JPH02200275A - 放射線治療ビームによる体内三次元線量分布計算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射線線量分布計算装置に関し、特に放射線治
療ビームの三次元の線量計算及び三次元の等線量曲線描
出を行う放射線治療ビームによる体内三次元線量分布計
算装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の放射線線量分布計算装置は、例えば特開
昭５９−７５号公報および特願昭６３−３−８９６５号
明細書に説明されており、その概要は三次元空間におけ
る線量分布計算を行う場合に指定した任意断面上の各マ
トリックスの点における線量計算を行い、前記任意断面
上に線量計算結果を重ねるという手段によっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の放射線線量分布計算装置は指定した面上
でのみしか線量計算を行わないため、立体的な空間にお
いて実際の線量分布がどのような形態となっているかを
見るためには、多数個の面をその都度指定しては個々に
線量計算を繰返さね・ばならず、多大な時間を要すると
いう欠点がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の放射線治療ビームによる体内三次元線量分布計
算装置は、放射線治療ビームによる体内線量分布計算を
行う装置において、ＣＴ画像による三次元電子密度空間
構築手段と、三次元空間の任意位置における放射線照射
野決定手段と、体輪郭及び臓器輪郭決定手段と、前記照
射野及び前記体輪郭に挟まれた空間において散乱線計算
のための代表点を決定する三次元空間代表点決定手段と
、三次元マトリックス線量計算手段と、三次元マトリッ
クス線量計算結果から等線量曲線を求める三次元マトリ
ックス面等線量曲線抽出手段と、前記体輪郭及び臓器輪
郭と、前記三次元マトリックス面等線量曲線とを立体的
に重ねる画像重ね合せ処理手段とを備えて構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。

放射線治療線量分布計算装置においては、多数枚のＣＴ
（断層撮影装置による）画像が治療対象とする患者の情
報として取込まれる。ＣＴ画像による三次元電子密度空
間構築手段１においては、任意枚数のＣＴ画像を選び、
各ＣＴ画像が持つ画像マトリックス上のＣＴ値をＸ線吸
収の強度に応じた電子密度を変換する。更に、複数Ｃ７
画像によ′る複数電子密度空間を各ＣＴスライスの座裸
および座標間の補間を、内挿法および外挿法によって求
め、三次元の電子密度空間を°構築する。

体輪郭・臓器輪郭決定手段２においては、各ＣＴ画像か
ら患者の体輪郭を自動的に抽出する機能および関心領域
として主要臓器輪郭を指定して入力する機能を有する。

照射野決定手段３においては、三次元空間の任意位置に
おける悪性腫瘍の形状を囲む放射線ビームの照射範囲を
、照射野として決定する機能を有する。三次元空間代表
点決定手段４においては、前記照射野及び前記体輪郭に
挟まれた空間において、散乱線寄与成分を計算するため
の計算代表点を乱数発生機能などにより、適当個数を例
えば１０００点ないし３０００点として決定する。

三次８元マトリックス線量計算手段５において、三次元
空間内に計算マトリックスサイズ及び計算ピッチを指定
することにより、例えば１００×１００×１００とする
１００万点の立体マトリラス格子点を決定する各計算格
子点は個々に前記三次元空間代表点から散乱成分の寄与
計算を行い、立体マトリックス格子点の各々に対応した
線量計算結果を記憶する。

三次元マトリックス面等線量曲線抽出手段６においては
、前記立体マトリックス格子点の線量計算結果から最大
線量値を捜し、最大線量値を１００％とした場合の９０
％等線量領域、８０％等線量領域、・・・、１０％等線
量領域を求める。各等線量領域は面上の三次元等線量曲
線となるため、面等線量曲線が抽出されたことになり画
像重ね合せ処理手段７においては、三次元マトリックス
面等線量曲線と前記体輪郭及び臓器輪郭とを、立体的に
重ね合せて描出する。

第２図は第１図で示した三次元空間代表点決定手段４の
詳細を示す説明図である。

高エネルギー放射線治療機における照射ビーム８は、患
者体輪郭９を通過し、三次元空間の任意位置に設定した
照射野１１を照射する。照射ビーム８は、更に患者体輪
郭１０を通過し、体外へ出る。患者体輪郭９・１０内に
おいて照射ビーム８が体表面１２及び体表面１３を形成
するとしたとき、ビーム最外角１４〜１７と体表面１２
・１３とに挟まれた空間内において、三次元空間代表点
が決定される。これは、例えば乱数法により決定された
代表点１８，１９，２０．２１として示される。三次元
マトリックス１００×１００×１００のある一点を計数
点２２とした場合に、各代表点から計数点２２に対する
散乱線寄与を個々に計算し足し合わせる。計数過程とし
ては、代表点１８〜２１は、計算点２２を含みビーム中
心軸２３と垂直な平面２４に投影されて、投影された各
点１８ａ〜２１ａが決定される。そして、１８ａ〜２１
ａが計算点２２までの幾何学的散乱効果を個々に計算す
る。ここでは計算マトリックス１００万点のうち一点、
すなわち計算点２２のみについて、代表点の一部からの
散乱線寄与計算を示したが、全てのマトリックス格子点
において全ての代表点からの散乱線寄与計算が行われ記
憶される。

第３図は第１図の三次元マトリックス面等線量曲線抽出
手段６により求められる面等線量曲線を示す説明図であ
る。

三次元空間２５において、マトリックス個片２６の積層
モザイクが示されているマトリックス個片２６の角２７
〜３４はマトリックス格子点にあたり、三次元マトリッ
クス線量計算手段５によって各格子点の線量計算が行わ
れている。全ての格子点中の最大線量値を見出し、この
線量値を１００％とする時は、９０％線量値を格子点線
量値を参照しながら立体的に走査していく、この走査に
よって見出される例えば９０％の等線量値の格子点或い
は格子点内の任意の点は、互いに結線され面状の等線量
曲線を形成するように配慮される０面等線量曲線３５は
９０％線量値を、面等量曲線３６は８０％線量値を、格
子点３７は最大線量値格子点をそれぞれ表わしている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、三次元空間のマトリクス
において、各格子点の線量値を計算し三次元空間の線量
計算結果を得ることにより、包括的に面上の等線量曲線
が描出でき、立体的線量分布を構築しようとした時多数
枚の指定面を計算せねばならず多大な時間を要していた
点と比較すると、非常に簡便な手段で線量分布が確認で
きるという効果がある。

又、容積線量計算は立体的拡がりが主要臓器のように三
次元空間内で閉じた立体の体積を持つような場合、その
体積と線量計算結果の積によって求めるが、この場合で
も本発明の手法によれば容易に計算ができ、立体的にも
描出ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る、第２図は第１図の三次元空間代表点決定手段の詳細
を示す説明図、第３図は第１図の三次元マトリックス面
等線量曲線抽出手段の詳細を示す説明図である。 １・・・三次元電子密度空間構築手段、２・・・体輪郭
・臓器輪郭決定手段、３・・・照射野決定手段、４・・
・三次元空間代表点決定手段、５・・・三次元マトリッ
クス線量計算手段、６・・・三次元マトリックス面等線
量曲線抽出手段、７・・・画像重ね合せ処理手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 放射線治療ビームによる体内線量分布計算を行う装置に
   おいて、ＣＴ画像による三次元電子密度空間構築手段と
   、三次元空間の任意位置における放射線照射野決定手段
   と、体輪郭及び臓器輪郭決定手段と、前記照射野及び前
   記体輪郭に挟まれた空間において散乱線計算のための代
   表点を決定する三次元空間代表点決定手段と、三次元マ
   トリックス線量計算手段と、三次元マトリックス線量計
   算結果から等線量曲線を求める三次元マトリックス面等
   線量曲線抽出手段と、前記体輪郭及び臓器輪郭と、前記
   三次元マトリックス面等線量曲線とを立体的に重ねる画
   像重ね合せ処理手段とを備えて成ることを特徴とする放
   射線治療ビームによる体内三次元線量分布計算装置。