the residence time of the movement path pixel Vx1 is 1.8 seconds, the residence time of the movement path pixel Vx2 is 1.7 seconds, and so on, for all the movement path pixels Vx.

患者の呼吸に関わらず腫瘍領域が全く動かない場合、1サイクル呼吸時間が3.6秒、1呼吸サイクルのフレーム数が54であり、全フレームにおいて「滞留あり」と判定され場合、滞留比率は54/54=1.0、滞留時間は3.6×1.0=3.6秒である。 When the tumor area does not move at all regardless of the patient's breathing, the 1 cycle breathing time is 3.6 seconds, the number of frames in 1 breathing cycle is 54, and all frames are judged to be "with retention", the retention ratio is 54/54=1.0, residence time is 3.6×1.0=3.6 seconds.

なお、処理回路31は、滞留パラメータとして、1サイクル呼吸時間に対する滞留比率の比率である滞留比率比を算出しても良い。例えば、1サイクル呼吸時間が3.6秒、滞留比率が0.5である場合、滞留比率比は0.5/3.6=0.14である。処理回路31は、滞留パラメータとして、腫瘍領域の移動速度を算出しても良い。例えば、腫瘍領域の移動速度は、単位時間あたりに腫瘍領域が移動した画素数により規定される。 Note that the processing circuit 31 may calculate, as the residence parameter, a residence ratio, which is a ratio of the residence ratio to one cycle breathing time. For example, if the one-cycle breath time is 3.6 seconds and the dwell ratio is 0.5, then the dwell ratio is 0.5/3.6=0.14. The processing circuitry 31 may calculate the moving speed of the tumor area as the residence parameter. For example, the moving speed of the tumor area is defined by the number of pixels moved by the tumor area per unit time.

ステップS4が行われると処理回路31は、表示制御機能317を実行する(ステップS5)。ステップS5において処理回路31は、滞留パラメータに応じた重み付け表示を行う。詳細には、処理回路31は、まず、一呼吸周期に亘る複数の時相に関する複数の3次元画像の少なくとも一の3次元医用画像に3次元画像処理を施して2次元画像を生成する。例えば、特定の1時相の3次元医用画像のボリュームレンダリング処理を施してボリュームレンダリング画像を生成しても良いし、MPR処理を施して任意断面の断面画像を生成しても良い。また、処理回路31は、複数の時相に関する3次元医用画像の加算平均画像を生成し、生成された加算平均画像に基づくボリュームレンダリング画像や断面画像を生成しても良い。 When step S4 is performed, the processing circuit 31 executes the display control function 317 (step S5). In step S5, the processing circuit 31 performs weighted display according to the stay parameter. Specifically, the processing circuit 31 first performs three-dimensional image processing on at least one three-dimensional medical image among a plurality of three-dimensional images related to a plurality of time phases over one respiratory cycle to generate a two-dimensional image. For example, a volume rendering image may be generated by performing volume rendering processing on a three-dimensional medical image of a specific time phase, or a cross-sectional image of an arbitrary cross-section may be generated by performing MPR processing. Further, the processing circuit 31 may generate an averaged image of three-dimensional medical images for a plurality of time phases, and generate a volume rendering image or a cross-sectional image based on the generated averaged image.

また、処理回路31は、ステップS4において算出された滞留パラメータの空間分布を表現するマップ(以下、滞留パラメータマップと呼ぶ)を生成する。滞留パラメータマップは、当該マップを構成する移動経路画素毎に滞留パラメータの値に応じた濃度を割り当てることにより生成される。なお移動経路画素の色は、白や黒、赤、青等の任意の色に設定されれば良い。 The processing circuitry 31 also generates a map (hereinafter referred to as a stay parameter map) representing the spatial distribution of the stay parameters calculated in step S4. The stay parameter map is generated by assigning a density according to the value of the stay parameter to each movement path pixel constituting the map. Note that the color of the movement path pixels may be set to any color such as white, black, red, or blue.

図6は、図2のステップS5において処理回路31により生成される滞留パラメータマップMtrを示す図である。図6に示す滞留パラメータマップMtrは、滞留パラメータの値に応じた濃度が画素に割り当てられたマップである。図6においては、滞留パラメータマップMtrの各画素には、滞留パラメータ値に応じた灰色の濃度、すなわち、グレイレベルが割り当てられている。図6に示すように、最大呼気時と最大吸気時との間で腫瘍領域Rtが周期的に移動する。典型的には、最大呼気時と最大吸気時とにおいて腫瘍領域Rtは一時的に留まる傾向にある。すなわち、最大呼気時の腫瘍領域Rtと最大吸気時の腫瘍領域Rtとの存在範囲において滞留パラメータ(例えば、滞留時間や滞留比率)は比較的大きな値になる。従って滞留パラメータマップMtrは、両端に行くにつれ濃度が高く、中央に行くにつれ濃度が低くなるような濃度分布を有する。滞留パラメータマップMtrの生成対象である滞留パラメータの種類としては、上記の滞留フレーム数、滞留比率、滞留時間、滞留比率比及び腫瘍移動速度の中から入力機器37等を介して任意に設定可能である。 FIG. 6 is a diagram showing the stay parameter map Mtr generated by the processing circuit 31 in step S5 of FIG. The stay parameter map Mtr shown in FIG. 6 is a map in which densities corresponding to the values of the stay parameters are assigned to pixels. In FIG. 6, each pixel of the stay parameter map Mtr is assigned a gray density, ie, a gray level, according to the stay parameter value. As shown in FIG. 6, the tumor region Rt periodically moves between the time of maximum expiration and the time of maximum inspiration. Typically, the tumor region Rt tends to remain temporarily during maximum expiration and maximum inspiration. That is, the residence parameters (eg, residence time and residence ratio) take relatively large values in the existence range of the tumor region Rt at maximum expiration and the tumor region Rt at maximum inspiration. Therefore, the retention parameter map Mtr has a density distribution in which the density increases toward both ends and decreases toward the center. The types of retention parameters for which the retention parameter map Mtr is to be generated can be arbitrarily set via the input device 37 or the like from among the number of retention frames, retention ratio, retention time, retention ratio ratio, and tumor movement speed. be.

図7は、図2のステップS5において処理回路31により表示される、滞留パラメータマップMtrが重畳された2次元画像I1の一例を示す図である。図7に示すように、2次元画像I1は、患者の体内の構造RPを描出する形態画像である。処理回路31は、2次元画像I1に滞留パラメータマップMtrを位置整合して重畳し、表示機器35に表示する。これにより、滞留パラメータの重み付け表示が行われることとなる。例えば、滞留パラメータマップMtrは、2次元画像I1のオーバレイ(Overlay)として表示される。滞留パラメータマップMtrは、重畳されている2次元画像I1の部分も視認できるように、半透明で表示される。ユーザは、滞留パラメータマップMtrが重畳された2次元画像I1を観察することにより、患者の体内における腫瘍の移動範囲や当該移動範囲内での腫瘍の滞留の程度を把握することが可能になる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of the two-dimensional image I1 on which the staying parameter map Mtr is superimposed, displayed by the processing circuit 31 in step S5 of FIG. As shown in FIG. 7, the two-dimensional image I1 is a morphological image that depicts the internal structure RP of the patient. The processing circuit 31 aligns and superimposes the stay parameter map Mtr on the two-dimensional image I1 and displays it on the display device 35 . As a result, the stay parameter is weighted and displayed. For example, the staying parameter map Mtr is displayed as an overlay of the two-dimensional image I1. The staying parameter map Mtr is displayed semi-transparently so that the superimposed two-dimensional image I1 can also be seen. By observing the two-dimensional image I1 on which the retention parameter map Mtr is superimposed, the user can grasp the movement range of the tumor in the patient's body and the degree of tumor retention within the movement range.

ステップS5が行われると処理回路31は、表示制御機能317を実行する(ステップS6)。ステップS6において処理回路31は、一呼吸周期における腫瘍領域の移動距離を表示機器35に表示する。 When step S5 is performed, the processing circuit 31 executes the display control function 317 (step S6). In step S6, the processing circuit 31 displays the movement distance of the tumor region in one respiratory cycle on the display device 35. FIG.

図8は、ステップS6において処理回路31により表示される移動距離の表示画面SC1を示す図である。図8に示すように、表示画面SC1は、滞留パラメータマップMtrが重畳された2次元画像I2と表示欄I3とを含む。表示欄I3には、一呼吸周期における腫瘍領域の移動距離が表示される。当該移動距離は、最大呼気時の腫瘍領域と最大吸気時の腫瘍領域との間の距離により規定される。例えば、処理回路31は、ステップS2において特定された移動経路領域の移動方向に関する両端部間の距離を当該移動距離として算出する。距離は、画素数として算出されても良いし、ミリ・メートル(mm)等の単位で表される実寸の距離として算出されても良い。図8に示すように、処理回路31は、滞留パラメータマップMtrが重畳された2次元画像I2と、腫瘍領域の移動距離の表示欄I3とを並べて表示する。例えば、移動距離が15mmであると算出された場合、「腫瘍の移動距離:15mm」のように表示される。ユーザは、腫瘍の移動距離を知ることにより、患者の体内における腫瘍の移動範囲や当該移動範囲内での腫瘍の滞留の程度を更に良く把握することが可能になる。 FIG. 8 is a diagram showing the display screen SC1 of the movement distance displayed by the processing circuit 31 in step S6. As shown in FIG. 8, the display screen SC1 includes a two-dimensional image I2 on which the stay parameter map Mtr is superimposed and a display field I3. The display field I3 displays the moving distance of the tumor region in one respiratory cycle. The travel distance is defined by the distance between the tumor area at maximum exhalation and the tumor area at maximum inspiration. For example, the processing circuit 31 calculates the distance between both ends of the moving path area specified in step S2 in the moving direction as the moving distance. The distance may be calculated as the number of pixels, or may be calculated as the actual distance expressed in units such as millimeters (mm). As shown in FIG. 8, the processing circuit 31 displays a two-dimensional image I2 on which the retention parameter map Mtr is superimposed and a display field I3 for the moving distance of the tumor area side by side. For example, when the moving distance is calculated to be 15 mm, it is displayed as "tumor moving distance: 15 mm". Knowing the movement distance of the tumor enables the user to better understand the movement range of the tumor within the patient's body and the degree of tumor retention within the movement range.

ステップS6が行われると処理回路31は、腫瘍位置設定機能314及び照射態様決定機能315を実行する(ステップS7)。ステップS7において処理回路31は、腫瘍位置及び照射態様が選択されることを待機する。 When step S6 is performed, the processing circuit 31 executes the tumor position setting function 314 and the irradiation mode determination function 315 (step S7). In step S7, the processing circuitry 31 waits for selection of the tumor position and irradiation mode.

図9は、ステップS7において処理回路31により表示される腫瘍位置及び照射態様の選択画面SC2を示す図である。図9に示すように、選択画面SC2は、滞留パラメータマップMtrが重畳された2次元画像I4と、一呼吸周期における腫瘍領域の移動距離が表示される表示欄I5と、照射態様の選択欄I6とを含む。また、選択画面SC2には、腫瘍位置と照射態様とを確定させるための確定ボタンB1が表示される。ユーザは、2次元画像I4に、入力機器37を介して、治療計画に用いる腫瘍領域の位置Ptを指定する。処理回路31は、指定された位置Ptを腫瘍位置として設定する。本実施形態によれば、滞留パラメータマップMtrを観察できるので、呼吸動をより正確に考慮して腫瘍位置を指定することができる。例えば、滞留パラメータマップMtrの全体を囲むように腫瘍位置Ptが指定されても良いし、滞留パラメータマップMtrにおける一部(滞留の度合いが局所的に高い部分)のみが腫瘍位置Ptに指定されても良い。 FIG. 9 is a diagram showing a tumor position and irradiation mode selection screen SC2 displayed by the processing circuit 31 in step S7. As shown in FIG. 9, the selection screen SC2 includes a two-dimensional image I4 on which the retention parameter map Mtr is superimposed, a display field I5 displaying the movement distance of the tumor region in one respiratory cycle, and an irradiation mode selection field I6. including. A confirmation button B1 for confirming the tumor position and the irradiation mode is also displayed on the selection screen SC2. The user designates the position Pt of the tumor region used for treatment planning in the two-dimensional image I4 via the input device 37 . The processing circuitry 31 sets the specified position Pt as the tumor position. According to this embodiment, since the retention parameter map Mtr can be observed, it is possible to specify the tumor position by more accurately considering respiratory motion. For example, the tumor position Pt may be designated so as to surround the entire retention parameter map Mtr, or only a portion of the retention parameter map Mtr (portion where the degree of retention is locally high) is designated as the tumor position Pt. Also good.

図9に示すように、選択欄I6には照射態様の指定ボタンBr1、Br2、Br3が表示される。本実施形態に係る照射態様は、放射線治療における放射線の照射方式を指す。照射態様としては、例えば、呼吸同期、強度変調、通常照射が挙げられる。「呼吸同期」は、腫瘍が特定範囲に位置しているときに限定して放射線を照射するために、特定の呼吸時相に限定して放射線を照射する照射態様である。「強度変調」は、空間的に非均一な線量分布での非呼吸同期法である。「強度変調」では、放射線の照射範囲内において放射線の強度を空間的に変調させながら常に放射線が照射される。「通常照射」は、空間的に均一な線量分布での非呼吸同期法である。「通常照射」では、放射線の照射範囲内において放射線の強度を空間的に変調させず常に放射線が照射される。図9においては、呼吸同期に対応する指定ボタンBr1が選択されている。処理回路31は、選択された指定ボタンに対応する照射態様を、放射線治療における照射態様として設定する。 As shown in FIG. 9, the selection field I6 displays irradiation mode specification buttons Br1, Br2, and Br3. The irradiation mode according to the present embodiment refers to a radiation irradiation method in radiotherapy. Irradiation modes include, for example, respiratory gating, intensity modulation, and normal irradiation. “Respiratory gating” is an irradiation mode in which radiation is limited to a specific respiratory phase so that radiation is limited to when the tumor is located in a specific area. "Intensity Modulation" is a non-respiratory-gated method with a spatially non-uniform dose distribution. In "intensity modulation", radiation is always emitted while spatially modulating the intensity of the radiation within the irradiation range of the radiation. "Normal irradiation" is a non-respiratory-gated technique with a spatially uniform dose distribution. In the "normal irradiation", the radiation is always irradiated without spatially modulating the intensity of the radiation within the irradiation range of the radiation. In FIG. 9, the designation button Br1 corresponding to respiratory gating is selected. The processing circuit 31 sets the irradiation mode corresponding to the selected designation button as the irradiation mode for radiotherapy.

図10は、照射態様の決定の指針を概念的に示す図である。図10に示すように、滞留パラメータマップと移動距離との両方から照射態様が判断される。例えば、図10の左端に示すように、腫瘍領域の移動距離が比較的長く(12mm)、滞留パラメータマップ内において滞留パラメータの値に偏りがある(すなわち、濃度又は色に偏りがある)場合、照射態様として呼吸同期が選択される。図10の中央に示すように、腫瘍領域の移動距離が比較的短く(3mm)、滞留パラメータマップ内において滞留パラメータの値に偏りがない(すなわち、濃度又は色に偏りがない)場合、照射態様として通常照射が選択される。図10の右端に示すように、腫瘍領域の移動距離が比較的短く(7mm)、滞留パラメータマップ内において滞留パラメータの値に偏りがある場合、照射態様として強度変調が選択される。 FIG. 10 is a diagram conceptually showing guidelines for determining an irradiation mode. As shown in FIG. 10, the irradiation mode is determined from both the residence parameter map and the movement distance. For example, as shown in the left end of FIG. 10, when the movement distance of the tumor region is relatively long (12 mm) and the value of the retention parameter is biased in the retention parameter map (that is, there is a bias in density or color), Respiratory gating is selected as the irradiation mode. As shown in the center of FIG. 10, when the movement distance of the tumor region is relatively short (3 mm) and there is no bias in the retention parameter values in the retention parameter map (that is, there is no bias in density or color), the irradiation mode is selected for normal irradiation. As shown in the right end of FIG. 10, when the moving distance of the tumor region is relatively short (7 mm) and the retention parameter values are biased in the retention parameter map, intensity modulation is selected as the irradiation mode.

ユーザにより入力機器37を介して確定ボタンB1が押下された場合、処理回路31は、選択された照射態様と腫瘍位置とを確定する。 When the user presses the confirmation button B1 via the input device 37, the processing circuitry 31 confirms the selected irradiation mode and tumor position.

なお、処理回路31は、滞留パラメータマップと移動距離とに基づいて放射線治療における照射態様を自動的に決定しても良い。具体的には、処理回路31は、滞留パラメータマップにおける滞留パラメータ値の偏りの有無を判定する。偏りの有無は、例えば、滞留パラメータマップの端部の滞留パラメータ値と中央の滞留パラメータ値との差分と第1閾値との大小関係により判定される。処理回路31は、当該差分が第1閾値より大きい場合、偏りがあると判定し、当該差分が第1閾値より小さい場合、偏りがないと判定する。次に、処理回路31は、移動距離を第2閾値に対して比較する。処理回路31は、移動距離が第2閾値より長い場合、移動距離が比較的長いと判定し、移動距離が第2閾値より短い場合、移動距離が比較的短いと判定する。図10の左端に示すように、偏りがあり且つ移動距離が比較的長いと判定した場合、処理回路31は、照射態様として「呼吸同期」を選択する。図10の中央に示すように、偏りがなく且つ移動距離が比較的短いと判定した場合、処理回路31は、照射態様として「通常照射」を選択する。図10の右端に示すように、偏りがあり且つ移動距離が比較的短いと判定した場合、処理回路31は、照射態様として「強度変調」を選択する。このように本実施形態によれば、腫瘍の移動距離と滞留パラメータとに基づいて照射態様を客観的に採択することができる。 Note that the processing circuitry 31 may automatically determine an irradiation mode in radiotherapy based on the residence parameter map and the movement distance. Specifically, the processing circuit 31 determines whether or not the stay parameter values are biased in the stay parameter map. The presence or absence of bias is determined, for example, by the magnitude relationship between the difference between the stay parameter value at the end of the stay parameter map and the stay parameter value at the center, and the first threshold. The processing circuit 31 determines that there is bias when the difference is greater than the first threshold, and determines that there is no bias when the difference is less than the first threshold. Processing circuitry 31 then compares the distance traveled against a second threshold. The processing circuit 31 determines that the moving distance is relatively long when the moving distance is longer than the second threshold, and determines that the moving distance is relatively short when the moving distance is shorter than the second threshold. As shown in the left end of FIG. 10, when it is determined that there is an imbalance and the movement distance is relatively long, the processing circuit 31 selects "respiratory gating" as the irradiation mode. As shown in the center of FIG. 10, when it is determined that there is no bias and the moving distance is relatively short, the processing circuit 31 selects "normal irradiation" as the irradiation mode. As shown in the right end of FIG. 10, when it is determined that there is an imbalance and the moving distance is relatively short, the processing circuit 31 selects "intensity modulation" as the irradiation mode. As described above, according to the present embodiment, it is possible to objectively adopt an irradiation mode based on the tumor movement distance and the tumor retention parameter.

なお、処理回路31は、照射態様と滞留パラメータマップとに基づいて腫瘍位置を自動的に設定することも可能である。例えば、照射対象が「呼吸同期」である場合、滞留パラメータマップのうちの滞留パラメータ値が第3閾値よりも高い領域を腫瘍位置に設定する。これにより、滞留の程度が比較的部分を標的とした治療計画を行う事が出来る。なお、第3閾値は、入力機器37を介して任意の値に設定可能である。照射対象が「通常照射」及び「強度変調」である場合、滞留パラメータマップの全体領域を腫瘍位置に設定する。これにより、腫瘍移動領域全体を標的とした治療計画を行う事が出来る。なお、呼吸動のばらつき等を考慮して、滞留パラメータマップの全体領域からマージン範囲だけ拡大した領域が腫瘍位置に設定されても良い。 Note that the processing circuit 31 can also automatically set the tumor position based on the irradiation mode and retention parameter map. For example, if the irradiation target is "respiratory-gated," a region in the retention parameter map in which the retention parameter value is higher than the third threshold is set as the tumor position. As a result, it is possible to carry out a treatment plan targeting a portion where the degree of retention is relatively high. Note that the third threshold can be set to any value via the input device 37 . When the irradiation targets are "normal irradiation" and "intensity modulation", the entire area of the residence parameter map is set to the tumor position. This allows treatment planning to target the entire tumor migration region. Note that an area expanded by a margin range from the entire area of the retention parameter map may be set as the tumor position in consideration of variations in respiratory motion and the like.

ステップS7において腫瘍位置及び照射態様が選択されたと判定された場合(ステップS7:YES)、処理回路31は、治療計画機能316を実行する(ステップS8)。ステップS8において処理回路31は、一呼吸周期に含まれる複数の時相に関する複数の3次元医用画像の少なくとも一の3次元医用画像を利用して、ステップS7において選択された腫瘍位置及び照射態様に基づいて治療計画を作成する。治療計画としては、空間的な線量分布等が算出される。処理回路31は、ステップS7において選択された腫瘍位置を標的領域とし、ステップS7において選択された照射態様に依存した空間的な線量分布を生成する。作成された治療計画は、処理回路31により表示機器35に表示される。 If it is determined in step S7 that the tumor position and irradiation mode have been selected (step S7: YES), the processing circuitry 31 executes the treatment planning function 316 (step S8). In step S8, the processing circuit 31 utilizes at least one three-dimensional medical image among a plurality of three-dimensional medical images related to a plurality of time phases included in one respiratory cycle to determine the tumor position and irradiation mode selected in step S7. create a treatment plan based on Spatial dose distribution and the like are calculated as the treatment plan. The processing circuit 31 uses the tumor position selected in step S7 as a target region and generates a spatial dose distribution dependent on the irradiation mode selected in step S7. The created treatment plan is displayed on the display device 35 by the processing circuit 31 .

以上により、本実施形態に係る放射線治療システム1による治療計画の動作例についての説明を終了する。 This completes the description of the operation example of the treatment planning by the radiotherapy system 1 according to the present embodiment.

なお、上記の治療計画の流れは一例であり種々の変形が可能である。例えば、ステップS6における移動距離の表示は、必要が無ければ省略が可能である。また、ステップS2における腫瘍領域及び移動経路領域の特定とステップS3における移動時間の算出とは順番が逆であっても良い。 The flow of the treatment plan described above is an example, and various modifications are possible. For example, the display of the movement distance in step S6 can be omitted if not necessary. Further, the order of identifying the tumor region and the moving route region in step S2 and calculating the moving time in step S3 may be reversed.

滞留パラメータマップの表示態様についても上記例に限定されない。上記例において滞留パラメータマップは、任意色の濃度で滞留パラメータ値を表現するものとしている。しかしながら、滞留パラメータマップは、色の種類により滞留パラメータ値を表現したカラーマップでも良い。例えば、滞留パラメータ値を大きさに応じて複数の区分に分け、当該区分毎に色が割り当てられる。例えば、5つの区分に分割された場合、最も値が大きい1番目の区分は赤色、2番目の区分は橙色、3番目の区分は緑色、4番目の区分は青色、5番目の区分は紫色が割り当てられる。このように、色の種類により滞留パラメータ値を表現することにより、滞留の程度をより迅速且つ明確に把握することが可能になる。なお、各区分において色の濃度は同一でも良いし、滞留パラメータ値に応じて変化させても良い。 The display mode of the stay parameter map is also not limited to the above example. In the above example, the stay parameter map expresses the stay parameter values with arbitrary color densities. However, the stay parameter map may be a color map that expresses stay parameter values with different colors. For example, the staying parameter value is divided into a plurality of divisions according to the size, and a color is assigned to each division. For example, if it is divided into 5 segments, the 1st segment with the highest value is red, the 2nd segment is orange, the 3rd segment is green, the 4th segment is blue, and the 5th segment is purple. assigned. In this way, by expressing the retention parameter value by the type of color, it becomes possible to grasp the degree of retention more quickly and clearly. Note that the color density may be the same in each segment, or may be changed according to the retention parameter value.

2次元画像の表示態様についても上記例に限定されない。処理回路31は、2次元画像に重畳して複数の時相に亘る腫瘍領域の動きをアニメーションで表示しても良い。具体的には、処理回路31は、2次元画像に描出される腫瘍領域に重畳して腫瘍を表現する絵を表示する。アニメーション表示に係る腫瘍領域は、2次元画像の腫瘍領域に比して視認性が高いため、複数の時相に亘る腫瘍領域の動きや時相毎の腫瘍領域の位置を明確に把握することができる。なお、処理回路31は、滞留パラメータマップに重畳して複数の時相に亘る腫瘍領域の動きをアニメーションで表示しても良い。 The display mode of the two-dimensional image is also not limited to the above example. The processing circuit 31 may superimpose the movement of the tumor region over a plurality of time phases on the two-dimensional image and display it as an animation. Specifically, the processing circuitry 31 displays a picture representing the tumor superimposed on the tumor region depicted in the two-dimensional image. Since the tumor area related to the animation display has higher visibility than the tumor area of the two-dimensional image, it is possible to clearly grasp the movement of the tumor area over multiple time phases and the position of the tumor area for each time phase. can. Note that the processing circuit 31 may superimpose the movement of the tumor region over a plurality of time phases on the retention parameter map and display it as an animation.

上記例において治療計画は、ステップS7において選択された腫瘍位置呼び腫瘍態様に基づいて作成されるものとした。しかしながら、本実施形態はこれに限定されない。放射線治療は複数日に亘り行われるので、治療開始日から比較して患者の呼吸パターンが変化することが想定される。本実施形態に係る処理回路31は、腫瘍領域の移動距離と滞留パラメータ値と照射態様とが異なる複数の組合せ各々について治療計画を作成することが可能である。治療計画は、当該複数の組合せ各々について、上記の通り、一呼吸周期に含まれる複数の時相に関する複数の3次元医用画像の少なくとも一の3次元医用画像を利用して作成される。処理回路31は、当該複数の組合せ各々について作成された治療計画を表示機器35に表示する。 In the above example, it is assumed that the treatment plan is created based on the tumor location and tumor mode selected in step S7. However, this embodiment is not limited to this. Since radiotherapy is performed over a number of days, it is assumed that the patient's breathing pattern will change from the day the treatment was started. The processing circuit 31 according to this embodiment can create a treatment plan for each of a plurality of different combinations of the moving distance of the tumor region, the retention parameter value, and the irradiation mode. A treatment plan is created for each of the plurality of combinations, as described above, using at least one three-dimensional medical image among the plurality of three-dimensional medical images relating to the plurality of time phases included in one respiratory cycle. The processing circuit 31 displays the treatment plan created for each of the plurality of combinations on the display device 35 .

図11は、処理回路31により表示される治療計画の選択画面SC3を示す図である。図11に示すように、選択画面SC3には、腫瘍領域の移動距離と照射態様とが異なる複数の組合せ各々について作成された治療計画DDが表示される。治療計画DDとして、CT画像に空間的線量分布が重畳された線量分布画像が表示される。例えば、照射対象「通常照射」且つ移動距離「3mm」についての線量分布画像I7、照射対象「強度変調」且つ移動距離「7mm」についての線量分布画像I8、照射対象「呼吸同期」且つ移動距離「15mm」についての線量分布画像I9が表示される。各線量分布画像の近傍には、対応する治療計画の選択を指示するための指示ボタンBrが表示される。例えば、図11に示すように、線量分布画像I7の下方には、当該線量分布画像I7に対応する治療計画の選択を指示するための指示ボタンBr4が表示される。任意の指示ボタンBrが押下され、確定ボタンB2が押下された場合、処理回路31は、押下された指示ボタンに対応する治療計画を採用する。例えば、ユーザは、各照射態様について移動距離の変化による空間的線量分布の変化を観察する。そしてユーザは、空間的線量分布の少ない照射態様を選択し、選択された照射態様に関し且つステップS4において算出された滞留パラメータ値及びステップS6において算出された移動距離又はその近傍に関する治療計画を選択する。これにより、呼吸パターンの変化に強いロバストら治療計画を採用することができる。 FIG. 11 shows a treatment plan selection screen SC3 displayed by the processing circuit 31. As shown in FIG. As shown in FIG. 11, the selection screen SC3 displays treatment plans DD created for each of a plurality of combinations of different tumor region moving distances and irradiation modes. A dose distribution image in which a spatial dose distribution is superimposed on a CT image is displayed as the treatment plan DD. For example, the dose distribution image I7 for the irradiation target “normal irradiation” and the movement distance “3 mm”, the dose distribution image I8 for the irradiation target “intensity modulation” and the movement distance “7 mm”, the irradiation target “respiratory synchronization” and the movement distance “ 15 mm" is displayed. An instruction button Br for instructing selection of the corresponding treatment plan is displayed near each dose distribution image. For example, as shown in FIG. 11, below the dose distribution image I7, an instruction button Br4 for instructing selection of a treatment plan corresponding to the dose distribution image I7 is displayed. When an arbitrary instruction button Br is pressed and the confirmation button B2 is pressed, the processing circuit 31 adopts the treatment plan corresponding to the pressed instruction button. For example, the user observes changes in spatial dose distribution due to changes in moving distance for each irradiation mode. Then, the user selects an irradiation mode with a small spatial dose distribution, and selects a treatment plan for the selected irradiation mode and for the residence parameter value calculated in step S4 and the movement distance calculated in step S6 or its vicinity. . This allows the adoption of a robust treatment plan that is robust against changes in breathing patterns.

なお、図11においては、移動距離と照射態様との組合せ毎に線量分布画像が作成され表示されるとしたが、移動距離毎、滞留パラメータ値毎、照射態様毎、移動距離と滞留パラメータ値との組合せ毎、移動距離と滞留パラメータ値と照射態様との組合せ毎、滞留パラメータ値と照射態様との組合せ毎に線量分布画像が作成され表示されても良い。 In FIG. 11, a dose distribution image is created and displayed for each combination of moving distance and irradiation mode. A dose distribution image may be created and displayed for each combination of , for each combination of moving distance, retention parameter value, and irradiation mode, and for each combination of retention parameter value and irradiation mode.

このように、本実施形態に係る処理回路31は、移動距離と滞留パラメータ値と照射態様との少なくとも一からなる複数の組合せ毎に治療計画を作成及び表示することが可能になる。これによりユーザは、呼吸動に伴う腫瘍領域の移動距離及び滞留の程度等を考慮しつつ、呼吸パターンの変化に強い治療計画を採用することができる。 Thus, the processing circuit 31 according to this embodiment can create and display treatment plans for each of a plurality of combinations of at least one of the movement distance, the dwell parameter value, and the irradiation mode. As a result, the user can adopt a treatment plan that is resistant to changes in breathing patterns while taking into consideration the moving distance and degree of retention of the tumor region due to respiratory motion.

上記の通り、本実施形態に係る腫瘍位置表示装置30は、少なくとも腫瘍領域特定機能311、滞留パラメータ算出機能313及び表示制御機能317を実行可能な処理回路31を有する。処理回路31は、複数の時相に関する複数の3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する。処理回路31は、複数の時相に亘る腫瘍領域の移動経路に含まれる移動経路画素各々について、移動経路画素各々への腫瘍領域の滞留の程度を示す滞留パラメータを算出する。処理回路31は、複数の3次元医用画像のうちの少なくとも一の3次元医用画像に基づく2次元医用画像を、滞留パラメータの値に応じた濃度又は色で表示機器35に表示する。 As described above, the tumor position display device 30 according to this embodiment has the processing circuit 31 capable of executing at least the tumor region specifying function 311 , the retention parameter calculation function 313 and the display control function 317 . The processing circuitry 31 identifies tumor regions included in multiple three-dimensional medical images for multiple time phases. The processing circuit 31 calculates a retention parameter indicating the degree of retention of the tumor region in each movement path pixel for each movement path pixel included in the movement path of the tumor area over a plurality of time phases. The processing circuit 31 displays a two-dimensional medical image based on at least one three-dimensional medical image among the plurality of three-dimensional medical images on the display device 35 in density or color according to the value of the retention parameter.

上記の構成により、本実施形態に係る腫瘍位置表示装置30は、滞留パラメータの上記重み付け表示を行うことにより、呼吸動に伴う腫瘍の動きの程度及び態様をユーザに提示することができる。ユーザは、重み付け表示を観察することにより、呼吸動に伴う個々の腫瘍の動きを正確に把握することができる。これによりユーザは、呼吸動に伴う個々の腫瘍の動きに対応した適切な照射態様を選択することができ、ひいては、適切な放射線治療計画方針を決定することができる。 With the above configuration, the tumor position display device 30 according to the present embodiment can present the degree and mode of tumor movement associated with respiratory movement to the user by performing the weighted display of the retention parameter. By observing the weighted display, the user can accurately grasp the movements of individual tumors accompanying respiratory movements. This allows the user to select an appropriate irradiation mode corresponding to the movement of individual tumors accompanying respiratory motion, and thus to determine an appropriate radiotherapy planning policy.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、個々の腫瘍の動きに対応した適切な放射線治療計画方針の決定を支援することができる。 According to at least one embodiment described above, it is possible to support the determination of an appropriate radiotherapy planning policy corresponding to individual tumor movements.

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

1 放射線治療システム
10 医用画像診断装置
30 腫瘍位置表示装置(治療計画装置)
31 処理回路
33 記憶装置
35 表示機器
37 入力機器
39 通信機器
50 放射線治療情報管理システム(OIS: Oncology Information System)
70 呼吸同期照射管理システム
90 放射線治療装置
311 腫瘍領域特定機能
312 移動時間算出機能
313 滞留パラメータ算出機能
314 腫瘍位置設定機能
315 照射態様決定機能
316 治療計画機能
317 表示制御機能
1 Radiation therapy system 10 Medical image diagnosis device 30 Tumor position display device (treatment planning device)
31 processing circuit 33 storage device 35 display device 37 input device 39 communication device 50 radiotherapy information management system (OIS: Oncology Information System)
70 Respiratory gated irradiation management system 90 Radiotherapy apparatus 311 Tumor region identification function 312 Moving time calculation function 313 Retention parameter calculation function 314 Tumor position setting function 315 Irradiation mode determination function 316 Treatment planning function 317 Display control function

Claims (9)

治療対象患者に関する、少なくとも一呼吸周期に含まれる複数の呼吸時相に関する複数の3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する特定部と、
前記複数の呼吸時相に亘る前記腫瘍領域の移動経路に含まれる画素各々について、前記画素各々への前記腫瘍領域の滞留の程度を示すパラメータを算出する算出部と、
前記複数の3次元医用画像のうちの少なくとも一の3次元医用画像に基づく2次元医用画像に、前記パラメータの空間分布を表し且つ前記パラメータの値に応じた濃度又は色を有するマップを重畳して表示する表示部と、
を具備する腫瘍位置表示装置。
an identifying unit that identifies a tumor region included in a plurality of three-dimensional medical images related to a plurality of respiratory phases included in at least one respiratory cycle of a patient to be treated ;
a calculation unit that calculates, for each of the pixels included in the moving path of the tumor region over the plurality of respiratory phases, a parameter indicating the degree of retention of the tumor region in each of the pixels;
superimposing a map representing the spatial distribution of the parameter and having a density or color corresponding to the value of the parameter on a two-dimensional medical image based on at least one three-dimensional medical image among the plurality of three-dimensional medical images; a display unit for displaying;
A tumor position display device comprising:
前記算出部は、前記パラメータとして、前記画素各々に前記腫瘍領域が存在するフレーム数、前記少なくとも一呼吸周期における前記画素各々への前記腫瘍領域が存在するフレーム数、前記腫瘍領域の移動時間に対するフレーム数の比率である滞留比率、前記滞留比率と前記移動時間との積である滞留時間、前記移動時間に対する前記滞留比率の比率又は前記腫瘍領域の移動速度を算出する、請求項1記載の腫瘍位置表示装置。 The calculation unit uses, as the parameters, the number of frames in which the tumor region exists in each of the pixels, the number of frames in which the tumor region exists in each of the pixels in the at least one respiratory cycle, and the number of frames relative to the movement time of the tumor region. 2. The tumor position according to claim 1, wherein a retention ratio that is a ratio of numbers, a retention time that is a product of the retention ratio and the migration time, a ratio of the retention ratio to the migration time, or a migration speed of the tumor area is calculated. display device. 前記複数の呼吸時相は、最大呼気の呼吸時相と最大吸気の呼吸時相とを含む、請求項1記載の腫瘍位置表示装置。 2. The tumor position indicating device according to claim 1, wherein said plurality of respiratory phases includes a maximum expiration breathing phase and a maximum inspiration breathing phase. 前記2次元医用画像における前記マップに基づいて、治療計画の作成に利用する腫瘍位置を設定する設定部を更に備える、請求項1記載の腫瘍位置表示装置。 2. The tumor position display device according to claim 1, further comprising a setting unit for setting a tumor position used for creating a treatment plan based on said map in said two-dimensional medical image. 前記算出部は、前記複数の呼吸時相に亘る前記腫瘍領域の移動距離を算出し、
前記表示部は、前記2次元医用画像と前記腫瘍領域の移動距離とを表示する、
請求項1記載の腫瘍位置表示装置。
The calculation unit calculates a moving distance of the tumor region over the plurality of respiratory phases,
the display unit displays the two-dimensional medical image and the movement distance of the tumor region;
The tumor position display device according to claim 1.
前記移動距離と前記マップとに基づいて放射線治療における放射線の照射態様を決定する決定部を更に備え、
前記表示部は、前記照射態様を表示する、
請求項記載の腫瘍位置表示装置。
Further comprising a determination unit that determines a radiation irradiation mode in radiation therapy based on the movement distance and the map ,
The display unit displays the irradiation mode,
The tumor position display device according to claim 5 .
前記照射態様は、呼吸同期と空間的に均一な線量分布での非呼吸同期と空間的に非均一な線量分布での非呼吸同期とを含む、請求項記載の腫瘍位置表示装置。 7. The tumor position display device according to claim 6 , wherein said irradiation modes include respiratory gating, non-respiratory gating with a spatially uniform dose distribution, and non-respiratory gating with a spatially non-uniform dose distribution. 前記腫瘍領域の移動距離と前記パラメータと放射線治療における放射線の照射態様とが異なる複数の組合せ各々について治療計画を作成する治療計画部を更に備え、
前記表示部は、前記複数の組合せ各々について前記治療計画を表示する、
請求項1記載の腫瘍位置表示装置。
further comprising a treatment planning unit that prepares a treatment plan for each of a plurality of different combinations of the moving distance of the tumor region, the parameter, and the radiation irradiation mode in radiotherapy;
the display unit displays the treatment plan for each of the plurality of combinations;
The tumor position display device according to claim 1.
治療対象患者に医用撮像を施して、少なくとも1呼吸周期に含まれる複数の呼吸時相に関する複数の3次元医用画像を生成する撮像部と、
前記複数の3次元医用画像に含まれる腫瘍領域を特定する特定部と、
前記複数の呼吸時相に亘る前記腫瘍領域の移動経路に含まれる画素各々について、前記画素各々への前記腫瘍領域の滞留の程度を示すパラメータを算出する算出部と、
前記複数の3次元医用画像のうちの少なくとも一の3次元医用画像に基づく2次元医用画像に、前記パラメータの空間分布を表し且つ前記パラメータの値に応じた濃度又は色を有するマップを重畳して表示する表示部と、
を具備する放射線治療システム。
an imaging unit that performs medical imaging on a patient to be treated and generates a plurality of three-dimensional medical images related to a plurality of respiratory phases included in at least one respiratory cycle ;
an identifying unit that identifies a tumor region included in the plurality of three-dimensional medical images;
a calculation unit that calculates, for each of the pixels included in the moving path of the tumor region over the plurality of respiratory phases, a parameter indicating the degree of retention of the tumor region in each of the pixels;
superimposing a map representing the spatial distribution of the parameter and having a density or color corresponding to the value of the parameter on a two-dimensional medical image based on at least one three-dimensional medical image among the plurality of three-dimensional medical images; a display unit for displaying;
A radiotherapy system comprising:
JP2018108614A 2018-06-06 2018-06-06 Tumor position display device and radiotherapy system Active JP7114348B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018108614A JP7114348B2 (en) 2018-06-06 2018-06-06 Tumor position display device and radiotherapy system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018108614A JP7114348B2 (en) 2018-06-06 2018-06-06 Tumor position display device and radiotherapy system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019208950A JP2019208950A (en) 2019-12-12
JP7114348B2 true JP7114348B2 (en) 2022-08-08

Family

ID=68844258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018108614A Active JP7114348B2 (en) 2018-06-06 2018-06-06 Tumor position display device and radiotherapy system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7114348B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142007A (en) 2004-10-22 2006-06-08 Ethicon Endo Surgery Inc System and method for treatment of tissue using the tissue as fiducial
JP2009045251A (en) 2007-08-21 2009-03-05 Toshiba Corp Treatment support equipment
JP2012213604A (en) 2011-03-29 2012-11-08 Toshiba Corp X-ray ct apparatus, and image processing method
JP2014061292A (en) 2012-09-03 2014-04-10 Toshiba Corp Medical image processor and radiation therapy equipment
JP2018029852A (en) 2016-08-25 2018-03-01 株式会社東芝 Medical image processor, care system and medical image processing program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006142007A (en) 2004-10-22 2006-06-08 Ethicon Endo Surgery Inc System and method for treatment of tissue using the tissue as fiducial
JP2009045251A (en) 2007-08-21 2009-03-05 Toshiba Corp Treatment support equipment
JP2012213604A (en) 2011-03-29 2012-11-08 Toshiba Corp X-ray ct apparatus, and image processing method
JP2014061292A (en) 2012-09-03 2014-04-10 Toshiba Corp Medical image processor and radiation therapy equipment
JP2018029852A (en) 2016-08-25 2018-03-01 株式会社東芝 Medical image processor, care system and medical image processing program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019208950A (en) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102070714B1 (en) Object positioning apparatus, object positioning method, object positioning program, and radiation therapy system
JP5665994B2 (en) Skin dose evaluation support device and treatment planning device
CN103229178B (en) Method and apparatus for treating a target's partial motion range
JP5611091B2 (en) Radiotherapy apparatus control apparatus, processing method thereof, and program
JP2008526270A (en) Improved data representation for RTP
CA3003439C (en) Apparatus and method for maintaining image quality while minimizing x-ray dosage of a patient
JP2019107396A (en) Medical apparatus, and control method and program of medical apparatus
US20150165235A1 (en) Medical image processing apparatus and radiation treatment apparatus
JP2012196260A (en) Control device for radiation therapy device, processing method and program for the same
US9836861B2 (en) Tomography apparatus and method of reconstructing tomography image
JP5010740B2 (en) Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus
JP6815587B2 (en) Treatment systems, medical imaging equipment, and treatment programs
US10864383B2 (en) Respiratory gating system
US20170296843A1 (en) Processing device for a radiation therapy system
JP7114348B2 (en) Tumor position display device and radiotherapy system
US20220257979A1 (en) Radiotherapy planning apparatus, radiotherapy planning method, and radiotherapy support apparatus
JP2024007166A (en) Radiotherapy planning device and radiotherapy system
US20210196402A1 (en) Systems and methods for subject positioning and image-guided surgery
JP7171285B2 (en) Radiation therapy support device and program
JP7019377B2 (en) Medical diagnostic imaging equipment, treatment planning system and radiation therapy support program
JP2020127723A (en) Radiotherapy planning apparatus and radiotherapy planning method
US12097387B2 (en) Radiation treatment planning apparatus and radiation treatment apparatus
WO2023153031A1 (en) Medical image processing device, treatment system, medical image processing method, program, and recording medium
US20230338749A1 (en) Method for providing an irradiation plan, device for determining and device for applying the irradiation plan
EP4312188A1 (en) Combined optical and non-optical 3d reconstruction

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20211208

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211214

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220214

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220628

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220727

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7114348

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150