JP2007037629A - Radiotherapy apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiotherapy apparatus achieving a specific configuration that allows a user to control a radiation region in response to fluctuations of an affected area and improves the radiation precision. <P>SOLUTION: A particle beam treatment apparatus 1 is provided which radiates, for example, an ion beam to an affected area 3a of a patient 3. The particle beam treatment apparatus comprises a beam generator 4, a radiation field generater 6 for radiating the ion beam from the beam generator 4 in the shape of the affected area 3a and having a patient collimator 23, a patient bolus 24 and a driving device 26 for moving the patient collimator 23 and the patient bolus 24, an affected area detector 7 for detecting fluctuations of the affected area 3a, and a control system 8 for driving and controlling the driving device 26 of the radiation field generator 6 in accordance with the detection result of the affected area detector 7. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、患者の患部に放射線を照射して治療を施す放射線治療装置に関する。   The present invention relates to a radiotherapy apparatus that performs treatment by irradiating an affected area of a patient with radiation.

患者の患部に放射線(例えば陽子線や重粒子線等のイオンビームまたはX線等)を照射して治療を施す放射線治療装置が知られている。例えばイオンビームを照射する粒子線治療装置は、ビーム発生装置と、このビーム発生装置で発生したイオンビームを輸送するビーム輸送系と、このビーム輸送系に接続された照射野形成装置とを備えている。ビーム発生装置は、シンクロトロン等の加速器でイオンビームを加速して設定エネルギー(例えば250MeV)まで高めた後、ビーム輸送系に出射する。照射野形成装置は、回転ガントリーによって照射方向が決められ、ビーム輸送系からのイオンビームを患部形状に形成して照射する。   2. Description of the Related Art Radiotherapy apparatuses that perform treatment by irradiating an affected part of a patient with radiation (for example, an ion beam such as a proton beam or a heavy particle beam or an X-ray) are known. For example, a particle beam therapy system that irradiates an ion beam includes a beam generator, a beam transport system that transports an ion beam generated by the beam generator, and an irradiation field forming device connected to the beam transport system. Yes. The beam generation device accelerates the ion beam with an accelerator such as a synchrotron to raise it to a set energy (for example, 250 MeV), and then emits the beam to a beam transport system. In the irradiation field forming apparatus, the irradiation direction is determined by a rotating gantry, and an ion beam from a beam transport system is formed in an affected part shape and irradiated.

粒子線治療の計画段階においては、患者の患部を例えばX線CT装置等の画像診断装置によって得られるCT画像から計測し、これに基づいてイオンビームの照射条件(照射方向、照射範囲、及び照射時間等)を計画する。このとき重要なのは、患者の正常組織への照射を極力抑えつつ、患部組織に大きな線量を集中させることである。ところが、患者の呼吸運動等の体動によって、患部の位置や形状が変化することがしばしある。   In the planning stage of particle beam therapy, the affected area of a patient is measured from a CT image obtained by an image diagnostic apparatus such as an X-ray CT apparatus, and based on this, ion beam irradiation conditions (irradiation direction, irradiation range, and irradiation) are measured. Time). At this time, it is important to concentrate a large dose on the affected tissue while suppressing irradiation of the normal tissue of the patient as much as possible. However, the position and shape of the affected area often change due to body movements such as the patient's respiratory motion.

そこで、放射線治療の高精度化を目的として、患者の呼吸運動等の体動によって生じる患部の回転や位置変化を検出する検出装置が提唱されている(例えば、特許文献1参照)。この検出装置は、体内の患部に例えば3つの角速度検出器を設け、これら角速度検出器からの検出信号を受信する受信器を体外に設け、この受信器で受信した検出信号に基づいて患部の回転変位(回転角度)を演算する。また、体内の患部に例えば1つの送信器を設け、この送信器からの波動信号を受信して送信する例えば4つの送受信器を体表面に設け、これら送受信器からの波動信号をそれぞれ受信する例えば4つの受信器を体外に設け、これら受信器で受信した波動信号に基づいて患部に設けた送信器の位置変化を演算する。そして、演算した送信器の位置変化から患部の回転変位を差し引き、患部の平行移動による変位を演算する。このようにして得られた患部の回転や位置変化等に基づいて放射線の照射条件を決定し、これに基づいて加速器のエネルギー、照射範囲の大きさ、回転ガントリーの位置・方向、及び治療ベットの位置・方向を制御する。   In view of this, for the purpose of improving the accuracy of radiotherapy, a detection device that detects rotation and position change of an affected part caused by body movement such as a respiratory motion of a patient has been proposed (for example, see Patent Document 1). This detection device is provided with, for example, three angular velocity detectors in the affected part in the body, a receiver that receives detection signals from these angular velocity detectors is provided outside the body, and the affected part is rotated based on the detection signal received by the receiver. The displacement (rotation angle) is calculated. In addition, for example, one transmitter is provided at the affected part in the body, and for example, four transmitters / receivers for receiving and transmitting wave signals from the transmitter are provided on the body surface, and wave signals from these transmitters / receivers are respectively received. Four receivers are provided outside the body, and a change in the position of the transmitter provided in the affected area is calculated based on the wave signal received by these receivers. Then, the rotational displacement of the affected area is subtracted from the calculated position change of the transmitter, and the displacement due to the parallel movement of the affected area is calculated. Radiation irradiation conditions are determined based on the rotation and position change of the affected part obtained in this way, and based on this, the energy of the accelerator, the size of the irradiation range, the position and direction of the rotating gantry, and the treatment bed Control position and direction.

特許第3304441号公報Japanese Patent No. 3304441

しかしながら、上記従来技術には以下のような課題が存在する。
すなわち、上記特許文献1記載の従来技術においては、患部に角速度検出器や送信器等を設けて患部の変動(時間的な位置変化)を検出する検出装置が開示されているものの、この検出装置の検出結果に対応して放射線の照射範囲を制御する具体的な構成が明示されていない。
However, there are the following problems in the above-described prior art.
That is, in the prior art described in Patent Document 1, a detection device is disclosed in which an affected part is provided with an angular velocity detector, a transmitter, or the like to detect a change (temporal position change) of the affected part. The specific configuration for controlling the radiation irradiation range corresponding to the detection result is not clearly shown.

本発明は、上記の事柄に基づいてなされたものであり、その目的は、患部の変動に追従して放射線の照射範囲を制御することができる具体的構成を実現し、これによって照射精度を高めることができる放射線治療装置を提供することにある。   The present invention has been made on the basis of the above matters, and its purpose is to realize a specific configuration capable of controlling the radiation irradiation range following the change of the affected area, thereby improving the irradiation accuracy. It is an object of the present invention to provide a radiotherapy apparatus that can perform the above-described process.

(1)上記目的を達成するために、本発明は、患者の患部に放射線を照射する放射線治療装置において、放射線発生装置と、コリメータ及びこのコリメータを移動させる駆動装置を有し、前記放射線発生装置からの放射線を患部形状に形成して照射する照射野形成装置と、患部の変動を検出する患部検出手段と、前記患部検出手段の検出結果に応じて前記照射野形成装置の駆動装置を駆動制御する制御手段とを備える。   (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a radiation therapy apparatus for irradiating an affected area of a patient with a radiation generator, a collimator, and a drive device for moving the collimator, and the radiation generator Driving control of the irradiation field forming apparatus according to the detection result of the affected area detecting means, and the affected area detecting means for detecting the variation of the affected area Control means.

本発明においては、患者の呼吸運動等の体動による患部の変動を患部検出手段で検出する。そして、この患部検出手段の検出結果に応じて、制御手段は、照射野形成装置の駆動装置を駆動制御してコリメータを移動させる。詳細には、例えば患部が横方向に平行移動した場合は、放射線の進行方向に対し垂直な方向にコリメータを移動させ、放射線の照射範囲を平行移動させる。また、例えば患部が回転移動した場合は、放射線の進行方向を回転軸としてコリメータを回転させ、放射線の照射範囲を回転移動させる。これにより、変動する患部と放射線の照射範囲を一致させることが可能である。このように本発明においては、患部の変動に追従して放射線の照射範囲を制御することができる具体的構成を実現し、これによって照射精度を高めることができる。   In the present invention, a change in the affected part due to body movement such as a respiratory motion of the patient is detected by the affected part detection means. And according to the detection result of this affected part detection means, a control means drives and controls the drive device of an irradiation field forming apparatus, and moves a collimator. Specifically, for example, when the affected part is translated in the horizontal direction, the collimator is moved in a direction perpendicular to the traveling direction of the radiation to translate the radiation irradiation range. For example, when the affected part rotates, the collimator is rotated about the radiation traveling direction as the rotation axis, and the radiation irradiation range is rotated. Thereby, it is possible to make the affected affected area coincide with the radiation irradiation range. Thus, in the present invention, it is possible to realize a specific configuration capable of controlling the irradiation range of the radiation following the change of the affected part, thereby improving the irradiation accuracy.

(2)上記目的を達成するために、また本発明は、患者の患部に放射線を照射する放射線治療装置において、放射線発生装置と、コリメータ、ボーラス、これらコリメータ及びボーラスを移動させる駆動装置を有し、前記放射線発生装置からの放射線を患部形状に形成して照射する照射野形成装置と、患部の変動を検出する患部検出手段と、前記患部検出手段の検出結果に応じて前記照射野形成装置の駆動装置を駆動制御する制御手段とを備える。   (2) In order to achieve the above object, the present invention has a radiation generating apparatus, a collimator, a bolus, and a driving device for moving the collimator and the bolus in a radiotherapy apparatus that irradiates an affected area of a patient. An irradiation field forming device that forms and irradiates the radiation from the radiation generating device in the shape of the affected part, an affected part detection unit that detects a change in the affected part, and a detection result of the affected part detection unit. Control means for driving and controlling the drive device.

(3)上記(2)において、好ましくは、前記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ及びボーラスを一体として移動させる駆動機構を有する。   (3) In the above (2), preferably, the drive device of the irradiation field forming device has a drive mechanism for moving the collimator and the bolus as a unit.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、好ましくは、記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ又は/及びボーラスを、放射線の進行方向に対し垂直な方向に移動させる平行駆動機構を有する。   (4) In any one of the above (1) to (3), preferably, the driving device of the irradiation field forming device moves the collimator or / and the bolus in a direction perpendicular to the traveling direction of the radiation. It has a drive mechanism.

(5)上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、また好ましくは、前記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ又は/及びボーラスを、放射線の進行方向を軸心として回転させる回転駆動機構を有する。   (5) In any one of the above (1) to (3), and preferably, the drive device of the irradiation field forming device rotates the collimator and / or the bolus with the radiation traveling direction as an axis. It has a mechanism.

(6)上記(1)〜(5)のいずれかにおいて、好ましくは、前記患部検出手段で検出した患部の変動が所定の設定範囲から外れたときに、放射線の照射を停止する照射停止手段をさらに備える。   (6) In any one of the above (1) to (5), preferably, irradiation stop means for stopping the irradiation of radiation when the variation of the affected area detected by the affected area detection means deviates from a predetermined setting range. Further prepare.

例えば患部の変動が大きすぎる場合、これに対応してコリメータ又はボーラスを移動させて放射線の照射範囲を制御しても、照射精度が低くなることがある。そこで本発明では、患部検出手段で検出した患部の変動が所定の設定範囲から外れたときに、照射停止手段で放射線の照射を停止する。これにより、放射線の照射精度をさらに高めることができる。   For example, when the variation of the affected area is too large, even if the collimator or the bolus is moved correspondingly to control the radiation irradiation range, the irradiation accuracy may be lowered. Therefore, in the present invention, when the variation of the affected part detected by the affected part detection unit deviates from a predetermined setting range, the irradiation stop unit stops the radiation irradiation. Thereby, the irradiation accuracy of radiation can be further increased.

本発明によれば、患部の変動に追従して放射線の照射範囲を制御することができる具体的構成を実現し、これによって照射精度を高めることができる。   According to the present invention, it is possible to realize a specific configuration capable of controlling the irradiation range of the radiation following the change of the affected part, thereby improving the irradiation accuracy.

以下、本発明の放射線治療装置の好適な一実施形態である粒子線治療装置を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施形態による粒子線治療装置の全体構成を表す概略図であり、図2は、本実施形態による粒子線治療装置に備えられる照射野形成装置の詳細構造を関連装置とともに表す概略図である。
Hereinafter, a particle beam therapy system which is a preferred embodiment of a radiotherapy system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the particle beam therapy system according to this embodiment, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the detailed structure of the irradiation field forming device provided in the particle beam therapy system according to this embodiment together with related devices. FIG.

これら図1及び図2において、粒子線治療装置1は、治療ベット2に固定された患者3の患部3aにイオンビーム(例えば陽子線)を照射するものであり、ビーム発生装置4(放射線発生装置)と、このビーム発生装置4で発生したイオンビームを輸送するビーム輸送系5と、このビーム輸送系5に接続され、イオンビームを患部3a形状に形成して照射する照射野形成装置6と、患者3の呼吸運動等の体動による患部3aの変動を検出する患部検出装置7と、この患部検出装置7の検出結果に応じてビーム照射を制御する制御システム8とを備えている。   1 and 2, a particle beam treatment apparatus 1 irradiates an affected part 3 a of a patient 3 fixed to a treatment bed 2 with an ion beam (for example, a proton beam), and a beam generation apparatus 4 (radiation generation apparatus). ), A beam transport system 5 that transports the ion beam generated by the beam generator 4, and an irradiation field forming device 6 that is connected to the beam transport system 5 and forms and irradiates the ion beam in the shape of the affected part 3a, An affected area detection device 7 that detects a change in the affected area 3a due to body movement such as respiratory motion of the patient 3 and a control system 8 that controls beam irradiation according to the detection result of the affected area detection device 7 are provided.

ビーム発生装置4は、イオン源9と、このイオン源9からのイオンを加速する前段加速器(例えば直線加速器)10と、この前段加速器10から入射されたイオンビームをさらに加速するシンクロトロン11とを有する。シンクロトロン11のビーム周回軌道上には、高周波加速空洞12及び高周波印加装置13が設置されている。加速空洞12には、高周波電力を供給する第1高周波電源(図示せず)が接続され、高周波印加装置13には、開閉スイッチ14(照射停止手段)を介し第2高周波電源15が接続されている。   The beam generator 4 includes an ion source 9, a front stage accelerator (for example, a linear accelerator) 10 that accelerates ions from the ion source 9, and a synchrotron 11 that further accelerates the ion beam incident from the front stage accelerator 10. Have. A high-frequency acceleration cavity 12 and a high-frequency application device 13 are installed on the beam orbit of the synchrotron 11. The acceleration cavity 12 is connected to a first high-frequency power supply (not shown) that supplies high-frequency power, and the high-frequency application device 13 is connected to a second high-frequency power supply 15 via an open / close switch 14 (irradiation stop means). Yes.

そして、前段加速器10からシンクロトロン11に入射されたイオンビームは、高周波加速空洞12内で発生する高周波電磁場によって加速され、設定エネルギー(例えば250MeV程度)まで高められる。そして、開閉スイッチ14が閉じ状態となって第2高周波電源15からの高周波電力が高周波印加装置13に供給されると、安定限界内で周回しているイオンビームに高周波印加装置13から高周波電場が印加される。これにより、イオンビームが安定限界外に移行し、出射用デフレクタ16からビーム輸送系5に出射されるようになっている。   The ion beam incident on the synchrotron 11 from the pre-stage accelerator 10 is accelerated by a high-frequency electromagnetic field generated in the high-frequency acceleration cavity 12, and is increased to a set energy (for example, about 250 MeV). When the open / close switch 14 is closed and the high frequency power from the second high frequency power supply 15 is supplied to the high frequency application device 13, a high frequency electric field is generated from the high frequency application device 13 on the ion beam that circulates within the stability limit. Applied. As a result, the ion beam moves out of the stability limit and is emitted from the extraction deflector 16 to the beam transport system 5.

ビーム輸送系5の一部である逆U字状のビーム輸送装置17及びこれに接続された照射野形成装置6は、回転ガントリー18に設置されており、この回転ガントリー18によって患者3の周囲を回転するようになっている。これにより、患者3の患部3aに対し複数の方向から照射可能としている。   An inverted U-shaped beam transport device 17 which is a part of the beam transport system 5 and an irradiation field forming device 6 connected thereto are installed in a rotating gantry 18, and around the patient 3 by the rotating gantry 18. It is designed to rotate. Thereby, irradiation with respect to the affected part 3a of the patient 3 is enabled from a plurality of directions.

照射野形成装置6は、回転ガントリー18に取り付けられたケーシング19を有し、ケーシング19内にはビーム進行方向(図2中下方向)の上流側より順次、第1散乱体20、第2散乱体21、リッジフィルタ22、患者コリメー23、及び患者ボーラス24が配置されている。第1散乱体20、第2散乱体21、及びリッジフィルタ22は、イオンビームの照射範囲(言い換えれば、線量分布)を径方向及び進行方向に拡大するためのものであり、患者コリメータ23及び患者ボーラス24は、イオンビームの照射範囲を患部3a形状に整形するためのものである。なお、本実施形態では、患者コリメータ23を患者ボーラス24の上流側に配置しているが、下流側に配置してもよい。   The irradiation field forming device 6 has a casing 19 attached to a rotating gantry 18. The first scatterer 20 and the second scattering are sequentially arranged in the casing 19 from the upstream side in the beam traveling direction (downward direction in FIG. 2). A body 21, a ridge filter 22, a patient collimator 23, and a patient bolus 24 are arranged. The first scatterer 20, the second scatterer 21, and the ridge filter 22 are for expanding the irradiation range (in other words, dose distribution) of the ion beam in the radial direction and the traveling direction. The bolus 24 is for shaping the ion beam irradiation range into the shape of the affected part 3a. In this embodiment, the patient collimator 23 is disposed on the upstream side of the patient bolus 24, but may be disposed on the downstream side.

第1散乱体20及び第2散乱体21は、イオンビームの照射範囲を径方向(言い換えれば、ビーム進行方向に対し垂直な方向)に拡大するものである。第1散乱体20は、イオンビームのエネルギー損失量に対しビーム散乱量が大きな材料(原子番号の大きな物質、例えば鉛等)からなる板部材で構成されており、イオンビームの径方向の線量分布を正規分布状に拡大するようになっている。なお、第1散乱体20は、例えば複数種類の材料で構成されてもよく、また例えば複数の板部材をビーム進行方向に重ね合わせてもよい。   The first scatterer 20 and the second scatterer 21 expand the ion beam irradiation range in the radial direction (in other words, the direction perpendicular to the beam traveling direction). The first scatterer 20 is composed of a plate member made of a material (a substance having a large atomic number, such as lead) having a large beam scattering amount with respect to the energy loss amount of the ion beam, and the dose distribution in the radial direction of the ion beam. Is expanded to a normal distribution. In addition, the 1st scatterer 20 may be comprised, for example with a multiple types of material, and may superimpose a some plate member on the beam advancing direction, for example.

第2散乱体21は、例えば2重リング構造であり、イオンビームのエネルギー損失量に対しビーム散乱角が大きな物質(原子番号の大きな物質、例えば沿等)からなる円盤部21aと、この円盤部21aの外周側に設けられ、イオンビームのエネルギー損失量に対しビーム散乱角が小さな物質(原子番号の小さば物質、例えば樹脂等)からなるリング部21aとで構成されている。また、イオンビームのエネルギー損失量が等しくなるように、円盤部21aの厚み寸法が比較的短く、リング部21bの厚み寸法が比較的長くなっている。これにより、第1散乱体20によって正規分布状に拡大していたイオンビームの径方向の線量分布を、一様に拡大するようになっている。なお、第2散乱体21は、2重リング構造に代えて、例えば径方向に向かって段階的に材料の割合を変える構造としてもよく、また例えば径方向に向かって厚み寸法を滑らかに変化する構造等としてもよい。   The second scatterer 21 has, for example, a double ring structure, a disk portion 21a made of a material having a large beam scattering angle with respect to the amount of energy loss of the ion beam (a material having a large atomic number, for example, the same), The ring portion 21a is provided on the outer peripheral side of the 21a, and is made of a material having a small beam scattering angle with respect to the energy loss amount of the ion beam (a material having a small atomic number, such as a resin). Further, the thickness dimension of the disk portion 21a is relatively short and the thickness dimension of the ring portion 21b is relatively long so that the energy loss amounts of the ion beams are equal. Thereby, the dose distribution in the radial direction of the ion beam that has been expanded in a normal distribution by the first scatterer 20 is expanded uniformly. The second scatterer 21 may have a structure in which the ratio of the material is changed stepwise in the radial direction, for example, instead of the double ring structure, and the thickness dimension is smoothly changed in the radial direction, for example. It is good also as a structure.

リッジフィルタ22は、イオンビームのエネルギー分布幅を広げて、患部3aの深さ方向(図2中上下方向)の線量分布を一様に拡大する、いわゆる拡大ブラッグピーク形成装置である。このリッジフィルタ22は、複数の楔型構造を有し、ビーム入射位置に応じてイオンビームが透過する厚み寸法が異なっている。これにより、ビーム入射位置に応じてエネルギー損失量が異なるため、複数のエネルギー成分を持つイオンビームが形成される。その結果、患部3aに照射されると異なる深さのブラッグピークが複数形成され、全体として患部3aの深さ方向に一様な線量分布を形成するようになっている。なお、本実施形態では、拡大ブラッグピーク形成装置として、リッジフィルタ22を用いたが、これに代えて、例えば周方向に厚み寸法が段階的に変化するレンジモジュレーションホイール等を用いてもよい。   The ridge filter 22 is a so-called enlarged Bragg peak forming apparatus that widens the energy distribution width of the ion beam and uniformly expands the dose distribution in the depth direction (vertical direction in FIG. 2) of the affected part 3a. The ridge filter 22 has a plurality of wedge-shaped structures, and the thickness dimension through which the ion beam is transmitted differs depending on the beam incident position. Thereby, since the amount of energy loss differs depending on the beam incident position, an ion beam having a plurality of energy components is formed. As a result, when the affected part 3a is irradiated, a plurality of Bragg peaks having different depths are formed, and as a whole, a uniform dose distribution is formed in the depth direction of the affected part 3a. In this embodiment, the ridge filter 22 is used as the enlarged Bragg peak forming device, but instead of this, for example, a range modulation wheel whose thickness dimension changes stepwise in the circumferential direction may be used.

患者コリメータ23は、イオンビームを遮蔽する遮蔽体で構成され、この遮蔽体には患部3aの横方向(言い換えれば、ビーム進行方向に対し垂直な方向)形状に対応する貫通穴が形成されている。これにより、イオンビームの照射範囲を患部3aの横方向形状に合わせて整形するようになっている。   The patient collimator 23 is constituted by a shield that shields the ion beam, and a through-hole corresponding to the shape of the affected part 3a in the lateral direction (in other words, the direction perpendicular to the beam traveling direction) is formed in the shield. . Thereby, the irradiation range of the ion beam is shaped according to the shape of the affected part 3a in the lateral direction.

患者ボーラス24は、例えば樹脂製のブロック体が掘削加工されたものであり、ビーム入射位置に応じて厚み寸法が変化している。これにより、ビーム入射位置毎にビーム飛程が調整され、イオンビームの到達深度を患部3aの深さ形状に合わせるようになっている。   The patient bolus 24 is formed by, for example, excavating a resin block body, and the thickness dimension changes according to the beam incident position. Thereby, the beam range is adjusted for each beam incident position, and the arrival depth of the ion beam is adjusted to the depth shape of the affected part 3a.

ここで本実施形態の大きな特徴として、患者コリメータ23及び患者ボーラス24は、ビーム進行方向に近接するように配置され例えば円筒状の支持体25に固定されている。そして、この支持体25を、すなわち患者コリメータ23及び患者ボーラス24を一体として移動させる駆動装置26が設けられている。   Here, as a major feature of the present embodiment, the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are arranged so as to be close to each other in the beam traveling direction, and are fixed to, for example, a cylindrical support body 25. And the drive device 26 which moves this support body 25, ie, the patient collimator 23, and the patient bolus 24 as one is provided.

本実施形態の駆動装置26は、ビーム進行方向に対し垂直な第1の方向(図2中左右方向)に支持体25を移動させる第1の平行駆動機構27と、ビーム進行方向に対し垂直かつ前記第1の方向に直交する第2の方向(図2中紙面に対し垂直方向)に支持体25を移動させる第2の平行駆動機構(図示せず)と、ビーム進行方向を回転軸として支持体25を回転させる回転駆動機構28とを有する。   The drive device 26 of the present embodiment includes a first parallel drive mechanism 27 that moves the support 25 in a first direction (left and right direction in FIG. 2) perpendicular to the beam traveling direction, and a perpendicular to the beam traveling direction and A second parallel drive mechanism (not shown) for moving the support 25 in a second direction (perpendicular to the paper surface in FIG. 2) orthogonal to the first direction, and a beam traveling direction as a rotation axis. And a rotation drive mechanism 28 for rotating the body 25.

第1の平行駆動機構27は、上記第1の方向に延在され軸心廻りに回転可能に設けられたボールネジ29と、このボールネジ29の一方側(図2中右側)端部に固着されたギヤ30と、このギヤ30に噛み合うギヤ31aを備えたモータ31と、ボールネジ29が貫通し螺合されたスライド32とで構成されている。スライド32の下側には、円環状のレール部材33を介し支持体25がビーム進行方向を回転軸として回動可能に設けられている。そして、モータ31の回転動力がギヤ31a,32を介し伝達されてボールネジ29が一方側又は反対側に回転すると、スライド32及び支持体25がボールネジ29の軸方向一方側(図2中左側)又は他方側(図2中右側)に移動するようになっている。   The first parallel drive mechanism 27 is fixed to a ball screw 29 extending in the first direction and rotatably provided around the axis, and one end (right side in FIG. 2) of the ball screw 29. The motor 30 includes a gear 30, a gear 31 a meshing with the gear 30, and a slide 32 through which a ball screw 29 is threaded. A support body 25 is provided below the slide 32 via an annular rail member 33 so as to be rotatable about the beam traveling direction as a rotation axis. When the rotational power of the motor 31 is transmitted through the gears 31a and 32 and the ball screw 29 is rotated to one side or the opposite side, the slide 32 and the support 25 are moved to one side in the axial direction of the ball screw 29 (left side in FIG. 2) or It moves to the other side (right side in FIG. 2).

第2の平行駆動機構は、詳細を図示しないが、例えば第1の平行駆動機構27と同様、上記第2の方向(言い換えれば、ボールネジ29の軸方向に直交する方向)に延在され軸心廻りに回転可能に設けられたボールネジと、このボールネジをギヤを介し回転させるモータと、前記ボールネジに螺合されたスライダ等で構成されている。そして、例えば第1の平行駆動機構27全体(詳細には、ボールネジ29及びモータ31)を、ビーム進行方向に対し垂直な第2の方向に移動させるようになっている。   Although the details of the second parallel drive mechanism are not illustrated, for example, like the first parallel drive mechanism 27, the second parallel drive mechanism extends in the second direction (in other words, a direction orthogonal to the axial direction of the ball screw 29) and has an axial center. The ball screw is configured to be rotatable around, a motor for rotating the ball screw through a gear, a slider screwed to the ball screw, and the like. For example, the entire first parallel drive mechanism 27 (specifically, the ball screw 29 and the motor 31) is moved in a second direction perpendicular to the beam traveling direction.

回転駆動機構28は、支持体25の外周側に設けられたギヤ34と、上記第1の平行駆動機構27のスライド32に固定され、ギヤ34に噛み合うギヤ35aを備えたモータ35とで構成されている。そして、モータ35の回転動力がギヤ35a,34を介し伝達されて、支持体25がビーム進行方向を回転軸として一方側又は反対側に回転するようになっている。   The rotational drive mechanism 28 includes a gear 34 provided on the outer peripheral side of the support 25 and a motor 35 having a gear 35 a fixed to the slide 32 of the first parallel drive mechanism 27 and meshing with the gear 34. ing. Then, the rotational power of the motor 35 is transmitted through the gears 35a and 35, so that the support 25 rotates to one side or the opposite side with the beam traveling direction as the rotation axis.

患部検出装置7は、例えば2方向から患者3の患部3aに向けてX線をそれぞれ照射するX線発生装置36A,36Bと、患部3aに照射されたX線をそれぞれ受信し、患部3a周辺のX線透視画像をそれぞれ取得するX線受信機37A,37Bとで構成されている。X線受信機37A,37Bで取得したX線透視画像は、制御システム8に送信される。   The affected area detection device 7 receives, for example, X-ray generators 36A and 36B that respectively irradiate X-rays from two directions toward the affected area 3a of the patient 3, and X-rays irradiated to the affected area 3a. X-ray receivers 37A and 37B that respectively acquire X-ray fluoroscopic images. X-ray fluoroscopic images acquired by the X-ray receivers 37 </ b> A and 37 </ b> B are transmitted to the control system 8.

制御システム8は、照射制御装置38、平行駆動制御装置39、及び回転駆動制御装置40を有する。なお、照射制御装置38、平行駆動制御装置39、及び回転駆動制御装置40を個々に設けず、それらの各機能を制御システム8が発揮するように構成してもよい。   The control system 8 includes an irradiation control device 38, a parallel drive control device 39, and a rotation drive control device 40. Note that the irradiation control device 38, the parallel drive control device 39, and the rotation drive control device 40 may not be provided individually, and the control system 8 may be configured to perform each of these functions.

照射制御装置38にはメモリ41が設けられており、このメモリ41には、例えば患者3の身体情報やイオンビームの照射条件(詳細には、照射方向、照射範囲、及び照射時間等)等が予め記憶されている。照射制御装置38は、メモリ41に記憶された情報等を用いて、患部検出装置7から受信したX線透視画像を解析する。詳細には、例えば患者3の患部3a又はその近傍には予め目印となるもの(例えば金属球等)が埋設されており、メモリ41に予め記憶された患部3aと目印との位置関係を用いてX線透視画像を解析して、患部3aの位置や形状及びその変化量を演算する。そして、患部3aの変動に対応し最適な照射範囲(詳細には、正常組織への照射を極力抑えつつ、患部組織に大きな線量を集中させるような照射範囲)を形成するように、患者コリメータ23及び患者ボーラス24の移動方向及びその移動量を演算し、それら演算結果を平行駆動制御装置39及び回転駆動制御装置40へそれぞれ出力するようになっている。   The irradiation control device 38 is provided with a memory 41. The memory 41 stores, for example, physical information of the patient 3, irradiation conditions of the ion beam (specifically, irradiation direction, irradiation range, irradiation time, etc.) and the like. Stored in advance. The irradiation control device 38 analyzes the X-ray fluoroscopic image received from the affected part detection device 7 using information stored in the memory 41. Specifically, for example, a mark (for example, a metal ball) is embedded in advance in or near the affected part 3a of the patient 3, and the positional relationship between the affected part 3a and the mark stored in advance in the memory 41 is used. The X-ray fluoroscopic image is analyzed, and the position and shape of the affected part 3a and the amount of change are calculated. Then, the patient collimator 23 is formed so as to form an optimum irradiation range (specifically, an irradiation range in which a large dose is concentrated on the affected tissue while suppressing irradiation of the normal tissue as much as possible) corresponding to the variation of the affected portion 3a. The movement direction and the movement amount of the patient bolus 24 are calculated, and the calculation results are output to the parallel drive control device 39 and the rotation drive control device 40, respectively.

平行駆動制御装置39は、照射制御装置38から入力された患者コリメータ23及び患者ボーラス24の平行移動方向及びその移動量に応じて駆動信号を生成し、第1の平行駆動機構27のモータ31及び第2の平行駆動機構のモータ(図示せず)にそれぞれ出力するようになっている。その結果、ビーム進行方向に対する垂直面内での患者コリメータ23及び患者ボーラス24の位置を制御するようになっている。   The parallel drive control device 39 generates a drive signal in accordance with the parallel movement direction and the movement amount of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 input from the irradiation control device 38, and the motor 31 of the first parallel drive mechanism 27 and Each is output to a motor (not shown) of the second parallel drive mechanism. As a result, the positions of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 in the plane perpendicular to the beam traveling direction are controlled.

回転駆動制御装置40は、照射制御装置38から入力された患者コリメータ23及び患者ボーラス24の回転方向及び回転角度に応じて駆動信号を生成し、回転駆動機構28のモータ35に出力する。その結果、患者コリメータ23及び患者ボーラス24の回転位置を制御するようになっている。   The rotation drive control device 40 generates a drive signal according to the rotation direction and rotation angle of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 input from the irradiation control device 38 and outputs the drive signal to the motor 35 of the rotation drive mechanism 28. As a result, the rotational positions of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are controlled.

また、照射制御装置38は、患部3aの変動とメモリ41に予め記憶された所定の設定範囲(詳細には、例えば患部3aの変動が大きすぎて最適な照射範囲を得ることができない場合があり、それらの条件を範囲外として設定した範囲)とを比較判定し、患部3aの変動が所定の設定範囲から外れたときには、停止信号を出力して開閉スイッチ14を開き状態とする。これにより、高周波印加装置13への電力供給が遮断されて、サイクロトロン11からビーム輸送系5へのビーム出射が停止され、患部3aへのビーム照射を停止するようになっている。   Further, the irradiation control device 38 may not be able to obtain an optimal irradiation range because the variation of the affected area 3a and a predetermined setting range stored in advance in the memory 41 (specifically, for example, the variation of the affected area 3a is too large). If the fluctuation of the affected area 3a deviates from the predetermined setting range, a stop signal is output and the open / close switch 14 is opened. Thereby, the power supply to the high-frequency applying device 13 is cut off, the beam emission from the cyclotron 11 to the beam transport system 5 is stopped, and the beam irradiation to the affected part 3a is stopped.

なお、上記において、患部検出装置7は、特許請求の範囲記載の患部の変動を検出する患部検出手段を構成する。また、制御システム8は、患部検出手段の検出結果に応じて照射野形成装置の駆動装置を駆動制御する制御手段を構成し、制御システム8及び開閉スイッチ14は、患部検出手段で検出した患部の変動が所定の設定範囲から外れたときに、放射線の照射を停止する照射停止手段を構成する。   In the above description, the affected area detection device 7 constitutes an affected area detection unit that detects a change in the affected area described in the claims. The control system 8 constitutes control means for driving and controlling the drive device of the irradiation field forming device according to the detection result of the affected area detection means, and the control system 8 and the open / close switch 14 include the affected area detected by the affected area detection means. An irradiation stopping means is configured to stop the irradiation of radiation when the fluctuation deviates from a predetermined setting range.

次に、本実施形態による粒子線治療装置1の動作を説明する。図3は、上記照射野形成装置6の動作の一例を説明するための概略図である。   Next, the operation of the particle beam therapy system 1 according to this embodiment will be described. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the irradiation field forming apparatus 6.

まず治療ベッド2を移動して、初期状態にある患者3の患部3aを照射野形成装置6のビーム軸と一致させる(図3(a)参照)。そして、例えばオペレータが操作盤(図示せず)から治療開始信号を入力すると、開閉スイッチ14が閉じ状態となってシンクロトロン11からビーム輸送系5にイオンビームが出射される。ビーム輸送系5を経て照射野形成装置6に達したイオンビームは、第1散乱体20、第2散乱体21、リッジフィルタ22、患者コリメータ23、及び患者ボーラス24を通過することにより、患部3a形状に形成されて照射される。   First, the treatment bed 2 is moved so that the affected area 3a of the patient 3 in the initial state is aligned with the beam axis of the irradiation field forming device 6 (see FIG. 3A). For example, when an operator inputs a treatment start signal from an operation panel (not shown), the open / close switch 14 is closed and an ion beam is emitted from the synchrotron 11 to the beam transport system 5. The ion beam that has reached the irradiation field forming device 6 through the beam transport system 5 passes through the first scatterer 20, the second scatterer 21, the ridge filter 22, the patient collimator 23, and the patient bolus 24, thereby causing the affected part 3 a. It is formed into a shape and irradiated.

これと同時に、患部検出装置6で患部3aのX線透視画像を取得し、これを照射制御装置38に出力する。照射制御装置38は、メモリ41に予め記憶された情報を用いてX線透視画像を解析し、患部3aの位置や形状及びその変化量を演算する。そして、患部3aの変動に対応し最適な照射範囲を形成するように、患者コリメータ23及び患者ボーラス24の移動方向及びその移動量を演算し、それら演算結果を平行駆動制御装置39及び回転駆動制御装置40へそれぞれ出力する。   At the same time, an X-ray fluoroscopic image of the affected area 3 a is acquired by the affected area detection device 6 and is output to the irradiation control apparatus 38. The irradiation control device 38 analyzes the X-ray fluoroscopic image using information stored in advance in the memory 41, and calculates the position and shape of the affected part 3a and the amount of change thereof. Then, the movement direction and the movement amount of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are calculated so as to form an optimal irradiation range corresponding to the variation of the affected part 3a, and the calculation results are calculated by the parallel drive control device 39 and the rotation drive control. Output to the device 40 respectively.

例えば図3(b)に示すように患部3aが横方向(図3(b)中左側)に平行移動した場合は、照射制御装置39で演算した患者コリメータ23及び患者ボーラス24の移動方向及びその移動量を含む情報信号が平行駆動制御装置39に入力され、平行駆動制御装置39は第1の平行駆動機構27のモータ31に駆動信号を出力する。そして、モータ31が駆動してボールネジ29が回転し、ビーム進行方向に対し垂直な第1の方向に患者コリメータ23及び患者ボーラス24が移動する。これにより、イオンビームの照射範囲を横方向に平行移動させることができ、変動する患部3aに一致させることが可能となる。   For example, as shown in FIG. 3B, when the affected part 3a is translated in the lateral direction (left side in FIG. 3B), the movement direction of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 calculated by the irradiation control device 39 and An information signal including the amount of movement is input to the parallel drive control device 39, and the parallel drive control device 39 outputs a drive signal to the motor 31 of the first parallel drive mechanism 27. Then, the motor 31 is driven to rotate the ball screw 29, and the patient collimator 23 and the patient bolus 24 move in a first direction perpendicular to the beam traveling direction. As a result, the irradiation range of the ion beam can be translated in the lateral direction, and can be matched with the affected part 3a that fluctuates.

また、例えば患部3aが横方向に回転移動した場合は、照射制御装置38で演算した患者コリメータ23及び患者ボーラス24の回転方向及び回転角度を含む情報信号が回転駆動制御装置40に入力され、回転駆動制御装置40は回転駆動機構28のモータ35に駆動信号を出力する。そして、モータ35が駆動し、ビーム進行方向を回転軸として患者コリメータ23及び患者ボーラス24が回転する。これにより、イオンビームの照射範囲を回転移動させることができ、変動する患部3aに一致させることが可能となる。   For example, when the affected part 3a rotates and moves in the lateral direction, an information signal including the rotation direction and rotation angle of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 calculated by the irradiation control device 38 is input to the rotation drive control device 40 and rotated. The drive control device 40 outputs a drive signal to the motor 35 of the rotation drive mechanism 28. Then, the motor 35 is driven, and the patient collimator 23 and the patient bolus 24 rotate with the beam traveling direction as the rotation axis. Thereby, the irradiation range of the ion beam can be rotated and matched with the affected part 3a which fluctuates.

以上のように本実施形態においては、患部3aの変動に追従してイオンビームの照射範囲を制御することができ、これによって照射精度を高めることができる。また、イオンビームの照射範囲を患部3aの変動に追従させることにより、照射精度を高めつつ連続照射することができ、治療時間の短縮を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the irradiation range of the ion beam can be controlled following the variation of the affected part 3a, and thereby the irradiation accuracy can be increased. In addition, by making the irradiation range of the ion beam follow the fluctuation of the affected part 3a, continuous irradiation can be performed while improving the irradiation accuracy, and the treatment time can be shortened.

また本実施形態においては、患部検出装置7で検出した患部3aの変動が所定の設定範囲から外れたときには、照射制御装置38から停止信号を出力して開閉スイッチ14を閉じ状態とし、患部3aへのビーム照射を停止する。これにより、照射精度をさらに高めることができる。   In this embodiment, when the variation of the affected part 3a detected by the affected part detection device 7 is out of a predetermined setting range, the irradiation control device 38 outputs a stop signal to close the open / close switch 14 to the affected part 3a. Stop the beam irradiation. Thereby, irradiation accuracy can further be improved.

なお、上記一実施形態においては、患部3aの変動を検出する患部検出手段として、X線透視画像を取得する患部検出装置7を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば患部3aに超音波を印加しその反射波を測定する方法、患部3aに陽電子放出源を導入し消滅ガンマ線を測定する方法、患部3aと連携して動く生体組織(例えば骨、横隔膜、胸盤、及び皮膚等)の位置を測定し、メモリ41に予め記憶した患部13aと生体組織の位置関係を用いて得る方法等を用いてもよい。また、例えば呼吸パターンを模擬した信号に合わせて患者3が呼吸し、メモリ41に予め記憶した患者3の呼吸位相と患部3aの変動との関係から得る方法でもよい。これらの場合も、上記同様の効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the diseased part detection device 7 that acquires an X-ray fluoroscopic image is described as an example of the diseased part detection unit that detects a change in the diseased part 3a. However, the present invention is not limited thereto. That is, for example, a method of applying an ultrasonic wave to the affected part 3a and measuring a reflected wave thereof, a method of introducing a positron emission source to the affected part 3a and measuring an annihilation gamma ray, a living tissue moving in cooperation with the affected part 3a (for example, bone, diaphragm, A method of measuring the position of the chest, skin, etc.) and using the positional relationship between the affected part 13a and the biological tissue stored in advance in the memory 41 may be used. Alternatively, for example, a method may be used in which the patient 3 breathes in accordance with a signal simulating a breathing pattern and is obtained from the relationship between the breathing phase of the patient 3 stored in the memory 41 in advance and the variation of the affected part 3a. In these cases, the same effect as described above can be obtained.

また、上記一実施形態においては、駆動装置26は、患者コリメータ23及び患者ボーラス24を一体として移動させる平行駆動機構27及び回転駆動機構28を備えた構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば患者コリメータ23及び患者ボーラス24を別体としてそれぞれ移動させる駆動機構を備えた構成としてもよく、このような変形例を図4及び図5により説明する。   In the above-described embodiment, the drive device 26 has been described by taking as an example a configuration including the parallel drive mechanism 27 and the rotary drive mechanism 28 that move the patient collimator 23 and the patient bolus 24 together, but the present invention is not limited thereto. Absent. That is, for example, a configuration including a drive mechanism for moving the patient collimator 23 and the patient bolus 24 separately from each other may be provided, and such a modification will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

図4は、本変形例による照射野形成装置の詳細構造を関連装置とともに表す概略図であり、図5は、本変形例による照射野形成装置の動作の一例を説明するための概略図である。なお、これら図4及び図5において、上記一実施形態と同等の部分には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。   FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the detailed structure of the irradiation field forming apparatus according to the present modification together with related devices, and FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the irradiation field forming apparatus according to the present modification. . 4 and 5, the same reference numerals are given to the same parts as those in the above embodiment, and the description will be omitted as appropriate.

本変形例の駆動装置26’は、ビーム進行方向(図4中下方向)に対し垂直な第1の方向(図4中左右方向)に患者コリメータ23を移動させる第1のコリメータ平行駆動機構42と、ビーム進行方向に対し垂直な第2の方向(図4中紙面に対し垂直な方向)に移動させる第2のコリメータ平行駆動機構(図示せず)と、ビーム進行方向を回転軸として患者コリメータ23を回転させるコリメータ回転駆動機構43と、ビーム進行方向に対し垂直な第1の方向に患者ボーラス24を移動させる第1のボーラス平行駆動機構44と、ビーム進行方向に対し垂直な第2の方向に移動させる第2のボーラス平行駆動機構(図示せず)と、ビーム進行方向を回転軸として患者ボーラス24を回転させるボーラス回転駆動機構45とを有する。   The driving device 26 ′ of the present modification has a first collimator parallel drive mechanism 42 that moves the patient collimator 23 in a first direction (left-right direction in FIG. 4) perpendicular to the beam traveling direction (downward direction in FIG. 4). A second collimator parallel drive mechanism (not shown) that moves in a second direction perpendicular to the beam traveling direction (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4), and a patient collimator with the beam traveling direction as the rotation axis A collimator rotation drive mechanism 43 for rotating the head 23, a first bolus parallel drive mechanism 44 for moving the patient bolus 24 in a first direction perpendicular to the beam traveling direction, and a second direction perpendicular to the beam traveling direction. And a second bolus parallel drive mechanism (not shown) for moving the patient bolus, and a bolus rotation drive mechanism 45 for rotating the patient bolus 24 about the beam traveling direction as a rotation axis.

また、本変形例の制御システム8’は、上記照射制御装置38、コリメータ平行駆動制御装置46、コリメータ回転駆動制御装置47、ボーラス平行駆動制御装置48、ボーラス回転駆動制御装置49を有する。なお、照射制御装置38、コリメータ平行駆動制御装置46、コリメータ回転駆動制御装置47、ボーラス平行駆動制御装置48、及びボーラス回転駆動制御装置49を個々に設けず、それらの各機能を制御システム8が発揮するように構成してもよい。   The control system 8 ′ of the present modification includes the irradiation control device 38, the collimator parallel drive control device 46, the collimator rotation drive control device 47, the bolus parallel drive control device 48, and the bolus rotation drive control device 49. Note that the irradiation control device 38, the collimator parallel drive control device 46, the collimator rotation drive control device 47, the bolus parallel drive control device 48, and the bolus rotation drive control device 49 are not provided individually, and the control system 8 provides these functions. You may comprise so that it may exhibit.

照射制御装置38は、メモリ41に記憶された情報等を用いて、患部検出装置7から受信したX線透視画像を解析し、患部3aの位置や形状及びその変化量を演算する。そして、患部3aの変動に対応し最適な照射範囲を形成するように、患者コリメータ23及び患者ボーラス24の移動方向及びその移動量をそれぞれ演算し、それら演算結果をコリメータ平行駆動制御装置46、コリメータ回転駆動制御装置47、ボーラス平行駆動制御装置48、及びボーラス回転駆動制御装置49へそれぞれ出力する。   The irradiation control device 38 analyzes the X-ray fluoroscopic image received from the affected area detection device 7 using information stored in the memory 41, and calculates the position and shape of the affected area 3a and the amount of change thereof. Then, the movement direction and the movement amount of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are respectively calculated so as to form an optimal irradiation range corresponding to the variation of the affected part 3a, and the calculation results are calculated as a collimator parallel drive control device 46, a collimator. It outputs to the rotation drive control device 47, the bolus parallel drive control device 48, and the bolus rotation drive control device 49, respectively.

例えば患部3aが初期状態(図5(a)参照)から横方向に平行移動した場合(図5(b)参照)、照射制御装置39は、照射野形成装置6のビーム入射点と患部3aとを結ぶ直線上に患者コリメータ23及び患者ボーラス24を配置するように、患者コリメータ23及び患者ボーラス24の平行移動方向及びその移動量をそれぞれ演算する。そして、患者コリメータ23の平行移動方向及びその移動量を含む情報信号がコリメータ平行駆動制御装置46に出力され、コリメータ平行駆動制御装置46が第1のコリメータ平行駆動機構42のモータに駆動信号を出力し、ビーム進行方向に対し垂直な第1の方向に患者コリメータ23を移動させる。また、患者ボーラス24の平行移動方向及びその移動量を含む情報信号がボーラス平行駆動制御装置48に出力され、ボーラス平行駆動制御装置48が第1のボーラス平行駆動機構44のモータに駆動信号を出力し、ビーム進行方向に対し垂直な第1の方向に患者ボーラス23を移動させる。その結果、イオンビームの照射範囲を横方向に平行移動させることができ、変動する患部3aに一致させることが可能となる。   For example, when the affected part 3a is translated laterally from the initial state (see FIG. 5A) (see FIG. 5B), the irradiation control device 39 determines the beam incident point of the irradiation field forming device 6 and the affected part 3a. The parallel movement direction and the movement amount of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are calculated so that the patient collimator 23 and the patient bolus 24 are arranged on a straight line connecting the two. Then, an information signal including the parallel movement direction and movement amount of the patient collimator 23 is output to the collimator parallel drive control device 46, and the collimator parallel drive control device 46 outputs a drive signal to the motor of the first collimator parallel drive mechanism 42. Then, the patient collimator 23 is moved in a first direction perpendicular to the beam traveling direction. Further, an information signal including the parallel movement direction and the movement amount of the patient bolus 24 is output to the bolus parallel drive control device 48, and the bolus parallel drive control device 48 outputs a drive signal to the motor of the first bolus parallel drive mechanism 44. Then, the patient bolus 23 is moved in a first direction perpendicular to the beam traveling direction. As a result, the irradiation range of the ion beam can be translated in the horizontal direction, and can be matched with the affected part 3a that fluctuates.

また、例えば患部3aが横方向に回転移動した場合、照射制御装置38で演算した患者コリメータ23及び患者ボーラス24の回転方向及び回転角度を含む情報信号がコリメータ回転駆動制御装置47及びボーラス回転駆動制御装置49にそれぞれ出力される。そして、コリメータ回転駆動制御装置47はコリメータ回転駆動機構43のモータに駆動信号を出力して、ビーム進行方向を回転軸として患者コリメータ23を回転させ、ボーラス回転駆動制御装置49はボーラス回転駆動機構45のモータに駆動信号を出力して、ビーム進行方向を回転軸として患者ボーラス24を回転させる。その結果、イオンビームの照射範囲を回転移動させることができ、変動する患部3aに一致させることが可能となる。   For example, when the affected part 3a is rotated in the horizontal direction, an information signal including the rotation direction and rotation angle of the patient collimator 23 and the patient bolus 24 calculated by the irradiation control device 38 is output from the collimator rotation drive control device 47 and the bolus rotation drive control. Each is output to the device 49. The collimator rotation drive control device 47 outputs a drive signal to the motor of the collimator rotation drive mechanism 43 to rotate the patient collimator 23 with the beam traveling direction as the rotation axis, and the bolus rotation drive control device 49 is a bolus rotation drive mechanism 45. A drive signal is output to the motor and the patient bolus 24 is rotated about the beam traveling direction as a rotation axis. As a result, the irradiation range of the ion beam can be rotated and matched with the affected affected part 3a.

以上のように構成された本変形例においても、上記一実施形態同様、患部3aの変動に追従してイオンビームの照射範囲を制御することができ、これによって照射精度を高めることができる。   Also in the present modified example configured as described above, the irradiation range of the ion beam can be controlled following the variation of the affected part 3a as in the above-described embodiment, thereby improving the irradiation accuracy.

なお、上記一実施形態及び一変形例においては、駆動装置26,26’は、患者コリメータ23及び患者ボーラス24を一体又は別体として、ビーム進行方向に対し垂直な方向に移動させる平行駆動機構及びビーム進行方向を回転軸として回転させる回転駆動機構を設けた構成を例にとって説明したが、これに限られない。すなわち、例えば患者コリメータ23及び患者ボーラス24を一体又は別体としてビーム進行方向に移動させる駆動機構を設けてもよい。そして、この駆動機構によって患者コリメータ23をビーム上流側に移動させれば、イオンビームの径方向の照射範囲は相似拡大し、反対にビーム下流側に移動させれば、イオンビームの径方向の照射範囲を相似縮小することが可能である。また、患者ボーラス24をビーム上流側に移動させれば、イオンビームの到達深度の形状は相似拡大し、反対にビーム下流側に移動させれば、イオンビームの到達深度の形状は相似縮小することが可能である。また、例えば患者コリメータ23及び患者ボーラス24を一体又は別体として傾斜させる駆動機構を設けてもよい。この駆動機構によって患者コリメータ23を傾斜させると、傾斜方向一方側におけるイオンビームの径方向の照射範囲を縮小し、傾斜方向反対側におけるイオンビームの径方向の照射範囲を拡大することが可能である。また、患者ボーラス24を傾斜させると、傾斜方向一方側におけるイオンビームの到達深度の形状を拡大し、傾斜方向反対側におけるイオンビームの到達深度の形状を縮小することが可能である。これらの変形例においても、上記同様の効果を得ることができる。   In the one embodiment and the modified example, the driving devices 26 and 26 ′ include a parallel driving mechanism that moves the patient collimator 23 and the patient bolus 24 in a direction perpendicular to the beam traveling direction as a single body or a separate body. The configuration provided with the rotation drive mechanism that rotates the beam traveling direction as the rotation axis has been described as an example, but is not limited thereto. That is, for example, a drive mechanism that moves the patient collimator 23 and the patient bolus 24 in the beam traveling direction as a single body or as a separate body may be provided. If the patient collimator 23 is moved to the upstream side of the beam by this driving mechanism, the irradiation range in the radial direction of the ion beam is enlarged in a similar manner. On the contrary, if the patient collimator 23 is moved to the downstream side of the beam, the radial irradiation of the ion beam is performed. It is possible to reduce the range similarly. Further, if the patient bolus 24 is moved to the upstream side of the beam, the shape of the arrival depth of the ion beam is similarly enlarged, and conversely, if the patient bolus 24 is moved to the downstream side of the beam, the shape of the arrival depth of the ion beam is similarly reduced. Is possible. Further, for example, a drive mechanism that tilts the patient collimator 23 and the patient bolus 24 as a single body or as a separate body may be provided. When the patient collimator 23 is tilted by this drive mechanism, the radial irradiation range of the ion beam on one side of the tilt direction can be reduced, and the radial irradiation range of the ion beam on the opposite side of the tilt direction can be expanded. . In addition, when the patient bolus 24 is tilted, it is possible to enlarge the shape of the ion beam arrival depth on one side of the tilt direction and reduce the shape of the ion beam reach depth on the opposite side of the tilt direction. In these modified examples, the same effect as described above can be obtained.

本発明の一実施形態である粒子線治療装置の全体構成を表す概略図である。It is the schematic showing the whole structure of the particle beam therapy apparatus which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態である粒子線治療装置に備えられる照射野形成装置の詳細構造を関連装置とともに表す概略図である。It is the schematic showing the detailed structure of the irradiation field forming apparatus with which the particle beam therapy apparatus which is one Embodiment of this invention is equipped with a related apparatus. 本発明の一実施形態における照射野形成装置の動作の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of operation | movement of the irradiation field formation apparatus in one Embodiment of this invention. 本発明の一変形例である照射野形成装置の詳細構造を関連装置とともに表す概略図である。It is the schematic showing the detailed structure of the irradiation field forming apparatus which is one modification of this invention with a related apparatus. 本発明の一変形例における照射野形成装置の動作の一例を説明するための概略図である。It is the schematic for demonstrating an example of operation | movement of the irradiation field formation apparatus in one modification of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 粒子線治療装置(放射線治療装置)
3 患者
3a 患部
4 ビーム発生装置(放射線発生装置)
6 照射野形成装置
7 患部検出装置(患部検出手段)
8 制御システム(制御手段、照射停止手段)
14 開閉スイッチ(照射停止手段)
23 患者コリメータ
24 患者ボーラス
26 駆動装置
27 第1の平行駆動機構
28 回転駆動機構
42 第1のコリメータ平行駆動機構
43 コリメータ回転駆動機構
44 第1のボーラス平行駆動機構
45 ボーラス回転駆動機構
1 Particle beam therapy system (radiation therapy system)
3 Patient 3a Affected part 4 Beam generator (radiation generator)
6 Irradiation field forming device 7 affected area detection device (affected area detection means)
8 Control system (control means, irradiation stop means)
14 Open / close switch (irradiation stop means)
23 patient collimator 24 patient bolus 26 drive device 27 first parallel drive mechanism 28 rotation drive mechanism 42 first collimator parallel drive mechanism 43 collimator rotation drive mechanism 44 first bolus parallel drive mechanism 45 bolus rotation drive mechanism

Claims (6)

患者の患部に放射線を照射する放射線治療装置において、
放射線発生装置と、
コリメータ及びこのコリメータを移動させる駆動装置を有し、前記放射線発生装置からの放射線を患部形状に形成して照射する照射野形成装置と、
患部の変動を検出する患部検出手段と、
前記患部検出手段の検出結果に応じて前記照射野形成装置の駆動装置を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする放射線治療装置。
In a radiotherapy device that irradiates the affected area of a patient,
A radiation generator;
An irradiation field forming device that includes a collimator and a driving device that moves the collimator, and irradiates the radiation from the radiation generation device in the form of an affected area; and
An affected area detecting means for detecting a change in the affected area;
A radiotherapy apparatus comprising: a control unit that drives and controls a driving device of the irradiation field forming device according to a detection result of the affected part detection unit.
患者の患部に放射線を照射する放射線治療装置において、
放射線発生装置と、
コリメータ、ボーラス、これらコリメータ及びボーラスを移動させる駆動装置を有し、前記放射線発生装置からの放射線を患部形状に形成して照射する照射野形成装置と、
患部の変動を検出する患部検出手段と、
前記患部検出手段の検出結果に応じて前記照射野形成装置の駆動装置を駆動制御する制御手段とを備えたことを特徴とする放射線治療装置。
In a radiotherapy device that irradiates the affected area of a patient,
A radiation generator;
A collimator, a bolus, a driving device that moves the collimator and the bolus, and an irradiation field forming device that forms and irradiates the radiation from the radiation generating device in the shape of the affected area; and
An affected area detecting means for detecting a change in the affected area;
A radiotherapy apparatus comprising: a control unit that drives and controls a driving device of the irradiation field forming device according to a detection result of the affected part detection unit.
前記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ及びボーラスを一体として移動させる駆動機構を有する請求項2記載の放射線治療装置。   The radiotherapy apparatus according to claim 2, wherein the driving device of the irradiation field forming device has a driving mechanism that moves the collimator and the bolus as a unit. 前記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ又は/及びボーラスを、放射線の進行方向に対し垂直な方向に移動させる平行駆動機構を有する請求項1乃至3のいずれかに記載の放射線治療装置。   The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the driving device of the irradiation field forming device has a parallel driving mechanism that moves the collimator and / or the bolus in a direction perpendicular to a traveling direction of the radiation. 前記照射野形成装置の駆動装置は、前記コリメータ又は/及びボーラスを、放射線の進行方向を回転軸として回転させる回転駆動機構を有する請求項1乃至3のいずれかに記載の放射線治療装置。   4. The radiotherapy apparatus according to claim 1, wherein the driving device of the irradiation field forming device includes a rotation driving mechanism that rotates the collimator and / or the bolus with a traveling direction of radiation as a rotation axis. 前記患部検出手段で検出した患部の変動が所定の設定範囲から外れたときに、放射線の照射を停止する照射停止手段をさらに備えた請求項1乃至5のいずれかに記載の放射線治療装置。   The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising irradiation stopping means for stopping irradiation of radiation when a change in the affected area detected by the affected area detection means deviates from a predetermined setting range.
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