JP2001061978A - Particle beam irradiation method and its device and particle beam treatment device - Google Patents

Particle beam irradiation method and its device and particle beam treatment device

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JP2001061978A JP24357999A JP24357999A JP2001061978A JP 2001061978 A JP2001061978 A JP 2001061978A JP 24357999 A JP24357999 A JP 24357999A JP 24357999 A JP24357999 A JP 24357999A JP 2001061978 A JP2001061978 A JP 2001061978A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To heighten the uniformity for the radiation does of depth of body direction that is added together all over the irradiation area. SOLUTION: A particle beam treatment device has a mechanism, which changes the energy of particle beam into multiple, and a ridge filter 11, which is for extending the Bragg peak at the dose distribution of particle beam that is formed in the depth direction in the body against each energy. For the particle beam treatment device, the shape function of each rod, which consists the ridge filter 11, has an inflection point from the minimum of thickness position to the maximum position and has the small ridge filter 11 that has the distance that is from the maximum position to the inflection point is smaller that the distance that is from the minimum position of the thickness to the inflection point.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、粒子加速器から出
射される粒子線の3次元照射方法及びその装置並びに3
次元照射装置を用いた粒子線治療装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for three-dimensionally irradiating a particle beam emitted from a particle accelerator.
The present invention relates to a particle beam therapy system using a three-dimensional irradiation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、日本における死亡原因の約3分の
1を占めるがんの治療方法として、陽子や重粒子を用い
た粒子線治療法が注目されている。この治療法は、加速
器から出射された陽子ビーム、あるいは重粒子ビームを
がん細胞に照射することで、正常細胞にほとんど影響を
与えることなく、がん細胞のみを死滅させることができ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, particle beam therapy using protons and heavy particles has attracted attention as a method for treating cancer, which accounts for about one third of the causes of death in Japan. In this treatment method, by irradiating a cancer cell with a proton beam or a heavy particle beam emitted from an accelerator, it is possible to kill only the cancer cells without substantially affecting normal cells.

【0003】現在使用されている粒子線治療の方法は、
2次元ワブラ法や二重散乱体法などと呼ばれる方法であ
る。これら2次元的照射方法では、ビーム軸に対して垂
直な方向についてはコリメータを用いることにより、照
射領域を制限することができるが、ビーム軸方向につい
ては精度よく患部に合わせて照射領域を制限できないと
いう問題がある。
[0003] Particle beam therapy methods currently used include:
This is a method called a two-dimensional wobble method or a double scatterer method. In these two-dimensional irradiation methods, the irradiation area can be limited by using a collimator in the direction perpendicular to the beam axis, but the irradiation area cannot be accurately limited in the beam axis direction according to the affected part. There is a problem.

【0004】そこで、粒子線治療のさらに進んだ治療法
として、体内患部を3次元的に照射することにより、よ
り高精度にがん細胞の狙い撃ちを行う方法が提案されて
いる。この3次元照射法として代表的なものが、治療部
位を仮想的に3次元格子点に切り分け照射を行う治療法
であり、3次元スポットスキャニング法と呼ばれる。
Therefore, as a more advanced treatment method of particle beam therapy, a method of aiming cancer cells with higher accuracy by irradiating an affected part in the body three-dimensionally has been proposed. A typical one of the three-dimensional irradiation methods is a treatment method in which a treatment site is virtually cut into three-dimensional lattice points and irradiation is performed, and is called a three-dimensional spot scanning method.

【0005】この3次元スポットスキャニング法のよう
な3次元照射方法を行うことにより、ビーム軸方向につ
いても精度良く患部に合わせることが可能になり、従来
の2次元的照射方法と比較して正常患部への被曝を抑制
することができる。
[0005] By performing a three-dimensional irradiation method such as the three-dimensional spot scanning method, it is possible to accurately adjust the beam axis direction to the affected part, and it is possible to adjust the normal affected part as compared with the conventional two-dimensional irradiation method. Exposure to radiation can be suppressed.

【0006】ここで、上記3次元スポットスキャニング
法によりがん治療を行うための3次元照射装置について
図面を用いて説明する。
Here, a three-dimensional irradiation apparatus for performing cancer treatment by the three-dimensional spot scanning method will be described with reference to the drawings.

【0007】図14は、治療室に配置された3次元スポ
ットスキャニング用の3次元照射装置の概略構成図であ
る。図中、1は治療ベットであり、2は3次元照射装置
である。この3次元照射装置2は、スキャニング磁石3
a,3b、線量モニタ4、位置モニタ5、リッジフィル
タ6及びレンジシフタ7から構成されている。
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for three-dimensional spot scanning arranged in a treatment room. In the figure, 1 is a treatment bed, and 2 is a three-dimensional irradiation device. The three-dimensional irradiation device 2 includes a scanning magnet 3
a, 3b, a dose monitor 4, a position monitor 5, a ridge filter 6, and a range shifter 7.

【0008】次に図14で示した3次元照射装置の各機
器の機能を説明する。
Next, the function of each device of the three-dimensional irradiation apparatus shown in FIG. 14 will be described.

【0009】上記スキャニング磁石3a,3bは、この
磁石に入射したスポットビームを体内患部内のビーム軸
に対して垂直面上の点(X,Y)に走査する。
The scanning magnets 3a and 3b scan the spot beam incident on the magnets at a point (X, Y) on a plane perpendicular to the beam axis in the affected part of the body.

【0010】上記レンジシフタ7は、体内の患部内のビ
ーム軸方向の位置(Z)を制御するものである。このレ
ンジシフタ7は複数の厚さのアクリル板から構成され、
これらのアクリル板を組み合わせることにより、レンジ
シフタ7を通過するビームエネルギ、即ち体内レンジを
段階的に変化させることができる。また、レンジシフタ
7における体内レンジの制御は、一般的には一定間隔を
もって切替えられる。
The range shifter 7 controls the position (Z) in the beam axis direction in the affected part of the body. This range shifter 7 is composed of an acrylic plate having a plurality of thicknesses.
By combining these acrylic plates, the beam energy passing through the range shifter 7, that is, the in-vivo range can be changed stepwise. Control of the in-vivo range in the range shifter 7 is generally switched at regular intervals.

【0011】単エネルギ粒子線ビームの体内深さ方向の
線量分布は、図15に示すように体内レンジ近傍に非常
にシャープなピーク(以下ブラッグピークと呼ぶ)分布
を持つため、リッジフィルタ6を用いて、レンジシフタ
7によって切替えられる体内レンジの間隔に対応するよ
うに、単エネルギの粒子線ビームの体内レンジを拡大す
る。
The dose distribution of the monoenergetic particle beam in the body depth direction has a very sharp peak (hereinafter referred to as Bragg peak) distribution near the body range as shown in FIG. Thus, the in-vivo range of the monoenergetic particle beam is expanded so as to correspond to the interval of the in-vivo range switched by the range shifter 7.

【0012】ここで、3次元照射用のリッジフィルタ6
は、図16に示すようにアルミニウムからなる棒片が複
数並べられた形状に構成されている。各棒片は二等辺三
角形の形状を持ち、ビーム軸方向の厚みがビームの垂直
方向に対して一定の割合で変化するようになっている。
なお、実際には棒片の機械加工のし易さから、細かな階
段状に加工して二等辺三角形状に形成される。
Here, a ridge filter 6 for three-dimensional irradiation
Is formed in a shape in which a plurality of bar pieces made of aluminum are arranged as shown in FIG. Each bar has an isosceles triangular shape, and the thickness in the beam axis direction changes at a constant rate in the vertical direction of the beam.
In practice, the bar piece is formed into an isosceles triangular shape by processing it into a fine step shape for ease of machining.

【0013】このリッジフィルタ6でブラッグピークが
拡大された1スライス当りの線量分布を図17に示す。
FIG. 17 shows a dose distribution per slice in which the Bragg peak is expanded by the ridge filter 6.

【0014】上記線量モニタ4は、体内に照射する線量
を測定するためのものであり、また位置モニタ5はスキ
ャニング磁石3a,3bにより走査されたビーム位置が
正しい位置にあるかどうかを確認するためのものであ
る。
The dose monitor 4 is for measuring the dose to be irradiated into the body, and the position monitor 5 is for checking whether the beam position scanned by the scanning magnets 3a and 3b is at the correct position. belongs to.

【0015】これらの各照射機器を用いて、以下の方法
により3次元照射が行われる。
Using these irradiation devices, three-dimensional irradiation is performed by the following method.

【0016】まず、患部をビーム軸に対して複数のスラ
イスに仮想的に分割し、最深スライスの位置に応じて粒
子線ビームの入射エネルギとレンジシフタ6におけるア
クリル板厚が選ばれる。
First, the affected part is virtually divided into a plurality of slices with respect to the beam axis, and the incident energy of the particle beam and the acrylic plate thickness in the range shifter 6 are selected according to the position of the deepest slice.

【0017】次に最深スライスにおける患部形状に応じ
て粒子線ビームの入射エネルギとレンジシフタ6におけ
る患部形状に応じてスポットビームを照射する点数nと
位置(Xi,Yi)[i=1〜n]が選ばれ、スキャニ
ング磁石3a,3bによりこれらの位置(Xi,Yi)
に照射される。
Next, the incident energy of the particle beam according to the shape of the affected part in the deepest slice and the number n and the position (Xi, Yi) [i = 1 to n] of irradiating the spot beam according to the shape of the affected part in the range shifter 6 are shown below. The positions (Xi, Yi) are selected by the scanning magnets 3a, 3b.
Is irradiated.

【0018】これらのスキャニング磁石3a,3bにお
いて、単エネルギであった粒子線ビームはリッジフィル
タ6によって体内レンジ分布がスライス幅に対応するよ
うにエネルギ分布が拡大されている。このスライス上の
位置(Xi,Yi)の照射線量は線量モニタ4により監
視され、予定線量の照射を検出するとビームが停止さ
れ、スキャニング磁石3a,3bによって照射位置が同
じスライス上の次の位置(Xi+1,Yi+1)に変更
される。このスライス内の点の照射がすべて終了する
と、レンジシフタ7におけるアクリル厚が変更され、次
のスライス照射が行われる。これをスライス毎に順次繰
返すことで3次元的に照射を行う。
In the scanning magnets 3a and 3b, the energy distribution of the monoenergetic particle beam is expanded by the ridge filter 6 so that the in-vivo range distribution corresponds to the slice width. The irradiation dose at the position (Xi, Yi) on this slice is monitored by the dose monitor 4, and when the irradiation of the predetermined dose is detected, the beam is stopped, and the scanning magnets 3a and 3b irradiate the next position ( Xi + 1, Yi + 1). When irradiation of all points in this slice is completed, the acrylic thickness in the range shifter 7 is changed, and irradiation of the next slice is performed. By repeating this sequentially for each slice, irradiation is performed three-dimensionally.

【0019】以上のように体内の患部に対して3次元的
に照射を行うことにより、従来の2次元的照射方法と比
較して、精度良く患部に合致させて照射を行うことが可
能となる。
By irradiating the affected part in the body three-dimensionally as described above, it becomes possible to perform the irradiation in conformity with the affected part with higher accuracy as compared with the conventional two-dimensional irradiation method. .

【0020】しかし、3次元スポットスキャニング法の
ような3次元的照射方法では、以下のような問題があっ
た。
However, the three-dimensional irradiation method such as the three-dimensional spot scanning method has the following problems.

【0021】図16に示したようなリッジフィルタ6で
は、ブラッグピークの拡大を体内深さ方向に一定値で重
み付けして行い、図17に示すように各スライス毎に見
れば拡大されたブラッグピークは線量が一定になってい
る。しかし、これらを全スライスにわたって加え合せた
とき、図18に示すようにギザギザの照射線量分布とな
ってしまう。これはブラッグピークに対して体内の浅い
側の線量がなだらかになっており、より深い側のスライ
ス照射の影響を受けるためである。
In the ridge filter 6 as shown in FIG. 16, the expansion of the Bragg peak is weighted with a constant value in the depth direction of the body, and as shown in FIG. Has a constant dose. However, when these are added over all slices, the irradiation dose distribution becomes jagged as shown in FIG. This is because the dose on the shallow side of the body is gentle with respect to the Bragg peak, and is affected by slice irradiation on the deeper side.

【0022】ここでは、3次元スポットスキャニング法
による照射例を示したが、このよう問題はリッジフィル
タを用いて3次元的に照射を行う方法、例えば3次元ワ
ブラ方や3次元二重散乱体法においても、同様の問題が
生じる。
Here, an example of irradiation by the three-dimensional spot scanning method has been described. However, such a problem is caused by a method of performing three-dimensional irradiation using a ridge filter, for example, a three-dimensional wobble method or a three-dimensional double scatterer method. A similar problem arises also in the above.

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】このように従来のリッ
ジフィルタを用いた3次元的照射方法では、全照射領域
にわたって加え合せた体内深さ方向の照射線量分布の一
様性が得られないという問題があった。
As described above, in the conventional three-dimensional irradiation method using the ridge filter, uniformity of the irradiation dose distribution in the body depth direction added over the entire irradiation area cannot be obtained. There was a problem.

【0024】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たもので、全照射領域にわたって加え合せた体内深さ方
向の照射線量に対して、一様性を高くすることができる
粒子線照射方法とその装置並びに照射線治療装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a particle beam irradiation method capable of improving the uniformity with respect to the irradiation dose in the body depth direction added over the entire irradiation area. And an irradiation device for the same.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、次のような手段により粒子線照射方法とそ
の装置並びに照射線治療装置を構成する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a particle beam irradiation method and apparatus and an irradiation therapy apparatus are constituted by the following means.

【0026】請求項1に対応する発明は、体内の深さ方
向に形成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッ
グピークを拡大し、一つの照射を一定時間行った後に前
記粒子線ビームのエネルギを切替え、これを順次切替え
ることで体内深さ方向にわたって照射を行う粒子線ビー
ム照射方法において、前記ブラッグピークを深さ方向に
非対称に重み付けして前記ブラッグピークを拡大して照
射を行う。
According to a first aspect of the present invention, a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is enlarged, and after one irradiation is performed for a predetermined time, the energy of the particle beam is reduced. In the particle beam irradiation method in which the irradiation is performed in the depth direction of the body by switching and sequentially switching the Bragg peak, the Bragg peak is weighted asymmetrically in the depth direction, and the irradiation is performed by enlarging the Bragg peak.

【0027】請求項2に対応する発明は、体内の深さ方
向に形成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッ
グピークを拡大し、一定時間照射を行った後に走査磁石
を走査して照射位置を変更し、これを複数回繰返した後
に前記粒子線ビームのエネルギを切替え、これを順次切
替えることで照射を行う3次元照射の粒子線照射方法に
おいて、前記ブラッグピークを深さ方向に非対称に重み
付けして前記ブラッグピークを拡大して照射を行う。
According to a second aspect of the present invention, a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is enlarged, and after irradiating for a certain time, a scanning magnet is scanned to set an irradiation position. In the three-dimensional irradiation particle beam irradiation method of performing irradiation by switching the energy of the particle beam after repeating this plural times and sequentially switching the energy, the Bragg peak is weighted asymmetrically in the depth direction. The irradiation is performed by enlarging the Bragg peak.

【0028】請求項3に対応する発明は、粒子線ビーム
をワブラ磁石により拡大すると共に、体内の深さ方向に
形成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピ
ークを拡大し、一つの照射を一定時間行った後に前記粒
子線ビームのエネルギを切替え、これを順次繰返して照
射を行う3次元照射の粒子線照射方法において、前記ブ
ラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして前記ブ
ラッグピークを拡大して照射を行う。
According to a third aspect of the present invention, a particle beam is expanded by a wobble magnet, and at the same time, a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in the body is expanded to make one irradiation constant. In the three-dimensional irradiation particle beam irradiation method in which the energy of the particle beam is switched after performing time and the irradiation is sequentially repeated, the Bragg peak is expanded asymmetrically in the depth direction by weighting the Bragg peak asymmetrically. Irradiation.

【0029】請求項4に対応する発明は、粒子線ビーム
を散乱体により拡大するとともに、体内の深さ方向に形
成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピー
クを拡大し、一つの照射を一定時間行った後に前記粒子
線ビームのエネルギを切替え、これを順次繰返して照射
を行う3次元照射の粒子線照射方法において、前記ブラ
ッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして前記ブラ
ッグピークを拡大して照射を行う。
According to a fourth aspect of the present invention, a particle beam is expanded by a scatterer, and at the same time, a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in the body is expanded to make one irradiation constant. In the three-dimensional irradiation particle beam irradiation method in which the energy of the particle beam is switched after performing time and the irradiation is sequentially repeated, the Bragg peak is expanded asymmetrically in the depth direction by weighting the Bragg peak asymmetrically. Irradiation.

【0030】請求項5に対応する発明は、体内の深さ方
向に形成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッ
グピークを拡大し、一つの照射を一定時間行った後に前
記粒子線ビームのエネルギを切替え、これを順次切替え
ることで体内深さ方向にわたって照射を行う粒子線照射
方法において、前記ブラッグピークの拡大が粒子線加速
器から粒子線照射装置までの粒子線輸送装置内で前記ブ
ラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして行われ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is expanded, and after one irradiation is performed for a predetermined time, the energy of the particle beam is reduced. Switching, in the particle beam irradiation method of irradiating in the body depth direction by sequentially switching the Bragg peak, the expansion of the Bragg peak is the depth of the Bragg peak in the particle beam transport device from the particle beam accelerator to the particle beam irradiation device The weighting is performed asymmetrically in the direction.

【0031】請求項6に対応する発明は、体内の深さ方
向に形成される粒子線ビームの線量分布におけるブラッ
グピークを拡大し、一定時間照射を行った後に走査磁石
を走査して照射位置を変更し、これを複数回繰返した後
に前記粒子線ビームのエネルギを切替え、これを順次切
替えることで照射を行う3次元照射の粒子線照射方法に
おいて、前記ブラッグピークの拡大が粒子線加速器から
粒子線照射装置までの粒子線輸送装置内で前記ブラッグ
ピークを深さ方向に非対称に重み付けして行われる。
According to a sixth aspect of the present invention, a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is enlarged, and after irradiating for a certain time, a scanning magnet is scanned to determine an irradiation position. In the three-dimensional irradiation particle beam irradiation method in which the energy of the particle beam is switched after repeating this plural times, and the energy is sequentially switched, the Bragg peak is expanded from the particle accelerator to the particle beam. In the particle beam transport device up to the irradiation device, the Bragg peak is weighted asymmetrically in the depth direction.

【0032】請求項7に対応する発明は、請求項1乃至
請求項6のいずれかの項に対応する発明の粒子線照射方
法において、前記重み付けとして、重みの最大になる体
内位置をZm、重みの最大値の半分になる体内位置のう
ち浅い側をZf、深い側をZeとするとき、|Ze−Z
m|<|Zf−Zm|で表される重み付けとする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the particle beam irradiation method according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, the weighted body position is Zm, When the shallow side is Zf and the deep side is Ze among body positions that are half of the maximum value of | Ze−Z
m | <| Zf-Zm |

【0033】請求項8に対応する発明は、粒子線ビーム
のエネルギを複数に切替える機構と、各エネルギに対し
て体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの線量分布
におけるブラッグピークを拡大するためのリッジフィル
タとを備えた粒子線照射装置において、前記リッジフィ
ルタは、複数の棒片が並設され、且つ各棒片の形状関数
が厚さ最小の位置から最大の位置までに変曲点を持ち、
しかも厚さ最小の位置から変曲点までの距離が厚さ最大
の位置から変曲点までの距離よりも小さくなるように構
成されたものである。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a mechanism for switching the energy of a particle beam to a plurality of particles, and expanding a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in the body for each energy. The ridge filter is provided with a plurality of bar pieces arranged side by side, and the shape function of each bar piece has an inflection point from the minimum thickness position to the maximum thickness position. Have
In addition, the distance from the minimum thickness position to the inflection point is smaller than the distance from the maximum thickness position to the inflection point.

【0034】請求項9に対応する発明は、粒子線ビーム
を走査するための走査磁石と、粒子線ビームのエネルギ
を複数に切替える機構と、各エネルギに対して体内の深
さ方向に形成される粒子線ビームの線量分布におけるブ
ラッグピークを拡大するためのリッジフィルタとを備え
た3次元照射の粒子線照射装置において、前記リッジフ
ィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各棒片の形状関
数が厚さ最小の位置から最大の位置までに変曲点を持
ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの距離が厚さ
最大の位置から変曲点までの距離よりも小さくなるよう
に構成されたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a scanning magnet for scanning a particle beam, a mechanism for switching a plurality of energy of the particle beam, and formed in the depth direction in the body for each energy. In a three-dimensional irradiation particle beam irradiation apparatus having a ridge filter for enlarging a Bragg peak in a particle beam dose distribution, the ridge filter includes a plurality of bar pieces arranged side by side, and a shape of each bar piece. The function has an inflection point from the minimum thickness position to the maximum thickness position, and the distance from the minimum thickness position to the inflection point is smaller than the distance from the maximum thickness position to the inflection point It is constituted in.

【0035】請求項10に対応する発明は、粒子線ビー
ムを2次元的に拡大するための散乱体と、粒子線ビーム
のエネルギを複数に切替える機構と、各エネルギに対し
て体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの線量分布
におけるブラッグピークを拡大するためのリッジフィル
タとを備えた3次元照射の粒子線照射装置において、前
記リッジフィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各棒
片の形状関数が厚さ最小の位置から最大の位置までに変
曲点を持ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの距
離が厚さ最大の位置から変曲点までの距離よりも小さく
なるように構成されたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a scatterer for expanding a particle beam two-dimensionally, a mechanism for switching a plurality of energies of the particle beam, and a depth direction in the body for each energy. A ridge filter for enlarging the Bragg peak in the dose distribution of the particle beam formed in the particle beam irradiation apparatus for three-dimensional irradiation, wherein the ridge filter includes a plurality of bar pieces arranged side by side; The shape function of the bar has an inflection point from the minimum thickness position to the maximum thickness position, and the distance from the minimum thickness position to the inflection point is greater than the distance from the maximum thickness position to the inflection point. Is also reduced.

【0036】請求項11に対応する発明は、請求項8乃
至請求項10のいずれかの項に対応する発明の粒子線照
射装置において、前記粒子線ビームのエネルギを複数に
切替える機構として、レンジシフタを用いる。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the particle beam irradiation apparatus according to any one of the eighth to tenth aspects, a range shifter is provided as a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality. Used.

【0037】請求項12に対応する発明は、粒子線を加
速するための加速器と、粒子線を照射するための粒子線
照射装置と、前記加速器から前記粒子線照射装置まで粒
子ビームを輸送するための粒子線輸送装置を備えた粒子
線治療装置において、粒子線ビームのエネルギを複数に
切替える機構を前記加速器、前記粒子線照射装置、前記
粒子線輸送装置のいずれかに備え、各エネルギに対して
体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの線量分布に
おけるブラッグピークを拡大するためのリッジフィルタ
を前記粒子線輸送装置に配置する。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided an accelerator for accelerating a particle beam, a particle beam irradiation device for irradiating a particle beam, and a device for transporting a particle beam from the accelerator to the particle beam irradiation device. In a particle beam therapy device equipped with a particle beam transport device, the accelerator, the particle beam irradiation device, and the particle beam transport device are provided with a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality of particles. A ridge filter for expanding a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is disposed in the particle beam transport device.

【0038】請求項13に対応する発明は、請求項12
に対応する発明の粒子線治療装置において、前記リッジ
フィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各棒片の形状
関数が厚さ最小の位置から最大の位置までに変曲点を持
ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの距離が厚さ
最大の位置から変曲点までの距離よりも小さくなるよう
に構成されたものである。
The invention corresponding to claim 13 is the invention of claim 12
In the particle beam therapy apparatus according to the present invention, the ridge filter has a plurality of rods arranged side by side, and the shape function of each rod has an inflection point from a position having a minimum thickness to a position having a maximum thickness, In addition, the distance from the minimum thickness position to the inflection point is smaller than the distance from the maximum thickness position to the inflection point.

【0039】請求項14に対応する発明は、粒子線を加
速するための加速器と、粒子線を照射するための粒子線
照射装置と、前記加速器から前記粒子線照射装置まで粒
子ビームを輸送するための粒子線輸送装置を備えた粒子
線治療装置において、粒子線ビームのエネルギを複数に
切替える機構を前記加速器、前記粒子線照射装置、前記
粒子線輸送装置のいずれかに備え、各エネルギに対して
体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの線量分布に
おけるブラッグピークを拡大するための不均一厚さを持
つエネルギ分布拡大板を前記粒子線輸送装置に配置す
る。
According to a fourteenth aspect of the present invention, there is provided an accelerator for accelerating a particle beam, a particle beam irradiation device for irradiating a particle beam, and a device for transporting a particle beam from the accelerator to the particle beam irradiation device. In a particle beam therapy device equipped with a particle beam transport device, the accelerator, the particle beam irradiation device, and the particle beam transport device are provided with a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality of particles. An energy distribution expansion plate having an uneven thickness for expanding a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is disposed in the particle beam transport device.

【0040】請求項15に対応する発明は、請求項14
に対応する発明の粒子線治療装置において、前記エネル
ギ分布拡大板が、前記粒子線輸送装置内に配置された2
つの偏向磁石の間に配置される。
The invention corresponding to claim 15 is claim 14.
In the particle beam therapy apparatus according to the invention, the energy distribution enlarging plate is disposed in the particle beam transport apparatus.
Between the two deflection magnets.

【0041】請求項16に対応する発明は、請求項15
に対応する発明の粒子線治療装置において、前記エネル
ギ分布拡大板の形状として、加速器側に配置された偏向
磁石でビームが偏向する方向として定義される側の板厚
がビーム中心軸の板厚よりも厚くする。
The invention corresponding to claim 16 is claim 15.
In the particle beam therapy system according to the invention, the thickness of the energy distribution expanding plate is defined as a direction in which the beam is deflected by the deflecting magnet disposed on the accelerator side, and the thickness of the beam is larger than the thickness of the beam central axis. Also thicken.

【0042】従って、上記のような発明によれば、各ス
ライスにおける拡大されたブラッグピークは、なだらか
な形状を持つ分布となり、これらを加え合せることで得
られる全照射線量は、深さ方向に一様性の高い分布を得
ることができる。
Therefore, according to the invention as described above, the expanded Bragg peak in each slice becomes a distribution having a gentle shape, and the total irradiation dose obtained by adding these distributions is one in the depth direction. A highly uniform distribution can be obtained.

【0043】また、リッジフィルタによって与えられる
ブラッグピークの深さ方向の重み付けにおいて、ブラッ
グピークよりも体内深い側の重み付けは、体内浅い側よ
りも拡大を小さくすることができる。したがって、各ス
ライスを加え合せて得られる全照射線量は、深さ方向に
一様性が高い上に、照射領域の最深部において切れのよ
い照射線量分布を与えることが可能になる。
Further, in the weighting of the Bragg peak in the depth direction given by the ridge filter, the weighting on the side deeper in the body than the Bragg peak can make the expansion smaller than on the side shallower in the body. Therefore, the total irradiation dose obtained by adding the slices can have a high uniformity in the depth direction and a sharp irradiation dose distribution at the deepest part of the irradiation region.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0045】図1は本発明の第1の実施の形態を示す治
療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の3
次元照射装置の概略構成図で、従来例で示した図14と
同一機器については同一符号を付して示す。
FIG. 1 shows a first embodiment of a three-dimensional spot scanning method according to the present invention.
In the schematic configuration diagram of the three-dimensional irradiation apparatus, the same components as those in FIG. 14 shown in the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0046】図1において、1は治療ベットであり、1
0は3次元照射装置である。この3次元照射装置10
は、スキャニング磁石3a,3b、線量モニタ4、位置
モニタ5、リッジフィルタ11及びレンジシフタ7から
構成されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a treatment bet;
0 is a three-dimensional irradiation device. This three-dimensional irradiation device 10
Is composed of scanning magnets 3a and 3b, a dose monitor 4, a position monitor 5, a ridge filter 11, and a range shifter 7.

【0047】次に図1で示した3次元照射装置の各機器
の機能を説明する。
Next, the function of each device of the three-dimensional irradiation apparatus shown in FIG. 1 will be described.

【0048】上記スキャニング磁石3a,3bは、この
磁石に入射したスポットビームBを体内患部内のビーム
軸に対して垂直面上の点(X,Y)に走査するもので、
スキャニング磁石3aはビームをX方向に走査し、スキ
ャニング磁石3bはY方向に走査する。
The scanning magnets 3a and 3b scan the spot beam B incident on the magnets at a point (X, Y) on a plane perpendicular to the beam axis in the affected part of the body.
The scanning magnet 3a scans the beam in the X direction, and the scanning magnet 3b scans the beam in the Y direction.

【0049】上記レンジシフタ7は、体内患部内のビー
ム軸方向の位置(Z)を制御するものである。このレン
ジシフタ7は複数の厚さのアクリル板から構成され、こ
れらのアクリル板を組み合わせることにより、レンジシ
フタ7を通過するビームエネルギ、即ち体内レンジを段
階的に変化させることができる。
The range shifter 7 controls the position (Z) in the beam axis direction in the affected part of the body. The range shifter 7 is composed of an acrylic plate having a plurality of thicknesses. By combining these acrylic plates, the beam energy passing through the range shifter 7, that is, the in-vivo range can be changed stepwise.

【0050】上記リッジフィルタ11は、レンジシフタ
7によって切替えられる体内レンジの間隔に対応するよ
うに単エネルギの粒子線ビームの体内レンジを拡大する
ものである。
The ridge filter 11 expands the in-vivo range of the monoenergetic particle beam so as to correspond to the interval of the in-vivo range switched by the range shifter 7.

【0051】図2は3次元照射用のリッジフィルタ11
の形状を示すものである。図に示したリッジフィルタ
は、アルミニウムからなる棒片が複数並べられて構成さ
れている。ここでは、リッジフィルタの形状を表すため
に、次の座標系を用いて説明する。
FIG. 2 shows a ridge filter 11 for three-dimensional irradiation.
FIG. The ridge filter shown in the figure is configured by arranging a plurality of bar pieces made of aluminum. Here, the following coordinate system will be used to represent the shape of the ridge filter.

【0052】図において、棒片の並ぶ方向をX軸、棒片
の厚さ方向をZ軸にとる座標系を用い、棒片の厚さが最
初になる位置をXs、厚さが最大になる位置をXlとす
る。
In the figure, a coordinate system is used in which the X-axis is the direction in which the bar pieces are arranged and the Z-axis is the thickness direction of the bar pieces, the position where the thickness of the bar pieces becomes the first is Xs, and the thickness becomes the maximum. Let the position be Xl.

【0053】図で示した例では、厚さがゼロ(Z=0)
になる位置がX=Xsである。ここで、位置Xの関数と
して表される厚さ関数Z(X)は、位置さXsからXl
の間に変曲点Xpを持っている。さらに、位置Xs、X
lと変曲点Xpの間には、 |Xp−Xs|<|Xl−Xp| の関係がある。ここで、変曲点とは、厚さ関数Z(X)
のXによる微分式に対して、 dZ/dX=0 にて定義される位置である。
In the example shown in the figure, the thickness is zero (Z = 0).
X = Xs. Here, the thickness function Z (X) expressed as a function of the position X is expressed as Xl from the position Xs.
Have an inflection point Xp. Further, the positions Xs, X
1 and the inflection point Xp have a relationship of | Xp−Xs | <| X1−Xp |. Here, the inflection point is a thickness function Z (X)
This is a position defined by d 2 Z / dX 2 = 0 with respect to the differential expression by X.

【0054】これらの各照射機器を用いて、以下の方法
により3次元照射が行われる。
Using these irradiation devices, three-dimensional irradiation is performed by the following method.

【0055】まず、患部をビーム軸に対して複数のスラ
イスに仮想的に分割し、最深スライスの位置に応じて粒
子線ビームの入射エネルギとレンジシフタ7におけるア
クリル板厚が選ばれる。
First, the affected part is virtually divided into a plurality of slices with respect to the beam axis, and the incident energy of the particle beam and the thickness of the acrylic plate in the range shifter 7 are selected according to the position of the deepest slice.

【0056】次に最深スライスにおける患部形状に応じ
てスポットビームを照射する点数nと位置(Xi,Y
i)[i=1〜n]が選ばれ、スキャニング磁石3a,
3bによりこれらの位置(Xi,Yi)に照射される。
スキャニング磁石3a,3b通過時点では、単エネルギ
であった粒子線ビームBは、リッジフィルタ11によっ
て、体内レンジ分布がスライス幅に対応するようにエネ
ルギ分布が拡大されている。このスライス上の位置(X
i,Yi)の照射線量は線量モニタ4により監視され、
予定線量の照射を検出するとビームが停止され、スキャ
ニング磁石3a,3bによって照射位置が同じスライス
上の次の位置(Xi+1,Yi+1)に変更される。こ
のスライス内の点の照射がすべて終了すると、レンジシ
フタ7におけるアクリル厚が変更され、次のスライス照
射が行われる。これをスライス毎に順次繰返すことで3
次元的に照射を行う。
Next, according to the shape of the affected part in the deepest slice, the point n and the position (Xi, Y
i) [i = 1 to n] is selected and the scanning magnets 3a,
3b irradiates these positions (Xi, Yi).
At the time of passing through the scanning magnets 3a and 3b, the energy distribution of the particle beam B having a single energy is expanded by the ridge filter 11 so that the in-vivo range distribution corresponds to the slice width. The position on this slice (X
The irradiation dose of i, Yi) is monitored by the dose monitor 4,
When the irradiation of the predetermined dose is detected, the beam is stopped, and the irradiation position is changed to the next position (Xi + 1, Yi + 1) on the same slice by the scanning magnets 3a and 3b. When irradiation of all points in this slice is completed, the acrylic thickness in the range shifter 7 is changed, and irradiation of the next slice is performed. By repeating this sequentially for each slice, 3
Irradiation is performed dimensionally.

【0057】図3は本実施の形態のリッジフィルタ11
を用いてブラッグピークが拡大されるときのブラッグピ
ークの重み付け関数と、1スライスに対してブラッグピ
ークが拡大された線量の深さ方向分布である。このとき
の重み付けは、重みが最大になる位置Zm(重みの最大
になる位置が複数ある場合はそれらの平均位置)に対し
て、浅い側の重み付けと深い側の重み付けが非対称の分
布を持つ。図3の場合、重みの最大値の半分になる体内
位置のうち、浅い側をZf、深い側をZeとするとき、 |Ze−Zm|<|Zf−Zm| となっている。
FIG. 3 shows the ridge filter 11 of the present embodiment.
Is a weighting function of the Bragg peak when the Bragg peak is expanded by using, and a depth distribution of the dose in which the Bragg peak is expanded for one slice. At this time, the weighting on the shallow side and the weighting on the deep side have an asymmetric distribution with respect to the position Zm at which the weight becomes maximum (or the average position thereof when there are a plurality of positions at which the weight becomes maximum). In the case of FIG. 3, when the shallow side is Zf and the deep side is Ze among the in-vivo positions where the maximum value of the weight is half, | Ze−Zm | <| Zf−Zm |

【0058】ここで、ブラッグピークが拡大された1ス
ライス当りの線量分布は、図3に示すように滑らかであ
り、且つブラッグピークより浅い側に比べて深い側は切
れのよい形状となる。
Here, the dose distribution per slice in which the Bragg peak is enlarged has a smooth shape as shown in FIG. 3 and a sharper shape on the deeper side than on the shallower side than the Bragg peak.

【0059】図4は、図3で示した1スライス当りのブ
ラッグピークを拡大した線量分布を加算して得られる全
線量の深さ方向線量分布である。
FIG. 4 shows the dose distribution in the depth direction of the total dose obtained by adding the dose distribution obtained by enlarging the Bragg peak per slice shown in FIG.

【0060】図から分るように、照射領域において、一
様性が高く、且つ照射領域の最深部の切れのよい深さ方
向線量分布が得られる。
As can be seen from the figure, in the irradiation area, a uniform dose distribution in the depth direction with high uniformity and a sharpness at the deepest part of the irradiation area can be obtained.

【0061】従って、上記のような構成の3次元照射装
置を用いることにより、患部に対して照射精度が向上
し、且つ患部最深部の切れがよいことから、正常組織に
対して被曝の少ない照射を行うことができる。
Therefore, by using the three-dimensional irradiation apparatus having the above-described configuration, the irradiation accuracy is improved for the affected part and the deepest part of the affected part is well cut, so that the irradiation of the normal tissue with less exposure is performed. It can be performed.

【0062】図5は本発明の第2の実施の形態を示す治
療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の3
次元照射装置の概略構成図で、従来例で示した図14と
同一機器については同一符号を付して示す。
FIG. 5 shows a third embodiment of a three-dimensional spot scanning method according to the present invention, which is arranged in a treatment room.
In the schematic configuration diagram of the three-dimensional irradiation apparatus, the same components as those in FIG. 14 shown in the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0063】図5において、1は治療ベットであり、1
2は3次元照射装置である。この3次元照射装置12
は、散乱体13、ワブラ磁石14a,14b、線量モニ
タ4、位置モニタ5、リッジフィルタ11、レンジシフ
タ7及び多葉コリメータ15から構成されている。
In FIG. 5, reference numeral 1 denotes a treatment bet;
Reference numeral 2 denotes a three-dimensional irradiation device. This three-dimensional irradiation device 12
Is composed of a scatterer 13, wobble magnets 14a and 14b, a dose monitor 4, a position monitor 5, a ridge filter 11, a range shifter 7, and a multi-leaf collimator 15.

【0064】次に図5に示した3次元照射装置の各機器
の機能を説明する。
Next, the function of each device of the three-dimensional irradiation apparatus shown in FIG. 5 will be described.

【0065】上記散乱体13は入射するスポットビーム
Bのビーム幅を、散乱体内部における散乱現象により拡
大する働きをするものである。
The scatterer 13 functions to expand the beam width of the incident spot beam B by a scattering phenomenon inside the scatterer.

【0066】上記ワブラ磁石14a,14bは散乱体1
3により拡大されたビームを体内患部内のビーム軸に対
して垂直面上の点(X,Y)に走査するもので、ワブラ
磁石14aは、ビームをX方向に走査し、ワブラ磁石1
4bはY方向に走査する。このX方向ワブラ磁石14a
及びY方向ワブラ磁石14bは、これらを流れる電流値
が同じ周波数でサイン関数に従って変動するが、X方向
ワブラ磁石及びY方向ワブラ磁石の電流の位相は90度
ずれた状態に保持される。
The wobbler magnets 14a and 14b are scatterers 1
The wobble magnet 14a scans the beam in the X direction by scanning the beam expanded in step 3 at a point (X, Y) on a plane perpendicular to the beam axis in the affected part of the body.
4b scans in the Y direction. This X-direction wobble magnet 14a
The current value flowing through these and the Y-direction wobbler magnet 14b fluctuates according to a sine function at the same frequency, but the phases of the currents of the X-direction wobbler magnet and the Y-direction wobbler magnet are maintained at 90 degrees.

【0067】例えば、これらの周波数がともに31Hz
であり、電流の位相が90度ずれているためにワブラ磁
石から出射されるビームは、31Hzで円形に回転する
ビームとなる。これを例えば1秒間にわたり、積分した
ビーム形状はビーム軸中心に対して円板状に拡大した形
状となる。
For example, if these frequencies are both 31 Hz
Since the phase of the current is shifted by 90 degrees, the beam emitted from the wobble magnet is a beam that rotates circularly at 31 Hz. For example, over a period of one second, the integrated beam shape becomes a disk-like shape with respect to the center of the beam axis.

【0068】なお、ここでは散乱体13により拡大され
たビームをワブラ磁石14a,14bにより走査してい
るが、これらの順番を入れ替え、ワブラ磁石14a,1
4bで走査したスポットビームを散乱体13にて拡大し
ても同様の形状のビームが得られる。
Here, the beam expanded by the scatterer 13 is scanned by the wobbler magnets 14a and 14b.
Even if the spot beam scanned in 4b is enlarged by the scatterer 13, a beam having the same shape can be obtained.

【0069】上記レンジシフタ7は、複数の厚さのアク
リル板から構成されており、これらアクリル板を組合せ
ることによりレンジシフタを通過するビームエネルギ、
すなわち体内レンジを段階的に変化させることができ
る。
The range shifter 7 is composed of an acrylic plate having a plurality of thicknesses. By combining these acrylic plates, the beam energy passing through the range shifter can be reduced.
That is, the in-vivo range can be changed stepwise.

【0070】多葉コリメータ15は、複数の鉄製板から
構成され、ビーム軸を挟んで両側からこれら鉄板を入れ
その位置により、円板状に拡大されたビームを任意の形
状になるように制限するものである。多葉コリメータ1
5を通過するビーム形状は、患者の患部の形状に合うよ
うに多葉コリメータ15が変形される。この多葉コリメ
ータ15の変形は、レンジシフタ7のアクリル板厚、つ
まり体内レンジ毎に行い、照射領域を患部形状に合わせ
る。
The multi-leaf collimator 15 is composed of a plurality of iron plates. The iron plates are inserted from both sides with respect to the beam axis, and depending on the position, the beam expanded in a disk shape is limited to an arbitrary shape. Things. Multileaf collimator 1
The multi-leaf collimator 15 is deformed so that the beam shape passing through 5 matches the shape of the affected part of the patient. The deformation of the multi-leaf collimator 15 is performed for each acrylic plate thickness of the range shifter 7, that is, for each in-vivo range, and the irradiation area is adjusted to the shape of the affected part.

【0071】第2の実施の形態で用いられる3次元照射
用のリッジフィルタの形状は、図2に示すように第1の
実施の形態と同様である。
The shape of the ridge filter for three-dimensional irradiation used in the second embodiment is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.

【0072】これらの各照射機器を用いて、以下の方法
により3次元照射が行われる。
Using these irradiation devices, three-dimensional irradiation is performed by the following method.

【0073】まず、患部をビーム軸に対して複数のスラ
イスに仮想的に分割し、最深スライスの位置に応じて粒
子線ビームの入射エネルギとレンジシフタ7におけるア
クリル板厚が選ばれる。
First, the affected part is virtually divided into a plurality of slices with respect to the beam axis, and the incident energy of the particle beam and the acrylic plate thickness in the range shifter 7 are selected according to the position of the deepest slice.

【0074】次に、最深スライスにおける患部形状に応
じて多葉コリメータ15が変形される。散乱体13とワ
ブラ磁石14a,14bにより、スポットビームは円形
に拡大されるが、さらに多葉コリメータ15によりこの
スライスにおける患部形状に合致したビームに変形さ
れ、患部に照射される。
Next, the multi-leaf collimator 15 is deformed according to the shape of the affected part in the deepest slice. The spot beam is expanded into a circular shape by the scatterer 13 and the wobble magnets 14a and 14b, but is further transformed by the multi-leaf collimator 15 into a beam conforming to the shape of the affected part in this slice, and irradiated to the affected part.

【0075】ワブラ磁石14a,14bにおいて、単エ
ネルギであった粒子線ビームはリッジフィルタ11によ
って、体内レンジ分布がスライス幅に対応するようにエ
ネルギ分布が拡大される。
In the wobbler magnets 14a and 14b, the energy distribution of the particle beam having a single energy is expanded by the ridge filter 11 so that the in-vivo range distribution corresponds to the slice width.

【0076】また、体内への照射線量は線量モニタ4に
より監視され、予定線量の照射を検出するとビームが停
止され、レンジシフタ7におけるアクリル厚が変更さ
れ、次のスライス照射が行われる。これを順次繰返しな
がら3次元的に照射を行う。
The irradiation dose to the body is monitored by the dose monitor 4, and when the irradiation of the predetermined dose is detected, the beam is stopped, the acrylic thickness in the range shifter 7 is changed, and the next slice irradiation is performed. Irradiation is performed three-dimensionally while repeating this process.

【0077】上記第2の実施の形態で示した3次元照射
装置により得られる深さ方向の線量分布は、第1の実施
の形態で示したものと同様の線量分布となる。つまり、
1スライスに対してブラッグピークが拡大された線量の
深さ方向分布は、図3に示すように滑らかであり、且つ
ブラッグピークより浅い側に比べて深い側は切れのよい
形状となる。これらを全スライスに対して加算して得ら
れる全線量に対する深さ方向の線量分布は、照射領域に
おいて一様性が高く、且つ照射領域の最深部の切れのよ
い分布となる。
The dose distribution in the depth direction obtained by the three-dimensional irradiation apparatus shown in the second embodiment is similar to that shown in the first embodiment. That is,
The depth distribution of the dose in which the Bragg peak is expanded with respect to one slice is smooth as shown in FIG. 3, and has a sharper shape on the deeper side than on the shallower side than the Bragg peak. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding these to all slices has a high uniformity in the irradiation area and a sharp distribution at the deepest part of the irradiation area.

【0078】従って、上記のような構成の3次元照射装
置を用いることにより、患部に対して精度よく、且つ患
部最深部の切れがよくなることから、正常組織に対して
被曝の少ない照射を行うことができる。
Therefore, by using the three-dimensional irradiation apparatus having the above-described configuration, the affected part can be accurately cut and the deepest part of the affected part can be cut easily. Can be.

【0079】図6は本発明の第3の実施の形態を示す治
療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の3
次元照射装置の概略構成図で、従来例で示した図14と
同一機器については同一符号を付して示す。
FIG. 6 shows a third embodiment of a three-dimensional spot scanning method according to the present invention.
In the schematic configuration diagram of the three-dimensional irradiation apparatus, the same components as those in FIG. 14 shown in the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0080】図6において、1は治療ベットであり、1
6は3次元照射装置である。この3次元照射装置16
は、二重散乱体17、線量モニタ4、位置モニタ5、リ
ッジフィルタ11、レンジシフタ7及び多葉コリメータ
15から構成されている。
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a treatment bet;
Reference numeral 6 denotes a three-dimensional irradiation device. This three-dimensional irradiation device 16
Comprises a double scatterer 17, a dose monitor 4, a position monitor 5, a ridge filter 11, a range shifter 7, and a multi-leaf collimator 15.

【0081】次に図6で示した3次元照射装置の各機器
の機能を説明する。
Next, the function of each device of the three-dimensional irradiation apparatus shown in FIG. 6 will be described.

【0082】上記二重散乱体17は、散乱体に入射する
スポットビームBのビーム幅を散乱体内部における散乱
現象により拡大する働きをするものである。ここでは散
乱体を二重に配置し、一重の場合よりもさらにビーム径
を拡大することができ、第2の実施の形態におけるワブ
ラ磁石と同等の働きをさせることが可能になる。
The double scatterer 17 functions to expand the beam width of the spot beam B incident on the scatterer by a scattering phenomenon inside the scatterer. Here, the scatterers are arranged in a double manner, and the beam diameter can be further enlarged as compared with the case of a single scatterer, so that the same action as the wobbler magnet in the second embodiment can be performed.

【0083】上記レンジシフタ7は、複数のアクリル板
から構成され、これらのアクリル板を組み合わせること
により、レンジシフタ7を通過するビームエネルギ、即
ち体内レンジを段階的に変化させるものである。
The range shifter 7 is composed of a plurality of acrylic plates. By combining these acrylic plates, the beam energy passing through the range shifter 7, that is, the in-vivo range is changed stepwise.

【0084】上記多葉コリメータ15は、複数の鉄製板
から構成され、ビーム軸を挟んで両側からこれら鉄板を
入れその位置により、円板状に拡大されたビームを任意
の形状になるように制限するものである。
The multi-leaf collimator 15 is composed of a plurality of iron plates. The iron plates are inserted from both sides with respect to the beam axis, and depending on the position, the beam expanded in a disk shape is limited to an arbitrary shape. Is what you do.

【0085】第3の実施の形態で用いられる3次元照射
用のリッジフィルタの形状は、図2に示すように第1の
実施の形態と同様である。
The shape of the ridge filter for three-dimensional irradiation used in the third embodiment is the same as that of the first embodiment as shown in FIG.

【0086】これらの各照射機器を用いて、以下の方法
により3次元照射が行われる。
Using these irradiation devices, three-dimensional irradiation is performed by the following method.

【0087】まず、患部をビーム軸に対して複数のスラ
イスに仮想的に分割し、最深スライスの位置に応じて粒
子線ビームの入射エネルギとレンジシフタ7におけるア
クリル板厚が選ばれる。
First, the affected part is virtually divided into a plurality of slices with respect to the beam axis, and the incident energy of the particle beam and the acrylic plate thickness in the range shifter 7 are selected according to the position of the deepest slice.

【0088】次に、最深スライスにおける患部形状に応
じて多葉コリメータ15が変形される。二重散乱体17
によりスポットビームは円形に拡大されるが、さらに多
葉コリメータ15によりこのスライスにおける患部形状
に合致したビームに変形されて患部に照射される。二重
散乱体17において単エネルギであった粒子線ビーム
は、リッジフィルタ11によって、体内レンジ分布がス
ライス幅に対応するようにエネルギ分布が拡大されてい
る。
Next, the multi-leaf collimator 15 is deformed according to the shape of the affected part in the deepest slice. Double scatterer 17
, The spot beam is expanded into a circular shape, and the multi-leaf collimator 15 transforms the spot beam into a beam that matches the shape of the affected part in this slice, and irradiates the affected part with the beam. The particle beam having a single energy in the double scatterer 17 has its energy distribution expanded by the ridge filter 11 so that the in-vivo range distribution corresponds to the slice width.

【0089】また、体内への照射線量は線量モニタ4に
より監視され、予定線量の照射を検出するとビームが停
止され、レンジシフタ7におけるアクリル厚が変更さ
れ、次のスライス照射が行われる。これを順次繰返すこ
とで3次元的に照射を行う。
The irradiation dose to the body is monitored by the dose monitor 4, and when the irradiation of the predetermined dose is detected, the beam is stopped, the acrylic thickness in the range shifter 7 is changed, and the next slice irradiation is performed. By repeating this sequentially, irradiation is performed three-dimensionally.

【0090】上記第3の実施の形態で示した3次元照射
装置において得られるところの線量分布は、第1の実施
の形態で示したものと同様の線量分布となる。つまり、
1スライスに対してブラッグピークが拡大された線量の
深さ方向分布は、図3に示すように滑らかであり、且つ
ブラッグピークより浅い側に比べて深い側は切れのよい
形状となる。これらを全スライスに対して加え合せるこ
とで得られる全線量に対する深さ方向の線量分布は、照
射領域において一様性が高く、且つ照射領域の最深部の
切れのよい分布となる。
The dose distribution obtained in the three-dimensional irradiation apparatus shown in the third embodiment is similar to that shown in the first embodiment. That is,
The depth distribution of the dose in which the Bragg peak is expanded with respect to one slice is smooth as shown in FIG. 3, and has a sharper shape on the deeper side than on the shallower side than the Bragg peak. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding these to all the slices has high uniformity in the irradiation region and has a sharp distribution at the deepest part of the irradiation region.

【0091】従って、上記のような構成の3次元照射装
置を用いることにより、患部に対して精度よく、且つ患
部最深部の切れがよくなることから、正常組織に対して
被曝の少ない照射を行うことができる。
Therefore, by using the three-dimensional irradiation apparatus having the above-described structure, the affected part can be precisely cut and the deepest part of the affected part can be cut easily. Can be.

【0092】前述した第1の実施の形態乃至第3の実施
の形態では、図2に示すような形状のリッジフィルタを
使用した例について説明したが、図7に示すような形状
のリッジフィルタを使用してもよい。
In the above-described first to third embodiments, an example using a ridge filter having a shape as shown in FIG. 2 has been described. However, a ridge filter having a shape as shown in FIG. May be used.

【0093】図7においては、厚さが最小になる位置X
sから位置XrまでがdZ/dX =0、つまり傾き
が一定になっている。この場合、傾きが一定になってい
る範囲の中心位置をXpと考える。図7のリッジフィル
タを用いたとき、重み付け関数は図8に示すように重み
が最大になるところでは、ある深さ範囲重みが一定であ
り、それより深い側では重み付けがゼロになり、浅い側
では緩やかに減少している。つまり、重みの最大値の半
分になる体内位置のうち、浅い側をZf、深い側をZe
とするとき、 |Ze−Zm|<|Zf−Zm| を満たしている。このような場合であっても、全スライ
スについて加算することで得られる全線量に対する深さ
方向線量分布は、照射領域において一様性が高く、且つ
照射領域の最深部の切れのよい分布となる。
In FIG. 7, the position X at which the thickness is minimized
d from s to position Xr2Z / dX 2= 0, ie slope
Is constant. In this case, the slope is constant
The center position of the range is considered as Xp. Figure 7 Ridge Fill
When the weighting function is used, the weighting function
Where the maximum is
Weighting is zero on the deeper side and shallower on the
Then it is slowly decreasing. In other words, half the maximum value of the weight
Of the body positions that are divided, the shallow side is Zf and the deep side is Ze
| Ze-Zm | <| Zf-Zm | is satisfied. Even in such a case,
Depth for the total dose obtained by adding
The directional dose distribution is highly uniform in the irradiation area, and
A sharp distribution at the deepest part of the irradiation area is obtained.

【0094】前述した第1の実施の形態乃至第3の実施
の形態において、リッジフィルタの形状に対して変曲点
を、厚さ関数Z(X)のXによる微分式に対して dZ/dX=0 にて定義した。しかし、現実には機械加工のし易さか
ら、棒片は細かな階段状に加工して製作され、上述の定
義付けができないことがある。
In the first to third embodiments described above, the inflection point for the shape of the ridge filter is set to d 2 Z for the differential function of the thickness function Z (X) by X. / DX 2 = 0. However, in reality, the bar piece is processed and manufactured in a fine step shape because of the ease of machining, and the above definition may not be possible.

【0095】そこで、そのような場合には、厚さ関数Z
(X)の代わりに、階段状に加工した段の中心を(x
i,zi)とし、Δz(i)=[z(i)−z(i−
1)]、Δx(i)=[x(i)−x(i−1)]とす
る。そして、[Δz(i+1)/Δx(i+1)−Δz
(i)/Δx(i)]/Δx(i)がゼロになる位置x
iを変曲点Xpと定義する。ゼロになる位置が2つ以上
ある場合は、これらの平均位置を変曲点Xpと定義す
る。ゼロになる位置がない場合は、[Δz(i+1)/
Δx(i+1)−Δz(i)/Δx(i)]/Δx
(i)をiについて順に計算していったときに符号が変
化する位置xiを変曲点Xpと定義する。
Therefore, in such a case, the thickness function Z
Instead of (X), the center of the step processed in steps is
i, zi), and Δz (i) = [z (i) −z (i−
1)], Δx (i) = [x (i) −x (i−1)]. Then, [Δz (i + 1) / Δx (i + 1) −Δz
(I) / Δx (i)] / position x at which Δx (i) becomes zero
i is defined as an inflection point Xp. If there are two or more positions that become zero, the average position of these positions is defined as an inflection point Xp. When there is no zero position, [Δz (i + 1) /
Δx (i + 1) −Δz (i) / Δx (i)] / Δx
The position xi where the sign changes when (i) is sequentially calculated for i is defined as an inflection point Xp.

【0096】リッジフィルタの形状は、図2、図7で示
した形状以外に、上述にて定義付けされた形状に当ては
まる限り、任意の形状をとることができる。
The shape of the ridge filter can take any shape other than the shapes shown in FIGS. 2 and 7, as long as the shape corresponds to the shape defined above.

【0097】また、前述した第1の実施の形態乃至第3
の実施の形態では、それぞれスポットスキャニング法、
ワブラ法、二重散乱法による3次元照射方法について示
したが、その他の方法においても3次元的照射方法であ
れば、同様に実施できるものである。
Further, the first to third embodiments described above.
In the embodiment, the spot scanning method,
Although the three-dimensional irradiation method by the Wobble method and the double scattering method has been described, other methods can be similarly implemented as long as the method is a three-dimensional irradiation method.

【0098】図9は本発明の第4の実施の形態を示す治
療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の3
次元照射装置を用いた粒子線治療装置の概略構成図で、
図1と同一機器については同一符号を付して示す。
FIG. 9 shows a third embodiment for a three-dimensional spot scanning method according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a schematic configuration diagram of a particle beam therapy device using a three-dimensional irradiation device,
1 are given the same reference numerals.

【0099】図9において、20が治療室、21は粒子
線加速リング(図示せず)から治療室20にビームを輸
送するための粒子線輸送装置、1は治療室20内に配置
された治療ベット、22は3次元照射装置である。
In FIG. 9, reference numeral 20 denotes a treatment room, 21 denotes a particle beam transport device for transporting a beam from a particle beam acceleration ring (not shown) to the treatment room 20, and 1 denotes a treatment disposed in the treatment room 20. The bed 22 is a three-dimensional irradiation device.

【0100】ここで、粒子線輸送装置21は、例えば2
つの偏向磁石23,24、2つの3連収束磁石25,2
6から構成されている。また、3次元照射装置22は、
スキャニング磁石3a,3b、線量モニタ4、位置モニ
タ5、レンジシフタ7から構成されている。
Here, the particle beam transport device 21 is, for example, 2
Two deflection magnets 23, 24, two triple focusing magnets 25, 2
6. In addition, the three-dimensional irradiation device 22
It comprises scanning magnets 3a and 3b, a dose monitor 4, a position monitor 5, and a range shifter 7.

【0101】この第4の実施の形態では、図2の形状を
持つリッジフィルタ11が粒子線輸送装置21の偏向磁
石24と3連収束磁石26間に配置されている。
In the fourth embodiment, the ridge filter 11 having the shape shown in FIG. 2 is disposed between the deflecting magnet 24 and the triple focusing magnet 26 of the particle beam transport device 21.

【0102】本実施の形態において、3次元照射装置の
各機器及びその機能については第1の実施の形態と同様
なので、その説明を省略する。
In the present embodiment, each device of the three-dimensional irradiation apparatus and its function are the same as those in the first embodiment, and therefore the description thereof will be omitted.

【0103】この実施の形態において、リッジフィルタ
11は粒子線輸送装置21に配置されている。このとき
の利点は以下の通りである。
In this embodiment, the ridge filter 11 is arranged in the particle beam transport device 21. The advantages at this time are as follows.

【0104】リッジフィルタ11は、スポットビームB
を形成する粒子線が、リッジフィルタを通過する場所に
よってリッジフィルタ材であるアルミを通過する厚さが
異なることにより、通過ビームのエネルギ分布を広げる
働きをする。
The ridge filter 11 has a spot beam B
The thickness of the particle beam passing through the aluminum, which is the ridge filter material, varies depending on the location where the particle beam passes through the ridge filter, and acts to broaden the energy distribution of the passing beam.

【0105】リッジフィルタと患部が非常に近い場合、
患部に照射されるビームのエネルギはそのままリッジフ
ィルタの形状を患部に射影され、患部には縞状の体内レ
ンジ分布となる。例えば、リッジフィルタの棒片の隙間
からもれたビームの縞模様がそのまま患部に映し出され
ることになる。
When the ridge filter is very close to the affected part,
The energy of the beam applied to the diseased part is directly projected on the diseased part in the shape of the ridge filter, and the diseased part becomes a stripe-shaped internal range distribution. For example, the stripe pattern of the beam leaking from the gap between the rod pieces of the ridge filter is directly reflected on the affected part.

【0106】これはリッジフィルタと患部がある程度距
離を離せば、リッジフィルタによる像は空間的に一様化
され、問題はなくなるが、逆に距離を離し過ぎると、リ
ッジフィルタにおける散乱の影響により患部に照射され
るビームの径が拡大されて、ビーム軸と垂直方向に対す
る照射線量の切れが悪化してしまう。
This is because if the ridge filter and the affected part are separated from each other by a certain distance, the image obtained by the ridge filter is spatially uniformed, and the problem disappears. However, if the distance is too large, the affected part is affected by the scattering of the ridge filter. The diameter of the beam irradiated to the beam is enlarged, and the cut of the irradiation dose in the direction perpendicular to the beam axis deteriorates.

【0107】従って、リッジフィルタの配置位置は、最
適化される必要があるが、他の照射機器、例えばレンジ
シフタとの干渉により配置位置が制限される場合が多
い。
Therefore, the arrangement position of the ridge filter needs to be optimized, but the arrangement position is often limited by interference with other irradiation equipment, for example, a range shifter.

【0108】ところが、図9に示すようにリッジフィル
タ11を粒子線輸送装置21内に配置した場合、リッジ
フィルタと患部の距離を十分大きく保つことが可能とな
り、且つリッジフィルタにて散乱されたビームは、収束
磁石により収束されるので、患部に照射されるビームの
幅の拡大を抑制することが可能になる。
However, when the ridge filter 11 is arranged in the particle beam transport device 21 as shown in FIG. 9, the distance between the ridge filter and the affected part can be kept sufficiently large, and the beam scattered by the ridge filter can be maintained. Is converged by the converging magnet, so that it is possible to suppress an increase in the width of the beam irradiated to the affected part.

【0109】さらに、本実施の形態では、リッジフィル
タ11を構成する棒片が位置XsからXlの間に変曲点
Xpを持ち、さらに位置Xs,Xlと変曲点Xpの間に
は、 |Xp−Xs|<|Xl−Xp| の関係となっている。
Further, in the present embodiment, the bar piece constituting the ridge filter 11 has an inflection point Xp between the positions Xs and Xl, and furthermore, between the positions Xs and Xl and the inflection point Xp, | Xp-Xs | <| X1-Xp |.

【0110】従って、1スライスに対してブラッグピー
クが拡大された線量の深さ方向分布は、図3に示すよう
に滑らかであり、且つブラッグピークより浅い側は切れ
のよい形状となる。これらを全スライスに加算して得ら
れる全線量に対する深さ方向の線量分布は照射領域にお
いて一様性が高く、且つ照射領域の最深部の切れのよい
分布となる。
Accordingly, the distribution in the depth direction of the dose in which the Bragg peak is expanded for one slice is smooth as shown in FIG. 3, and the shape shallower on the side shallower than the Bragg peak. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding these to all slices has high uniformity in the irradiation area and has a sharp distribution at the deepest part of the irradiation area.

【0111】従って、上記のように構成された3次元照
射装置を用いた粒子線治療装置によれば、一様性が高
く、且つビーム軸に対して垂直方向の線量の切れがよく
なると共に、患部最深部の切れがよい照射が可能になる
ことから、正常組織に対して被曝の少ない照射を行うこ
とができる。
Therefore, according to the particle beam therapy system using the three-dimensional irradiation apparatus configured as described above, the uniformity is high, the dose in the direction perpendicular to the beam axis is improved, and Irradiation with less exposure can be performed on normal tissue because irradiation with good cutting at the deepest portion becomes possible.

【0112】上記第4の実施の形態では、リッジフィル
タ11が粒子線輸送装置21の偏向磁石23と3連収束
磁石25との間に配置された例を示したが、粒子線輸送
装置21内の最も治療室側の収束磁石よりも加速器側で
あれば、任意の位置に配置することが可能である。
In the fourth embodiment, the example in which the ridge filter 11 is disposed between the deflecting magnet 23 and the triple focusing magnet 25 of the particle beam transport device 21 has been described. Can be arranged at an arbitrary position as long as it is closer to the accelerator than the focusing magnet closest to the treatment room.

【0113】図10は本発明の第5の実施の形態を示す
治療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の
3次元照射装置を用いた粒子線治療装置の概略構成図
で、図1及び図9で示した機器と同一機器については同
一符号を付して示す。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a particle beam therapy apparatus using a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional spot scanning method, which is arranged in a treatment room and shows a fifth embodiment of the present invention. The same devices as those shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals.

【0114】図10において、20が治療室、27は粒
子線加速リング(図示せず)から治療室20にビームを
輸送するための粒子線輸送装置、1は治療室20内に配
置された治療ベット、22は3次元照射装置である。
In FIG. 10, reference numeral 20 denotes a treatment room, 27 denotes a particle beam transport device for transporting a beam from a particle beam acceleration ring (not shown) to the treatment room 20, and 1 denotes a treatment arranged in the treatment room 20. The bed 22 is a three-dimensional irradiation device.

【0115】粒子線輸送装置27は、例えば2つの偏向
磁石23,24、2つの3連収束磁石25,26から構
成されている。また、3次元照射装置22は、スキャニ
ング磁石3a,3b、線量モニタ4、位置モニタ5、レ
ンジシフタ7から構成されている。
The particle beam transport device 27 comprises, for example, two deflecting magnets 23, 24 and two triple focusing magnets 25, 26. The three-dimensional irradiation device 22 includes scanning magnets 3a and 3b, a dose monitor 4, a position monitor 5, and a range shifter 7.

【0116】本実施の形態において、3次元照射装置2
2及び粒子線輸送装置の各機器及びその機能について
は、第1の実施の形態及び第4の実施の形態と同様なの
で、その説明を省略する。
In this embodiment, the three-dimensional irradiation device 2
2 and the respective devices of the particle beam transport device and their functions are the same as in the first embodiment and the fourth embodiment, and therefore description thereof is omitted.

【0117】この実施の形態では、粒子線輸送装置27
の偏向磁石24と3連収束磁石26の間にアルミニウム
製の非平行板からなるエネルギ分布拡大板28を配置す
るものである。
In this embodiment, the particle beam transport device 27
The energy distribution expanding plate 28 made of a non-parallel plate made of aluminum is disposed between the deflecting magnet 24 and the triple focusing magnet 26.

【0118】図11はエネルギ分布拡大板28の形状を
表す図である。図11において、aは板の断面が例えば
二等辺三角形の形状をしており、エネルギ分布拡大板を
通過した粒子線ビームは、エネルギ分布拡大板28を通
過する位置によりエネルギの損失を変えることができ
る。
FIG. 11 is a diagram showing the shape of the energy distribution enlarging plate 28. As shown in FIG. In FIG. 11, a indicates that the cross section of the plate has, for example, an isosceles triangular shape, and that the particle beam that has passed through the energy distribution expanding plate changes its energy loss depending on the position where it passes through the energy distribution expanding plate 28. it can.

【0119】エネルギ分布拡大板28の直後では、ビー
ム断面上の位置により粒子エネルギが異なるが、3連収
束磁石26により収束されて患部に到達するときには、
粒子エネルギはビーム断面内で一様化され、リッジフィ
ルタと同様にエネルギ分布を生じさせることが可能にな
る。
Immediately after the energy distribution expansion plate 28, the particle energy differs depending on the position on the beam cross section.
The particle energy is uniformed in the beam cross-section, allowing an energy distribution to occur, similar to a ridge filter.

【0120】エネルギ分布拡大板28の形状を表す図1
1のbはaに比べて内側に湾曲した形状を持つ。このと
き、板厚の薄い領域を通過した粒子数の方が、板厚の厚
い領域を通過した粒子数よりも多くなり、通過後のエネ
ルギ分布、つまり体内でのレンジ分布は、図3で示した
重み付けにより拡大したものと同等にすることができ
る。
FIG. 1 showing the shape of the energy distribution expanding plate 28.
1b has an inwardly curved shape as compared to a. At this time, the number of particles passing through the region having a small plate thickness is larger than the number of particles passing through the region having a large plate thickness. The weight can be made equal to the expanded one.

【0121】この実施の形態において、エネルギ分布拡
大板28はリッジフィルタと比較して簡単な形状をして
いるので、リッジフィルタよりも低コストにてリッジフ
ィルタと同様の働きを行わせることが可能になる。ま
た、エネルギ分布拡大板28は3連収束磁石26よりも
加速器側に配置されているので、エネルギ分布拡大板2
8により散乱された粒子線ビームは、3連収束磁石26
により収束されるので、患部に照射されるビームの径の
拡大を抑制することが可能になる。
In this embodiment, since the energy distribution expanding plate 28 has a simple shape as compared with the ridge filter, it is possible to perform the same function as the ridge filter at a lower cost than the ridge filter. become. Further, since the energy distribution expanding plate 28 is disposed closer to the accelerator than the triple focusing magnet 26, the energy distribution expanding plate 2
The particle beam scattered by 8 is a triple focusing magnet 26
Therefore, it is possible to suppress an increase in the diameter of the beam irradiated to the affected part.

【0122】また、エネルギ分布拡大板28の形状を調
整することにより、1スライスに対してブラッグピーク
の拡大された線量の深さ方向分布が滑らかであり、且つ
ブラッグピークより浅い側に比べて深い側は切れのよい
形状とすることができる。これを全スライスに加算して
得られる全線量に対する深さ方向の線量分布は、照射領
域において一様性が高く、且つ照射領域の最深部の切れ
のよい分布となる。
By adjusting the shape of the energy distribution enlarging plate 28, the dose distribution in which the Bragg peak is expanded in one slice in the depth direction is smooth and deeper than the side shallower than the Bragg peak. The sides can have a sharp shape. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding this to all slices has a high uniformity in the irradiation area and a sharp distribution at the deepest part of the irradiation area.

【0123】従って、上記のように構成された3次元照
射装置を用いた粒子線治療装置によれば、患部最深部の
切れがよい照射が可能になり、正常組織に対して被曝の
少ない照射を行うことができる。
Therefore, according to the particle beam therapy system using the three-dimensional irradiation apparatus configured as described above, it is possible to perform irradiation with good cutting at the deepest part of the affected part, and to perform irradiation with less exposure to normal tissues. It can be carried out.

【0124】上記第5の実施の形態では、エネルギ分布
拡大板28が、粒子線輸送装置27の偏向磁石24と3
連収束磁石26との間に配置された例を示したが、粒子
線輸送装置27内の最も治療室側の収束磁石よりも加速
器側であれば、任意の位置に配置することが可能であ
る。
In the fifth embodiment, the energy distribution enlarging plate 28 is connected to the deflecting magnets 24 and 3 of the particle beam transport device 27.
Although an example in which the magnet is arranged between the continuous focusing magnet 26 and the focusing magnet 26 has been described, it can be arranged at an arbitrary position as long as it is closer to the accelerator than the focusing magnet closest to the treatment room in the particle beam transport device 27. .

【0125】図12は本発明の第6の実施の形態を示す
治療室に配置された3次元スポットスキャニング法用の
3次元照射装置を用いた粒子線治療装置の概略構成図
で、図1及び図9と同一機器については同一符号を付し
て示す。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a particle beam therapy apparatus using a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional spot scanning method disposed in a treatment room according to a sixth embodiment of the present invention. The same devices as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals.

【0126】図12において、20が治療室、29は粒
子線加速リング(図示せず)から治療室20にビームを
輸送するための粒子線輸送装置、1は治療室内に配置さ
れた治療ベット、22は3次元照射装置である。
In FIG. 12, reference numeral 20 denotes a treatment room; 29, a particle beam transporting device for transporting a beam from a particle beam acceleration ring (not shown) to the treatment room 20; 1, a treatment bed disposed in the treatment room; Reference numeral 22 denotes a three-dimensional irradiation device.

【0127】ここで、粒子線輸送装置29は、例えば2
つの偏向磁石23,24、2つの3連収束磁石25,2
6から構成されている。また、3次元照射装置22は、
スキャニング磁石3、線量モニタ4、位置モニタ5、レ
ンジシフタ7から構成されている。
Here, the particle beam transport device 29 is, for example, 2
Two deflection magnets 23, 24, two triple focusing magnets 25, 2
6. In addition, the three-dimensional irradiation device 22
It comprises a scanning magnet 3, a dose monitor 4, a position monitor 5, and a range shifter 7.

【0128】本実施の形態において、3次元照射装置2
2及び粒子線輸送装置の各機器及びその機能について
は、第1の実施の形態及び第4の実施の形態と同様なの
で、その説明を省略する。
In this embodiment, the three-dimensional irradiation device 2
2 and the respective devices of the particle beam transport device and their functions are the same as in the first embodiment and the fourth embodiment, and therefore description thereof is omitted.

【0129】この実施の形態では、アルミニウム製非平
行板からなるエネルギ分布拡大板30が粒子線輸送装置
29の2つの偏向磁石23と24との間に配置されてい
る。
In this embodiment, the energy distribution expanding plate 30 made of a non-parallel plate made of aluminum is arranged between the two deflection magnets 23 and 24 of the particle beam transport device 29.

【0130】図13はエネルギ分布拡大板30の形状を
表す図である。図13において示したエネルギ分布拡大
板30の形状は、いずれも加速器側に配置された偏向磁
石23においてビームの偏向する方向として定義される
側の板厚が、ビーム中心軸の板厚よりも厚くなってい
る。
FIG. 13 is a diagram showing the shape of the energy distribution enlarging plate 30. As shown in FIG. In each of the shapes of the energy distribution expanding plate 30 shown in FIG. 13, the plate thickness on the side defined as the direction in which the beam is deflected in the deflecting magnet 23 disposed on the accelerator side is larger than the plate thickness on the beam central axis. Has become.

【0131】図13に示したエネルギ分布拡大板30
は、次のような機能を有している。
The energy distribution expanding plate 30 shown in FIG.
Has the following functions.

【0132】偏向磁石23に入射した粒子線は、ビーム
自体が持つ小さなエネルギ広がりにより、偏向磁石23
から出射されるとき偏向方向に位置広がりを形成する。
つまり、エネルギ(運動量)が大きい粒子は、偏向磁石
23内にてより内側の軌道を通り、逆にエネルギ(運動
量)が小さい粒子は、偏向磁石23にてより内側の軌道
を通ることになる。このとき、加速器側に配置された偏
向磁石23においてビームが偏向する方向として定義さ
れる側には、よりエネルギの低い粒子が到達する。この
エネルギの低い粒子は図13で示したエネルギ分布拡大
板30の板厚の大きい領域を通過して多くのエネルギを
損失し、さらにエネルギが低下することになる。
The particle beam incident on the deflecting magnet 23 is displaced by the small energy spread of the beam itself.
When the light is emitted from the light source, a position spread is formed in the deflection direction.
That is, particles having a large energy (momentum) pass through a more inner trajectory in the deflecting magnet 23, and conversely, particles having a smaller energy (momentum) pass through a more inner trajectory in the deflecting magnet 23. At this time, particles having lower energy reach the side defined as the direction in which the beam is deflected in the deflecting magnet 23 disposed on the accelerator side. The particles having low energy pass through the region of the energy distribution expanding plate 30 shown in FIG. 13 where the plate thickness is large, so that a large amount of energy is lost and the energy is further reduced.

【0133】図13で示したエネルギ分布拡大板を使用
することにより、板厚の薄い領域を通過した粒子数の方
が、板厚の厚い領域を通過した粒子数よりも多くなる。
つまり、エネルギによって分離されたビーム中の粒子を
選別してエネルギの減衰を行うことが可能となり、より
効果的に必要なエネルギ分布を持つビームを生成するこ
とができる。
By using the energy distribution expanding plate shown in FIG. 13, the number of particles passing through the thin plate region becomes larger than the number of particles passing through the thick plate region.
That is, it is possible to select particles in the beam separated by energy and to attenuate the energy, and to more effectively generate a beam having a necessary energy distribution.

【0134】本実施の形態において、エネルギ分布拡大
板30はリッジフィルタと比較して簡単な形状をしてい
るので、リッジフィルタよりも低コストにてリッジフィ
ルタと同様の働きを行わせることが可能になる。従っ
て、より低コストにて、1スライスに対してブラッグピ
ークの拡大された線量の深さ方向分布が滑らかであり、
且つブラッグピークより浅い側に比べて深い側は切れの
よい形状とすることができる。これらを全スライスに加
算して得られる全線量に対する深さ方向線量分布は、照
射領域において一様性が高く、且つ照射領域の最深部の
切れのよい分布となる。
In this embodiment, since the energy distribution expanding plate 30 has a simple shape as compared with the ridge filter, it is possible to perform the same function as the ridge filter at a lower cost than the ridge filter. become. Therefore, at lower cost, the depth distribution of the expanded dose of the Bragg peak per slice is smooth,
In addition, a shape that is deeper than a side that is shallower than the Bragg peak can have a sharper shape. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding these to all slices has a high uniformity in the irradiation area and a sharp distribution at the deepest part of the irradiation area.

【0135】従って、上記のように構成された3次元照
射装置を用いた粒子線治療装置によれば、低コストで、
ビーム軸に対して垂直方向の線量の切れがよい照射が可
能になり、正常組織に対して被曝の少ない照射を行うこ
とができる。
Therefore, according to the particle beam therapy system using the three-dimensional irradiation device configured as described above, low cost,
Irradiation with a sharp dose in the direction perpendicular to the beam axis can be performed, and normal tissue can be irradiated with less exposure.

【0136】上述した第4の実施の形態乃至第6の実施
の形態では、スポットスキャニング方による3次元照射
方について述べたが、3次元ワグラ法や3次元二重散乱
体法など、他の3次元照射方法においても前述同様に適
用することが可能である。
In the above-described fourth to sixth embodiments, the three-dimensional irradiation method using the spot scanning method has been described. However, other three-dimensional irradiation methods such as a three-dimensional waggle method and a three-dimensional double scatterer method can be used. The same applies to the two-dimensional irradiation method as described above.

【0137】[0137]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、1ス
ライスに対してブラッグピークが拡大された線量の深さ
方向分布は滑らかで、且つブラッグピークより浅い側に
比べて深い側は切れのよい形状となり、これらを全スラ
イスに加算して得られる全線量に対する深さ方向線量分
布は、照射領域において一様性が高く、且つ照射領域の
最深部の切れのよい分布となるので、患部に対して精度
よく、且つ患部最深部の切れがよくなることから、正常
組織に対して被曝の少ない照射を行うことができる粒子
線ビーム照射方法及びその装置並びに粒子線治療装置を
提供できる。
As described above, according to the present invention, the distribution in the depth direction of the dose in which the Bragg peak is expanded for one slice is smooth, and the deeper side is cut off as compared with the shallower side than the Bragg peak. The dose distribution in the depth direction with respect to the total dose obtained by adding these to all slices has a high uniformity in the irradiation area and a sharp distribution at the deepest part of the irradiation area. Therefore, it is possible to provide a particle beam irradiation method, a device thereof, and a particle beam treatment device capable of performing irradiation with less exposure to normal tissue because the cutting of the deepest part of the affected part is improved with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す3次元スポッ
トスキャニング法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional spot scanning method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】同実施の形態における3次元照射用リッジフィ
ルタの形状を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a shape of a ridge filter for three-dimensional irradiation in the embodiment.

【図3】同実施の形態における一スライス照射における
深さ方向線量分布と、重み付け関数を表す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating a dose distribution in a depth direction and a weighting function in one slice irradiation according to the embodiment.

【図4】同実施の形態における全スラスト照射に対して
加算した深さ方向線量分布を表す図。、
FIG. 4 is a diagram showing a dose distribution in a depth direction added to all thrust irradiation in the embodiment. ,

【図5】本発明の第2の実施の形態を示す3次元ワブラ
法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional wobble method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態を示す3次元二重散
乱体法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional double scatterer method showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の他のリッジフィルタの形状を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a shape of another ridge filter of the present invention.

【図8】図7のリッジフィルタによる重み付け関数を示
す図。
FIG. 8 is a diagram showing a weighting function by the ridge filter of FIG. 7;

【図9】本発明の第4の実施の形態を示す3次元スポッ
トスキャニング法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a three-dimensional spot scanning method according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第5の実施の形態を示すスポットス
キャニング法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a spot scanning method according to a fifth embodiment of the present invention.

【図11】同実施の形態におけるエネルギ分布拡大板の
形状を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a shape of the energy distribution expanding plate in the embodiment.

【図12】本発明の第6の実施の形態を示すスポットス
キャニング法用の3次元照射装置の概略構成図。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a three-dimensional irradiation apparatus for a spot scanning method according to a sixth embodiment of the present invention.

【図13】同実施の形態におけるエネルギ分布拡大板の
形状を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a shape of an energy distribution expanding plate in the embodiment.

【図14】従来例における3次元スポットスキャニング
法用の三次元照射装置。
FIG. 14 shows a conventional three-dimensional irradiation apparatus for three-dimensional spot scanning.

【図15】単エネルギ粒子線ビームの体内深さ方向線量
分布を表す図。
FIG. 15 is a diagram showing a dose distribution in a depth direction of a single energy particle beam in a body.

【図16】従来例における3次元照射用リッジフィルタ
の形状を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a shape of a ridge filter for three-dimensional irradiation in a conventional example.

【図17】従来例における1スライス照射における深さ
方向線量分布と重み付け関数を表す図。
FIG. 17 is a diagram showing a dose distribution in a depth direction and a weighting function in one-slice irradiation in a conventional example.

【図18】従来例における全スライス照射に対して加算
された深さ方向線量分布を表す図。
FIG. 18 is a diagram illustrating a dose distribution in the depth direction added to irradiation of all slices in a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……治療ベット 2,10,16,22……3次元照射装置 3a,3b……スキャニング磁石 4……線量モニタ 5……位置モニタ 6,11……リッジフィルタ 7……レンジフィルタ 13……散乱体 14……ワブラ磁石 15……多葉コリメータ 17……二重散乱体 20……治療室 21,27,29……粒子線輸送装置 23,24……偏向磁石 25,26……3連収束磁石 28,30……エネルギ分布拡大板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Treatment bed 2,10,16,22 ... Three-dimensional irradiation device 3a, 3b ... Scanning magnet 4 ... Dose monitor 5 ... Position monitor 6,11 ... Ridge filter 7 ... Range filter 13 ... Scatterer 14 Wobble magnet 15 Multi-leaf collimator 17 Double scatterer 20 Treatment room 21, 27, 29 Particle beam transport device 23, 24 Deflection magnet 25, 26 Three sets Focusing magnets 28, 30 ... Enlarged energy distribution plate

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 体内の深さ方向に形成される粒子線ビー
ムの線量分布におけるブラッグピークを拡大し、一つの
照射を一定時間行った後に前記粒子線ビームのエネルギ
を切替え、これを順次切替えることで体内深さ方向にわ
たって照射を行う粒子線ビーム照射方法において、 前記ブラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして
前記ブラッグピークを拡大して照射を行うことを特徴と
する粒子線照射方法。
1. A method of enlarging a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body, switching the energy of the particle beam after performing one irradiation for a predetermined time, and sequentially switching the energy of the particle beam. A particle beam irradiation method for irradiating in a depth direction in a body, wherein the Bragg peak is weighted asymmetrically in a depth direction and the irradiation is performed by enlarging the Bragg peak.
【請求項2】 体内の深さ方向に形成される粒子線ビー
ムの線量分布におけるブラッグピークを拡大し、一定時
間照射を行った後に走査磁石を走査して照射位置を変更
し、これを複数回繰返した後に前記粒子線ビームのエネ
ルギを切替え、これを順次切替えることで照射を行う3
次元照射の粒子線照射方法において、 前記ブラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして
前記ブラッグピークを拡大して照射を行うことを特徴と
する粒子線照射方法。
2. A Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is expanded, irradiation is performed for a certain period of time, and a scanning magnet is scanned to change the irradiation position. After the repetition, the energy of the particle beam is switched, and irradiation is performed by sequentially switching the energy.
In a particle beam irradiation method of two-dimensional irradiation, the Bragg peak is weighted asymmetrically in a depth direction and the Bragg peak is expanded to perform irradiation.
【請求項3】 粒子線ビームをワブラ磁石により拡大す
ると共に、体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの
線量分布におけるブラッグピークを拡大し、一つの照射
を一定時間行った後に前記粒子線ビームのエネルギを切
替え、これを順次繰返して照射を行う3次元照射の粒子
線照射方法において、 前記ブラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして
前記ブラッグピークを拡大して照射を行うことを特徴と
する粒子線照射方法。
3. A particle beam is expanded by a wobble magnet, a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in a body is expanded, and the particle beam is irradiated after one irradiation for a predetermined time. In the three-dimensional particle beam irradiation method of switching the beam energy and sequentially repeating the irradiation, the Bragg peak is weighted asymmetrically in a depth direction, and the Bragg peak is expanded to perform irradiation. Particle beam irradiation method.
【請求項4】 粒子線ビームを散乱体により拡大すると
ともに、体内の深さ方向に形成される粒子線ビームの線
量分布におけるブラッグピークを拡大し、一つの照射を
一定時間行った後に前記粒子線ビームのエネルギを切替
え、これを順次繰返して照射を行う3次元照射の粒子線
照射方法において、 前記ブラッグピークを深さ方向に非対称に重み付けして
前記ブラッグピークを拡大して照射を行うことを特徴と
する粒子線照射方法。
4. A method for enlarging a particle beam by a scatterer, enlarging a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in the body, and performing one irradiation for a certain period of time. In the three-dimensional particle beam irradiation method of switching the beam energy and sequentially repeating the irradiation, the Bragg peak is weighted asymmetrically in a depth direction, and the Bragg peak is expanded to perform irradiation. Particle beam irradiation method.
【請求項5】 体内の深さ方向に形成される粒子線ビー
ムの線量分布におけるブラッグピークを拡大し、一つの
照射を一定時間行った後に前記粒子線ビームのエネルギ
を切替え、これを順次切替えることで体内深さ方向にわ
たって照射を行う粒子線照射方法において、 前記ブラッグピークの拡大が粒子線加速器から粒子線照
射装置までの粒子線輸送装置内で前記ブラッグピークを
深さ方向に非対称に重み付けして行われることを特徴と
する粒子線照射方法。
5. Enlarging a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body, switching the energy of the particle beam after performing one irradiation for a predetermined time, and sequentially switching the energy of the particle beam. In the particle beam irradiation method of irradiating in the depth direction in the body, the expansion of the Bragg peak weights the Bragg peak asymmetrically in the depth direction in the particle beam transport device from the particle beam accelerator to the particle beam irradiation device A particle beam irradiation method, which is performed.
【請求項6】 体内の深さ方向に形成される粒子線ビー
ムの線量分布におけるブラッグピークを拡大し、一定時
間照射を行った後に走査磁石を走査して照射位置を変更
し、これを複数回繰返した後に前記粒子線ビームのエネ
ルギを切替え、これを順次切替えることで照射を行う3
次元照射の粒子線照射方法において、 前記ブラッグピークの拡大が粒子線加速器から粒子線照
射装置までの粒子線輸送装置内で前記ブラッグピークを
深さ方向に非対称に重み付けして行われることを特徴と
する粒子線照射方法。
6. A Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in a body is enlarged, irradiation is performed for a predetermined time, and then a scanning magnet is scanned to change an irradiation position, and the irradiation is changed a plurality of times. After the repetition, the energy of the particle beam is switched, and irradiation is performed by sequentially switching the energy.
In the particle beam irradiation method of two-dimensional irradiation, the expansion of the Bragg peak is performed by asymmetrically weighting the Bragg peak in the depth direction in a particle beam transport device from a particle beam accelerator to a particle beam irradiation device, Particle beam irradiation method.
【請求項7】 請求項1乃至請求項6のいずれかの項に
記載の粒子線照射方法において、前記重み付けとして、
重みの最大になる体内位置をZm、重みの最大値の半分
になる体内位置のうち浅い側をZf、深い側をZeとす
るとき、|Ze−Zm|<|Zf−Zm|で表される重
み付けとしたことを特徴とする粒子線照射方法。
7. The particle beam irradiation method according to claim 1, wherein:
When the body position where the weight becomes maximum is Zm, the shallow side of the body position which is half the maximum value of the weight is Zf, and the deep side is Ze, it is expressed as | Ze−Zm | <| Zf−Zm | A particle beam irradiation method characterized by being weighted.
【請求項8】 粒子線ビームのエネルギを複数に切替え
る機構と、各エネルギに対して体内の深さ方向に形成さ
れる粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピークを
拡大するためのリッジフィルタとを備えた粒子線照射装
置において、 前記リッジフィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各
棒片の形状関数が厚さ最小の位置から最大の位置までに
変曲点を持ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの
距離が厚さ最大の位置から変曲点までの距離よりも小さ
くなるように構成されたことを特徴とする粒子線照射装
置。
8. A mechanism for switching a plurality of energy of a particle beam, and a ridge filter for expanding a Bragg peak in a dose distribution of the particle beam formed in a depth direction in the body for each energy. In the particle beam irradiation apparatus, the ridge filter includes a plurality of bar pieces arranged side by side, and the shape function of each bar piece has an inflection point from a position having a minimum thickness to a position having a maximum thickness, and further has a The particle beam irradiation apparatus is configured such that the distance from the position of (1) to the inflection point is smaller than the distance from the position of the maximum thickness to the inflection point.
【請求項9】 粒子線ビームを走査するための走査磁石
と、粒子線ビームのエネルギを複数に切替える機構と、
各エネルギに対して体内の深さ方向に形成される粒子線
ビームの線量分布におけるブラッグピークを拡大するた
めのリッジフィルタとを備えた3次元照射の粒子線照射
装置において、 前記リッジフィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各
棒片の形状関数が厚さ最小の位置から最大の位置までに
変曲点を持ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの
距離が厚さ最大の位置から変曲点までの距離よりも小さ
くなるように構成されたことを特徴とする粒子線照射装
置。
9. A scanning magnet for scanning a particle beam, a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality,
A ridge filter for enlarging a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam formed in a depth direction in the body with respect to each energy; Are arranged side by side, and the shape function of each bar has an inflection point from the minimum thickness position to the maximum position, and the distance from the minimum thickness position to the inflection point is the maximum thickness A particle beam irradiation apparatus characterized in that it is configured to be smaller than the distance from the position of (1) to the inflection point.
【請求項10】 粒子線ビームを2次元的に拡大するた
めの散乱体と、粒子線ビームのエネルギを複数に切替え
る機構と、各エネルギに対して体内の深さ方向に形成さ
れる粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピークを
拡大するためのリッジフィルタとを備えた3次元照射の
粒子線照射装置において、 前記リッジフィルタは、複数の棒片が並設され、且つ各
棒片の形状関数が厚さ最小の位置から最大の位置までに
変曲点を持ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点までの
距離が厚さ最大の位置から変曲点までの距離よりも小さ
くなるように構成されたことを特徴とする粒子線照射装
置。
10. A scatterer for expanding a particle beam two-dimensionally, a mechanism for switching a plurality of energies of the particle beam, and a particle beam formed in a depth direction in the body for each energy. A particle beam irradiation apparatus for three-dimensional irradiation, comprising: a ridge filter for enlarging a Bragg peak in the dose distribution, wherein the ridge filter has a plurality of rods arranged side by side, and the shape function of each rod has a thickness function. It has an inflection point from the minimum position to the maximum position, and is configured so that the distance from the minimum thickness position to the inflection point is smaller than the distance from the maximum thickness position to the inflection point. A particle beam irradiation apparatus, characterized in that:
【請求項11】 請求項8乃至請求項10のいずれかの
項に記載の粒子線照射装置において、前記粒子線ビーム
のエネルギを複数に切替える機構として、レンジシフタ
を用いたことを特徴とする粒子線照射装置。
11. A particle beam irradiation apparatus according to claim 8, wherein a range shifter is used as a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality of particles. Irradiation device.
【請求項12】 粒子線を加速するための加速器と、粒
子線を照射するための粒子線照射装置と、前記加速器か
ら前記粒子線照射装置まで粒子ビームを輸送するための
粒子線輸送装置を備えた粒子線治療装置において、 粒子線ビームのエネルギを複数に切替える機構を前記加
速器、前記粒子線照射装置、前記粒子線輸送装置のいず
れかに備え、各エネルギに対して体内の深さ方向に形成
される粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピーク
を拡大するためのリッジフィルタを前記粒子線輸送装置
に配置したことを特徴とする粒子線治療装置。
12. An accelerator for accelerating a particle beam, a particle beam irradiation device for irradiating a particle beam, and a particle beam transport device for transporting a particle beam from the accelerator to the particle beam irradiation device. In the particle beam therapy device, a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality is provided in any one of the accelerator, the particle beam irradiation device, and the particle beam transport device, and each energy is formed in a depth direction in a body. A particle beam therapy system, wherein a ridge filter for expanding a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam to be performed is arranged in the particle beam transport device.
【請求項13】 請求項12記載の粒子線治療装置にお
いて、前記リッジフィルタは、複数の棒片が並設され、
且つ各棒片の形状関数が厚さ最小の位置から最大の位置
までに変曲点を持ち、しかも厚さ最小の位置から変曲点
までの距離が厚さ最大の位置から変曲点までの距離より
も小さくなるように構成されたことを特徴とする粒子線
治療装置。
13. The particle therapy apparatus according to claim 12, wherein the ridge filter includes a plurality of rods arranged side by side.
In addition, the shape function of each bar has an inflection point from the minimum thickness position to the maximum position, and the distance from the minimum thickness position to the inflection point is from the maximum thickness position to the inflection point. A particle beam therapy system characterized by being configured to be smaller than a distance.
【請求項14】 粒子線を加速するための加速器と、粒
子線を照射するための粒子線照射装置と、前記加速器か
ら前記粒子線照射装置まで粒子ビームを輸送するための
粒子線輸送装置を備えた粒子線治療装置において、 粒子線ビームのエネルギを複数に切替える機構を前記加
速器、前記粒子線照射装置、前記粒子線輸送装置のいず
れかに備え、各エネルギに対して体内の深さ方向に形成
される粒子線ビームの線量分布におけるブラッグピーク
を拡大を拡大するための不均一厚さを持つエネルギ分布
拡大板を前記粒子線輸送装置に配置したことを特徴とす
る粒子線治療装置。
14. An accelerator for accelerating a particle beam, a particle beam irradiation device for irradiating a particle beam, and a particle beam transport device for transporting a particle beam from the accelerator to the particle beam irradiation device. In the particle beam therapy device, a mechanism for switching the energy of the particle beam to a plurality is provided in any one of the accelerator, the particle beam irradiation device, and the particle beam transport device, and each energy is formed in a depth direction in a body. A particle beam therapy system, wherein an energy distribution expansion plate having a non-uniform thickness for expanding a Bragg peak in a dose distribution of a particle beam to be performed is disposed in the particle beam transport device.
【請求項15】 請求項14記載の粒子線治療装置にお
いて、前記エネルギ分布拡大板が、前記粒子線輸送装置
内に配置された2つの偏向磁石の間に配置されたことを
特徴とする粒子線治療装置。
15. The particle beam therapy system according to claim 14, wherein the energy distribution expansion plate is disposed between two deflection magnets disposed in the particle beam transport device. Treatment device.
【請求項16】 請求項15記載の粒子線治療装置にお
いて、前記エネルギ分布拡大板の形状として、加速器側
に配置された偏向磁石でビームが偏向する方向として定
義される側の板厚がビーム中心軸の板厚よりも厚くした
ことを特徴とする粒子線治療装置。
16. The particle beam therapy system according to claim 15, wherein the shape of the energy distribution expanding plate is such that a plate thickness on a side defined as a direction in which a beam is deflected by a deflecting magnet disposed on an accelerator side is a beam center. A particle beam therapy device characterized in that the thickness of the shaft is greater than the thickness of the shaft.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185423A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp Particle beam irradiation apparatus and particle therapy system
JP2010060523A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Natl Inst Of Radiological Sciences Beam position monitor and beam position measuring method of particle beam therapy device
JP2013150915A (en) * 2013-05-16 2013-08-08 Mitsubishi Electric Corp Particle beam treatment system
US8575564B2 (en) 2010-04-02 2013-11-05 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam irradiation apparatus and particle beam therapy system
CN114452550A (en) * 2022-01-27 2022-05-10 兰州科近泰基新技术有限责任公司 Beam distribution system and method for ion Flash treatment

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007185423A (en) * 2006-01-16 2007-07-26 Mitsubishi Electric Corp Particle beam irradiation apparatus and particle therapy system
JP4591356B2 (en) * 2006-01-16 2010-12-01 三菱電機株式会社 Particle beam irradiation apparatus and particle beam therapy apparatus
US7932501B2 (en) 2006-01-16 2011-04-26 Mitsubishi Electric Corporation Particle-beam exposure apparatus and particle-beam therapeutic apparatus
JP2010060523A (en) * 2008-09-05 2010-03-18 Natl Inst Of Radiological Sciences Beam position monitor and beam position measuring method of particle beam therapy device
US8575564B2 (en) 2010-04-02 2013-11-05 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam irradiation apparatus and particle beam therapy system
US9084890B2 (en) 2010-04-02 2015-07-21 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam irradiation apparatus and particle beam therapy system
US9770604B2 (en) 2010-04-02 2017-09-26 Mitsubishi Electric Corporation Particle beam irradiation apparatus and particle beam therapy system
JP2013150915A (en) * 2013-05-16 2013-08-08 Mitsubishi Electric Corp Particle beam treatment system
CN114452550A (en) * 2022-01-27 2022-05-10 兰州科近泰基新技术有限责任公司 Beam distribution system and method for ion Flash treatment
CN114452550B (en) * 2022-01-27 2022-11-15 兰州科近泰基新技术有限责任公司 Beam flow distribution system for ion Flash treatment

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