(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段、
水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。
【請求項２】
人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときのそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料の測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示させる画面表示手段と、
前記画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段と、を備え、
前記画面上で、前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚校正テーブル生成手段と、
構成されたＣＴ値−水等価厚校正テーブルを記憶する記憶手段とを備えたこと
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。
【請求項３】
請求項２において、前記ＣＴ値−水等価厚線図生成手段は、前記画面上に、前記一種および三種の試料からなる二つの線図と二種の試料からなる線図によって高ＣＴ値および低ＣＴ値の二つの点で交わった形状の三角形状を描画させることを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。
【請求項４】
人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成する仮想画面表示手段、
前記仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させる仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定する手段、
交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のＣＴ値−水等価変換装置を備え、
被検体に対するＸ線照射によって計測された値からＣＴ値を計測するＣＴ値測定装置と、
前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記計測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算する演算手段と、
当該水等価厚を使用した粒子線照射計画装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療計画装置。
【請求項６】
人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置に用いる記憶媒体であって、
前記画面上で、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置に用いる記憶媒体。
【請求項７】
請求項１から６に記載したＣＴ値−水等価厚変換装置に使用される試料であって、樹脂製箱に収納され、前記樹脂製箱が金属箱内に収納されて圧縮手段によって圧縮可能とされることを特徴とする可密度試料。
【請求項８】
ＣＴ値データ形成手段によって、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成し、
水等価厚データ形成手段によって、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成し、
ＣＴ値−水等価厚関係生成手段によって、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させ、
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段によって、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成し、
記憶手段に構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価変換方法。
【請求項９】
人体等価の試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によって、Ｘ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標軸を画面に表示させる画面表示手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法において、
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段によって、前記画面の上にそれぞれの状態でのＣＴ値データおよび該ＣＴ値に対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、
ＣＴ値−水等価厚校正テーブル手段によって、前記画面上で，前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データがＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして形成されること
を特徴とするＣＴ装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法。
【請求項１０】
請求項８から９のいずれかに記載のＣＴ値−水等価厚変換装置によってＣＴ値−水等価厚変換テーブルが形成され、Ｘ線ＣＴ装置によって被検体に対してＸ線を照射してＣＴ値測定装置によってＣＴ値を計測し、演算手段によって前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記実測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算すること
を含んで構成されることを特徴とする放射線治療方法に用いるためのＣＴ値に対する水等価厚データ形成方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載した水等価厚データ形成方法によって形成された水等価厚データを用いた粒子治療計画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＴ（Computed Tomography）値から水等価厚を求めるＣＴ値−水等価厚変換装置、この装置に用いる記憶媒体、ＣＴ値−水等価厚変換テーブル形成方法、並びに水等価厚データを用いた粒子線治療計画装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療においてＣＴ値−水等価厚変換が行われる。このためのＣＴ値−水等価厚変換テーブルあるいは変換式が採用されている。
【０００３】
周知のように、Ｘ線コンピュータ断層撮影装置は、Ｘ線が被検体内で受けた吸収量に基づいて臓器等の組織のＸ線吸収率を水のそれを基準としたＣＴ値という指標として計算することによって画像を形成するものである。
【０００４】
特許文献１には、ＣＴ値と水等価厚との関係を用いることが記載されている。
特許文献２には、水等価厚を複数の照射方向について計算し表示することが記載されている。
特許文献３には、被検体に関するスキャノグラフに基づいて水等価厚を計算することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３１２０３０号公報
【特許文献２】特開平１１−２９０４６６号公報
【特許文献３】特開２００５−３０５０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来、放射線治療に用いるＣＴ値−水等価厚変換には人体等価ファントムや組織に近い試料として、水溶性成分が主に用いられて校正テーブルあるいは校正式が作成されている。このため必然に試料はＣＴ値が低い値を呈するものが採用されて来た。
【０００７】
このような校正法で算出した数値と実測値を比較すると、ＣＴ値の高いところで差が大きくなっている。
【０００８】
本発明は、特に高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換校正を用いることにより算出した数値と実測値の差を小さくし、高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換校正が精度高く適用可能であるようにしたＣＴ値−水等価厚変換装置および方法、これらに用いる記憶媒体、並びに粒子線治療計画装置および方法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】
【０００９】
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段、
水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
【００１０】
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときのそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料の測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示させる画面表示手段と、
前記画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段と、を備え、
前記画面上で、前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚校正テーブル生成手段と、
構成されたＣＴ値−水等価厚校正テーブルを記憶する記憶手段とを備えたこと
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
【００１１】
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚線図生成手段は、前記画面上に、前記一種および三種の試料からなる二つの線図と二種の試料からなる線図によって高ＣＴ値および低ＣＴ値の二つの点で交わった形状の三角形状を描画させることを特徴とするＣＴ値−水等価変換装置を提供する。
【００１２】
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成する仮想画面表示手段、
前記仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させる仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定する手段、
交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段と、
を備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置を提供する。
【００１３】
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価変換装置を備え、
被検体に対するＸ線照射によって計測された値からＣＴ値を計測するＣＴ値測定装置と、
前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記計測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算する演算手段と、
当該水等価厚を使用した粒子線照射計画装置と、
を備えたことを特徴とする放射線治療計画装置を提供する。
【００１４】
本発明は、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させるＣＴ値−水等価厚関係生成手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置に用いる記憶媒体であって、
前記画面上で、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置に用いる記憶媒体を提供する。
【００１５】
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚変換装置に使用される試料であって、樹脂製箱に収納され、前記樹脂製箱が金属箱内に収納されて圧縮手段によって圧縮可能とされることを特徴とする可密度試料を提供する。
【００１６】
本発明は、ＣＴ値データ形成手段によって、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときの密度が変化した状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成し、
水等価厚データ形成手段によって、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成し、
ＣＴ値−水等価厚関係生成手段によって、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚関係図を生成させ、
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段によって、水分を含んだ状態での前記仮想ＣＴ値−水等価厚関係で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成し、
記憶手段に構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶すること
を特徴とするＣＴ値−水等価変換方法を提供する。
【００１７】
本発明は、人体等価の試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によって、Ｘ線が照射されたときの密度が変化したそれぞれの状態でＸ線が照射されたときの測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、
ＣＴ値測定時と同一測定条件の試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした座標軸を画面に表示させる画面表示手段と、を備えたＣＴ値−水等価変換校正装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法において、
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段によって、前記画面の上にそれぞれの状態でのＣＴ値データおよび該ＣＴ値に対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図が生成され、
ＣＴ値−水等価厚校正テーブル手段によって、前記画面上で，前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データがＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして形成されること
を特徴とするＣＴ装置によるＣＴ値−水等価厚校正テーブル形成方法を提供する。
【００１８】
本発明は、また、前記ＣＴ値−水等価厚変換装置によってＣＴ値−水等価厚変換テーブルが形成され、Ｘ線ＣＴ装置によって被検体に対してＸ線を照射してＣＴ値測定装置によってＣＴ値を計測し、演算手段によって前記ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照して、前記実測されたＣＴ値に対応する水等価厚を演算すること
を含んで構成されることを特徴とする放射線治療方法に用いるためのＣＴ値に対する水等価厚データ形成方法を提供する。
【００１９】
本発明は、また、前記水等価厚データ形成方法によって形成された水等価厚データを用いた粒子治療計画方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、高ＣＴ値を示す骨成分等価の試料を可変密度試料として使用し、水溶性成分として構成するのではなく圧縮可能な粉体あるいは混合体を使用することのために信頼性の高いＣＴ値−水等価厚変換テーブルを生成することができ、これに伴なって適切な粒子線治療計画を立てることができる。
【００２１】
本発明によれば、また、前記画面上で、前記二つの線図が二つの点で交わったときの状態の水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚折れ線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル構成手段あるいは方法を備えており、二つの線図が高ＣＴ値の点で変わることが確認されて、精度が、確保されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを作成することができ、もって粒子線治療を適格に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００２３】
図１は、本発明の実施例であるＣＴ値−水等価厚変換校正装置およびこのＣＴ値−水等価厚変換校正装置を備えた粒子線治療システムを示す。
【００２４】
図１において、ＣＴ値−水等価厚変換装置１００は、粒子線治療用のＸ線ＣＴ装置１、水等価厚測定装置２、可変密度試料３、演算処理装置（演算処理手段）４、記憶装置（記憶手段、記憶媒体）５および画面表示装置（画面表示手段）６を備える。
【００２５】
また、図１において、粒子線治療システム２００は上述のＣＴ値−水等価厚変換装置１００、患者（被検体）ＣＴデータ取得装置７、治療計画装置８および粒子線治療装置８を備える。
精度の高い治療計画の下、各種の粒子線治療装置が用いられるようになってきている。
【００２６】
粒子線治療用のＸ線ＣＴ装置１は、数多くの医療機器メーカーに作られており、そのビームの質はまちまちであり、データ入力のフォーマットもまちまちである。このＸ線ＣＴ装置１は、被検体、試料に対してＸ線を照射するＸ線照射装置と被検体、試料を透過したＸ線を検出するＸ線検出手段とＸ線照射手段とＸ線検出手段を用いて収集された被検体、試料の投影データに基づいて画像データを生成する画像データ生成手段と画像データに基づいてＣＴ値を計測するＣＴ値データ形成手段とＣのＣＴ値データ形成手段によって形成されたＣＴ値の時間的変化を記憶する記憶手段およびＣＴ値表示手段を備える。
【００２７】
このＸ線ＣＴ装置１に人体骨成分等価の試料として粉体あるいは粉体混合物である可変密度試料３が供される。Ｘ線ＣＴ装置１は、この可変密度試料３を用いて圧縮され、非水溶状態かつ可変密度状態で、すなわち異圧縮状態、異密度状態で連続して複数の測定点でＸ線照射による測定を行う。
【００２８】
可変密度試料３は、Ｘ線測定時と同一測定条件とされて水等価厚測定装置２にも供せられ、Ｘ線ＣＴ装置１で測定した時の密度状態と同一の密度状態の時の水等価厚がレンジ測定を利用して測定されて、水等価厚測定装置２に設けられた水等価厚データ形成手段によって一連の測定値から水等価データが形成される。
【００２９】
図２は、可密度試料装置１０の詳細を示す。図２において、可密度試料装置１０は、内箱となる圧縮体形成体１１と外箱１２とからなり、矢印に示すようにして圧縮体形成体１１は外箱１２に組み入れられる。
【００３０】
圧縮体形成体１０は、内箱体１３、内箱体１３の蓋部１４、これに設けたボルト１６で一体化された保持板１５、内箱体の内部の空間部１７に配設され、内壁に密着して上下可動可能な圧縮板１８、圧縮板１８の内部で先端部が回転し、保持板１５の中央部に穿設したネジ穴に挿入され、ネジ穴に係合するネジ部の設けられた圧縮棒１９、その頭部２０を有し、圧縮板１８の下方部に形成される空間部に可密度試料３が収納される。
【００３１】
圧縮体形成体１１あるいは内箱体１３は樹脂、例えばアクリセル樹脂される。特に内箱体１３は測定誤差をなくすために樹脂製とすることが求められる。内箱体１３の柔性質を補強するために外箱１２は金属製とする。外箱１２は一方が開口した箱状とされ、内部に形成された空間部２１に前述の圧縮体形成体１１の内箱体１３が上方から挿入され、蓋部１４は外箱１２の上面で受けられる。外箱１２の側面には圧縮状況を観察するための覗き窓２２が形成してある。
【００３２】
可密度試料３は三種からなる。
一種：ハイドロキシアパタイト（カルシウムとリンからなる結晶、Ｃａ１０（ＰＯ４）
６（ＯＨ）２）、りん酸水素＝カリウム（Ｋ２ＨＰＯ４）、りん酸水素カルシウム＝水和物（ＣａＨＰＯ４・２Ｈ２Ｏ）の粉末と混合物及び水分を含み、水分を含んだ状態のもの（水溶性ではない）
二種：油の成分、例えばラード、サラダ油、肺の等価ファントム、およびこれらの混
合物で水分を含まない。
三種：一種と同成分、ただし水分を含まない。空気を含んだ乾燥した状態のもの
特に、本実施例の場合、一種と三種が重要であり、一種の場合、特にこれらの成分が水分を含んでいる状態であって水溶性とされていないこと、そして三種が空気を含むが乾燥状態とされていることが重要である。
【００３３】
以上のようにして、人体骨成分等価の粉体あるいは粉体混合物試料であって、圧縮可能であって異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可密度試料に、該試料が乾燥した状態と水分を含んだ状態においてＸ線ＣＴ手段によってＸ線が照射されたときのそれぞれの状態で測定されたＣＴ値からＣＴ値データを形成するＣＴ値データ形成手段と、ＣＴ値測定時と同一測定条件の可密度試料について測定された水等価厚から水等価厚データを形成する水等価厚データ形成手段と、が形成される。
【００３４】
図３に演算処理装置３の詳細をブロック図で示す。
図３において、演算処理装置４は、入力手段３１、画面表示手段２２、上述したＣＴ値データ形成手段２３、水等価厚データ形成手段２４、ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５、ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６および出力手段２７を備える。
【００３５】
入力手段３１には可密度試料３についてＸ線ＣＴ装置１および水等価厚測定装置２で計測されたＣＴ値および水等価厚が入力される。
【００３６】
これらの入力されたＣＴ値および水等価厚によって上述したＣＴ値データ形成手段２３および水等価厚データ形成手段２４によってＣＴ値データおよび水等価厚データがそれぞれ形成される。
【００３７】
画面表示手段２２は、ＣＴ値を一方の軸（Ｘ軸）とし、水等価厚を他方の軸（Ｙ軸）とした座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを画面表示装置６の画面に表示させる。
【００３８】
ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５は、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図および乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚線図を生成する。
【００３９】
ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６は、画面表示装置６の画面６Ａ上に生成した二つの線図を表示させる。ここでは線図から得られるＣＴ値−水等価厚変換値情報をもってＣＴ値−水等価厚変換テーブルを表示する。このＣＴ値−水等価厚変換テーブルは線図から定まる変換式によっても定めることができる。
【００４０】
図４は、ＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５により生成されたＣＴ値−水等価厚線図が画面表示手段２２によって画面表示装置６の画面６Ａに表示された状態を示す。
【００４１】
図４には、三角形状の変換テーブルが表示される。この三角形状の変換テーブルを形成するために前述した３種の試料が採用される。特に、一種が重要であり、次いで二種の試料についての計測が重要である。
【００４２】
一種の試料は（Ａ）の線図を生成するのに使用され、二種の試料は（Ｂ）の線図を生成するのに使用され、そして三種の試料は（Ｃ）の線図を生成するのに使用される。
【００４３】
これらの線図の生成に際して、ＣＴ値−水等価変換は、水分に対してＣＴ値が０のときに水等価厚１．０に対応させる。そして、空気のＣＴ値は−１０００に対応させる。このようにして、骨成分は高ＣＴ値に、空気成分は低ＣＴ値に表示されるものとする。このようにした場合に、人体内の実質臓器のＣＴ値は概ね−１５０〜１５０までに分布し、１５０を越える値は殆ど骨であり、−１５０以下の値は殆ど空気であると推定される。
【００４４】
一種の試料に水分を加えて図２に示す可密度試料装置１０に入れてＣＴ値および水等価厚の計測準備を完了させる。
【００４５】
加圧しないで、すなわち圧縮しない状態においては水分の影響がほとんどでＣＴ値０、水等価厚１．０付近となる。徐々に圧縮して行くと水分の影響が減り、試料一種によるＣＴ値が高ＣＴ値を示し、ＣＴ値１０００値位まで測定可能である。これ以上の値を精度向上のために欲しい場合には同一の一種の結晶材を使用して同様にして計測する。２成分混合物を使用することによってもＣＴ値が１０００以上の高ＣＴ値を計測することができる。
【００４６】
計測したＣＴ値の間隔および計測した水等価厚の間隔を等間隔とした座標にあっては、上述のようにして計測した値によって生成した（Ａ）の線図は実験によれば実質的に直線線図となり、画面上で延長可能とされる。
【００４７】
二種の試料について空気を入れた状態で圧縮なしの状態から圧縮した状態まで密度を変化させて同様に計測を行う。密度が小さい状態において、すなわち主に空気である場合に、ＣＴ値は−１０００付近を示し、高密度になるとＣＴ値０、水等価厚１．０付近の値となる。上述のようにして計測した値によって生成した（Ｂ）の線図は実質的に直線線図となり、延長可能とされる。直線図（Ａ）（Ｂ）は双方によって折れ線を形成する。本実施例の場合、直線図（Ａ）が重要であるが、直線図（Ｂ）は重要性は低い。
【００４８】
三種の試料について空気を入れた状態で、水分を含まない乾燥状態で圧縮なしの状態から徐々に圧縮した状態まで密度を変化させて計測を行う。密度が小さい状態においてＣＴ値は空気に等価のＣＴ値−１０００が計測され、圧縮していくに従ってＣＴ値は高くなり、ＣＴ値が１０００付近までの計測がなされる。ＣＴ値１０００以上のデータが欲しい場合には（Ａ）線図の場合と同様に同一の種の結晶材を使用して同様に計測していく。２成分混合物を使用することによってもＣＴ値が１０００以上の高ＣＴ値を計測することができる。上述のように計測した値によって生成した（Ｃ）の線図は実験によれば実質的に直線線図であり、（Ａ）線図よりも長く取得可能であり、延長可能となる。
【００４９】
ここで重要なのはＣＴ値２０００〜３０００付近において、すなわち所定域の高ＣＴ値において直線図（Ａ）と直線図（Ｃ）とが交わること、すなわち交点が出現されるに至ることが発見されたことである。このような現象は、骨成分と等価な高ＣＴ試料を使用することによって出現する。高圧縮による高密度になると一種の試料についての水分の影響は極小となり、三種の試料についての水分の影響は極小となり、実質的に同一の試料について計測していることになると考えられる。従って交点が得られたということは、試料一種を構成する試料についての計測手段、計測方法は精確であって正しくＣＴ値−水等価厚を示すに外ならない。本出願の発明者等の実験によれば、上述の交点が出現しない場合には、試料についての計測手段あるいは計測方法が正しくセットあるいは実施されていないことが確認され、このような場合には（Ａ）の線図で得られた変換データは実用に供し得ないことが判った。
【００５０】
以上のように、本実施例によれば、画面５４の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させるＣＴ値−水等価厚線図生成手段２５と、を備え、画面上で二つの線図が高ＣＴ値の点で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段２６と、構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶する記憶手段５とを備えたことを特徴とするＣＴ値−水等価厚変換装置１００が構成される。ここで変換テーブルは校正テーブルと言い換えることができる。
【００５１】
高ＣＴ値２０００〜３０００付近までのデータを形成しない場合には、ＣＴ値０付近からＣＴ値１０００値ぐらいまでの（Ａ）線図を座標上で延長することを行う。また、（Ｃ）線図についてはＣＴ値−１０００付近からＣＴ値１０００値ぐらいまでの線図を延長することを行う。このような手段によっても線図（Ａ）および線図（Ｃ）が所定域の高ＣＴ値３０００付近で交点となって交わることを確認できる。このような確認において、線図（Ｃ）が低ＣＴ値−１０００から高ＣＴ値１０００ぐらいまでの直線を延長するようにすることは計測データを向上させる上で重要である。
【００５２】
本実施例で示すように、（Ａ）線図を形成するに当って試料一種の骨成分に等価の高ＣＴ値を示す試料を使用し、この試料を水に溶かすのではなく水分と混合状態、すなわち水分を含む状態として圧縮して密度を変化させる計測方法は、同一試料について密度を徐々に変えて連続して計測することができ、従って多数の計数点がえられることになって測定精度を向上させ得るということで重要である。従って、圧縮可能であって、異密度状態で複数の測定点で測定が可能な可変密度試料を使用するようにしたことに大きな測定上の意味がある。
【００５３】
そして、本実施例で示すように、線図（Ｃ）を付加することによって、線図（Ａ）の形成データが変換データ、校正データとして正しいものかを確認でき（判定でき）、安心して治療計画立案に採用できることになる。なお、このような手法に慣れた技術者によれば、十分な精度で線図（Ａ）と（B）を取得できれば、治療計画立案に採用できることになることは明白である。この手法に不慣れな段階の技術者にあっては線図（C）を付加し、線図（Ａ）、線図（Ｂ）および線図（Ｃ）によって三角形状の変換データを形成するのが望ましい。この場合の三角形状には、各線図がすべてそろわない場合に判明しているデータのみで矛盾が生じていないかを確認する場合を含めるものとする。
【００５４】
上述の例では、二つの線図（Ａ）および（Ｃ）が画面上で高ＣＴ値２０００〜３０００付近で交わったときに、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚変換テーブルを構成した。高ＣＴ値２０００〜３０００付近で交わることについてコンピュータの演算によっても確認することができる。すなわち、線図（Ａ）および（Ｂ）は一般式として一次式
ｙ＝ａｘ＋ｂ    ｙ＝ｃｘ＋ｄ
で表され、線図（Ｃ）は
ｙ＝ｅｘ＋ｆ
本例の場合、それぞれ線図（Ａ）は、
ｙ＝０．０００４ｘ＋１．０６９９
線図（Ｂ）は、
ｙ＝０．００６１ｘ＋１．０６３２
線図（Ｃ）は、
ｙ＝０．０００６ｘ＋０．５８９
で表されるのでこれを解法することによっても交点が高ＣＴ値２０００〜３０００付近に存在するかを確認することができる。本例の場合、高ＣＴ値は２404.5であると推定される。従来の水溶性成分を使用した校正法では算出した数値と実測値とを比較してみると、ＣＴ値の高いところで差が大きくなっている。高ＣＴ値を用いて線図（Ａ）を形成し、変換テーブルを形成する本実施例によれば、算出した数値と実測値とを比較した時に、この差を小さくすることができるという特徴がある。従って、被検体が高ＣＴ値を呈する部分の計測を精確に行うことができるメリットがある。
【００５５】
この手法は、次に示す手法によって交点を確認することと同等である。
ＣＴ値を一方の軸とし、水等価厚を他方の軸とした仮想座標に形成されたＣＴ値データおよび形成された水等価厚データを仮想的に形成し（仮想画面表示手段）、
仮想画面の上に上述したそれぞれの状態のＣＴ値データおよび該ＣＴ値データに対応の水等価厚データを表示させて、水分を含んだ状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ、乾燥した状態でのＣＴ値−水等価厚直線図を生成させ（仮想ＣＴ値−水等価厚線図生成手段）、
前記二つの線図が高ＣＴ値の点で交わることを判定し（判定手段）、
そして、交わったと判定されたときに、水分を含んだ状態での仮想ＣＴ値−水等価厚直線図で表されるＣＴ値データおよびこれに対応する水等価厚データをＣＴ値−水等価厚校正テーブルとして構成するＣＴ値−水等価厚変換テーブルが生成されることになる。
【００５６】
コンピュータ上であるいは画面上で線図（Ａ）および線図（Ｃ）が交わるかどうかの確認は、病院あるいは施設に設置されたＸ線ＣＴ装置１のビームの質が異なる場合に、作成した変換テーブルの信頼性を確認する上で重要である。
【００５７】
図１あるいは図２において、以上のように生成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルは、出力手段２７を介して治療計画装置８に出力される。治療計画装置８は入力手段３１、演算手段３２および出力手段３４を有するが、前述したＣＴ値−水等価変換装置１００を治療計画装置７に組み込んで、ＣＴ値−水等価厚変換装置１００を治療計画装置８の一部構成とすることができる。
【００５８】
治療計画装置８は、粒子線治療を施す被検体に対する粒子線の照射計画を作成するためのものがある。
【００５９】
原子の構成要素である電子や原子核の流れが粒子線と呼ばれ、陽子線、Ｘ線、ヘリウム、重粒子線（炭素、ネオン、アルゴン等）が治療に用いられる。
【００６０】
治療計画装置８の入力手段３１には、被検体についての患者ＣＴデータ取得装置７で取得された計測されたＣＴ値が入力される。
【００６１】
演算手段３２は、ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照し、入力されたＣＴ値から水等価厚を演算する。治療計画装置８の粒子線照射計画手段３３は、被検体の局所に線量を集中し、かつ周囲正常組織への線量を少なくするために演算された水等価厚を用いて計画を立てる。計画された水等価厚は出力手段３４から粒子線治療装置９に出力され、治療に用いられる。
【００６２】
図５は、変換校正テーブルの形成方法および水等価厚演算方法を示す。
図５において、上述したようにして人体骨成分等価の粉末もしくは混合体可密度試料の形成を行う（Ｓ１１）。可密度試料については既に説明した。この試料について乾燥した状態と非水溶性の状態で水分を含んだ状態を形成する（Ｓ１２）。それぞれの状態について状態を変えて連続してＸ線照射してＣＴ値測定（Ｓ１３）およびそれぞれの状態について水等価厚測定（Ｓ１４）を行う。
【００６３】
画面にＸ−Ｙ軸座標を表示する（Ｓ１５）。
このＸ−Ｙ軸座標にＣＴ値−水等価線図（Ａ）およびＣＴ値−水等価厚線図（Ｃ）を生成し、表示する（Ｓ１６）。
【００６４】
二つの線図によって三角形状が描画される。特に高ＣＴ値の点Ｄで線図（Ａ）および（Ｃ）の交点が形成されたかを判定する（Ｓ１７）。加えて低ＣＴ値のＥ点における判定を行ってもよい。この判定は機械によって行ってもよいし、人間が画面上で観察してその結果を入力するようにしてもよい。
【００６５】
高ＣＴ値の点Ｄで交点が形成されている場合に、ＣＴ値−水等価厚線図（Ａ）でＣＴ値−水等価厚変換テーブルあるいは変換式の生成を行う（Ｓ１８）。交点が形成されていない場合には、再度ＣＴ値測定（Ｓ１３）および水等価厚測定（Ｓ１４）を行う。
【００６６】
構成されたＣＴ値−水等価厚変換テーブルを記憶媒体に格納し、記憶する（Ｓ１９）。以上のようにして、変換テーブルの形成を行う。
【００６７】
次いで、被検体に対してＸ線照射してＣＴ値を測定する（Ｓ２０）。ＣＴ値−水等価厚変換テーブルを参照し（Ｓ２１）、被検体についての水等価厚を演算し、確定し、出力する（Ｓ２２）。出力値は、通常知られている手法に従って粒子線治療計画に活用される（Ｓ２３）。
【００６８】
以上のように構成することによって、特に高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換（校正）を用いることが可能になって算出した数値と実測値の差を小さくし、高ＣＴ値を用いる放射線治療用ＣＴ値−水等価厚変換（校正）が精度高く適用可能であることが担保されて、ＣＴ値−水等価厚変換（校正）装置および方法、これらに用いる記憶媒体、並びに放射線治療装置および方法が提供される。
【００６９】
多成分系のデータを取得することによって、各２成分混合物の測定の精度を確認することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の実施例のＣＴ値−水等価厚変換（校正）装置および粒子線治療システムの擬略構成を示すブロック図。
【図２】可変密度試料装置の詳細図。
【図３】演算処理装置の詳細を示すブロック図。
【図４】ＣＴ値−水等価厚線図の１例を示すグラフ図。
【図５】本発明の実施例のフローチャート図。
【符号の説明】
【００７１】
１…Ｘ線ＣＴ装置、２…水等価厚測定装置、３…可変密度試料、４…演算処理装置、５…記憶装置（記憶媒体）、６…患者（被検体）ＣＴデータ取得装置、７…画面表示装置、８…治療計画装置、９…粒子線治療装置、２２…画面表示手段、２５…ＣＴ値−水等価厚線図生成手段、２６…ＣＴ値−水等価厚変換テーブル生成手段、３１…入力手段、３２…演算手段、２７，３４…出力手段、（Ａ）…水分を含んだ状態での一種試料のＣＴ値−水等価厚線図、（Ｂ）…水分を含まない状態での二種試料のＣＴ値−水等価厚線図、（Ｃ）…乾燥した状態での三種試料のＣＴ値−水等価厚線図、Ｄ…高ＣＴ値での交点、Ｅ…低ＣＴ値での交点、１００…ＣＴ値−水等価厚変換（校正）装置、２００…粒子線治療システム。
【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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