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公開番号2024126349
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023034664
出願日2023-03-07
発明の名称パス率予測システム、パス率予測システムを有する粒子線治療システムおよびパス率予測方法
出願人株式会社日立ハイテク
代理人弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類A61N 5/10 20060101AFI20240912BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】患部へ粒子線を照射する治療計画情報と測定深さ情報とを予測モデルへ適用して予測パス率を生成すること。
【解決手段】パス率予測システムは、粒子線4を患部3へ照射する治療計画情報と測定深さ情報と実測パス率とを含む既存の治療情報に基づいて生成された予測モデルと、新たな治療計画情報および測定深さ情報を予測モデルに適用することにより、予測パス率を生成する推論部230とを備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粒子線を患部へ照射する治療計画情報と測定深さ情報と実測パス率とを含む既存の治療情報に基づいて生成された予測モデルと、
新たな治療計画情報および測定深さ情報を前記予測モデルに適用することにより、予測パス率を生成する推論部と
を備えるパス率予測システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記測定深さ情報は、前記治療計画情報に含まれる粒子線の照射方向ごとに少なくとも１つ設定され、
前記予測モデルは、前記照射方向ごと、かつ前記測定深さ情報ごとに前記予測パス率を生成する
パス率予測システム。
【請求項３】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記予測モデルは、前記治療計画情報および前記測定深さ情報から生成される２次元線量分布の一様さの程度を示す分布複雑性指標を用いて、前記予測パス率を生成する
パス率予測システム。
【請求項４】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記予測モデルは、前記治療計画情報に含まれる照射パラメータを用いて、前記予測パス率を生成する
パス率予測システム。
【請求項５】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記予測モデルは、前記治療計画情報および前記測定深さ情報から生成される２次元線量分布を用いて、前記予測パス率を生成する
パス率予測システム。
【請求項６】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記測定深さ情報は、前記治療計画情報に基づいて決定される
パス率予測システム。
【請求項７】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記測定深さ情報は、前記治療計画情報および前記測定深さ情報から生成される２次元線量分布の一様さの程度を示す分布複雑性指標が所定基準を満たすように決定される
パス率予測システム。
【請求項８】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記測定深さ情報は、前記患部に関する症例の状態に基づいて決定される
パス率予測システム。
【請求項９】
請求項１記載のパス率予測システムであって、
前記既存の治療情報を記憶する記憶部をさらに備えており、
前記記憶部には、前記治療計画情報に含まれる前記粒子線の照射方向ごとに、前記測定深さ情報と当該測定深さ情報において実測された前記実測パス率とが対応付けられて記憶されている
パス率予測システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のパス率予測システムであって、
前記予測パス率を提供する情報提供部をさらに備えており、
前記情報提供部は、前記粒子線の照射方向ごとに、前記測定深さ情報と当該測定深さ情報において予測される前記予測パス率とを対応付けて提供する
パス率予測システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、パス率予測システム、パス率予測システムを有する粒子線治療システムおよびパス率予測方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「第１の患者の第１の放射線治療計画における１つ以上の計画パラメータと、パラメータおよび前記第１の放射線治療計画の１つ以上のパス率データに基づいてパス率を予測するモデルを作成し、第２の患者の第２の放射線治療計画における計画パラメータを受け取り、前記第２の患者の第２の放射線治療計画の計画パラメータの１つ以上の予測パス率を生成するために、前記第２の治療計画の計画パラメータを前記予測モデルに適応する、方法」が示されている。
【０００３】
非特許文献１には、前立腺癌患者のＳＦＵＤ（Ｓｉｎｇｌｅ－ＦｉｅｌｄＵｎｉｆｏｒｍＤｏｓｅ）を用いたスポットスキャニング陽子線治療の患者特有の品質保証（ＱＡ：ＱｕａｌｉｔｙＡｓｓｕｒａｎｃｅ）に関して記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
米国特許第１１０８１２２５号明細書
【非特許文献】
【０００５】
Ｘ．ＲｏｎａｌｄＺｈｕ，ｅｔ．ａｌ． “Ｐａｔｉｅｎｔ－ＳｐｅｃｉｆｉｃＱｕａｌｉｔｙＡｓｓｕｒａｎｃｅｆｏｒＰｒｏｓｔａｔｅＣａｎｃｅｒＰａｔｉｅｎｔｓＲｅｃｅｉｖｉｎｇＳｐｏｔＳｃａｎｎｉｎｇＰｒｏｔｏｎＴｈｅｒａｐｙＵｓｉｎｇＳｉｎｇｌｅ－ＦｉｅｌｄＵｎｉｆｏｒｍＤｏｓｅ”，ＩｎｔＪＲａｄｉａｔＯｎｃｏｌＢｉｏｌＰｈｙｓ２０１１；８１：５５２－５５９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
陽子線などの荷電粒子線を患部へ照射する粒子線治療では、治療計画装置などを用いて、患者ごとに、粒子線の照射方向および機器の設定値などを含む治療計画情報をあらかじめ作成する。粒子線の照射は、治療計画情報に保存されている設定値に基づき実施されるが、実際には治療装置の機器的誤差が発生するため、治療装置から照射される線量分布と治療計画の作成時に想定された計画線量分布との間に差異が生じる可能性がある。そのため、治療計画情報は、品質保証（ＱＡ：ＱｕａｌｉｔｙＡｓｓｕｒａｎｃｅ）を実施した後に、治療に用いられる。治療計画情報の品質保証を行うことを患者ＱＡと呼ぶ。
【０００７】
一般的に、患者ＱＡの１つの項目として線量分布検証を実施する。線量分布検証では、治療装置を用いて治療計画情報に則った照射を行い、２次元配列検出器または円筒形検出器などを用いて、治療装置から出力された線量分布を実測する。その後、実測した線量分布（以下、実測線量分布）と、実測体系に対して放射線照射をシミュレーションして得られた線量分布（以下、ＱＡ線量分布）との一致度を表すパス率を算出し、算出されたパス率が事前に定められた閾値以上であるか検証する。線量分布検証は、治療装置を用いた実測に基づくものであり、通常、検出器の準備と粒子線の照射などとのために数時間を必要とする。
【０００８】
Ｘ線治療で広く実施されているＩＭＲＴ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ－ＭｏｄｕｌａｔｅｄＲａｄｉａｔｉｏｎＴｈｅｒａｐｙ）の線量分布検証では、２次元配列検出器を用いて照射方向毎に実測線量分布を測定する場合と、円筒形検出器を用いて全ての照射方向を合算して実測線量分布を測定する場合との２つの方法がある。どちらの方法でも共通しているのは、Ｘ線は物質の通過距離によって付与する線量があまり変化しないため、測定する位置は１点（通常はアイソセンタ付近が選ばれる）である。
これに対し粒子線は、一定の深さ以降に線量を付与しないという飛程の特徴がある。粒子線を物質へ照射する場合、Ｘ線と異なり物質の通過距離によって付与する線量が大きく変化するため、Ｘ線治療と同じ線量分布検証が適用できない。
【０００９】
非特許文献１には、スポットスキャニング陽子線治療向けの線量分布検証の方法が開示されている。非特許文献１では照射方向毎に複数の測定深さをあらかじめ設定し、固体ファントムの後方に設置した２次元配列検出器によって、各測定深さにて２次元線量分布を実測し、ガンマパス率を算出する。固体ファントムは、陽子線の通過距離を調整して、２次元配列検出器により測定される深さを調整するために設置される。測定深さの設定は、陽子線が形成する拡大ブラッグピークの形状に応じて、浅い点、アイソセンタ点、深い点の３点程度が選択される。測定点は、治療計画情報毎にユーザが任意に設定する。
【００１０】
以上のように、非特許文献１は、陽子線が持つ飛程という特徴に対応して、照射方向毎に複数の測定深さで実施する線量分布検証方法を提供する。しかし実測が必要という点では、従来Ｘ線治療で実施されてきた方法と同じであり、検出器の準備や照射などで数時間を要する。
（【００１１】以降は省略されています）

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