[发明专利]放射线治疗计划装置、放射线治疗计划方法以及放射线治疗系统

说明书

根据本发明，在扫描照射法的放射线治疗中，可以实现能够进行高速且高精度的剂量计算的放射线治疗计划装置。放射线治疗计划装置具备：显示装置(401)、输入装置(402)、运算处理装置(403)、存储器(404)以及数据服务器(405)，数据服务器(405)与粒子束照射装置(406)连接。运算处理装置(403)的剂量计算部(4031)通过简易蒙特卡罗方法计算剂量分布，根据存储于存储器(404)的粒子数减少率表(4041)的减少率进行校正，并将校正后的剂量分步存储于积分剂量分布表(4042)中。通过利用简易蒙特卡罗方法和校正该简易蒙特卡罗方法的粒子数减少率计算剂量分布，可以实现能够进行高速且高精度的剂量计算的放射线治疗计划装置。

技术领域

本发明涉及放射线治疗计划装置、放射线治疗计划方法以及放射线治疗装置。

背景技术

在利用放射线的治疗中，利用以对成为目标的肿瘤细胞的剂量集中性高的质子线或碳线为代表的粒子束(带电粒子束)的粒子束治疗装置的需求不断增加。

在粒子束治疗装置中，也要求对肿瘤区域照射指定的剂量，以便尽可能准确地集中。在粒子束治疗中，作为一种集中剂量的方法，扫描法的利用越来越普及。扫描法是一种将细粒子束导向平面内的任意位置，照射肿瘤内部以便涂满，仅对肿瘤区域分配高剂量的方法。利用扫描法时，基本无需使用准直器等患者专用的仪器，具有可以形成各种分布的优势。

放射线治疗计划装置是一种基于从CT图像等得到的患者体内的信息，通过数值计算模拟患者体内的剂量分布的装置。操作员边参照治疗计划装置的计算结果，边决定照射粒子束的方向或射束能量、照射位置、照射量等照射条件。下面，简单描述其一般的过程。扫描照射中，有点扫描方式和光栅方式，这里，以点扫描方式为前提进行说明。

首先，操作员输入应照射放射线的目标区域。若有必要，也同样输入并登记需要将放射线的照射量抑制到最低的重要器官的位置。

然后，操作员对登记的各个区域设定应成为目标的剂量值的处方剂量。

接着，决定实现满足处方剂量的剂量分布的照射条件。操作员利用治疗计划装置对应决定的照射条件相关参数进行调整，直到得到认为合适的剂量分布为止。为了能高效地决定这些参数，利用将从处方剂量的偏差进行数值化的目标函数的方法被广为应用。

作为一种治疗计划装置中质子线的剂量分布计算方法，有简易蒙特卡罗方法(非专利文献1)。简易蒙特卡罗方法与一般的蒙特卡罗方法相同，针对射束粒子逐个运输计算，因而可以实施非均匀介质中的高精度的剂量分布计算。

在运输计算中，粒子的轨迹分别地连结于细的步骤，在各步骤中，赋予因多次库伦散射的行进方向的细微变化。多次库伦散射的散射角用高斯分布的随机数模式化，利用Highland公式等按步骤计算其标准偏差。

这里，在非专利文献2中记载了，在扫描照射法的剂量计算中，为确保足够的计算精度，有必要考虑因核反应等发生大角度散射的粒子所引起的剂量成分。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1:Ryosuke KOHNO,et al.“Simplified Monte Carlo DoseCalculation for Therapeutic Proton Beams”Jpn.J.Appl.Phys.Vol.41(2002)pp.L294-L297

非专利文献2:Yupeng Li,et al.“Beyond Gaussians:a study of single-spotmodeling for scanning proton dose calculation”Phys.Med.Biol.57(2012)983-997

发明内容

发明要解决的问题