CN104010694A - 粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的运行方法 - Google Patents

粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的运行方法 Download PDF

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Abstract

控制部(20)中设置有：运转模式保持部(25)，该运转模式保持部(25)中，作为加速器(10)周期反复的运转模式，保持有多个运转模式(OP-S,OP-L)，该多个运转模式(OP-S,OP-L)中，能够射出粒子射线(B)的时间(To)不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在存在磁滞的情况下，也能够使加速器(10)的偏转电磁铁(13)产生所希望的磁场强度；照射条件读取部(22)，该照射条件读取部(22)对于在深度方向分割照射对象后得到的多个切片，读取每个切片的照射条件；运转模式选择部(23)，该运转模式选择部(23)根据所读取出的照射条件，从多个运转模式中选择与该切片相适应的运转模式；以及主控制部(21)，该主控制部(21)对于每个切片，根据选择的运转模式来控制加速器(10)，并且根据照射条件来控制照射装置(40)。

Description

粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的运行方法
技术领域
本发明涉及对患者的病变部位照射粒子射线的粒子射线治疗，尤其涉及对深度不同的每一层进行照射的粒子射线治疗装置极其运行方法。
背景技术
粒子射线治疗是通过对患部组织照射粒子射线以给予破坏来进行治疗，是一种广义的放射线治疗。但是，与γ射线、X射线这些其它放射线有所不同，当质子射线或重离子射线等的粒子射线在物质内前进时，受到与速度的平方成反比的抵抗而导致速度下降，并且在一定速度以下会急剧地停止，此时给予的剂量变得最大。因此，在粒子射线治疗中，通过对进入体内时的速度(能量)进行调节，能够对深度方向上的照射范围进行控制。因此，在粒子射线治疗中，在体内的深度方向上对患部进行分割，对于分割后的每一层(切片)，通过形成为照射形状，由此能够进行一种与患部的立体形状相对应地给予剂量的被称为层叠原体照射的照射。
然而，根据被称为布拉格曲线的深度与剂量分布之间的关系，与峰(布拉格峰)相对应地对某个切片进行照射，在此情况下，关于该切片以外的部分的剂量给予，与该切片相比较浅一侧要大于较深一侧。因此，在进行层叠原体照射时，在较浅的切片中设定的照射时间比在较深的切片中所设定的照射时间要短(例如，参照专利文献1)。另一方面，基本上对于粒子射线的射线源即加速器的运转，通过周期性反复地进行由入射、加速、出射、减速所构成的工序，由此来射出粒子射线，一般而言，运转周期是固定的。因此，在使较浅的切片与运转周期相符合的情况下，在照射较深的切片时，变成跨过多个运转周期来进行照射，导致运转周期中的待机时间增加以致治疗时间延长。或者，在使较深的切片与运转周期相符合的情况下，在照射较浅的切片时，即使照射结束也必须等到运转周期结束为止，总而言之导致治疗时间延长。
因而，还考虑了例如在运转周期的途中变更能量的粒子加速器的运转方法(例如，参照专利文献2。)、根据加速器内的电荷量而在运转中变更运转模式(与运转周期相对应)的技术(参照专利文献3。)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2010-201099号公报(第0018段，图5，图6)
专利文献2：日本专利特开2008-226740号公报(第0041～0043段，图1，图2)
专利文献3：日本专利特开2010-238463号公报(第0052～0055段，图10)
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，运转周期基于如下方法来决定的：即考虑了剩磁效应以对各个工序中的详细操作条件进行调整，以使得加速器能够稳定地射出粒子射线。因此，若在运转途中随意地改变周期、能量，则例如偏转电磁铁的磁滞发生变化，很难如设定的那样来保持粒子射线的轨道。因此，例如像通过扫描来形成照射野的扫描法那样，在要求提供具有正确的轨道的粒子射线的照射方法中，很难进行符合治疗计划的正确的照射。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于获得一种能缩短治疗时间、且能够进行正确的照射的粒子射线治疗装置。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明的粒子射线治疗装置的特征在于，包括：加速器，该加速器具有使用了磁体的铁芯的偏转电磁铁，且将粒子射线调整成规定能量来射出；照射装置，该照射装置根据照射对象的形状，照射由所述加速器所提供的粒子射线；以及控制部，该控制部联动地控制所述加速器和所述照射装置，设置有：运转模式保持部，该运转模式保持部中，作为所述加速器周期反复的运转模式，保持有多个运转模式，该多个运转模式中，能够射出所述粒子射线的时间不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在所述磁体存在磁滞的情况下，也能够使所述加速器的偏转电磁铁产生所希望的磁场强度；照射条件读取部，该照射条件读取部对于在深度方向分割所述照射对象后得到的多个切片，读取每个切片的照射条件；运转模式选择部，该运转模式选择部根据所述照射条件读取部所读取出的照射条件，从多个所述运转模式中选择与该切片相适应的运转模式；以及主控制部，该主控制部对于每个切片，根据选择的所述运转模式来控制所述加速器，并且根据所述照射条件来控制所述照射装置。
发明效果
根据本发明的粒子射线治疗装置，因为根据切片的照射条件来区分使用预先经过调整的、能够射出粒子射线的时间不同的运转模式，因此，能够得到能缩短治疗时间、且能正确地控制粒子射线的轨道的粒子射线治疗装置。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的结构的整体图、以及表示加速器的2个运转模式的图。
图2是用于说明本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置中的照射装置的结构的图。
图3是用于说明本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的加速器的运转模式的图、以及表示构成在该运转模式下进行运转时的加速器的偏转电磁铁的磁滞回线的图。
图4是表示层叠原体照射中距离体表的深度与剂量之间的关系的图。
图5是用于说明本发明的实施方式1中的粒子射线治疗装置的运转方法的流程图。
图6是用于说明在根据切片的深度来选择运转模式时的、运转周期中的照射状况的图。
图7是表示本发明的实施方式1的应用例所涉及的加速器的2个运转模式的图。
具体实施方式
实施方式1
下面，对本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的结构及动作进行说明。图1～图6是用于说明本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的图，图1(a)是表示粒子射线治疗装置的整体结构的图，图1(b)是用于说明为粒子射线治疗装置的射线源即加速器而预先准备的2个运转模式的图。图2是用于说明照射装置的结构的图，图3(a)和(b)是用于说明加速器的周期运转模式以及其周期中磁体铁芯的磁滞的图，图3(a)是表示偏转电磁铁的磁场变化的图，图3(b)是表示构成以(a)的运转模式进行运转时的加速器的偏转电磁铁的磁滞回线的图。图4是表示进行层叠原体照射时、对每个切片所进行的照射中距离体表的深度与剂量之间的关系、以及对其进行累积后得到的距离体表的深度与剂量之间的关系的图。图5是用于说明粒子射线治疗装置的运转方法的流程图。另外，图6(a)和(b)是用于说明在根据切片的深度来选择运转模式时、运转周期中的照射状况的图，图6(a)表示选择短周期的运转模式的情况，图6(b)表示选择长周期的运转模式的情况。
如图1(a)所示，本实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置1具有：同步加速器即圆形加速器10(下面仅称为加速器),以作为粒子射线B的供给源；对由加速器10所提供的粒子射线B进行输送的输送系统30；对患者照射由输送系统30运送来的粒子射线B的照射装置40；包括照射装置40的治疗室50；以及对这些设备进行控制的控制部20。而且，如图1(b)所示，控制部20中保持有运转周期不同且各个工序的操作参数预先经过调整的至少2个运转模式以作为数据，根据切片所需的照射时间来选择运转模式，从而进行照射。在叙述控制部20的详细结构以及控制之前，对构成粒子射线治疗装置的主要设备进行说明。
<加速器>
加速器10包括：成为粒子射线B进行循环的轨道路径的真空管道11；用于将从前级加速器19提供的粒子射线B入射到循环轨道内的入射装置18A；使粒子射线B的轨道偏转以使粒子射线B沿真空轨道11内的循环轨道循环的偏转电磁铁13a～13d(统称为13)；对在循环轨道上形成的粒子射线B进行收敛而使其不发散的收敛用电磁铁14a～14d(统称为14)；对进行循环的粒子射线B施加同步高频电压来加速的高频加速腔15；用于将在加速器10内加速后的粒子射线B取出到加速器10外并向输送系统30射出的射出装置18B；以及为了从射出装置18B射出粒子射线B而对粒子射线B的循环轨道进行共振激励的六极电磁铁17。接着，如后所述，这些类别的电磁铁中使用了磁体的铁芯，因此与磁场强度的履历相对应的磁滞较为显著。
还包括用于对各部分进行控制的未图示的装置，例如：对偏转电磁铁13而言，包括对偏转电磁铁13的励磁电流进行控制的偏转电磁铁控制装置；对高频加速腔15而言，包括用于向高频加速腔15提供高频电压的高频源、以及用于控制高频源的高频控制装置，在控制部20内还包括对偏转电磁铁控制装置、高频控制装置、收敛用电磁铁14等其它元件进行控制来控制整个加速器10的加速器控制装置等。
此外，为了简化，在图中将前级加速器19描述为一个设备，但实际上，前级加速器19包括产生质子、碳(重粒子)等带电粒子(离子)的离子源(离子束产生装置)、以及对所产生的带电粒子进行初始加速的线性加速系统。而且，从前级加速器19入射到加速器10的带电粒子在被高频电场加速到大约光速的70％～80％的同时，被磁铁偏转。
<输送系统>
由加速器10加速后的粒子射线B被射出到称作HEBT(高能射束输送：High Energy Beam Transport)系统的输送系统30。输送系统30包括成为粒子射线B的输送路径的真空管道31、对粒子射线B的射束轨道进行切换的切换装置即切换电磁铁32、以及将粒子射线B朝规定角度进行偏转的偏转电磁铁33。而且，对于由加速器10提供规定的能量、且由射出装置18B射出并在真空管道31内前进的粒子射线B，根据需要利用切换电磁铁32切换至朝向未图示的其它治疗装置的输送路径，并引导至设置于规定的治疗室50中的照射装置40。
<照射装置>
照射装置40将从输送系统30提供的粒子射线B成形在照射对象即与患者K的患部的大小和深度相对应的照射野中，并对患部进行照射。对照射野进行成形的方法有多种，但在本实施方式中，以利用了使粒子射线B进行扫描来形成照射野的扫描照射法的示例来进行说明。另外，扫描照射法与利用物理的限制器来形成照射野的广域照射相比，尤其是入射时的轨道精度会大大地影响到所形成的照射野的精度。因此，所提供的粒子射线B的轨道的正确度对于能否正确地形成照射野以按照治疗计划来提供剂量这一点具有较大影响。
照射装置40如图2所示，包括：扫描电磁铁41，该扫描电磁铁41通过对由射线源所提供的粒子射线B进行扫描来形成照射野；散射体(Scatterer)42，该散射体42由铅等构成，且使粒子射线B发生散射；脊形滤波器(RidgeFilter)43，该脊形过滤器43由铝等构成，且根据照射对象的厚度来扩大布拉格峰的宽度；以及射程移位器(Range Shifter)44，该射程移位器44使粒子射线B的能量衰减规定量。
<治疗室>
治疗室50是实际对患者K照射粒子射线B以进行治疗的房间，虽未图示，但是基本上例如从图1中的切换装置32起分支开的位置上所设置的其它治疗室50也同样，每个治疗室50都具备上述的照射装置40。另外，图中示出了治疗室50中、偏转电磁铁33r部分到整个照射装置40以患者K(治疗台51)为中心进行旋转，能自由地设定粒子射线B对患者K的照射角度的旋转照射室(还称作旋转机架)50的示例。通常，对于一个加速器10，包括例如从照射装置40沿水平方向对固定于能自由地设定角度或位置的治疗台51上的患者K照射粒子射线B的水平照射室50、其它类型的不同治疗室50等多个房间。
<控制部>
作为上述那样包括多个设备(加速器10、输送系统30、每个治疗室50的照射装置40等)的系统的控制系统，大多使用包括专门控制各设备(子系统)的子控制器、以及对整体进行指挥和控制的主控制器的层级型控制系统。本发明的实施方式1所涉及的粒子射线B治疗装置的控制部20中也采用了该主控制器和子控制器的结构。并且，在控制系统内以如下方式分担功能，即，能在子系统内进行控制的动作由子控制器来控制，对多个系统进行联动控制的动作由主控制器来控制。然而，对本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置的说明中，特别对选择运转模式的功能进行说明，且以一个控制部20对整体进行控制的方式来进行记载。
控制部20如图1所示，具有：对整体进行控制的主控制部21；对多个切片的照射形状、剂量等照射条件进行保持的照射条件保持部24；对周期不同的多个加速器运转模式(简称为运转模式)进行保持的运转模式保持部25；根据主控制部21的指令，从保持于照射条件保持部24中的照射条件中读取出每个切片的照射条件的照射条件读取部22；以及从运转模式保持部25所保持的运转模式中，对每个切片选择与该切片的照射条件相适应的运转模式的运转模式选择部23。
运转模式保持部25所保持的运转模式如图1(b)所示，至少包括能量较小且照射时间(能射出粒子射线B的时间)To较短的短周期模式OP-S、以及能量较大且照射时间To较长的长周期模式OP-L。图1(b)中的横轴表示时间，纵轴表示加速器10的偏转电磁铁13的磁场强度Imf。因为若粒子射线B的能量较大、即速度较快，则为了使其以相同的曲率进行偏转，就必须增强偏转电磁铁13的磁场强度Imf，所以利用磁场强度Imf来呈现在循环轨道内循环的粒子射线B的能量。
此处，利用图3和图4来说明粒子射线治疗装置1所选择的加速器10的运转模式。加速器10的运转如图3(a)所示，以包括来自前级加速器19的入射工序Pi、将粒子射线B加速到规定速度(能量)的加速工序Pa、射出粒子射线B的射出工序Po、以及使粒子射线B减速的减速工序Pd的多个工序作为1个周期Cop，并使其反复。在该工序中，随着对偏转电磁铁13的磁场强度Imf进行变更，使用了磁体的铁芯的偏转电磁铁13的磁滞如图3(b)所示那样地进行变化。此时，通过预先测定剩磁效应的影响，由此对运转模式进行调整，从而即使存在磁滞也能够实现所希望的磁场强度。
例如在存在磁滞的情况下，即使提供给偏转电磁铁13的电流量相同，由偏转电磁铁13所形成的磁场强度也未必相同。因此，预先测定剩磁效应，按照连续的2个周期的每个周期长度和每个磁场强度制成提供给偏转电磁铁13的电流量的表。由此，在加速运转时，从上述表中选择由该周期和其前一个周期的周期长度与磁场强度的关系所推导出的、该周期所需要的电流量。此处，将2个以上之前的周期的磁滞影响设为较小，来制成连续的2个周期的表，但是有时也无法忽略2个以上之前的周期的磁滞影响。在此情况下，按照连续的3个以上周期的每个周期长度和每个磁场强度制成提供给偏转电磁铁13的电流量的表。
由此，由于仅在使用被调谐后的运转模式的情况下，能够提供所希望的磁场强度，因此粒子射线B的轨道固定，能够以正确的轨道进行射出。另一方面，如在背景技术中所述的那样，若仅因为达到足够剂量，就不小心地改变了工序的长度(在专利文献中指照射工序Po的长度)，或是使用了未经调谐的运转模式，则由于剩磁效应的影响会使接下来的周期中在不同的磁场强度Imf下进行操作，所以会导致粒子射线B的轨道发生变化，较难以正确的轨道来射出。
而且，如上所述使用预先调谐过的运转模式的方法中，相较于以往使用固定周期的运转模式的方法而言，能够通过增加所准备的运转模式的数量、或追加选择适当的运转模式的部分来实现。因此，与以往的控制系统相比，变更点较少，简单且较为廉价。另一方面，即使考虑剩磁效应的影响而制作能够随意改变工序长度的运转系统，也会使得控制系统变得复杂，且由于器件数量的增加而导致价格变高。
另一方面，图4示出了被称为布拉格曲线的深度和剂量分布的关系。在图中，横轴表示与距离体表的深度相当的水深Dw，纵轴表示剂量D。于是，各条线分别表示患部之中较深(末端：Distal)层(切片)的剂量分布Ddt，较浅(近端：Proximal)切片的剂量分布Dpr，以及对各切片的剂量进行累积后得到的剂量分布Dt。如图所示，作为整体为了使从较浅部分到较深部分都能得到相同的剂量分布Dt，要使提供给较浅切片的剂量变得少于提供给较深切片的剂量。也就是说，使较浅切片的照射时间变得比较深切片的照射时间要短。
因此，在本实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置1中，作为预先经过调谐的运转模式，如图1(b)所示，在运转模式保持部25中保持有运转模式OP-S和运转模式OP-L，该运转模式OP-S用于浅部切片，与用于深部切片相比，其能量要小，且1个周期中能够射出粒子射线B的时间(照射时间)To要短，该运转模式OP-L用于深部切片，与用于浅部切片相比，其能量要大，且照射时间To要长。
然后，运转模式选择部23根据每个切片的照射条件(能量、照射时间To)，从2个运转模式之中，选择合适的运转模式，控制部20对加速器10的运转模式进行控制，从而在与每个切片相符合的运转模式下进行运转。
再者，在粒子射线治疗装置1的控制部20中，通常采用工作站、计算机。因此，构成控制部20的各个部分可由软件等构成，而并非仅限于特定的硬件。因此，虽然图中将它们一并描述为控制部20，但这并不意味着控制部20以物理上整合成单个硬件的形式而存在。
接着，对在此控制下进行运转的粒子射线治疗装置1的动作进行说明。
从在由控制部20所选择的运转模式下进行运转控制的加速器10向照射装置40所提供的、具有规定能量的粒子射线B处于直径为数mm以下的所谓尖向束的状态。由此，利用扫描电磁铁41，在与射束轴垂直的面内(例如将射束轴设为z，则为xy面)的方向上进行扫描，形成在面的延伸方向上的照射野。通过由散射体42来使其散射，从而调整射束的粗细。在面方向上形成照射野的粒子射线B通过脊形过滤器43，根据切片的厚度，扩大布拉格峰，从而具有扩大成规定宽度的布拉格峰(SOBP：Spread-Out Bragg Peak)。
接着，粒子射线B通过射程移位器44。该射程移位器44通过将规定厚度的丙烯酸等的板配置在入射范围内，从而使粒子射线B的能量衰减以进行调节。虽然利用加速器10来调整粒子射线B的能量，但如上所述，对加速器10的运转模式进行调谐比较费工夫。因此，利用加速器10所得到的能量的调整间隙变得大于切片的厚度，因此，利用射程移位器44对粒子射线B的能量进行微调，从而能够照射(给予剂量)到所希望的切片(体内深度)。
在使用上述那样的照射装置40、并利用层叠原体照射法进行照射的情况，在深度方向上对空间上的给予剂量进行分割，并进行照射。在开始照射时，与包含最深部的层(切片)的照射条件相对应地选择加速器10的运转模式，对于该运转模式设定扫描电磁铁41、射程移位器44以形成该切片的照射野，从而对患部K照射粒子射线B。若对最深部的层(切片)的照射结束，则根据与SOBP相当的深度、且与较浅位置(从照射源观察到的前方一侧)的切片的照射条件，自动地选择加速器10的运转模式，对于该运转模式设定扫描电磁铁41、射程移位器44以形成该切片的照射野，从而对患部K照射粒子射线B。下面，同样地使切片依次地移动，同时作为整体以与患部的立体形状相吻合的方式提供剂量。
利用图5的流程图及图6的运转模式，说明一系列的照射中的控制动作。
首先，照射条件读取部22读取出保持在照射条件保持部24中的照射角度、切片数、每个切片的照射形状·剂量等的照射条件(步骤S10)。再者，照射条件未必需要保持在控制部20内，例如也可利用通信等来获得。然后，主控制部21例如像从最深部开始的上述示例那样，根据所读取到的照射条件，设定最初进行照射的切片(步骤S20)。接着，运转模式选择部23从运转模式保持部25所保持的运转模式中，选择与该切片的照射条件相适应的运转模式(步骤S30)。而且，主控制部21控制加速器10从而以所选择的运转模式进行运转，并且与从在该运转模式下的加速器10射出粒子射线B相对应地，控制输送系统30、照射装置40，从而对该切片进行照射(步骤S40)。接着，直到最后的切片为止重复这些动作(直到步骤S50变为“是”为止)。
再者，在使切片从深部切片向浅部切片移动的情况下，将最初的切片(最深部)作为默认值，选择如图5(b)所示的长周期模式PO-L。基本上将长周期模式OP-L的照射时间ToL设定得比最深部的切片到达照射结束Ed为止的照射时间Pe1要长，因此，能够在1个运转周期中完成对最深部的切片的照射。而且，由于接下来的切片的照射时间Pe2通常比最深部的照射时间Pe1要短，因此，同样能够在1个运转周期中完成照射。
另一方面，若使切片向较浅的方向前进，则在例如标号i的切片达到足够剂量所需要的照射时间Pei比短周期模式OP-S的照射时间ToS要短的情况下，选择短周期模式OP-S。之后的切片(i+1以后)中达到足够剂量所需要的照射时间Pei+1基板上一直变短，因此，同样选择短周期模式OP-S。
由此，相比于例如在所有切片中选择长周期模式OP-L的情况，缩短了周期内的等待时间，能够在整体上缩短治疗时间。或者，若在所有切片中都选择短周期模式OP-S，则发生对于深部切片在1个周期中未完成照射、而是分成多次进行照射的情况，导致治疗时间变长，但在本实施方式中，通过总体上减少在1个切片中所花费的周期次数，由此能够在整体上缩短治疗时间。即使在将长周期模式OP-L的照射时间ToL设定得比最深部的切片到达照射结束Ed为止的照射时间Pe1要短的情况下，也能够得到该效果。
另外，为了简化上述示例，对具有2个运转模式的示例进行了说明，但是并不仅限于此。也可以通过对调谐等花费工夫，由此进一步预先准备细分后的运转模式。另外，运转模式的选择并非如上所述那样仅根据周期和照射时间的比较结果。例如在依靠因射程移位器44所造成的衰减量，无法调整能量的情况下，也可以根据粒子射线的能量范围来进行选择，从而切换运转模式。
实施方式1的变形例
另外，上述示例所说明的是设定为长周期模式的能量大于短周期模式的能量的示例，即具有若周期不同则能量不同的运转模式的示例。另一方面，在本变形例中，对于相同的能量，准备周期不同的运转模式。
图7用于说明适用于本变形例的方式，对例如在形状相同的患部位于距离体表不同深度的位置上的情况下体内深度和给予剂量之间的关系、以及所适用的运转模式进行说明。在图中，上面是患部位于距离体表较浅位置的情况下的剂量分布，下面是患部位于距离体表较深位置的情况下的剂量分布。示出了如下示例：连接上面和下面的虚线是距离体表相同深度的位置即需要相同能量的位置，但在上面保持与因是最深部而需要较多剂量、且需要设定较长的照射时间的切片相对应的运转模式OP-1，在下面保持与因是最浅部而需要较少剂量、且仅需设定较短的照射时间即可的切片相对应的运转模式OP-2。
在此情况下，例如对相同能量或近似能量，准备长度不同的多个运转模式，由此根据切片的照射条件选择适当的运转模式，从而能够进行正确且治疗时间较短的照射。
如上所述，根据本实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置1，具备：加速器10，该加速器10具有使用了磁体的铁芯的电磁铁(例如偏转电磁铁13)，且将粒子射线B调整成规定能量来射出；照射装置40，该照射装置40根据照射对象的形状来照射由加速器10所提供的粒子射线B；以及控制部20，该控制部20联动地控制加速器10和照射装置40，在控制部20中设置有：运转模式保持部25，该运转模式保持部25中，作为加速器10周期性反复的运转模式OP，保持有多个运转模式OP-L、OP-S，该多个运转模式OP-L、OP-S中，能够射出粒子射线B的时间(照射时间)To不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在磁体存在磁滞的情况下，加速器10的偏转电磁铁13能产生所希望的磁场强度；照射条件读取部22，对于在深度方向上分割照射对象后得到的多个切片，该照射条件读取部22读取每个切片的照射条件；运转模式选择部23，该运转模式选择部23根据照射条件读取部22所读取出的照射条件，从多个运转模式中选择与该切片相适应的运转模式；以及主控制部21，对于每个切片，该主控制部21根据所选择的运转模式来控制加速器10，同时根据照射条件来控制照射装置40，因此，对于每个切片，能够选择可提供所希望的磁场强度的最适当的运转模式，因此能够缩短治疗时间，且能够进行正确的照射。
尤其将运转模式选择部23构成为在多个运转模式OP-S、OP-L中，在对该切片上给予剂量所需的周期数较少的运转模式(例如，能够在1个周期中给予剂量的运转模式)之中，选择能够射出粒子射线B的时间To最短的运转模式，因此能够使各个切片的照射最短。
而且，对多个运转模式中的至少2个运转模式OP-S、OP-L进行设定，以使得将规定能量设定得较大的运转模式OP-L中，能够射出粒子射线B的时间To的长度更长，因此，对于深部的切片，确保能够保证出射所必需的剂量且以较少的周期来达到足够剂量的运转模式，对于浅部的切片，确保以较短的时间来完成照射的运转模式，从而能够缩短整体上的治疗时间。
而且，对多个运转模式中的至少2个运转模式OP-1、OP-2进行设定，以使得规定能量相同且能够射出粒子射线B的时间To不同，因此，即使距离患部的体表的位置不同，对于位于深部的切片，确保能够保证出射所必需的剂量且以较少的周期来达到足够剂量的运转模式OP-1，对于深度相同但位于浅部的切片，确保以较短的时间来完成照射的运转模式OP-2，从而能够缩短整体上的治疗时间。
另外，本实施方式1所涉及的粒子射线治疗装置1的运转方法是对粒子射线治疗装置1进行运转的方法，该粒子射线治疗装置1具备：加速器10，该加速器10具有使用了磁体的铁芯的例如偏转电磁铁13那样的电磁铁，且将粒子射线B调整成规定能量来射出；以及运转模式保持部25，该运转模式保持部25中，作为加速器10周期反复的运转模式OP，保持有多个运转模式OP-L、OP-S，在该多个运转模式OP-L、OP-S中，能够射出粒子射线B的时间(照射时间)To不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在所述磁体存在磁滞的情况下，加速器10的偏转电磁铁13也能产生所希望的磁场强度，该粒子射线治疗装置1的方法中包括：照射条件读取工序S10，对于在深度方向上分割照射对象后得到的多个切片，读取每个切片的照射条件；运转模式选择工序S30，根据在照射条件读取工序S10中读取出的照射条件，从多个运转模式OP-S、OP-L之中选择与该切片相适应的运转模式；以及对于每个切片、根据所选择的运转模式来控制加速器10的工序S40，因此，对于每个切片，可提供所希望的磁场强度，因此能够缩短治疗时间、且能够进行正确的照射。
标号说明
1 粒子射线治疗装置
10 加速器(13偏转电磁铁(具有磁体的铁芯的电磁铁))
20 控制部(21 主控制部，22 照射条件读取部，23 运转模式选择部，24 照射条件保持部，25 运转模式保持部)
40 照射装置
OP 运转模式(OP-L 长周期模式，OP-S 短周期模式)
To 1个周期中能够射出(照射)粒子射线的时间

Claims (5)

1.一种粒子射线治疗装置，其特征在于，具备：
加速器，该加速器具有使用了磁体的铁芯的偏转电磁铁，且将粒子射线调整成规定能量来射出；
照射装置，该照射装置根据照射对象的形状，照射由所述加速器所提供的粒子射线；以及
控制部，该控制部联动地控制所述加速器和所述照射装置，
所述控制部中设置有：
运转模式保持部，该运转模式保持部中，作为所述加速器周期反复的运转模式，保持有多个运转模式，该多个运转模式中，能够射出所述粒子射线的时间不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在所述磁体存在磁滞的情况下，也能够使所述加速器的偏转电磁铁产生所希望的磁场强度；
照射条件读取部，该照射条件读取部对于在深度方向分割所述照射对象后得到的多个切片，读取每个切片的照射条件；
运转模式选择部，该运转模式选择部根据所述照射条件读取部所读取出的照射条件，从多个所述运转模式中选择与该切片相适应的运转模式；以及
主控制部，该主控制部对于每个切片，根据选择的所述运转模式来控制所述加速器，并且根据所述照射条件来控制所述照射装置。
2.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
所述运转模式选择部在多个所述运转模式中的、对该切片上给予剂量所需的周期数较少的运转模式之中，选择能够射出所述粒子射线的时间最短的运转模式。
3.如权利要求1或2所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
对多个所述运转模式中的至少2个运转模式进行设定，以使得将所述规定能量设定得较大的运转模式中，能够射出所述粒子射线的时间更长。
4.如权利要求1至3中任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，
对多个所述运转模式中的至少2个运转模式进行设定，以使得所述规定能量相同，且能够射出所述粒子射线的所述时间不同。
5.一种粒子射线治疗装置的运转方法，其特征在于，
所述粒子射线治疗装置具备：加速器，该加速器具有使用了磁体的铁芯的偏转电磁铁，且将粒子射线调整成规定能量来射出；以及运转模式保持部，该运转模式保持部中，作为所述加速器周期反复的运转模式，保持有多个运转模式，该多个运转模式中，能够射出所述粒子射线的时间不同，且分别对操作条件进行了调整，以使得即使在所述磁体存在磁滞的情况下，所述加速器的偏转电磁铁也能产生所希望的磁场强度，
在运转该粒子射线治疗装置的方法中，包括：
照射条件读取工序，该照射条件读取工序中对于在深度方向分割照射对象后得到的多个切片，读取每个切片的照射条件；
运转模式选择工序，该运转模式选择工序中根据所述照射条件读取工序所读取出的照射条件，从多个所述运转模式中选择与该切片相适应的运转模式；以及
对于每个所述切片、根据所选择的运转模式对所述加速器进行控制的工序。
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