(57)【要約】中性子捕捉療法用治療計画システムは、被照射体へ中性子線を照射する中性子捕捉療法の治療計画を行う中性子捕捉療法用治療計画システムであって、被照射体の画像を取得する画像取得部と、画像取得部で取得された画像に基づいて被照射体の体輪郭を設定する体輪郭設定部と、体輪郭設定部で設定された体輪郭の内側において、画像の画素の値が予め定められた範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域として設定する空孔領域設定部と、体輪郭の内側において、空孔領域設定部によって設定された空孔領域の表面より第１の厚みだけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域として設定する粘膜領域設定部と、を備える。
2017170909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被照射体へ中性子線を照射する中性子捕捉療法の治療計画を行う中性子捕捉療法用治療計画システムであって、
前記被照射体の画像を取得する画像取得部と、
前記画像取得部で取得された前記画像に基づいて前記被照射体の体輪郭を設定する体輪郭設定部と、
前記体輪郭設定部で設定された前記体輪郭の内側において、前記画像の画素の値が所定の範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域として設定する空孔領域設定部と、
前記体輪郭の内側において、前記空孔領域設定部によって設定された前記空孔領域の表面より第１の厚みだけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域として設定する粘膜領域設定部と、を備える、中性子捕捉療法用治療計画システム。
【請求項２】
前記体輪郭の内側において、骨が配置された部分を骨領域として設定する骨領域設定部と、
前記体輪郭の内側において、臓器が配置された部分を臓器領域として設定する臓器領域設定部と、を更に備え、
前記粘膜領域設定部は、設定した前記粘膜領域において、前記骨領域及び前記臓器領域の少なくとも一方と重複する部分を前記粘膜領域から削除する、請求項１に記載の中性子捕捉療法用治療計画システム。
【請求項３】
前記体輪郭から第２の厚みだけ内側の部分を皮膚が配置された皮膚領域として設定する皮膚領域設定部を更に備える、請求項１又は２に記載の中性子捕捉療法用治療計画システム。
【請求項４】
前記体輪郭から外側の領域を全て空気領域として設定する空気領域設定部を更に備える、請求項１〜３の何れか一項に記載の中性子捕捉療法用治療計画システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中性子捕捉療法用治療計画システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線を用いた放射線治療が行われている。このような放射線治療を行う前段階において、患部に対する放射線の照射についての計画を行う治療計画システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。ここで、放射線を用いた治療方法として、中性子線を照射してがん細胞を死滅させる中性子捕捉療法であるホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron Neutron Capture Therapy）が知られている。ホウ素中性子捕捉療法では、がん細胞に予め取り込ませておいたホウ素に中性子線を照射し、これにより生じる重荷電粒子の飛散によってがん細胞を選択的に破壊する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２９０４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線治療では患部のみならず、正常な組織に対して照射される放射線の影響も把握しておく必要がある。また、中性子捕捉療法では、正常な組織に対する影響を把握する為には、組織毎に異なる原子組成を考慮する必要がある。従って、特許文献１のような従来の放射線治療の治療計画システムを中性子捕捉療法にそのまま用いることはできず、中性子補足療法に適した治療計画システムが要請されていた。【０００５】
そこで本発明は、中性子捕捉療法に適した治療計画を行うことのできる中性子捕捉療法用治療計画システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法用治療計画システムは、被照射体へ中性子線を照射する中性子捕捉療法の治療計画を行う中性子捕捉療法用治療計画システムであって、被照射体の画像を取得する画像取得部と、画像取得部で取得された画像に基づいて被照射体の体輪郭を設定する体輪郭設定部と、体輪郭設定部で設定された体輪郭の内側において、画像の画素の値が予め定められた範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域として設定する空孔領域設定部と、体輪郭の内側において、空孔領域設定部によって設定された空孔領域の表面より第１の厚みだけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域として設定する粘膜領域設定部と、を備える。【０００７】
ここで、中性子捕捉療法は、中性子線と照射対象の原子核との核反応を利用する治療方法であるため、被照射体の原子組成に基づいた領域を考慮したモデルを用いて線量分布を計算する必要がある。また、被照射体のうち、粘膜に該当する部分は、放射線に対する感受性が高いため、治療計画の際は、粘膜が配置された領域を設定した上で治療計画を行うことが必要となる。【０００８】
そこで、本発明の一形態に係る中性子捕捉療法用治療計画システムは、体輪郭設定部で設定された体輪郭の内側において、画像の画素の値が所定の範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域として設定する空孔領域設定部を備えている。画像取得部で取得された画像のうち、画素の値が所定の範囲内となるのは、被照射体の体輪郭よりも外側の部分、又は被照射体内部の空孔が配置された部分である。従って、体輪郭設定部で体輪郭を設定し、空孔領域設定部が体輪郭の内側の画素の値を判定することで、空孔領域を設定することができる。ここで、空孔の内壁部分の表面付近には粘膜が配置されている。よって、粘膜領域設定部は、空孔領域設定部によって設定された空孔領域の表面より第１の厚みだけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域として設定することができる。このように、空孔領域を設定することによって、容易に粘膜領域を設定できる。当該粘膜領域に対する中性子線の線量に基づいて治療計画を行うことができる。以上により、中性子捕捉療法に適した治療計画を行うことができる。【０００９】
中性子捕捉療法用治療計画システムは、体輪郭の内側において、骨が配置された部分を骨領域として設定する骨領域設定部と、体輪郭の内側において、臓器が配置された部分を臓器領域として設定する臓器領域設定部と、を更に備え、粘膜領域設定部は、設定した粘膜領域において、骨領域及び臓器領域の少なくとも一方と重複する部分を粘膜領域から削除してよい。骨や臓器は、粘膜とは異なる原子組成で形成されているため、粘膜領域は骨領域や臓器領域とは異なる領域として設定される。従って、骨領域及び臓器領域の少なくとも一方と重複する部分を粘膜領域から削除することで、粘膜領域をより正確に設定できる。【００１０】
中性子捕捉療法用治療計画システムは、体輪郭から第２の厚みだけ内側の部分を皮膚が配置された皮膚領域として設定する皮膚領域設定部を更に備えてよい。粘膜のみならず皮膚も照射してよい中性子線の線量が限られる部分である。また、皮膚は体輪郭から第２の厚みだけ内側の部分に配置される。このように、体輪郭を設定することによって、容易に皮膚領域を設定できる。当該皮膚領域に対する中性子線の線量に基づいて治療計画を行うことができる。従って、皮膚領域を設定することにより、より適した治療計画を行うことができる。【００１１】
中性子捕捉療法用治療計画システムは、体輪郭から外側の領域を全て空気領域として設定する空気領域設定部を更に備えてよい。これにより、治療台などが配置されている場合であっても、空気領域設定部が体輪郭から外側の領域を全て空気領域として設定することで、演算の負荷を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中性子捕捉療法に適した治療計画を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の中性子捕捉療法用治療計画システム、及び中性子捕捉療法装置の配置を示す図である。
【図２】図１の中性子捕捉療法装置における中性子線照射部近傍を示す図である。
【図３】図１の中性子捕捉療法用治療計画システムのブロック構成図である。
【図４】画像中における各領域を示す図である。
【図５】皮膚領域の設定方法を示す概略図である。
【図６】粘膜領域の設定方法を示す概略図である。
【図７】治療計画の手順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】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係る中性子捕捉療法用治療計画システム、及びそれを備えた中性子捕捉療法装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１５】
まず、図１及び図２を用いて、本実施形態に係る中性子捕捉療法装置の概要を説明する。図１及び図２に示すように、ホウ素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法装置１は、ホウ素（１０Ｂ）が投与された患者（被照射体）Ｓのホウ素が集積した部位に中性子線を照射してがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１は、治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射して患者Ｓのがん治療を行う照射室２を有している。
【００１６】
患者Ｓを治療台３に拘束する等の準備作業は、照射室２外の準備室（不図示）で実施され、患者Ｓが拘束された治療台３が準備室から照射室２に移動される。また、中性子捕捉療法装置１は、治療用の中性子線Ｎを発生させる中性子線発生部１０と、照射室２内で治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射する中性子線照射部２０と、を備えている。なお、照射室２は遮蔽壁Ｗに覆われているが、患者や作業者等が通過するために通路及び扉４５が設けられてよい。
【００１７】
中性子線発生部１０は、荷電粒子を加速して荷電粒子線Ｌを出射する加速器１１と、加速器１１が出射した荷電粒子線Ｌを輸送するビーム輸送路１２と、荷電粒子線Ｌを走査してターゲット８に対する荷電粒子線Ｌの照射位置の制御を行う荷電粒子線走査部１３と、荷電粒子線Ｌが照射されることで核反応を起こして中性子線Ｎを発生させるターゲット８と、荷電粒子線Ｌの電流を測定する電流モニタ１６と、を備えている。加速器１１及びビーム輸送路１２は、略長方形状を成す荷電粒子線生成室１４の室内に配置されており、この荷電粒子線生成室１４は、コンクリート製の遮蔽壁Ｗで覆われた空間である。なお、荷電粒子線生成室１４には、メンテナンスのための作業者が通過するための通路及び扉４６が設けられてよい。なお、荷電粒子線生成室１４は略長方形状に限定されず、他の形状であってもよい。例えば、加速器からターゲットまでの経路がＬ字状の場合には、荷電粒子線生成室１４もＬ字状にしてよい。また、荷電粒子線走査部１３は例えば荷電粒子線Ｌのターゲット８に対する照射位置を制御し、電流モニタ１６はターゲット８に照射される荷電粒子線Ｌの電流を測定する。
【００１８】
加速器１１は、陽子等の荷電粒子を加速して陽子線等の荷電粒子線Ｌを生成するものである。本実施形態では、加速器１１としてサイクロトロンが採用されている。なお、加速器１１として、サイクロトロンに代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン又はライナック等の他の加速器を用いてもよい。
【００１９】
ビーム輸送路１２の一端（上流側の端部）は、加速器１１に接続されている。ビーム輸送路１２は、荷電粒子線Ｌを調整するビーム調整部１５を備えている。ビーム調整部１５は、荷電粒子線Ｌの軸を調整する水平型ステアリング電磁石及び水平垂直型ステアリング電磁石と、荷電粒子線Ｌの発散を抑制する四重極電磁石と、荷電粒子線Ｌを整形する四方スリット等を有している。なお、ビーム輸送路１２は荷電粒子線Ｌを輸送する機能を有していればよく、ビーム調整部１５は無くてもよい。
【００２０】
ビーム輸送路１２によって輸送された荷電粒子線Ｌは、荷電粒子線走査部１３によって照射位置を制御されてターゲット８に照射される。なお、荷電粒子線走査部１３を省略して、常にターゲット８の同じ箇所に荷電粒子線Ｌを照射するようにしてもよい。
【００２１】
ターゲット８は、荷電粒子線Ｌが照射されることによって中性子線Ｎを発生させる。ターゲット８は、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）又はタングステン（Ｗ）で構成されており、板状を成している（ただし、ターゲット８の材質の詳細については後述する）。ターゲット８が発生させた中性子線Ｎは、中性子線照射部２０によって照射室２内の患者Ｓに向かって照射される。
【００２２】
中性子線照射部２０は、ターゲット８から出射された中性子線Ｎを減速させる減速材２１と、中性子線Ｎ及びガンマ線等の放射線が外部に放出されないように遮蔽する遮蔽体２２とを備えており、この減速材２１と遮蔽体２２とでモデレータが構成されている。
【００２３】
減速材２１は例えば異なる複数の材料から成る積層構造とされており、減速材２１の材料は荷電粒子線Ｌのエネルギー等の諸条件によって適宜選択される。具体的には、例えば加速器１１からの出力が３０ＭｅＶの陽子線でありターゲット８としてベリリウムターゲットを用いる場合には、減速材２１の材料は鉛、鉄、アルミニウム又はフッ化カルシウムとすることができる。
【００２４】
遮蔽体２２は、減速材２１を囲むように設けられており、中性子線Ｎ、及び中性子線Ｎの発生に伴って生じたガンマ線等の放射線が遮蔽体２２の外部に放出されないように遮蔽する機能を有する。遮蔽体２２は、荷電粒子線生成室１４と照射室２とを隔てる壁Ｗ１に少なくともその一部が埋め込まれていてもよく、埋め込まれていなくてもよい。また、照射室２と遮蔽体２２との間には、照射室２の側壁面の一部を成す壁体２３が設けられている。壁体２３には、中性子線Ｎの出力口となるコリメータ取付部２３ａが設けられている。このコリメータ取付部２３ａには、中性子線Ｎの照射野を規定するためのコリメータ３１が固定されている。なお、コリメータ取付部２３ａを壁体２３に設けずに、後述する治療台３にコリメータ３１を取り付けてもよい。
【００２５】
以上の中性子線照射部２０では、荷電粒子線Ｌがターゲット８に照射され、これに伴いターゲット８が中性子線Ｎを発生させる。ターゲット８によって発生した中性子線Ｎは、減速材２１内を通過している際に減速され、減速材２１から出射された中性子線Ｎは、コリメータ３１を通過して治療台３上の患者Ｓに照射される。ここで、中性子線Ｎとしては、比較的エネルギーが低い熱中性子線又は熱外中性子線を用いることができる。
【００２６】
治療台３は、中性子捕捉療法で用いられる載置台として機能し、患者Ｓを載置したまま準備室（不図示）から照射室２へ移動可能となっている。治療台３は、治療台３の土台を構成する土台部３２と、土台部３２を床面上で移動可能とするキャスタ３３と、患者Ｓを載置するための天板３４と、天板３４を土台部３２に対して相対的に移動させるための駆動部３５とを備えている。なお、キャスタ３３を用いず、土台部３２を床に固定しても良い。
【００２７】
中性子捕捉療法装置１は、各種制御処理を行うための制御部４０を備えている。中性子捕捉療法装置１の制御部４０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。制御部４０は、加速器１１、ビーム調整部１５、荷電粒子線走査部１３、電流モニタ１６と電気的に接続されている。また、制御部４０は、本実施形態に係る治療計画システム１００と電気的に接続されている。治療計画システム１００は、患者Ｓへ中性子を照射する中性子捕捉療法の治療計画を行う。治療計画システム１００は、治療計画に関するデータを制御部４０へ出力する。以上により、制御部４０は、治療計画システム１００から出力された治療計画、及び電流モニタ１６から出力された検出結果に基づいて、加速器１１、ビーム調整部１５、及び荷電粒子線走査部１３を制御する。
【００２８】
次に、図３を参照して、治療計画システム１００の構成について詳細に説明する。図３は、治療計画システム１００のブロック構成を示すブロック構成図である。治療計画システム１００は、各種情報処理を行う処理部１０１と、操作者が各種情報を入力する入力部１０２と、操作者に対して各種情報を表示する表示部１０３と、処理部１０１との間で各種情報の送受信を行う記憶部１０４と、を備えている。入力部１０２は、キーボード、マウス等の各種インターフェイスによって構成されている。表示部１０３は、モニタ等によって構成されている。記憶部１０４は、ＣＴによる画像を記憶してよく、処理部１０１によって演算された治療計画のデータ等を記憶してよい。
【００２９】
処理部１０１は、患者Ｓの画像に基づいて各種領域を設定すると共に、当該領域設定に基づいて患者Ｓに対する中性子線の線量分布等を演算する機能を有している。ここで、中性子捕捉療法による治療は、がん細胞に予め取り込ませておいたホウ素に中性子線を照射し、中性子線とホウ素の核反応により生じる重荷電粒子の飛散によってがん細胞を選択的に破壊する治療法である。このように、核反応を伴う治療法であるため、患者Ｓが写された画像中の線量分布を把握するためには、患者Ｓの画像中の各領域における原子組成を把握しておく必要がある。従って、処理部１０１は、原子組成に基づいて画像中の領域を設定する。具体的には、処理部１０１は、画像の中に、骨が配置された骨領域と、臓器が配置された臓器領域と、空気で占められた空気領域と、皮膚が配置された皮膚領域と、空孔が配置された空孔領域と、粘膜が配置された粘膜領域と、を設定する。
【００３０】
具体的に、処理部１０１は、画像取得部１１０と、体輪郭設定部１１１と、骨領域設定部１１２と、臓器領域設定部１１３と、空気領域設定部１１４と、皮膚領域設定部１１５と、空孔領域設定部１１６と、粘膜領域設定部１１７と、を備えている。
【００３１】
画像取得部１１０は、患者Ｓの画像を取得する。画像取得部１１０は、記憶部１０４に記憶された画像を読み出すことによって、当該画像を取得する。ただし、画像取得部１１０は、外部の機器から直接画像を取り込んでもよい。取得される画像としては、ＣＴ画像等が採用される。図４に患者Ｓの画像の一例を示す。図４（ａ）は、患者Ｓの頭部を上方から見て輪切りにした時の様子を示す画像である。図４（ｂ）は、患者Ｓの頭部を横方向から見て輪切りにした時の様子を示す画像である。図４（ｃ）は、患者Ｓの頭部を正面から見て輪切りにした時の様子を示す画像である。なお、患者Ｓの画像として、患者Ｓを所定ピッチで輪切りにした画像が複数枚存在している。
【００３２】
体輪郭設定部１１１は、画像取得部１１０で取得された画像に基づいて患者Ｓの体輪郭５０を設定する。体輪郭５０は、患者Ｓの体の最外部の輪郭を示している。体輪郭設定部１１１は、公知の方法によって画像中の体輪郭５０を設定することができる。例えば、体輪郭設定部１１１は、１次微分、２次微分、テンプレートマッチング等の輪郭抽出法によって体輪郭５０を設定する。なお、体輪郭設定部１１１が体輪郭５０を設定することにより、後述の骨領域設定部１１２、臓器領域設定部１１３、空孔領域設定部１１６は、体輪郭５０の内側の領域のみで各領域を設定するための処理を行えばよい。
【００３３】
骨領域設定部１１２は、体輪郭５０の内側において、骨が配置された部分を骨領域５１として設定する。例えば、頭蓋骨、歯等が配置されて部分が骨領域５１として設定される。骨領域設定部１１２は、公知の方法によって画像中の骨領域５１を設定することができる。例えば、骨領域設定部１１２は、グレースケール（ＣＴ値）に対する閾値処理によって骨領域５１を設定する。なお、骨領域５１の原子組成として、例えば、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｓ等が挙げられる。
【００３４】
臓器領域設定部１１３は、体輪郭５０の内側において、臓器が配置された部分を臓器領域５２として設定する。例えば、脳、目等が配置されている部分が臓器領域５２として設定される。臓器領域設定部１１３は、公知の方法によって画像中の臓器領域５２を設定することができる。例えば、臓器領域設定部１１３は、Model Based Segmentationという方法やSmart Segmentation（Knowledge-Based Segmentation）という方法によって臓器領域５２を設定する。なお、臓器領域５２の原子組成として、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ等が挙げられる。
【００３５】
空気領域設定部１１４は、患者Ｓの周囲において空気で占められている領域を空気領域５３として設定する。空気領域設定部１１４は、体輪郭５０から外側の領域を全て空気領域５３として設定する。なお、画像中において、体輪郭５０よりも外側の領域には、治療台３や機器等が写りこんでいる場合がある。このような場合であっても、空気領域設定部１１４は、治療台３や機器等の部分も空気領域５３とみなすことで処理の負荷の軽減を図っている。
【００３６】
図５に示すように、皮膚領域設定部１１５は、体輪郭５０から第２の厚みｔ２だけ内側の部分を皮膚が配置された皮膚領域５４として設定する。また、皮膚領域設定部１１５は、皮膚領域５４において、骨領域５１及び臓器領域５２の少なくとも一方と重複する部分を当該皮膚領域５４から削除する。例えば、図５（ａ）に示すように、皮膚領域設定部１１５は、体輪郭５０から第２の厚みｔ２だけ内側に境界線Ｌ１を設定する。図５（ｂ）に示すように、皮膚領域５４は、体輪郭５０と境界線Ｌ１との間の領域を皮膚領域５４として設定する。この時、境界線Ｌ１よりも外側にまで骨領域５１又は臓器領域５２が及んでいる部分については、骨領域５１又は臓器領域５２として設定する。なお、皮膚領域５４の原子組成として、Ｈ、Ｃ、Ｎ、Ｏ、Ｎａ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｋ等が挙げられる。
【００３７】
空孔領域設定部１１６は、体輪郭設定部１１１で設定された体輪郭５０の内側において、画像の画素の値が所定の範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域５６として設定する（図４参照）。例えば、画素の閾値（ＣＴ値）は、−１０００程度に設定してよい。また、例えば、鼻、耳、口等の内部空間が空孔領域５６として設定される。空孔領域５６は、Ｎ２、Ｏ２、ＣＯ２等の空気の原子組成によって構成される領域として設定される。
【００３８】
図６に示すように、粘膜領域設定部１１７は、空孔領域５６から第１の厚みｔ１だけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域５７として設定する。また、粘膜領域設定部１１７は、粘膜領域５７において、骨領域５１及び臓器領域５２の少なくとも一方と重複する部分を当該粘膜領域５７から削除する。例えば、図６（ａ）に示すように、粘膜領域設定部１１７は、空孔領域５６の外縁から第１の厚みｔ１だけ外側に境界線Ｌ２を設定する。図６（ｂ）に示すように、粘膜領域５７は、空孔領域５６と境界線Ｌ２との間の領域を粘膜領域５７として設定する。この時、境界線Ｌ２よりも内側にまで骨領域５１又は臓器領域５２が及んでいる部分については、骨領域５１又は臓器領域５２として設定する。
【００３９】
次に、図７を参照して、治療計画システム１００を用いた治療計画の手順について説明する。なお、以下の説明における操作者によって行われる処理とは、治療計画システム１００が表示部１０３に情報入力を要求する表示を行い、それに基づいて入力部１０２にて操作者の入力を受けることである。
【００４０】
図７に示すように、操作者によって、治療計画システム１００に対して画像の入力が行われる（ステップＳ１００）。Ｓ１００では、ＤＩＣＯＭ規格の医用画像が入力される。次に、治療計画システム１００の処理部１０１のプログラムによって、被照射体の各部分に対する輪郭の作成が行われる（ステップＳ１１０）。Ｓ１１０では、前述のような体輪郭５０、空孔領域５６、粘膜領域５７、皮膚領域５４、骨領域５１及び臓器領域５２が設定される。
【００４１】
次に、操作者によってＳ１１０で設定した各輪郭に対する幾何学パラメータの設定が行われる（ステップＳ１２０）。Ｓ１２０では、各領域の原子組成、中性子線に対する耐性などを設定してよい。また、操作者によって、又は治療計画システム１００の処理部１０１のプログラムによって照射する中性子線量の設定が行われる（ステップＳ１３０）。Ｓ１３０では、中性子捕捉療法装置１から患者へ照射される中性子線の線量が設定される。また、処理部１０１のプログラムによって中性子線の線量分布の算出が行われる（ステップＳ１４０）。Ｓ１４０では、Ｓ１３０以前に設定した項目に基づいて、中性子線を患者へ照射した場合の線量分布の算出が行われる。
【００４２】
次に、処理部１０１のプログラムによって各種情報の表示をする（ステップＳ１５０）。ここでは、各部分における原子組成に基づいて、中性性線との核反応を考慮した線量分布を表示してよく、線量分布の解析と解析結果を表示してよい。
【００４３】
次に、操作者によって治療計画の妥当性についての判断が行われる（ステップＳ１７０）。操作者が妥当ではないと判断したら、再びＳ１２０の処理へ戻る。一方、操作者が妥当であると判断したら、処理部１０１のプログラムによって、制御部４０に対して治療計画の結果の記録・出力が行われる（ステップＳ１８０）。以上によって、治療計画が完了する。
【００４４】
次に、本実施形態に係る治療計画システム１００の作用・効果について説明する。
【００４５】
ここで、中性子捕捉療法は、中性子線と照射対象の原子核との核反応を利用する治療方法であるため、被照射体の原子組成に基づいた領域を考慮したモデルを用いて線量分布を計算する必要がある。また、被照射体のうち、粘膜に該当する部分は、放射線に対する感受性が高いため、治療計画の際は、粘膜が配置された領域を設定した上で治療計画を行うことが必要となる。しかしながら、操作者が画像を目視しながら粘膜領域を設定する場合、操作者の手間が増えるという問題がある。
【００４６】
そこで、本実施形態に係る治療計画システム１００は、体輪郭設定部１１１で設定された体輪郭５０の内側において、画像の画素の値が所定の範囲内である部分を空孔が配置された空孔領域５６として設定する空孔領域設定部１１６を備えている。画像取得部１１０で取得された画像のうち、画素の値が所定の範囲内となるのは、被照射体の体輪郭５０よりも外側の部分、又は被照射体内部の空孔が配置された部分である。従って、体輪郭設定部１１１で体輪郭５０を設定し、空孔領域設定部１１６が体輪郭５０の内側の画素の値を判定することで、空孔領域５６を設定することができる。ここで、空孔の内壁部分の表面付近には粘膜が配置されている。よって、粘膜領域設定部１１７は、空孔領域設定部１１６によって設定された空孔領域５６の表面より第１の厚みｔ１だけ外側の部分を粘膜が配置された粘膜領域５７として設定することができる（図６参照）。このように、空孔領域５６を設定することによって、容易に粘膜領域５７を設定できる。当該粘膜領域５７に対する中性子線の線量に基づいて治療計画を行うことができる。また、複数枚にわたる画像の粘膜領域５７を操作者の目視による判断に代えて、システム側で設定することができる。従って、操作者は設定された粘膜領域５７の最終的な確認を行うだけの作業を行えばよい。以上により、中性子捕捉療法に適した治療計画を行うことができる。
【００４７】
本実施形態に係る治療計画システム１００は、体輪郭５０の内側において、骨が配置された部分を骨領域５１として設定する骨領域設定部１１２と、体輪郭５０の内側において、臓器が配置された部分を臓器領域５２として設定する臓器領域設定部１１３と、を更に備える。粘膜領域設定部１１７は、設定した粘膜領域５７において、骨領域５１及び臓器領域５２の少なくとも一方と重複する部分を粘膜領域５７から削除する。骨や臓器は、粘膜とは異なる原子組成で形成されているため、粘膜領域５７は骨領域５１や臓器領域５２とは異なる領域として設定される。従って、骨領域５１及び臓器領域５２の少なくとも一方と重複する部分を粘膜領域５７から削除することで、粘膜領域５７をより正確に設定できる。
【００４８】
本実施形態に係る治療計画システム１００は、体輪郭５０から第２の厚みｔ２だけ内側の部分を皮膚が配置された皮膚領域５４として設定する皮膚領域設定部１１５を更に備えている。粘膜のみならず皮膚も照射してよい中性子線の線量が限られる部分である。また、皮膚は体輪郭５０から所定の厚みだけ内側の部分に配置される。このように、体輪郭５０を設定することによって、容易に皮膚領域５４を設定できる。当該皮膚領域５４に対する中性子線の線量に基づいて治療計画を行うことができる。従って、皮膚領域５４を設定することにより、より適した治療計画を行うことができる。
【００４９】
本実施形態に係る治療計画システム１００は、体輪郭５０から外側の領域を全て空気領域５３として設定する空気領域設定部１１４を更に備える。これにより、治療台３などが配置されている場合であっても、空気領域設定部１１４が体輪郭５０から外側の領域を全て空気領域５３として設定することで、演算の負荷を低減することができる。
【００５０】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、粘膜領域５７に加え、骨領域５１、臓器領域５２、皮膚領域５４を設定していたが、少なくとも粘膜領域５７を設定すればよい。
【００５１】
また、上述の治療計画において、体輪郭５０及び粘膜領域５７の設定以外の処理の内容及び手順は特に限定されるものではなく、適宜変更してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…中性子捕捉療法装置、５０…体輪郭、５１…骨領域、５２…臓器領域、５３…空気領域、５４…皮膚領域、５６…空孔領域、５７…粘膜領域、１００…治療計画システム、１１０…画像取得部、１１１…体輪郭設定部、１１２…骨領域設定部、１１３…臓器領域設定部、１１４…空気領域設定部、１１５…皮膚領域設定部、１１６…空孔領域設定部、１１７…粘膜領域設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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