JP2012223259A - 粒子線治療計画装置および粒子線治療装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】均一走査では、コリメータ開口領域を一様に照射する最適な荷電粒子ビーム走査経路を治療計画装置が計算する。積層原体照射では、層分割した患部各層のマルチリーフコリメータ開口領域を一様に照射する最適な荷電粒子ビーム走査経路を層毎に治療計画装置が計算する、あるいは、各層のマルチリーフコリメータ開口領域をおおう最小の照射野サイズを治療計画装置が計算し、粒子線治療制御装置のメモリ上に記憶されている照射野サイズに対応した荷電粒子ビーム走査経路を選択する。コリメータ開口領域に合わせて、均一走査あるいは積層原体照射の各層での横方向の荷電粒子ビーム走査経路を最適に変化させることによって、上記課題を解決する。
【選択図】 図21
Description
本発明の好適な実施例である第一実施例では、均一走査において横方向にラスター走査で照射する場合に関する。従来の均一走査におけるラスター走査経路を図20に示す。図20では、コリメータ開口領域を斜線塗りつぶしに示し、点線がコリメータ開口領域をおおう矩形の照射野を表し、実線がラスター走査経路602を表す。図20中始点と記す点よりラスター走査を開始し、ビームを切ることなくX方向走査,Y方向走査を繰り返し、終点と記す点に至る。従来の均一走査では、図20に示すように、治療計画装置104はコリメータ開口領域に対してこれをおおう照射野を求め、この照射野を一様な線量分布で照射するためのラスター走査経路602を計算する。あるいは、あらかじめ照射野に対応したラスター走査経路を計算しておき、照射野に対応したデータとして持っておく。例えば図20では患部をおおう矩形領域の点線で示す照射野サイズを25cm×25cmとし、ビームサイズを1σで2cm程度と決め、Y方向の走査間隔をビームサイズの2倍程度の4cmとし、Y方向の走査本数を9本とする。X方向の走査範囲は、X方向の照射野サイズ25cmを連続ビームで照射して一様な線量分布を形成し、端部での線量分布の落ち方を考慮して、−18cmから+18cmまで走査すると決める。
本発明の好適な実施例である第二実施例では、均一走査において横方向にライン走査で照射する場合に関する。従来の均一走査におけるライン走査経路を図22に示す。図22では、コリメータ開口領域を斜線塗りつぶしに示し、点線がコリメータ開口領域をおおう矩形の照射野を表し、実線がライン走査経路601を表す。図22中始点と記す点よりライン走査をX方向に開始し、終点と記す点に至る。これがライン走査の1ラインの照射でこれをY方向に繰り返し行い一面走査が終了する。従来の均一走査では、図22に示すように、治療計画装置104はコリメータ開口領域に対してこれをおおう照射野を求め、この照射野を一様な線量分布で照射するためのライン走査経路601を計算する。あるいは、あらかじめ照射野に対応したラスター走査経路を計算しておき、照射野に対応したデータとして持っておく。例えば図22では患部をおおう矩形領域の点線で示す照射野サイズを25cm×25cmとし、ビームサイズを1σで2cm程度と決め、Y方向の走査間隔をビームサイズの2倍程度の4cmとし、Y方向の走査本数を9本とする。X方向の走査範囲は、X方向の照射野サイズ25cmを連続ビームで照射して一様な線量分布となり端部での線量分布の落ち方を考慮して、−18cmから+18cmまで走査すると決める。
本発明の好適な実施例である第一実施例では、積層原体照射において、層分割した患部各層を横方向にラスター走査で照射する場合に関する。従来の積層原体照射では、図7に示すラスター走査の走査経路602ですべての層を照射していた。図12(a)は本実施例における最も深い層1のラスター走査の走査経路602を示し、図12(b)は浅い側に位置する層6のラスター走査の走査経路602を示す。図12では、層6のラスター走査経路は、マルチリーフコリメータ開口領域が小さくなっているため、層1のラスター走査経路と比較して短縮化している。図12の走査経路は、治療計画装置104が、層分割された患部各層のマルチリーフコリメータ開口を計算した後に、最小の走査経路を計算する。
本発明の他の実施例である第2実施例について、図面を用いて説明する。実施例1では治療計画装置104が各層の走査経路を計算したが、本実施例では、積層原体照射で層分割した患部各層をラスター走査で照射していく場合、あらかじめ照射野サイズに対応したラスター走査経路を用意しておき、このなかから各層を照射するのに適した走査経路を選択する場合に関する。
本発明の他の実施例である第3実施例について、図面を用いて説明する。本実施例では、積層原体照射において、層分割した患部各層を横方向にジグザグ走査で照射する場合について説明する。
本発明の他の実施例である第4実施例について、図面を用いて説明する。本実施例では、積層原体照射において、層分割した患部各層を横方向に単円走査で照射する場合について説明する。
本発明の他の実施例である第5実施例について、図面を用いて説明する。本実施例では、積層原体照射において、層分割した患部各層を横方向にらせん走査で照射する場合について説明する。
図17では、層6のらせん走査経路は、マルチリーフコリメータ開口領域が小さくなっているため、層1のらせん走査経路と比較して、最大半径が小さくなっている。図18の走査経路は、実施例1と同様、治療計画装置104が、層分割された患部各層のマルチリーフコリメータ開口に応じて、らせん走査の最大半径を計算する。
本発明の他の実施例である第6実施例について、図面を用いて説明する。本実施例では、積層原体照射において、層分割した患部各層を横方向にライン走査で照射する場合について説明する。
本発明では、層分割した患部各層をビーム進行方向から見た時、浅い層では横方向の患部形状は小さくなっていくことに着目する。そのため、マルチリーフコリメータ開口領域も、深い層と比較して層が浅くなっていくと小さくなる。そのため、図18に示すように、一番深い層1を照射する時の走査経路と比較して、浅い層6を照射する時の走査経路は小さくなったマルチリーフコリメータ開口領域のみを一様に照射できるように、走査経路を短縮化することが可能となる。各層のマルチリーフコリメータ開口は治療計画装置が計算するので、各層のマルチリーフコリメータ開口領域に応じて開口部分の線量分布を一様に照射できる最小の走査経路を治療計画装置が計算する。
21 入射器
22 加速器
31 ビーム輸送系偏向電磁石
41 走査電磁石
42 散乱体
43 リッジフィルタ
44 平坦度モニタ
45 線量モニタ
46 マルチリーフコリメータ
47 ボーラス
48 レンジシフタ
51 患部
61 走査電磁石電源
63 リッジフィルタ駆動部
64 平坦度モニタ信号取得部
65 線量モニタ信号取得部
66 マルチリーフコリメータ駆動部
71 走査電磁石電源制御部
73 リッジフィルタ制御部
74 線量平坦度演算部
75 ビーム照射量管理部
76 マルチリーフコリメータ制御装置
100 粒子線治療制御装置
101 加速器,ビーム輸送系制御装置
102 全体制御装置
103 照射ノズル制御装置
104 治療計画装置
200 粒子線加速器
300 ビーム輸送系
400 照射ノズル
500 ベッド装置
601 ライン走査の走査経路
602 ラスター走査の走査経路
603 ジグザグ走査の走査経路
604 単円走査の走査経路
605 らせん走査の走査経路
Claims (15)
- 電磁石により荷電粒子ビームを走査して横方向に一様な線量分布を形成する均一走査を計画する治療計画装置において、コリメータ開口部を考慮して最適の横方向の走査経路を計算することを特徴とする治療計画装置。
- 前記横方向の走査経路がラスター走査経路であることを特徴とする請求項1に記載の治療計画装置。
- 前記横方向の走査経路がライン走査経路であることを特徴とする請求項1に記載の治療計画装置。
- 患部を層に分割し、線量分布を患部形状に合わせるためのボーラスを使用し、層分割した患部各層を、マルチリーフコリメータにより横方向の照射野形状を各層毎に変化させながら照射していく積層原体照射を計画する治療計画装置において、
各層のマルチリーフコリメータ開口を計算し、その計算された開口領域に対して適した最小の荷電粒子ビームの走査経路を計算し、各層毎に荷電粒子ビーム走査経路を変化させることを特徴とする治療計画装置。 - 患部を層に分割し、線量分布を患部形状に合わせるためのボーラスを使用し、層分割した患部各層を、マルチリーフコリメータにより横方向の照射野形状を各層毎に変化させながら照射していく積層原体照射を行う粒子線治療装置において、
前記治療計画装置は各層のマルチリーフコリメータ開口を計算し、その計算された開口領域を含む照射野サイズを計算し、粒子線治療装置の制御装置はその照射野サイズに対応した複数の走査経路をあらかじめ持っており、前記計算された照射野サイズに対応した走査経路に基づき各層毎に荷電粒子ビーム走査経路を変化させることを特徴とする粒子線治療装置。 - 前記各層を照射していく横方向の照射方法がラスター走査であることを特徴とする請求項3に記載の治療計画装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がジグザグ走査であることを特徴とする請求項3に記載の治療計画装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法が円形走査であることを特徴とする請求項3に記載の治療計画装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がらせん走査であることを特徴とする請求項3に記載の治療計画装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がライン走査であることを特徴とする請求項3に記載の治療計画装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がラスター走査であることを特徴とする請求項4に記載の粒子線治療装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がジグザグ走査であることを特徴とする請求項4に記載の粒子線治療装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法が円形走査であることを特徴とする請求項4に記載の粒子線治療装置。
- 前記各層を照射していく横方向の照射方法がらせん走査であることを特徴とする請求項4に記載の粒子線治療装置。
- 各層を照射していく横方向の照射方法がライン走査であることを特徴とする請求項4に記載の粒子線治療装置。
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