特許 7479797 治療計画装置及び放射線治療システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(54)【発明の名称】治療計画装置及び放射線治療システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20240430BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 P

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2019110469

(22)【出願日】2019-06-13

(65)【公開番号】P2020199216

(43)【公開日】2020-12-17

【審査請求日】2022-04-15

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】594164542

【氏名又は名称】キヤノンメディカルシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003708

【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 慎二

【審査官】羽月 竜治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１１８９２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０００２６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０１７２５２９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１４３７３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－１１１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００７８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３７３４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１８３４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１５０８７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

対象患者に関する超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とを取得する取得部と、
前記弾性情報と前記血流情報とに基づいて前記対象患者に含まれる腫瘍の性状を決定する性状評価部と、
前記性状を表示する表示部と、
を具備する治療計画装置であって、
前記性状評価部は、前記弾性情報に基づいて硬さ値が第１の硬さ閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に前記血流情報に基づいて前記性状を決定する、治療計画装置。

【請求項2】

前記血流情報は血流量を含み、
前記性状評価部は、血流量が第１の血流閾値よりも大きい小領域を高活性に割り当て、血流量が第２の血流閾値よりも小さい小領域を低活性に割り当てる、
請求項１記載の治療計画装置。

【請求項3】

前記血流情報は血流量と血流方向とを含み、
前記性状評価部は、前記小領域に流入する血流量から前記小領域に流出する血流量の減算値が第３の血流閾値よりも大きい小領域を高活性に割り当て、減算値が第４の血流閾値よりも小さい小領域を低活性に割り当てる、
請求項１記載の治療計画装置。

【請求項4】

前記表示部は、前記低活性に割り当てられた領域と前記高活性に割り当てられた領域とを区別して表示する、請求項２又は３記載の治療計画装置。

【請求項5】

前記弾性情報の空間分布を示す弾性画像と前記血流情報の空間分布を示す血流画像との少なくとも一方と、前記性状の空間分布との合成画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記表示部は、前記合成画像を表示する、
請求項１記載の治療計画装置。

【請求項6】

前記対象患者に関するＸ線コンピュータ断層撮影によるＣＴ画像又は磁気共鳴イメージング装置によるＭＲ画像と、前記性状の空間分布との合成画像を生成する画像生成部を更に備え、
前記表示部は、前記合成画像を表示する、
請求項１記載の治療計画装置。

【請求項7】

前記血流情報のうちの血流量に基づいて、前記対象患者に関するＸ線コンピュータ断層撮影によるＣＴ画像又は磁気共鳴イメージング装置によるＭＲ画像にＯＡＲ領域を設定する設定部を更に備える、請求項１記載の治療計画装置。

【請求項8】

前記性状に応じた治療計画を作成する治療計画部を更に備える、請求項１記載の治療計画装置。

【請求項9】

対象患者に関する超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とを取得する取得部と、
前記弾性情報と前記血流情報とに基づいて、前記対象患者に含まれる腫瘍領域のうちの小領域毎の活性度及び悪性度の少なくとも一方に関する性状を決定する決定部と、
前記腫瘍領域を前記小領域毎の前記性状を区別して表示する表示部と、を具備し、
前記決定部は、前記弾性情報に基づいて硬さ値が第１の硬さ閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に前記血流情報に基づいて前記性状を決定する、又は、前記血流情報に基づいて血流量が第１の血流閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に、前記弾性情報に基づいて前記性状を決定する、
治療計画装置。

【請求項10】

対象患者に関する超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とを取得する超音波診断装置と、
前記弾性情報と前記血流情報とに基づいて前記対象患者に含まれる腫瘍の性状を決定し、前記性状に応じた治療計画を作成する装置であって、
前記弾性情報に基づいて硬さ値が第１の硬さ閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に前記血流情報に基づいて前記性状を決定する治療計画装置と、
を具備する放射線治療システム。

【請求項11】

対象患者に関する超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とを取得する超音波診断装置と、
前記弾性情報と前記血流情報とに基づいて、前記対象患者に含まれる腫瘍領域のうちの小領域毎の活性度及び悪性度の少なくとも一方に関する性状を決定し、前記性状に応じた治療計画を作成する治療計画装置と、を具備し、
前記治療計画装置は、前記弾性情報に基づいて硬さ値が第１の硬さ閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に前記血流情報に基づいて前記性状を決定する、又は、前記血流情報に基づいて血流量が第１の血流閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、前記腫瘍領域のうちの小領域毎に、前記弾性情報に基づいて前記性状を決定する、
放射線治療システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、治療計画装置及び放射線治療システムに関する。

【背景技術】

【0002】

放射線治療計画において腫瘍位置等の治療部位は、Ｘ線ＣＴ画像、すなわち、放射線減衰量（ＣＴ値）を明暗で示す画像、又は超音波のＢモード画像、つまりエコーの位置と強度とを明暗で示す画像に基づいて決定されている。しかしながら、放射線減衰量の情報だけでは、組織の組成を正確に捉えることは難しく、超音波のＢモード画像だけでは、ＣＴに比べて腫瘍の認識率が低い。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開2006-18099号公報

【文献】特開2011-167330号公報

【文献】特開2016-112285号公報

【文献】特開2018-121841号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、放射線治療計画において腫瘍位置を正確に捉えることである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係る治療計画装置は、対象患者に関する超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とを取得する取得部と、前記弾性情報と前記血流情報とに基づいて前記対象患者に含まれる腫瘍の性状を決定する性状評価部と、前記性状を表示する表示部と、を具備する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】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。

【図2】図２は、図１の治療計画装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、処理回路による治療計画プログラムの実行により実現される治療計画の典型的な流れを示す図である。

【図4】図４は、弾性画像の一例を示す図である。

【図5】図５は、血流画像の一例を示す図である。

【図6】図６は、Ｘ線ＣＴ画像と血流画像の腫瘍領域との合成画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図面を参照しながら本実施形態に係る治療計画装置及び放射線治療システムを説明する。

【0008】

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、互いにネットワークを介して接続された治療計画用ＣＴ装置２、超音波診断装置３、治療計画装置４及び放射線治療装置５を有する。

【0009】

治療計画用ＣＴ装置２は、治療計画に利用するＣＴ画像を生成するためのＸ線コンピュータ断層撮影装置である。治療計画用ＣＴ装置２は、例えば、Ｘ線管とＸ線検出器とを保持する回転フレームを高速で回転させながらＸ線管から患者にＸ線を照射し、患者を透過したＸ線をＸ線検出器により検出する。そして治療計画用ＣＴ装置２は、Ｘ線検出器からの生データに基づいて、当該Ｘ線の透過経路上にある物質のＸ線減弱係数の空間分布を表現するＸ線ＣＴ画像を生成する。治療計画用ＣＴ装置２により生成されたＸ線ＣＴ画像は治療計画用ＣＴ画像とも呼ばれている。

【0010】

超音波診断装置３は、超音波プローブを介して患者内に超音波を送信し、患者体内で反射された超音波を超音波プローブを介して受信し、受信された超音波に対応するエコー信号に信号処理を施して超音波画像を生成する。信号処理としては、例えば、Ｂモード処理又はドプラ処理が利用される。超音波診断装置３は、エコー信号にＢモード処理を施すことにより患者内の音響インピーダンス差の空間分布を表現するＢモード画像を生成し、エコー信号にドプラ処理を施すことにより血流の運動情報（以下、血流情報）を収集する。また、超音波診断装置３は、超音波エラストグラフィの技術により、患者体内の弾性情報を収集することも可能である。超音波エラストグラフィとしては、例えば、超音波プローブを介して用手的に患者に圧を与えながら組織の歪みを計測するトレイン・エラストグラフィや、高強度の超音波パルス（プッシュパルス）の印加により患者体内に発生する剪断波の伝搬速度を計測するシェアウェイブエラストグラフィが利用可能である。

【0011】

治療計画装置４は、治療計画用ＣＴ装置２からのＣＴ画像と、超音波診断装置３からの血流情報及び／又は弾性情報とに基づいて治療計画を作成するコンピュータである。治療計画装置４の詳細については後述する。

【0012】

放射線治療装置５は、治療計画に従い患者内の標的腫瘍等に放射線を照射することにより、患者を治療する装置である。具体的には、放射線治療装置５は、治療用架台と治療用寝台とコンソールとを有する。治療用架台は、照射ヘッドを回転軸回りに回転可能に支持する。照射ヘッドには、電子銃等により発生された電子等を加速する加速管と、加速管により加速された電子が衝突する金属ターゲットとが搭載される。金属ターゲットに電子が衝突することにより、放射線の一種であるＸ線が発生する。照射ヘッドは、治療計画装置４により計画された治療計画に従い放射線を照射する。治療用寝台は、患者が載置される治療用天板と、治療用天板を移動自在に支持する基台とを有する。治療用天板は、撮像用天板と同様に平面形状を有している。患者の治療部位がアイソ・センタに一致するように治療用架台、治療用寝台及び患者が位置合わせされる。

【0013】

放射線治療システム１において、治療計画用ＣＴ装置２に代えて磁気共鳴イメージング装置（ＭＲＩ装置）が使用されてもよい。ＭＲＩ装置２は、例えば、ＲＦコイルからＲＦパルスを照射して、静磁場内に載置された患者内に存在する対象原子核を励起させ、当該対象原子核から発生されるＭＲ信号をＲＦコイルにより収集する。そしてＭＲＩ装置３は、ＲＦコイルからのＭＲ信号に基づいて当該対象原子核の空間分布を表現するＭＲ画像を生成する。ＭＲ画像は、Ｘ線ＣＴ画像の代わりに治療計画に使用されることとなる。以下の説明においては、放射線治療システム１には治療計画用ＣＴ装置２が含まれているものとする。

【0014】

図２は、図１の治療計画装置４の構成を示す図である。図２に示すように、治療計画装置４は、処理回路４１、通信インタフェース４２、表示機器４３、入力インタフェース４４及び記憶回路４５を有する。

【0015】

処理回路４１は、ハードウェア資源として、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。処理回路４１は、治療計画に関するプログラム（以下、治療計画プログラムと呼ぶ）を実行して、情報取得機能４１１、性状評価機能４１２、ＯＡＲ設定機能４１３、画像生成機能４１４、治療計画機能４１５及び表示制御機能４１６を実行する。

【0016】

情報取得機能４１１において処理回路４１は、治療計画作成の対象患者に関し、治療計画に必要な情報を取得する。例えば、処理回路４１は、治療計画用ＣＴ装置２からＸ線ＣＴ画像を取得し、超音波診断装置３から血流情報と弾性情報とを取得する。予めＸ線ＣＴ画像、血流情報及び弾性情報が記憶回路４５に記憶されている場合、処理回路４１は、記憶回路４５からＸ線ＣＴ画像、血流情報及び弾性情報を取得する。

【0017】

性状評価機能４１２において処理回路４１は、弾性情報と血流情報とに基づいて対象患者に含まれる腫瘍の性状を決定する。例えば、処理回路４１は、弾性情報に基づいて硬さ値が閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、当該腫瘍領域のうちの小領域毎に血流情報に基づいて性状を決定する。小領域は、１画素でもよいし、複数画素の集合でもよい。

【0018】

ＯＡＲ設定機能４１３において処理回路４１は、血流情報のうちの血流量に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像に、リスク臓器（ＯＡＲ：Organ At Risk）に対応する画像領域（以下、ＯＡＲ領域）を設定する。

【0019】

画像生成機能４１４において処理回路４１は、種々の画像を生成する。例えば、処理回路４１は、弾性情報の空間分布を示す弾性画像や血流情報の空間分布を示す血流画像を生成する。また、処理回路４１は、腫瘍の性状を観察するための画像（以下、観察画像と呼ぶ）を生成する。例えば、処理回路４１は、腫瘍の性状の空間分布を示す性状画像を生成する。また、処理回路４１は、性状画像と弾性画像との合成画像や性状画像と血流情報との合成画像、性状画像とＸ線ＣＴ画像との合成画像を生成する。また、処理回路４１は、３次元画像に３次元画像処理を施して２次元画像を生成することも可能である。３次元画像処理としては、ボリュームレンダリングや、サーフェスレンダリング、画素値投影処理、ＭＰＲ（Multi-Planer Reconstruction）処理、ＣＰＲ（Curved MPR）処理等のレンダリングが利用されればよい。

【0020】

治療計画機能４１５において処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像に基づいて治療計画を作成する。この際、処理回路４１は、腫瘍の性状に応じた治療計画を作成する。

【0021】

表示制御機能４１６において処理回路４１は、種々の情報を表示機器４３を介して表示する。具体的には、処理回路４１は、画像生成機能４１４により生成された２次元の性状画像や合成画像等を、表示機器４３を介して表示する。また、処理回路４１は、治療計画機能４１５により作成された治療計画を、表示機器４３を介して表示する。

【0022】

通信インタフェース４２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を構成する治療計画用ＣＴ装置２、超音波診断装置３及び放射線治療装置５との間でデータ通信を行う。

【0023】

表示機器４３は、表示制御機能４１６により種々の情報を表示する。表示機器４３は、例えば、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、プラズマディスプレイ、又は当技術分野で知られている他の任意のディスプレイが適宜利用可能である。表示機器４３は、プロジェクタでもよい。

【0024】

入力インタフェース４４は、具体的には、入力機器と入力インタフェース回路とを有する。入力機器は、ユーザからの各種指令を受け付ける。入力機器としては、キーボードやマウス、各種スイッチ等が利用可能である。入力インタフェース回路は、入力機器からの出力信号を処理回路４１に供給する。

【0025】

記憶回路４５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。また、記憶回路４５は、ＣＤ－ＲＯＭドライブやＤＶＤドライブ、フラッシュメモリ等の可搬性記憶媒体との間で種々の情報を読み書きする駆動装置等であっても良い。例えば、記憶回路４５は、治療計画プログラムやＸ線ＣＴ画像、血流情報、弾性情報、治療計画等を記憶する。

【0026】

以下、本実施形態に係る治療計画装置４の動作例について説明する。図３は、処理回路４１による治療計画プログラムの実行により実現される治療計画の典型的な流れを示す図である。なお、以下の動作例は膀胱部を臨床例とする。

【0027】

まず処理回路４１は、情報取得機能４１１の実現により、超音波診断装置３から弾性情報と血流情報とを取得する（ステップＳ１）。また、ステップＳ１において処理回路４１は、治療計画用ＣＴ装置１からＣＴ画像を取得する。弾性情報は、弾性画像として取得されてもよいし、弾性画像の生データとしての弾性情報として取得されてもよい。同様に、血流情報は、血流画像として取得されてもよいし、血流画像の生データとしての血流情報として取得されてもよい。なお、ステップＳ１において超音波診断装置３により超音波エラストグラフィ及び超音波ドプラ解析が行われ、弾性情報と血流情報とがリアルタイムで治療計画装置４に伝送されるものとする。

【0028】

ステップＳ１が行われると処理回路４１は、性状評価機能４１２の実現により、弾性情報に基づいて腫瘍領域を特定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において処理回路４１は、例えば、弾性画像から腫瘍領域を特定する。弾性画像は、画像生成機能４１４の実現により、処理回路４１により弾性情報に基づいて生成される。

【0029】

図４は、弾性画像Ｉ１の一例を示す図である。図４に示すように、弾性画像Ｉ１は、弾性情報の空間分布を示す。弾性情報は、例えば、変位や弾性率等の硬さ値である。弾性画像の各画素値には硬さ値に応じた色値が割り当てられている。がん細胞は硬くなる性質を有しており、硬度の高い部分はよりがん化した細胞の可能性が高い。従って処理回路４１は、弾性画像Ｉ１に閾値処理を施して閾値よりも高い画像領域を、腫瘍領域とみなして抽出する。

【0030】

ステップＳ２が行われると処理回路４１は、性状評価機能４１２の実現により、血流情報に基づいて腫瘍領域を、高活性領域と低活性領域とに分類する（ステップＳ３）。ステップＳ３において処理回路４１は、例えば、血流画像を用いて腫瘍領域を高活性領域と低活性領域とに分類する。血流画像は、画像生成機能４１４の実現により、処理回路４１により血流情報に基づいて生成される。

【0031】

図５は、血流画像Ｉ２の一例を示す図である。図５に示すように、血流画像Ｉ２は、血流情報の空間分布を示す。血流情報は、血流量と血流方向とを含む。血流画像Ｉ２の各画素には血流量及び血流方向に応じた色値が割り当てられている。腫瘍のうちの血流量が多い部分はより活性化しており、血流量が少ない部分は不活性化していると推定される。そこで処理回路４１は、まず弾性画像Ｉ１と血流画像Ｉ２とを位置合わせし、血流画像Ｉ２のうちの腫瘍領域Ｒ２を弾性画像Ｉ１のうちの腫瘍領域Ｒ１に一致させる。なお血流画像Ｉ２と弾性画像Ｉ１とのマトリクスサイズは同一でもよいし、異なっていてもよい。次に処理回路４１は、血流画像Ｉ２の腫瘍領域Ｒ２に限定して各画素の血流量と閾値とを比較し、血流量が閾値よりも大きい画素を高活性領域Ｒ２１に分類し、血流量が閾値よりも小さい画素を低活性領域Ｒ２２に分類する。高活性領域Ｒ２１に分類された画素には高活性であることを示すラベル（以下、高活性ラベル）が付され、低活性領域Ｒ２２に分類された画素には低活性であることを示すラベル（以下、低活性ラベル）が付される。高活性は高悪性であると言い換えられ、低活性は低悪性であると言い換えることも可能である。

【0032】

上記処理では腫瘍領域を低活性領域又は高活性領域の２種類に分類するとしたが、低活性領域と中活性領域と高活性領域との３種類に分類してもよいし、それ以上の領域に分類してもよい。

【0033】

上記処理では血流量に基づいて低活性領域と高活性領域との２種類に分類するとしたが、血流量と血流方向とに基づいて低活性領域と高活性領域とに分類してもよい。腫瘍に流入する血流量が腫瘍から流出する血流量に比して大きい場合、より活性化している可能性が高いと推定される。そこで処理回路４１は、各画素に流入する血流量から当該画素から流出する血流量の減算値が閾値よりも大きい画素を高活性領域に割り当て、減算値が閾値よりも小さい画素を低活性領域に割り当ててもよい。

【0034】

上記処理では、腫瘍領域の各画素を低活性領域又は高活性領域に分類するとしたが、隣接する複数画素の集合毎に低活性領域又は高活性領域に分類してもよい。

【0035】

ステップＳ３が行われると処理回路４１は、画像生成機能４１４の実現により、Ｘ線ＣＴ画像と弾性情報又は血流情報との合成画像を生成する（ステップＳ４）。具体的には、処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像と弾性画像又は血流画像の全体との合成画像を生成してもよいし、Ｘ線ＣＴ画像と弾性画像又は血流画像の腫瘍領域との合成画像を生成してもよい。合成処理としては、例えば、アルファ・ブレンディングの技術により行われる。

【0036】

ステップＳ４において処理回路４１は、３次元のＸ線ＣＴ画像（ボリュームデータ）から、弾性画像又は血流画像の走査面に一致するＭＰＲ断面の２次元画像を生成する。具体的には、処理回路４１は、情報取得機能４１４の実現により、弾性情報及び血流情報に並行して、超音波診断装置３に取り付けられた超音波プローブの位置情報をリアルタイムで取得する。超音波プローブの位置情報は、超音波プローブに設けられた磁気センサやＧＰＳ（Global Positioning System）センサ等、如何なるセンサの位置情報でもよい。位置情報の座標系と３次元のＸ線ＣＴ画像の座標系とが予め対応づけられているので、処理回路４１は、超音波プローブの位置情報に基づいて、弾性画像又は血流画像の走査面に一致するＭＰＲ断面を計算することが可能である。

【0037】

ステップＳ４が行われると合成画像を高活性領域と低活性領域とを区別して表示する（ステップＳ５）。

【0038】

図６は、Ｘ線ＣＴ画像Ｉ３と血流画像の腫瘍領域Ｒ２との合成画像Ｉ４の一例を示す図である。図６に示すように、Ｘ線ＣＴ画像Ｉ３と腫瘍領域Ｒ２とは、処理回路４１により、位置合わせして合成される。腫瘍領域Ｒ２は、ステップＳ３により高活性領域Ｒ２１と低活性領域Ｒ２２とに分類されている。処理回路４１は、高活性ラベルが付された高活性領域Ｒ２１と低活性ラベルが付された低活性領域Ｒ２２とを異なる視覚効果で表示する。例えば、高活性領域Ｒ２１の輪郭と低活性領域Ｒ２２の輪郭とが異なる色で表示されてもよいし、高活性領域Ｒ２１の全領域と低活性領域Ｒ２２の全領域とが異なる色で表示されてもよい。他にも、高活性領域Ｒ２１と低活性領域Ｒ２２とに異なるマークや記号が付されてもよい。

【0039】

医師等の医療従事者は、合成画像Ｉ４を観察することにより、超音波エラストグラフィと超音波ドプラ解析とに基づいて分類された高活性領域と低活性領域とを容易に把握することができる。

【0040】

ステップＳ５が行われると処理回路４１は、治療計画機能４１５の実現により、治療計画を作成する（ステップＳ６）。ステップＳ６において処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像に基づいて治療計画を作成する。治療計画の作成方法としては、フォーワード・プランニング（Forward Planning）とインバース・プランニング（Inverse Planning）の２種類がある。フォーワード・プランニングは、放射線の照射方向数や各照射角度、放射線強度、コリメータ開度、ウェッジフィルタ等の放射線治療条件を詳細に設定し、それらの条件で最終的に得られる放射線分布を見て、放射線治療条件を評価する。放射線分布を変更する時は、放射線治療条件の一部あるいは全部を変更して再度放射線分布を求める。このようにフォーワード・プランニングにおいては、放射線治療条件を変えながら、少しずつ放射線分布を変化させ、所望の放射線分布が実現できるまで何度も繰り返し放射線条件が変更される。インバース・プランニングは、腫瘍領域及び適切なマージンを設定し、その領域に照射する放射線量及び許容範囲を設定する。さらにＯＡＲ領域を医用画像から抽出し、ＯＡＲ領域に対する放射線量を、所定レベル以上の放射線量にならない安全レベルに設定する。腫瘍の性状に応じて放射線治療条件が決定される。

【0041】

治療計画の作成過程において処理回路４１は、例えば、初期的に設定された線量分布を、高活性領域及び低活性領域等の性状に応じて調整する。例えば、高活性領域の線量分布を所定値だけ高くしてもよいし、低活性領域の線量分布を所定値だけ低くする。所定値は、入力インタフェース４４等を介して任意の値に設定可能である。また、処理回路４１は、高活性領域の線量分布を血流量に応じて高くしてもよいし、低活性領域の線量分布を血流量に応じて低くしてもよい。

【0042】

このように本実施形態によれば、腫瘍の性状を考慮して治療計画を作成することができる。これにより治療計画の精度及び信頼性を向上させることができる。性状に応じて線量分布を調整することにより、より効率的に放射線治療を行うことができる。

【0043】

なお、治療計画の作成過程において処理回路４１は、ＯＡＲ設定領機能４１５の実現により、血流情報に基づいて、Ｘ線ＣＴ画像にＯＡＲ領域を設定してもよい。具体的には、処理回路４１は、血流画像とＸ線ＣＴ画像とを位置合わせし、位置合わせされた血流画像とＸ線ＣＴ画像との合成画像を生成し、血流情報に基づいてＯＡＲ領域を設定する。例えば、冠動脈や大動脈、頸動脈、下肢動脈等、血流量の多い太い血管はＯＡＲである。従って処理回路４１は、血管画像に閾値処理を施して、血流量が閾値よりも高い画像領域をＯＡＲ領域に設定する。当該閾値は、太い血管の血流量と比較的細い血管の血流量とを区分可能な血流量に設定されればよい。血管画像のＯＡＲ領域と同一座標にあるＸ線ＣＴ画像の画像領域がＯＡＲ領域に設定される。

【0044】

ＯＡＲ領域の設定後、処理回路４１は、ＯＡＲ領域に所定の線量が与えられないように線量分布を調整する。これにより医療従事者は、血流の多いＯＡＲを考慮した治療計画を作成することができる。

【0045】

以上により、処理回路４１による治療計画プログラムの実行により実現される治療計画が終了する。

【0046】

なお、図３に示す動作例は種々の変形が可能である。例えば、ステップＳ４において処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像と弾性画像又は血流画像との合成画像を生成しなくてもよく、例えば、ステップＳ５において処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像と弾性画像とを並べて、Ｘ線ＣＴ画像と血流画像とを並べて、又はＸ線ＣＴ画像と弾性画像と血流画像とを並べて表示してもよい。また、処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像と、弾性画像と血流画像との合成画像とを並べて表示してもよい。また、処理回路４１は、Ｘ線ＣＴ画像と弾性画像との合成画像と、血流画像とを並べて表示してもよいし、Ｘ線ＣＴ画像と血流画像との合成画像と、弾性画像とを並べて表示してもよい。

【0047】

血流情報に基づいて腫瘍領域が特定され、弾性画像に基づいて腫瘍領域の性状の分布が特定されてもよい。例えば、腫瘍が硬ければ硬いほど腫瘍の悪性度が高いと考えることができる。この場合、処理回路４１は、血流量が閾値よりも高い画像領域を腫瘍領域に設定し、腫瘍領域のうちの硬さ値が閾値よりも高い画像領域を高悪性度領域に設定し、硬さ値が閾値よりも低い画像領域を低悪性度領域に設定してもよい。

【0048】

本実施形態によれば、超音波エラストグラフィによる弾性情報と超音波ドプラ解析による血流情報とに基づいて腫瘍領域を特定することができる。これにより、Ｘ線ＣＴ画像により腫瘍領域を特定する場合に比して、腫瘍の性状を加味して腫瘍領域を特定することができる。本実施形態によれば、腫瘍の性状が表示されるので、医療従事者等は、腫瘍位置を、性状を加味して捉えることができる。

【0049】

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、放射線治療計画において腫瘍位置を正確に捉えることができる。

【0050】

上記説明において用いた「プロセッサ」という文言は、例えば、ＣＰＵ、ＧＰＵ、或いは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ））、プログラマブル論理デバイス（例えば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、及びフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは記憶回路に保存されたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。なお、記憶回路にプログラムを保存する代わりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成しても構わない。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出し実行することで機能を実現する。また、プログラムを実行するのではなく、論理回路の組合せにより当該プログラムに対応する機能を実現しても良い。なお、本実施形態の各プロセッサは、プロセッサごとに単一の回路として構成される場合に限らず、複数の独立した回路を組み合わせて１つのプロセッサとして構成し、その機能を実現するようにしてもよい。さらに、図１及び図２における複数の構成要素を１つのプロセッサへ統合してその機能を実現するようにしてもよい。

【0051】

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。

【符号の説明】

【0052】

１ 放射線治療システム
２ 治療計画用ＣＴ画像
３ 超音波診断装置
４ 治療計画装置
５ 放射線治療装置
４１ 処理回路
４２ 通信インタフェース
４３ 表示機器
４４ 入力インタフェース
４５ 記憶回路
４１１ 情報取得機能
４１２ 性状評価機能
４１３ ＯＡＲ設定機能
４１４ 画像生成機能
４１５ 治療計画機能
４１６ 表示制御機能

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】