WO2024085077A1 - 放射線量解析方法、放射線量解析装置、制御プログラム、記録媒体 - Google Patents

Abstract

線源からの放射線によって危険臓器が受ける影響を精度良く評価する。放射線量解析方法は、線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータ（５０）が設置された対象者を撮像した画像であって、設置されたアプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写るアプリケータ（５０）の基準軸を決定する基準軸決定工程（Ｓ１）と、基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の基準軸からの距離に基づいて、線源から複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析工程（Ｓ４）と、を含む。

Description

放射線量解析方法、放射線量解析装置、制御プログラム、記録媒体

　本開示は、線源からの放射線が臓器に与える影響を評価可能な放射線量解析方法および放射線量解析装置に関する。

　小線源治療は、対象者の標的臓器に放射線を放出する線源を挿入し、当該対象臓器に存在する病巣部位（例えば、悪性腫瘍など）に高線量の放射線を集中的に照射する治療である。標的臓器への線源の挿入には、例えば、遠隔操作式後充填法（ＲＡＬＳ：Remote After Loading System）が用いられる。

　対象臓器に設置された中空のアプリケータ内に移動した線源から放出される放射線は、標的臓器ではない正常臓器（例えば、標的臓器の周囲にあり、病巣部位が存在しない臓器）にも影響を与え得る。このような正常臓器は、危険臓器（ＯＡＲ：organ at risk）と呼称される。

　例えば、特許文献１には、患者の放射線療法治療のための治療計画に対応する線量分布に関して解剖学的構造の輪郭を評価することを支援するシステムが開示されている。

日本国特開２０２２－０２７８１２号公報

　同じ対象者であっても、標的臓器の位置および／または形状は変化するため、設置されているアプリケータの設置状況も変化し得る。また、危険臓器の位置および／または形状も日々大きく変化し得る。それゆえ、同じ対象者であっても小線源治療を実施する度に、高い放射線量を受ける危険臓器の部位が異なっている可能性がある。また、小線源治療に関する治療計画においては、複数回の小線源治療の実施（例えば、週に１回、数週間に亘り実施）を含む場合が多い。それゆえ、小線源治療（特に、小線源治療を複数回実施した場合の当該一連の小線源治療）によって危険臓器が受ける影響を精度良く評価することは困難であった。

　本開示の一態様は、小線源治療によって対象者の危険臓器が受ける影響を精度良く評価し得る放射線量解析方法および放射線量解析装置を実現する。

　上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る放射線量解析方法は、線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定工程と、前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析工程と、を含む。

　本開示の一態様に係る放射線量解析装置は、線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定部と、前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析部と、を備える。

　本開示の各態様に係る放射線量解析装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記放射線量解析装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより前記放射線量解析装置をコンピュータにて実現させる放射線量解析装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本開示の範疇に入る。

　本開示の一態様によれば、小線源治療によって対象者の危険臓器が受ける影響を精度良く評価できる。

本開示の一実施形態に係る放射線量解析装置の構成の一例を示す機能ブロック図である。 本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法の概略を説明するための図である。 放射線量解析装置が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 対象者に実施された小線源治療による対象者の臓器への影響を示す２次元ヒート図の一例を示す図である。 同じ対象者に実施された複数回の小線源治療のそれぞれによる対象者の臓器への影響を示す２次元ヒート図を積算して、一連の小線源治療による対象者の臓器への影響を総合的に評価する方法の一例を示す図である。 標的臓器にアプリケータを設置した様子を示す図である。 アプリケータを標的臓器（子宮）に設置された対象者を撮像したＸ線ＣＴ画像の例である。 図７と同じ対象者を別の日に撮像したＸ線ＣＴ画像の例である。 放射線量解析装置を備える評価システムの概略構成の一例を示す図である。 標的臓器（子宮）に対する小線量治療を受けた１５人の対象者のそれぞれに、従来の評価方法および本開示に係る放射線量解析方法を適用して、危険臓器（小腸）が受けた放射線量を評価した結果を示すグラフである。

　〔実施形態１〕
　以下、本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法および放射線量解析装置１について詳細に説明する。以下では、対象者の臓器に線源からの放射線を照射する小線源治療を例に挙げて説明する。なお、本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法および放射線量解析装置１は、小線源治療にのみ適用されるものではなく、その他の放射線治療法においても適用され得る。ただし、本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法は、あくまで各種放射線治療法における標的臓器および／または危険臓器の放射線量のデータを取得するための方法である。当該放射線量解析方法によって得られたデータをもとに、医師が対象者の治療計画や治療方針の決定を行う。よって、本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法は、医師が治療計画等の決定を行う際の補助的な方法であって、当該医師が行う診断等の医療行為を包含していない。

　（小線源治療の概要）
　はじめに、小線源治療の概要について、図６～図８を用いて説明する。

　小線源治療は、図６に示すように、ワイヤー形状の線源を格納している線源装置５と、対象者の標的臓器に挿入された、内部に線源を収容可能な中空のアプリケータ５０を接続して行われる。遠隔操作によって、線源装置５から連結管５１を介してアプリケータ５０内に線源を送り込むことが可能である。

　アプリケータ５０内に移動した線源から放出される放射線は、標的臓器ではない正常臓器（例えば、標的臓器の周囲にあり、病巣部位が存在しない臓器）にも影響を与え得る。このような正常臓器は、危険臓器と呼称される。図６は、標的臓器にアプリケータを設置した様子を示す図であり、標的臓器ＴＲ、および危険臓器Ｒ１、Ｒ２が示されている。

　従来、小線源治療によって危険臓器が受ける影響を評価するために、以下の（１）～（３）の方法が用いられている。

　（１）アプリケータを標的臓器に挿入した様子を撮像したＸ線画像において、標的臓器と危険臓器との間の距離を想定し、想定した距離と同じだけアプリケータから離れた評価点を設定し、該評価点における放射線量に基づいて、危険臓器が受ける影響を評価する。

　（２）アプリケータを標的臓器に挿入する。そして、放射線不透過性の液体を内包するバルーンを所定の危険臓器内または近傍に設置した様子を撮像したＸ線画像において、バルーンの位置を基準点として、基準点における放射線量に基づいて、危険臓器が受ける影響を評価する。

　（３）アプリケータ５０を標的臓器に挿入した様子を撮像したＸ線ＣＴ（Computed Tomography）画像に基づいて、危険臓器の輪郭を細かい領域（すなわち小体積を有する領域）に分割し、個々について線源から受ける放射線量を解析する。解析後、危険臓器の特定の領域が受ける放射線量を代表値として評価する。

　上記（１）の方法では、危険臓器の形状および位置がＸ線画像からはわからないため、危険臓器が受ける影響を正確に評価することはできない。また、上記（２）の方法では、バルーンを設置可能な位置における影響しか評価することができない。また、上記（３）の方法では、危険臓器の形状および／または位置が大きく変化し得る場合、同一の対象者に実施した一連の小線源治療（例えば、週１回の小線源治療を数週間に亘って実施）によって危険臓器が受けた影響を評価することは困難である。

　近年、上記（３）の方法の問題点を解決するために、同一の対象者について、小線源治療を実施する度に撮像されたＸ線ＣＴ画像における危険臓器の形状および位置の変化を解析し、適当な補正を加える技術が提案されている。しかし、この技術を適用可能な危険臓器は、Ｘ線ＣＴ画像において輪郭が明確であり、かつ、形状および位置が大きく変化しない危険臓器に限定される。

　例えば、対象者の子宮が標的臓器であり、子宮にアプリケータ５０を設置して小線源治療を実施する場合、膀胱、直腸、および小腸は危険臓器となり得る。図７は、アプリケータを標的臓器（子宮）に設置された対象者を撮像したＸ線ＣＴ画像の例である。図８は、図７と同じ対象者を別の日に撮像したＸ線ＣＴ画像の例である。Ｘ線ＣＴ画像における膀胱、および直腸の像は不鮮明であるため、図７および図８には、Ｘ線ＣＴ画像を読影する能力を有する医療関係者によって入力された、膀胱および直腸の輪郭が示されている。

　図７および図８からわかるように、同じ対象者であっても、標的臓器の位置および／または形状が可変である場合、設置されているアプリケータの設置状況も変化し得る。また、膀胱、直腸、および小腸などの危険臓器の位置および／または形状も、毎回大きく変化し得る。それゆえ、同じ対象者の同じ標的臓器に対する小線源治療であっても、小線源治療を実施する度に、高い放射線量を受けた危険臓器の部位が異なっている可能性がある。小線源治療に関する治療計画においては、複数回の小線源治療の実施（週に１回、数週間に亘り実施）を含む場合が多い。従来の方法では、小線源治療（特に、小線源治療を複数回実施した場合の当該一連の小線源治療）によって危険臓器が受ける影響を精度良く評価することは困難であった。

　（放射線量解析装置１の構成）
　小線源治療は、対象者の、悪性腫瘍などの病巣部位（照射対象）を含む標的臓器および／または病巣部位の近傍に、放射線を放出する線源を挿入し、多くの線量の放射線を病巣部位に集中的に照射する治療である。標的臓器は、病巣部位の近傍の臓器であるといえる。ここで、病巣部位の近傍とは、病巣部位からの距離が実寸法で１ｃｍ以下である領域を指していてもよい。あるいは、病巣部位の近傍とは、病巣部位からの距離が実寸法で５ｃｍ以下である領域を指していてもよい。本開示の一実施形態に係る放射線量解析装置１は、対象者に実施された小線源治療において、対象者の臓器が受けた放射線量を解析する装置である。

　本開示において、標的臓器は、子宮、膣、前立腺、食道、舌、乳房、および胆管、のいずれかであってもよい。これらの標的臓器に悪性腫瘍等が生じた場合、当該悪性腫瘍を照射対象とする小線源治療の計画が検討され得る。また、本開示において、危険臓器は、肺、胃、小腸、大腸、膵臓、肝臓、腎臓、膀胱、および、骨のいずれか１つ以上であってもよい。標的臓器および危険臓器は、３次元医用画像において、少なくとも医療関係者が輪郭を判別可能な臓器であればよい。

　まず、図２を参照しながら、図１を用いて、本開示の一実施形態に係る放射線量解析装置１の構成を説明する。図１は、放射線量解析装置１の構成の一例を示す機能ブロック図である。図２は、本開示の一実施形態に係る放射線量解析方法の概略を説明するための図である。図２には、標的臓器ＴＲにアプリケータ５０を設置した様子、および、標的臓器ＴＲの近傍には、危険臓器Ｒ１、Ｒ２が存在している様子が示されている。

　放射線量解析装置１は、制御部１０、記憶部２０、入力部３０、および表示部４０を備えていてもよい。制御部１０は、一例において、ＣＰＵ（Central Processing Unit）であってもよい。制御部１０は、記憶部２０に記憶されているソフトウェアである制御プログラムを読み取ってＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリに展開して各種機能を実行する。入力部３０は、キーボードおよびタッチパネル等であってもよい。なお、図１に示す記憶部２０では、説明の簡略化のために、制御プログラムの図示を省略している。

　図１に示すように、制御部１０は、基準軸決定部１１、輪郭特定部１２、交差検出部１３、放射線量解析部１４、および出力制御部１５を備えていてもよい。

　［基準軸決定部１１］
　基準軸決定部１１は、アプリケータ５０が設置された対象者を撮像した３次元医用画像に基づいて基準軸Ｌを決定する。ここで、３次元医用画像は、設置されたアプリケータ５０が写る画像である。３次元医用画像は、３次元Ｘ線ＣＴ画像または３次元ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）画像であってもよい。これらの３次元医用画像を用いることにより、基準軸決定部１１は、対象者に設置されたアプリケータ５０の実際の設置状況に基づいて正確に基準軸Ｌを決定することができる。

　基準軸Ｌは、３次元医用画像に写るアプリケータ５０の中心を通り、該アプリケータ５０における線源の進行方向の奥側（例えば、アプリケータの先端側）に位置する第１端５０１の近傍と、該進行方向の手前側に位置する第２端５０２の近傍とを結ぶ軸であってもよい。

　［輪郭特定部１２］
　輪郭特定部１２は、対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する。輪郭特定部１２が特定する輪郭は、アプリケータ５０が設置された臓器である標的臓器、および、標的臓器とは異なる臓器であって、線源から放出される放射線の影響を受け得る危険臓器Ｒ１、Ｒ２、の少なくともいずれかの臓器の輪郭であってよい。輪郭特定部１２は、３次元医用画像を確認した医療関係者によって入力部３０を介して入力された、該３次元医用画像における臓器の輪郭を示す輪郭情報に基づいて輪郭を特定してもよい。あるいは、輪郭特定部１２は、Ｘ線ＣＴ画像から臓器に対応する所定のハンスフィールド（ＨＵ：Hounsfield Unit）値を有する領域を自動検出し、当該領域の周縁部を輪郭として特定してもよい。所定のＨＵ値を有する領域の自動検出には、任意の公知の解析アルゴリズムが適用され得る。

　［交差検出部１３］
　交差検出部１３は、基準軸Ｌを中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３のうち、臓器の輪郭と交差する仮想円筒面を検出する。図２には、基準軸Ｌからの距離がｄ１である仮想円筒面Ｐ１、基準軸Ｌからの距離がｄ２である仮想円筒面Ｐ２、および基準軸Ｌからの距離がｄ３である仮想円筒面Ｐ３が示されている。図２に示すＸ軸は基準軸Ｌと平行な軸であり、Ｙ軸は仰臥位の患者における腹背方向であり、基準軸Ｌと直交する軸である。図２において、仮想円筒面Ｐ１およびＰ２は、標的臓器ＴＲと交差しており、仮想円筒面Ｐ３は、危険臓器Ｒ２の輪郭と交差している。一方、仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３は、危険臓器Ｒ１の輪郭とは交差していない。仮想円筒面と各臓器の輪郭と交差の検出には、任意の公知の解析アルゴリズムが適用され得る。

　複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３は、基準軸Ｌから第１距離離れる毎に生成されており、第１距離は、実寸法における所定距離に対応する３次元医用画像上における距離であってもよい。例えば、図２において、ｄ２とｄ１との差、およびｄ３とｄ２との差は、いずれも第１距離（例えば、実寸法における所定１ｍｍに対応する距離）であってもよい。あるいは、複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３は等間隔に生成されていなくてもよく、それぞれ基準軸Ｌから任意の距離離れた位置に生成されてもよい。すなわち、図２において、ｄ２とｄ１との差と、ｄ３とｄ２との差とは同じでなくてもよい。放射線量解析部１４は、第１距離として所望の距離を設定可能であってもよい。放射線量解析部１４は、第１距離をより短く設定することにより、放射線による対象者の臓器への影響の解析精度を向上させることができる。

　［放射線量解析部１４］
　対象者に設置されたアプリケータ５０内の線源から放出される放射線の線量は、アプリケータ５０からの距離に応じて減少する。それゆえ、複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３のそれぞれは、同じ線量の放射線が到達する面を表しているといえる。

　放射線量解析部１４（第１放射線解析部、第２放射線解析部）は、基準軸Ｌを中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３の各々の基準軸Ｌからの距離ｄ１～ｄ３に基づいて、線源から複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３の各々に到達する放射線量を解析する。

　ここで、放射線量解析部１４は、複数の仮想円筒面Ｐ１～Ｐ３のうち、下記の第１仮想円筒面および第２仮想円筒面を特定してもよい。
・第１仮想円筒面：臓器の輪郭と接触する、または、臓器の輪郭との交差を示す線によって囲まれた領域の面積が最小である仮想円筒面。
・第２仮想円筒面：第１仮想円筒面から、基準軸Ｌから離れる方向に第２距離だけ離れた仮想円筒面。

　すなわち、第１仮想円筒面は、臓器の外表面に接する、または外表面に最も近い仮想円筒面であってもよく、第２仮想円筒面は、外表面から第２距離だけ当該臓器の深部を通る仮想円筒面であってもよい。この場合、放射線量解析部１４は、第１仮想円筒面と、第２仮想円筒面と、臓器の輪郭と、によって囲まれた領域に対応する臓器が受けた放射線量を解析してもよい。

　この場合、放射線量解析部１４は、第１仮想円筒面と、第２仮想円筒面と、臓器の輪郭と、によって囲まれた領域の体積が、所定の体積（例えば、実寸法で２ｃｍ^３に対応する体積）となる第２仮想円筒面を検出してもよい。あるいは、臓器の輪郭から当該臓器の内部の方へ所定の距離（例えば、実寸法で５ｍｍに対応する距離）だけ第１仮想円筒面から離れている仮想円筒面を第２仮想円筒面として検出してもよい。

　上記の構成によれば、放射線量解析装置１は、第１仮想円筒面を検出することにより、臓器の表面に到達し得る放射線の線量を解析することが可能である。同様に、上記の構成によれば、放射線量解析装置１は、第２仮想円筒面を検出することにより、例えば、当該臓器の表面から所定の深さ（例えば、実寸法で５ｍｍ）にまで到達し得る放射線の線量を解析することが可能である。

　また、放射線量解析部１４は、実施された照射毎に解析された、臓器が受けた放射線量を積算して、照射が複数回実施されたことによって当該臓器が受ける影響を評価してもよい。この構成によれば、照射対象への放射線の複数回の照射が含まれる小線源治療を実施した場合に、該小線源治療によって対象者の臓器が累積的に受ける影響を総合的に評価することができる。

　この場合、放射線量解析部１４は、対象者の臓器が受けた放射線量を示す情報を、第１軸と、第２軸とによって規定される２次元情報として出力してもよい。ここで、第１軸は、仮想円筒面上の軸であって、基準軸Ｌに平行な軸であり、第２軸は、基準軸Ｌを回転中心とする、所定の基準方向からの回転角度を示す軸である。すなわち、第１軸および第２軸によって規定される面は、仮想円筒面を、基準軸Ｌに平行な線であって、基準軸Ｌから基準方向に伸ばした線と交差する線に沿って切断し展開した２次元平面であってもよい。ここで、基準方向は、例えば、基準軸Ｌから対象者の腹側に向かう方向であってもよい。対象者の臓器が受けた放射線量を示す情報を、このように２次元情報として示すことによって、複数回の小線源治療の各々において臓器が受けた放射線量を、容易に積算して解析することが可能となる。放射線量解析部１４が出力する２次元情報については、後に具体例を挙げて説明する。

　なお、臓器の輪郭を特定する機能と、臓器の輪郭と仮想円筒面との交差を検出する機能とを備える放射線量解析装置１を例に挙げて説明した。しかし、放射線量解析装置１は、少なくとも基準軸決定部１１および放射線量解析部１４を備えていればよく、図１に示す構成に限定されない。

　［出力制御部１５］
　出力制御部１５は、表示部４０に解析結果を表示させる。なお、出力制御部１５は、放射線量解析装置１とは別体の表示装置（図示せず）に解析結果を表示させてもよい。あるいは、出力制御部１５は、放射線量解析装置１と通信可能に接続されている任意の装置（図示せず）に解析結果を送信してもよい。

　（放射線量解析装置１が行う処理の流れ）
　続いて、図３を用いて、放射線量解析装置１が行う処理（放射線量解析方法）の流れを説明する。図３は、放射線量解析装置１が実行する処理の流れの一例を示すフローチャートである。

　まず、基準軸決定部１１は、対象者に設置されたアプリケータ５０が写る３次元医用画像を取得し、当該３次元医用画像に写るアプリケータ５０の基準軸Ｌを決定する（ステップＳ１：基準軸決定工程）。アプリケータ５０は、対象者の身体の内部に設置され得る。

　次に、輪郭特定部１２は、対象者の臓器の輪郭を、３次元医用画像において特定する（ステップＳ２：輪郭特定工程）。

　続いて、交差検出部１３は、基準軸Ｌを中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、特定された輪郭と交差する仮想円筒面を検出する（ステップＳ３：交差検出工程）。

　次に、放射線量解析部１４（第１放射線量解析部）は、基準軸Ｌを中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の基準軸Ｌからの距離に基づいて、線源から複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する（ステップＳ４：第１放射線量解析工程）。

　なお、ステップＳ３の処理とステップＳ４の処理の順序はこれに限定されない。例えば、ステップＳ４の処理の後にステップＳ３の処理を実行する構成であってもよい。

　次に、放射線量解析部１４（第２放射線量解析部）は、臓器の輪郭と交差する仮想円筒面の各々について、基準軸Ｌとの距離、線源からの放射線の線量、臓器の輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、臓器が受けた放射線量を解析する（ステップＳ５：第２放射線量解析工程）。ステップＳ５において、臓器が受けた放射線量を解析する際に、放射線が臓器内を通過する距離に応じた線量勾配を考慮する構成であってもよい。なお、放射線量解析装置１は、上記ステップＳ２～Ｓ３を実行しない場合にも、ステップＳ５の処理を実行可能であってもよい。

　上記の構成によれば、放射線量解析装置１は、対象者に設置されているアプリケータ５０の基準軸Ｌを決定し、当該基準軸Ｌからの距離に基づいて、放射線によって対象者の臓器が受ける影響を解析する。決定された基準軸Ｌは、実際に設置されているアプリケータ５０の設置状況に対応しているため、放射線量解析装置１は、用いられた線源の位置を正確に特定できる。それゆえ、放射線量解析装置１は、対象者の臓器が受ける影響を精度良く評価することができる。

　対象者に複数回の小線源治療が実施された場合、放射線量解析装置１（例えば、放射線量解析部１４）は、小線源治療毎に解析された、対象者の臓器が受けた放射線量を積算して、小線源治療が複数回実施されたことによって当該臓器が累積的に受ける影響を評価する（ステップＳ６：評価工程）。この場合、放射線量解析装置１（例えば、放射線量解析部１４）は、ステップＳ４における解析結果を、対象者に実施された小線源治療によって、臓器が受けた放射線量を示す情報を示す２次元情報として出力してもよい。

　（放射線量解析結果を示す２次元情報）
　ここで、放射線量解析結果を示す２次元情報について、図４を用いて説明する。図４は、対象者に実施された小線源治療による対象者の臓器への影響を示す２次元ヒート図の一例を示す図である。

　実施した小線源治療において実際に設置されたアプリケータ５０の基準軸Ｌからの距離に基づいて放射線量が解析された解析結果は、図４に示すようなヒート図として示され得る。図４において、受けた放射線量が多い部分ほど、より濃く示されている。図４に示されたヒート図は、一例として、解析対象となる臓器（例えば、小腸）の表面から所定の深さ（例えば、５ｍｍ）に到達した放射線量のみを示している。このように、放射線量解析部１４は、解析対象となる臓器について、当該臓器の表面から所定の深さまでの部分を対象として放射線の線量を解析する構成であってもよい。

　図４の縦軸（第１軸、Ｘ軸）は、仮想円筒面上の軸であって、前記基準軸Ｌに平行な軸である。一方、図４の横軸（第２軸、Ｖ軸）は、基準軸Ｌを回転中心とする、所定の基準方向からの角度（ｄｅｇ）を示している。図４において、設定された基準方向は、対象者の腹側に向かう方向であり、横軸の左端と右端とは基準方向を示している。横軸の中央部は対象者の背中側に向かう方向である。すなわち、図４に示す２次元ヒート図は、仮想円筒面を基準軸Ｌに平行な線であって、基準軸Ｌから対象者の腹側に向かう方向に伸ばした線と交差する線に沿って切断し展開した平面である、と表現可能である。図４は、解析対象となる臓器の、基準軸Ｌから対象者の背中側に向かう方向に位置する部分に放射線が多く照射されたことを示している。

　次に、図５を用いて、複数回の小線源治療のそれぞれによる対象者の臓器への影響を解析する方法について説明する。図５は、同じ対象者に実施された複数回の小線源治療のそれぞれによる対象者の臓器への影響を示す２次元ヒート図を積算して、一連の小線源治療による対象者の臓器への累積的な影響を評価する方法の一例を示す図である。なお、実施される小線源治療の回数は、例えば、対象者に対する治療計画に応じて任意に決定され得る。図５では、３回の小線源治療が実施された場合に、これら３回の小線源治療による対象者の臓器への累積的な影響を評価する場合を例に挙げて示している。

　小線源治療を実施する度に、同じ基準方向が設定された２次元ヒート図が生成され得る。この場合、同じ対象者について生成された各２次元ヒート図は、実施した複数回の小線源治療のそれぞれにおける、対象者の臓器が受けた影響を示している。そして、各２次元ヒート図は、同じ基準方向が設定されているため、横軸で示される角度が示す向きは共通している。また、各２次元ヒート図に示された放射線量（濃淡）は、実施した複数回の小線源治療のそれぞれにおいて実際に設置されたアプリケータ５０の基準軸Ｌからの距離に基づいて解析された放射線量に基づいている。各２次元ヒート図における対応する位置の放射線量を積算する場合、実施した小線源治療毎に解析対象となる臓器の位置が変動しているかもしれない。そこで、複数回の小線源治療における解析対象となる臓器の位置の不確かさを考慮してもよい。例えば、２次元ヒート図上のある点の放射線量について一定範囲内で座標を変位させた領域を想定し、当該想定した領域における放射線量を統計的に解析して求めることを許容してもよい。これにより、複数回実施した小線源治療によって、解析対象の臓器のどの部分が放射線による累積的な影響を受けたかを解析可能である。

　この構成によれば、放射線量解析装置１は、小線源治療を複数回実施した場合に臓器が受ける影響を、アプリケータ５０が設置された標的臓器の位置および／または形状が可変であっても、精度良く評価することができる。また、放射線量解析装置１は、形状および／または位置が大きく変化し得る臓器が、複数回実施された小線源治療によって受ける影響も精度良く評価することができる。

　〔実施形態２〕
　放射線量解析装置１は、複数のユーザの各々から画像データを受け付け、各画像データに基づいて、小線源治療による標的臓器および危険臓器が受けた放射線量を解析した解析結果を、各画像データの送信元であるユーザに提供してもよい。ここで、複数のユーザの各々は、例えば、異なる医療施設に所属していてもよい。このような構成を備える放射線量評価システム１００について、図９を用いて説明する。図９は、放射線量解析装置１を備える放射線量評価システム１００の概略構成の一例を示す図である。例えば、図９に示すように、放射線量評価システム１００は、通信ネットワーク９を介して各ユーザが使用する通信装置６ａ、６ｂと通信可能に接続されている放射線量解析装置１を備えていてもよい。

　図９に示す放射線量評価システム１００では、放射線量解析装置１は、各ユーザが小線源治療を施した対象者を撮像した医用画像の画像データを、各ユーザが使用する通信装置６ａ、６ｂのそれぞれから受信する。そして、放射線量解析装置１は、通信装置６ａから受信した画像データに対応する解析結果を通信装置６ａに送信し、通信装置６ｂから受信した画像データに対応する解析結果を通信装置６ｂに送信する。なお、放射線量解析装置１は、受信した画像データに関する解析結果を示したウェブページを画像データ毎あるいはユーザ毎に生成し、当該画像データの送信元であるユーザに当該ウェブページにアクセスするための情報を提供してもよい。

　なお、図９は、通信装置６ａ、６ｂと放射線量解析装置１とを含む放射線量評価システム１００を示しているが、これに限定されない。放射線量評価システム１００において、放射線量解析装置１は２以上の通信装置と通信可能であってもよい。

　このような構成を採用すれば、放射線量解析装置１は、複数のユーザのそれぞれから受信した画像データを解析して得た解析結果を、各画像データの送信元である各ユーザに提供することができる。例えば、放射線量解析装置１を管理する管理者は、受信した画像データに関する解析結果を提供するサービスに対する対価として、各ユーザ（もしくは各ユーザの所属施設）に対して所定の料金を請求してもよい。

　〔ソフトウェアによる実現例〕
　放射線量解析装置１（以下、「装置」と呼ぶ）の機能は、当該装置としてコンピュータを機能させるためのプログラムであって、当該装置の各制御ブロック（特に制御部１０に含まれる各部）としてコンピュータを機能させるためのプログラムにより実現することができる。

　この場合、上記装置は、上記プログラムを実行するためのハードウェアとして、少なくとも１つの制御装置（例えばプロセッサ）と少なくとも１つの記憶装置（例えばメモリ）を有するコンピュータを備えている。この制御装置と記憶装置により上記プログラムを実行することにより、上記各実施形態で説明した各機能が実現される。

　上記プログラムは、一時的ではなく、コンピュータ読み取り可能な、１または複数の記録媒体に記録されていてもよい。この記録媒体は、上記装置が備えていてもよいし、備えていなくてもよい。後者の場合、上記プログラムは、有線または無線の任意の伝送媒体を介して上記装置に供給されてもよい。

　また、上記各制御ブロックの機能の一部または全部は、論理回路により実現することも可能である。例えば、上記各制御ブロックとして機能する論理回路が形成された集積回路も本開示の範疇に含まれる。この他にも、例えば量子コンピュータにより上記各制御ブロックの機能を実現することも可能である。

　また、上記各実施形態で説明した各処理は、ＡＩ（Artificial Intelligence：人工知能）に実行させてもよい。この場合、ＡＩは上記制御装置で動作するものであってもよいし、他の装置（例えばエッジコンピュータまたはクラウドサーバ等）で動作するものであってもよい。

　本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。

　〔まとめ〕
　本開示の態様１に係る放射線量解析方法は、線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定工程と、前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析工程と、を含む。

　本開示の態様２に係る放射線量解析方法は、上記態様１において、前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定工程と、
　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出工程と、前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析工程と、をさらに含んでいてもよい。

　本開示の態様３に係る放射線量解析方法は、上記態様１または２において、（１）前記基準軸決定工程と、（２）前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定工程と、（３）前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出工程と、（４）前記第１放射線量解析工程と、（５）前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析工程と、をこの順序で行ってもよい。

　本開示の態様４に係る放射線量解析方法は、上記態様２または３において、前記第２放射線量解析工程において、前記臓器が受けた放射線量を示す情報は、前記仮想円筒面上の軸であって、前記基準軸に平行な軸である第１軸と、前記基準軸を回転中心とする、所定の基準方向からの角度を示す第２軸と、によって規定される２次元情報として示されてもよい。

　本開示の態様５に係る放射線量解析方法は、上記態様２から４のいずれかにおいて、前記臓器は、前記アプリケータが設置された臓器である標的臓器、および、前記標的臓器とは異なる臓器であって、前記線源から放出される放射線の影響を受け得る危険臓器、の少なくともいずれかであってもよい。

　本開示の態様６に係る放射線量解析方法は、上記態様２から５のいずれかにおいて、前記照射対象への放射線の照射は、前記対象者に複数回実施され、前記照射毎に解析された、前記臓器が受けた放射線量を積算して、前記照射が複数回実施されたことによって前記臓器が受ける影響を評価する評価工程をさらに含んでいてもよい。

　本開示の態様７に係る放射線量解析方法は、上記態様２から６のいずれかにおいて、前記第２放射線量解析工程において、前記複数の前記仮想円筒面のうち、（１）前記輪郭と接触する、または、前記輪郭との交差を示す線によって囲まれた領域の面積が最小である第１仮想円筒面と、（２）前記第１仮想円筒面から、前記基準軸から離れる方向に第２距離だけ離れた仮想円筒面である第２仮想円筒面と、を特定し、前記第１仮想円筒面と、前記第２仮想円筒面と、前記輪郭と、によって囲まれた領域に対応する前記臓器が受けた放射線量を解析してもよい。

　本開示の態様８に係る放射線量解析方法は、上記態様１から７のいずれかにおいて、前記基準軸決定工程において、前記３次元医用画像に写る前記アプリケータの中心を通り、該アプリケータにおける前記線源の進行方向の奥側に位置する第１端の近傍と、該進行方向の手前側に位置する第２端の近傍とを結ぶ軸を、前記基準軸として決定してもよい。

　本開示の態様９に係る放射線量解析方法は、上記態様５において、前記標的臓器は、子宮、膣、前立腺、食道、舌、乳房、および胆管、のいずれかであってもよい。

　本開示の態様１０に係る放射線量解析方法は、上記態様５において、前記危険臓器は、肺、胃、小腸、大腸、膵臓、肝臓、腎臓、膀胱、および、骨のいずれか１つ以上であってもよい。

　本開示の態様１１に係る放射線量解析装置は、線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定部と、前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析部と、を備える。上記構成によれば、態様１と同様の効果を奏する。

　本開示の態様１２に係る放射線量解析装置は、前記態様１１において、前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定部と、前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出部と、前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析部と、をさらに備えていてもよい。

　本開示の態様１３に係るプログラムは、上記態様１１または１２に記載の放射線量解析装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記基準軸決定部および前記放射線量解析部としてコンピュータを機能させるための制御プログラムである。

　本開示の態様１４に係る記録媒体は、上記態様１３に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

　本開示の一実施例について以下に説明する。

　図１０は、標的臓器（子宮）に対する小線量治療を受けた１５人の対象者のそれぞれに、従来の評価方法および本開示に係る放射線量解析方法を適用して、危険臓器（小腸）が受けた放射線量を評価した結果を示すグラフである。

　１５人の対象者の小腸が受けた放射線量を、従来の評価方法によって解析したところ（グラフの左側の軸に示すＤ_２ｃｃの値を参照）、Ｆｒ１～Ｆｒ４いずれにおいても、有意な差は認められなかった。ここで、１５人の対象者は、週１回の小線源治療を４回受けており、Ｆｒ１～Ｆｒ４はそれぞれ、１回目の小線源治療～４回目の小線源治療を意味している。

　一方、１５人の対象者の小腸が受けた放射線量を、本開示に係る放射線量解析方法によって解析したところ「＃７」および「＃１５」の対象者の小腸は、有意の多い放射線量を浴びているという解析結果が得られた。実際、「＃７」および「＃１５」の対象者の小腸には、小線源治療による障害が認められており、他の対象者の小腸には障害が認められていない。

　すなわち、本開示に係る放射線量解析方法は、対象者の危険臓器が受けた小線源治療による影響を定量的に評価し得ることが確認された。そして、本開示に係る放射線量解析方法を用いれば、小線源治療を受けた対象者の危険臓器に重大な副作用が生じるリスクを予見することが可能であることが分かった。

　１　放射線量解析装置
　１１　基準軸決定部
　１２　輪郭特定部
　１３　交差検出部
　１４　放射線量解析部（第１放射線量解析部、第２放射線量解析部）
　５０　アプリケータ
　Ｓ１　基準軸決定工程
　Ｓ２　輪郭特定工程
　Ｓ３　交差検出工程
　Ｓ４　第１放射線量解析工程
　Ｓ５　第２放射線量解析工程
　Ｓ６　評価工程

Claims (14)

1. 　線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定工程と、
   　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析工程と、を含む、
   放射線量解析方法。
2. 　前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定工程と、
   　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出工程と、
   　前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析工程と、をさらに含む、
   請求項１に記載の放射線量解析方法。
3. 　前記基準軸決定工程と、
   　前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定工程と、
   　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出工程と、
   　前記第１放射線量解析工程と、
   　前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析工程と、をこの順序で行う、
   請求項１に記載の放射線量解析方法。
4. 　前記第２放射線量解析工程において、
   　　前記臓器が受けた放射線量を示す情報は、前記仮想円筒面上の軸であって、前記基準軸に平行な軸である第１軸と、前記基準軸を回転中心とする、所定の基準方向からの角度を示す第２軸と、によって規定される２次元情報として示される、
   請求項２または３に記載の放射線量解析方法。
5. 　前記臓器は、前記アプリケータが設置された臓器である標的臓器、および、前記標的臓器とは異なる臓器であって、前記線源から放出される放射線の影響を受け得る危険臓器、の少なくともいずれかである、
   請求項２または３に記載の放射線量解析方法。
6. 　前記照射対象への放射線の照射は、前記対象者に複数回実施され、
   　前記照射毎に解析された、前記臓器が受けた放射線量を積算して、前記照射が複数回実施されたことによって前記臓器が受ける影響を評価する評価工程をさらに含む、
   請求項２または３に記載の放射線量解析方法。
7. 　前記第２放射線量解析工程において、
   　　前記複数の前記仮想円筒面のうち、（１）前記輪郭と接触する、または、前記輪郭との交差を示す線によって囲まれた領域の面積が最小である第１仮想円筒面と、（２）前記第１仮想円筒面から、前記基準軸から離れる方向に第２距離だけ離れた仮想円筒面である第２仮想円筒面と、を特定し、
   　　前記第１仮想円筒面と、前記第２仮想円筒面と、前記輪郭と、によって囲まれた領域に対応する前記臓器が受けた放射線量を解析する、
   請求項２または３に記載の放射線量解析方法。
8. 　前記基準軸決定工程において、
   　　前記３次元医用画像に写る前記アプリケータの中心を通り、該アプリケータにおける前記線源の進行方向の奥側に位置する第１端の近傍と、該進行方向の手前側に位置する第２端の近傍とを結ぶ軸を、前記基準軸として決定する、
   請求項１に記載の放射線量解析方法。
9. 　前記標的臓器は、子宮、膣、前立腺、食道、舌、乳房、および胆管、のいずれかである、
   請求項５に記載の放射線量解析方法。
10. 　前記危険臓器は、肺、胃、小腸、大腸、膵臓、肝臓、腎臓、膀胱、および、骨のうちのいずれか１つ以上である、
    請求項５に記載の放射線量解析方法。
11. 　線源から放出される放射線の照射対象の近傍に該線源を収容可能なアプリケータが設置された対象者を撮像した画像であって、設置された前記アプリケータが写る３次元医用画像を取得し、該３次元医用画像に写る前記アプリケータの基準軸を決定する基準軸決定部と、
    　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面の各々の前記基準軸からの距離に基づいて、前記線源から前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量を解析する第１放射線量解析部と、を備える、
    放射線量解析装置。
12. 　前記対象者の臓器の輪郭を、前記３次元医用画像において特定する輪郭特定部と、
    　前記基準軸を中心軸として互いに半径が異なる複数の仮想円筒面のうち、前記輪郭と交差する前記仮想円筒面を検出する交差検出部と、
    　前記複数の仮想円筒面の各々に到達する放射線量、および前記輪郭との交差を示す線によって規定される領域の面積に基づいて、前記臓器が受けた放射線の線量を解析する第２放射線量解析部と、をさらに備える、
    請求項１１に記載の放射線量解析装置。
13. 　請求項１１または１２に記載の放射線量解析装置としてコンピュータを機能させるための制御プログラムであって、前記基準軸決定部および前記第１放射線量解析部としてコンピュータを機能させるための制御プログラム。
14. 　請求項１３に記載の制御プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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