治療計画用CT
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2025/10/13 06:33 UTC 版)
治療計画用CT（ちりょうけいかくようシーティー、英: planning CT）は、放射線治療の線量計算と照射設計に用いる撮影専用CTである。診断CTと異なり、幾何学的正確性と体位再現性、DICOM-RTを介したワークフロー連携を重視する。大口径ガントリや平坦天板、位置決めレーザー、4DCTなどを備え、輪郭描出・画像登録・線量評価の基盤データを提供する。適切な患者固定や呼吸管理と組み合わせることで、放射線治療の品質と安全性を高める。
定義
治療計画用CTは、放射線治療計画に必要な体位・幾何情報を高精度かつ再現良く取得することを目的とする撮影専用CTであり、輪郭描出と計画立案の出発点となる基盤データを提供する[1]。診断CTと比べ、画像の幾何学的正確性や位置再現性、治療計画システム（TPS）との相互運用性が重視され、取得画像とともにRT Structure Set（RTSTRUCT）／RT Plan（RTPLAN）／RT Dose（RTDOSE）などのDICOM-RTオブジェクトを介して計画ワークフローに連携する[2][3][4][5]。また、施設の標準化や専門職の責務を定める実務指針により、CTシミュレーションの適切な運用と品質維持が求められる[6]。必要に応じて他モダリティ画像との登録・統合が用いられるが、これは画像融合の手順・精度管理の枠組みの中で扱われる[7]。
装置構成
治療計画用CTは、幾何学的精度と体位再現性を最優先に設計される。典型的には大口径ガントリ（患者固定具や体幹フレームに対応）と、治療寝台に近似した平坦天板を備え、天板のインデキシングにより位置合わせの再現性を高める[1]。室内の三次元位置決めレーザーはアイソセンタ基準で整合され、照射室でのセットアップと一貫性を持たせる[1]。広視野（ワイドFOV）、薄スライス撮影などの画像特性は輪郭描出の信頼性向上に寄与し、装置・システム全体のQA枠組みの中で管理される[8][1]。呼吸性移動を扱うための4DCT取得や呼吸ゲーティング支援機能は胸腹部で重要である[8]。画像登録や位置合わせワークフローはTPSやIGRTと整合しており、装置側の幾何学校正・スケール精度・回転中心精度を確保することが前提となる[1][7]。施設運用面では、画像誘導放射線治療（IGRT）実施基準と整合する天板・固定具の互換性、照合用マーカーやサーフェスガイド放射線治療（SGRT）との連携が推奨される[9][10]。これらの構成要件は、計画CTの撮影段階から治療室での再現性を確保し、誤差伝播を最小化するための基盤である[1][8]。
CT値–電子密度変換と校正
治療計画では、CTのハウンスフィールド単位（HU）を相対電子密度に写像する校正が必須であり、元素組成と質量密度を用いて理論的HUを再現するストイキオメトリ法（stoichiometric method）が広く採用される[11]。実務では、組成既知のファントムを用いて装置・管電圧ごとにHU–電子密度テーブルを作成し、経時変動を含む許容範囲を管理する。線量計算誤差を抑えるため、表の許容偏差や再校正の基準値を設け、定期点検で検証することが推奨される[12]。粒子線領域では、阻止能比への変換に特化した校正法が整備され、組成推定と管電圧依存性の評価を体系化している[13]。また、低Z・高Z材料の混合や金属近傍ではHUの系統誤差が拡大し得るため、撮影条件最適化や補正の適用可否を含めて校正の不確かさを評価する[14]。これらのプロセスは、TPSのコミッショニングおよびQAの枠組みの中で、独立確認と定期的再評価を含めて実施される[15]。
線量計算と治療計画への連携
治療計画は、計画CT上での標的体積（腫瘍体積GTV／臨床標的体積CTV／計画標的体積PTV）とリスク臓器（OAR）の輪郭描出に始まり、DICOM-RTの構造セット（RTSTRUCT）として保存・共有される[3][2]。画像間の位置合わせは剛体登録・変形登録を適切に用い、輪郭や線量情報の伝達誤差を抑える[7]。ビーム幾何学、ウェッジ、多分割コリメータ（MLC）、最適化条件などの計画情報はRT Plan（RTPLAN）として定義され[4]、線量計算は不均質補正を含むアルゴリズム（ペンシルビーム法、コンボリューション／スーパーポジション法、モンテカルロ法）で実施される[16][17]。得られた三次元線量分布はRT Dose（RTDOSE）として出力され、線量体積ヒストグラム（DVH）や線量制約に基づく評価・改良を経て、照射可能な最終計画へと確定する[5][2]。
患者固定と位置決め
放射線治療における患者固定と位置決めは、治療計画時の体位を治療実施時に再現し、幾何学的誤差を最小化するための基盤である[18]。部位別には、頭頸部で熱可塑性マスクやバイトブロック、肩牽引具の組合せ、体幹で真空クッションやボディフレーム、四肢でモールド固定具などを用い、再現性を高める[10][18]。固定具は平坦天板にインデキシングし、基準点や体表マークの取り扱いを標準化して記録することが推奨される[10][9]。呼吸性移動が大きい部位では、体位の再現に加えて深吸気息止め（DIBH）、呼吸ゲーティング、腹部圧迫などの運用を適切に選択し、4DCTによる運動評価と併用する[19]。近年はサーフェスガイド放射線治療（SGRT）により、体表の三次元情報を用いたセットアップと治療中監視が可能となり、マーカー依存を低減しつつ精度を確保できる[20]。位置確認の頻度・閾値、記録とレビュー、チーム教育などの体制整備は実装の前提であり、学会の実践指針に従い施設内手順を整える[9][10]。
脚注
- ^ a b c d e f “Quality assurance for CT simulators and the CT-simulation process (AAPM TG-66)” (英語). AAPM Report No.83 (American Association of Physicists in Medicine) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b c “DICOM in Radiotherapy (DICOM-RT overview)” (英語). DICOM (NEMA) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b “DICOM RT Structure Set IOD” (英語). DICOM Standard Browser (Innolitics) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b “DICOM RT Plan IOD” (英語). DICOM Standard Browser (Innolitics) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b “DICOM RT Dose IOD” (英語). DICOM Standard Browser (Innolitics) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “ACR–ASTRO Practice Parameter for Radiation Oncology” (英語). Practice Parameter (American College of Radiology / ASTRO) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b c “Use of image registration and fusion algorithms in radiotherapy (AAPM TG-132)” (英語). AAPM Report (American Association of Physicists in Medicine) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b c “Quality assurance for CT-based image-guided radiation therapy systems” (英語). AAPM Report (American Association of Physicists in Medicine) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b c “Practice Parameter for Image-Guided Radiation Therapy (IGRT)” (英語). Practice Parameter (American College of Radiology) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b c d 「画像誘導放射線治療（IGRT）臨床導入のためのガイドライン 2022改訂版」『ガイドライン』、日本放射線腫瘍学会、2025年10月10日閲覧。
- ^ “The calibration of CT Hounsfield units for radiotherapy treatment planning” (英語). Physics in Medicine and Biology (IOP Publishing). doi:10.1088/0031-9155/41/1/006 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “Tolerance levels of CT number–electron density tables for dose calculation” (英語). Journal of Applied Clinical Medical Physics (Wiley). doi:10.1002/acm2.12226 2025年10月10日閲覧。.
- ^ 「粒子線治療計画のためのCT値―阻止能比変換の校正方法（改訂法）」『Japanese Journal of Medical Physics』、日本医学物理学会、doi:10.11323/jjmp.37.1_34、2025年10月10日閲覧。
- ^ “Accuracy of CT numbers and electron-density calibration for mixtures of low/high-Z materials” (英語). Current Directions in Biomedical Engineering (De Gruyter Brill). doi:10.1515/cdbme-2023-1103 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “Commissioning of Radiotherapy Treatment Planning Systems: Testing for Typical External Beam Treatment Techniques” (英語). IAEA-TECDOC-1583 (International Atomic Energy Agency) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “Tissue Inhomogeneity Corrections for Megavoltage Photon Beams (AAPM Report 85/TG-65)” (英語). AAPM Report 85 (AAPM) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “Dose Calculation Algorithms for External Radiation Therapy” (英語). Applied Sciences (MDPI). doi:10.3390/app11156806 2025年10月10日閲覧。.
- ^ a b “ESTRO ACROP guidelines for positioning, immobilisation and position verification of head-and-neck patients” (英語). Tech Innov Patient Support Radiat Oncol (Elsevier). doi:10.1016/j.tipsro.2017.01.005 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “The Management of Respiratory Motion in Radiation Oncology (AAPM TG-76)” (英語). AAPM Report 91 (American Association of Physicists in Medicine) 2025年10月10日閲覧。.
- ^ “ESTRO-ACROP guideline on Surface Guided Radiation Therapy (SGRT)” (英語). Radiotherapy and Oncology (Elsevier). doi:10.1016/j.radonc.2022.10.028 2025年10月10日閲覧。.
治療計画用CT
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/04/02 00:13 UTC 版)
「コンピュータ断層撮影」の記事における「治療計画用CT」の解説
放射線治療に於いては、CT画像の持つCT値は機種ごと、X線のエネルギーごとに予め測定された「CT値―電子密度変換テーブル」によって、体内金属など極めてCTが高い物質を除き、線形関係はないが物質の電子密度と一対一に対応される。物質の電子密度は高エネルギー領域のX線に於いて吸収線量を与える主な相互作用であるコンプトン散乱の発生確率と密接に関連しており、放射線治療計画における吸収線量計算を行うにあたってX線CT画像は不可欠である。そのため体外照射式の放射線治療を受ける患者は全員CTを撮影する。但し、実際に放射線治療における身体の体位とCT画像撮影時の身体の体位が全く同じでなければ意味がないので、ほぼ全ての放射線治療施設では放射線治療室に専用のX線CTが備えられており、治療時と撮影時の身体の体位が全く同じになるような工夫が施されている。画像診断用に用いられるX線CT装置との大きな違いは、診断用CTの寝台が患者の体輪郭に沿うよう円弧状をしているのに対して、治療用CTでは平板である。これは放射線治療機の寝台が平板寝台を使用しているためである。
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