[发明专利]照射计划装置以及照射计划校正方法

说明书

提供一种照射计划装置，该照射计划装置是如下结构的装置，具有：三维CT值数据取得部(36)；处方数据输入处理部(32)，其取得处方数据；阻止能力比转换部(37)和核反应有效密度转换部(38)，它们根据所述三维CT值数据来制作第1转换数据(41)和第2转换数据(42)；以及运算部(33)，其根据所述处方数据、所述第1转换数据(41)和第2转换数据(42)求剂量分布，所述阻止能力比转换部(37)和核反应有效密度转换部(38)在执行校正处理之后再求所述剂量分布，在所述校正处理中，使用表示是何种程度地容易击碎所入射的所述带电粒子束(3)的粒子的物理量对根据所述三维CT值数据得到的数据进行校正。由此，在粒子线照射计划中的、在体内的剂量分布的计算中，能够简便且高精度地校正因入射粒子在体内产生的核反应概率与在水中产生的核反应概率的不同而导致的剂量误差。

技术领域

本发明涉及制作例如粒子线的照射计划的照射计划装置、照射计划程序、照射计划校正程序以及照射计划校正方法。

背景技术

以往，以质子线治疗和碳射线治疗为代表的粒子线治疗中使用的照射计划装置通过将人体近似为密度不同的水并将在水中测定出的剂量分布应用于人体这一非均匀介质由此来计算体内的剂量分布(参照专利文献1)。实际上是通过如下方式将人体表述为密度不同的水：使用按照每个CT装置或摄像条件而预先准备好的换算表，将患者的CT图像的像素值(CT值)转换成表示相对于物质的粒子线的有效密度的阻止能力比。在此，CT值表示物质的相对于X射线的有效的线性衰减系数(線源弱係数)。

但是，人体的组成与水不同。因此，入射粒子在体内产生的核反应的比例与其在水中产生的核反应的比例不同。核反应的比例不同这意味着到达射程(飛程)附近的入射粒子的数量在体内和在水中是不同的。

在此，到达停止位置附近的入射粒子的比例直接影响到布拉格峰(Bragg peak)的高度。因此，通过将在水中测定的剂量分布适用于体内而得到的照射计划的剂量分布会因水与人体之间的核反应的差异而产生误差。而且，每个患者以及每个束方向的误差的程度还不同。

但是，截至目前，没有用于校正该误差的实用的算法的报告。

另一方面，还报告有如下情况：在为了保证品质的绝对剂量测定中，从操作方便的角度考虑，经常使用固体体模(固体ファントム)作为标准物质即水的代替物。该情况下，由于水和固体体模的组成的差异(由于该差异导致的核反应概率的差异)而产生剂量误差(参照非专利文献1、2)。

为了校正该剂量误差，在绝对剂量测定的场所，基于蒙特卡洛计算或实际测量数据，求出将固体体模中的测定值换算成水中的值的系数(fluence correction factor：注量修正系数)。然后，使用该系数将固体体模中的测定值换算成水中剂量(参照非专利文献3、4)。

在理想情况下是对于患者体内的剂量分布计算中产生的剂量误差也只要利用fluence correction factor(流量修正系数)来校正即可。

但是，无法在患者体内实际测量出校正系数。而且，针对每个患者按照每一束地通过蒙特卡洛计算来求出校正系数也是不切实际的。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2013-252420号公报

非专利文献

非专利文献1:Palmans H and Verhaegen F，1997，Calculated depth dosedistributions for proton beams in some low-Z materials Phys.Med.Biol.42，1175-83