(57)【要約】【課題】放射線治療装置において放射線を照射可能な範囲をより広げられるようにする。【解決手段】治療計画装置が、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画として、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。【選択図】図３
2015100455.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画として、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する治療計画装置。
【請求項２】
前記放射線治療装置は、リーフの開閉によって前記放射線照射装置が照射する前記放射線の照射野を調整するマルチリーフコリメータを具備し、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記マルチリーフコリメータがリーフの開閉動作を行う時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する治療計画装置。
【請求項３】
前記患者支持体は、前記長手方向に対して斜め方向に移動可能であり、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が前記長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
請求項１または請求項２に記載の治療計画装置。
【請求項４】
前記回転機構は、前記患者支持体の長手方向の前記軸である第１軸と直交する第２軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持し、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記第１軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記回転機構が前記第２軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
請求項１から３のいずれか一項に記載の治療計画装置。
【請求項５】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置が、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
治療計画生成方法。
【請求項６】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置の具備するコンピュータに、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療計画装置、治療計画生成方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療装置における放射線照射方法の１つに、強度変調放射線治療（Intensity Modulated Radiation Therapy；ＩＭＲＴ）がある。強度変調放射線治療では、放射線照射装置が複数の方向から患部へ向けて治療用放射線を照射する際、マルチリーフコリメータ（Multileaf Collimator；ＭＬＣ）等のコリメータが、照射方向毎に放射線強度を変化させる。この放射線強度の変化により、強度変調放射線治療では、患部の形状に合わせた放射線照射が可能となる。
【０００３】
強度変調放射線治療を応用した放射線照射方法の１つに、回転型強度変調放射線治療（Volumetric Modulated Arc Therapy；ＶＭＡＴ）がある。回転型強度変調放射線治療では、放射線照射装置は、治療用放射線を患部へ向けて照射しながら患部の周囲を回転する。そして、コリメータが、放射線照射装置の回転に応じて放射線強度を変化させる。
これにより、回転型強度変調放射線治療では、強度変調放射線治療において放射線照射装置が照射位置毎に停止して照射を行う方法よりも、治療時間を短縮させることができる。
【０００４】
また、放射線照射装置が、治療用放射線を患部へ向けて照射しながら患部の周囲を回転し、患者支持体が、放射線照射装置の回転に応じて放射線照射装置の回転軸方向に移動する方法が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
この方法は、放射線照射装置が患者に対して螺旋状に移動することから、ヘリカル照射と呼ばれている。ヘリカル照射では、例えば胸部から腹部にかけて照射が必要な場合など広い照射範囲に、一連の照射で対応することができ、治療時間を短縮させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５２８９７７号公報
【特許文献２】特表２００９−５３４１３５号公報
【特許文献３】特表２００５−５２６５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
強度変調放射線治療や、回転型強度変調放射線治療や、ヘリカル照射において、コリメータで治療用放射線の一部を遮断して照射可能な範囲には限りがある。放射線を照射可能な範囲をより広げることができれば、治療の精度を高めることができる。
【０００７】
本発明は、放射線治療装置において放射線を照射可能な範囲をより広げることのできる治療計画装置、治療計画生成方法およびプログラムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様による治療計画装置は、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画として、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
【０００９】
前記放射線治療装置が、リーフの開閉によって前記放射線照射装置が照射する前記放射線の照射野を調整するマルチリーフコリメータを具備し、前記治療計画装置が、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記マルチリーフコリメータがリーフの開閉動作を行う時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成してもよい。
【００１０】
前記患者支持体が、前記長手方向に対して斜め方向に移動可能であり、前記治療計画装置が、前記患者支持体が前記長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成してもよい。
【００１１】
前記回転機構が、前記患者支持体の長手方向の前記軸である第１軸と直交する第２軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持し、前記治療計画装置が、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記第１軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記回転機構が前記第２軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成してもよい。
【００１２】
本発明の他の態様による治療計画生成方法では、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置が、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
【００１３】
本発明の他の態様によるプログラムは、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置の具備するコンピュータに、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１４】
上述した治療計画装置、治療計画方法およびプログラムによれば、放射線治療装置において放射線を照射可能な範囲をより広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における放射線治療システムの装置構成を示す概略構成図である。
【図２】同実施形態における放射線治療装置の装置構成を示す概略構成図である。
【図３】同実施形態における治療計画装置の機能構成を示す概略ブロック図である。
【図４】同実施形態における放射線照射装置の回転軌道の例を模式的に示す説明図である。
【図５】仮に、首振り機構が放射線照射装置の向きの変更を行わない場合に、放射線照射装置が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
【図６】同実施形態における首振り機構が放射線照射装置の向きの変更を行う場合に、放射線照射装置が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
【図７】仮に、首振り機構が放射線照射装置の向きの変更を行わない場合に、離れた位置に患部を有する患者に対して放射線照射装置が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
【図８】同実施形態における首振り機構が放射線照射装置の向きの変更を行う場合に、離れた位置に患部を有する患者に対して放射線照射装置が照射可能な治療用放射線の例を示す説明図である。
【図９】同実施形態における、患者に対する放射線照射装置の軌跡の第１例を示す説明図である。
【図１０】同実施形態における、治療用放射線の照射野の軌跡の例を示す説明図である。
【図１１】同実施形態における、患者に対する放射線照射装置の軌跡の第２例を示す説明図である。
【図１２】同実施形態における、患者に対する放射線照射装置の軌跡の第３例を示す説明図である。
【図１３】同実施形態における、患者に対する放射線照射装置の軌跡の第４例を示す説明図である。
【図１４】同実施形態における、患者に対する放射線照射装置の軌跡の第５例を示す説明図である。
【図１５】同実施形態において、治療計画装置が治療計画を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における放射線治療システムの装置構成を示す概略構成図である。同図において、放射線治療システム１は、治療計画装置１１と、放射線治療装置制御装置１２と、放射線治療装置１３とを具備する。
【００１７】
放射線治療システム１は、放射線治療を行うためのシステムである。具体的には、放射線治療システム１は、放射線（治療用放射線）を照射する。放射線治療システム１が照射する治療用放射線は、Ｘ線などの電磁波であってもよいし、電子線、重粒子線または陽子線などの粒子線であってもよい。
また、放射線治療システム１は、放射線画像（例えば、Ｘ線透視画像）の撮像を行う。さらに、放射線治療システム１は、撮像した放射線画像に基づいてＣＴ（Computed Tomography）画像を生成する。放射線治療システム１が撮像する放射線画像や、放射線治療システム１が生成するＣＴ画像は、患部位置の特定や放射線照射時の患部位置の確認のために用いられる。
但し、放射線画像の撮像やＣＴ画像の生成は、本実施形態における放射線治療システム１に必須の機能ではない。例えば、放射線治療システム１が、他の装置の生成したＣＴ画像を取得し、当該ＣＴ画像においてユーザ（例えば、放射線治療の担当医師）が患部位置を特定するようにしてもよい。
【００１８】
治療計画装置１１は、放射線治療システム１が治療用放射線を照射するための治療計画を生成する。ここでいう治療計画は、放射線治療装置制御装置１２が放射線治療装置１３に対して行う制御の内容を示す情報である。具体的には、放射線治療システム１が生成する治療計画は、どのように放射線治療装置１３を動作させて治療用放射線の照射を行わせるかの計画を示す。治療計画装置１１は、例えばコンピュータを含んで構成される。
【００１９】
放射線治療装置制御装置１２は、放射線治療装置１３を制御して、治療用放射線の照射や放射線画像の撮像を行わせる。特に、放射線治療装置制御装置１２は、治療計画装置１１が生成する治療計画に従って放射線治療装置１３を制御して、治療用放射線の照射を行わせる。
放射線治療装置１３は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って、治療用放射線の照射や放射線画像の撮像を実行する。放射線治療装置１３は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って治療用放射線を照射することで、治療計画装置１１が生成する治療計画を実行する。
【００２０】
図２は、放射線治療装置１３の装置構成を示す概略構成図である。同図において、放射線治療装置１３は、旋回駆動装置３１１と、Ｏリング３１２と、走行ガントリ３１３と、首振り機構（ジンバル（Gimbal）機構）３２１と、照射部３３０と、撮像用放射線源３４１および３４２と、センサアレイ３５１、３６１および３６２と、患者支持体３８１とを具備する。照射部３３０は、放射線照射装置３３１と、マルチリーフコリメータ（Multi Leaf Collimator；ＭＬＣ）３３２とを具備する。首振り機構３２１と、撮像用放射線源３４１および３４２とは、互いに独立に、走行ガントリ３１３に設置されている。
【００２１】
旋回駆動装置３１１は、回転軸Ａ１１を中心に回転可能にＯリング３１２を土台に支持し、放射線治療装置制御装置１２の制御に従ってＯリング３１２を回転させる。回転軸Ａ１１は、鉛直方向の軸である。
Ｏリング３１２は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、回転軸Ａ１２を中心に回転可能に走行ガントリ３１３を支持している。回転軸Ａ１２は、患者支持体３８１の長手方向の軸である。また、回転軸Ａ１２は、水平方向の軸（すなわち、鉛直方向に直角な軸）であり、アイソセンタＰ１１にて回転軸Ａ１１と直交する。回転軸Ａ１２は、Ｏリング３１２に対して固定されている。すなわち、回転軸Ａ１２は、Ｏリング３１２の回転に伴って回転軸Ａ１１を中心に回転する。
【００２２】
走行ガントリ３１３は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、Ｏリング３１２の内側にＯリング３１２と同心円になるように配置されている。放射線治療装置１３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えており、走行ガントリ３１３は、走行駆動装置からの動力にて回転軸Ａ１２を中心に回転する。
走行ガントリ３１３は、自らが回転することで、撮像用放射線源３４１およびセンサアレイ３６１や、撮像用放射線源３４２およびセンサアレイ３６２や、センサアレイ３５１など、走行ガントリ３１３に設置されている各部を一体的に回転させる。
【００２３】
首振り機構３２１は、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定され、照射部３３０を走行ガントリ３１３に支持している。首振り機構３２１は、照射部３３０を向き変更可能に支持しており、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って照射部３３０の向きを変化させる。具体的には、首振り機構３２１は、パン軸Ａ２１を中心に照射部３３０を回転させる。また、首振り機構３２１は、チルト軸Ａ２２を中心に照射部３３０を回転させる。
【００２４】
パン軸Ａ２１は、回転軸Ａ１２に平行な軸であり、走行ガントリ３１３に対して固定されている。首振り機構３２１は、パン軸Ａ２１を中心に照射部３３０を回転させることで、照射部３３０を回転軸Ａ１２に対して左右（従って、患者Ｔ１１に対して左右）に首振り動作させる。
チルト軸Ａ２２は、パン軸Ａ２１に直交する軸であり、走行ガントリ３１３に対して固定されている。首振り機構３２１は、チルト軸Ａ２２を中心に照射部３３０を回転させることで、照射部３３０を回転軸Ａ１２方向（従って、患者Ｔ１１に対して上下）に首振り動作させる。
【００２５】
照射部３３０は、走行ガントリ３１３の内側に、首振り機構３２１に支持されて配置されており、治療用放射線や撮像用放射線を照射する。
放射線照射装置３３１は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って、患者Ｔ１１の患部へ向けて治療用放射線を照射する。
【００２６】
マルチリーフコリメータ３３２は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従ってリーフの開閉を行うことで、治療用放射線の一部または全部を遮蔽する。これにより、マルチリーフコリメータ３３２は、治療用放射線が患者Ｔ１１に照射される際の照射野を調整する。マルチリーフコリメータ３３２は、治療用放射線の一部を遮蔽することで、治療用放射線の照射野の形状を患部の形状に合わせる。また、マルチリーフコリメータ３３２は、治療用放射線の一部または全部を遮断して照射野を調整することで、治療用放射線の強度を調整する。
【００２７】
ここでいうリーフとは、照射部３３０が照射する治療用放射線の一部を遮蔽可能に配置された可動式の遮蔽物である。リーフは、例えば金属板にて構成される。マルチリーフコリメータ３３２は、開閉可能に配置された複数対のリーフを有し、リーフを動作させる（移動させる）ことで、上述した治療用放射線の照射野の調整や強度の調整を行う。
【００２８】
撮像用放射線源３４１は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って、センサアレイ３６１へ向けて撮像用放射線（Ｘ線）を照射する。撮像用放射線源３４２は、放射線治療装置制御装置１２の制御に従って、センサアレイ３６２へ向けて撮像用放射線を照射する。撮像用放射線源３４１と３４２とは、照射する放射線が直交する向きで、照射部３３０とは独立に走行ガントリ３１３に固定されている。
【００２９】
センサアレイ３５１は、放射線照射装置３３１からの治療用放射線が当たる位置に、放射線照射装置３３１の方を向いて配置されて、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定されている。センサアレイ３５１は、患者Ｔ１１等を透過した治療用放射線を、照射位置の確認や治療の記録用に受光する。なお、ここでいう受光とは、放射線を受けることである。
【００３０】
センサアレイ３６１は、撮像用放射線源３４１からの撮像用放射線が当たる位置に、撮像用放射線源３４１の方を向いて配置されて、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定されている。センサアレイ３６１は、撮像用放射線源３４１から照射されて患者Ｔ１１等を透過した撮像用放射線を、患部位置特定用に受光する。
センサアレイ３６１が、撮像用放射線源３４１からの撮像用放射線を受光することで、放射線画像が得られる。
【００３１】
センサアレイ３６２は、撮像用放射線源３４２からの撮像用放射線が当たる位置に、撮像用放射線源３４２の方を向いて配置されて、走行ガントリ３１３のリングの内側に固定されている。センサアレイ３６２は、撮像用放射線源３４２から照射されて患者Ｔ１１等を透過した撮像用放射線を、患部位置特定用に受光する。
センサアレイ３６２が、撮像用放射線源３４２からの撮像用放射線を受光することで、放射線画像が得られる。特に、撮像用放射線源３４２とセンサアレイ３６２との組み合わせにより、撮像用放射線源３４１とセンサアレイ３６１との組み合わせとは異なる方向からの放射線画像が得られる。
また、撮像用放射線源とセンサアレイとの１対（３４１と３６１との組み合わせ、または、３４２と３６２との組み合わせ）、もしくは２対同時に、旋回しながら撮像することで、カウチ３８１に乗った患者Ｔ１１のＣＴ画像（例えば、コーンビームＣＴ（Cone Beam CT；ＣＢＣＴ）画像）を得ることができる。
【００３２】
患者支持体３８１は、治療される患者Ｔ１１を支持する。本実施形態では、患者支持体３８１はカウチであり、患者Ｔ１１は患者支持体３８１の上に横臥する。
患者支持体３８１は、長手方向が回転軸Ａ１２の方向を向くように設置されている。そして、患者支持体３８１は、長手方向を回転軸Ａ１２の方向に向けたまま様々な方向に水平に移動可能である。特に、患者支持体３８１は、長手方向や、前記長手方向に対して斜め方向に移動可能である。
【００３３】
走行ガントリ３１３およびＯリング３１２は、本実施形態における回転機構の一例に該当する。具体的には、走行ガントリ３１３は、患者支持体３８１の長手方向の軸（回転軸Ａ１２）の周りを回転可能に、首振り機構３２１を支持し、自ら回転することで首振り機構３２１を回転させる。また、Ｏリング３１２は、第２軸（回転軸Ａ１１）の周りを回転可能に、首振り機構３２１を支持し、自らが回転することで首振り機構３２１を回転させる。
【００３４】
図３は、治療計画装置１１の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、治療計画装置１１は、表示部１１０と、操作入力部１２０と、通信部１３０と、記憶部１８０と、制御部１９０とを具備する。制御部１９０は、治療計画生成部１９１を具備する。
【００３５】
表示部１１０は、例えば液晶パネルまたは有機ＥＬ（Organic Electro-Luminescence）パネルなどの表示画面を有し、動画像や静止画像やテキスト（文字）など各種画像を表示する。特に、表示部１１０は、患部画像（例えば、患部のＣＴ画像）や、治療計画生成部１９１が生成する治療計画の内容を表示する。
【００３６】
操作入力部１２０は、例えばキーボードやマウスなどの入力デバイスを有し、ユーザ操作を受け付ける。特に、治療計画生成のための各種設定を行うユーザ操作を受け付ける。例えば、操作入力部１２０は、表示部１１０が患部画像を表示している状態で、当該患部画像における患部の領域や危険臓器（リスク臓器）の領域を入力するユーザ操作を受け付ける。また、操作入力部１２０は、患部や危険臓器に対する放射線照射量の目標値や許容値を設定するユーザ操作を受け付ける。
ここでいう危険臓器とは、放射線照射量の許容値が比較的小さい臓器である。
【００３７】
通信部１３０は、放射線治療装置制御装置１２（図１）と通信を行う。特に、通信部１３０は、治療計画生成部１９１が生成する治療計画を放射線治療装置制御装置１２へ送信する。
記憶部１８０は、各種情報を記憶する。特に、記憶部１８０は、治療計画生成のための各種設定情報や、治療計画生成部１９１が生成する治療計画を記憶する。記憶部１８０は、治療計画装置１１の有する記憶デバイスにて構成される。
【００３８】
制御部１９０は、治療計画装置１１の各部を制御して各種機能を実行する。特に、制御部１９０は、治療計画生成部１９１にて治療計画を生成する。また、制御部１９０は、センサアレイ３６１や３６２が取得する放射線画像基づいてＣＴ画像を生成する。
制御部１９０は、治療計画装置１１の有するＣＰＵ（Central Processing Unit、中央処理装置）が、治療計画装置１１の有する記憶デバイスからプログラムを読み出して実行することで構成される。
【００３９】
治療計画生成部１９１は、治療計画を生成する。治療計画生成部１９１が生成する治療計画において、走行ガントリ３１３は連続的に回転する。そして、放射線照射装置３３１は、走行ガントリ３１３の回転に応じて連続的に治療用放射線を照射する。また、患者支持体３８１は、走行ガントリ３１３の回転に応じて連続的に移動する。さらに、首振り機構３２１は、走行ガントリ３１３の回転に応じて放射線照射装置３３１の向きを調整する。
【００４０】
このように、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯と、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲が広くなる。さらには、放射線照射装置３３１は、より多くの向きから患部に向けて治療用放射線を照射することができる。従って、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を高めることができる。
また、放射線照射装置３３１が連続的に治療用放射線を照射することで、より短時間で治療を行うことができる。
【００４１】
また、治療計画生成部１９１が生成する治療計画において、マルチリーフコリメータ３３２は、走行ガントリ３１３の回転に応じてリーフの開度を調整する。
このように、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯と、マルチリーフコリメータ３３２がリーフの開閉動作を行う時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
マルチリーフコリメータ３３２が治療用放射線の照射野の形状や大きさを調整することで、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を高めることができる。
【００４２】
また、治療計画生成部１９１が生成する治療計画において、患者支持体３８１が、長手方向に対して斜め向きに移動する（例えば、長手方向の移動に加え、上下方向または左右方向にも、さらにはこれらを組み合わせた方向にも移動する）ようにしてもよい。すなわち、治療計画生成部１９１が、患者支持体３８１が長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成するようにしてもよい。
【００４３】
患者支持体３８１が、長手方向の移動に加え、上下方向や左右方向にも移動することで、患者Ｔ１１に対するアイソセンタＰ１１の位置をずらすことができる。これにより、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲を、さらに広げることができる。また、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を、さらに高めることができる。
一方、患者支持体３８１が患者Ｔ１１の横方向に移動すると、当該移動に応じて患者Ｔ１１が動き、患者Ｔ１１の位置のずれが生じる可能性がある。そこで、患者支持体３８１が、長手方向にのみ移動することで、患者Ｔ１１の位置のずれを低減させることができる。
【００４４】
また、治療計画生成部１９１が生成する治療計画において、患者支持体３８１の移動と、放射線照射装置３３１による治療用放射線の照射と、首振り機構３２１による放射線照射装置３３１の向きの調整と、走行ガントリ３１３による回転軸Ａ１１周りの回転とに加えて、Ｏリング３１２による回転軸Ａ１１周りの回転も同時に行うようにしてもよい。特に、治療計画生成部１９１が、患者支持体３８１が長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させる時間帯と、走行ガントリ３１３が首振り機構３２１を回転軸Ａ１２を中心に回転させる時間帯と、Ｏリング３１２が首振り機構３２１を回転軸Ａ１１を中心に回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成するようにしてもよい。
Ｏリング３１２が、首振り機構３２１を回転軸Ａ１１を中心に回転させることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲を、さらに広げることができる。また、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を、さらに高めることができる。
【００４５】
ここで、図４〜図６を参照して、放射線照射装置３３１が放射線を照射可能な領域について説明する。
まず、図４を参照して放射線照射装置３３１の軌跡について説明する。
図４は、放射線照射装置３３１の回転軌道の例を模式的に示す説明図である。同図の例において、照射部３３０（特に、放射線照射装置３３１）は、回転軸Ａ１２を中心に、線Ｌ２２の矢印の向き（患者Ｔ１１の頭の側から見て右回り）に回転している。照射部３３０は、線Ｌ２２の矢印の向きと逆向きにも回転し得る。
放射線照射装置３３１は、回転しながら連続的に治療用放射線Ｂ１１を照射する。図４では、放射線照射装置３３１が連続的に行う放射線照射のうち、６箇所からの放射線照射が示されている。
【００４６】
また、図４の例において、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により線Ｌ２２の矢印の向き（足元のほう）に移動している。線Ｌ２２の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。
患者Ｔ１１は、線Ｌ２２の矢印の向きと逆向きにも移動し得る。さらには、患者Ｔ１１は、線Ｌ２２の矢印の向きに対して斜め向きにも移動し得る。
【００４７】
面Ｆ２１は、治療用放射線Ｂ２１の照射野の例を、患者Ｔ１１の体表面における面にて示す。但し、治療用放射線Ｂ２１は、患者Ｔ１１の体内を透過し得る。
患者Ｔ１１が線Ｌ２２の矢印の向きに移動することで、放射線照射装置３３１の軌跡は、患者Ｔ１１に対して螺旋状となる。これにより、治療用放射線Ｂ２１の照射野の面Ｆ２１も、螺旋状となっている。
【００４８】
放射線照射装置３３１の回転軸Ａ１２の方向は、患者支持体３８１の長手方向と完全に一致している必要はない。特に、Ｏリング３１２が回転すると、上述したように、回転軸Ａ１２は回転軸Ａ１１を中心に回転する。従って、放射線照射装置３３１は、患者支持体３８１の長手方向からずれて回転し得る。
【００４９】
次に図５および図６を参照して、放射線照射装置３３１の向きの変更による、放射線を照射可能な範囲の広がりについて説明する。
図５は、仮に、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きの変更を行わない場合に、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
同図は、軸Ａ１２（図２）の方向から見た図であり、放射線照射装置３３１は軸Ａ１２の周りを回転しながら連続的に治療用放射線を照射している。線Ｌ３１は、放射線照射装置３３１の軌跡を示す。
【００５０】
また、図５では、放射線照射装置３３１が連続的に行う治療用放射線の照射のうち１０点について、治療用放射線を照射可能な範囲が示されている。例えば、放射線照射装置３３１は、点Ｐ３１から、線Ｌ３２と線Ｌ３３とに挟まれた領域Ａ３１の範囲に治療用放射線を照射可能である。領域Ａ３２は、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲の重なりを示している。
【００５１】
図５の例において、放射線照射装置３３１は、コーンビームを照射しており、放射線照射装置３３１は、コーンビームの広がりの範囲内で治療用放射線を照射し得る。ここでいうコーンビームは、放射線照射装置３３１（放射線照射源）から離れるに従って広がりを有するビームである。
首振り機構３２１による放射線照射装置３３１の向きの変更を行わない場合、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲は、治療用放射線の広がりの範囲に限られる。
【００５２】
図６は、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きの変更を行う場合に、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
図５の場合と同様、図６は、軸Ａ１２（図２）の方向から見た図であり、放射線照射装置３３１は軸Ａ１２の周りを回転しながら連続的に治療用放射線を照射している。線Ｌ４１は、放射線照射装置３３１の軌跡を示す。
【００５３】
また、図５の場合と同様、図６では、放射線照射装置３３１が連続的に行う治療用放射線の照射のうち１０点について、治療用放射線を照射可能な範囲が示されている。例えば、放射線照射装置３３１は、点Ｐ４１から、線Ｌ４２と線Ｌ４３とに挟まれた領域Ａ４１の範囲に治療用放射線を照射可能である。領域Ａ４２は、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲の重なりを示している。
【００５４】
図５の場合と同様、図６の例において、放射線照射装置３３１は、コーンビームを照射している。一方、図５の場合と異なり、図６の例では、首振り機構３２１が行う放射線照射装置３３１の向きの変更により、放射線照射装置３３１が照射するコーンビームの向きが変更される。このため、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲が、図５の場合よりも広くなっている。例えば、領域Ａ４１は図５の領域Ａ３１より広くなっており、領域Ａ４２も図４の図５の領域Ａ３２より広くなっている。
【００５５】
このように、首振り機構３２１による放射線照射装置３３１の向きの変更を行うことで場合、放射線照射装置３３１は、向きの変更が行われない場合よりも広い範囲に治療用放射線を照射可能である。
各位置から治療用放射線を照射可能な範囲が広がることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を集中的に照射する精度が高まる。この点について図７および図８を参照して説明する。
【００５６】
図７は、仮に、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きの変更を行わない場合に、離れた位置に患部を有する患者Ｔ１１に対して放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲の例を示す説明図である。
同図の例では、アイソセンタＰ１１が、２つの患部の領域Ａ５１およびＡ５２の中心に位置するように、患者Ｔ１１が位置している。この場合、放射線照射装置３３１が点Ｐ５１から治療用放射線を照射可能な範囲Ａ５３には、患部の領域Ａ５１、Ａ５２のいずれも含まれていない。従って、放射線照射装置３３１は、点Ｐ５１からは患部に対して治療用放射線を照射することができない。
【００５７】
このように、図７の例では、放射線照射装置３３１が患部に対して治療用放射線を照射可能な位置が限定される。その結果、患部に対して必要な量の放射線を照射するのに時間を要してしまうことが考えられる。
また、放射線照射装置３３１が、同様の向きから患部に対して集中的に治療用放射線を照射することで、患部付近の健康な部位に対する放射線照射量が増加してしまう可能性がある。
【００５８】
ここで、各患部の位置がアイソセンタＰ１１に来るように、患者支持体３８１が移動して患者Ｔ１１の位置を変えることが考えられる。これにより、放射線照射装置３３１は、各患部に対して様々な位置から治療用放射線を照射できる。しかしながら、患者Ｔ１１の位置合わせに時間を要してしまうことが考えられる。
【００５９】
図８は、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きの変更を行う場合に、離れた位置に患部を有する患者Ｔ１１に対して放射線照射装置３３１が照射可能な治療用放射線の例を示す説明図である。
図８の例において、２つの患部の領域の位置は図７の場合と同様であり、図７の場合と同じ符号（Ａ５１、Ａ５２）を付している。また、放射線照射装置３３１の位置も図７の場合と同様であり、図７の場合と同じ符号（Ｐ５１）を付している。
【００６０】
首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変えることで、放射線照射装置３３１は、点Ｐ５１から患部の領域Ａ５１に対して治療用放射線Ｂ５４を照射することができる。このように、放射線照射装置３３１は、様々な位置から患部の領域Ａ５１に対して治療用放射線を照射することができる。領域Ａ５２についても同様である。
【００６１】
このように、図８の例では、患者支持体３８１が患者Ｔ１１の位置を変える必要なしに、放射線照射装置３３１は、様々な向きから患部の領域Ａ５１およびＡ５２に対して治療用放射線を照射することができる。従って、治療時間短くて済む。
また、様々な向きから患部に対して集中的に治療用放射線を照射することで、患部付近の健康な部位に対する放射線照射量を低減させることができる。
また、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変えることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射する向きの自由度が高くなる。これにより、危険臓器を避けて患部へ治療用放射線を照射することが、より容易になる。
【００６２】
次に、図９〜図１４を参照して、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡のバリエーションについて説明する。
図９は、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡の第１例を示す説明図である。
同図の例では、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１２を中心に、患者Ｔ１１の頭の側から見て左回りに１回転している。また、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により線Ｌ６１の矢印の向き（足元のほう）に移動している。線Ｌ６１の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。
【００６３】
面Ｆ６１は、基準面を示す。ここでいう基準面は、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きをアイソセンタＰ１１（図２）に向けている場合の、治療用放射線の照射野の例を示す、患者Ｔ１１の体表面における面である。患者Ｔ１１が線Ｌ６１の矢印の向きに移動することで、放射線照射装置３３１の軌跡は、患者Ｔ１１に対して螺旋状となる。これにより、基準面（面Ｆ６１）も、螺旋状となっている。
一方、面Ｆ６２、面Ｆ６３は、いずれも、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させた場合の、治療用放射線の照射野の例を患者Ｔ１１の体表面における面で示す。
【００６４】
このように、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲が広がる。これにより、放射線照射装置３３１は、放射線照射量の不足部分、追加照射が必要な部分に対して効率的に治療用放射線を照射することができる。
なお、放射線照射装置３３１の回転量は、図９の例における１回転に限らない。放射線照射装置３３１が、１回転よりも多く回転するようにしてもよいし、半回転など１回転よりも少なく回転するようにしてもよい。
【００６５】
なお、照射野の軌跡の端部では、放射線照射量の調整を行うことが考えられる。この点について、図１０を参照して説明する。
図１０は、治療用放射線の照射野の軌跡の例を示す説明図である。同図において、領域Ａ７１は、治療用放射線の照射野の軌跡を示している。また、領域Ａ７２は、照射野の軌跡（領域Ａ７１）の終端の領域である。
放射線照射装置３３１が等速で回転する場合、領域Ａ７２のように照射野の軌跡の終端付近では、治療用放射線の照射時間が短くなり、照射量が少なくなる可能性がある。
【００６６】
そこで、放射線照射装置３３１が、領域Ａ７２の終端付近ではゆっくり回転して放射線照射量を確保するようにしてもよい。この場合、治療用放射線の照射野の軌跡のうち、比較的終端から遠い部分については、マルチリーフコリメータ３３２が治療用放射線を絞ることで、過剰照射を防ぐことができる。
【００６７】
あるいは、放射線照射装置３３１が停止予定位置を通り過ぎて回転することで、終端付近における放射線照射量を確保するようにしてもよい。この場合、予定されている照射野の軌跡を通り過ぎた部分に対して、マルチリーフコリメータ３３２が治療用放射線を絞ることで、放射線照射装置３３１が停止予定位置て停止した場合と同様の形状の、照射野の軌跡を得られる。
治療用放射線の照射野の軌跡の始端付近についても同様である。また、図１０を参照して説明した方法は、図９の例における放射線照射装置３３１の軌跡に限らず、様々な軌跡に対して適用可能である。
【００６８】
図１１は、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡の第２例を示す説明図である。
同図の例では、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１２を中心に、患者Ｔ１１の頭の側から見て左回りに１回転した後、右回りに１回転している。
また、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により線Ｌ７１の矢印の向き（足元のほう）に移動している。線Ｌ７１の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。
【００６９】
面Ｆ７１は、基準面を示す。走行ガントリ３１３が、放射線照射装置３３１の回転の向きを反転させ、患者支持体３８１が、患者Ｔ１１を線Ｌ７１の矢印の向きに移動させることで、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡は、反対回転の螺旋をつなぎ合わせた形状となる。これにより、基準面（面Ｆ７１）も、反対回転の螺旋をつなぎ合わせた形状となっている。
一方、面Ｆ７２、面Ｆ７３は、いずれも、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させた場合の、治療用放射線の照射野の例を患者Ｔ１１の体表面における面で示す。
【００７０】
図９の場合と同様、図１１の例においても、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲が広がる。これにより、放射線照射装置３３１は、放射線照射量の不足部分、追加照射が必要な部分に対して効率的に治療用放射線を照射することができる。
また、走行ガントリ３１３が放射線照射装置３３１の回転の向きを反転させることで、例えば放射線照射装置３３１の回転範囲が３６０度程度に限られている場合でも、より広い範囲に対して治療用放射線を照射することができる。
【００７１】
なお、放射線照射装置３３１の回転の向きが反転する際の照射野付近での放射線照射量を、マルチリーフコリメータ３３２が治療用放射線を絞ることで調整するようにしてもよい。あるいは、放射線照射装置３３１の回転速度の変化にて調整するようにしてもよい。
なお、放射線照射装置３３１の回転量は、図１１の例における左右各１回転に限らない。放射線照射装置３３１が、左右各１回転よりも多く回転するようにしてもよいし、左右１回転よりも少なく回転するようにしてもよい。また、放射線照射装置３３１の回転の向きが２回以上反転してもよい。
【００７２】
図１２は、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡の第３例を示す説明図である。
同図の例では、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１２を中心に、患者Ｔ１１の頭の側から見て左回りに１回転した後、右回りに１回転している。
また、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により、放射線照射装置３３１が左回りに回転しているときは線Ｌ８１の矢印の向き（足元のほう）に移動している。一方、放射線照射装置３３１が右回りに回転しているときは、患者Ｔ１１は、線Ｌ８２の矢印の向き（頭のほう）に移動している。線Ｌ８１の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。線Ｌ８２の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向き、かつ、線Ｌ８１の矢印の向きと反対向きである。
【００７３】
面Ｆ８１は、基準面を示す。走行ガントリ３１３が、放射線照射装置３３１の回転の向きを反転させ、患者支持体３８１が、患者１の移動の向きを反転させることで、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡は、螺旋を往復する。これにより、基準面についても、放射線照射装置３３１が右回りの場合の基準面と、放射線照射装置３３１が左回りの場合の基準面とが同一の面となっている。
一方、面Ｆ８２、面Ｆ８３は、いずれも、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させた場合の、治療用放射線の照射野の例を患者Ｔ１１の体表面における面で示す。
【００７４】
図９の場合と同様、図１２の例においても、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させることで、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲が広がる。これにより、放射線照射装置３３１は、放射線照射量の不足部分、追加照射が必要な部分に対して効率的に治療用放射線を照射することができる。
また、走行ガントリ３１３が放射線照射装置３３１の回転の向きを反転させ、患者支持体３８１が患者１の移動の向きを反転させることで、放射線照射装置３３１は、患者Ｔ１１に対して螺旋状の軌跡を往復する。これにより、放射線照射量の確保が容易になる。
【００７５】
図１３は、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡の第４例を示す説明図である。
図１２の場合と同様、図１３の例では、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１２を中心に、患者Ｔ１１の頭の側から見て左回りに１回転した後、右回りに１回転している。
また、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により、放射線照射装置３３１が左回りに回転しているときは線Ｌ９１の矢印の向き（足元のほう）に移動している。一方、放射線照射装置３３１が右回りに回転しているときは、患者Ｔ１１は、線Ｌ９２の矢印の向き（頭のほう）に移動している。線Ｌ９１の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。線Ｌ９２の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きかつ、線Ｌ９１の矢印の向きと反対向きである。
【００７６】
さらに、首振り機構３２１は、放射線照射装置３３１の回転が左回りのときと右回りのときとで、逆側に放射線照射装置３３１の向きを変化させる。具体的には、放射線照射装置３３１が左回りに回転しているときは、照射野が線Ｌ９３の矢印の向きにずれるように、放射線照射装置３３１の向きを変化させる。一方、放射線照射装置３３１が右回りに回転しているときは、照射野が線Ｌ９４の矢印の向きにずれるように、放射線照射装置３３１の向きを変化させる。
【００７７】
面Ｆ９１は、基準面を示す。図１２の場合と同様、走行ガントリ３１３が、放射線照射装置３３１の回転の向きを反転させ、患者支持体３８１が、患者１の移動の向きを反転させることで、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡は、螺旋を往復する。これにより、基準面についても、放射線照射装置３３１が右回りの場合の基準面と、放射線照射装置３３１が左回りの場合の基準面とが同一の面となっている。
【００７８】
一方、面Ｆ９２、面Ｆ９３は、いずれも、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させた場合の、治療用放射線の照射野の例を患者Ｔ１１の体表面における面で示す。上記のように、面Ｆ９２は、基準面から線Ｌ９３の矢印のほうにずれている。また、面Ｆ９３は、基準面から線Ｌ９４の矢印のほうにずれている。
放射線照射装置３３１の回転が左回りのときと右回りのときとで、首振り機構３２１が逆側に放射線照射装置３３１の向きを変化させることで、放射線照射装置３３１は、広い範囲に対して、より均一に治療用放射線を照射することができる。
【００７９】
図１４は、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡の第５例を示す説明図である。
同図の例では、放射線照射装置３３１は、回転軸Ａ１２を中心に、患者Ｔ１１の頭の側から見て左回りに１回転した後、右回りに半回転している。
また、患者Ｔ１１は、患者支持体３８１の移動により線Ｌ１０１の矢印の向き（足元のほう）に移動している。線Ｌ１０１の矢印の向きは、回転軸Ａ１２に沿った向きである。また、図１４の例では、患者支持体３８１の速度が変化している。
【００８０】
面Ｆ１０１は、基準面を示す。患者支持体３８１が移動速度を変化させることで、患者Ｔ１１に対する放射線照射装置３３１の軌跡は、間隔が不均一な螺旋形状になる。これにより、基準面も、間隔が不均一な螺旋形状になっている。
一方、面Ｆ１０２、面Ｆ１０３は、いずれも、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変化させた場合の、治療用放射線の照射野の例を患者Ｔ１１の体表面における面で示す。
【００８１】
放射線照射量を多くする必要がある部分では、患者支持体３８１が移動速度を遅くすることで、放射線照射装置３３１の軌跡が描く螺旋の間隔が狭くなる。これにより、放射線照射量の確保が容易になる。一方、放射線照射量が少なくてよい部分では、患者支持体３８１が移動速度を速くすることで、治療時間を短くすることができる。
なお、患者支持体３８１の移動速度の変化に代えて、放射線照射装置３３１の回転速度を変化させることで、間隔が不均一な螺旋形状の軌跡を得るようにしてもよい。あるいは、患者支持体３８１の移動速度の変化と、放射線照射装置３３１の回転速度の変化とを組み合わせるようにしてもよい。
【００８２】
なお、図９、図１１〜図１３を参照して説明した放射線照射装置３３１の軌跡の各例においても、患者支持体３８１の移動速度や放射線照射装置３３１の回転速度を変化させるようにしてもよい。
例えば、図１３の例において、患者支持体３８１が線Ｌ９２の矢印の向きに移動する際、線Ｌ９１の矢印の向きの移動時の速度変化パターンと逆順の速度変化パターンで移動することで、線Ｌ９１の矢印の向きの移動時の基準面と線Ｌ９２の矢印の向きの移動時の基準面とを一致させるようにしてもよい。
あるいは、線Ｌ９１の矢印の向きの移動時の基準面と線Ｌ９２の矢印の向きの移動時の基準面とが一致していなくてもよい。
【００８３】
次に、治療計画装置１１の動作について説明する。
まず、治療計画を生成するために、予め、操作入力部１２０が放射線治療装置１３の性能基本データの入力操作を受け、記憶部１８０が当該データを記憶しておく。例えば、放射線治療装置１３の性能基本データとして、記憶部１８０は以下のデータを記憶しておく。
（１）放射線治療装置１３全系のジオメトリー情報（患者支持体３８１の大きさや、走行ガントリ３１３の径など）
（２）首振り機構３２１の駆動範囲、速度可変範囲、および、速度変化率許容範囲
（３）走行ガントリ３１３の回転可能範囲、速度可変範囲、速度変化率許容範囲
（４）旋回駆動装置３１１の駆動範囲（Ｏリング３１２の回転可能範囲）、速度可変範囲、速度変化率許容範囲
（５）マルチリーフコリメータ３３２の駆動範囲（リーフの移動範囲）、速度可変範囲、速度変化率許容範囲
（６）患者支持体３８１の移動範囲、速度可変範囲、速度変化率許容範囲
（７）線量率の可変範囲、可変速度範囲（線量率が変化する速度の可変範囲）、速度変化率許容範囲
放射線治療装置１３の性能基本データは、治療計画生成部１９１が行う最適化処理において制約条件の一部となる。
【００８４】
個々の治療に際しては、治療計画装置１１は、図１５のフローチャートに基づいて処理を行う。
図１５は、治療計画装置１１が治療計画を生成する処理手順の例を示すフローチャートである。同図の処理において、治療計画装置１１は、まず、症例毎の情報を取得する（ステップＳ１０１）。例えば、操作入力部１２０が以下のような入力操作を受け、記憶部１８０が入力されたデータを記憶しておく。
（１）表示部１１０がＣＴ画像を表示した状態で、当該ＣＴ画像上での治療部位や危険臓器の指定
（２）ビームエネルギー
（３）治療部位への投与線量の決定、危険臓器に対する線量上限の決定
（４）各治療部位、危険臓器に対する最適化演算時の優先順位
（５）照射不能領域（患者の体形等に依存）
症例毎の情報は、治療計画生成部１９１が行う最適化処理において制約条件の一部となる。
【００８５】
次に、治療計画生成部１９１は、粗い最適化を行う（ステップＳ１０２）。具体的には、治療計画生成部１９１は、走行ガントリ３１３が放射線照射装置３３１を回転軸Ａ１２の周りを回転させ、患者支持体３８１が患者Ｔ１１を回転軸Ａ１２に沿って移動させる場合の放射線照射装置３３１の移動経路を、ビーム駆動可能範囲内の粗い区間毎に分割する。そして、治療計画生成部１９１は、分割された区間毎に、放射線照射量を算出する。
治療計画生成部１９１は、式（１）を評価関数として、評価値ｆｕｎｃを最小化する最適解を求めることで線量計算を行う。
【００８６】
【数１】
2015100455.tif 000003
【００８７】
但し、ｎはビームレット数を示す正整数である。ｉは、ビームレットの識別番号となる。Ｗｉは、ビームレットｉに与える重みを示す。Ｗｆｉは、ビームレットｉに与える、照射野の繋ぎに関するパラメータである。照射野の繋ぎ目の部分に関して、例えばシグモイド関数などの滑らかな繋ぎを予め用意しておき、位置誤差に起因して過大な線量や過小な線量の算出の低減を図る。
Ｄｐｔｖｉは、ビームレットｉの計画標的体積（Planning Target Volume；ＰＴＶ）に与える単位投与線量を示す。
最適化アルゴリズムとしては、例えばPolak-Riviere Conjugate gradient法など、最急勾配法に類する公知のアルゴリズムを用いることができる。
ビームレットｉに与える重みＷｉや、ビームレットｉに与える照射野拡大の重みＷｆｉが、放射線治療装置１３の動作を示しているといえる。
なお、式（１）は、治療計画生成部１９１がステップＳ１０２で用いる評価関数の一例であり、これに限定されない。
【００８８】
放射線照射装置３３１の移動経路を分割した各区間は、放射線治療装置１３の各部に対する指令値を設定するコントロールポイントと対応付けられる。放射線治療装置制御装置１２が指令値を補間して、放射線治療装置１３の各部を制御する。コントロールポイント数が多い方が、ユーザ（例えば、担当医師）の意思をより正確に反映した、放射線治療装置１３の動作が可能になる。
【００８９】
そこで、治療計画生成部１９１は、放射線照射装置３３１の移動経路をステップＳ１０２の場合よりもさらに細かく分割し、より詳細な最適化を行う（ステップＳ１０３）。
例えば、治療計画生成部１９１は、ステップＳ１０２において、主に線量分布の最適化を行う。そして、治療計画生成部１９１は、ステップＳ１０３において、まず、放射線照射装置３３１の移動経路の最適化を含む最適化処理を行って、治療時間の短縮を図る。
治療計画生成部１９１は、例えば、式（２）を評価関数として、遺伝的アルゴリズムを用いてステップＳ１０３の最適化処理を行う。
【００９０】
【数２】
2015100455.tif 000004
【００９１】
但し、ＧＴＹＰＥは、遺伝子に対応する量で、各経路の情報を示す。また、ｆは、放射線照射装置３３１の経路長の和、または、治療時間など、最小化の対象となる評価関数である。評価関数ｆの値が０に近づくと、適合度ｇの値は１に近づく。治療計画生成部１９１は、適合度ｇの値を１に近付けるように最適化を行う。
なお、遺伝的アルゴリズムを用いた最適化処理は、治療計画生成部１９１がステップＳ１０３で行う最適化処理の方法の一例であり、これに限定されない。
【００９２】
ＧＴＹＰＥには、ステップＳ１０２で算出されたコントロールポイントに関する情報が含まれる。治療計画生成部１９１は、遺伝的アルゴリズムを用いた最適化にて、重みＷｉやＷｆｉを考慮した計算を行い、放射線照射装置３３１の移動経路を最適化する。その際、治療計画生成部１９１が、臨床的に影響のない範囲でこれらの重みの値を変更するようにしてもよい。
【００９３】
最適解におけるこれらの重みの値により、マルチリーフコリメータ３３２の動作の計画、および、首振り機構３２１の動作の計画が示される。
ステップＳ１０３において、治療計画生成部１９１は、遺伝的アルゴリズムを用いた最適化の後、得られた経路を細かい区間に分割し、線量分布や放射線照射装置３３１の移動経路の最適化を行う。例えば、治療計画生成部１９１は、ステップＳ１０２における方法と同様の方法にて最適化を行う。
ステップＳ１０２およびＳ１０３の２段階で最適化処理を行うことで、治療計画生成部１９１は、精度の高い治療計画を、より速く求めることができる。
【００９４】
次に、ステップＳ１０３で得られた治療計画による場合の線量分布を算出する（ステップＳ１０４）。
ステップＳ１０４で得られた線量分布がステップＳ１０１で設定された許容値を満足していない場合、治療計画生成部１９１は、患部や危険部位に設定された優先順位に基づいて治療計画を修正し、線量分布を再計算する（ステップＳ１０５）。
その後、図１５の処理を終了する。
【００９５】
図１５の処理の後、得られた線量分布を医師が確認する。問題がある場合、治療計画装置１１は、図１５の処理を再度行う。
一方、得られた線量分布に問題がない場合、治療計画装置１１は、得られた治療計画を放射線治療装置制御装置１２へ送信する。そして、放射線治療装置制御装置１２が治療計画に従って放射線治療装置１３を制御することで、放射線治療装置１３が放射線照射を実行する。
【００９６】
以上のように、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯と、首振り機構３２１が放射線照射装置３３１の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
これにより、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲を広げることができる。さらには、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を高めることができる。
【００９７】
また、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯と、マルチリーフコリメータ３３２がリーフの開閉動作を行う時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
これにより、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を高めることができる。
【００９８】
また、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が放射線を照射する時間帯と、回転機構（特に、走行ガントリ３１３）が首振り機構３２１を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
これにより、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲を、さらに広げることができる。また、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を、さらに高めることができる。
【００９９】
また、治療計画生成部１９１は、患者支持体３８１が移動する時間帯と、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射する時間帯と、走行ガントリ３１３が回転軸Ａ１２を中心に首振り機構３２１を回転させる時間帯と、Ｏリング３１２が回転軸Ａ１１を中心に首振り機構３２１を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する。
これにより、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射可能な範囲を、さらに広げることができる。また、放射線照射装置３３１が照射する治療用放射線の線量分布の精度を、さらに高めることができる。
【０１００】
なお、放射線照射装置３３１が治療用放射線を照射しているときに、撮像用放射線源３４１および３４２とセンサアレイ３６１および３６２とが放射線画像を撮像するようにしてもよい。そして、制御部１９０が、放射線画像に基づいてＣＴ画像を生成するようにしてもよい。
これにより、ユーザ（例えば、担当医師）は、放射線画像やＣＴ画像を参照して、放射線照射位置を確認することができる。
【０１０１】
なお、治療計画生成部１９１の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
【０１０２】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【符号の説明】
【０１０３】
１１  治療計画装置
１１０  表示部
１２０  操作入力部
１３０  通信部
１８０  記憶部
１９０  制御部
１９１  治療計画生成部
【図１】
2015100455.tif 000005
【図２】
2015100455.tif 000006
【図３】
2015100455.tif 000007
【図４】
2015100455.tif 000008
【図５】
2015100455.tif 000009
【図６】
2015100455.tif 000010
【図７】
2015100455.tif 000011
【図８】
2015100455.tif 000012
【図９】
2015100455.tif 000013
【図１０】
2015100455.tif 000014
【図１１】
2015100455.tif 000015
【図１２】
2015100455.tif 000016
【図１３】
2015100455.tif 000017
【図１４】
2015100455.tif 000018
【図１５】
2015100455.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月5日(2015.1.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画として、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成する治療計画装置。
【請求項２】
前記放射線治療装置は、リーフの開閉によって前記放射線照射装置が照射する前記放射線の照射野を調整するマルチリーフコリメータを具備し、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記マルチリーフコリメータがリーフの開閉動作を行う時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
請求項１に記載の治療計画装置。
【請求項３】
前記患者支持体は、前記長手方向に対して斜め方向に移動可能であり、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が前記長手方向に対して斜め方向に移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
請求項１または請求項２に記載の治療計画装置。
【請求項４】
前記回転機構は、前記患者支持体の長手方向の前記軸である第１軸と直交する第２軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持し、
前記治療計画装置は、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記第１軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記回転機構が前記第２軸を中心に前記首振り機構を回転させる時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を生成する
請求項１から３のいずれか一項に記載の治療計画装置。
【請求項５】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置が、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成する
治療計画生成方法。
【請求項６】
少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、
放射線を照射する放射線照射装置と、
前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、
前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、
を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置の具備するコンピュータに、
前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成させるためのプログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様による治療計画装置は、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画として、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の他の態様による治療計画生成方法では、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置が、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明の他の態様によるプログラムは、少なくとも長手方向に移動可能な患者支持体と、放射線を照射する放射線照射装置と、前記放射線照射装置を向き変更可能に支持する首振り機構と、前記患者支持体の長手方向の軸の周りを回転可能に前記首振り機構を支持する回転機構と、を備える放射線治療装置の治療計画を生成する治療計画装置の具備するコンピュータに、前記患者支持体が移動する時間帯と、前記放射線照射装置が前記放射線を照射する時間帯と、前記回転機構が前記首振り機構を回転させる時間帯と、前記首振り機構が前記放射線照射装置の向きを変更する時間帯とが重なる時間帯を有する治療計画を、放射線照射装置の移動経路を比較的大きい区間に分割した区間毎に放射線量を算出した後、放射線照射装置の移動経路を比較的小さい区間に分割した区間毎に放射線量を算出して生成させるためのプログラムである。