JP2013198579A - 荷電粒子照射システムおよび照射計画装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御システム7は、標的監視装置である動体追跡装置49からの信号に基づき走査電磁石31,32の励磁電流値を補正して荷電粒子ビームを照射標的26に照射する追尾照射と、標的監視装置からの信号に基づき照射装置21から照射される荷電粒子ビームの照射開始と照射停止を制御するゲート照射とを行う。
【選択図】図1
Description
<照射計画>
まず、照射計画装置41の構成を図12を用いて説明する。
<照射手順>
以上の手順により作成した照射パラメータ、照射対象設置情報およびガントリー角度を使用して照射対象25に線量分布を形成する手順を説明する。
<ステップ201>
ステップ201においてエネルギー番号i=1、スポット番号j=1のスポットから照射を開始する。動体追跡装置49はX線発生装置35,36とX線検出器37,38を制御して照射標的26の位置の計測を開始する。加速器制御装置47はシンクロトロン4を制御してエネルギー番号i=1のエネルギーE1に粒子線を加速する。
<ステップ202>
ステップ202において中央制御装置46から加速器制御装置47へ加速信号が送信される。加速器制御装置47はイオン源、ライナック3、シンクロトロン4を制御して粒子線を加速する。イオン源において発生した粒子線はライナック3により加速されシンクロトロン4へ入射される。入射された粒子線は加速装置6から高周波を印加され第一のスライス番号を照射するためのエネルギーE1まで加速される。粒子線の加速が完了すると加速器制御装置47から照射制御装置48へ加速完了信号が送信される。
<ステップ203>
ステップ203において加速完了信号を受信した照射制御装置48はスポットの照射準備を実施する。照射制御装置48内の照射制御回路48eが加速完了信号を受信する。照射制御回路48eは座標処理回路48d、位置監視回路48f、電磁石制御回路51cに向けてスポット設定信号を送信する。
<ステップ204>
ステップ204において出射開始信号を受信した加速器制御装置47は高周波印加装置5を制御して粒子線に高周波を印加する。高周波を印加された粒子線は出射用デフレクタ1を通過し、ビーム経路12を通過して治療室17内の照射装置21に達する。粒子線は照射装置21内の走査電磁石31,32により走査され、位置モニタ34および線量モニタ33を通過して照射対象25内に到達し照射標的26に線量を付与する。照射標的26に到達した粒子線の量は線量モニタ33で検出され、照射制御回路48eでカウントされる。照射制御回路48eは線量モニタ33からの信号のカウントと線量メモリ48cの値を比較し、カウントが線量メモリ48cに記録されている目標照射量に達すると加速器制御装置47に対し出射停止信号を出力する。出射停止信号を受信した加速器制御装置47は高周波印加装置5を制御して高周波の印加を停止し、出射を停止する。また、照射制御回路48eは位置監視回路47fへスポット完了信号を送信する。位置監視回路47fは座標処理回路48dから受信した標的座標と位置メモリ48bに記録されている照射位置の値を足し合わせ、位置モニタ34により検出した位置との差を算出し、差が閾値以下になっていることを確認する。
<ステップ205>
ステップ205において、同一スライスのスポットに照射が完了していないスポットがある場合、すなわちスポット番号jがj<Niの場合、j+1番目のスポットを照射するためステップ203に戻る。同一スライスのスポットを全て照射した場合、すなわちj=Niの場合、ステップ206に進む。
<ステップ206>
ステップ206において、中央制御装置46から加速器制御装置47に減速信号を送信する。減速信号を受信した加速器制御装置47は粒子線を減速させ、ライナック3から新たな粒子線を入射できる状態になる。
<ステップ207>
ステップ207において照射が完了していないレイヤーがある場合、すなわちi<Nのとき、i+1番目のレイヤーを照射するためステップ202に進む。全てのレイヤーの照射が完了した場合、すなわちi=Nの場合、ステップ208に進み、照射完了となる。
<他の実施例>
(1)本実施例ではスポット毎に出射許可範囲を変更する場合について説明したが、患部の状況に応じ、図11を用いて説明したように出射許可範囲を一定にしてもよい。この場合でも、従来のゲート照射に比べて走査電磁石31,32による追尾の分だけより計画通りの線量分布を形成することができる。
<効果>
最後に、本実施例により得られる効果について整理する。本実施例によれば次の効果が得られる。
2 ビーム輸送系
3 ライナック
4 シンクロトロン
5 高周波印加装置
6 加速装置
7 制御システム(制御装置)
11 出射用デフレクタ
12 ビーム経路
14,15,16 偏向電磁石
17 治療室
21 照射装置
24 カウチ
25 照射対象
26 照射標的
27 高密度物質
31,32 走査電磁石
33 線量モニタ
34 位置モニタ
35,36 X線発生装置(標的監視装置)
37,38 X線検出器(標的監視装置)
40 X線CT装置
41 照射計画装置
42 データベース
46 中央制御装置46
47 加速器制御装置
48 照射制御装置
49 動体追跡装置(標的監視装置)
101 照射計画演算装置
102 モニタ
103 入力装置
109 照射計画演算処理装置
Claims (7)
- 荷電粒子ビームを生成して出射する加速器と、
前記荷電粒子ビームを走査する走査電磁石を有し、前記荷電粒子ビームを照射標的に照射する照射装置と、
前記照射標的の位置を計測する標的監視装置と、
前記標的監視装置からの信号に基づき前記走査電磁石の励磁電流値を補正して前記荷電粒子ビームを照射標的に照射する追尾照射と、前記標的監視装置からの信号に基づき前記照射装置から照射される荷電粒子ビームの照射開始と照射停止を制御するゲート照射とを行う制御装置とを備えることを特徴とする荷電粒子照射システム。 - 前記制御装置は、
複数の照射位置に対して照射位置毎に出射許可範囲が設定されており、
前記複数の照射位置のうちの1つの照射位置に前記荷電粒子ビームを照射するとき、前記標的監視装置からの信号に基づき前記照射標的の位置を計算し、前記照射標的の位置が前記出射許可範囲の中にあるときは前記荷電粒子ビームの照射を開始し、前記照射標的の位置が前記出射許可範囲の外にあるときは前記荷電粒子ビームの照射を停止するよう制御することを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子照射システム。 - 前記照射装置を備えた回転可能なガントリーを更に備え、
前記制御装置に設定される前記出射許可範囲は前記ガントリーと共に回転する座標系を用いて指定されることを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子照射システム。 - 前記制御装置は、前記走査電磁石の前記励磁電流値を、前記照射標的の位置が前記出射許可範囲の中にあるとき更新することを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子照射システム。
- 前記制御装置は、前記走査電磁石の前記励磁電流値を、前記照射標的の移動に合わせて所定の周期で更新することを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子照射システム。
- 照射標的に設定した複数の照射位置のそれぞれに対して、前記照射標的の移動に合わせて荷電粒子ビームの照射位置を変更する追尾照射と、前記照射標的が予め定めた出射許可範囲内にあるとき荷電粒子ビームを照射するゲート照射とを行う荷電粒子照射システムに用いる照射計画装置において、
前記照射位置毎に前記出射許可範囲を指定する演算装置を備えることを特徴とする照射計画装置。 - 前記演算装置は、粒子線の飛程が変化しない範囲に基づいて前記出射許可範囲を決定することを特徴とする請求項6に記載の照射計画装置。
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