JP2005000679A5 - 粒子線照射装置及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、粒子線照射装置及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法に係り、特に、陽子及び炭素イオン等の荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療装置、荷電粒子ビームを材料に照射する材料照射装置、食品に荷電粒子ビームを照射する食品照射装置、及び荷電粒子ビームを利用したラジオアイソトープ製造装置に適用するのに好適な粒子線照射装置及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法に関する。

本発明の目的は、どのような大きさの照射野でも体内における荷電粒子ビームの飛程を長くでき照射する線量をより一様にできる粒子線照射装置及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法を提供することにある。

上記した目的を達成する本発明の特徴は、第１散乱体を前記荷電粒子ビーム進行方向における設定位置に移動させ、荷電粒子ビームの進行方向における少なくとも第１の位置、及びその第１位置よりもその進行方向の下流側における第２の位置のいずれかで荷電粒子ビームが通過する領域に、第１散乱体を通過した荷電粒子ビームが通過する複数の第２散乱体のいずれかを位置させることにある。
荷電粒子ビームの進行方向における第１の位置、及び第２の位置に第２散乱体を位置させることができるため、形成する照射野の大きさによって第２散乱体を位置させる位置を変えることができる。このため、どのような大きさの照射野でも荷電粒子ビームの体内での飛程を長くできに照射線量をより一様にできる。例えば、比較的大径の照射野を形成する場合には第１の位置に第２散乱体を位置させ、比較的小径の照射野を形成する場合には第２の位置に第２散乱体を位置させることで、いずれの場合でも、長飛程化と線量一様性とのバランスを考慮した最適な第２散乱体位置とすることができる。この結果、照射野の大きさにかかわらず飛程を長くできかつ線量をより一様にできる荷電粒子ビームの照射を実現することができる。
また、本発明は、第１散乱体装置が、荷電粒子ビームの進行方向において、移動可能であるため、荷電粒子ビーム進行方向と直交する方向における荷電粒子ビームのサイズを調整することができる。このため、荷電粒子ビームが照射される照射対象における放射線量分布をさらに一様にすることができる。
好ましくは、荷電粒子ビーム進行方向において第１散乱体装置より下流側に、互いにサイズの異なる照射野をそれぞれ形成するための複数段の第２散乱体装置を設けるとともに、それらの第２散乱体装置の設置距離間隔を、照射野サイズの違いに応じて設定することにある。

本発明によれば、どのような大きさの照射野でも体内における荷電粒子ビームの飛程を長くでき照射する線量をより一様にできる。また、第１散乱体が、荷電粒子ビームの進行方向において、移動可能であるため、荷電粒子ビームが照射される照射対象における放射線量分布をさらに一様にすることができる。

第２散乱体装置１９Ｂは、照射野径が比較的小さい場合に対応する複数の第２散乱体（小照射野用散乱体）３６を備えており、上記第２散乱体装置１９Ａに備えられた複数の第２散乱体３２の形成する大きな照射野径と対比した場合のその照射野サイズの差に応じて、予め設定された距離（例えば２００ｍｍ〜数百ｍｍ程度）だけ第２散乱体装置１９Ａから下流側に離して設置されている。

Claims (24)

1. 荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
   前記荷電粒子ビーム照射装置は、
   前記荷電粒子ビームが通過する第１散乱体を備える第１散乱体装置と、
   前記第１散乱体を通過した前記荷電粒子ビームが通過する複数の第２散乱体を備え、前記荷電粒子ビームの進行方向における異なる複数の位置のいずれかで前記荷電粒子ビームが通過する領域に、いずれかの前記第２散乱体を位置させる第２散乱体装置とを有し、
   前記第１散乱体装置は、前記荷電粒子ビーム照射装置内で前記荷電粒子ビームの進行方向において移動可能に設けられていることを特徴とする粒子線照射装置。
2. 荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
   前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記荷電粒子ビームが通過する第１散乱体を備える第１散乱体装置と、前記第１散乱体を通過した前記荷電粒子ビームの通過領域に位置させる複数の第２散乱体を有する第２散乱体装置とを備え、
   前記第２散乱体装置を制御することによって、前記複数の第２散乱体のうちの１つを、荷電粒子ビームの進行方向における異なる複数の位置のいずれかで前記通過領域に位置させる制御システムを備え、
   前記第１散乱体装置は、前記荷電粒子ビーム照射装置内で前記荷電粒子ビームの進行方向において移動可能に設けられていることを特徴とする粒子線照射装置。
3. 前記制御システムは治療計画情報に基づいて選択した前記位置に前記第２散乱体を位置させる請求項２記載の粒子線照射装置。
4. 前記治療計画情報は照射野情報である請求項３記載の粒子線照射装置。
5. 前記制御システムは他の治療計画情報に応じて選択した前記第２散乱体を、前記選定された位置に位置させる請求項３記載の粒子線照射装置。
6. 前記他の治療計画情報はイオンビームのエネルギー情報である請求項５記載の粒子線照射装置。
7. 荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
   前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記荷電粒子ビームが通過する第１散乱体を備える第１散乱体装置と、前記荷電粒子ビームの進行方向で前記第１散乱体装置よりも下流側の第１位置に位置させる第２散乱体を有する上流第２散乱体装置と、前記荷電粒子ビームの進行方向で前記第１位置よりも下流側の第２位置に位置させる他の第２散乱体を有する下流第２散乱体装置とを備え、
   前記上流第２散乱体装置及び前記下流第２散乱体装置のうちで選択された一方の第２散乱体装置に含まれる第２散乱体を、前記荷電粒子ビームの通過領域に位置させる制御システムを備え、
   前記第１散乱体装置は、前記荷電粒子ビーム照射装置内で前記荷電粒子ビームの進行方向において移動可能に設けられていることを特徴とする粒子線照射装置。
8. 前記制御システムは前記第２散乱体装置の選択を治療計画情報に基づいて行う請求項７記載の粒子線照射装置。
9. 前記上流第２散乱体装置は前記第２散乱体を設置しこの第２散乱体を前記通過領域に位置させる第１テーブルを有し、前記下流第２散乱体装置は前記他の第２散乱体を設置しこの他の第２散乱体を前記通過領域に位置させる第２テーブルを有する請求項７記載の粒子線照射装置。
10. 前記第１テーブルは複数の前記第２散乱体を設置し、前記第２テーブルは複数の前記他の第２散乱体を設置し、前記第２テーブルに設置された前記複数の他の第２散乱体は、前記第１テーブルに設置された前記複数の第２散乱体よりも、小さい照射野を形成する請求項９記載の粒子線照射装置。
11. 前記第１テーブルを前記荷電粒子ビームの進行方向と直行する方向に移動させる第１テーブル移動装置と、前記第２テーブルを前記荷電粒子ビームの進行方向と直交する方向に移動させる第２テーブル移動装置とを備え、
    前記制御システムは、前記選択された第２散乱体装置に含まれたテーブル移動装置を制御して該当するテーブルの移動を制御し、該当する第２散乱体を前記通過領域に位置させる請求項９または請求項１０記載の粒子線照射装置。
12. 荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
    前記荷電粒子ビーム照射装置は、
    前記荷電粒子ビームが通過する第１散乱体と、
    前記荷電粒子ビームの進行方向において前記第１散乱体の下流側に設けられ、第２散乱体が設けられた第１テーブルと、
    前記荷電粒子ビーム進行方向において前記第１のテーブルの下流側に設けられ、前記第２散乱体よりも、形成される照射野が小さい他の第２散乱体が設けられた第２テーブルとを備え、
    前記第１散乱体は、前記荷電粒子ビーム照射装置内で前記荷電粒子ビームの進行方向において移動可能に設けられていることを特徴とする粒子線照射装置。
13. 前記第１散乱体を前記荷電粒子ビーム進行方向に移動させる第１散乱体駆動装置と、この第１散乱体駆動装置を制御し、前記第１散乱体の移動量を制御する第１散乱体駆動制御装置とを備えた請求項１２記載の粒子線照射装置。
14. 前記第１テーブルは前記第２散乱体を、前記第２テーブルは前記他の第２散乱体を、前記荷電粒子ビームの通過領域に配置可能に構成されている請求項１２記載の粒子線照射装置。
15. 前記第１テーブルを前記荷電粒子ビームの進行方向と直交する方向に移動させる第１テーブル移動装置と、前記第２テーブルを前記荷電粒子ビームの進行方向と直行する方向に移動させる第２テーブル移動装置と、選択されたテーブルを移動させるテーブル駆動装置を制御し、前記テーブルの移動を制御するテーブル駆動制御装置とを備えた請求項１４記載の粒子線照射装置。
16. 荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
    前記荷電粒子ビーム照射装置は、
    前記荷電粒子ビームが通過する第１散乱体を備える第１散乱体装置と、
    前記第１散乱体を通過した前記荷電粒子ビームの通過領域に位置させる複数の第２散乱体を備え、前記荷電粒子ビーム進行方向に移動可能に設けられた第２散乱体装置とを備え、
    前記第１散乱体装置は、前記荷電粒子ビーム照射装置内で前記荷電粒子ビームの進行方向において移動可能に設けられていることを特徴とする粒子線照射装置。
17. 前記第２散乱体装置を、前記荷電粒子ビーム進行方向において、移動させる第２散乱体移動装置と、この第２散乱体移動装置を制御し、前記第２散乱体装置の移動量を制御する第２散乱体駆動制御装置とを備えた請求項１６記載の粒子線照射装置。
18. 前記第１散乱体装置を、前記荷電粒子ビーム進行方向において、移動させる第１散乱体移動装置と、この第１散乱体移動装置を制御し、前記第１散乱体装置の移動量を制御する第１散乱体移動制御装置とを備えた請求項１、請求項２、請求項７及び請求項１６のいずれかに記載の粒子線照射装置。
19. 前記第２散乱体装置は、前記第２散乱体を前記荷電粒子の通過領域に位置させるテーブルと、前記テーブルを前記荷電粒子ビームの進行方向と直交する方向に移動させるテーブル移動装置とを備えた請求項１６記載の粒子線照射装置。
20. 前記テーブル移動装置を制御し、前記テーブルの移動を制御するテーブル駆動制御装置とを備えた請求項１９記載の粒子線照射装置。
21. 前記第２散乱体装置の下流側に配置され、前記荷電粒子ビームの進行方向と垂直な平面内で前記荷電粒子ビームを整形するコリメータを備えた請求項１、請求項２、請求項７及び請求項１６のいずれかに記載の粒子線照射装置。
22. 第１散乱体を前記荷電粒子ビーム進行方向における設定位置に移動させ、前記第１散乱体を通過した荷電粒子ビームを通過させる複数の第２散乱体のうちの１つの前記第２散乱体を、前記荷電粒子ビームの進行方向における異なる複数の位置のうちのいずれかの前記位置において前記荷電粒子ビームが通過する領域に位置させる荷電粒子ビームの照射装置の調整方法。
23. 前記複数の位置への前記第２散乱体の配置は、前記荷電粒子ビームの進行方向で前記第１散乱体よりも下流側の第１の位置に配置されるある前記第２散乱体を有する上流第２散乱体装置、及び前記上流第２散乱体装置よりも下流側の第２の位置に配置される他の前記第２散乱体を有する下流第２散乱体装置のうちの一方の第２散乱体装置に含まれる前記第２散乱体を、前記荷電粒子ビームの通過領域に位置させることによって行う請求項２２記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。
24. 前記選択された位置への前記第２散乱体の配置は、前記第２散乱体を、前記荷電粒子ビームの進行方法において、移動させることによって行う請求項２２記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。