JP2018143659A - Charged particle beam treatment device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam treatment device which can efficiently irradiate the charged particle beam according to a shape of the subject to be irradiated.SOLUTION: A charged particle beam treatment device 1 includes an enlargement amount adjusting part 102 for adjusting an enlargement amount of a charged particle beam R by an enlargement part 70 according to a shape of a tumor 14. With this configuration, when the tumor 14 becomes smaller as shown in Fig. 6(b), for example, the enlargement amount adjusting part 102 can also decrease the enlargement amount of the charged particle beam R accordingly. Therefore, among the charged particle beam R, the beam shielded by the multi-leaf collimator 24 can be decreased. Also, by decreasing the enlargement amount of the charged particle beam R according to an irradiation field of the multi-leaf collimator 24, an occurrence of a half shadow can also be suppressed.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。   The present invention relates to a charged particle beam therapy apparatus.

従来、患者の患部に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置として、例えば、特許文献1に記載された装置が知られている。特許文献1に記載の荷電粒子線治療装置では、加速器で加速された荷電粒子線を拡大し、コリメータを用いて一部の不要な荷電粒子線を遮断した上で、被照射体の形状に合わせた照射野にて荷電粒子線の照射を行っている。   Conventionally, for example, an apparatus described in Patent Document 1 is known as a charged particle beam therapy apparatus that performs treatment by irradiating a patient's affected part with a charged particle beam. In the charged particle beam treatment apparatus described in Patent Document 1, the charged particle beam accelerated by the accelerator is enlarged, and some unnecessary charged particle beams are blocked using a collimator, and then matched to the shape of the irradiated object. The charged particle beam is irradiated in the irradiated field.

特開2009−236867号公報JP 2009-236867 A

ここで、上述のような荷電粒子線治療装置においては、コリメータで遮断する分の荷電粒子線は被照射体への照射には用いられないため、線量が無駄になるという問題が生じる。また、荷電粒子線の拡大量に比してコリメータの照射野が小さい場合には、粒子の位相空間の分布の関係から半影が大きくなる場合がある。   Here, in the charged particle beam therapy system as described above, the charged particle beam that is blocked by the collimator is not used for irradiating the irradiated object, so that there is a problem that the dose is wasted. In addition, when the collimator irradiation field is small compared to the amount of enlargement of the charged particle beam, the penumbra may become large due to the distribution of the phase space of the particles.

そこで本発明は、被照射体の形状に応じて、効率よく荷電粒子線を照射することができる荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。   Then, an object of this invention is to provide the charged particle beam therapeutic apparatus which can irradiate a charged particle beam efficiently according to the shape of a to-be-irradiated body.

上記課題を解決するため、本発明に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、被照射体に対して荷電粒子線を照射する照射部と、照射部内に設けられ、荷電粒子線を拡大する拡大部と、被照射体の形状に合わせて荷電粒子線の照射範囲を規定するコリメータと、被照射体の形状に合わせて拡大部による荷電粒子線の拡大量を調整する拡大量調整部と、を備える。   In order to solve the above problems, a charged particle beam treatment apparatus according to the present invention includes an accelerator that accelerates charged particles and emits the charged particle beam, an irradiation unit that irradiates the irradiated object with the charged particle beam, and irradiation. An enlarged portion for enlarging the charged particle beam, a collimator for defining the irradiation range of the charged particle beam according to the shape of the irradiated object, and a charged particle beam by the expanding portion according to the shape of the irradiated object. An enlargement amount adjustment unit for adjusting the enlargement amount.

本発明に係る荷電粒子線治療装置は、照射部内に設けられ、荷電粒子線を拡大する拡大部と、被照射体の形状に合わせて荷電粒子線の照射範囲を規定するコリメータと、を備えている。従って、拡大部で拡大された荷電粒子線の外縁付近は、コリメータで遮蔽され、当該コリメータを通過した部分が、被照射体へ照射される。ここで、荷電粒子線治療装置は、被照射体の形状に合わせて拡大部による荷電粒子線の拡大量を調整する拡大量調整部を有している。これによって、例えば、被照射体が小さくなる場合は、それに合わせて拡大量調整部が荷電粒子線の拡大量を小さくすることができる。従って、荷電粒子線のうち、コリメータで遮蔽される線量を低減することができる。また、コリメータの照射野に合わせて荷電粒子線の拡大量を小さくすることで、半影の発生も抑制できる。以上より、被照射体の形状に応じて、効率よく荷電粒子線を照射することができる。   A charged particle beam treatment apparatus according to the present invention includes an enlargement unit that is provided in an irradiation unit and expands the charged particle beam, and a collimator that defines an irradiation range of the charged particle beam according to the shape of the irradiated object. Yes. Therefore, the vicinity of the outer edge of the charged particle beam magnified by the magnifier is shielded by the collimator, and the portion that has passed through the collimator is irradiated to the irradiated object. Here, the charged particle beam therapy system includes an enlargement amount adjustment unit that adjusts the enlargement amount of the charged particle beam by the enlargement unit in accordance with the shape of the irradiated object. Thereby, for example, when the irradiated body becomes small, the enlargement amount adjustment unit can reduce the enlargement amount of the charged particle beam accordingly. Therefore, the dose shielded by the collimator among the charged particle beams can be reduced. Moreover, the occurrence of penumbra can be suppressed by reducing the enlargement amount of the charged particle beam in accordance with the irradiation field of the collimator. As mentioned above, according to the shape of a to-be-irradiated body, a charged particle beam can be irradiated efficiently.

荷電粒子線治療装置において、拡大部は、荷電粒子線を拡散する散乱体を複数備えており、拡大量調整部は、散乱体の枚数を調整することによって、荷電粒子線の拡大量を調整してよい。これにより、拡大量調整部が、被照射体の形状に合わせて散乱体の枚数を調整することで、適切に荷電粒子線を拡大することができる。   In the charged particle beam therapy system, the enlargement unit includes a plurality of scatterers that diffuse the charged particle beam, and the enlargement amount adjustment unit adjusts the amount of enlargement of the charged particle beam by adjusting the number of scatterers. It's okay. Thereby, an enlarged amount adjustment part can expand a charged particle beam appropriately by adjusting the number of scatterers according to the shape of a to-be-irradiated body.

荷電粒子線治療装置において、拡大量調整部は、被照射体を仮想的に深さ方向へ複数層に分割した場合、各層に対して照射される荷電粒子線の拡大量をそれぞれ調整してよい。これにより、被照射体の各層の形状に応じて、効率よく荷電粒子線を照射することができる。   In the charged particle beam therapy system, the enlargement amount adjustment unit may adjust the enlargement amount of the charged particle beam irradiated to each layer when the irradiated object is virtually divided into a plurality of layers in the depth direction. . Thereby, according to the shape of each layer of a to-be-irradiated body, a charged particle beam can be irradiated efficiently.

本発明によれば、被照射体の形状に応じて、効率よく荷電粒子線を照射することができる荷電粒子線治療装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the charged particle beam therapeutic apparatus which can irradiate a charged particle beam efficiently according to the shape of a to-be-irradiated body can be provided.

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a charged particle beam therapy system according to an embodiment of the present invention. 図1の荷電粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the irradiation part vicinity of the charged particle beam therapy apparatus of FIG. マルチリーフコリメータを照射軸方向から見た図である。It is the figure which looked at the multileaf collimator from the irradiation axis direction. 荷電粒子線の拡大量を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the expansion amount of a charged particle beam. 荷電粒子線治療装置による処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content by a charged particle beam therapy apparatus. 本実施形態及び比較例に係る荷電粒子線治療装置の荷電粒子線の拡大とコリメータの関係を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the expansion of the charged particle beam of the charged particle beam therapy apparatus which concerns on this embodiment and a comparative example, and the relationship of a collimator. 被照射体を仮想的な層に分割した様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the to-be-irradiated body was divided | segmented into the virtual layer. 変形例に係る荷電粒子線治療装置による処理内容の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the processing content by the charged particle beam therapy apparatus which concerns on a modification.

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, a charged particle beam therapy system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1に示されるように、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置1は、放射線療法によるがん治療等に利用される装置であり、イオン源(不図示)で生成した荷電粒子を加速して荷電粒子線として出射する加速器2と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部8と、加速器2から出射された荷電粒子線を照射部8へ輸送するビーム輸送ライン45と、を備えている。照射部8は、治療台16を取り囲むように設けられた回転ガントリ17に取り付けられている。照射部8は、回転ガントリ17によって治療台16の周りに回転可能とされている。   As shown in FIG. 1, a charged particle beam therapy apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is an apparatus used for cancer treatment or the like by radiation therapy, and charged particles generated by an ion source (not shown). Accelerating the beam 2 and emitting it as a charged particle beam, an irradiation unit 8 for irradiating the irradiated body with the charged particle beam, and a beam transport line 45 for transporting the charged particle beam emitted from the accelerator 2 to the irradiation unit 8 It is equipped with. The irradiation unit 8 is attached to a rotating gantry 17 provided so as to surround the treatment table 16. The irradiation unit 8 can be rotated around the treatment table 16 by a rotating gantry 17.

なお、以下の説明においては、「X方向」、「Y方向」、「Z方向」という語を用いて説明する。「Z方向」とは、荷電粒子線Rの基軸AXが延びる方向である。なお、「基軸AX」とは、後述の走査電磁石3a,3bで偏向しなかった場合の荷電粒子線Rの照射軸とする。図2では、基軸AXに沿って荷電粒子線Rが照射されている様子を示している。なお、以下の説明では、基軸AXに沿って荷電粒子線Rが照射される方向を「荷電粒子線Rの照射軸方向」であるものとする。「X方向」とは、Z方向と直交する平面内における一の方向である。「Y方向」とは、Z方向と直交する平面内においてX方向と直交する方向である。   In the following description, the terms “X direction”, “Y direction”, and “Z direction” will be used. The “Z direction” is a direction in which the base axis AX of the charged particle beam R extends. The “base axis AX” is an irradiation axis of the charged particle beam R when it is not deflected by scanning electromagnets 3a and 3b described later. FIG. 2 shows a state where the charged particle beam R is irradiated along the base axis AX. In the following description, the direction in which the charged particle beam R is irradiated along the base axis AX is assumed to be the “irradiation axis direction of the charged particle beam R”. The “X direction” is one direction in a plane orthogonal to the Z direction. The “Y direction” is a direction orthogonal to the X direction in a plane orthogonal to the Z direction.

図2を参照して、ワブラー法に係る荷電粒子線治療装置の構成について説明する。図2に示すように、荷電粒子線治療装置1は、加速器2、走査電磁石3a,3b、モニタ4a,4b、散乱部5、リッジフィルタ22、マルチリーフコリメータ24、ボーラス26、患者コリメータ27、ディグレーダ30、制御装置7、及び治療計画装置100を備えている。走査電磁石3a,3b、モニタ4a,4b、散乱部5、リッジフィルタ22、マルチリーフコリメータ24、ボーラス26、患者コリメータ27、及びディグレーダ30は、照射部8の内部に配置されている。制御装置7は、照射部8の外部に設けられている。   With reference to FIG. 2, the structure of the charged particle beam therapy apparatus which concerns on a wobbler method is demonstrated. As shown in FIG. 2, the charged particle beam therapy system 1 includes an accelerator 2, scanning electromagnets 3a and 3b, monitors 4a and 4b, a scattering unit 5, a ridge filter 22, a multi-leaf collimator 24, a bolus 26, a patient collimator 27, and a degrader. 30, a control device 7, and a treatment planning device 100. Scanning electromagnets 3a and 3b, monitors 4a and 4b, scattering unit 5, ridge filter 22, multi-leaf collimator 24, bolus 26, patient collimator 27, and degrader 30 are arranged inside irradiation unit 8. The control device 7 is provided outside the irradiation unit 8.

加速器2は、荷電粒子を加速させて、荷電粒子線Rを連続的に発生させる発生源である。加速器2として、例えば、サイクロトロン、シンクロトロン、サイクロシンクロトロン、ライナック等が挙げられる。加速器2で発生した荷電粒子線Rは、ビーム輸送系によって照射部8へ輸送される。この加速器2は、制御装置7に接続されており、供給される電流が制御される。   The accelerator 2 is a generation source that accelerates charged particles and continuously generates charged particle beams R. Examples of the accelerator 2 include a cyclotron, a synchrotron, a cyclosynchrotron, and a linac. The charged particle beam R generated by the accelerator 2 is transported to the irradiation unit 8 by a beam transport system. The accelerator 2 is connected to the control device 7, and the supplied current is controlled.

走査電磁石3a,3bは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御装置7から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する荷電粒子線Rを走査する。X方向走査電磁石3aは、X方向(第1の走査方向)に荷電粒子線Rを走査し、Y方向走査電磁石3bは、Y方向(第1の走査方向と直交する第2の走査方向)に荷電粒子線Rを走査する。これらの走査電磁石3a,3bは、基軸AX上であって、加速器2の下流側にこの順で配置されている。   The scanning electromagnets 3a and 3b are each composed of a pair of electromagnets, change the magnetic field between the pair of electromagnets according to the current supplied from the control device 7, and scan the charged particle beam R passing between the electromagnets. The X-direction scanning electromagnet 3a scans the charged particle beam R in the X direction (first scanning direction), and the Y-direction scanning electromagnet 3b in the Y direction (second scanning direction orthogonal to the first scanning direction). The charged particle beam R is scanned. These scanning electromagnets 3 a and 3 b are arranged in this order on the base axis AX and downstream of the accelerator 2.

モニタ4aは、荷電粒子線Rのビーム位置を監視し、モニタ4bは、荷電粒子線Rの線量の絶対値と荷電粒子線Rの線量分布とを監視する。各モニタ4a,4bは、監視した監視情報を制御装置7に出力する。モニタ4aは、荷電粒子線Rの基軸AX上であって、加速器2の下流側でX方向走査電磁石3aの上流側に配置されている。モニタ4bは、基軸AX上であってY方向走査電磁石3bの下流側に配置されている。   The monitor 4a monitors the beam position of the charged particle beam R, and the monitor 4b monitors the absolute value of the dose of the charged particle beam R and the dose distribution of the charged particle beam R. Each of the monitors 4a and 4b outputs the monitored monitoring information to the control device 7. The monitor 4a is disposed on the base axis AX of the charged particle beam R and downstream of the accelerator 2 and upstream of the X-direction scanning electromagnet 3a. The monitor 4b is disposed on the base axis AX and downstream of the Y-direction scanning electromagnet 3b.

散乱部5は、通過する荷電粒子線Rを、照射軸と直交する方向に広がりを持つ幅広のビームに拡散する。本実施形態に係る散乱部5は、複数枚の散乱体5aと、当該散乱体5aを駆動させる駆動部5bと、を備えている。駆動部5bは、散乱体5aを荷電粒子線Rの通過位置に対して進退可能に駆動させる。駆動部5bは、制御装置7からの信号に基づいて各散乱体5aを駆動させる。従って、制御装置7は、設定された荷電粒子線Rの散乱角度に応じて駆動部5bを制御し、荷電粒子線Rの通過位置に配置される散乱体5aの枚数を切り替える。この散乱体5aは、板状を呈し、例えば厚さ数mmのタングステンで形成されている。散乱部5は、基軸AX上において、走査電磁石3bの下流側でモニタ4bの上流側に配置されている。   The scattering unit 5 diffuses the charged particle beam R passing therethrough into a wide beam having a spread in a direction orthogonal to the irradiation axis. The scatterer 5 according to the present embodiment includes a plurality of scatterers 5a and a drive unit 5b that drives the scatterers 5a. The drive unit 5b drives the scatterer 5a so that the scatterer 5a can advance and retreat with respect to the passing position of the charged particle beam R. The drive unit 5 b drives each scatterer 5 a based on a signal from the control device 7. Therefore, the control device 7 controls the drive unit 5b according to the set scattering angle of the charged particle beam R, and switches the number of scatterers 5a arranged at the passing position of the charged particle beam R. The scatterer 5a has a plate shape and is made of, for example, tungsten having a thickness of several millimeters. The scattering unit 5 is disposed on the upstream side of the monitor 4b on the downstream side of the scanning electromagnet 3b on the base axis AX.

リッジフィルタ22は、荷電粒子線Rの線量分布を調整するものである。具体的には、リッジフィルタ22は、患者13の体内の腫瘍14の厚さ(照射軸方向の長さ)に対応するように、荷電粒子線Rに拡大ブラッグピーク(SOBP)を与える。リッジフィルタ22は、基軸AX上において散乱部5の下流側でモニタ4bの上流側に配置されている。   The ridge filter 22 adjusts the dose distribution of the charged particle beam R. Specifically, the ridge filter 22 gives an enlarged Bragg peak (SOBP) to the charged particle beam R so as to correspond to the thickness (length in the irradiation axis direction) of the tumor 14 in the body of the patient 13. The ridge filter 22 is disposed on the upstream side of the monitor 4b on the base axis AX and on the downstream side of the scattering unit 5.

ディグレーダ30は、通過する荷電粒子線Rのエネルギーを低下させて当該荷電粒子線Rの飛程を調整する。なお、飛程の調整は、加速器2の直後に設けられたディグレーダ(不図示)によって荒調整が行われ、照射部8内のディグレーダ30で微調整が行われる。ディグレーダ30は、基軸AX上であって、走査電磁石3a,3bよりも荷電粒子線Rの下流側に設けられ、患者13の体内における荷電粒子線Rの最大到達深さを調整する。ディグレーダ30は、X方向及びY方向に拡がる板状の部材である。なお、本実施形態において「飛程」とは、荷電粒子線Rが運動エネルギーを失って静止するまでに進む距離である。より詳細には、飛程は、最大線量を100%とした場合に、最大線量となる照射距離(深さ)よりも深い側であって、線量が90%となる深さである。   The degrader 30 adjusts the range of the charged particle beam R by reducing the energy of the charged particle beam R passing therethrough. The range is adjusted roughly by a degrader (not shown) provided immediately after the accelerator 2, and finely adjusted by the degrader 30 in the irradiation unit 8. The degrader 30 is provided on the base axis AX and on the downstream side of the charged particle beam R with respect to the scanning electromagnets 3a and 3b, and adjusts the maximum reachable depth of the charged particle beam R in the body of the patient 13. The degrader 30 is a plate-like member that extends in the X direction and the Y direction. In the present embodiment, the “range” is a distance traveled until the charged particle beam R loses kinetic energy and stops. More specifically, the range is a depth that is deeper than the irradiation distance (depth) at which the maximum dose is obtained and the dose is 90% when the maximum dose is 100%.

マルチリーフコリメータ24は、照射軸方向と垂直な平面方向における荷電粒子線Rの形状(平面形状)を整形するものであり、複数の櫛歯を含む遮線部24a,24bを有している。遮線部24a,24bは、互いに突き合わせるように配置されており、これらの遮線部24a,24b間には、開口部24cが形成されている。このマルチリーフコリメータ24は、開口部24cに荷電粒子線Rを通過させることで、開口部24cの形状に対応する輪郭に荷電粒子線Rを切り取る。   The multi-leaf collimator 24 shapes the shape (planar shape) of the charged particle beam R in a plane direction perpendicular to the irradiation axis direction, and includes shielding portions 24a and 24b including a plurality of comb teeth. The shielding portions 24a and 24b are disposed so as to face each other, and an opening 24c is formed between the shielding portions 24a and 24b. The multi-leaf collimator 24 cuts the charged particle beam R into a contour corresponding to the shape of the opening 24c by passing the charged particle beam R through the opening 24c.

また、マルチリーフコリメータ24は、Z方向と直交する方向に遮線部24a,24bを進退させることで、開口部24cの位置及び形状を変化することが可能となっている。さらに、マルチリーフコリメータ24は、リニアガイド28で照射軸方向に沿って案内されており、Z方向に沿って移動可能になっている。このマルチリーフコリメータ24は、モニタ4bの下流側に配置されている。   Further, the multi-leaf collimator 24 can change the position and shape of the opening 24c by moving the shielding portions 24a and 24b back and forth in a direction orthogonal to the Z direction. Further, the multi-leaf collimator 24 is guided along the irradiation axis direction by the linear guide 28 and is movable along the Z direction. The multi-leaf collimator 24 is disposed on the downstream side of the monitor 4b.

より具体的には、図3に示すように、マルチリーフコリメータ24は、X方向で対向する一対のリーフ群31,32を有している。一対のリーフ群31,32は、基準軸Aに直交するXY平面において、基準軸Aを挟んでX方向で対向する。一対のリーフ群31,32は、それぞれX方向に独立して進退可能な多数のリーフ41を含むリーフ部材40から構成されている。   More specifically, as shown in FIG. 3, the multi-leaf collimator 24 has a pair of leaf groups 31 and 32 that face each other in the X direction. The pair of leaf groups 31 and 32 face each other in the X direction across the reference axis A on the XY plane orthogonal to the reference axis A. The pair of leaf groups 31 and 32 includes a leaf member 40 including a large number of leaves 41 that can be advanced and retracted independently in the X direction.

リーフ部材40は、リーフ41と、リーフ41を移動させるリーフ駆動部43と、を有する。リーフ部材40は、リーフ群31に含まれるリーフ部材40のリーフ41と、リーフ群32に含まれるリーフ部材40のリーフ41と、が互いに対向するように、XY平面に沿って配置される。   The leaf member 40 includes a leaf 41 and a leaf driving unit 43 that moves the leaf 41. The leaf member 40 is disposed along the XY plane so that the leaf 41 of the leaf member 40 included in the leaf group 31 and the leaf 41 of the leaf member 40 included in the leaf group 32 face each other.

リーフ41は、X方向に沿って延びる長方形板状の部材である。リーフ41は、荷電粒子線の遮蔽に用いられる部材であることから、荷電粒子線を遮蔽可能な材料により製造される。荷電粒子線を遮蔽可能な材料としては、真鍮、銅、タンタル、モリブデン等が挙げられるが、遮蔽能力の高い真鍮製とすることが好ましい。   The leaf 41 is a rectangular plate-like member extending along the X direction. Since the leaf 41 is a member used for shielding charged particle beams, the leaf 41 is manufactured from a material capable of shielding charged particle beams. Examples of the material capable of shielding charged particle beams include brass, copper, tantalum, and molybdenum, but it is preferable to use brass having a high shielding ability.

リーフ駆動部43は、制御装置7からの信号に基づいて、各リーフ41を要求された位置に配置させる。制御装置7は、照射軸方向から見た場合の腫瘍14の形状に合わせて、マルチリーフコリメータ24の開口部24cの形状を設定する。マルチリーフコリメータ24は、腫瘍14の外縁から僅かに外側に離れた位置に各リーフ41の端部が配置されるように、開口部24cを形成する。   The leaf drive unit 43 places each leaf 41 at the requested position based on the signal from the control device 7. The control device 7 sets the shape of the opening 24c of the multi-leaf collimator 24 according to the shape of the tumor 14 when viewed from the irradiation axis direction. The multi-leaf collimator 24 forms an opening 24 c so that the end of each leaf 41 is disposed at a position slightly away from the outer edge of the tumor 14.

ボーラス26は、荷電粒子線Rの最大到達深さの部分の立体形状を、腫瘍14の最大深さ部分の形状に合わせて整形する。このボーラス26の形状は、例えば、腫瘍14の輪郭線と、X線CTのデータから求められる周辺組織の電子密度とに基づいて算出される。ボーラス26は、基軸AX上においてマルチリーフコリメータ24の下流側に配置されている。患者コリメータ27は、荷電粒子線Rの平面形状を腫瘍14の平面形状に合わせて最終的に整形するものである。この患者コリメータ27は、基軸AX上においてボーラス26の下流側に配置されている。ボーラス26及び患者コリメータ27は、照射部8の先端部8aに設けられている。   The bolus 26 shapes the three-dimensional shape of the portion where the charged particle beam R reaches the maximum depth to match the shape of the maximum depth portion of the tumor 14. The shape of the bolus 26 is calculated based on, for example, the outline of the tumor 14 and the electron density of the surrounding tissue obtained from the X-ray CT data. The bolus 26 is disposed on the downstream side of the multi-leaf collimator 24 on the base axis AX. The patient collimator 27 finally shapes the planar shape of the charged particle beam R in accordance with the planar shape of the tumor 14. The patient collimator 27 is disposed on the downstream side of the bolus 26 on the base axis AX. The bolus 26 and the patient collimator 27 are provided at the distal end 8 a of the irradiation unit 8.

図2に示す荷電粒子線治療装置1により、ワブラー法によって荷電粒子線Rの照射を行う場合、所定の飛程に調整可能なディグレーダ30をセットすると共に、マルチリーフコリメータ24の遮線部24a,24bが進退されて開口部24cが所定形状とされる。   When the charged particle beam therapy apparatus 1 shown in FIG. 2 irradiates the charged particle beam R by the wobbler method, the degrader 30 that can be adjusted to a predetermined range is set, and the shielding portions 24a, 24a of the multi-leaf collimator 24 are set. 24b is advanced and retracted so that the opening 24c has a predetermined shape.

続いて、加速器2から荷電粒子線Rを出射する。出射された荷電粒子線Rは、走査電磁石3a,3bによって円を描くように走査されて散乱部5によって拡散された後、リッジフィルタ22、ディグレーダ23、マルチリーフコリメータ24、ボーラス26及び患者コリメータ27によって整形及び調整される。これにより、腫瘍14の形状に沿った一様照射範囲でもって腫瘍14に荷電粒子線Rが照射されることとなる。   Subsequently, a charged particle beam R is emitted from the accelerator 2. The emitted charged particle beam R is scanned in a circle by the scanning electromagnets 3a and 3b and diffused by the scattering unit 5, and then the ridge filter 22, the degrader 23, the multi-leaf collimator 24, the bolus 26, and the patient collimator 27. Is shaped and adjusted by Thereby, the charged particle beam R is irradiated to the tumor 14 in the uniform irradiation range along the shape of the tumor 14.

例えば、図4に示すように、所定の面(例えばマルチリーフコリメータ24の上面)に対する荷電粒子線Rの照射領域E1は、拡散された荷電粒子線Rのスポット領域Sと、当該スポット領域Sの走査範囲によって決まる。すなわち、所定の大きさのスポット領域Sが円を描くように、又は螺旋を描くように走査されることで、照射領域E1が定められる。荷電粒子線Rのスポット領域Sの大きさは、散乱角度θ2によって決められる。散乱角度θ2は、荷電粒子線Rの照射軸RXに対する、荷電粒子線Rの広がりの角度である。また、スポット領域Sの大きさに加え、スポット領域Sが最外周側の円を描いている時の軌跡により、照射領域E1が定められる。スポット領域Sの最外周側の円の大きさは、ワブラー角度θ1によって決められる。ワブラー角度θ1は、基軸AXに対する荷電粒子線Rの照射軸RXの角度である。なお、ワブラー角度θ1及び散乱角度θ2で定められる荷電粒子線Rの広がり度合いを「拡大量」と称する。   For example, as shown in FIG. 4, the irradiation region E1 of the charged particle beam R with respect to a predetermined surface (for example, the upper surface of the multi-leaf collimator 24) includes the spot region S of the diffused charged particle beam R, and the spot region S It depends on the scanning range. That is, the irradiation area E1 is determined by scanning the spot area S having a predetermined size so as to draw a circle or draw a spiral. The size of the spot region S of the charged particle beam R is determined by the scattering angle θ2. The scattering angle θ2 is an angle of spread of the charged particle beam R with respect to the irradiation axis RX of the charged particle beam R. Further, in addition to the size of the spot area S, the irradiation area E1 is determined by the locus when the spot area S is drawing a circle on the outermost periphery side. The size of the circle on the outermost peripheral side of the spot region S is determined by the wobbler angle θ1. The wobbler angle θ1 is an angle of the irradiation axis RX of the charged particle beam R with respect to the base axis AX. The degree of spread of the charged particle beam R determined by the wobbler angle θ1 and the scattering angle θ2 is referred to as “enlargement amount”.

また、荷電粒子線Rの拡大は、走査電磁石3a、3bによるスポット領域Sの走査範囲の移動と、散乱部5によるスポット領域Sの大きさの調整によってなされる。よって、以降の説明では、走査電磁石3a、3b及び散乱部5をまとめて「拡大部70」と称する場合がある。このように、拡大部70は、スポット領域S自体を大きくすることと、スポット領域Sの移動量を大きくすることによって、荷電粒子線Rの照射領域を拡大するものである。拡大部70は、照射領域が少なくともマルチリーフコリメータ24の開口部24cの全域を覆うように、荷電粒子線Rを拡大する。ただし、拡大部70は、スポット領域S自体を大きくすること、及びスポット領域Sの移動量を大きくすることの一方のみによって荷電粒子線Rの照射領域を拡大してもよい。なお、スポット領域Sの移動の軌道は、円軌道や螺旋軌道のみならず、直線状の往復軌道を採用してもよい。   The charged particle beam R is enlarged by moving the scanning range of the spot region S by the scanning electromagnets 3 a and 3 b and adjusting the size of the spot region S by the scattering unit 5. Therefore, in the following description, the scanning electromagnets 3a and 3b and the scattering unit 5 may be collectively referred to as “enlarged unit 70”. Thus, the enlargement unit 70 enlarges the irradiation region of the charged particle beam R by enlarging the spot region S itself and increasing the movement amount of the spot region S. The enlargement unit 70 enlarges the charged particle beam R so that the irradiation region covers at least the entire region of the opening 24c of the multi-leaf collimator 24. However, the enlargement unit 70 may enlarge the irradiation region of the charged particle beam R only by increasing the spot region S itself or increasing the movement amount of the spot region S. The trajectory for the movement of the spot region S is not limited to a circular or spiral trajectory, but may be a linear reciprocating trajectory.

次に、上述のような手順で荷電粒子線Rの照射を行う荷電粒子線治療装置1の治療計画について説明する。荷電粒子線治療装置1の治療計画は、治療計画装置100によってなされる。図2に示すように、治療計画装置100は、照射サイズ決定部101と、拡大量調整部102と、を少なくとも有している。   Next, a treatment plan of the charged particle beam treatment apparatus 1 that performs irradiation with the charged particle beam R in the above-described procedure will be described. The treatment plan of the charged particle beam treatment apparatus 1 is made by the treatment plan apparatus 100. As illustrated in FIG. 2, the treatment planning apparatus 100 includes at least an irradiation size determination unit 101 and an enlargement amount adjustment unit 102.

照射サイズ決定部101は、腫瘍14の形状に合わせて荷電粒子線Rの照射サイズを決定する。ここで、照射サイズとは、照射軸方向における何れかの位置における照射領域の大きさのことである。どの位置(例えばアイソセンター)を基準としてもよいが、本実施形態では、図3に示すようにマルチリーフコリメータ24の上面の位置における照射領域E1の大きさを基準として、照射サイズの決定について説明するものとする。なお、治療計画装置100は、予め取得しておいたCTなどのデータに基づいて、腫瘍14の形状を把握している。また、治療計画装置100は、腫瘍14の形状に合わせて、マルチリーフコリメータ24の開口部24cの形状も計画することができる。   The irradiation size determination unit 101 determines the irradiation size of the charged particle beam R according to the shape of the tumor 14. Here, the irradiation size is the size of the irradiation region at any position in the irradiation axis direction. Although any position (for example, isocenter) may be used as a reference, in the present embodiment, the determination of the irradiation size is described based on the size of the irradiation region E1 at the position of the upper surface of the multi-leaf collimator 24 as shown in FIG. It shall be. Note that the treatment planning apparatus 100 grasps the shape of the tumor 14 based on data such as CT acquired in advance. The treatment planning apparatus 100 can also plan the shape of the opening 24 c of the multi-leaf collimator 24 according to the shape of the tumor 14.

従って、照射サイズ決定部101は、照射軸方向から見たときの腫瘍14の形状、及びマルチリーフコリメータ24の開口部24cの形状に合わせて荷電粒子線Rの照射サイズを決定する。例えば、図3に示すような腫瘍14に対して、マルチリーフコリメータ24の開口部24cの形状を設定した場合、照射サイズ決定部101は、照射領域E1が開口部24cの全域を含むように照射サイズを決定する。照射サイズ決定部101は、開口部24cの縁部のうち、基軸AXから最も距離が離れている部分の寸法を把握し、当該寸法よりも照射領域E1の半径が大きくなるように、照射サイズを決定する。また、照射サイズ決定部101は、開口部24cに対して照射領域E1が過剰に大きくならないように、照射サイズを決定する。例えば、照射サイズ決定部101は、ガウス分布(ペンシルビームによる横方向のビームの広がり分布)を円筒積分(ワブラーの回転経路に沿って、基軸AXをZ軸をとしたときのXY平面上での分布を足しあわせること)が形成する横方向の平坦度を指標にして照射サイズを計算してよい。小さい方から大きい方にワブラー角を振ることで、照射領域E1が大きすぎるという状態が選択されることを防ぐことができる。   Therefore, the irradiation size determination unit 101 determines the irradiation size of the charged particle beam R according to the shape of the tumor 14 when viewed from the irradiation axis direction and the shape of the opening 24c of the multi-leaf collimator 24. For example, when the shape of the opening 24c of the multi-leaf collimator 24 is set for the tumor 14 as shown in FIG. 3, the irradiation size determining unit 101 performs irradiation so that the irradiation region E1 includes the entire opening 24c. Determine the size. The irradiation size determination unit 101 grasps the size of the portion of the edge of the opening 24c farthest from the base axis AX, and sets the irradiation size so that the radius of the irradiation region E1 is larger than the size. decide. Further, the irradiation size determination unit 101 determines the irradiation size so that the irradiation region E1 does not become excessively large with respect to the opening 24c. For example, the irradiation size determination unit 101 calculates a Gaussian distribution (a lateral beam spread distribution by a pencil beam) on a XY plane when the base axis AX is a Z axis along the rotation path of a wobbler. The irradiation size may be calculated using the horizontal flatness formed by adding the distributions as an index. By swinging the wobbler angle from the smaller one to the larger one, it is possible to prevent the selection that the irradiation region E1 is too large.

拡大量調整部102は、腫瘍14の形状に合わせて拡大部70による荷電粒子線Rの拡大量を調整する。拡大量調整部102は、照射サイズ決定部101が決定した照射サイズが得られるように、当該照射サイズに基づいて、拡大量を調整する。ここで、本実施形態では、散乱角度θ2及びワブラー角度θ1によって荷電粒子線Rの拡大量が決まる。従って、拡大量調整部102は、所望の照射サイズを得るための、散乱角度θ2及びワブラー角度θ1を調整する。散乱角度θ2は、散乱部5の散乱体5aの枚数に従い、複数段階で調整可能である。よって、拡大量調整部102は、散乱部5の調整によって選択可能なものの中から、最適な散乱角度θ2を選択する。そして、拡大量調整部102は、選択した散乱角度θ2に応じて、X方向及びY方向のワブラー角度θ1を決定する。   The enlargement amount adjustment unit 102 adjusts the enlargement amount of the charged particle beam R by the enlargement unit 70 according to the shape of the tumor 14. The enlargement amount adjustment unit 102 adjusts the enlargement amount based on the irradiation size so that the irradiation size determined by the irradiation size determination unit 101 is obtained. In this embodiment, the amount of enlargement of the charged particle beam R is determined by the scattering angle θ2 and the wobbler angle θ1. Therefore, the enlargement amount adjusting unit 102 adjusts the scattering angle θ2 and the wobbler angle θ1 to obtain a desired irradiation size. The scattering angle θ2 can be adjusted in a plurality of stages according to the number of scatterers 5a of the scattering portion 5. Therefore, the enlargement amount adjustment unit 102 selects the optimum scattering angle θ2 from those that can be selected by adjusting the scattering unit 5. Then, the enlargement adjustment unit 102 determines the wobbler angle θ1 in the X direction and the Y direction according to the selected scattering angle θ2.

なお、治療計画装置100は、荷電粒子線Rの拡大量の他、荷電粒子線Rの飛程なども決定する。また、治療計画装置100は、決定した条件に基づいて、当該条件で治療を行った場合の線量の分布などを演算し、各種条件を再調整することもできる。   The treatment planning apparatus 100 determines the range of the charged particle beam R as well as the amount of enlargement of the charged particle beam R. In addition, the treatment planning apparatus 100 can calculate a dose distribution or the like when the treatment is performed under the condition based on the determined condition, and can readjust the various conditions.

次に、図5を参照して、荷電粒子線治療装置1による処理内容の一例について説明する。なお、図5の処理内容は一例にすぎず、適宜変更可能である。   Next, with reference to FIG. 5, an example of the processing content by the charged particle beam therapy system 1 will be described. Note that the processing content of FIG. 5 is merely an example, and can be changed as appropriate.

図5に示すように、治療計画装置100は、荷電粒子線Rの照射サイズを決定する(ステップS10)。S10では、治療計画装置100は、予め取得した腫瘍14のデータから、マルチリーフコリメータ24の開口部24cの形状を設定する。そして、治療計画装置100は、照射軸方向から見たときの腫瘍14の形状、すなわち当該開口部24cの形状に合わせた照射サイズを決定する。なお、このとき、治療計画装置100は、腫瘍14の深さに基づいて、荷電粒子線Rの飛程を決定する。   As shown in FIG. 5, the treatment planning apparatus 100 determines the irradiation size of the charged particle beam R (step S10). In S10, the treatment planning device 100 sets the shape of the opening 24c of the multi-leaf collimator 24 from the data of the tumor 14 acquired in advance. Then, the treatment planning apparatus 100 determines the irradiation size according to the shape of the tumor 14 when viewed from the irradiation axis direction, that is, the shape of the opening 24c. At this time, the treatment planning apparatus 100 determines the range of the charged particle beam R based on the depth of the tumor 14.

治療計画装置100は、S10で決定した照射サイズに基づいて、荷電粒子線Rの拡大量、すなわちワブラー角度θ1及び散乱角度θ2を設定する(ステップS20)。S20でワブラー角度θ1及び散乱角度θ2を設定したら、装置内の各種構成要素についての設定を行う(ステップS30)。例えば、治療計画装置100は、散乱角度θ2を得るための散乱部5での散乱体5aの枚数(散乱体の厚み)を設定したり、飛程に応じたディグレーダ30の設定などを行う。   The treatment planning apparatus 100 sets the enlargement amount of the charged particle beam R, that is, the wobbler angle θ1 and the scattering angle θ2 based on the irradiation size determined in S10 (step S20). When the wobbler angle θ1 and the scattering angle θ2 are set in S20, settings for various components in the apparatus are performed (step S30). For example, the treatment planning apparatus 100 sets the number of scatterers 5a (scatterer thickness) in the scatterer 5 to obtain the scattering angle θ2, or sets the degrader 30 according to the range.

次に、治療計画装置100は、設定した各種条件にて荷電粒子線Rの照射を行ったと仮定した場合に、平坦度が規定値以内となるか否かについて判定する(ステップS40)。S40では、例えば、アイソセンターでの荷電粒子線Rの線量の側方分布を計算し、平坦度を計算する。このとき、治療計画装置100は、使用するリッジフィルタ22に基づいて、アイソセンターでのX方向及びY方向の散乱半径を算出して、平坦度の計算を行う。   Next, the treatment planning apparatus 100 determines whether or not the flatness is within a specified value when it is assumed that the charged particle beam R is irradiated under various set conditions (step S40). In S40, for example, the lateral distribution of the dose of the charged particle beam R at the isocenter is calculated, and the flatness is calculated. At this time, the treatment planning apparatus 100 calculates the flatness by calculating the X- and Y-direction scattering radii at the isocenter based on the ridge filter 22 to be used.

S40において、平坦度が規定値に収まらなかったと判定された場合は、治療計画装置100は、荷電粒子線Rの拡大量を再度調整する(ステップS50)。例えば、治療計画装置100は、ワブラー角度θ1を調整し、再度S30から処理を繰り返す。   When it is determined in S40 that the flatness does not fall within the specified value, the treatment planning apparatus 100 adjusts the amount of enlargement of the charged particle beam R again (step S50). For example, the treatment planning apparatus 100 adjusts the wobbler angle θ1 and repeats the process from S30 again.

S40において、平坦度が規定値以内であると判定された場合、治療計画装置100は、制御装置7に治療計画のデータを送信し、設定した条件にて治療を行えるように、各種構成要素に対して信号を出力する(ステップS60)。以上により、図5に示す処理が完了する。   In S40, when it is determined that the flatness is within the specified value, the treatment planning apparatus 100 transmits the treatment plan data to the control device 7 so that the treatment can be performed under the set conditions. In response, a signal is output (step S60). Thus, the process shown in FIG. 5 is completed.

次に、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置1の作用・効果について説明する。   Next, operations and effects of the charged particle beam therapy system 1 according to this embodiment will be described.

まず、図6(a)を参照して、比較例に係る荷電粒子線治療装置について説明する。比較例に係る荷電粒子線治療装置では、腫瘍14の大きさに関わらず、荷電粒子線Rの拡大量が所定の大きさに定められている(例えば、図3の照射領域E2も参照)。荷電粒子線治療装置においては、マルチリーフコリメータ24で遮断する分の荷電粒子線Rは腫瘍14への照射には用いられない。よって、腫瘍14が小さくなった場合は、荷電粒子線Rのうち、マルチリーフコリメータ24で遮蔽される部分(図においてAで示される部分)が多くなり、線量が無駄になるという問題が生じる。更に、荷電粒子線Rの拡大量が腫瘍14に対して大きい場合は、相対的に荷電粒子線Rの密度も小さくなる。また、荷電粒子線Rの拡大量に比してマルチリーフコリメータ24の照射野が小さい場合には、粒子の位相空間の分布の関係から半影が大きくなる場合がある。   First, a charged particle beam therapy system according to a comparative example will be described with reference to FIG. In the charged particle beam therapy system according to the comparative example, the enlargement amount of the charged particle beam R is set to a predetermined size regardless of the size of the tumor 14 (for example, see also the irradiation region E2 in FIG. 3). In the charged particle beam therapy system, the charged particle beam R that is blocked by the multi-leaf collimator 24 is not used for irradiation of the tumor 14. Therefore, when the tumor 14 becomes small, a portion of the charged particle beam R that is shielded by the multi-leaf collimator 24 (portion indicated by A in the figure) increases, resulting in a problem that the dose is wasted. Furthermore, when the amount of enlargement of the charged particle beam R is large with respect to the tumor 14, the density of the charged particle beam R is relatively small. Further, when the irradiation field of the multi-leaf collimator 24 is small as compared with the amount of enlargement of the charged particle beam R, the penumbra may become large due to the distribution of the phase space of the particles.

一方、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置1は、照射部8内に設けられ、荷電粒子線Rを拡大する拡大部70と、腫瘍14の形状に合わせて荷電粒子線Rの照射範囲を規定するマルチリーフコリメータ24と、を備えている。従って、拡大部70で拡大された荷電粒子線Rの外縁付近は、マルチリーフコリメータ24で遮蔽され、当該マルチリーフコリメータ24を通過した部分が、腫瘍14へ照射される。ここで、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置1は、腫瘍14の形状に合わせて拡大部70による荷電粒子線Rの拡大量を調整する拡大量調整部102を有している。これによって、例えば、図6(b)に示すように、腫瘍14が小さくなる場合は、それに合わせて拡大量調整部102が荷電粒子線Rの拡大量を小さくすることができる。すなわち、図3において、他の照射時には照射領域E2で照射していたものを、拡大量を小さくして照射領域E1とすることができる。従って、荷電粒子線Rのうち、マルチリーフコリメータ24で遮蔽される線量を低減することができる。更に、荷電粒子線Rの拡大量が腫瘍14に合わせて小さくなることで、相対的に図6(a)の場合に比して、荷電粒子線Rの密度も大きくすることができる。また、マルチリーフコリメータ24の照射野に合わせて荷電粒子線Rの拡大量を小さくすることで、半影の発生も抑制できる。以上より、腫瘍14の形状に応じて、効率よく荷電粒子線Rを照射することができる。   On the other hand, the charged particle beam therapy apparatus 1 according to the present embodiment is provided in the irradiation unit 8 and expands the charged particle beam R, and the irradiation range of the charged particle beam R according to the shape of the tumor 14. And a multi-leaf collimator 24 to be defined. Therefore, the vicinity of the outer edge of the charged particle beam R magnified by the magnifier 70 is shielded by the multi-leaf collimator 24, and the portion that has passed through the multi-leaf collimator 24 is irradiated to the tumor 14. Here, the charged particle beam therapy system 1 according to the present embodiment includes an enlargement amount adjustment unit 102 that adjusts the enlargement amount of the charged particle beam R by the enlargement unit 70 in accordance with the shape of the tumor 14. Thereby, for example, as shown in FIG. 6B, when the tumor 14 becomes small, the enlargement amount adjustment unit 102 can reduce the enlargement amount of the charged particle beam R accordingly. That is, in FIG. 3, what is irradiated in the irradiation region E2 at the other irradiation time can be reduced to the irradiation region E1 by reducing the enlargement amount. Therefore, the dose shielded by the multi-leaf collimator 24 in the charged particle beam R can be reduced. Furthermore, since the amount of enlargement of the charged particle beam R is reduced in accordance with the tumor 14, the density of the charged particle beam R can be relatively increased as compared with the case of FIG. Further, by reducing the amount of enlargement of the charged particle beam R in accordance with the irradiation field of the multi-leaf collimator 24, the occurrence of penumbra can be suppressed. As described above, the charged particle beam R can be efficiently irradiated according to the shape of the tumor 14.

荷電粒子線治療装置1において、拡大部70として機能する散乱部5は、荷電粒子線Rを拡散する散乱体5aを複数備えており、拡大量調整部102は、散乱体5aの枚数を調整することによって、荷電粒子線Rの拡大量を調整してよい。これにより、拡大量調整部102が、腫瘍14の形状に合わせて散乱体5aの枚数を調整することで、適切に荷電粒子線Rを拡大することができる。   In the charged particle beam therapy system 1, the scattering unit 5 functioning as the magnifying unit 70 includes a plurality of scatterers 5a that diffuse the charged particle beam R, and the magnifying amount adjusting unit 102 adjusts the number of scatterers 5a. Thus, the amount of enlargement of the charged particle beam R may be adjusted. Thereby, the enlargement amount adjusting unit 102 can appropriately enlarge the charged particle beam R by adjusting the number of the scatterers 5 a according to the shape of the tumor 14.

本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。   The present invention is not limited to the above-described embodiment.

例えば、上述の実施形態では、荷電粒子線治療装置1の照射方法として、ワブラー法を例示していたが、照射方式は特に限定されず、荷電粒子線Rを拡大する拡大照射法に該当する方法であれば、どの方式を採用してもよい。例えば、ユニフォームスキャン(ワブラー法よりも細いビームを直線状に往復させたり、格子状の軌跡を描くように走査する)を行ってもよい。また、積層原体法を採用してもよい。   For example, in the above-described embodiment, the wobbler method is exemplified as the irradiation method of the charged particle beam therapy system 1, but the irradiation method is not particularly limited, and the method corresponds to the enlarged irradiation method for expanding the charged particle beam R. Any method may be adopted. For example, uniform scanning (scanning so that a beam narrower than the wobbler method is reciprocated linearly or a lattice-like locus is drawn) may be performed. Moreover, you may employ | adopt a laminated body method.

積層原体法を採用する場合の動作の例について説明する。この場合、図7に示すように、拡大量調整部102は、腫瘍14を仮想的に深さ方向へ複数層に分割する。図7では、腫瘍14はL〜Lの層に分割されている。また、拡大量調整部102は、各層に対して照射される荷電粒子線Rの拡大量をそれぞれ調整する。例えば、層Lに照射する時と層Lに照射する時とでは、照射野の形状が異なり、マルチリーフコリメータ24の開口部の形状も異なるが、拡大量調整部102は、それらの各層の形状に合わせて荷電粒子線Rの拡大量を調整する。以上により、腫瘍14の各層の形状に応じて、効率よく荷電粒子線Rを照射することができる。 An example of the operation in the case of employing the layered substrate method will be described. In this case, as shown in FIG. 7, the enlargement amount adjusting unit 102 virtually divides the tumor 14 into a plurality of layers in the depth direction. In FIG. 7, the tumor 14 is divided into L 1 to L N layers. The enlargement amount adjusting unit 102 adjusts the enlargement amount of the charged particle beam R irradiated to each layer. For example, when irradiating the layer L n and when irradiating the layer L N , the shape of the irradiation field is different, and the shape of the opening of the multi-leaf collimator 24 is also different. The amount of enlargement of the charged particle beam R is adjusted in accordance with the shape. As described above, the charged particle beam R can be efficiently irradiated according to the shape of each layer of the tumor 14.

この場合、図8に示すような制御処理を実行してよい。すなわち、S40にて、一つの層に対しての設定が完了し、平坦度が規定値以内であると判定された後、治療計画装置100は、全ての層についての設定が完了したか否かの判定を行う(ステップS70)。S70において、完了していないと判定された場合、治療計画装置100は、次の層を決定し、当該対象の層に対して、S10〜S50の処理を行う。S70において、完了していると判定された場合は、S60へ移行する。なお、図8のその他の処理については、図5の処理と同様である。   In this case, a control process as shown in FIG. 8 may be executed. That is, in S40, after setting for one layer is completed and it is determined that the flatness is within the specified value, the treatment planning apparatus 100 determines whether or not the setting for all layers is completed. Is determined (step S70). If it is determined in S70 that the treatment has not been completed, the treatment planning apparatus 100 determines the next layer, and performs the processes of S10 to S50 on the target layer. If it is determined in S70 that the process has been completed, the process proceeds to S60. Other processes in FIG. 8 are the same as the processes in FIG.

1…荷電粒子線治療装置、2…加速器、5…散乱部、5a…散乱体、8…照射部、14…腫瘍(被照射体)、24…マルチリーフコリメータ、70…拡大部、102…拡大量調整部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Charged particle beam therapy apparatus, 2 ... Accelerator, 5 ... Scattering part, 5a ... Scattering body, 8 ... Irradiation part, 14 ... Tumor (irradiated body), 24 ... Multi-leaf collimator, 70 ... Expansion part, 102 ... Expansion Quantity adjustment part.

Claims (3)

荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、
被照射体に対して前記荷電粒子線を照射する照射部と、
前記照射部内に設けられ、前記荷電粒子線を拡大する拡大部と、
前記被照射体の形状に合わせて前記荷電粒子線の照射範囲を規定するコリメータと、
前記被照射体の形状に合わせて前記拡大部による前記荷電粒子線の拡大量を調整する拡大量調整部と、を備える、荷電粒子線治療装置。
An accelerator that accelerates charged particles and emits charged particle beams;
An irradiation unit for irradiating the irradiated body with the charged particle beam;
An enlarged portion provided in the irradiation unit and enlarging the charged particle beam;
A collimator for defining an irradiation range of the charged particle beam according to the shape of the irradiated object;
A charged particle beam therapy apparatus comprising: an enlargement amount adjustment unit that adjusts an enlargement amount of the charged particle beam by the enlargement unit in accordance with a shape of the irradiated body.
前記拡大部は、前記荷電粒子線を拡散する散乱体を複数備えており、
前記拡大量調整部は、前記散乱体の枚数を調整することによって、前記荷電粒子線の前記拡大量を調整する、請求項1に記載の荷電粒子線治療装置。
The enlargement unit includes a plurality of scatterers that diffuse the charged particle beam,
The charged particle beam therapy apparatus according to claim 1, wherein the expansion amount adjustment unit adjusts the expansion amount of the charged particle beam by adjusting the number of the scatterers.
前記拡大量調整部は、前記被照射体を仮想的に深さ方向へ複数層に分割した場合、各層に対して照射される前記荷電粒子線の前記拡大量をそれぞれ調整する、請求項1又は2に記載の荷電粒子線治療装置。   The enlargement amount adjustment unit adjusts the enlargement amount of the charged particle beam irradiated to each layer when the irradiated object is virtually divided into a plurality of layers in the depth direction, respectively. 2. The charged particle beam therapy apparatus according to 2.
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