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JPH03297476A - Radiotherapy planning device - Google Patents

Radiotherapy planning device

Info

Publication number
JPH03297476A
JPH03297476A JP10211790A JP10211790A JPH03297476A JP H03297476 A JPH03297476 A JP H03297476A JP 10211790 A JP10211790 A JP 10211790A JP 10211790 A JP10211790 A JP 10211790A JP H03297476 A JPH03297476 A JP H03297476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
point
radiation
contribution
distribution
interest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP10211790A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0691902B2 (en
Inventor
Masaaki Kurokawa
黒川 正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10211790A priority Critical patent/JPH0691902B2/en
Priority to US07/680,421 priority patent/US5291404A/en
Publication of JPH03297476A publication Critical patent/JPH03297476A/en
Publication of JPH0691902B2 publication Critical patent/JPH0691902B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To decrease the quantity of operations performed at a computing portion by correcting the distribution of contributions in the direction leading from an aimed point to a radiation source according to the corrected length of electron density between the point and the source, and providing the distribution of contributions to the computing portion after the distribution is corrected. CONSTITUTION:A radiotherapy planning device is provided with a contribution distribution data portion 20 having the distribution of contributions indicating how the contribution factors of scattered radioactive rays to an aimed point are distributed in a subject to be irradiated, a correcting portion 23 for correcting according to the corrected length of electron density of the subjected to be irradiated the contribution factors of that portion of the distribution of contributions which leads from the aimed point to a radiation source, and a computing portion 26 which adds values obtained by multiplication of the contribution factors by electron densities at each point corresponding to the contribution factors after the factors are corrected by the correcting portion 23, so as to find the quantity of absorbed radioactive rays resulting from radioactive rays scattered at the aimed point. The time required for calculation can thus be shortened to a practical time while minimizing an error of calculated dosage with respect to the actual dosage.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野〕・ この発明は、医療用ライナックやコバルト60γ線治療
機による放射線治療に際して、被照射体における放射線
の吸収線量を算出する放射線治療計画装置に関するもの
である。
[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) - This invention relates to a radiation treatment planning device that calculates the absorbed dose of radiation in an irradiated body during radiation treatment using a medical linac or a cobalt-60 gamma ray therapy machine. It is.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第13図は人体の患部(被照射体)にX線を照射してX
線治療をしている様子を示す説明図である。図において
、30はX線の線#(放射線#)、32は患者(人体)
、34は患者の患部、36はX線の照射幅である。
Figure 13 shows how X-rays are irradiated to the affected part of the human body (object to be irradiated).
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a situation in which radiotherapy is being performed. In the figure, 30 is X-ray line # (radiation #), 32 is the patient (human body)
, 34 is the affected area of the patient, and 36 is the X-ray irradiation width.

第14図に示すように、人体32に入射したX線38の
大部分はコンプトン散乱を起こす。つまり、−X線38
が人体(水が大部分である。)32の原子中の電子をは
しき飛ばすと同時に、X線も散乱されて散乱線42とな
り、散乱vA42は電子に与えたエネルギー分だけ工名
ルギーを減らし、波長が長くなる現象である。なお、こ
のとき、電子m40の散乱角βは90°以下である。
As shown in FIG. 14, most of the X-rays 38 incident on the human body 32 undergo Compton scattering. In other words, -X-ray 38
At the same time, the X-rays are scattered and become scattered rays 42, and the scattering vA42 reduces the energy by the amount of energy given to the electrons. , which is a phenomenon in which the wavelength becomes longer. Note that at this time, the scattering angle β of the electron m40 is 90° or less.

X線照射による患部34の吸収線量(以下、線量という
。)は、この電子線40が患部34通過時に生ずるイオ
ン対の量に比例している。また、電子線40が患部34
の注目領域44に入る過程には、第15図に示すように
、コンプトン散乱1同目の電子が直接注目領域44に入
る直接過程、X線が2回目に散乱したときに出る電子が
注目領域44に入る1回数孔、X線が3回収上散乱した
ときに出る電子が注目領域44に入る多重散乱などがあ
る。
The absorbed dose (hereinafter referred to as dose) of the affected area 34 due to X-ray irradiation is proportional to the amount of ion pairs generated when the electron beam 40 passes through the affected area 34. Further, the electron beam 40 is applied to the affected area 34.
As shown in FIG. 15, the process of entering the region of interest 44 includes a direct process in which the first Compton-scattered electron directly enters the region of interest 44, and an electron exiting when the X-ray is scattered for the second time enters the region of interest. 44, and multiple scattering in which electrons emitted when X-rays are scattered three times enter the region of interest 44.

ところで、X線38を用いて患者32の治療を行う場合
には、患部34の線量を知る必要がある。
By the way, when treating the patient 32 using the X-rays 38, it is necessary to know the dose to the affected area 34.

色部34に必要な損傷を与えるにはどれだけの線動のX
線38を照射すればよいか定める等の必要かあるからで
ある。従って、綿量計算を実行する放射線治療計画装置
が求められることになる。従来の放射線治療計画装置に
おいては、モンテカルロ法、コンポリューノヨン法、デ
ルタ体積法、等価組織空気比(E T A R; Eq
uivalent Ti5sue AirRatio 
)法、パワー刑法、散乱空気比(ScatterAir
 Ratio )法、RTAR法などを用いて線量の算
出が行われていた。
How much linear motion X to cause the necessary damage to the colored part 34?
This is because it is necessary to determine whether the line 38 should be irradiated. Therefore, there is a need for a radiation treatment planning device that performs the amount calculation. Conventional radiation therapy planning devices use the Monte Carlo method, the Conpollou Noyon method, the delta volume method, and the equivalent tissue air ratio (ET A R; Eq
uivalent Ti5sue AirRatio
) Law, Power Criminal Law, Scatter Air Ratio (ScatterAir
Dose calculations were performed using the Ratio method, RTAR method, etc.

モンテカルロ法は、3次元の近似なしの計算を、シミュ
レーションによって十分な精度になるまで繰り返し行う
方法で、最も正確な線1分布が得られるが、放射線治療
計画装置としてIMIPSの計算機を用いた場合でも8
時間以上かがる。この計算時間を短縮するために、コン
ポリューンヨン法では、ある地点で散乱が起きたことに
よる他の地点への線量の寄与分布をあらがしめ計算して
おき、これをX線が当たる全ての地点について足し合わ
せることにより線量分布を求める。また、デルタ体積法
では、注目点に対する直接線、1次散乱線、その他の散
乱線に分けて3次元で積り)シている。これに対して、
ETAR法では、3次元の散乱線の影響を2次元等価平
面に繰り込んで2次元の積分を行っている。パワー刑法
は、第16図に示すように、深さ方向に密度ρ3.ρ2
の不均一が層になっている場合の補正法である。ここで
、符号46は注目領域44における注目点を示している
。RTAR法は、線a30側からみた照射野の面積と周
囲長との比が等しい場合には、TARが等しいことを利
用した方法である。そして、SAR法は、照射野の形状
をもとに散乱線の寄与を等価照射野半径に換算して、S
ARテーブルを弓いてくる方法である。
The Monte Carlo method is a method in which calculations without three-dimensional approximation are repeated until sufficient accuracy is obtained through simulation, and the most accurate line 1 distribution can be obtained, but even when using the IMIPS calculator as a radiation treatment planning device, 8
It takes more than an hour. In order to shorten this calculation time, in the convolution method, the contribution distribution of the dose to other points due to scattering at a certain point is calculated, and this is calculated for all the points hit by X-rays. Dose distribution is determined by adding up the points. In addition, in the delta volume method, the direct rays, primary scattered rays, and other scattered rays to the point of interest are divided and multiplied in three dimensions. On the contrary,
In the ETAR method, two-dimensional integration is performed by renormalizing the influence of three-dimensional scattered radiation onto a two-dimensional equivalent plane. As shown in FIG. 16, the power criminal law has a density ρ3. ρ2
This is a correction method when there are layers of non-uniformity. Here, reference numeral 46 indicates a point of interest in the attention area 44. The RTAR method is a method that utilizes the fact that when the ratio of the area of the irradiation field and the perimeter as seen from the line a30 side is equal, the TAR is equal. The SAR method converts the contribution of scattered radiation into an equivalent radiation field radius based on the shape of the radiation field.
This is a method of pulling an AR table.

なお、上記各方法を用いた放射線治療計画装置は、計算
機のプログラムを用いて実現されているのが一般的であ
る。また、各計算を行うに際して、X線CTによる断層
像が広く用いられ、CT両画像a淡からX線エネルギー
に対応する電子密度を算出して、それを用いている。
Note that radiation treatment planning devices using each of the above methods are generally realized using a computer program. In addition, when performing each calculation, tomographic images obtained by X-ray CT are widely used, and the electron density corresponding to the X-ray energy is calculated from both CT images a-light and used.

なお、上記各方法を用いた放射線治療計画装置について
は、コンピュータ アブリケーンヨンズイン ラジエイ
ノヨン セラビ トリートメントプランニング ラジエ
インヨン メディスン(Computer Appli
cation in Radiation Thera
pyTreatment Planning Radi
ation Medicine ) 、第1巻第2号、
ジェームス、エイ、バーデイ(JamesA Purd
y ) 、  1983年に詳しく述べられている。
Regarding radiation treatment planning devices using each of the above methods, please refer to Computer Application
cation in Radiation Thera
pyTreatment Planning Radi
ation Medicine), Volume 1, No. 2,
James A Purd
y), described in detail in 1983.

〔発明か解決しようとする課題: 従来の放射線治療計画装置は以上のように構成されてい
るので、散乱線の寄与を3次元計算で算出するものは、
計算時間がかかりすき現実の放射線治療に適用できず、
また、2次元計算等で算出するものは、電子密度の不均
一性や照射野の不整形性に十分対応できず、例えばl 
CRU(International Comm1ti
on on Radiation Unitsand 
MesuremerHs )の勧告、つまり、投与され
る線量の誤差を5%以下に抑えるということを満たすこ
とかできるような線量計算をあらゆる条件で実行するこ
とはできないという課題かあった。例えば、ETAR法
を用いた場合には、7%以上の誤差か生ずる場合があっ
た。
[Problem to be solved by the invention: Since the conventional radiation treatment planning device is configured as described above, the one that calculates the contribution of scattered radiation by three-dimensional calculation is
It takes a lot of calculation time and cannot be applied to actual radiation therapy.
In addition, calculations using two-dimensional calculations cannot adequately handle the non-uniformity of electron density and the irregular shape of the irradiation field.
CRU (International Comm1ti
on on Radiation Unitsand
There was a problem in that it was not possible to perform dose calculations under all conditions that would satisfy the recommendation of Mesuremer Hs, that is, to keep the error in the administered dose to 5% or less. For example, when the ETAR method is used, an error of 7% or more may occur.

この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、算出した線量の実際の線量に対する誤差を最小
限に抑えつつ、計算時間を実用的な時間にまで短縮しう
る放射線治療計画装置を得ることを目的とする。
This invention was made to solve the above problems, and provides a radiation treatment planning device that can shorten calculation time to a practical time while minimizing the error between the calculated dose and the actual dose. The purpose is to obtain.

〔課題を解決するだめの手段] 請求項(1)記載の発明に係る放射線治療計画装置は、
散乱した放射線の注目点に対する寄与率の、被照射体に
おける分布を示す寄与分布を有する寄与分布データ部と
、寄与分布のうち注目点から放射線源に至る部分の寄与
率を、被照射体の電子密度補正長で補正する補正部と、
この補正部で補正された寄与率に、これらの寄与率に対
応した各地点の電子密度を乗じたものを加算して圧目点
における散乱した放射線に起因する吸収線量とする演算
部とを備えたものである。
[Means for solving the problem] The radiation therapy planning device according to the invention described in claim (1) comprises:
The contribution distribution data part has a contribution distribution that shows the distribution of the contribution rate of scattered radiation to the point of interest in the irradiated object, and the contribution rate of the portion of the contribution distribution from the point of interest to the radiation source is calculated based on the electrons of the irradiated object. a correction section that corrects with a density correction length;
and a calculation unit that adds the product of the contribution factors corrected by the correction unit by the electron density at each point corresponding to these contribution factors to obtain the absorbed dose due to the scattered radiation at the pressure point. It is something that

また、請求項(2)記載の発明に係る放射線治療計画装
置は、発生した電子線の注目点に対する寄与率の、被照
射体における分布を示す寄与分布を有する寄与分布デー
タ部と、他の地点からの電子線の到達距離内に注目点が
存在している場合に、その地点を対象領域の中にあると
定めるとともに寄与率を電子密度補正長で補正する補正
部と、この補正部で決定された領域の中の各地点におけ
る電子線の寄与率にそれら各地点における電子密度を乗
じたものを加算して注目点における散乱した電子線によ
る吸収線量とする演算部とを備えたものである。
The radiation therapy planning device according to the invention described in claim (2) further includes a contribution distribution data section having a contribution distribution indicating a distribution in the irradiated body of the contribution rate of the generated electron beam to the point of interest, and If a point of interest exists within the reachable distance of the electron beam from and an arithmetic unit that calculates the absorbed dose due to the scattered electron beam at the point of interest by adding the contribution rate of the electron beam at each point in the area of interest multiplied by the electron density at each point. .

そして、請求項(3)記載の発明に係る放射線治療計画
装置は、散乱した放射線または散乱により発生した電子
線の注目点に対する寄与率の被照射体における分布を示
す寄与分布を有する寄与分布データ部と、前記寄与分布
か所定の寄与率以上となっている前記被照射体における
領域およびこの領域についての計算のマヒリクスサ1゛
ズを決定する対象領域決定部と、この対象in域決定部
で決定された領域の中の各地点における散乱された放射
線または電子線の寄与率にそれら各部分の電子密度を乗
じたものを加算して注目点における前記散乱した放射線
または電子線に起因する吸収線量とする演算部とを備え
たものである。
The radiation therapy planning device according to the invention described in claim (3) is provided with a contribution distribution data section having a contribution distribution indicating a distribution in the irradiated body of the contribution rate of the scattered radiation or the electron beam generated by the scattering to the point of interest. , a target area determination unit that determines a region in the irradiated body where the contribution distribution has a predetermined contribution rate or more and a calculation parasitic size for this region, and a target in area determination unit that determines a The absorbed dose due to the scattered radiation or electron beam at the point of interest is obtained by adding the contribution rate of the scattered radiation or electron beam at each point in the area multiplied by the electron density of each part. It is equipped with a calculation section.

〔作 用〕[For production]

請求項(1)記載に発明における補正部は、注目点から
放射線源に至る方向の寄与分布をその間の電子密度補正
長で補正しておき、補正後の寄与分布を演算部に与える
ことにより、演算部におけるン寅算量をイ成らすことを
特徴とする 請求項(2)記載の発明二こおける補正部二よ、演算部
の演算対象領域として、他の地点から散乱した電子線か
注目点に到達する場合の他の地点を対象とし、それ以外
の他の地点は対象外とした領域を特徴する 請求項(3)記載の発明における対象卸域決定部は、例
えばCT両画像参照して、注目点に対する散乱した放射
線または電子線の寄与率か所定の値以上になっている領
域を決定して、この領域を演算対象領域として演算部に
与える。また、寄与分布の傾きに従って、計算マトリク
スサイズを可変に巳で演算効率を最適化する。
The correction unit in the invention described in claim (1) corrects the contribution distribution in the direction from the point of interest to the radiation source using the electron density correction length therebetween, and provides the corrected contribution distribution to the calculation unit, thereby The invention according to claim (2), characterized in that the calculation amount of electrons in the arithmetic unit is made to be a The target area determining unit in the invention according to claim (3), which is characterized by a region that targets other points when reaching a point, and excludes other points, for example, refers to both CT images. Then, a region in which the contribution rate of the scattered radiation or electron beam to the point of interest is greater than or equal to a predetermined value is determined, and this region is provided to the calculation section as a calculation target region. In addition, the calculation efficiency is optimized by varying the calculation matrix size according to the slope of the contribution distribution.

(実施例」 以下、請求項(1)記載の発明の一実施例を図について
説明する。第1図において、10は放射線治療計画装置
、20は人体32において電子密度分布が均一の場合に
X線が当たる部分のうちの各地点で散乱されるX線(散
乱線)が注目点46に寄与する寄与率を示す寄与分布が
格納される寄与分布データ部、23は電子密度分布を用
いて電子密度補正長で寄与率を補正する補正部、26は
出力された寄与分布と各地点の電子密度とから散乱線に
起因する線量を算出する演算部、28は各地点の電子密
度等が格納されたデータ部である。なお、寄与分布デー
タ部20に格納される寄与分布ばあらかしめ実験や計算
で決定しうるちのである。
(Embodiment) Hereinafter, an embodiment of the invention as claimed in claim (1) will be described with reference to the drawings. In FIG. A contribution distribution data section 23 stores a contribution distribution indicating the contribution rate of X-rays (scattered rays) scattered at each point of the portion hit by the line to the point of interest 46; A correction unit corrects the contribution rate using the density correction length, a calculation unit 26 calculates the dose due to scattered radiation from the output contribution distribution and the electron density at each point, and 28 stores the electron density, etc. at each point. It should be noted that the contribution distribution stored in the contribution distribution data section 20 can be determined through experiments or calculations.

次に動作について説明する。第2図は人体なとのX線吸
収体にX線38が入射し、A点(散乱点)で散乱し、注
目点46に入射する様子を示している。なお、以後、注
目点46をB点と呼ぶ。このとき、散乱したX線のうち
B点へ寄与する散乱線42の割合(寄与率)は、次式で
表せる。
Next, the operation will be explained. FIG. 2 shows how X-rays 38 are incident on an X-ray absorber such as a human body, scattered at point A (scattering point), and incident on a point of interest 46. Note that the point of interest 46 will be referred to as point B hereinafter. At this time, the proportion (contribution rate) of the scattered rays 42 contributing to point B among the scattered X-rays can be expressed by the following equation.

ηx(d、θ;+r;) −exp (−μ+d;L・
・・・・・・・・ (1) ここで、μ、はd、における平均X線吸収係数、f(θ
)は、コンプトン散乱でθの角度にX線が散乱される確
率、Cは係数である。また、(1)式は次のように書き
直せる。
ηx (d, θ; +r;) −exp (−μ+d;L・
・・・・・・・・・ (1) Here, μ is the average X-ray absorption coefficient at d, f(θ
) is the probability that X-rays are scattered at an angle of θ by Compton scattering, and C is a coefficient. Furthermore, equation (1) can be rewritten as follows.

exp (−μmd、−μ2ri ) ・・・・・・・・ (2) ここで、μ、−μ2ならば、つまり人体内の吸収係数が
一定ならば、 μ+di−〃zr;  ”’−μ(dl +  r、)
−一μId +、 r、 (1−cosθ、))・・・
・・・・・ (2) 例えは、4MVのX線38を用イテ、u =0.03/
cm 、 rl= 7cm、θ=251+のとき、ex
p(−gr(1−cos  θ)l =0.98であり
、θがさらに小さければ、−μd1−μr1中−μdと
しても、(1)弐の誤差は2%以下である。θがより小
さければ誤差はより小さくなる。このとき、 (3) のようになる。
exp (-μmd, -μ2ri) ・・・・・・・・・ (2) Here, if μ, −μ2, that is, if the absorption coefficient in the human body is constant, then μ+di−〃zr; ”'−μ( dl + r,)
-1 μId +, r, (1-cosθ,))...
(2) For example, using 4MV X-ray 38, u = 0.03/
cm, rl=7cm, θ=251+, ex
p(-gr(1-cos θ)l = 0.98, and if θ is even smaller, even if -μd in -μd1-μr1, the error in (1) 2 is less than 2%. The smaller the error, the smaller the error.In this case, (3) is obtained.

次にμm≠μ2、つまり深さ方向に吸収係数の不均一が
ある場合について第3回を参照して説明する。A1によ
る寄与率は、 exp (−μ、d μ2(d dI)−μzr1) exp (−μ、d μzdllIII 2rl (1−cosθ・・・・・
・・・・ (4) 人体内では吸収係数は電子密度ρにほぼ比例するので、 μ1dl−μzdo=  #(ρldl÷ρzdn)ミ
ーtta・・・・・・・・・ (5) となる。ここで、丁はB点までの線源方向の人体の深さ
を密度で補正した電子密度補正長である。
Next, the case where μm≠μ2, that is, the absorption coefficient is non-uniform in the depth direction, will be explained with reference to the third article. The contribution rate due to A1 is exp (-μ, d μ2 (d dI)-μzr1) exp (-μ, d μzdllIII 2rl (1-cosθ...
(4) In the human body, the absorption coefficient is approximately proportional to the electron density ρ, so μ1dl−μzdo= #(ρldl÷ρzdn)mitta (5). Here, D is an electron density correction length obtained by correcting the depth of the human body in the direction of the radiation source up to point B by density.

−射的には(不均一度かより多層にわたっている場合)
、■−Σρ;ds  (N=l、  Il、  III
、・・・)である。(4) 、 (5)式より、 exp (u’l  uzr+(l  cosθi))
・・・・・・・・・ (6) )) を得る。
- morphologically (if the degree of heterogeneity is more multi-layered)
, ■−Σρ;ds (N=l, Il, III
,...). From equations (4) and (5), exp (u'l uzr+(l cosθi))
・・・・・・・・・ (6) )) is obtained.

従って、 θく25°では、 であるから、 ・・・・・・・・・ (7) ただし、(7)式はA、点経由の寄与率である。Therefore, At θ minus 25°, Because it is, ・・・・・・・・・(7) However, equation (7) is A, the contribution rate via point.

次ににA2点経由の寄与率を考えると、exp (tt
丁u?’ (1cosθ2))(9) ここで、一般式には、?−Σρ、r、である。
Next, considering the contribution rate via point A2, exp (tt
Ding u? ' (1 cos θ2)) (9) Here, the general formula includes ? −Σρ,r,.

(9)式もθ2く25°では、 ここで、 ・・・・・・・・ (8) ・・・・・・・ (10) である。従って、(6) 、 (9)式より一般的には
、2−μldl μZdll μ+  (d aZ) 2−μad (μ+(d+  dz)  +μzdI+1”X+’ 
(/17  uF+  (1−cosθ−))・・・・
・・・・・(■1) と表すことができ、θ、〈25°ならば、・・・・・・
・・・(12) となる。
(9) also holds when θ2 is 25 degrees, where: ...... (8) ...... (10). Therefore, from equations (6) and (9), generally, 2-μldl μZdll μ+ (daZ) 2-μad (μ+(d+ dz) +μzdI+1”X+'
(/17 uF+ (1-cosθ-))...
...(■1) If θ is 〈25°, then...
...(12) becomes.

以上のことから、補正部23は、寄与分布データ部20
から、電子密度が均一な場合の寄与分布(はぼ(12)
式に相当する。)を入力したら、人体32内の密度を用
いて電子密度補正長による補正を行い、補正後の寄与分
布((11)式に相当する。)を出力すればよい。従来
の場合には、(1)式に相当する密度補正を行っていた
ことになる。
From the above, the correction unit 23 has the contribution distribution data unit 20
From, the contribution distribution when the electron density is uniform (Habo (12)
Corresponds to the expression. ), it is sufficient to perform correction using the electron density correction length using the density within the human body 32 and output the corrected contribution distribution (corresponding to equation (11)). In the conventional case, density correction corresponding to equation (1) was performed.

そして、演算部26は、B点における散乱線による線量
を算出する演算として、 による演算を行えばよい。ここで、ρ(i、  jk)
は、計算頭載を等分して(i、j、k)座標で表現した
各部分の電子密度、ηxb(i、  j、k)は(11
)弐で表現されたものを各部分にあてはめたものである
。また、ρ(i、j、k)の値はデータ部28にあらか
しめ格納されている。
Then, the calculation unit 26 may perform the following calculation to calculate the dose due to the scattered radiation at point B. Here, ρ(i, jk)
is the electron density of each part expressed in (i, j, k) coordinates by dividing the computational head into equal parts, and ηxb(i, j, k) is (11
) The expression expressed in 2 is applied to each part. Further, the value of ρ(i, j, k) is roughly stored in the data section 28.

ところで、コンプトン散乱によるX線の散乱分布(f 
(θ))は、X線のエネルギーが4MV以上では、第4
図に示すように前方に集中しているので、θが大きいと
きにはrか大きいところではf(θ)は小さい。従って
exp (u 7; (1−cosθ、))の項による
効果は小さいので、そのような部分については(12)
式を用いてもかまわない。なお、マトリクスに対して演
算しておけば、それらにexp (−μm)またはex
p (−μ守−μ7;(]−cosθ、))を乗算する
のみでη□を得ることかできる。
By the way, the scattering distribution of X-rays due to Compton scattering (f
(θ)) is the fourth
As shown in the figure, since they are concentrated in the front, when θ is large, f(θ) is small where r is large. Therefore, the effect of the term exp (u 7; (1-cosθ, )) is small, so for such a part, (12)
You may also use formulas. Note that if you calculate the matrix, you can add exp (-μm) or ex
It is possible to obtain η□ by simply multiplying by p (−μμ−μ7; (]−cosθ, )).

(11)弐による演算は(1)弐に比べて非常に単純で
あり、また、電子計算機にとって最も高速で計算しやす
い演算となっているので、放射線治療計画装置に通常の
電子計算機を適用した場合には、る。なお、従来の放射
線治療計画装置では、全領域について(1)式による演
算を実行していたことになる。また、演算部26は3次
元演算を実行しているか、上述した方式を2次元演算に
適用することもできる。
(11) Calculation by 2 is very simple compared to (1) 2, and is the fastest and easiest calculation for an electronic computer, so a normal electronic computer was applied to the radiation treatment planning device. In case, ru. In addition, in the conventional radiation therapy planning apparatus, the calculation according to equation (1) is executed for the entire region. Further, the calculation unit 26 executes a three-dimensional calculation, or the above-described method can also be applied to a two-dimensional calculation.

第5図に示すように、i方向の電子密度ρρ2の不均一
性も存在しうるが、その不均一性を補正するために、(
11)式または(12)式に以下のように補正をかける
ようにしてもよい。つまり、(11)式または(12)
式に、 eXp(−μ?、(l  cosθ、))中1−μ?;
(1coSθ、) ・・・・・・・・・(1G) をかける。従って、 eXp(u  (?+7+(1cosθ、)・・・・・
・・・・(15) を得る。このようにすれば、i方向の不均一性も補正で
きる。また、exp [−μ(丁、1−生す−・汀、2
))i2 をexp (−μ(7□−丁、□))としてもよい。た
だし、この場合にはX線が斜めに入射したときには誤差
が出るが、寄与率が大きい点(B点により近い点)での
誤差は小さい。
As shown in FIG. 5, there may be non-uniformity in the electron density ρρ2 in the i direction, but in order to correct this non-uniformity, (
Equation 11) or Equation (12) may be corrected as follows. In other words, equation (11) or (12)
In the formula, 1-μ? in eXp(-μ?, (l cosθ,)) ;
Multiply by (1coSθ,) ・・・・・・・・・(1G). Therefore, eXp(u (?+7+(1cosθ,)...
...(15) is obtained. In this way, non-uniformity in the i direction can also be corrected. Also, exp [-μ(cho, 1-raw-・汀, 2
)) i2 may be set as exp (-μ(7□-d, □)). However, in this case, an error occurs when the X-ray is incident obliquely, but the error is small at a point with a large contribution rate (a point closer to point B).

また、(15)式において、tt7r(1−cos θ
、)が小さいときには、 ・・・・・・・・・(]7) と近似することができる。このようにして、演算時間を
より短縮できる。このように近似した場合の誤差は、X
際の条件下で1%未満であり、十分に実用的である。ま
た、(16)式における?8は、?、−ΣΣΣρ< 、
 、 j、 k> d (i ワユリー で与えられる
cosθ1 が、演算時間は多少かかる。そこで、 としでもよい。ここで、COSθ、は各マトリクスに対
応してあらかしめ計算しておく。
Also, in equation (15), tt7r(1-cos θ
, ) is small, it can be approximated as ...... (]7). In this way, calculation time can be further reduced. The error when approximating in this way is
It is less than 1% under real conditions and is sufficiently practical. Also, in equation (16)? 8 is? , −ΣΣΣρ< ,
, j, k> d (cos θ1 given by i Wayuri takes some calculation time. Therefore, it may be done as follows. Here, COS θ is calculated in advance for each matrix.

第6図は請求項(2)記載の発明の一実施例による放射
線治療計画装置を示すブロンク図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a radiation treatment planning apparatus according to an embodiment of the invention as claimed in claim (2).

第6図において、12は放射線治療計画装置、2Iは人
体324こおいて電子密度か均一の場合にX線が当たる
部分のうらの各地点から発生した電子線(直接線)かB
点に寄与する寄与率を示す寄与分布が格納される寄与分
布データ部、24は各地点のうちその地点からの電子線
がB点に到達する地点とそうでない地点との境界を定め
、演算対象領域を決定するとともに寄与率を電子密度補
正長で補正する補正部、26は対象領域について寄与分
布と各地点の電子密度とから直接線に起因する線量を算
出する演算部、28は各地点の電子密度等か格納された
データ部である。
In Fig. 6, 12 is a radiation treatment planning device, and 2I is an electron beam (direct beam) generated from each point behind the part of the human body that is exposed to X-rays when the electron density is uniform.B
A contribution distribution data section 24 stores a contribution distribution indicating a contribution rate contributing to a point, and a contribution distribution data section 24 defines a boundary between a point where an electron beam from that point reaches point B and a point where it does not among each point, and serves as a calculation target. 26 is a correction unit that determines the area and corrects the contribution rate using the electron density correction length; 26 is a calculation unit that calculates the dose due to the direct line from the contribution distribution and the electron density at each point for the target area; 28 is a calculation unit for each point. This is a data section that stores information such as electron density.

次に動作について説明する。第7図は人体32を5mm
角の立方体の領域に区切っ1こ例を示している。図中の
等高線は、B点に対する電子線の寄与率η5が等しい線
を示している。入射したX線38が寄与率η、 −0,
01のA点で散乱を起こし、B点に入射する電子線は、
A点の電子密度をρ。
Next, the operation will be explained. Figure 7 shows the human body 32 at 5mm.
An example is shown in which the corners are divided into cubic areas. The contour lines in the figure indicate lines where the contribution rate η5 of the electron beam to point B is equal. The incident X-ray 38 has a contribution rate η, −0,
The electron beam that causes scattering at point A of 01 and enters point B is
The electron density at point A is ρ.

とすると、ρ、ηb =0.01ρ4で与えられる。従
って、B点を含む注目領域(B iJr域)に対する全
電子線(全直接線)に起因する線量り、、bは、で与え
られる。ここで、ρ(i、j、k)は、(i、j、k)
座標で示す立方体の電子密度、η。
Then, ρ, ηb =0.01ρ4. Therefore, the dose due to all electron beams (total direct beams) to the region of interest (B iJr region) including point B, b, is given by: Here, ρ(i, j, k) is (i, j, k)
Cubic electron density in coordinates, η.

(i、j、k)は、B領域に対する(i、j、k)立方
体からの電子線の寄与率である。
(i, j, k) is the contribution rate of the electron beam from the (i, j, k) cube to the B region.

ところで、(19)式における加算はηb(i、jk)
 >0.001の領域についてのみ行えばよい。なぜな
ら、第8図に示すように、電子線は所定のレンジ(到達
可能範囲)を有し、ηb <0.01の点の外からの寄
与は、すぐ外側でなくなるからである。
By the way, the addition in equation (19) is ηb(i, jk)
It is only necessary to perform this for the region >0.001. This is because, as shown in FIG. 8, the electron beam has a predetermined range (reachable range), and contributions from outside the point ηb <0.01 disappear immediately outside.

ここで、人体32における電子線の寄与分布は電子密度
ρによって変化する。特に、B領域とそこから線源方向
の立方体の密度によって、実際の人体32における寄与
分布はほぼ定まる。従って、第8図に示すようなη、の
分布とρ(i、j、k)の分布との相関を求めておけば
、ρ(i、j、k)の分布からη、の分布を求めること
ができる。特に、ρ(i、j、k)のj方向の変化を見
るだけでη、は予測可能である。
Here, the contribution distribution of the electron beam in the human body 32 changes depending on the electron density ρ. In particular, the contribution distribution in the actual human body 32 is approximately determined by the density of the B region and the cube in the direction of the radiation source. Therefore, if we find the correlation between the distribution of η and the distribution of ρ(i, j, k) as shown in Figure 8, we can find the distribution of η from the distribution of ρ(i, j, k). be able to. In particular, η can be predicted simply by looking at the change in the j direction of ρ(i, j, k).

そこで、データ部28にρ(i、j、k)の分布、つま
り電子密度の分布を格納しておき、またその電子密度に
対応した電子線の寄与率を格納しておく。そして補正部
24は、電子密度のJ方向の分布と電子密度に対応した
電子線の寄与率とから、人体32における電子密度を加
味した電子線の寄与分布を決定することができる。その
際、演算部26において必要とされる演算精度および演
算時間を考慮して対象とすべきρ(i、j、k)の範囲
を決定する。その範囲は、電子線のレンジ以内でよい。
Therefore, the data section 28 stores the distribution of ρ(i, j, k), that is, the distribution of the electron density, and also stores the contribution rate of the electron beam corresponding to the electron density. Then, the correction unit 24 can determine the contribution distribution of the electron beam in consideration of the electron density in the human body 32 from the distribution of the electron density in the J direction and the contribution rate of the electron beam corresponding to the electron density. At this time, the range of ρ(i, j, k) to be targeted is determined in consideration of the calculation accuracy and calculation time required in the calculation unit 26. The range may be within the range of the electron beam.

このように、演算部26における演算対象範囲を決定し
ておくことにより、演算部26の演算時をより短縮する
ことができる。
By determining the calculation target range in the calculation section 26 in this manner, the calculation time of the calculation section 26 can be further shortened.

ところで、電子線の寄与率は、第9図に示すようにX線
がA点で散乱されると、 ・・・・・・・・・(20) と表せる。ここで、丁は既に述べた電子密度補正長であ
り、■=Σd、ρ= 、g (7; 、R(E) )は
X線のエネルギーかEのときの電子線のレンジR(E)
と既に述へた7(?−Σr、ρ8)とて決まる飛程範囲
関数、f(θ)は既に述べたようにX線がθの角度に散
乱する確率である。従って、(i、j、k)立方体に対
して(20)式における0、・f(θ、)を算出して割
り振っておき、また1 ^も各(i、j、k)立方体に対して算出し、テーブル
化しておいて、テーブルから各データを弓いてきて、?
、を計算するたけでη、を決定するように構成すること
もできる。
By the way, the contribution rate of the electron beam can be expressed as follows when the X-ray is scattered at point A as shown in FIG. 9. Here, d is the electron density correction length mentioned above, ■=Σd, ρ= , g (7; , R(E) ) is the range R(E) of the electron beam when the X-ray energy is E.
The range function determined by 7(?-Σr, ρ8) as already mentioned, and f(θ) is the probability that the X-ray is scattered at the angle of θ, as already mentioned. Therefore, calculate and allocate 0,·f(θ,) in equation (20) for the (i, j, k) cube, and also 1^ for each (i, j, k) cube. Calculate, create a table, and extract each data from the table.
It is also possible to determine η by simply calculating , .

なお、対象領域の決定のしかたとして、B点からρ、を
放射線源30の方向に足していき、レンジR(E)にな
る点までを対象領域とすることができる。η、はX線の
エネルギーE、電子密度の値に応して何種類かを用意し
ておくとよい。η。
In addition, as a method of determining the target area, it is possible to add ρ from point B in the direction of the radiation source 30, and set the target area to a point that becomes range R(E). It is advisable to prepare several types of η depending on the X-ray energy E and the electron density. η.

の分布は、第3図におけるθ、が小さい部分ではg (
7,R(E) )で決まり、θ、が大きい部分ではf 
(θ、)で決まる。従って電子密度の変化がきくのはθ
、が小さい部分であり、上記決定のしかたはよい近イ以
となる。
The distribution of g (
7, R(E) ), and in the part where θ is large, f
It is determined by (θ, ). Therefore, the change in electron density is θ
, is a small part, and the above determination method is a good short answer.

また、第1O図に示すように、あらかしめ決められた順
序でレンジR(巳)になる部分まで電子密度を足してい
き、?を求め、このとき各(ij、k)立方体のB点に
対する重み付けW、(iWb (i、j、k)を求め、
このρ□に対応したη、を引いてくるか、または、線量
D e bを直接用いてくるように構成することもでき
る。
Also, as shown in Figure 1O, the electron density is added in a predetermined order up to the range R (snake), and ? At this time, find the weight W, (iWb (i, j, k)) for point B of each (ij, k) cube,
It is also possible to derive η corresponding to this ρ□, or to directly use the dose D e b.

そして、(20)式のη、を求めるときに、?、−Da
+9br、としてもよい。ここで、ρ、、ρ。
Then, when finding η in equation (20), ? , -Da
It may be set to +9br. Here, ρ,,ρ.

に対応する立方体は大きめにしておく。このようにすれ
ば、?、はより短時間で算出することかできる。
Make the cube corresponding to . What if I do it like this? , can be calculated in a shorter time.

第11図は請求項(3)記載の発明の一実施例による放
射線治療計画装置を示すブロック回である。
FIG. 11 is a block diagram showing a radiation treatment planning apparatus according to an embodiment of the invention as claimed in claim (3).

第11図において、14は放射線治療計画装置、22は
人体32においてX線が当たる部分のうちの各地点の散
乱線がB点に寄与する寄与率、または各地点からの直接
線がB点に寄与する寄与率を示す寄与分布が各される寄
与分布データ部、25はCT両画像とをもとにB点に対
する寄与率が所定の値以上になっている地点とそうでな
い地点との境界を定め、境界内を対象領域と決定すると
ともに計算の空間的マトリクスサイズを決定する対象領
域決定部、26は対象領域について寄与分布と各地点の
電子密度とから散乱線に起因する線量または直接線に起
因する線量を算出する演算部である。また、28は各地
点の電子密度等が格納されたデータ部である。
In FIG. 11, 14 is a radiation treatment planning device, and 22 is a contribution rate at which scattered rays at each point in the part of the human body 32 that is hit by X-rays contributes to point B, or a direct line from each point to point B. A contribution distribution data part 25 in which a contribution distribution indicating a contribution rate is determined is a boundary between a point where the contribution rate to point B is equal to or higher than a predetermined value and a point where it is not based on both CT images. A target area determining unit 26 determines the dose due to scattered radiation or direct radiation from the contribution distribution and the electron density at each point for the target area. This is a calculation unit that calculates the resulting dose. Further, 28 is a data section in which information such as electron density at each point is stored.

次に動作について説明する。第12図はB点に対する散
乱線42または電子線40の寄与分布を示す等直線を3
次元で示したものである。図中、P点およびQ点はそれ
ぞれ同一点であることを示している。図から明らかなよ
うに、i−j平面では、B点から距離が同し点はB点に
対する寄与率は同しである。またに方向ではB点より上
方の点のみが高い寄与率を有している。ただし、この図
は電子密度が均一である場合を示し、電子密度分布が一
定でない場合には、寄与分布は第12図に示したちのと
はやや異なる。また、数値:よ説明のためのものであっ
て、定量的に正確なもので:よない この場合には、対象領域決定部25は、CT画(第12
図ではスライス51〜55で示す。)のa淡をもとに寄
与率の高い領域を決定する。例えば、寄与率η、が0.
0001以上となっている領域を決定する。第12図で
は、スライス52.54の二重線で示した部分の間が対
象領域である。演算部26は、寄与分布データ部22か
ら寄与データを入力し、またデータ部28から電子密度
を人力し、対象領域決定部25で決定された領域につい
て、対応する値の乗算を行いその結果を加算して線量り
、を出力する。一般には対象領域を小さな領域、つまり
(i、j、k)領域に分割して演算を行う((i、j、
k)は座標を示し、かつlj、には自然数)。従って、
次のように演算を行つ。
Next, the operation will be explained. Figure 12 shows three isolines showing the contribution distribution of the scattered rays 42 or electron beams 40 to point B.
It is shown in dimensions. In the figure, point P and point Q indicate the same point. As is clear from the figure, on the ij plane, points that are the same distance from point B have the same contribution rate to point B. In addition, in the direction, only points above point B have a high contribution rate. However, this figure shows the case where the electron density is uniform, and when the electron density distribution is not constant, the contribution distribution is slightly different from that shown in FIG. 12. In addition, the numerical value is for explanation and not quantitatively accurate.In this case, the target area determining unit 25 uses the CT image (12th
In the figure, slices 51 to 55 are shown. ) is used to determine areas with high contribution rates. For example, the contribution rate η is 0.
Determine the area where the value is 0001 or more. In FIG. 12, the region of interest is between the portions of slices 52 and 54 indicated by double lines. The calculation unit 26 inputs the contribution data from the contribution distribution data unit 22, inputs the electron density manually from the data unit 28, multiplies the area determined by the target area determination unit 25 by a corresponding value, and calculates the result. Add it up, calculate the dose, and output it. Generally, calculations are performed by dividing the target region into small regions, that is, (i, j, k) regions ((i, j,
k) indicates a coordinate, and lj is a natural number). Therefore,
Perform the calculation as follows.

ここて、ρ(i、j、k)は(i、j、k)領域におけ
る電子密度、ηb  (+、J、k)は(1j、k)領
域の寄与率である。演算対象は、ηゎ(i、j、k)≧
0.001の領域についてである。
Here, ρ(i, j, k) is the electron density in the (i, j, k) region, and ηb (+, J, k) is the contribution rate of the (1j, k) region. The calculation target is ηゎ(i, j, k)≧
This is about the area of 0.001.

従来は、第12図の(B)、 (C)、 (D)のわく
内の全領域について演算を行っていた。なお、スライス
52.54間の領域の密度は補間によって求めることも
できる。このように、対象領域を制限することにより、
3次元計算を行った場合であっても演算時間を短縮する
ことができる。
Conventionally, calculations were performed on the entire area within the boxes (B), (C), and (D) in FIG. 12. Note that the density of the area between the slices 52 and 54 can also be determined by interpolation. In this way, by limiting the target area,
Even when three-dimensional calculation is performed, calculation time can be shortened.

なお、他のスライス52.54の寄与を、B点かあるス
ライス53に繰り込んでもよい(第12図(B)におい
て破線で示す)。まず、スライスN(Nはスライス番号
)による線1iDいを次のように求める。
Note that the contributions of the other slices 52 and 54 may be renormalized to a certain slice 53 at point B (indicated by a broken line in FIG. 12(B)). First, the line 1iD by slice N (N is the slice number) is determined as follows.

ここで、(i、j、k)はスライスN上の領域である。Here, (i, j, k) is the area on slice N.

このとき、D、は次のようにして求められる。At this time, D is obtained as follows.

Db −Σ Dbs Ws           ・・
・・・・・・・ (23)ここで、WNは各(i、j、
k)領域を実際の照射野体積の比に換算し、D、の絶対
値を合わせるファクタであり、各(i、j、k)領域が
等分されていれば、 Db  =W  Σ D、          ・・・
・・・・・・ (24)となる。このようにすれば、3
次元計算を2次元計算の数倍の時間で実行できる。これ
に対して、」、kかそれぞれ1〜40までの値をとると
すると、従来の場合には、2次元計算の40倍の時間が
かかっていた。なお、従来のETAR法を用いた放射線
治療計画装置では、3次元の寄与の2次元への繰り込み
にこのような寄与分布にもとづく正確な繰り込みが考慮
されず、誤差が大きい場合があった。
Db −Σ Dbs Ws ・・
(23) Here, WN is each (i, j,
k) It is a factor that converts the area into the ratio of the actual irradiation field volume and adjusts the absolute value of D. If each (i, j, k) area is divided into equal parts, Db = W Σ D, ・・・・
...... (24). If you do this, 3
Dimensional calculations can be performed in several times the time of two-dimensional calculations. On the other hand, if "" and "k" each take a value from 1 to 40, in the conventional case, it took 40 times as long as the two-dimensional calculation. Note that in the conventional radiation therapy planning apparatus using the ETAR method, accurate renormalization based on such contribution distribution is not taken into consideration when renormalizing three-dimensional contributions into two-dimensional ones, and errors may be large.

また、寄与分布の勾配に応して(i、j、k)領域の大
きさを使い分け、勾配の小さなところでは(i、j、k
)6N域のサイズを大きくするようにしでもよい。こう
すれは、精度の悪化を防止しつつより計算時間を短縮で
きる。例えば、(23)式において、B点を含むスライ
ス53以外のスライス52.54において、B点への寄
与分布の勾配は小さめである。そこで、広いサイズを用
いて次のように演算を行う。
In addition, the size of the (i, j, k) region is used depending on the slope of the contribution distribution, and where the slope is small, the size of the (i, j, k) region is
) The size of the 6N area may be increased. This can further reduce calculation time while preventing deterioration in accuracy. For example, in equation (23), in slices 52 and 54 other than slice 53 including point B, the gradient of the contribution distribution to point B is small. Therefore, calculations are performed as follows using a wide size.

D、−Σ DbN 匈、         ・・・・・
・・・ (25)(たたし、J3<Wsz=Wsn ) ここで、W 53とW、2との比は、体積比を補正する
ようにとる。つまり、対象領域決定部25は、寄与分布
の勾配が小さい部分Qこついてはそれに応してサイズを
大きくする。この他、同一スライス内でも寄与分布の勾
配に徒ってサイズを変えてもよい。また、スライス間の
電子密度を補間コこより求める際のサイズに適用しても
よい。
D, -Σ DbN 匈, ・・・・・・
(25) (Tap, J3<Wsz=Wsn) Here, the ratio of W53 to W,2 is taken to correct the volume ratio. In other words, the target area determination unit 25 increases the size of the portion Q where the slope of the contribution distribution is small. In addition, the size may be changed even within the same slice depending on the slope of the contribution distribution. Furthermore, it may be applied to the size when determining the electron density between slices using interpolation.

また、対象領域内の線量に対応したTPR(li!、S
PR値を用いてもよい。ここで、深さをd、照深さd。
In addition, TPR (li!, S
A PR value may also be used. Here, the depth is d and the illumination depth is d.

をηb  (i、j、k)より求める。また、補正半径
r。をro−ρ、、rより求める。ρ。は、である。つ
まり、DC−d−TPR(d、l、r、、)、(dは定
数)となる。DCはアイソセンタにおける線量である。
is obtained from ηb (i, j, k). Also, the correction radius r. is obtained from ro-ρ,,r. ρ. is. That is, DC-d-TPR (d, l, r, , ), (d is a constant). DC is the dose at the isocenter.

このようにすると、メーカの相違による装置のTPR値
のばらつきなどをη、(i、j、k)を補正することな
く抑えることかできる。また、ρ。、d、、をρ、dと
比較することにより、演算のエラーチエツクを行うこと
もできる。ここで、TPR値のかわりにTAR値やPD
D値などを用いてもよい。TPR値はMi織マフアント
ム比TAR値は組織空中線量比、PDD値は深部百分率
である。
In this way, variations in the TPR values of the devices due to differences in manufacturers can be suppressed without correcting η, (i, j, k). Also, ρ. , d, , can be compared with ρ, d to check for errors in the calculation. Here, instead of TPR value, TAR value or PD
A D value or the like may also be used. The TPR value is the Mi woven mafanthom ratio, the TAR value is the tissue air dose ratio, and the PDD value is the depth percentage.

また、寄与率が高い領域による線量のみを(21)式、
(23)式により求め、寄与率が低い領域による綿量は
SPR値より求めるようにしてもよい。つまり、 ・・・・・・・・・(27) (27)式において、右辺第1項はηb (i、j、k
)≧0.01、第2項は0.01 >η、(i、  j
、 k)≧0.0001の領域に関する項であり、aは
フィールドファクタを含んだ係数である。なお、 てあり、SPRは散乱ピーク線量比である。
In addition, only the dose due to the region with a high contribution rate can be calculated using equation (21),
(23) may be used, and the cotton amount due to the region with a low contribution rate may be calculated from the SPR value. In other words, ......(27) In equation (27), the first term on the right side is ηb (i, j, k
)≧0.01, the second term is 0.01 >η, (i, j
, k) is a term related to a region of 0.0001, and a is a coefficient including a field factor. Note that SPR is the scattering peak dose ratio.

なお、演算部26による演算は、足し合わせによる演算
が大半を占めるため、放射線治療計画装置として電子計
算機を適用した場合には、固定小数点演算で行えるため
高速に計算できる。従来のETAR法では指数計算や除
算が多いため浮動小数点演算が必要であり、かなり演算
時間がかかっていた。
Note that most of the calculations performed by the calculation unit 26 are based on addition, so when an electronic computer is used as the radiation treatment planning device, the calculations can be performed at high speed because they can be performed using fixed-point calculations. The conventional ETAR method requires floating point calculations due to the large number of exponent calculations and divisions, which takes a considerable amount of calculation time.

〔発明の効果] 以上のように、請求項(1)記載の発明によれば放射線
治療計画装置を、電子密度補正長を用いて、あらかしめ
与えられている電子密度が均一の場合の散乱線の寄与率
を補正し、その寄与率と電子密度分布とを用いて線量を
算出するように構成したので、精度を高く保ったままで
短時間で線量を出力できるものが得られる効果がある。
[Effects of the Invention] As described above, according to the invention described in claim (1), the radiation treatment planning device uses the electron density correction length to estimate the scattered radiation when the given electron density is uniform. Since the configuration is configured such that the contribution rate of is corrected and the dose is calculated using the contribution rate and the electron density distribution, it is possible to output the dose in a short time while maintaining high accuracy.

また、請求項(2)記載の発明によれば放射線治療計画
装置を、電子密度補正長であらかしめ与えられている電
子密度か均一の場合の電子線の寄与率を補正し、その寄
与率と電子密度分布とを用いて電子線のレンジ内の領域
について線量を算出するように構成したので、精度を高
く保ったままで短時間で線量を出力できるものか得られ
る効果がある。
Further, according to the invention described in claim (2), the radiation therapy planning device corrects the contribution rate of the electron beam when the given electron density is uniform by calculating the electron density correction length, and calculates the contribution rate and Since the dose is calculated for a region within the range of the electron beam using the electron density distribution, it is possible to output the dose in a short time while maintaining high accuracy.

さらに、請求項(3)記載の発明Sこよれば放射線治療
計画装置を、寄与率が高い領域を演算の対象とし、演算
のマトリクスサイズを可変とするように構成したので、
計算精度をそれほど低下させずに高速に線量を出力でき
るものが得られる効果がある。
Furthermore, according to the invention S described in claim (3), the radiation treatment planning device is configured so that a region with a high contribution rate is the target of calculation and the matrix size of the calculation is variable.
This has the effect of being able to output doses at high speed without significantly reducing calculation accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は請求項(1)記載の発明の一実施例による放射
線治療計画装置を示すフロック回、第2ノは入射したX
線と散乱したX線との関係を示す説明図、第3図は電子
密度の不均一性を示す説明図、第4図はX線の散乱分布
を示す等高線図、第5図は横方向の電子密度の不均一性
を示す説明図、第6図は請求項(2)記載の発明の一実
施例による放射線治療計画装置を示すフロック回、第7
図は被照射体を領域に分ける分は方を示す説明図、第8
図は寄与率の変化を示す説明図、第9図はXvAの散乱
の様子を示す説明図、第10図は加算の方向を示す説明
図、第110は請求項(3)記載の発明の一実施例によ
る放射線治療計画装置を示すフロック回、第12図は3
次元の寄与分布を示す分布図、第13図は人体にX線照
射をしている様子を示す説明図、第14図はコンプトン
散乱を示す説明図、第15図は散乱の過程を説明するた
めの説明図、第16図は深さ方向の電子密度の不均一性
を示す説明図である。 20 21 、 22は寄与分布データ部、2324は
補正部、25は対象領域決定部、26は演算部、28は
データ部。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing a radiation treatment planning device according to an embodiment of the invention as claimed in claim (1), and the second figure is a diagram showing the incident X.
Figure 3 is an explanatory diagram showing the relationship between X-rays and scattered X-rays, Figure 3 is an explanatory diagram showing the non-uniformity of electron density, Figure 4 is a contour diagram showing the scattering distribution of X-rays, and Figure 5 is a horizontal diagram An explanatory diagram showing the non-uniformity of electron density, FIG.
Figure 8 is an explanatory diagram showing how to divide the irradiated object into regions.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing the change in contribution rate, FIG. 9 is an explanatory diagram showing the state of scattering of XvA, FIG. 10 is an explanatory diagram showing the direction of addition, and No. 110 is an explanatory diagram showing the direction of addition. Figure 12 shows the radiation treatment planning device according to the embodiment.
A distribution diagram showing the contribution distribution of dimensions, Figure 13 is an explanatory diagram showing how the human body is irradiated with X-rays, Figure 14 is an explanatory diagram showing Compton scattering, and Figure 15 is an explanatory diagram to explain the scattering process. FIG. 16 is an explanatory diagram showing the non-uniformity of electron density in the depth direction. 20 21 , 22 are contribution distribution data sections, 2324 is a correction section, 25 is a target area determination section, 26 is a calculation section, and 28 is a data section. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)放射線源から被照射体に照射された放射線の前記
被照射体の注目点における吸収線量を、前記注目点以外
の他の地点で散乱した前記放射線に起因する吸収線量と
、前記他の地点に前記放射線が入射したことにより発生
した電子線に起因する吸収線量とにもとづいて算出する
放射線治療計画装置において、前記被照射体における電
子密度が均一な場合の寄与分布であって、前記放射線の
前記注目点に対する寄与率の前記被照射体における分布
を示す寄与分布を有する寄与分布データ部と、前記寄与
分布のうち前記注目点から前記放射線源に至る部分の寄
与率を、前記被照射体の電子密度補正長で補正する補正
部と、この補正部で補正された寄与率に、これらの寄与
率に対応した各地点の電子密度を乗じたものを加算して
前記注目点における前記散乱した放射線に起因する吸収
線量とする演算部とを備えたことを特徴とする放射線治
療計画装置。
(1) The absorbed dose of the radiation irradiated from the radiation source to the irradiated body at a point of interest on the irradiated body is divided into the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest, and the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest. In a radiation treatment planning device that calculates based on the absorbed dose caused by an electron beam generated when the radiation is incident on a point, the contribution distribution when the electron density in the irradiated body is uniform, a contribution distribution data section having a contribution distribution indicating the distribution of the contribution rate for the point of interest in the irradiated body; A correction section corrects the electron density correction length using the electron density correction length of 1. A radiation treatment planning device comprising: a calculation unit that calculates absorbed dose due to radiation.
(2)放射線源から被照射体に照射された放射線の前記
被照射体の注目点における吸収線量を、前記注目点以外
の他の地点で散乱した前記放射線に起因する吸収線量と
、前記他の地点に前記放射線が入射したことにより発生
した電子線に起因する吸収線量とにもとづいて算出する
放射線治療計画装置において、前記被照射体における電
子密度が均一な場合の寄与分布であって、前記電子線の
前記注目点に対する寄与率の前記被照射体における分布
を示す寄与分布を有する寄与分布データ部と、前記他の
地点からの電子線の到達距離内に前記注目点が存在して
いる場合に、その地点を対象領域の中にあると定めると
ともに、前記寄与率を前記被照射体の電子密度補正長で
補正する補正部と、この補正部で決定された領域の中の
各地点における電子線の寄与率にそれら各地点における
電子密度を乗じたものを加算して前記注目点における前
記電子線による吸収線量とする演算部とを備えたことを
特徴とする放射線治療計画装置。
(2) The absorbed dose of the radiation irradiated from the radiation source to the irradiated body at a point of interest on the irradiated body is divided into the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest, and the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest. In a radiation treatment planning device that calculates based on the absorbed dose due to an electron beam generated by the incidence of the radiation at a point, the contribution distribution when the electron density in the irradiated body is uniform, a contribution distribution data section having a contribution distribution indicating a distribution of a contribution rate of a line to the point of interest in the irradiated object; and when the point of interest exists within a reachable distance of the electron beam from the other point , a correction unit that determines that the point is within the target area and corrects the contribution rate using the electron density correction length of the irradiated object; and an electron beam at each point in the area determined by the correction unit. a calculation unit that adds the contribution factor multiplied by the electron density at each point to obtain the absorbed dose by the electron beam at the point of interest.
(3)放射線源から被照射体に照射された放射線の前記
被照射体の注目点における吸収線量を、前記注目点以外
の他の地点で散乱した前記放射線に起因する吸収線量と
、前記他の地点に前記放射線が入射したことにより発生
した電子線に起因する吸収線量とにもとづいて算出する
放射線治療計画装置において、前記散乱した放射線また
は前記発生した電子線の前記注目点に対する寄与率の前
記被照射体における分布を示す寄与分布を有する寄与分
布データ部と、前記寄与分布のうち所定の寄与率以上と
なっている前記被照射体における領域およびこの領域に
ついての計算のマトリクスサイズを決定する対象領域決
定部と、この対象領域決定部で決定された領域の中の各
地点における前記散乱された放射線または電子線の寄与
率にそれら各地点の電子密度を乗じたものを加算して前
記注目点における前記散乱した放射線または電子線によ
る吸収線量とする演算部とを備えたことを特徴とする放
射線治療計画装置。
(3) The absorbed dose of the radiation irradiated from the radiation source to the irradiated body at a point of interest on the irradiated body is divided into the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest, and the absorbed dose due to the radiation scattered at other points other than the point of interest. In a radiation treatment planning device that calculates based on an absorbed dose due to an electron beam generated by the incidence of the radiation at a point, the contribution rate of the scattered radiation or the generated electron beam to the point of interest is calculated. a contribution distribution data section having a contribution distribution indicating a distribution in the irradiated body; a region in the irradiated body where the contribution rate is equal to or higher than a predetermined contribution rate in the contribution distribution; and a target region for determining a matrix size for calculation for this region. and a determining unit, which adds the contribution rate of the scattered radiation or electron beam at each point in the area determined by the target area determining unit multiplied by the electron density at each point, and calculates the result at the point of interest. A radiation treatment planning device comprising: a calculation unit that calculates the absorbed dose due to the scattered radiation or the electron beam.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006175239A (en) * 2004-12-23 2006-07-06 Nucletron Bv Method and device for calculating radiation dose distribution for radiation treatment system for the purpose of radiation therapy of an animal body
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