DE60312597T2

DE60312597T2 - System zur Bestrahlung mit geladenen Teilchen

Info

Publication number: DE60312597T2
Application number: DE60312597T
Authority: DE
Inventors: Masaki Hitachi-shi Yanagisawa; Hiroshi Hitachiohta-shi Akiyama; Koji Hitachi-shi Matsuda; Hisataka Hitachinaka-shi Fujimaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-06-12
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2023-06-11
Also published as: JP2004069683A; JP3702885B2; US7071479B2; JP2004321830A; US7297967B2; US7026636B2; US20040000650A1; US6777700B2; EP1371390A1; US20060097204A1; DE60312597D1; AU2003204608A1; AU2003204608B2; EP1371390B1; US20040149934A1; US20040056212A1; US20050145804A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Teilchenstrahl-Bestrahlungssystem und insbesondere ein Teilchenstrahl-Bestrahlungssystem zur Verwendung als ein Teilchenstrahl-Therapiesystem, das dazu dient, einen kranken Teil einem Protonen-, Kohlenstoff- oder anderen geladenen Teilchenstrahl für Therapiezwecke auszusetzen, ein Materialbestrahlungssystem, das dazu dient, ein Material einem geladenen Teilchenstrahl auszusetzen, ein Nahrungsmittelbestrahlungssystem, das dazu dient, Nahrungsmittel einem geladenen Teilchenstrahl auszusetzen, oder ein Radioisotopenerzeugungssystem, das auf einem geladenen Teilchenstrahl beruht.
Ein herkömmliches Teilchenstrahl-Therapiesystem weist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines geladenen Teilchenstrahls, einen Strahltransport und eine drehbare Bestrahlungsvorrichtung auf. Die Vorrichtung zur Erzeugung eines geladenen Teilchenstrahls weist ein Synchrotron (Zyklotron) als Beschleuniger auf. Nachdem er auf eine vordefinierte Energie beschleunigt wurde, durchläuft ein geladener Teilchenstrahl (nachstehend als ein Ionenstrahl bezeichnet) die Bestrahlungsvorrichtung über den Strahltransport (nachstehend als der erste Strahltransport bezeichnet). Die drehbare Bestrahlungsvorrichtung weist einen Bestrahlungsvorrichtungs-Strahltransport (nachstehend als zweiter Strahltransport bezeichnet), eine Bestrahlungsvorrichtung und eine drehbare Vorrichtung (einen Drehkran) zum Drehen des zweiten Strahltransports und der Bestrahlungsvorrichtung als eine Baugruppe auf. Der Ionenstrahl durchläuft den zweiten Strahltransport und fällt dann über die Bestrahlungsvorrichtung auf einen krebsbefallenen Teil eines Patienten.
Die Bestrahlungsvorrichtung formt und emittiert einen Ionenstrahl, der durch die Vorrichtung zum Erzeugen eines geladenen Teilchenstrahls erzeugt wird, entsprechend der Form eines für die Bestrahlung vorgesehenen kranken Teils, auf den abgezielt wird. Grob ausgedrückt, kann die Bestrahlungsvorrichtung in drei Typen unterteilt werden. Der erste Typ ist eine Bestrahlungsvorrichtung auf der Grundlage eines Streuverfahrens. Der zweite Typ ist eine Bestrahlungsvorrichtung auf der Grundlage eines Wobbelverfahrens ( JP-A-211292/1998 und JP-A-202047/2000 ). Der dritte Typ ist eine Bestrahlungsvorrichtung auf der Grundlage eines Tastverfahrens ( JP-A-199700/1998 ).
Wenn das Innere des Körpers eines Patienten mit einem von der Bestrahlungsvorrichtung emittierten Ionenstrahl zu bestrahlen ist, ist es wünschenswert, dass die Strahlendosisverteilung in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung (der Tiefenrichtung innerhalb des Körpers des Patienten) und in der zur Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung senkrechten Richtung gleichmäßig ist. Diese Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung ist insbesondere innerhalb eines von Krebs befallenen Teils wichtig. Diese Gleichmäßigkeit ist unabhängig davon erwünscht, welcher der vorstehend erwähnten drei Typen von Bestrahlungsvorrichtungen für die Ionenstrahlbestrahlung verwendet wird. Bei einem Teilchenstrahl-Therapiesystem, das die vorstehend erwähnte herkömmliche Bestrahlungsvorrichtung aufweist, war es jedoch insbesondere bei einem voluminösen kranken Teil (dem Bereich, auf den für die Bestrahlung gezielt wird) schwierig, einen hohen Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung in Tiefenrichtung aufrechtzuerhalten, während ein hohes Strahlendosisniveau aufrechterhalten wird.
Ein Teilchenstrahl-Bestrahlungssystem mit den im ersten Teil des Anspruchs 1 enthaltenen Merkmalen ist aus EP 0 826 394 A2 bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Teilchenstrahl-Bestrahlungssystem bereitzustellen, das in der Lage ist, die Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung zu erhöhen.
Zum Lösen der vorstehend erwähnten Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung ein in Anspruch 1 definiertes Teilchenstrahl-Bestrahlungssystem bereit. Bei dem erfindungsgemäßen System ist entweder die Streuvorrichtung oder die Bragg-Spitzenspreizvorrichtung in Ausbreitungsrichtung des geladenen Teilchenstrahls beweglich montiert. Dies ermöglicht es, die Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung für das einem geladenen Teilchenstrahl ausgesetzte Bestrahlungsziel zu erhöhen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen mit Bezug auf die anliegende Zeichnung verständlich werden. Es zeigen:
1 die Konfiguration eines Teilchenstrahl-Therapiesystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine vertikale Schnittansicht einer in 1 dargestellten Bestrahlungsvorrichtung,
3 eine vertikale Schnittansicht einer in 2 dargestellten Streuvorrichtung,
4 eine vertikale Schnittansicht einer in 2 dargestellten Bereichseinstellvorrichtung,
5 einen Ionenstrahl, der durch einen Tastmagneten getastet wird, wenn sich eine in 2 dargestellte Bestrahlungsvorrichtung, d.h. eine SOBP-Vorrichtung, stromabwärts des Tastmagneten befindet,
6A eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer herkömmlichen Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen der Tiefe des Bestrahlungsziels in Richtung der Strahlachse und der Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung zeigt,
6B eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer in 2 dargestellten Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen der Tiefe des Bestrahlungsziels in Richtung der Strahlachse und der Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung zeigt,
7A eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer herkömmlichen Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen der Länge des Bestrahlungsziels in Richtung der Strahlachse und der Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung zeigt,
7B eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer in 2 dargestellten Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen der Länge des Bestrahlungsziels in Richtung der Strahlachse und der Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung zeigt,
8 die Konfiguration einer Bestrahlungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
9 einen Ionenstrahl, der durch einen Tastmagneten getastet wird, wenn sich eine in 8 dargestellte Bestrahlungsvorrichtung, d.h. eine SOBP-Vorrichtung, stromaufwärts des Tastmagneten befindet,
10A eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer herkömmlichen Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen dem Ionenstrahlbereich bzw. der Ionenstrahlreichweite auf der Mittelachse des Bestrahlungsziels und der Peripherie und der relativen Strahlendosisverteilung zeigt,
10B eine Kennliniengraphik, die während der Verwendung einer in 2 dargestellten Bestrahlungsvorrichtung gilt und die Beziehung zwischen dem Ionenstrahlbereich auf der Mittelachse des Bestrahlungsziels und der Peripherie und der relativen Strahlendosisverteilung zeigt,
11 eine Konfiguration einer Bestrahlungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
12 die Konfiguration einer Bestrahlungsvorrichtung zur Verwendung mit einem Teilchenstrahl-Therapiesystems gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
13A eine Graphik, die sich auf das Tasten gemäß einer siebten Ausführungsform bezieht und die Erregerstrommuster für Tastmagneten einer Bestrahlungsvorrichtung zeigt,
13B eine Graphik, die sich auf die erste Ausführungsform bezieht und die Erregerstrommuster für Tastmagneten einer Bestrahlungsvorrichtung zeigt, und
13C eine Graphik, die sich auf das Tasten gemäß einer achten Ausführungsform bezieht und die Erregerstrommuster für Tastmagneten einer Bestrahlungsvorrichtung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Ein Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf 1 beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist eine Vorrichtung 2 zur Erzeugung eines geladenen Teilchenstrahls und eine Bestrahlungsvorrichtung 15 auf. Die Vorrichtung 2 zur Erzeugung eines geladenen Teilchenstrahls weist eine Ionenquelle (nicht dargestellt), einen Vorbeschleuniger 3 und ein Synchrotron 4 auf. Von der Ionenquelle erzeugte Ionen (beispielsweise Protonen oder Kohlenstoffionen) werden durch den Vorbeschleuniger 3 (beispielsweise einen Linearbeschleuniger) beschleunigt. Ein vom Vorbeschleuniger 3 emittierter Ionenstrahl tritt in das Synchrotron 4 ein. In dem Synchrotron 4 wird der Ionenstrahl durch Hochfrequenzenergie, die durch einen Hochfrequenz-Beschleunigungshohlraum 5 angewendet wird, energiereich gemacht und beschleunigt. Nachdem die Energie des innerhalb des Synchrotrons 4 umlaufenden Ionenstrahls auf ein vorgewähltes Niveau erhöht wurde, wendet eine Ausgangs-Hochfrequenzanwendungsvorrichtung 6 eine Hochfrequenz auf den Ionenstrahl an. Nach der Hochfrequenzanwendung auf den Ionenstrahl, der innerhalb einer Stabilitätsgrenze umläuft, überschreitet der Ionenstrahl die Stabilitätsgrenze und gelangt über einen Ausgangsdeflektor 13 aus dem Synchrotron 4 heraus. Wenn der Ionenstrahl emittiert wird, wird der durch einen Vierpolmagneten 7, einen Polarisationsmagneten 8 und andere Magneten, die für das Synchrotron 4 bereitgestellt sind, induzierte elektrische Strom bei einer Einstellung gehalten, und die Stabilitätsgrenze wird im Wesentlichen konstant gehalten. Die Ionenstrahlemission von dem Synchrotron 4 endet am Ende der Zufuhr von Hochfrequenzenergie zur Hochfrequenzanwendungsvorrichtung 6.
Der vom Synchrotron 4 emittierte Ionenstrahl durchläuft einen Strahltransport 9 zur Bestrahlungsvorrichtung 15, welche eine Bestrahlungsdüsenvorrichtung ist. Ein Abschnitt 10 in Form eines umgekehrten U, der Teil des Strahltransports 9 ist, und die Bestrahlungsvorrichtung 15 sind in einem Drehkran (nicht dargestellt) montiert. Der Abschnitt 10 in Form eines umgekehrten U weist Polarisationsmagneten 11, 12 auf. Der Ionenstrahl verlässt die Bestrahlungsvorrichtung 15 und fällt auf einen kranken Teil 62 (2) eines Patienten 61, der auf einer Patientencouch (einem Patientenbett) 59 liegt.
Die Konfiguration der Bestrahlungsvorrichtung 15 gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird nun detailliert mit Bezug auf 2 beschrieben. Die Bestrahlungsvorrichtung 15 beruht auf dem Wobbelverfahren. Die Bestrahlungsvorrichtung 15 weist ein Gehäuse 16 auf, das an dem Abschnitt 10 in Form eines umgekehrten U montiert ist. Von aufwärts bis abwärts der Ionenstrahlausbreitung sind die in dem Gehäuse 16 untergebrachten Komponenten ein erster Tastmagnet 17, ein zweiter Tastmagnet 18, eine Streuvorrichtung 19, eine Bereichseinstellvorrichtung 20 und eine Bragg-Spitzenspreizvorrichtung (nachstehend als eine SOBP-Vorrichtung bezeichnet) 21. Der erste Tastmagnet 17 und der zweite Tastmagnet 18 sind stromaufwärts der Streuvorrichtung 19 positioniert und am Gehäuse 16 angebracht. Die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 sind integriert miteinander ausgebildet und an einem Tragelement 24 mit einem Durchgangsloch 37 angebracht. Das Tragelement 24 steht in Eingriff mit Kugelumlaufspindeln 27, 28, welche durch zwei Gewindelöcher laufen. Die oberen Enden der Kugelumlaufspindeln 27, 28 sind drehbar an dem Gehäuse 16 angebracht. Die unteren Enden der Kugelumlaufspindeln 27, 28 sind mit den Drehachsen von Wechselstrom-Servomotoren 25, 26, die an dem Gehäuse 16 angebracht sind, gekoppelt. Ein Encoder 29 ist mit der Drehachse des Wechselstrom-Servomotors 25 verbunden. Eine alternative Konfiguration kann verwendet werden, bei der entweder der Wechselstrom-Servomotor 25 oder der Wechselstrom-Servomotor 26 verwendet wird. Weiterhin können Schrittmotoren an Stelle der Wechselstrom-Servomotoren verwendet werden. Die SOBP-Vorrichtung 21 weist mehrere keilförmige Elemente auf, welche sich zu der Bereichseinstellvorrichtung 20 hin erstrecken. Streng gesagt sind beide Seiten der keilförmigen Elemente treppenförmig ausgebildet. Ein Drehrad-SOBP-Filter kann als die SOBP-Vorrichtung verwendet werden. Die SOBP-Vorrichtung 21 ist an einem Tragelement 30 angebracht, welches ein Gewindeloch aufweist, das in Eingriff mit einer Kugelumlaufspindel 32 und einem Durchgangsloch 38 steht. Das obere Ende der Kugelumlaufspindel 32 ist drehbar an dem Gehäuse 16 angebracht. Das untere Ende der Kugelumlaufspindel 32 ist mit einem Wechselstrom-Servomotor 31 gekoppelt, der an dem Gehäuse 16 angebracht ist. Ein Encoder 33 ist mit der Drehachse des Wechselstrom-Servomotors 31 gekoppelt. Das Tragelement 30 ist beweglich an einer Linearführung 34 angebracht, die in dem Gehäuse 16 installiert ist. Das Gehäuse 16 weist eine Bolus-Aufnahmevorrichtung 35 auf. Ein Linearstellglied besteht aus einer Kombination aus dem Wechselstrom-Servomotor 25 und der Kugelumlaufspindel 27, einer Kombination aus dem Wechselstrom-Servomotor 26 und der Kugelumlaufspindel 28 und einer Kombination aus dem Wechselstrom-Servomotor 31 und der Kugelumlaufspindel 32.
Die Konfiguration der Streuvorrichtung 19 wird nun detailliert mit Bezug auf 3 beschrieben. Die Streuvorrichtung 19 weist mehrere Streuvorrichtungssteuerungen 40 auf, die jeweils einen Druckluftzylinder 41 und eine Kolbenstange 42, die mit einem Kolben (nicht dargestellt) gekoppelt ist, der in dem Druckluftzylinder 41 installiert ist, aufweisen. Die Streuvorrichtungssteuerungen 40 sind an einem Tragrahmen 39 angebracht. Die Streuvorrichtung 19 weist Streukörper 43A bis 43F auf, deren Dicke in Ionenstrahlausbreitungsrichtung (der Richtung einer Strahlachse 14) variiert. Diese Streukörper sind an den jeweiligen Streuvorrichtungssteuerungen 40 angeordnet (eine Streuvorrichtung an jeder Streuvorrichtungssteuerung). Die Streukörper 43A bis 43F weisen Wolfram auf, welches den Verlust an Ionenstrahlenergie in Bezug zum Ausmaß der Ionenstrahlstreuung minimiert. Die Streukörper können alternativ aus einem Material bestehen, welches Blei oder eine andere Substanz mit einer hohen Atomzahl, zusätzlich zu Wolfram, enthält. Druckluftrohre 49, die jeweils ein Magnetventil 50 aufweisen, sind mit den jeweiligen Druckluftzylindern 41 der Streuvorrichtungssteuerungen 40 verbunden. Jedes Druckluftrohr 49 ist mit einer Druckluft-Zufuhrvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Der Tragrahmen 39 ist am oberen Teil eines Tragrahmens 44 der Bereichseinstellvorrichtung 20 angebracht.
Wie in 4 dargestellt ist, weist die Bereichseinstellvorrichtung 20 mehrere Absorbersteuerungen 45 auf, die jeweils einen Druckluftzylinder 46 und eine Kolbenstange 47, die mit einem Kolben (nicht dargestellt) gekoppelt ist, der innerhalb des Druckluftzylinders 46 installiert ist, aufweisen. Diese Absorbersteuerungen 45 sind an dem Tragrahmen 44 angebracht. Die Bereichseinstellvorrichtung 20 weist Absorber 48A bis 48F auf, deren Dicke in Richtung der Strahlachse 14 variiert. Diese Absorber sind an den jeweiligen Absorbersteuerungen 45 angebracht (ein Absorber an jeder Absorbersteuerung). Jeder Absorber weist Harz auf, das Kohlenwasserstoff oder eine andere Substanz mit einer niedrigen Atomzahl enthält. Druckluftrohre 51, die jeweils ein Magnetventil 52 aufweisen, sind mit den jeweiligen Druckluftzylindern 46 der Absorbersteuerungen 45 verbunden. Jedes Druckluftrohr 51 ist mit einer Druckluft-Zufuhrvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Der Tragrahmen 44 ist am oberen Teil des Tragelements 24 angebracht.

Ein Begrenzungsschalter ist für jede der Streuvorrichtungssteuerungen 40 der Streuvorrichtung 19 und der Absorbersteuerungen 45 der Bereichseinstellvorrichtung 20 bereitgestellt. Die Begrenzungsschalter für die Streuvorrichtungssteuerungen 40 erfassen einen zugeordneten Streukörper, wenn er eine vordefinierte Position für den Ionenstrahldurchgang erreicht. Die Begrenzungsschalter für die Absorbersteuerungen 45 erfassen einen zugeordneten Absorber, wenn er eine vordefinierte Position erreicht. Die Streuvorrichtung und die Bereichseinstellvorrichtung, die vorstehend erwähnt wurden, können alternativ so eingerichtet werden, dass zwei entgegengesetzte keilförmige Platten aufgenommen werden und fortlaufend repositioniert werden, um die Dicke ihrer Überlappung zu variieren. Tabelle 1

Be strahlungsfeldgröße	Bereich	Einfallsenergie Eg	Dicke des Streukörpers	Dicke des Absorbers	SC + RS-Position	Wbl1	Wbl2
ϕ 260 [mm]	40[mm]	100 [MeV]	2,05 [mm]	50 [mm]	–74 [mm]	171,5 [A]	203,3 [A]
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	90 [mm]			[mm]	–1 [mm]
	91 [mm]	150 [MeV]	3,25 [mm]	59 [mm]	–72 [mm]	252,2 [A]	301,9 [A]
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	150 [mm]			0 [mm]	–2 [mm]
	151 [mm]	200 [MeV]	5,10 [mm]	69 [mm]	–76 [mm]	335,5 [A]	403,9 [A]
	:			:	:
	:			:	:
	:			:	:
	220 [mm]			0 [mm]	0 [mm]
	221 [mm]	250 [MeV]	7,20 [mm]	79 [mm]	–80 [mm]	411,0 [A]	503,9 [A]
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	:			:	:
	300 [mm]			0 [mm]	0 [mm]
ϕ 180 [mm]	40 [mm]	100 [MeV]	1,50 [mm]	55 [mm]	–80 [mm]	124,1 [A]	146,8 [A]
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	95 [mm]			0 [mm]	–1 [mm]
	96 [mm]	150 [MeV]	2,65 [mm]	59 [mm]	–79 [mm]	182,5 [A]	218,8 [A]
	:			:	:
	:			:	:
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	155 [mm]			0 [mm]	0 [mm]
	156 [mm]	200 [MeV]	3,80 [mm]	74 [mm]	–85 [mm]	242,5 [A]	291,5 [A]
	:			:	:
	:			:	:
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	230 [mm]			0 [mm]	0 [mm]
	231 [mm]	250 [MeV]	5,20 [mm]	89 [mm]	–89 [mm]	296,0 [A]	363,9 [A]
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	:			:	:
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	320 ^[ ^mm ^]			0 [mm]	0 [mm]

Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform beinhaltet ein Steuersystem 70, das eine Bestrahlungssteuerung 54, Antriebssteuerungen 56-58 und eine Tastmagnetsteuerung 36 aufweist. Ein Speicher 55 in der Bestrahlungssteuerung 54 speichert Bestrahlungsbedingungsinformationen, wie in Tabelle 1 dargestellt ist. Die Bestandteile der Bestrahlungsbedingungsinformationen sind die Länge eines kranken Teils 62 in Richtung senkrecht zur Strahlachse 14 (Bestrahlungsfeldgröße), der Ort des kranken Teils 62 in Tiefenrichtung (Bereich), die auf die Bestrahlungsvorrichtung 15 fallende Energie (einfallende Eg), die Dicke des Streukörpers (Streukörperdicke), die Dicke des Absorbers (Absorberdicke), die Position der Streuvorrichtung 19/der Bereichseinstellvorrichtung 20 (SC + RS-Position), der Erregerstrom des ersten Tastmagneten 17 (Wbl1) und der Erregerstrom des zweiten Tastmagneten 18 (Wbl2). Die Beziehung zwischen den Informationen über die Bestrahlungsfeldgröße, den Bereich und die einfallende Energie, welche die Therapieplaninformationen sind, und die Streukörperdicke, die Absorberdicke, die SC + RS-Position, Wbl1 und Wbl2 sind entsprechend den Ergebnissen von Berechnungen und Experimenten vorzudefinieren. Die SC + RS-Position ist eine auf einem Anfangspunkt beruhende Position, welche die erste Referenzposition für die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 ist. Eine Therapieplanvorrichtung 53 speichert die Therapieplaninformationen (Bestrahlungsfeldgröße, Ionenstrahl-Einfallsrichtung, Bereich für die Einfallsrichtung, Einfallsenergie usw.) für einen Patienten 61, der zu behandeln ist. Der Speicher 55 speichert die Position jeder SOBP-Vorrichtung 21 (die SOBP-Position) als Bestrahlungsbedingungsinformationen in Bezug auf die gespreizte Bragg-Spitzenbreite (SOBP-Breite), die in 2 dargestellt ist, und die Einfallsenergie für das Innere des Patientenkörpers, welche ein Bestandteil der Therapieplaninformationen ist. Die Position jeder SOBP-Vorrichtung 21 ist eine Position, die auf einem Anfangspunkt beruht, der die zweite Referenzposition für die SOBP-Vorrichtung 21 ist. Eine alternative Konfiguration, bei der die Bestrahlungssteuerung 54, die Antriebssteuerungen 56-58 und die Tastmagnetsteuerung 36 nicht bereitgestellt sind, kann verwendet werden, so dass das Steuersystem 70 die jeweiligen Funktionen der Bestrahlungssteuerung 54, der Antriebssteuerungen 56-58 und der Tastmagnetsteuerung 36 ausübt.
Mehrere SOBP-Vorrichtungen 21 werden präpariert, wie in Tabelle 2 durch E150S010, E150S020 usw. angegeben ist. E150S010, E150S020 und andere ähnliche Einträge in der Tabelle sind die Nummern der SOBP-Vorrichtungen (SOBP-Nummern). Diese SOBP-Vorrichtungen 21 unterscheiden sich beispielsweise in der Höhe der keilförmigen Elemente und der Breite und der Höhe des Treppenabschnitts. Die SOBP-Vorrichtungen 21 werden entsprechend der Einfallsenergie der Bestrahlungsvorrichtung 15 und der SOBP-Breite selektiv vorab an dem Tragelement 30 angebracht. Die SOBP-Breite wird entsprechend der Länge eines kranken Teils in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bestimmt.
Vor dem Positionieren eines Patienten 61 in Bezug auf die Bestrahlungsvorrichtung 15 empfängt die Bestrahlungssteuerung 54 die Therapieplaninformationen (die Bestrahlungs feldgröße (Bestrahlungsfeldinformationen), den Bereich (Bereichsinformationen), die einfallende Energie (Strahlenergieinformationen) usw.) über den Patienten 61 von der Therapieplanvorrichtung 53 und speichert sie im Speicher 55. Die Bestrahlungssteuerung 54 wählt nach Bedarf die Streukörperdicke und die Absorberdicke, entsprechend den Therapieplaninformationen, aus den Bestrahlungsbedingungsinformationen aus. Je größer die einfallende Energie des Ionenstrahls ist, desto größer ist die ausgewählte Streukörperdicke. Je kürzer der geforderte Bereich ist, desto größer ist die ausgewählte Absorberdicke. Weiterhin wählt die Bestrahlungssteuerung 54 eine "SC + RS-Position" entsprechend den ausgewählten Dickeninformationen (Bereichsinformationen) über einen Streukörper und einen Absorber. Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt die ausgewählten Dickeninformationen über einen Streukörper und einen Absorber sowie ein Antriebsanweisungssignal an die Antriebssteuerung 56 aus. Entsprechend den Streukörper-Dickeninformationen wählt die Antriebssteuerung 56 einen oder mehrere Streukörper aus den Streukörpern in der Streuvorrichtung 19 aus. Falls beispielsweise die Gesamtdicke der Streukörper 43B und 43C mit den Streukörper-Dickeninformationen übereinstimmt, wählt die Antriebssteuerung 56 die Streukörper 433 und 43C aus. Die Antriebssteuerung 56 öffnet das Magnetventil 50 an den Druckluftrohren 49, die mit den Streuvorrichtungssteuerungen 40 verbunden sind, welche die jeweiligen Streukörper 433 und 43C betätigen. Druckluft wird dann den Zylindern 41 der zugeordneten Streuvorrichtungssteuerungen 40 zugeführt, so dass sich die Kolbenstangen 42 bewegen, um die Streukörper 43B und 43C zu der vorstehend erwähnten ausgewählten Position zu drücken. Die restlichen Streukörper werden von der Position des Ionenstrahldurchgangs entfernt angeordnet. Weiterhin wählt die Antriebssteuerung 56 einen oder mehrere Absorber aus den Absorbern in der Bereichseinstellvorrichtung 20 so aus, dass die sich ergebende Gesamtabsorberdicke mit den Informationen über die ausgewählte Absorberdicke übereinstimmt. Falls beispielsweise die Dicke des Absorbers 48E mit den Absorberdickeninformationen übereinstimmt, wählt die Antriebssteuerung 56 den Absorber 48E aus. Die Antriebssteuerung 56 öffnet das Magnetventil 52 an dem Druckluftrohr 51, das mit der Absorbersteuerung 45 verbunden ist, welche den Absorber 48E betätigt. Druckluft wird dann dem Zylinder 41 der zugeordneten Absorbersteuerung 45 zugeführt, so dass sich die Kolbenstange 47 bewegt und den Absorber 48E zur vorstehend erwähnten ausgewählten Position drückt. Die restlichen Absorber werden in einer Entfernung von der Position des Ionenstrahldurchgangs positioniert. Wenn die zugeordneten Streukörper und Absorber die ausgewählten Positionen erreichen, werden die zugeordneten Begrenzungsschalter betätigt, um Positionssignale zu erzeugen und sie zu übermitteln, um die Steuerung 56 zu treiben. Die Antriebssteuerung gibt dann Streukörper/Absorber-Relokationsabschlussinformationen an die Bestrahlungssteuerung 54 aus.
Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt die "SC + RS-Positionsinformationen", d.h. die ersten Positionsinformationen, sowie ein Antriebsanweisungssignal an die Antriebssteuerung 57 aus. Entsprechend den ersten Positionsinformationen dreht die Antriebssteuerung 57 die Wechselstrom-Servomotoren 25 und 26, um das Tragelement 24 zu einer spezifizierten Position zu bewegen. Folglich werden die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 zu Positionen bewegt, welche den ersten Positionsinformationen entsprechen. Das Erfassungssignal des Encoders 29 benachrichtigt die Antriebssteuerung 57, dass das Tragelement 24 die spezifizierte Position erreicht hat. Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt kein Antriebsanweisungssignal zum Treiben der Steuerung 58 aus, weil die erforderliche SOBP-Breite 10 mm beträgt. Für die Behandlung eines Patienten 61, der eine SOBP-Breite von 30 mm benötigt, gibt die Bestrahlungssteuerung 54 die Positionsinformationen über die SOBP-Vorrichtungen 21, d.h. die zweiten Positionsinformationen, sowie ein Antriebsanweisungssignal an die Antriebssteuerung 58 aus. Entsprechend den zweiten Positionsinformationen dreht die Antriebssteuerung 58 den Wechselstrom-Servomotor 31, um das Tragelement 30 zu einer spezifizierten Position zu bewegen. Die SOBP-Vorrichtungen 21 bewegen sich zu Positionen, welche den zweiten Positionsinformationen entsprechen. Das Erfassungssignal des Encoders 33 teilt der Antriebssteuerung 57 mit, dass das Tragelement 30 die spezifizierte Position erreicht hat.
Die Bestrahlungssteuerung 54 gewinnt die Informationen über die Bestrahlungsfeldgröße und die einfallende Energie für den Patienten 61 vom Speicher 55 und verwendet die gewonnenen Informationen zum Auswählen der jeweiligen Erregerströme für den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 anhand der vorstehend erwähnten Bestrahlungsbedingungsinformationen. Die ausgewählten Informationen über die jeweiligen Erregerströme (beispielsweise die Informationen über die jeweiligen Erregerströme für die in 13B dargestellten Tastmagneten) werden zur Tastmagnetsteuerung 36 übertragen. Entsprechend den Informationen über die jeweiligen Erregerströme steuert die Tastmagnetsteuerung 36 die jeweiligen Erregerströme, die dem ersten Tastmagneten 17 und dem zweiten Tastmagneten 18 zuzuführen sind, um den Ionenstrahl so zu drehen, dass ein Kreis in einer zur Strahlachse 14 senkrechten Ebene gezeichnet wird. Der sich ergebende Kreis wird als ein Wobbelkreis bezeichnet. Insbesondere führt der erste Tastmagnet 17 eine Tastung aus, um den Ionenstrahl in X-Richtung innerhalb des vorstehend erwähnten Kreises zu bewegen, und der zweite Tastmagnet 18 führt dann eine Tastung aus, um den Ionenstrahl innerhalb des vorstehend erwähnten Kreises in Richtung der Y-Achse zu bewegen, die senkrecht zur X-Achse steht. Dank eines solchen koordinierten Ionenstrahl-Tastvorgangs, der durch den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 ausgeführt wird, bewegt sich der Ionenstrahl kreisförmig in der vorstehend erwähnten Ebene. Die Ionenstrahltastung wird ausgeführt, wenn die Bestrahlungsvorrichtung 15 einen Ionenstrahl emittiert. Die Größe des Wobbelkreises wird entsprechend der Abmessung eines kranken Teils 62 senkrecht zur Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bestimmt.
Ionenstrahleinstellungen und andere Vorbehandlungspräparationen werden vorgenommen, nachdem die gewählten Streukörper und der gewählte Absorber an den Ionenstrahl-Durchgangspositionen mit der Streuvorrichtung 19, der Bereichseinstellvorrichtung 20 und den SOBP-Vorrichtungen 21, die zu den spezifizierten Positionen bewegt wurden, eingestellt wurden. Weiterhin wird ein Bolus 22 für den Patienten 61 in die Bolus-Aufnahmevorrichtung 35 mit einem Kollimator 23, der in ein Gehäuse 16 unterhalb der Bolus-Aufnahmevorrichtung 35 eingesetzt ist, eingebracht. Nachdem diese Präparationen vollständig vorgenommen wurden, wird die Patientencouch 59 bewegt, bis der kranke Teil 62 des Patienten 61 mit der Strahlachse 14 der Bestrahlungsvorrichtung 15 ausgerichtet ist. Nach Abschluss der Ausrichtung beginnt eine Behandlung. Der Bediener gibt ein Behandlungseinleitsignal über eine Bedienkonsole (nicht dargestellt) ein. Nach dem Empfang des Behandlungseinleitsignals arbeitet eine Beschleunigungssteuerung (nicht dargestellt) so, dass das Synchrotron 4 einen Ionenstrahl emittiert. Wie früher beschrieben wurde, erreicht der Ionenstrahl die Bestrahlungsvorrichtung 15. Entsprechend dem vorstehend erwähnten eingegebenen Behandlungseinleitsignal gibt die Bestrahlungssteuerung 54 ein Ionenstrahl-Tasteinleitsignal und die vorstehend erwähnten Informationen über Erregerströme an die Tastmagnetsteuerung 36 aus. Die Tastmagnetsteuerung 36 steuert die Erregerströme zum Tasten des Ionenstrahls, wie vorstehend beschrieben wurde.
Der getastete Ionenstrahl durchläuft die Streukörper 43B und 43C. Nach der Streuung durch die Streukörper wird der Ionenstrahl in einem konischen Muster in Bezug auf die Richtung der Ionenstrahlausbreitung gespreizt. Der Ionenstrahl durchläuft dann den Absorber 48E. Der Absorber verringert die Ionenstrahlenergie, um den In-vivo-Bereich bzw. die In-vivo-Reichweite des Ionenstrahls einzustellen. Weiterhin durchläuft der Ionenstrahl die SOBP-Vorrichtungen 21. Die Dicken der keilförmigen Elemente der SOBP-Vorrichtungen 21 ändern sich in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung. Infolge der Abschnitte, deren Dicke sich ändert, ändert sich der Grad der Energieabschwächung in dem Ionenstrahl, der durch die Streukörper gespreizt und durch die Tastmagneten getastet wird, mit dem SOBP-Vorrichtungsabschnitt, durch den der Ionenstrahl hindurchtritt. Nach Durchlaufen der SOBP-Vorrichtungen 21 bilden die sich ergebenden Ionenstrahlen, deren Energie sich nun unterscheidet, jeweils Bragg-Spitzen an verschiedenen In-vivo-Stellen. Dies führt zu einer erhöhten Gleichmäßigkeit der Strahlungsdosisverteilung in Richtung der Strahlachse 14.
Nach dem Durchlaufen der SOBP-Vorrichtungen 21 tritt der Ionenstrahl durch den Bolus 22. Der Bolus stellt die Bereiche bzw. Reichweiten des Ionenstrahls entsprechend der Form des kranken Teils 62 in Richtung der Ionenstrahlausbreitung ein. Der Kollimator 23 beseitigt Ionenstrahlen, die, nach dem Durchlaufen des Bolus 22, außerhalb der Projektion des kranken Teils 62 in Richtung der Strahlachse 14 angeordnet sind. Mit anderen Worten ermöglicht der Kollimator 23, dass Ionenstrahlen, die sich innerhalb der Projektion befinden, dadurch hindurchlaufen. Der kranke Teil 62 wird Ionenstrahlen ausgesetzt, welche durch den Kollimator 23 laufen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Größe des Wobbelkreises, der sich stromabwärts des kranken Teils 62 in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung befindet (stromabwärts gelegener Wobbelkreis des Bestrahlungsziels), und die Größe des Wobbelkreises, der sich stromaufwärts des kranken Teils 62 in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung befindet (stromaufwärts gelegener Wobbelkreis des Bestrahlungsziels), einfach durch den Abstand von den Tastfokuspositionen derselben Tastmagneten 17, 18 festgelegt (5). Dabei sind die Ionenstrahlgröße und der Betrag auf der stromabwärts gelegenen Seite gleich der Größe und dem Betrag eines Ionenstrahls, der durch dünne Abschnitte der SOBP-Vorrichtungen 21 hindurchtritt. Die Ionenstrahlgröße und der Betrag auf der stromaufwärts gelegenen Seite sind die Ionenstrahlgröße und der Gesamtionenstrahlbetrag von Ionenstrahlen, die durch dünne und dicke Abschnitte der SOBP-Vorrichtung 21 hindurchtreten. Wenn die Streukörper, Absorber und SOBP-Vorrichtungen 21 bewegt und an ihre jeweiligen Positionen gebracht werden, um das Verhältnis zwischen dem stromaufwärts gelegenen Wobbelkreis und der Ionenstrahlgröße und das Verhältnis zwischen dem stromabwärts gelegenen Wobbelkreis und der Ionenstrahlgröße zu optimieren, kann die Gleichmäßigkeit der Strahlungsdosisverteilung für den kranken Teil erhöht werden, während die Strahlungsdosisrate hoch gehalten wird. Das Bestrahlungsziel wird entsprechend der Form des kranken Teils 62 bestimmt. Es kann gelegentlich größer gemacht werden als der kranke Teil, um einen gewissen Spielraum zu belassen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform werden die Streukörper (beispielsweise die Streukörper 43B und 43C) an einer Ionenstrahl-Durchgangsposition in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bewegt. Daher kann die Ionenstrahl-Streugröße, die an der Position des kranken Teils 62 vorherrscht (die vergrößerte Ionenstrahlgröße senkrecht zur Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung), geändert werden. Genauer gesagt nimmt die Streugröße ab, wenn die Streukörper zu dem kranken Teil 62 bewegt werden, und sie nimmt zu, wenn die Streukörper von dem kranken Teil 62 fort bewegt werden. Wenn sich die Streukörper in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bewegen, kann die Ionenstrahl-Streugröße optimiert werden, um eine gleichmäßige Strahlungsdosisverteilung in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bereitzustellen, ohne den In-vivo-Ionenstrahlbereich bzw. die In-vivo-Ionenstrahlreichweite zu ändern. Folglich kann die Verteilung der auf den kranken Teil 62 angewendeten Strahlendosis eingestellt werden. Insbesondere werden die Streukörper von dem kranken Teil 62 fort bewegt, wenn die Ionenstrahl-Streugröße kleiner als die optimale Streugröße ist, und zu dem kranken Teil 62 hin bewegt, wenn die Ionenstrahl-Streugröße größer als die optimale Streugröße ist.
Wenn die Dicke des Absorbers im Ionenstrahl-Durchgangsbereich zunimmt, wird die Ionenstrahl-Streugröße größer als die optimale Streugröße, und die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 wird schlechter. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der ausgewählte Absorber jedoch in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bewegt. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 durch eine Ionenstrahl-Streugrößenänderung verschlechtert wird, welche sich aus einer Ionenstrahlbereichseinstellung ergibt, die mit einem ausgewählten Absorber vorgenommen wird. Dadurch kann die Strahlendosisverteilung für die optimale Streugröße erhalten werden. Die Bewegung des Absorbers stellt absorberinduzierte Änderungen in der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 ein, ohne den Ionenstrahlbereich zu ändern. Wenn die Dicke des ausgewählten Absorbers zunimmt, wird der Absorber weiter stromabwärts in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bewegt.
Es werden mehrere SOBP-Vorrichtungen 21, deren SOBP-Breiten verschieden sind, bereitgestellt. Wie zuvor beschrieben wurde, wird eine SOBP-Vorrichtung 21 ausgewählt und eingestellt. Die SOBP-Vorrichtungen 21 stellen, abhängig von der erreichbaren SOBP-Breite, verschiedene Ionenstrahl-Streugrößen bereit. Wenn die Streugröße einer SOBP-Vorrichtung 21 zunimmt, wird die sich ergebende Position stromabwärts verschoben. Dank dieser Verschiebung wird die Ionenstrahl-Streugröße optimiert. Hierdurch wird die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 senkrecht zur Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung vergleichmäßigt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Ausführungsform die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 vergleichmäßigen, weil sie die Streuvorrichtung 19, die Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung verschieben kann. Weiterhin erhöht die vorliegende Ausführungsform die Strahlendosisrate, weil die Verwendbarkeit des Ionenstrahls verbessert ist.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird die Streuvorrichtung 19 in der Bereichseinstellvorrichtung 20 installiert. Daher können diese Vorrichtungen gemeinsam durch dieselben Wechselstrom-Servomotoren 25, 26 bewegt werden, welche als Antriebsvorrichtungen dienen. Folglich ist die Konfiguration gemäß der vorliegenden Ausführungsform einfacher als in Fällen, in denen die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 getrennt durch jeweilige Antriebsvorrichtungen bewegt werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 integriert miteinander ausgebildet, wobei Absorber in der Nähe von Streukörpern angeordnet sind. Daher wird die Größe eines auf einen Absorber fallenden Ionenstrahls klein gemacht, so dass die Länge und die Breite jedes Absorbers in einer zur Strahlachse 14 senkrechten Ebene verringert werden können. Hierdurch wird die Bereichseinstellvorrichtung 20 verkleinert. Wenngleich der Einfluss einer absorberinduzierten Streuung abhängig vom Ausmaß der Absorbereinfügung ausgeübt wird, bewegt die vorliegende Ausführungsform Absorber und Streukörper gemeinsam in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung. Daher ist es möglich, das Ausmaß der Absorberbewegung in dieser Ausbreitungsrichtung zu verringern und den Abstand zwischen dem kranken Teil 62 und Absorbern zu vergrößern. Weil der Abstand vergrößert ist, wobei die Streukörper und Absorber dicht beieinander angeordnet sind, nimmt der Halbschatten der Strahlendosisverteilung jenseits des kranken Teils 62 ab. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform gleichen die Bewegungsmaße der Absorber und Streukörper entlang der Strahlachse 14 einander. Weil die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20, welche integriert miteinander ausgebildet sind, sich entlang der Strahlachse 14 bewegen, kann der Änderungsgrad der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 ungeachtet des entsprechend einer Absorber auswahl bestimmten Ionenstrahlbereichs verkleinert werden. Durch die Verwendung der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20, die integriert miteinander ausgebildet sind, positioniert die vorliegende Ausführungsform einen ausgewählten Absorber in der Nähe von Streukörpern, um die Größe eines auf den Absorber fallenden Ionenstrahls zu verringern. Daher kann die Größe jedes Absorbers verringert werden, wodurch die Bestrahlungsvorrichtung 15 verkleinert wird.
Die vorliegende Ausführungsform verwendet die Funktionen des Steuersystems 70, insbesondere die Funktionen der Bestrahlungssteuerung 54 und der Antriebssteuerung 56, um den Streukörper einer ersten Streuvorrichtung 19 leicht in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung zu verschieben und ihn an einer vorgewählten Position anzuordnen. Insbesondere kann die Bestrahlungssteuerung 54 den Streukörper der ersten Streuvorrichtung 19 an der vorstehend erwähnten vorgewählten Position unter Verwendung der Therapieplaninformationen für den Patienten 61, insbesondere des Bereichs bzw. der Reichweite (der Bereichs- bzw. Reichweiteninformationen) an der vorstehend erwähnten vorgewählten Position anordnen.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Strahlendosisverteilung für das Bestrahlungsziel auf der Grundlage der Ionenstrahlbestrahlung in Richtung der In-vivo-Tiefe gleichmäßig, wie in 6B dargestellt ist. Die in 63 dargestellte Strahlendosisverteilung wird erhalten, wenn die Bereichseinstellvorrichtung 20 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewegt wird. Bei einer herkömmlichen Konfiguration, bei der die Streuvorrichtung 19, die Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 nicht bewegt werden, ändert sich die Strahlendosisverteilung innerhalb des Bestrahlungsziels in Richtung der In-vivo-Tiefe, wie in 6A dargestellt ist. Eine solche Änderung der Strahlendosisverteilung kann durch die vorliegende Ausführungsform erheblich verringert werden. Die in den 6A und 63 dargestellten Beispiele betreffen einen Fall, in dem Ionenstrahlen, die die gleiche Energie aufweisen, für die Bestrahlung verwendet werden.
7A zeigt die Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung für ein Bestrahlungsziel bei einer herkömmlichen Konfiguration. Bei der herkömmlichen Konfiguration bleibt die Strahlendosisverteilung, unabhängig davon, ob sich die Länge des Bestrahlungsziels in Tiefenrichtung ändert, gleichmäßig. Wie in 7B dargestellt ist, stellt die vorliegende Ausführungsform einen hohen Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung bereit, wenn die Länge des Bestrahlungsziels in Tiefenrichtung abnimmt. Die in 7B dargestellten Eigenschaften werden erhalten, wenn die SOBP-Vorrichtung 21 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bewegt wird.
Wenngleich die vorliegende Ausführungsform die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20, die integriert miteinander ausgebildet sind, und die SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 bewegt, kann eine alternative Konfiguration verwendet werden, um entweder eine Kombination aus der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 oder der SOBP-Vorrichtung 21 zu bewegen. Wenn die verwendete Konfiguration die SOBP-Vorrichtung 21 beweglich und die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 unbeweglich macht, ist die Änderung der Strahlendosisverteilung, die ansprechend auf den ausgewählten Absorber in dem kranken Teil 62 auftritt, nicht einstellbar, der Grad der Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 ist jedoch höher als bei der herkömmlichen Konfiguration.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20, die integriert miteinander ausgebildet sind, alternativ stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 positioniert werden. Weil sich die Streuvorrichtung 19 bei dieser alternativen Konfiguration stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 befindet, kann der Grad der Ionenstrahlstreuung durch die Streuvorrichtung 19 verringert werden. Folglich kann die Streukörperdicke der Streuvorrichtung 19 verringert werden, so dass die Streuvorrichtung 19 kompakt gemacht wird. Weil die vorliegende Ausführungsform die Bereichseinstellvorrichtung 20 stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 positioniert, kann der effektive Strahlungsquellenabstand größer gemacht werden als wenn die Bereichseinstellvorrichtung 20 stromabwärts des ersten Tastmagneten 17 positioniert ist, und die effektive Größe der Strahlungsquelle kann weiter verringert werden. Dadurch wird der Halbschatten weiter verkleinert. Wenn die Bereichseinstellvorrichtung 20 ferner stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 positioniert wird, nimmt die Absorbergröße (die Absorberdicke) zu, wodurch die Ionenstrahlenergie verringert wird und ein größerer Wobbelkreis angenommen wird. Hierdurch wird der Freiheitsgrad beim Auswählen eines Verhältnisses zwischen der Ionenstrahl-Streugröße für den kranken Teil 62 und der Größe des Wobbelkreises erhöht.
Wenngleich die vorliegende Ausführungsform mit der Bereichseinstellvorrichtung 20 versehen ist, kann eine alternative Konfiguration, die die Bereichseinstellvorrichtung 20 nicht aufweist, verwendet werden, so dass das Synchrotron 4 die dem Ionenstrahl bei der Beschleunigung verliehene Energie einstellt, um den Ionenstrahlbereich innerhalb des Körpers des Patienten 61 einzustellen. Eine andere alternative Konfiguration kann auch gebildet werden, um einen gewünschten Ionenstrahlbereich zu erhalten, indem eine gewünschte untere Dicke des Bolus 22 vorgewählt wird.
Zweite Ausführungsform
Ein Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so konfiguriert, dass die Bestrahlungsvorrichtung 15 in dem in 1 dargestellten Teilchenstrahl-Therapiesystem 1 durch eine in 8 dargestellte Bestrahlungsvorrichtung 15A ersetzt ist. Die Bestrahlungsvorrichtung 15A unterscheidet sich. von der Bestrahlungsvorrichtung 15 durch die Positionen der SOBP-Vorrichtung 21 und der dieser zugeordneten Komponenten. Wie in 8 dargestellt ist, ist die Bestrahlungsvorrichtung 15A so konfiguriert, dass die SOBP-Vorrichtung 21 stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 positioniert ist. Das Tragelement 30, der Wechselstrom-Servomotor 31, die Kugelumlaufspindel 32, der Encoder 33 und die Linearführung 34 sind auch stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 angeordnet und innerhalb des Gehäuses 16 montiert. Ein Drehrad-SOBP-Filter kann als SOBP-Vorrichtung verwendet werden.
Der einen dünnen Abschnitt der SOBP-Vorrichtung 21 durchlaufende Ionenstrahl weist eine hohe Energie auf. Daher ist der durch den ersten und den zweiten Tastmagneten bereitgestellte Tastbetrag gering. Der durch einen dicken Abschnitt der SOBP-Vorrichtung 21 hindurchtretende Ionenstrahl weist jedoch eine niedrige Energie auf. Daher ist der vom ersten und vom zweiten Tastmagneten bereitgestellte Tastbetrag größer als der Tastbetrag, der für den durch den dünnen Abschnitt hindurchtretenden Ionenstrahl bereitgestellt wird. Dadurch ist der Spreizwinkel des durch den dicken Abschnitt nach dem Tasten durch den ersten und den zweiten Tastmagneten hindurchtretenden Ionenstrahls größer als der Spreizwinkel des nach dem Tasten durch den dünnen Abschnitt hindurchtretenden Ionenstrahls, wie in 9 dargestellt ist. Der Wobbelkreis, der sich stromaufwärts des Bestrahlungsziels befindet, wird durch den durch den dicken Abschnitt hindurchtretenden Ionenstrahl gebildet, während der Wobbelkreis, der sich stromabwärts des Bestrahlungsziels befindet, durch den durch den dicken Abschnitt hindurchtretenden Ionenstrahl gebildet wird. Daher wird die SOBP-Vorrichtung 21 so bewegt und positioniert, dass das Verhältnis zwischen dem Kreis, der in einem flachen In-vivo-Bereich durch einen vom ersten und vom zweiten Tastmagneten getasteten und aus verschiedenen Energiekomponenten bestehenden Ionenstrahl gezeichnet wird, und der Ionenstrahlgröße, die von Ionenstrahlen verschiedener Energiekomponenten bereitgestellt ist, und das Verhältnis zwischen dem Kreis, der in einem tiefen Bereich durch einen Ionenstrahl gezeichnet wird, und der Ionenstrahlgröße, die von Ionenstrahlen verschiedener Energiekomponenten bereitgestellt ist, optimiert werden. Folglich wird, wie in 10B dargestellt ist, die relative Strahlendosisverteilung auf der Bestrahlungsziel-Strahlachse 14 (der Mittelachse) in Richtung der In-vivo-Tiefe gleichmäßig, und die Gleichmäßigkeit der relativen Strahlendosisverteilung in der Peripherie des Bestrahlungsziels nimmt in Tiefenrichtung zu. Weiter zeigt die relative Strahlendosisverteilung in der Peripherie des Bestrahlungsziels gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wie in 10B dargestellt ist, einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad als die relative Strahlendosisverteilung an der Peripherie gemäß der ersten Ausführungsform (10A), wobei die SOBP-Vorrichtung 21 stromabwärts des zweiten Tastmagneten 18 positioniert ist. Mit anderen Worten erhöht die erste Ausführungsform den Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung durch Ausgleichen der Strahlendosisverteilungen senkrecht zur Strahlachse 14 für die tiefen und flachen Bestrahlungszielpositionen. Anders als gemäß der ersten Ausführungsform beseitigt die vorliegende Ausführungsform die Differenz zwischen den Strahlendosisverteilungen für die tiefen und flachen Positionen.
Die vorliegende Ausführungsform stellt die Vorteile bereit, die durch die erste Ausführungsform bereitgestellt werden. Zusätzlich ermöglicht die vorliegende Ausführungsform das Verringern der Größen von Ionenstrahlen und der SOBP-Vorrichtung 21, weil die SOBP-Vorrichtung 21 stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 angeordnet ist.
Eine alternative Konfiguration kann für die vorliegende Ausführungsform verwendet werden, so dass entweder eine Kombination der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 oder der SOBP-Vorrichtung 21 beweglich ist.
Bei einer anderen alternativen Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform können eine Kombination aus der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20, die integriert miteinander ausgebildet sind, und die Antriebsvorrichtungen zum Bewegen der Kombination entlang der Strahlachse 14 stromaufwärts der SOBP-Vorrichtung 21 positioniert werden. Diese alternative Konfiguration ermöglicht es, die Bereichseinstellvorrichtung 20 kompakt zu machen, wie zuvor beschrieben wurde.
Dritte Ausführungsform
Die vorstehenden Ausführungsformen beziehen sich auf ein Teilchenstrahl-Therapiesystem, das auf einer wobbelnden Bestrahlungsvorrichtung beruht. Nun wird eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nämlich ein Teilchenstrahl-Therapiesystem auf der Grundlage einer Streukörper-Bestrahlungsvorrichtung, beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der dritten Ausführungsform ist so eingerichtet, dass die Bestrahlungsvorrichtung 15 in dem in 1 dargestellten Teilchenstrahl-Therapiesystem 1 durch eine Bestrahlungsvorrichtung 15B ersetzt ist, welche eine in 11 dargestellte erste Streukörper-Bestrahlungsvorrichtung ist. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist keine Antriebssteuerung 58 auf. Die Bestrahlungsvorrichtung 15B weist eine Streuvorrichtung 19 (einen ersten Streukörper), eine Streuvorrichtung 63 (einen zweiten Streukörper), eine SOBP-Vorrichtung 21 und eine Bereichseinstellvorrichtung 20 auf, die innerhalb eines Gehäuses 16 montiert sind und sequenziell stromaufwärts bis stromabwärts der Ionenstrahlausbreitung angeordnet sind. Das Gehäuse 16 weist eine Bolus-Aufnahmevorrichtung auf, die sich stromabwärts der Bereichseinstellvorrichtung 20 befindet.
Die Streuvorrichtung 19 ist an einem Tragelement 67 angebracht. Das Tragelement 67 steht in Eingriff mit einer Kugelumlaufspindel 66, welche durch ein Gewindeloch läuft.
Das obere Ende der Kugelumlaufspindel 66 ist drehbar an dem Gehäuse 16 angebracht. Das untere Ende der Kugelumlaufspindel 66 ist mit einem Wechselstrom-Servomotor 65 gekoppelt, der an dem Gehäuse 16 angebracht ist. Ein Encoder 29A ist mit der Drehachse des Wechselstrom-Servomotors 65 gekoppelt. Die Streuvorrichtung 63 ist über ein Tragelement 64 an dem Gehäuse 16 angebracht. Die SOBP-Vorrichtung 21 ist über ein Tragelement an dem Gehäuse 16 angebracht. Die Bereichseinstellvorrichtung 20 ist über ein Tragelement 68 an dem Gehäuse 16 angebracht. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform können sich die Streuvorrichtung 63, die SOBP-Vorrichtung 21 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 nicht entlang der Strahlachse 14 bewegen.
Die Streuvorrichtung 63 ist so konfiguriert, dass der Grad der Ionenstrahlstreuung von einem Ionenstrahl-Einfallspunkt zu einem anderen variiert. Die Streuvorrichtung 63 weist beispielsweise einen Doppelring-Streukörper auf, der mehrere Materialien aufweist, die sich im Grad der Streuung unterscheiden. Die Streuvorrichtung 63 ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Strahlendosisverteilung des Ionenstrahls. Insbesondere unterscheiden sich die inneren und äußeren Strukturen der Streuvorrichtung 63 voneinander. Weil sich die Streuintensität zwischen den inneren und äußeren Strukturen unterscheidet, nimmt die Streuvorrichtung 63 Einstellungen vor, um die Strahlendosisverteilung für eine Überlappung zwischen innen und außen durchlaufenden Ionenstrahlen zu vergleichmäßigen. Ein anderes Beispiel des Streukörpers für die Streuvorrichtung 63 wäre beispielsweise eine konturierte Strahlungsstruktur, bei der sich der Materialanteil schrittweise ändert.
Wie im Fall der ersten Ausführungsform wählt die Bestrahlungssteuerung 54 entsprechend im Speicher 55 gespeicherten Patiententherapieplaninformationen eine Streukörperdicke und eine Absorberdicke aus den im Speicher 55 gespeicherten Bestrahlungsbedingungsinformationen aus. Der Speicher 55 speichert SC-Positionsinformationen an Stelle der "SC + RS-Positionsinformationen", welche als Teil der in Tabelle 1 dargestellten Bestrahlungsbedingungsinformationen dargestellt sind. Die gespeicherten SC-Positionsinformationen sind die Positionsinformationen über die Streuvorrichtung 19. Die SC-Position ist eine Position, die auf der ersten Referenzposition für die Streuvorrichtung 19 beruht. Entsprechend den Informationen über die ausgewählte Streukörperdicke, wählt die Antriebssteuerung 56 einen innerhalb der Streuvorrichtung 19 benötigten Streukörper aus und übt eine Steuerung aus, um den ausgewählten Streukörper zu einer Ionenstrahl-Durchgangsposition zu bewegen. Die Antriebssteuerung 56 wählt auch einen innerhalb der Bereichseinstellvorrichtung 20 benötigten Absorber entsprechend den Informationen über die ausgewählte Absorberdicke aus und übt eine Steuerung aus, um den ausgewählten Absorber zu einer Ionenstrahl-Durchgangsposition zu bewegen. Der Bolus 22 wird in die Bolus-Aufnahmevorrichtung 35 eingesetzt. Weiterhin wird der Kollimator 23 am unteren Ende des Gehäuses 16 eingesetzt.
Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt die SC-Positionsinformationen, welche die ersten Positionsinformationen sind, sowie eine Antriebsanweisung an die Antriebssteuerung 57 aus. Entsprechend den SC-Positionsinformationen dreht die Antriebssteuerung 57 den Wechselstrom-Servomotor 65, um das Tragelement 67 zu einer spezifizierten Position entlang der Strahlachse 14 zu bewegen. Die Antriebssteuerung 57 stellt die Antriebssteuerung über den Wechselstrom-Servomotor 65 bereit, um die Streuvorrichtung 19, entsprechend der Größe des kranken Teils 62 senkrecht zur Strahlachse 14, in Richtung der Strahlachse 14 zu bewegen.
Nachdem ein Ionenstrahl von einer drehbaren Bestrahlungsvorrichtung 10 emittiert wurde und auf die Bestrahlungsvorrichtung 15B gefallen ist, wird er durch den ausgewählten Streukörper der Streuvorrichtung 19 gestreut, in einem konischen Muster in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung gespreizt und in die Streuvorrichtung 63 eintreten gelassen.
Der Ionenstrahl wird dann durch den Doppelring-Streukörper der Streuvorrichtung 63 gestreut, um die Strahlendosisverteilung in einer zur Strahlachse 14 senkrechten Ebene einzustellen. Der Ionenstrahl durchläuft dann sequenziell die Bragg-Spitzenspreizvorrichtung 21, die Bereichseinstellvorrichtung 20, den Bolus 22 und den Kollimator 23 und fällt auf den kranken Teil 62. Die Bragg-Spitzenspreizvorrichtung 21 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 funktionieren genauso wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Weil die vorliegende Ausführungsform den Streukörper in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung bewegt, stellt sie einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 als eine herkömmliche Konfiguration bereit. Die vorliegende Ausführungsform verbessert auch die Verwendbarkeit des Ionenstrahls und erhöht die Strahlendosisrate. Wenn sich die Streuvorrichtung 63 entlang der Strahlachse 14 bewegt, treten zwei Probleme auf. Das erste Problem besteht darin, dass ein hohes Maß an Genauigkeit für eine Linearität der Bewegung in Richtung der Strahlachse 14 erforderlich ist, weil die Strahlendosisverteilung stark durch die Konzentrizität zwischen der Streuvorrichtung 63 und der Strahlachse 14 beeinflusst wird. Das zweite Problem besteht darin, dass der Wechselstrom-Servomotor für den Antrieb eine größere Kapazität aufweisen muss, weil die Streuvorrichtung 63 größer und schwerer ist als die Streuvorrichtung 19. Diese Probleme werden jedoch durch die vorliegende Ausführungsform gelöst, welche die Streuvorrichtung 63 fixiert und die Streuvorrichtung 19 entlang ihrer Achse bewegt.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vierten Ausführungsform ist derart, dass die Bestrahlungsvorrichtung 153 gemäß der dritten Ausführungsform durch eine zweite Streukörper-Bestrahlungsvorrichtung ersetzt ist. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Antriebssteuerung 58 nicht auf. Die zweite Bestrahlungsvorrichtung unterscheidet sich in der Hinsicht von der Bestrahlungsvorrichtung 15B, dass eine Streuvorrichtung 19 über ein Tragelement 67 in stationärer Weise in einem Gehäuse 16 angebracht ist, während eine Bereichseinstellvorrichtung 20 in dem Gehäuse 16 angebracht ist und in Richtung der Strahlachse 14 beweglich gemacht ist. Die Antriebsvorrichtung zum Bewegen der Bereichseinstellvorrichtung 20 in Richtung der Strahlachse 14 ist ebenso konfiguriert wie die Antriebsvorrichtung (ein Wechselstrom-Servomotor 65 und eine Kugelumlaufspindel 66) zum Bewegen der Streuvorrichtung 19 in der Bestrahlungsvorrichtung 15B in dieser Richtung, und in dem Gehäuse 16 angebracht.
Wie im Fall der dritten Ausführungsform wählt eine Bestrahlungssteuerung 54 eine Streukörperdicke und eine Absorberdicke aus. Ein Speicher 55 speichert RS-Positionsinformationen an Stelle der "SC + RS-Positionsinformationen", welche Teil der in Tabelle 1 dargestellten Bestrahlungsbedingungsinformationen sind. Die gespeicherten RS-Positionsinformationen sind die Positionsinformationen der Bereichseinstellvorrichtung 20. Die RS-Position ist eine Position, die auf der ersten Referenzposition für die Bereichseinstellvorrichtung 20 beruht. Wie im Fall der dritten Ausführungsform wählt die Antriebssteuerung 56 einen erforderlichen Streukörper und einen erforderlichen Absorber aus und übt eine Steuerung aus, um den gewählten Streukörper und den gewählten Absorber zu einer Ionenstrahl-Durchgangsposition zu bewegen. Ein Bolus 22 und ein Kollimator 23 sind auch im Gehäuse 16 montiert.
Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt die RS-Positionsinformationen, welche die ersten Positionsinformationen sind, sowie eine Antriebsanweisung an eine Antriebssteuerung 57 aus. Entsprechend den RS-Positionsinformationen dreht die Antriebssteuerung 57 einen Wechselstrom-Servomotor, um ein Tragelement 68 zu einer spezifizierten Position entlang der Strahlachse 14 zu bewegen. Nachdem ein Ionenstrahl von der drehbaren Bestrahlungsvorrichtung 10 emittiert wurde und auf die zweite Bestrahlungsvorrichtung gefallen ist, durchläuft er sequenziell den ausgewählten Streukörper der Streuvorrichtung 19, der Streuvorrichtung 63, die Bragg-Spitzenspreizvorrichtung 21, die Bereichseinstellvorrichtung 20, den Bolus 22 und den Kollimator 23 und fällt dann auf den kranken Teil 62.
Die vorliegende Ausführungsform bewegt den Absorber in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung. Die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62, welche sich aus Ionenstrahl-Streuänderungen ergibt, die durch einen ausgewählten Absorber hervorgerufen werden, wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, kann daher in höherem Maß als bei einer herkömmlichen Konfiguration vergleichmäßigt werden. Zusätzlich verbessert die vorliegende Ausführungsform die Verwendbarkeit des Ionenstrahls und erhöht die Strahlendosisrate.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der fünften Ausführungsform ist derart, dass die Bestrahlungsvorrichtung 158 gemäß der dritten Ausführungsform durch eine dritte Streukörper-Bestrahlungsvorrichtung ersetzt ist. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist die Antriebssteuerung 57 nicht auf. Die dritte Bestrahlungsvorrichtung unterscheidet sich in der Hinsicht von der Bestrahlungsvorrichtung 158, dass eine Streuvorrichtung 19 über ein Tragelement 67 in stationärer Weise in einem Gehäuse 16 montiert ist, während eine SOBP-Vorrichtung 21 in einem Gehäuse 16 montiert ist und in Richtung der Strahlachse 14 beweglich gemacht ist. Die vorliegende Ausführungsform gleicht in der Hinsicht der ersten Ausführungsform, dass die SOBP-Vorrichtung 21 in Richtung der Strahlachse 14 beweglich ist.
Wie im Fall der dritten Ausführungsform wählt eine Bestrahlungssteuerung 54 eine Streukörperdicke und eine Absorberdicke aus. Ein Speicher 55 speichert die in Tabelle 1 dargestellten Bestrahlungsbedingungsinformationen mit Ausnahme der "SC + RS-Positionsinformationen" und auch die in Tabelle 2 dargestellten Bestrahlungsbedingungsinformationen. Wie im Fall der dritten Ausführungsform wählt eine Antriebssteuerung 56 einen erforderlichen Streukörper und einen erforderlichen Absorber aus und übt eine Steuerung aus, so dass der gewählte Streukörper und der gewählte Absorber zu einer Ionenstrahl-Durchgangsposition bewegt werden. Ein Bolus 22 und ein Kollimator 23 sind auch im Gehäuse 16 montiert.
Die Bestrahlungssteuerung 54 gibt die Positionsinformationen über die SOBP-Vorrichtung 21, welche die zweiten Positionsinformationen sind, sowie eine Antriebsanweisung an eine Antriebssteuerung 58 aus. Entsprechend den zweiten Positionsinformationen dreht die Antriebssteuerung 58 einen Wechselstrom-Servomotor, um ein Tragelement 30 zu einer spezifizierten Position entlang der Strahlachse 14 zu bewegen. Nachdem ein Ionenstrahl von einer drehbaren Bestrahlungsvorrichtung 10 emittiert wurde und auf die dritte Bestrahlungsvorrichtung eingefallen ist, fällt er in der gleichen Weise wie in Zusammenhang mit der vierten Ausführungsform beschrieben auf einen kranken Teil 62.
Die vorliegende Ausführungsform bewegt die SOBP-Vorrichtung 21 in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung. Folglich ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform, wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, die Änderungen der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 einzustellen, welche sich abhängig von der eingestellten SOBP-Vorrichtung 21 ergeben. Dadurch ermöglicht die vorliegende Ausführungsform einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 als bei einer herkömmlichen Konfiguration. Die vorliegende Ausführungsform verbessert auch die Verwendbarkeit des Ionenstrahls und erhöht die Strahlendosisrate.
Die Ausführungsformen drei bis fünf bewegen eine von der Streuvorrichtung 19, der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21, welche gemäß der ersten Ausführungsform alle bewegt werden. Daher sind die Ausführungsformen drei bis fünf der ersten Ausführungsform in der Fähigkeit zum Einstellen des Gleichmäßigkeitsgrads der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 unterlegen, sie stellen jedoch einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung als eine herkömmliche Konfiguration bereit.
Eine alternative Konfiguration kann für die dritte Ausführungsform verwendet werden, so dass mindestens eine von der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21 zusätzlich zu der Streuvorrichtung 19, die beweglich ist, beweglich gemacht wird. Wenn die Antriebsvorrichtung für die Bereichseinstellvorrichtung 20 in dem Gehäuse 16 montiert ist, kann sich die Bereichseinstellvorrichtung 20 entlang der Strahlachse 14 bewegen. Wenn die Antriebsvorrichtung für die SOBP-Vorrichtung 21 in dem Gehäuse 16 montiert ist, wie in 2 dargestellt ist, kann sich die SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 bewegen. Wenn beispielsweise die Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 zusätzlich zu der Streuvorrichtung 19 beweglich gemacht werden, ist der Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 höher als jener, der durch die dritte Ausführungsform bereitgestellt wird, und gleich jenem, der durch die erste Ausführungsform bereitgestellt wird. Ferner kann eine alternative Konfiguration für die vierte Ausführungsform verwendet werden, so dass die SOBP-Vorrichtung 21 zusätzlich zur Bereichseinstellvorrichtung 20, die beweglich ist, beweglich gemacht wird. Diese alternative Konfiguration kann erreicht werden, indem die Antriebsvorrichtung für die vorstehend erwähnte SOBP-Vorrichtung 21 in dem Gehäuse 16 montiert wird.
Sechste Ausführungsform
Eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der sechsten Ausführungsform ist derart, dass die Bestrahlungsvorrichtung 15 gemäß der ersten Ausführungsform durch eine Bestrahlungsvorrichtung 15E ersetzt wird, welche in 12 dargestellt ist. Die Bestrahlungsvorrichtung 15E unterscheidet sich in der Hinsicht von der Bestrahlungsvorrichtung 15B, dass eine Kombination einer Streuvorrichtung 19 und einer Bereichseinstellvorrichtung 20, welche integriert miteinander sind, wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, stromaufwärts einer Streuvorrichtung 63, die der zweite Streukörper ist, angeordnet ist, und dass die Streuvorrichtung 19, die Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 beweglich sind. Eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der integriert ausgebildeten Kombination aus der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 entlang der Strahlachse 14 ist ebenso konfiguriert wie die in 1 dargestellte Antriebsvorrichtung. Eine Antriebsvorrichtung zum Bewegen der SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 ist ebenso konfiguriert wie die in 1 dargestellte Antriebsvorrichtung.
Eine Bestrahlungssteuerung 54 und die Antriebssteuerungen 56, 57, 58 für die vorliegende Ausführungsform funktionieren ebenso wie die Gegenstücke für die erste Ausführungsform. Der auf die Bestrahlungsvorrichtung 15E fallende Ionenstrahl durchläuft die internen Komponenten und fällt auf einen kranken Teil 62.
Weil die vorliegende Ausführungsform die Streuvorrichtung 19, die Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 bewegt, kann sie die Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 wie im Fall der ersten Ausführungsform vergleichmäßigen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die integriert ausgebildete Kombination aus der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 stromaufwärts einer Streuvorrichtung 63 positioniert. Daher kann die vorliegende Ausführungsform selbst dann, wenn der Betrag der Bereichseinstellung bzw. der Reichweiteneinstellung durch einen ausgewählten Absorber vergrößert ist, den effektiven Strahlungsquellenabstand erhöhen und die effektive Strahlungsquellengröße verringern. Folglich ist der Halbschatten der Strahlendosisverteilung jenseits des kranken Teils verkleinert. Ferner nimmt die Größe des auf die Bereichseinstellvorrichtung 20 einfallenden Ionenstrahls ab, wodurch es ermöglicht wird, die Bereichseinstellvorrichtung 20 zu verkleinern.
Wenn die Bereichseinstellvorrichtung 10 stromaufwärts der Streuvorrichtung 63, welche der zweite Streukörper ist, angeordnet ist, vergrößert sich der Änderungsbetrag der Strahlendosisverteilung bei Bereichseinstellungen bzw. Reichweiteneinstellungen. Die vorliegende Ausführungsform kann die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 jedoch in Richtung der Strahlachse 14 bewegen, wodurch es ermöglicht wird, den Änderungsbetrag der Strahlendosisverteilung einzustellen. Weil die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 integriert miteinander ausgebildet sind, kann das Ausmaß ihrer Bewegung in Richtung der Strahlachse 14 verringert werden. Wenn der Betrag des Energieverlusts des Ionenstrahls in der Bereichseinstellvorrichtung 20 zunimmt (wenn ein dicker Absorber ausgewählt wird), nimmt auch der Betrag der Ionenstrahlstreuung in der Streuvorrichtung 63 zu. Wenn die Streuvorrichtung 19 und die Bereichseinstellvorrichtung 20 bewegt werden, kann der Änderungsbetrag der Strahlendosisverteilung für den kranken Teil 62 daher ungeachtet des Einstellungsbetrags des Ionenstrahlbereichs bzw. der Ionenstrahl-Reichweite durch den Absorber verringert werden.
Eine alternative Konfiguration kann für die vorliegende Ausführungsform verwendet werden, so dass entweder die integriert ausgebildete Kombination der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 oder die SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 unbeweglich ist. Wenn die integriert ausgebildete Kombination der Streuvorrichtung 19 und der Bereichseinstellvorrichtung 20 unbeweglich ist, bewirkt das Einfügen eines Absorbers in den Ionenstrahl-Durchgangsbereich eine Erhöhung des Ausmaßes des Einfallens des Ionenstrahls auf den äußeren Bereich der Streuvorrichtung 63. Wenn die Energie jedoch durch das Einfügen des Absorbers verringert wird, wird der Grad der Ionenstrahlstreuung an der Position der Streuvorrichtung 63 jedoch höher als wenn kein Absorber eingefügt ist.
Nun wird eine andere Ausführungsform einer wobbelnden Bestrahlungsvorrichtung beschrieben. Die Bestrahlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die als die Bestrahlungsvorrichtung vom Typ A bezeichnet wird, ist so konfiguriert, dass die Streuvorrichtung 63 der Bestrahlungsvorrichtung 158 (11) durch den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18, die in 1 dargestellt sind, ersetzt ist. Eine Streuvorrichtung 19, die sich stromaufwärts des ersten Tastmagneten 17 befindet, kann in Richtung der Strahlachse 14 bewegt werden. Eine Bereichseinstellvorrichtung 20 und eine SOBP-Vorrichtung 21 bewegen sich nicht in Richtung der Strahlachse 14. Bei der Bestrahlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann sich zumindest eine von der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21 zusätzlich in Richtung der Strahlachse 14 bewegen. Selbst wenn die Bestrahlungsvorrichtung so konfiguriert ist, wie vorstehend beschrieben wurde, stellt sie einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung für einen kranken Teil 62 als eine herkömmliche Konfiguration bereit.
Eine weitere Ausführungsform einer wobbelnden Bestrahlungsvorrichtung wird nun beschrieben. Die Bestrahlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die als Bestrahlungsvorrichtung vom Typ B bezeichnet wird, ist so konfiguriert, dass die Streuvorrichtung 19 der Bestrahlungsvorrichtung vom Typ A stromabwärts des zweiten Tastmagneten 18 und stromaufwärts einer SOBP-Vorrichtung 21 angeordnet ist. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist die Streuvorrichtung 19 in Richtung der Strahlachse 14 beweglich, eine Bereichseinstellvorrichtung 20 und die SOBP-Vorrichtung 21 sind jedoch in Richtung der Strahlachse 14 unbeweglich. Bei der Bestrahlungsvorrichtung vom Typ B kann sich mindestens eine von der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21 zusätzlich in Richtung der Strahlachse 14 bewegen. Selbst wenn die Bestrahlungsvorrichtung so konfiguriert ist, wie vorstehend beschrieben wurde, stellt sie einen höheren Gleichmäßigkeitsgrad der Strahlendosisverteilung für einen kranken Teil 62 bereit als eine herkömmliche Konfiguration.
Siebte Ausführungsform
Eine siebte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einer tastenden Bestrahlungsvorrichtung beruht, wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der siebten Ausführungsform ist von dem in 1 dargestellten Teilchenstrahl-Therapiesystem in der Ionenstrahl-Taststeuerung in der Hinsicht verschieden, dass die Tastmagnetsteuerung 36 auf den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 wirkt.
Die von der vorliegenden Ausführungsform ausgeführte Ionenstrahltastung wird nun detailliert beschrieben. Eine Bestrahlungssteuerung 54 gewinnt Ionenstrahl-Tastbedingungsinformationen (beispielsweise in 13A dargestellte Erregerstrommuster) über das Tasten eines Patienten 61 von einem Speicher 55 und gibt sie an die Tastmagnetsteuerung 36 aus. Die Ionenstrahl-Tastbedingungsinformationen werden erzeugt, wenn ein Therapieplan für den Patienten 61 formuliert wird. Entsprechend den Erregerstrom-Musterinformationen steuert die Tastmagnetsteuerung 36 die Ströme, die dem ersten Tastmagneten 17 bzw. dem zweiten Tastmagneten 18 zugeführt werden. Der durch den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 getastete Ionenstrahl durchläuft eine Streuvorrichtung 19, eine Bereichseinstellvorrichtung 20, eine SOBP-Vorrichtung 21, einen Bolus 22 und einen Kollimator 23 und fällt auf einen kranken Teil 62. Wie in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, wird eine wobbelnde Ionenstrahltastung entsprechend dem in 133 dargestellten Erregerstrommuster für die Tastmagneten ausgeführt.
Das verwendete Tastverfahren ermöglicht eine Bestrahlung, während ein Ionenstrahl innerhalb mehrerer Bereiche getastet wird, in die der kranke Teil 62 unterteilt ist (beispielsweise ist der kranke Teil 62 in mehrere Bereiche in Richtung der In-vivo-Tiefe unterteilt). Dieses Tastverfahren kann eine Bestrahlung mit einem Ionenstrahl entsprechend der Form des kranken Teils 62 bereitstellen, wodurch verhindert wird, dass gesunde Zellen, die dem kranken Teil 62 benachbart sind, dem Ionenstrahl ausgesetzt werden. Wenn die Erregerströme so gesteuert werden, wie durch die vorstehend erwähnten, in 13A dargestellten Erregerstrommuster angegeben ist, breitet sich der Ionenstrahl in einer festen Richtung aus, während er innerhalb eines vorstehend beschriebenen unterteilten Bereichs eine Zickzackbewegung ausführt. Die Ionenstrahltastung wird auf diese Weise ausgeführt, um die Bestrahlung mit dem Ionenstrahl für einen unterteilten Bereich abzuschließen. Die Ionenstrahlenergie wird geändert, um den Ionenstrahl in die anderen unterteilten Bereiche zu bewegen, deren Tiefe von der Körperoberfläche des Patienten variiert.
Falls eine herkömmliche abtastende Bestrahlungsvorrichtung für die Ionenstrahltastung verwendet wird, tritt ein Problem auf. Insbesondere variiert die Ionenstrahlgröße mit der Ionenstrahllänge in Ausbreitungsrichtung innerhalb unterteilter Bereiche oder der Position in Richtung der In-vivo-Tiefe. Die vorliegende Ausführungsform kann jedoch die Ionenstrahlgröße einstellen, weil sie die Streuvorrichtung 19 in Richtung der Strahlachse 14 bewegt. Die vorliegende Ausführungsform bewegt auch die Bereichseinstellvorrichtung 20 in die gleiche Richtung, wodurch es möglich wird, Größenänderungen des Ionenstrahls, die sich aus Streuungsänderungen des Ionenstrahls ergeben, welche hervorgerufen werden, wenn der Bereich bzw. die Reichweite durch einen ausgewählten Absorber eingestellt wird, einzustellen. Ferner bewegt die vorliegende Ausführungsform eine SOBP-Vorrichtung 21, wodurch es möglich wird, Ionenstrahländerungen, die durch eine ausgewählte SOBP-Vorrichtung 21 hervorgerufen werden, einzustellen. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die vorliegende Ausführungsform die Ionenstrahlgröße einstellen. Folglich löst die vorliegende Ausführungsform das vorstehend erwähnte Problem, bei dem sich die Größe des Ionenstrahls mit der Länge des Ionenstrahls in Ausbreitungsrichtung innerhalb der unterteilten Bereiche oder der Position in Richtung der In-vivo-Tiefe ändert. Die vorliegende Ausführungsform kann die Größe des Ionenstrahls leicht durch Bewegen der Streuvorrichtung 19, der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 einstellen.
Achte Ausführungsform
Eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die auf einer tastenden Bestrahlungsvorrichtung beruht, wird nun beschrieben. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem gemäß der achten Ausführungsform ist ebenso aufgebaut wie das in 1 dargestellte Teilchenstrahl-Therapiesystem und mit der in 2 dargestellten Bestrahlungsvorrichtung 15 versehen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform übt die Tastmagnetsteuerung 36 eine Ionenstrahl-Taststeuerung über den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 in einer anderen Weise aus, als sie von der ersten Ausführungsform und der siebten Ausführungsform verwendet wird. Wie im Fall der siebten Ausführungsform bestrahlt die vorliegende Ausführungsform unterteilte Bereiche des kranken Teils 62 mit einem Ionenstrahl.
Die Bestrahlungssteuerung 54 liest die Ionenstrahl-Tastbedingungsinformationen über das Tasten des Patienten 61 aus dem Speicher 55 aus und gibt sie an die Tastmagnetsteuerung 36 aus. Die Ionenstrahl-Tastbedingungsinformationen bestehen aus den Erregerstrommustern des ersten Tastmagneten 17 und des zweiten Tastmagneten 18, wie in 13C dargestellt ist. Entsprechend den Erregerstrom-Musterinformationen steuert die Tastmagnetsteuerung 36 die Erregerströme, welche dem ersten Tastmagneten 17 bzw. dem zweiten Tastmagneten 18 zugeführt werden. Die in 13C dargestellten Erregerstrommuster werden durch Kombinieren der in 13A dargestellten tastenden Erregerstrommuster mit den in 13B dargestellten wobbelnden Erregerstrommustern erhalten.
Der durch den ersten Tastmagneten 17 und den zweiten Tastmagneten 18 getastete Ionenstrahl durchläuft die Streuvorrichtung 19, die Bereichseinstellvorrichtung 20, die SOBP-Vorrichtung 21, den Bolus 22 und den Kollimator 23 und fällt auf den kranken Teil 62.
Die vorliegende Ausführungsform steuert den Tastmagneten entsprechend den in 13C dargestellten Erregerstrommustern. Daher löst sie das Problem, das bei der siebten Ausführungsform auftritt, bei der sich die Größe des Ionenstrahls beispielsweise mit seiner Länge in Ausbreitungsrichtung ändert. Das heißt, dass die Größe des Ionenstrahls selbst dann unverändert bleibt, falls eine Änderung der Länge des Ionenstrahls in Ionenstrahl-Ausbreitungsrichtung innerhalb der unterteilten Bereiche oder der Position in Richtung der In-vivo-Tiefe auftritt. Tatsächlich ähnelt die Form des Ionenstrahls einer Gauß-Verteilung. Falls eine kreisförmige Bahn durch Wobbeln gezeichnet wird, stellt die Form des Ionenstrahls ein Kreisintegral einer derjenigen einer Gauß-Verteilung ähnlichen Verteilungsform dar. Falls die Kreisbahn für das Tasten jedoch in Bezug auf das Ausmaß der Ionenstrahlstreuung klein ist, ist es möglich, anzunehmen, dass die Form des Ionenstrahls derjenigen einer Gauß- Verteilung ähnelt. Insbesondere steuert die Tastmagnetsteuerung 36 die dem ersten Tastmagneten 17 und dem zweiten Tastmagneten 18 zuzuführenden Erregerströme derart, dass das Wobbelmuster (chronologische Änderungen in dem einem Wobbelmagneten zuzuführenden Stromwert) für einen mit einem kleinen Strahl bestrahlten Bereich größer gemacht wird und für einen mit einem großen Strahl bestrahlten Bereich kleiner gemacht wird. Wenn die vorliegende Ausführungsform auf eine Rastertastung angewendet wird, wird eine Ionenstrahltastung ausgeführt, während eine spiralförmige Bahn gezeichnet wird. Wenn die vorliegende Ausführungsform auf eine Voxel-Abtastung angewendet wird, findet die Bestrahlung so statt, dass jeder Ionenstrahl eine kreisförmige Bahn an einer festen Position zeichnet. Die vorliegende Ausführungsform kann wie im Fall der siebten Ausführungsform Ionenstrahl-Größenvariationen einstellen.
Falls eine alternative Konfiguration für die siebte oder achte Ausführungsform verwendet wird, so dass eine oder zwei von der Streuvorrichtung 19, der Bereichseinstellvorrichtung 20 und der SOBP-Vorrichtung 21 entlang der Strahlachse 14 bewegt wird, statt dass alle von ihnen entlang der Strahlachse 14 bewegt werden, ist das Ergebnis schlechter als dasjenige, das erhalten wird, wenn alle von ihnen bewegt werden. Eine solche alternative Konfiguration weist jedoch größere Ionenstrahl-Größenvariationen auf als ein herkömmliches Tastverfahren.
Bei anderen Ausführungsformen als der ersten Ausführungsform, wobei der erste und der zweite Tastmagnet bereitgestellt sind, kann die Tastmagnetsteuerung 36 die dem ersten und dem zweiten Tastmagneten zuzuführenden Erregerströme entsprechend den Erregerstrommustern steuern, welche in Zusammenhang mit der siebten und der achten Ausführungsform beschrieben wurden.
Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich auf ein Teilchenstrahl-Therapiesystem, das ein Synchrotron aufweist. Die in Zusammenhang mit den vorstehend erwähnten Ausführungsformen beschriebenen Bestrahlungsvorrichtungen sind jedoch auch auf ein Teilchenstrahl-Therapiesystem anwendbar, das ein Zyklotron aufweist. Das Teilchenstrahl-Therapiesystem, das ein Zyklotron aufweist, kann einen gewünschten Ionenstrahlbereich bzw. eine gewünschte Ionenstrahlreichweite erhalten, indem eine geeignete Bodendicke für den Bolus 22 ausgewählt wird, statt dass die Bereichseinstellvorrichtung bzw. Reichweiten einstellvorrichtung verwendet wird.
Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind auf ein Materialbestrahlungssystem, das eine Vorrichtung zur Erzeugung eines geladenen Teilchenstrahls und eine Bestrahlungsvorrichtung aufweist und Materialien einem geladenen Teilchenstrahl aussetzt, ein Nahrungsmittelbestrahlungssystem zum Bestrahlen von Nahrungsmitteln mit einem geladenen Teilchenstrahl und ein Radioisotopenerzeugungssystem, das auf einem geladenen Teilchenstrahl beruht, anwendbar.
Die vorliegende Erfindung erhöht die Gleichmäßigkeit der Strahlendosisverteilung für das mit einem geladenen Teilchenstrahl bestrahlte Bestrahlungsziel.
Wenngleich die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist zu verstehen, dass die verwendeten Formulierungen nur der Beschreibung dienen und nicht als einschränkend anzusehen sind und dass Änderungen innerhalb des Bereichs der anliegenden Ansprüche vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

System zur Bestrahlung mit geladenen Teilchen, mit einer Teilchenstrahl-Erzeugungseinrichtung (2) und einer Bestrahlungseinrichtung (15) zum Bestrahlen eines Bestrahlungsziels (62) mit einem von dieser emittierten Teilchenstrahl, wobei die Bestrahlungseinrichtung (15) eine Streueinrichtung (19) zur Vergrößerung der Abmessung des Teilchenstrahls und eine von dem Teilchenstrahl durchlaufene Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) aufweist, gekennzeichnet durch eine Antriebseinrichtung (25~28, 31, 32) zum Verschieben der Streueinrichtung (19) und/oder der Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) in Ausbreitungsrichtung des Teilchenstrahls, und eine Antriebssteuerung (56~58) zum Steuern der Antriebseinrichtung (25~28, 31, 32) und des Verschiebungsweges.
System nach Anspruch 1, wobei die Bestrahlungseinrichtung (15) eine Bereichseinstelleinrichtung (20) zum Variieren des Bereichs des Teilchenstrahls aufweist, und wobei die Streueinrichtung (19) und/oder die Bereichseinstelleinrichtung (20) und/oder die Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) in Ausbreitungsrichtung des Teilchenstrahls verschiebbar in der Bestrahlungseinrichtung (15) eingebaut sind.
System nach Anspruch 2, wobei die Antriebseinrichtung (25~28, 31, 32) so ausgelegt ist, daß sie auch die Bereichseinstelleinrichtung (20) in der Ausbreitungsrichtung verschiebt.
System nach Anspruch 3 mit ferner einer Antriebseinrichtung (25~28) zum Verschieben der Kombination aus der Streueinrichtung (19) und der Bereichseinstelleinrichtung (20) in der Ausbreitungsrichtung, sowie eine Antriebssteuerung (56, 57) zum Steuern der Antriebseinrichtung (25~28) und des Verschiebungsweges.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Bestrahlungseinrichtung (15) einen Strahltaster (17, 18) zum Tasten des Teilchenstrahls aufweist.
System nach Anspruch 2, wobei die Streueinrichtung (19) und die Bereichseinstelleinrichtung (20) miteinander kombiniert sind.
System nach Anspruch 5 mit ferner einer Strahltaststeuerung (36) zum Steuern des Strahltasters (17, 18) und der Tastung des das Bestrahlungsziel (62) bestrahlenden Teilchenstrahls.
System nach Anspruch 7, wobei die Strahltaststeuerung (36) den Strahltaster (17, 18) derart steuert, daß er den Teilchenstrahl in einem Tastmuster über einen Bereich innerhalb des Bestrahlungsziels (62) tastet.
System nach Anspruch 6 mit einer Antriebseinrichtung (25~28) zum Verschieben einer Kombination aus der Streueinrichtung (19) und der Bereichseinstelleinrichtung (20) in der Ausbreitungsrichtung sowie einer Antriebssteuerung (56, 57) zum Steuern der Antriebseinrichtung (25~28) und des Verschiebungsweges dieser Kombination.
System nach Anspruch 5, wobei eine Kombination aus der Streueinrichtung (19) und der Bereichseinstelleinrichtung (20) in der Ausbreitungsrichtung vor oder hinter dem Strahltaster (17, 18) angeordnet ist.
System nach Anspruch 5, wobei die Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) in der Ausbreitungsrichtung vor dem Strahltaster (17, 18) angeordnet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Bestrahlungseinrichtung (15) eine erste Streueinrichtung (19) zum Vergrößern der Abmessung des Teilchenstrahls und eine zweite Streueinrichtung (63) aufweist, die der die erste Streueinrichtung (19) durchlaufende Teilchenstrahl durchsetzt, und die Streueinrichtungen (19, 63) und/oder die Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) in Ausbreitungsrichtung des Teilchenstrahls verschiebbar in der Bestrahlungseinrichtung (15) eingebaut sind.
System nach Anspruch 1, 5 oder 12 mit ferner einer Steuerung zum Einstellen mindestens einer der Streueinrichtungen (19, 63) und/oder der Bragg-Spitzenspreizeinrichtung (21) an eine Stelle, die in Ausbreitungsrichtung des Teilchenstrahls liegt und entsprechend einer Therapieplaninformation bestimmt ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Bestrahlungseinrichtung (15) eine erste Streueinrichtung (19) zum Vergrößern der Abmessung des Teilchenstrahls sowie eine zweite Streueinrichtung (63) aufweist, die der die erste Streueinrichtung (19) durchlaufende Teilchenstrahl durchsetzt, und die in der Bestrahlungseinrichtung (15) in Ausbreitungsrichtung des Teilchenstrahls verschiebbar eingebaute Streueinrichtung (19) die erste Streueinrichtung ist.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Streueinrichtung (19) und die Bereichseinstelleinrichtung (20) miteinander kombiniert sind und diese Kombination in der Ausbreitungsrichtung vor der zweiten Streueinrichtung (63) angeordnet ist.
System nach Anspruch 5 oder 15, wobei eine Kombination aus der Streueinrichtung (19) und der Bereichseinstelleinrichtung (20) in der Ausbreitungsrichtung verschiebbar in der Bestrahlungseinrichtung (15) eingebaut ist.