JP2015073827A - Charged particle beam treatment device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線を照射する荷電粒子線治療装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam therapy apparatus that irradiates a charged particle beam.
従来、荷電粒子線を照射する荷電粒子線治療装置として、特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に記載された荷電粒子線治療装置は、患者の体内の腫瘍に対し、荷電粒子線をワブラー法(ブロードビーム法)で照射することにより治療を行う装置である。この荷電粒子線治療装置は、荷電粒子を加速させて荷電粒子線を発生させるサイクロトロンと、荷電粒子線のエネルギーを低下させて荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダ(レンジシフタ)と、荷電粒子線の照射野を形成するコリメータとを備えている。ディグレーダは、複数枚のエネルギー吸収体によって構成され、荷電粒子線が所望の飛程となるように使用されるエネルギー吸収体の枚数が設定される。ディグレーダによって飛程が調整された荷電粒子線は、コリメータによってその照射される範囲(照射野)が調整された上で、患者の体内の腫瘍に照射される。
Conventionally, what was described in
ここで、荷電粒子線の散乱量は、ディグレーダを通過した後からの距離に大きく依存する。ディグレーダの最も下流側に配置されたエネルギー吸収体の下流側の面と、アイソセンターとの間のギャップが変わると、荷電粒子線の散乱量が大きく変わってしまうおそれがある。散乱量が変わると、患部に照射する荷電粒子線の線量分布が大きく変わってしまう。例えば、ワブラー法によって荷電粒子線を照射する場合、エネルギー吸収体の下流側の面とアイソセンターとの間のギャップが変わり荷電粒子線の散乱量が大きく変わったとしても、コリメータを用いることによって照射野の外側端部の線量については治療計画通りにならないことを抑制することができる。これに対し、スキャニング方式によって荷電粒子線を照射する荷電粒子線治療装置においては、患部の形状(照射野)通りに荷電粒子線を走査するため、通常、ディグレーダよりも荷電粒子線の下流側にはコリメータは設けられていない。このため、スキャニング方式によって荷電粒子線を照射する荷電粒子線治療装置においては、エネルギー吸収体の下流側の面とアイソセンターとの間のギャップが変わり荷電粒子線の散乱量が大きく変わった場合に、治療計画通りの線量分布で荷電粒子線を照射することは困難であった。 Here, the amount of scattering of the charged particle beam greatly depends on the distance after passing through the degrader. If the gap between the downstream surface of the energy absorber disposed on the most downstream side of the degrader and the isocenter changes, the amount of scattering of the charged particle beam may change significantly. When the amount of scattering changes, the dose distribution of the charged particle beam applied to the affected area changes greatly. For example, when irradiating a charged particle beam by the wobbler method, even if the gap between the downstream surface of the energy absorber and the isocenter changes and the scattering amount of the charged particle beam changes significantly, the irradiation is performed by using a collimator. The dose at the outer edge of the field can be prevented from not meeting the treatment plan. On the other hand, in a charged particle beam treatment apparatus that irradiates a charged particle beam by a scanning method, the charged particle beam is scanned in accordance with the shape of the affected part (irradiation field), and therefore usually on the downstream side of the charged particle beam from the degrader. There is no collimator. For this reason, in a charged particle beam therapy system that irradiates a charged particle beam by the scanning method, when the gap between the downstream surface of the energy absorber and the isocenter changes and the amount of scattering of the charged particle beam changes significantly. It was difficult to irradiate a charged particle beam with a dose distribution according to the treatment plan.
そこで、本発明は、荷電粒子線を所望の線量分布で精度よく照射することができる荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the charged particle beam therapeutic apparatus which can irradiate a charged particle beam accurately with desired dose distribution.
本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を照射する照射ノズルと、照射ノズル内に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを低下させる複数枚のエネルギー吸収体によって構成されると共に使用するエネルギー吸収体の組み合わせに応じて荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、ディグレーダを荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、使用するエネルギー吸収体の組み合わせに応じて、ディグレーダが荷電粒子線の照射軸方向に移動するように駆動部を制御する制御部と、を備える。 A charged particle beam therapy system according to an embodiment of the present invention includes an irradiation nozzle that irradiates a charged particle beam, and a plurality of energy absorbers that are provided in the irradiation nozzle and reduce the energy of the charged particle beam. In accordance with the combination of the energy absorber to be used, the degrader that adjusts the range of the charged particle beam according to the combination of the energy absorber used together, the drive unit that moves the degrader in the irradiation axis direction of the charged particle beam, and And a control unit that controls the drive unit so that the degrader moves in the irradiation axis direction of the charged particle beam.
この荷電粒子線治療装置では、ディグレーダにおいて使用されるエネルギー吸収体の組み合わせに応じて、ディグレーダが荷電粒子線の照射軸方向に移動する。これにより、エネルギー吸収体の組み合わせによって生じる荷電粒子線の線量分布のばらつきを補正することができる。従って、荷電粒子線を所望の線量分布で精度よく照射することができる。 In this charged particle beam therapy system, the degrader moves in the direction of the irradiation axis of the charged particle beam in accordance with the combination of energy absorbers used in the degrader. Thereby, the dispersion | variation in the dose distribution of the charged particle beam which arises by the combination of an energy absorber can be correct | amended. Therefore, the charged particle beam can be accurately irradiated with a desired dose distribution.
制御部は、エネルギー吸収体のうち荷電粒子線の照射軸方向の最も下流側に配置されたエネルギー吸収体における下流側の面から、アイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように駆動部を制御してもよい。この場合には、エネルギー吸収体がどのような組み合わせであっても、最も下流側に配置されたエネルギー吸収体の下流側の面と、アイソセンターとの間のギャップが一定となる。従って、荷電粒子線のアイソセンターにおける線量分布において、エネルギー吸収体の組み合わせによるディグレーダとアイソセンターとの間のギャップの依存性を除外することができる。これにより、所望の線量分布でより精度良く荷電粒子線を照射することができる。 The control unit is a drive unit such that the distance from the downstream surface of the energy absorber disposed on the most downstream side in the irradiation axis direction of the charged particle beam among the energy absorbers to the isocenter is a preset distance. May be controlled. In this case, regardless of the combination of the energy absorbers, the gap between the downstream surface of the energy absorber disposed on the most downstream side and the isocenter is constant. Therefore, in the dose distribution at the isocenter of the charged particle beam, the dependence of the gap between the degrader and the isocenter due to the combination of energy absorbers can be excluded. Thereby, it is possible to irradiate the charged particle beam with higher accuracy with a desired dose distribution.
制御部は、ディグレーダを通過する荷電粒子線の散乱中心からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように駆動部を制御してもよい。この場合には、エネルギー吸収体がどのような組み合わせであっても、荷電粒子線のアイソセンターにおける散乱を同じとすることができる。これにより、所望の線量分布でより精度良く荷電粒子線を照射することができる。 The control unit may control the drive unit so that the distance from the scattering center of the charged particle beam passing through the degrader to the isocenter is a preset distance. In this case, the scattering at the isocenter of the charged particle beam can be made the same regardless of the combination of the energy absorbers. Thereby, it is possible to irradiate the charged particle beam with higher accuracy with a desired dose distribution.
複数枚のエネルギー吸収体のうち最もエネルギー吸収量が大きいエネルギー吸収体と2番目にエネルギー吸収量が大きいエネルギー吸収体とは、荷電粒子線の照射軸方向の両端にそれぞれ配置されていてもよい。この場合、荷電粒子線の最も上流側に配置されたエネルギー吸収体及び最も下流側に配置されたエネルギー吸収体のうち少なくともいずれかが照射軸上に配置されているか否かによって荷電粒子線の線量分布にばらつきが生じやすくなるが、ディグレーダを移動させることによって線量分布のばらつきを補正することができる。このため、所望の線量分布で精度良く荷電粒子線を照射することができる。 Of the plurality of energy absorbers, the energy absorber having the largest energy absorption amount and the energy absorber having the second largest energy absorption amount may be respectively disposed at both ends in the irradiation axis direction of the charged particle beam. In this case, the dose of the charged particle beam depends on whether or not at least one of the energy absorber disposed on the most upstream side of the charged particle beam and the energy absorber disposed on the most downstream side is disposed on the irradiation axis. Although the distribution tends to vary, the dose distribution variation can be corrected by moving the degrader. For this reason, a charged particle beam can be accurately irradiated with a desired dose distribution.
本発明の他の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を照射する照射ノズルと、照射ノズル内に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを低下させて荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、ディグレーダを荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、ディグレーダにおける荷電粒子線の照射軸方向の最も下流側の面からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように駆動部を制御する制御部と、を備える。 A charged particle beam therapy system according to another embodiment of the present invention includes an irradiation nozzle that irradiates a charged particle beam, and an irradiation nozzle that reduces the energy of the charged particle beam and reduces the range of the charged particle beam. Degrader to be adjusted, drive unit for moving the degrader in the irradiation axis direction of the charged particle beam, and the distance from the most downstream surface in the irradiation axis direction of the charged particle beam in the degrader to the isocenter is a preset distance And a control unit for controlling the drive unit.
この荷電粒子線治療装置では、ディグレーダにおける荷電粒子線の照射軸方向の最も下流側の面からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように、ディグレーダが荷電粒子線の照射軸方向に移動する。これにより、ディグレーダによって荷電粒子線の飛程を変えた際に荷電粒子線の線量分布にばらつきが生じる場合であっても、ディグレーダを移動させることによって線量分布のばらつきを補正することができる。従って、荷電粒子線を所望の線量分布で精度よく照射することができる。 In this charged particle beam therapy system, the degrader moves in the charged particle beam irradiation axis direction so that the distance from the most downstream surface in the irradiation axis direction of the charged particle beam in the degrader to the isocenter is a preset distance. To do. Thereby, even if the dose distribution of the charged particle beam varies when the range of the charged particle beam is changed by the degrader, the dose distribution variation can be corrected by moving the degrader. Therefore, the charged particle beam can be accurately irradiated with a desired dose distribution.
本発明の更に他の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を照射する照射ノズルと、照射ノズル内に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを低下させて荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、ディグレーダを荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、ディグレーダを通過する荷電粒子線の散乱中心からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように駆動部を制御する制御部と、を備える。 A charged particle beam therapy system according to still another embodiment of the present invention includes an irradiation nozzle that irradiates a charged particle beam, and a charged particle beam range that is provided in the irradiation nozzle and reduces the energy of the charged particle beam. And a drive unit for moving the degrader in the direction of the irradiation axis of the charged particle beam, and a drive unit so that the distance from the scattering center of the charged particle beam passing through the degrader to the isocenter is a preset distance. A control unit for controlling.
この荷電粒子線治療装置では、ディグレーダを通過する荷電粒子線の散乱中心からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように、ディグレーダが荷電粒子線の照射軸方向に移動する。これにより、ディグレーダによって荷電粒子線の飛程を変えた際に荷電粒子線の線量分布にばらつきが生じる場合であっても、ディグレーダを移動させることによって荷電粒子線のアイソセンターにおける散乱を同じとすることができる。従って、荷電粒子線を所望の線量分布で精度よく照射することができる。 In this charged particle beam therapy system, the degrader moves in the irradiation axis direction of the charged particle beam so that the distance from the scattering center of the charged particle beam passing through the degrader to the isocenter becomes a preset distance. As a result, even when the dose distribution of the charged particle beam varies when the range of the charged particle beam is changed by the degrader, the scattering at the isocenter of the charged particle beam is made the same by moving the degrader. be able to. Therefore, the charged particle beam can be accurately irradiated with a desired dose distribution.
本発明の種々の実施形態によれば、荷電粒子線を所望の線量分布で精度よく照射することができる。 According to various embodiments of the present invention, a charged particle beam can be accurately irradiated with a desired dose distribution.
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
図1及び図2に示すように、荷電粒子線治療装置1は、患者13が置かれる治療台11と、治療台11を収容可能であって治療台回りに回転可能な回転ガントリ12と、回転ガントリ12の内側に設けられて荷電粒子線Rを照射する照射ノズル(照射部)8と、荷電粒子線Rを生成する加速器2とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the charged particle
図2は、荷電粒子線をスキャニング法で照射する荷電粒子線治療装置の概略構成図である。図2に示すように、荷電粒子線治療装置1は、患者13の体内の腫瘍(被照射体)14に対し、荷電粒子線Rを照射するものである。荷電粒子線Rとは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子(重イオン)線、電子線等が挙げられる。荷電粒子線Rは、加速器2において発生する。加速器2は、荷電粒子を加速させて、荷電粒子線Rを連続的に発生させる発生源である。加速器2として、例えば、サイクロトロン、シンクロトロン、サイクロシンクロトロン、ライナック等が挙げられる。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a charged particle beam therapy apparatus that irradiates a charged particle beam with a scanning method. As shown in FIG. 2, the charged particle
なお、以下の説明においては、「X方向」、「Y方向」、「Z方向」という語を用いて説明する。「Z方向」とは、荷電粒子線Rの基軸AXが延びる方向である。なお、「基軸AX」とは、後述の走査電磁石3a,3bで偏向しなかった場合の荷電粒子線Rの照射軸とする。図2等では、基軸AXに沿って荷電粒子線Rが照射されている様子を示している。「X方向」とは、Z方向と直交する平面内における一の方向である。「Y方向」とは、Z方向と直交する平面内においてX方向と直交する方向である。
In the following description, the terms “X direction”, “Y direction”, and “Z direction” will be used. The “Z direction” is a direction in which the base axis AX of the charged particle beam R extends. The “base axis AX” is an irradiation axis of the charged particle beam R when it is not deflected by scanning
図2に示すように、照射ノズル8は、走査電磁石3a,3b、モニタ4a,4b、収束体6a,6b、ディグレーダ30、及び、駆動部40(図4参照)を備えている。走査電磁石3a,3b、モニタ4a,4b、収束体6a,6b、ディグレーダ30、及び駆動部40は、照射ノズル8に収納されている。照射ノズル8内に収容されたディグレーダ30等の各構成要素及び加速器2は、荷電粒子線治療装置1に設けられた制御装置(制御部)7によって制御される。
As shown in FIG. 2, the
加速器2で発生した荷電粒子線Rは、ビーム輸送系によって照射ノズル8へ輸送される。この加速器2は、制御装置7に接続されており、供給される電流が制御される。
The charged particle beam R generated by the
走査電磁石3a,3bは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御装置7から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する荷電粒子線Rを走査する。X方向走査電磁石3aは、X方向に荷電粒子線Rを走査し、Y方向走査電磁石3bは、Y方向に荷電粒子線Rを走査する。これらの走査電磁石3a,3bは、基軸AX上であって、加速器2の下流側にこの順で配置されている。
The
モニタ4aは、荷電粒子線Rのビーム位置を監視する。モニタ4bは、荷電粒子線Rの線量の絶対値と荷電粒子線Rの線量分布とを監視する。各モニタ4a,4bは、監視した監視情報を制御装置7に出力する。モニタ4aは、荷電粒子線Rの基軸AX上であって、加速器2の下流側でX方向走査電磁石3aの上流側に配置されている。モニタ4bは、基軸AX上であってY方向走査電磁石3bの下流側に配置されている。
The
収束体6a,6bは、例えば荷電粒子線Rを絞って収束させるものであり、ここでは、電磁石が用いられている。収束体6aは、基軸AX上であって加速器2とモニタ4aとの間に配置され、収束体6bは、基軸AX上であって、モニタ4aと走査電磁石3aとの間に配置されている。
The converging
ディグレーダ30は、通過する荷電粒子線Rのエネルギーを低下させて荷電粒子線Rの飛程を調整する。なお、飛程の調整は、加速器2の直後に設けられたディグレーダ(不図示)によって荒調整が行われ、照射ノズル8内のディグレーダ30で微調整が行われる。ディグレーダ30は、基軸AX上であって、走査電磁石3a,3bよりも荷電粒子線Rの下流側に設けられ、患者13の体内における荷電粒子線Rの最大到達深さを調整する。なお、本実施形態において「飛程」とは、患者13の体表から荷電粒子線Rが運動エネルギーを失って静止するまでに進む距離である。より詳細には、飛程は、最大線量を100%とした場合に、最大線量となる照射距離(深さ)よりも深い側であって、線量が90%となる深さである。荷電粒子線Rを腫瘍14に照射するときは、腫瘍14をZ方向に仮想的に複数の層に分割し、各層に設定された照射範囲において所定の走査パターンに沿って荷電粒子線Rを走査しながら照射を行う。一の層に対する荷電粒子線Rの照射が完了した後、ディグレーダ30(また、加速器2の直後のディグレーダも用いてもよい)で飛程を調整し、他の層に対して荷電粒子線Rの照射を行う。ディグレーダ30は、Y方向走査電磁石3bから、1500mm〜2000mm程度の位置に配置されている。
The
荷電粒子線Rの飛程の調整は、荷電粒子線Rのディグレーダ30内の通過距離を変えることによってなされる。ディグレーダ30の構成について、詳しくは後述する。ディグレーダ30を設ける位置は、走査電磁石3a,3bより下流側であれば特に限定されないが、スキャニング法を採用する場合、モニタ4bよりも下流側に設けることが好ましい。本実施形態において、ディグレーダ30は、照射ノズル8の先端部8aに設けられている。なお、照射ノズル8の先端とは、荷電粒子線Rの下流側の端部である。ディグレーダ30よりも、荷電粒子線Rの下流側は、大気又は所定のガスで満たされている。
The range of the charged particle beam R is adjusted by changing the passing distance of the charged particle beam R in the
制御装置7は、例えばCPU、ROM、及びRAM等により構成されている。この制御装置7は、モニタ4a,4bから出力された監視情報に基づいて、加速器2、走査電磁石3a,3b、収束体6a,6b及びディグレーダ30を制御する。
The control device 7 is constituted by, for example, a CPU, a ROM, a RAM, and the like. The control device 7 controls the
図2に示す荷電粒子線治療装置1により、スキャニング法によって荷電粒子線Rの照射を行う場合、所定の飛程となるようにディグレーダ30をセットすると共に、通過する荷電粒子線Rが収束するように収束体6a,6bを作動状態(ON)とする。
When the charged particle
続いて、加速器2から荷電粒子線Rを出射する。出射された荷電粒子線Rは、走査電磁石3a,3bにより走査されると共に、ディグレーダ30で荷電粒子線Rの飛程が調整される。これにより、荷電粒子線Rは、腫瘍14に対してZ方向に設定された一の層における照射範囲内を走査されつつ照射されることとなる。一の層に対する照射が完了した後、次の層へ荷電粒子線Rを照射する。
Subsequently, a charged particle beam R is emitted from the
更に、制御装置7は、駆動部40を制御し、ディグレーダ30を荷電粒子線Rの基軸AXに沿って移動させる。制御装置7による駆動部40の制御について、詳しくは後述する。
Furthermore, the control device 7 controls the
次に、ディグレーダ30の構成の詳細について、図3を用いて説明する。図3に示すようにディグレーダ30は、エネルギー吸収体としての第1吸収体31、第2吸収体32、第3吸収体33及び第4吸収体34と、アクチュエータ35とを含んで構成される。第1吸収体31〜第4吸収体34は、荷電粒子線Rのエネルギーを吸収するものである。第1吸収体31〜第4吸収体34は、板形状を有し、荷電粒子線Rの照射軸方向の厚みが互いに異なっている。本実施形態においては、第1吸収体31、第4吸収体34、第2吸収体32、第3吸収体33の順で厚みが薄くなっている。また、第1吸収体31〜第4吸収体34は、荷電粒子線Rの照射軸方向の上流側から下流側に向かって、第1吸収体31、第2吸収体32、第3吸収体33、第4吸収体34の順で配置されている。第1吸収体31〜第4吸収体34として、例えば、アクリル板を用いることができる。
Next, details of the configuration of the
アクチュエータ35は、制御装置7からの指示に基づいて、第1吸収体31〜第4吸収体34を、Z方向と直交する平面内で往復動させる。アクチュエータ35は、第1吸収体31〜第4吸収体34を、互いに独立して、荷電粒子線Rの基軸AX上へ配置し、及び、基軸AX上から退避させることができる。このように、荷電粒子線Rの基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34の枚数を変更することで、荷電粒子線Rが基軸AX上において第1吸収体31等のエネルギー吸収体を通過する長さを変更することができる。これにより、荷電粒子線Rの飛程の調整を行うことができる。
The
次に、駆動部40の構成の詳細について、図4を用いて説明する。図4に示すように、駆動部40は、モータ41及びボールねじ42を含んで構成される。ボールねじ42は、延在方向が基軸AXと平行となるように配置されている。ボールねじ42は、ディグレーダ30を収容する筐体部30Xに取り付けられたナット部30Xaにねじ込まれている。ボールねじ42が回転することにより、筐体部30Xがボールねじ42の延在方向に沿って移動する。即ち、ボールねじ42が回転することにより、ディグレーダ30が荷電粒子線Rの基軸AXに沿って移動する。ボールねじ42にはモータ41からの駆動力が伝達される。モータ41は、制御装置7によって制御される。
Next, details of the configuration of the
次に、制御装置7による駆動部40の制御の詳細について説明する。制御装置7は、荷電粒子線Rの基軸AX上に配置された第1吸収体31〜第4吸収体34の組み合わせに応じて、ディグレーダ30が基軸AX上に沿って移動するように駆動部40のモータ41を制御する。より詳細には、制御装置7は、荷電粒子線Rの基軸AX上に配置された第1吸収体31〜第4吸収体34のうち、基軸AXの最も下流側に配置された吸収体における下流側の面からアイソセンターPまでの距離が予め定められた距離L1となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。
Next, details of control of the
具体的には、例えば、図5(a)に示すように荷電粒子線Rの基軸AX上に第1吸収体31〜第4吸収体34を配置する場合、制御装置7は、基軸AX上の最も下流側に配置された第4吸収体34の下流側の面からアイソセンターPまでの距離が、予め定められた距離L1となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。また、例えば、図5(b)に示すように荷電粒子線Rの基軸AX上に第1吸収体31のみを配置する場合、制御装置7は、第1吸収体31の下流側の面からアイソセンターPまでの距離が、予め定められた距離L1となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。なお、アイソセンターPとは、基軸AXと、回転ガントリ12の回転軸CXとの交点である。
Specifically, for example, when the
なお、制御装置7は、第1吸収体31〜第4吸収体34の位置関係、及び、互いの間隔等の情報を予め記憶している。このため、制御装置7は、これらの情報、及び、基軸AX上に配置した第1吸収体31〜第4吸収体34の情報等に基づいて、ディグレーダ30の基軸AX方向の位置を制御することができる。
In addition, the control apparatus 7 has memorize | stored previously the positional relationship of the 1st absorber 31-the
本実施形態は以上のように構成され、荷電粒子線Rの基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34の組み合わせに応じて、基軸AX上の最も下流側に配置された吸収体の下流側の面からアイソセンターPまでの距離が予め定められた距離L1となるように、ディグレーダ30が基軸AXに沿って移動する。これにより、基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34がどのような組み合わせであっても、最も下流側に配置された吸収体の下流側の面と、アイソセンターPとの間のギャップが一定となる。
The present embodiment is configured as described above, and is arranged on the most downstream side on the base axis AX in accordance with the combination of the
荷電粒子線Rの散乱量は、ディグレーダ30を通過した後からの距離に大きく依存するため、最も下流側に配置された吸収体の下流側の面と、アイソセンターPとの間のギャップが変わると、荷電粒子線Rの散乱量が大きく変わってしまうおそれがある。荷電粒子線Rの散乱量が大きく変わってしまうと、患部14へ照射する荷電粒子線Rの線量分布が大きく変わってしまう。特に、照射野の縁よりも外側へ照射されてしまう荷電粒子線の線量が増えてしまう。つまり、最も下流側に配置された吸収体の下流側の面と、アイソセンターPとの間のギャップが変わると、治療計画通りの線量分布での照射ができなくなるおそれがある。このため、最も下流側に配置された吸収体の下流側の面と、アイソセンターPとの間のギャップを一定にすることで、基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34の組み合わせによって患部14へ照射する荷電粒子線Rの線量分布が大きく変化してしまうことを抑制することができる。
Since the amount of scattering of the charged particle beam R greatly depends on the distance after passing through the
このように荷電粒子線治療装置1は、第1吸収体31〜第4吸収体34の組み合わせによって生じる荷電粒子線Rの線量分布のばらつきを補正することができ、荷電粒子線Rを所望の線量分布で精度よく照射することができる。
Thus, the charged particle
ディグレーダ30において、エネルギー吸収量が最も大きい第1吸収体31が荷電粒子線Rの最も上流側に配置され、2番目にエネルギー吸収量が大きい第4吸収体34が荷電粒子線Rの最も下流側に配置されている。この場合、第4吸収体34が基軸AX上に配置されているか否かによって、基軸AX上において最も最下流側に配置された吸収体の下流側の面からアイソセンターPまでの距離の変動が大きくなり、荷電粒子線Rの線量分布にばらつきが生じやすくなる。そこで本実施形態の照射ノズル8のようにディグレーダ30を移動させることによって、この線量分布のばらつきを補正することが可能となる。
In the
次に、第1変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態に対し、制御装置7によるディグレーダ30の移動の制御方法のみ変更したものである。本変形例において制御装置7は、ディグレーダ30を通過する荷電粒子線Rの散乱中心からアイソセンターPまでの距離が予め定められた距離L2となるように駆動部40のモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。
Next, a first modification will be described. In this modification, only the method for controlling the movement of the
具体的には、例えば、図6(a)に示すように荷電粒子線Rの基軸AX上に第1吸収体31〜第4吸収体34を配置する場合、制御装置7は、ディグレーダ30を通過する荷電粒子線Rの散乱中心WとアイソセンターPとの距離が距離L2となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。また、例えば、図6(b)に示すように荷電粒子線Rの基軸AX上に第1吸収体31のみを配置する場合、制御装置7は、ディグレーダ30を通過する荷電粒子線Rの散乱中心WとアイソセンターPとの距離が距離L2となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30を移動させる。
Specifically, for example, when the
この場合には、基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34がどのような組み合わせであっても、荷電粒子線RのアイソセンターPにおける散乱を同じとすることができる。これにより、基軸AX上に配置される第1吸収体31〜第4吸収体34がどのような組み合わせであっても、荷電粒子線Rを所望の線量分布で精度よく照射することができる。
In this case, the scattering at the isocenter P of the charged particle beam R can be made the same regardless of the combination of the
また、ディグレーダ30において、エネルギー吸収量が最も大きい第1吸収体31が荷電粒子線Rの最も上流側に配置され、2番目にエネルギー吸収量が大きい第4吸収体34が荷電粒子線Rの最も下流側に配置されている。この場合、第1吸収体31及び第4吸収体34の少なくともいずれかが基軸AX上に配置されているか否かによって、荷電粒子線Rの線量分布にばらつきが生じやすくなる。そこで本変形例の照射ノズル8のようにディグレーダ30を移動させることによって、第1吸収体31〜第4吸収体34がどのような組み合わせであっても、荷電粒子線RのアイソセンターPにおける散乱を同じとすることができる。
In the
次に、第2変形例について説明する。本変形例は、上記実施形態に対し、ディグレーダ30に代えて構成の異なるディグレーダ30Aを用いたものである。本変形例におけるディグレーダ30Aは、荷電粒子線Rの基軸AX方向に伸縮可能な蛇腹状の筐体部36、及び、筐体部36内に充填された吸収体37を含んで構成される。吸収体37として、例えば、水等の液体を用いることができる。筐体部36を伸縮させることによって、基軸AX上における吸収体37の長さを変えることができる。これにより、吸収体37を通過する荷電粒子線Rのエネルギーの低下量を変えることができ、荷電粒子線Rの飛程を調整することが可能となる。
Next, a second modification will be described. In this modification, a
なお、筐体部36を伸縮させることによって筐体部36内の体積が変化するため、筐体部36内を満たすために必要な吸収体37の量が変化する。このため、筐体部36にリザーバタンク等を接続しておいてもよい。筐体部36の伸縮は、図示しないアクチュエータによって行われる。筐体部36を伸縮させるアクチュエータは、制御装置7によって制御される。また、上記実施形態等と同様に、ディグレーダ30Aは、駆動部40によって基軸AXに沿って移動させられる。
In addition, since the volume in the housing | casing
制御装置7は、例えば、図7(a)に示すように筐体部36が伸びている状態、及び、図7(b)に示すように筐体部36が縮んでいる状態のように、筐体部36がどのような伸縮状態であっても、ディグレーダ30Aにおける荷電粒子線Rの基軸AXの最も下流側の面からアイソセンターPまでの距離が予め定められた距離L3となるように、駆動部40のモータ41を制御し、ディグレーダ30Aを移動させる。
The control device 7 is, for example, in a state where the
この場合には、基軸AX上における吸収体37がどのような伸縮状態であっても、ディグレーダ30Aの最も下流側の面とアイソセンターPとの間のギャップが一定となる。従って、吸収体37を伸縮のみさせた場合に生じる荷電粒子線Rの線量分布のばらつきを補正することができ、荷電粒子線Rを所望の線量分布で精度よく照射することができる。
In this case, the gap between the most downstream surface of the
次に、第3変形例について説明する。本変形例は、図7を用いて説明した上記第2変形例に対し、制御装置7によるディグレーダ30Aの移動の制御方法のみ変更したものである。本変形例において制御装置7は、ディグレーダ30Aを通過する荷電粒子線Rの散乱中心からアイソセンターPまでの距離が予め定められた距離L4となるように駆動部40のモータ41を制御し、ディグレーダ30Aを移動させる。
Next, a third modification will be described. This modification is obtained by changing only the method of controlling the movement of the
具体的には、例えば、図8(a)に示すように筐体部36が伸びている状態、及び、図8(b)に示すように筐体部36が縮んでいる状態のように、筐体部36がどのような伸縮状態であても、ディグレーダ30Aを通過する荷電粒子線Rの散乱中心WとアイソセンターPとの距離が距離L4となるようにモータ41を制御し、ディグレーダ30Aを移動させる。
Specifically, for example, as shown in FIG. 8A, the
この場合には、基軸AX上における吸収体37がどのような伸縮状態であっても、荷電粒子線RのアイソセンターPにおける散乱を同じとすることができる。これにより、基軸AX上における吸収体37がどのような伸縮状態であっても、荷電粒子線Rを所望の線量分布で精度よく照射することができる。
In this case, the scattering at the isocenter P of the charged particle beam R can be made the same regardless of the stretched state of the
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態、第1変形例及び第2変形例では、ディグレーダ30は第1吸収体31〜第4吸収体34の4枚のエネルギー吸収体を備えているものとしたが、4枚に限定されない。また、エネルギー吸収量が最も大きい第1吸収体31を荷電粒子線Rの最も上流側に配置し、2番目にエネルギー吸収量が大きい第4吸収体34を荷電粒子線Rの最も下流側に配置するものとしたが、第1吸収体31〜第4吸収体34の配置の順序はこれに限定されない。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the embodiment, the first modification, and the second modification, the
また、実施形態及び各変形例において、ディグレーダ30,30Aを基軸AXに沿って移動させる構成を、荷電粒子線Rをスキャニング法で照射する荷電粒子線治療装置1に適用するものとしたが、荷電粒子線Rをワブラー法で照射する荷電粒子線治療装置1に適用してもよい。この場合にも、荷電粒子線Rを所望の線量分布で精度よく照射することができる。
In the embodiment and each modification, the configuration in which the
1…荷電粒子線治療装置、2…加速器、7…制御装置(制御部)、8…照射ノズル、30,30A…ディグレーダ、31…第1吸収体(エネルギー吸収体)、32…第2吸収体(エネルギー吸収体)、33…第3吸収体(エネルギー吸収体)、34…第4吸収体(エネルギー吸収体)、37…吸収体(エネルギー吸収体)、40…駆動部。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記照射ノズル内に設けられ、前記荷電粒子線のエネルギーを低下させる複数枚のエネルギー吸収体によって構成されると共に使用する前記エネルギー吸収体の組み合わせに応じて前記荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、
前記ディグレーダを前記荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、
使用する前記エネルギー吸収体の組み合わせに応じて、前記ディグレーダが前記荷電粒子線の照射軸方向に移動するように前記駆動部を制御する制御部と、を備える荷電粒子線治療装置。 An irradiation nozzle for irradiating a charged particle beam;
A degrader that is provided in the irradiation nozzle and includes a plurality of energy absorbers that reduce the energy of the charged particle beam and adjusts the range of the charged particle beam according to the combination of the energy absorbers to be used. When,
A drive unit for moving the degrader in the irradiation axis direction of the charged particle beam;
A charged particle beam therapy apparatus comprising: a control unit that controls the drive unit so that the degrader moves in an irradiation axis direction of the charged particle beam according to a combination of the energy absorbers to be used.
前記照射ノズル内に設けられ、前記荷電粒子線のエネルギーを低下させて前記荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、
前記ディグレーダを前記荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、
前記ディグレーダにおける前記荷電粒子線の照射軸方向の最も下流側の面からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える荷電粒子線治療装置。 An irradiation nozzle for irradiating a charged particle beam;
A degrader that is provided in the irradiation nozzle and adjusts the range of the charged particle beam by reducing the energy of the charged particle beam;
A drive unit for moving the degrader in the irradiation axis direction of the charged particle beam;
A charged particle beam therapy system comprising: a control unit that controls the drive unit such that a distance from the most downstream surface in the irradiation axis direction of the charged particle beam in the degrader to the isocenter is a preset distance.
前記照射ノズル内に設けられ、前記荷電粒子線のエネルギーを低下させて前記荷電粒子線の飛程を調整するディグレーダと、
前記ディグレーダを前記荷電粒子線の照射軸方向に移動させる駆動部と、
前記ディグレーダを通過する前記荷電粒子線の散乱中心からアイソセンターまでの距離が予め設定した距離となるように前記駆動部を制御する制御部と、を備える荷電粒子線治療装置。 An irradiation nozzle for irradiating a charged particle beam;
A degrader that is provided in the irradiation nozzle and adjusts the range of the charged particle beam by reducing the energy of the charged particle beam;
A drive unit for moving the degrader in the irradiation axis direction of the charged particle beam;
A charged particle beam therapy apparatus comprising: a control unit that controls the drive unit so that a distance from a scattering center of the charged particle beam passing through the degrader to an isocenter is a preset distance.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013213579A JP2015073827A (en) | 2013-10-11 | 2013-10-11 | Charged particle beam treatment device |
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