JP2023140712A - 粒子線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気共鳴イメージング部の磁場によって粒子線が曲がることによる影響を低減することができる粒子線治療装置を提供する。
【解決手段】粒子線治療装置１は、患者１５の腫瘍１４に対して粒子線Ｂを照射する照射部２と、磁場ＭＦによって患者１５の腫瘍１４の画像を取得するＭＲＩ装置６０と、を備える。従って、照射部２は、ＭＲＩ装置６０で取得された画像に基づいて、患者１５の腫瘍１４に対する粒子線Ｂの照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置１は、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦによる粒子線Ｂの曲げ量に応じて、患者１５の腫瘍１４に対する照射部２による粒子線Ｂの照射態様を補正する補正部７０と、を備える。そのため、補正部７０は、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦの影響で粒子線Ｂが曲がっても、当該曲げ量に応じた照射態様に補正する。
【選択図】図５

Description

本発明は、粒子線治療装置に関する。

従来、患者の患部に粒子線を照射することによって治療を行う粒子線治療装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の粒子線治療装置では、粒子線を照射部から照射している。

特開２０１７－２０９３７２号公報

ここで、治療の対象物の画像を取得する方法として、磁場によって画像を取得する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）を用いることが知られている。粒子線治療装置に磁気共鳴イメージング部を組み込むことにより、粒子線を照射する被照射体の状態を取得した画像に基づいて把握することが可能となる。しかし、磁気共鳴イメージング部の磁場の影響により、照射部から照射された粒子線が曲がる場合がある。

従って、本発明は、磁気共鳴イメージング部の磁場によって粒子線が曲がることによる影響を低減することができる粒子線治療装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る粒子線治療装置は、被照射体に対して粒子線を照射する照射部と、磁場によって被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、磁気共鳴イメージング部の磁場による粒子線の曲げ量に応じて、被照射体に対する照射部による粒子線の照射態様を補正する補正部と、を備える。

粒子線治療装置は、被照射体に対して粒子線を照射する照射部と、磁場によって被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、を備える。従って、照射部は、磁気共鳴イメージング部で取得された画像に基づいて、被照射体に対する粒子線の照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置は、磁気共鳴イメージング部の磁場による粒子線の曲げ量に応じて、被照射体に対する照射部による粒子線の照射態様を補正する補正部と、を備える。そのため、補正部は、磁気共鳴イメージング部の磁場の影響で粒子線が曲がっても、当該曲げ量に応じた照射態様に補正する。以上より、磁気共鳴イメージング部の磁場によって粒子線が曲がることによる影響を低減することができる。

補正部は、照射部の位置を調整可能な照射部位置調整部を有してよい。この場合、照射部位置調整部は、粒子線の曲げ量に応じて照射部の位置を調整することで、粒子線の曲げを解消するような位置から、被照射体に粒子線を照射することができる。

補正部は、照射部の磁石の磁場を調整する磁場調整部を有してよい。この場合、磁場調整部は、粒子線の曲げ量に応じて照射部の磁石の磁場を調整することで、粒子線の曲げを解消するような傾きに補正して、被照射体に粒子線を照射することができる。

補正部は、被照射体を固定可能であり、照射部に対する位置調整が可能な被照射体固定部を有してよい。この場合、被照射体固定部は、粒子線の曲げ量に応じて被照射体を移動させることで、曲げを解消できるような位置にて、被照射体に粒子線を照射することができる。

照射部は、被照射体の周りを回転可能に構成されてよい。この場合、補正部は、照射部の回転位置において、粒子線の曲げ量に応じた照射態様に補正できる。

照射部は、固定された照射ポートとして構成されてよい。この場合、粒子線が一方のみから照射されるため、補正部による補正が容易となる。

補正部は、粒子線の運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。粒子線の運動エネルギーに応じて曲げ量が変化する。従って、補正部は、当該変化に応じて適切な照射態様に補正することができる。

磁気共鳴イメージング部は、磁場を発生するコイルを有し、コイルの中心軸は、照射部から照射される粒子線の基軸と直交する方向へ延びてよい。この場合、粒子線は、コイルの中心軸、及び基軸と直交する方向へ曲がる。補正部は、当該方向への曲げを補正する。

本発明によれば、磁気共鳴イメージング部の磁場によって粒子線が曲がることによる影響を低減することができる粒子線治療装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る粒子線治療装置を示す概略構成図である。 図１の粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。 腫瘍に対して設定されたレイヤーを示す図である。 補正部による照射部の位置の補正を行わない場合（基準状態）の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。 照射部位置調整部による位置調整後の照射部の照射の様子を示す概念図である。 照射部位置調整部による位置調整後の照射部の照射の様子を示す概念図である。 磁場調整部による磁場調整後の照射部の照射の様子を示す概念図である。 被照射体固定部が位置調整を行っているときの照射部の照射の様子を示す概念図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る粒子線治療装置について説明する。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。

図１は、本発明の一実施形態に係る粒子線治療装置１を示す概略構成図である。粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用されるシステムである。粒子線治療装置１は、イオン源装置で生成した荷電粒子を加速して粒子線Ｂとして出射する加速器３と、粒子線Ｂを患者１５へ照射する照射部２と、加速器３から出射された粒子線Ｂを照射部２へ輸送するビーム輸送ライン２０と、を備えている。照射部２は、治療台６を取り囲むように設けられた回転ガントリ１７（ガントリ構造）に取り付けられている。照射部２は、回転ガントリ１７によって中心軸ＣＬを回転中心として、患者１５を配置する配置部である治療台６の周りに回転可能とされている。また、粒子線治療装置１は、磁場によって患者１５の画像を取得するＭＲＩ装置６０（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ、磁気共鳴イメージング部）を備える。なお、加速器３、照射部２、ビーム輸送ライン２０、及びＭＲＩ装置６０の更に詳細な構成については、後述する。

ビーム輸送ライン２０は、粒子線Ｂを輸送するビームダクト２１と、粒子線Ｂを絞る四極電磁石等の電磁石２２と、粒子線Ｂの軌道を曲げる偏向電磁石２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２２Ｄと、を備える。偏向電磁石２３Ａ，２３Ｂは、加速器３から回転ガントリ１７へ向かう粒子線Ｂを、中心軸ＣＬに対する外周側へ軌道を曲げる。偏向電磁石２３Ｃ，２３Ｄは、中心軸ＣＬから外周側へ離間した位置にて、中心軸ＣＬに対して外周側へ向かう粒子線Ｂの軌道を曲げて、内周側へ向かわせる。また、偏向電磁石２３Ｄは、中心軸ＣＬと垂直をなす方向へ向かうように、粒子線Ｂの軌道を曲げて照射部２へ案内する。

図２は、図１の粒子線治療装置１の照射部付近の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、「Ｚ軸方向」という語を用いて説明する。「Ｚ軸方向」とは、粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向であり、粒子線Ｂの照射の深さ方向である。なお、「基軸ＡＸ」とは、後述の走査電磁石５０で偏向しなかった場合の粒子線Ｂの照射軸とする。図２では、基軸ＡＸに沿って粒子線Ｂが照射されている様子を示している。「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内においてＸ軸方向と直交する方向である。

まず、図２を参照して、本実施形態に係る粒子線治療装置１の概略構成について説明する。粒子線治療装置１はスキャニング法に係る照射装置である。なお、スキャニング方式は特に限定されず、ラインスキャニング、ラスタースキャニング、スポットスキャニング等を採用してよい。図２に示されるように、粒子線治療装置１は、加速器３と、照射部２と、ビーム輸送ライン２０と、制御部７と、ＭＲＩ装置６０と、治療計画装置９０と、記憶部９５と、を備えている。

加速器３は、荷電粒子を加速して予め設定されたエネルギーの粒子線Ｂを出射する装置である。加速器３として、例えば、サイクロトロン、シンクロサイクロトロン等が挙げられる。この加速器３は、制御部７に接続されており、供給される電流が制御される。加速器３で発生した粒子線Ｂは、ビーム輸送ライン２０によって照射部２へ輸送される。ビーム輸送ライン２０は、加速器３と、照射部２と、を接続し、加速器３から出射された粒子線Ｂを照射部２へ輸送する。

照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（被照射体）１４に対し、粒子線Ｂを照射するものである。粒子線Ｂ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。具体的に、照射部２は、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速する加速器３から出射されてビーム輸送ライン２０で輸送された粒子線Ｂを腫瘍１４へ照射する装置である。照射部２は、走査電磁石５０、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、コリメータ４０、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石５０、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、収容体としての照射ノズル９に収容されている。このように、照射ノズル９に各主構成要素を収容することによって照射部２が構成されている。なお、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０は省略してもよい。

走査電磁石５０として、Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂが用いられる。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御部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粒子線Ｂを走査する。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａは、Ｘ軸方向に粒子線Ｂを走査し、Ｙ軸方向走査電磁石５０Ｂは、Ｙ軸方向に粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石５０は、基軸ＡＸ上であって、加速器３よりも粒子線Ｂの下流側にこの順で配置されている。なお、走査電磁石５０は、治療計画装置９０で予め計画されたスキャンパターンで粒子線Ｂが照射されるように、粒子線Ｂを走査する。走査電磁石５０をどのように制御するかについては、後述する。

四極電磁石８は、Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂは、制御部７から供給される電流に応じて粒子線Ｂを絞って収束させる。Ｘ軸方向四極電磁石８ａは、Ｘ軸方向において粒子線Ｂを収束させ、Ｙ軸方向四極電磁石８ｂは、Ｙ軸方向において粒子線Ｂを収束させる。四極電磁石８に供給する電流を変化させて絞り量（収束量）を変化させることにより、粒子線Ｂのビームサイズを変化させることができる。四極電磁石８は、基軸ＡＸ上であって加速器３と走査電磁石５０との間にこの順で配置されている。なお、ビームサイズとは、ＸＹ平面における粒子線Ｂの大きさである。また、ビーム形状とは、ＸＹ平面における粒子線Ｂの形状である。

プロファイルモニタ１１は、初期設定の際の位置合わせのために、粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出する。プロファイルモニタ１１は、基軸ＡＸ上であって四極電磁石８と走査電磁石５０との間に配置されている。ドーズモニタ１２は、粒子線Ｂの線量を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石５０に対して下流側に配置されている。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出監視する。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、基軸ＡＸ上であって、ドーズモニタ１２よりも粒子線Ｂの下流側に配置されている。各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂは、検出した検出結果を制御部７に出力する。

ディグレーダ３０は、通過する粒子線Ｂの強度を低下させて当該粒子線Ｂの強度の微調整を行う。本実施形態では、ディグレーダ３０は、照射ノズル９の先端部９ａに設けられている。なお、照射ノズル９の先端部９ａとは、粒子線Ｂの下流側の端部である。

コリメータ４０は、少なくとも走査電磁石５０よりも粒子線Ｂの下流側に設けられ、粒子線Ｂの一部を遮蔽し、一部を通過させる部材である。ここでは、コリメータ４０は、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂの下流側に設けられている。コリメータ４０は、当該コリメータ４０を移動させるコリメータ駆動部５１と接続されている。

制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂから出力された検出結果に基づいて、加速器３、走査電磁石５０、四極電磁石８、及びコリメータ駆動部５１を制御する。

また、粒子線治療装置１の制御部７は、粒子線治療の治療計画を行う治療計画装置９０、及び各種データを記憶する記憶部９５と接続されている。治療計画装置９０は、治療前に患者１５の腫瘍１４をＣＴ等で測定し、腫瘍１４の各位置における線量分布（照射すべき粒子線の線量分布）を計画する。具体的には、治療計画装置９０は、腫瘍１４に対してスキャンパターンを作成する。治療計画装置９０は、作成したスキャンパターンを制御部７へ送信する。治療計画装置９０が作成したスキャンパターンでは、粒子線Ｂがどのような走査経路をどのような走査速度で描くかが計画されている。

スキャニング法による粒子線の照射を行う場合、腫瘍１４をＺ軸方向に複数のレイヤーに仮想的に分割し、一のレイヤーにおいて粒子線を治療計画において定めた走査経路に従うように走査して照射する。そして、当該一のレイヤーにおける粒子線の照射が完了した後に、隣接する次のレイヤーにおける粒子線Ｂの照射を行う。

図２に示す粒子線治療装置１により、スキャニング法によって粒子線Ｂの照射を行う場合、通過する粒子線Ｂが収束するように四極電磁石８を作動状態（ＯＮ）とする。

続いて、加速器３から粒子線Ｂを出射する。出射された粒子線Ｂは、走査電磁石５０の制御によって治療計画において定めたスキャンパターンに従うように走査される。これにより、粒子線Ｂは、腫瘍１４に対してＺ軸方向に設定された一のレイヤー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。一のレイヤーに対する照射が完了したら、次のレイヤーへ粒子線Ｂを照射する。

制御部７の制御に応じた走査電磁石５０の粒子線照射イメージについて、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、深さ方向において複数のレイヤーに仮想的にスライスされた被照射体を、図３（ｂ）は、深さ方向から見た一のレイヤーにおける粒子線の走査イメージを、それぞれ示している。

図３（ａ）に示すように、被照射体は照射の深さ方向において複数のレイヤーに仮想的にスライスされており、本例では、深い（粒子線Ｂの飛程が長い）レイヤーから順に、レイヤーＬ_１、レイヤーＬ_２、…レイヤーＬ_ｎ－１、レイヤーＬ_ｎ、レイヤーＬ_ｎ＋１、…レイヤーＬ_Ｎ－１、レイヤーＬ_ＮとＮレイヤーに仮想的にスライスされている。また、図３（ｂ）に示すように、粒子線Ｂは、走査経路ＴＬに沿ったビーム軌道を描きながら、連続照射（ラインスキャニング又はラスタースキャニング）の場合はレイヤーＬ_ｎの走査経路ＴＬに沿って連続的に照射され、スポットスキャニングの場合はレイヤーＬ_ｎの複数の照射スポットに対して照射される。粒子線Ｂは、Ｘ軸方向に延びる走査経路ＴＬ１に沿って照射され、走査経路ＴＬ２に沿ってＹ軸方向に僅かにシフトし、隣の走査経路ＴＬ１に沿って照射される。このように、制御部７に制御された照射部２から出射した粒子線Ｂは、走査経路ＴＬ上を移動する。

次に、図１を参照して、ＭＲＩ装置６０について説明する。ＭＲＩ装置６０は、照射部２と共に回転ガントリ１７に設けられている。ＭＲＩ装置６０は、回転ガントリ１７によって中心軸ＣＬを回転中心として、治療台６の周りに回転可能とされている。ＭＲＩ装置６０は、磁場ＭＦの発生源である複数（図１では一対）のコイル６１を備える。ＭＲＩ装置６０は、コイル６１で発生する磁束を鉄のヨーク６２で戻すパッシブシールド式の装置である。ＭＲＩ装置６０は、磁気共鳴現象を起こしかつその信号を収集するための図示されない傾斜磁場コイル及び高周波送受信系を備える。また、ＭＲＩ装置６０は、傾斜磁場コイルへの通電制御、高周波送受信系の検出値からＭＲＩ画像を生成して制御部７へ出力する処理部６３（図２参照）を備える。

一対のコイル６１は、中心軸ＣＬを中心とする円環状の形状を有する。一対のコイル６１は、照射部２を挟んで、中心軸ＣＬが延びる方向に互いに離間している。これにより、ＭＲＩ装置６０が発生する磁場は、中心軸ＣＬが延びる方向と平行、すなわち粒子線Ｂの基軸ＡＸと垂直となる。このとき、コイル６１の中心軸ＣＬは、照射部２から照射される粒子線Ｂの基軸ＡＸと直交する方向へ延びる。これにより、ＭＲＩ装置６０のコイル６１が生成する均一磁場ＭＦ内に腫瘍１４（図２参照）が入るように患者１５が治療台６に設置され、腫瘍１４の周辺のＭＲＩ画像が撮影される。

ＭＲＩ装置６０のヨーク６２は、シールド部材６６と、リターンヨーク部６７と、を備える。シールド部材６６は、中心軸ＣＬを中心とする円筒状の部材である。シールド部材６６には、照射部２と径方向に対向する位置に開口部６８が形成される。開口部６８は、照射部２から照射された粒子線Ｂを通過させてシールド部材６６の内部へ導く。リターンヨーク部６７は、回転ガントリ１７の奥側でシールド部材６６の内部で中心軸ＣＬと垂直な方向へ広がり、シールド部材６６の内周面に接続される部材である。このリターンヨーク部６７とシールド部材６６とが磁束の通過経路、すなわち磁気回路となる。

次に、図４を参照して、照射部２から照射される粒子線Ｂに対するＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦの影響について説明する。図４は、後述の補正部７０による照射部２の位置の補正を行わない場合（基準状態）の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。図４には、照射部２が最も上側に配置されたときの照射部２が実線で示されている。このときの走査電磁石５０の位置を「位置ＰＧ１」とする。なお、以降の説明においては、図４の実線で示す照射部２の状態を基準としたときの状態でＸＹＺ軸座標が固定されたものとして、説明を行う。当該位置ＰＧ１から１８０°回転した位置、すなわち照射部２が最も下側に配置されたときの走査電磁石５０（仮想線で示す）の位置を「位置ＰＧ２」とする。図４には、アイソセンターＡＣが設定されている。アイソセンターＡＣは、回転ガントリ１７の中心軸ＣＬ上に設定される中心点である。アイソセンターＡＣは、中心軸ＣＬと基軸ＡＸとが交差する点である。このときの基軸ＡＸを基準線ＳＬ１とする。また、基準線ＳＬ１に直交してアイソセンターＡＣを通過する線を基準線ＳＬ２とする。

ここで、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦが存在していないと仮定した場合、位置ＰＧ１の走査電磁石５０で走査される粒子線Ｂの照射範囲を「ＶＲＥ１」とする。位置ＰＧ２の走査電磁石５０で走査される粒子線Ｂの照射範囲を「ＶＲＥ２」とする。このとき、照射範囲ＶＲＥ１と照射範囲ＶＲＥ２とは、基準線ＳＬ２において同じ範囲となる。そのため、両者が重なり合う照射野の大きさは「Ｗ１」となる。

しかし、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦが存在している場合、当該磁場ＭＦの影響によって粒子線Ｂが、Ｘ軸方向における正側へ偏向する。位置ＰＧ１の走査電磁石５０で走査される偏向した粒子線Ｂの照射範囲を「ＲＥ１」とする。位置ＰＧ２の走査電磁石５０で走査される偏向した粒子線Ｂの照射範囲を「ＲＥ２」とする。この場合、照射範囲ＲＥ１は、Ｘ軸方向における正側へ偏った形状となる。照射範囲ＲＥ２は、Ｘ軸方向における負側へ偏った形状となる。このとき、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とは、基準線ＳＬ２において互いにずれた範囲となる。そのため、両者が重なり合う照射野の大きさは、大きさＷ１よりも小さい「Ｗ２」となる。

これに対し、粒子線治療装置１は、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦによる粒子線Ｂの曲げ量に応じて、腫瘍１４に対する照射部２による粒子線Ｂの照射態様を補正する補正部７０を備える。粒子線Ｂの曲げ量は、設定された粒子線Ｂの運動エネルギーと、設計された磁場ＭＦの強度によって演算可能である。図５に示す例では、補正部７０は、照射部２の位置を調整可能な照射部位置調整部７１を有する。図５（ａ）は、照射部位置調整部７１による位置調整後の照射部２の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。図５（ｂ）は、照射部位置調整部７１による位置調整後の照射部２の照射の様子をＸ軸方向から見た概念図である。

図５に示すように、照射部位置調整部７１は、粒子線Ｂの曲げ量の分だけ、基軸ＡＸの位置が基準線ＳＬ１に対してずれるように、照射部２をシフトさせる。照射部位置調整部７１は、照射範囲ＲＥ１が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における負側へずれるように、照射部２をＸ軸方向における負側へシフトする。そして、照射範囲ＲＥ２が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における正側へずれるように、照射部２をＸ軸方向における正側へシフトする。このとき、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とは、基準線ＳＬ２において略同じ範囲となる。そのため、両者が重なり合う照射野の大きさを大きくすることができる。

補正部７０は、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。例えば、補正部７０の照射部位置調整部７１は、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とが、基準線ＳＬ２において同じ範囲となるように、照射部２のシフト量を調整する。照射部位置調整部７１は、粒子線Ｂの運動エネルギーが変化したら、変化後の運動エネルギーに合わせて、照射部２のシフト量を変更してよい。

照射部位置調整部７１は、照射部２を傾けるように位置を調整してもよい。図６（ａ）は、照射部位置調整部７１による位置調整後の照射部２の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。図６（ｂ）は、照射部位置調整部７１による位置調整後の照射部２の照射の様子をＸ軸方向から見た概念図である。

図６に示すように、照射部位置調整部７１は、粒子線Ｂの曲げ量の分だけ、基軸ＡＸの位置が基準線ＳＬ１に対して傾くように、照射部２を傾ける。照射部位置調整部７１は、照射範囲ＲＥ１が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における負側へずれるように、照射部２の照射口をＸ軸方向における負側へ傾ける。そして、照射部位置調整部７１は、照射範囲ＲＥ２が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における正側へずれるように、照射部２の照射口をＸ軸方向における正側へ傾ける。このとき、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とは、基準線ＳＬ２において略同じ範囲となる。そのため、両者が重なり合う照射野の大きさを大きくすることができる。

補正部７０は、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。例えば、補正部７０の照射部位置調整部７１は、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とが、基準線ＳＬ２において同じ範囲となるように、照射部２の傾斜量を調整する。照射部位置調整部７１は、粒子線Ｂの運動エネルギーが変化したら、変化後の運動エネルギーに合わせて、照射部２の傾斜量を変更してよい。

補正部７０は、照射部２の走査電磁石５０の磁場を調整する磁場調整部７２を有してよい。図７（ａ）は、磁場調整部７２による磁場調整後の照射部２の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。図７（ｂ）は、走査電磁石５０に対する電源回路を示す図である。

図７（ａ）に示すように、磁場調整部７２は、粒子線Ｂの曲げ量の分だけ、基軸ＡＸが基準線ＳＬ１に対して傾くように、走査電磁石５０を傾ける。磁場調整部７２は、照射範囲ＲＥ１が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における負側へずれるように、走査電磁石５０の下流側をＸ軸方向における負側へ傾ける。そして、磁場調整部７２は、照射範囲ＲＥ２が基準線ＳＬ１に対してＸ軸方向における正側へずれるように、走査電磁石５０の下流側をＸ軸方向における正側へ傾ける。このとき、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とは、基準線ＳＬ２において略同じ範囲となる。そのため、両者が重なり合う照射野の大きさを大きくすることができる。

補正部７０は、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。例えば、補正部７０の磁場調整部７２は、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とが、基準線ＳＬ２において同じ範囲となるように、走査電磁石５０の傾斜量を調整する。磁場調整部７２は、粒子線Ｂの運動エネルギーが変化したら、変化後の運動エネルギーに合わせて、走査電磁石５０の傾斜量を変更してよい。

図７（ｂ）に示すように、走査電磁石５０に対し、走査のための両極性の走査電源７６に加えて、片側の極性にバイアス電流を流すための単極性のバイアス電源７７を接続することが好ましい。この場合、走査電磁石５０の励磁において、バイアス電源７７が、常に片方の極性に磁場の曲がり代分だけ、電流が流れている状態とすることができる。例えば、走査電源７６が、両極性に対し対称でないような状態となるように電流を流してもよいが、当該方法だと、電源として出力できる電流の範囲を大きくする必要があるのでコストが増大してしまう。これに対し、バイアス電源７７を追加して、掃引電流をオフセットすることで、コストを抑制することができる。

補正部７０は、腫瘍１４を有する患者１５を固定可能であり、照射部２に対する位置調整が可能な被照射体固定部７３を有してよい。被照射体固定部７３は、治療台６に移動機構を設けることによって構成される。図８（ａ）は、被照射体固定部７３が位置調整を行っているときの照射部２の照射の様子をＹ軸方向から見た概念図である。図８（ｂ）は、被照射体固定部７３の動作を示す概念図である。

図８（ａ）に示すように、被照射体固定部７３は、粒子線Ｂの曲げ量の分だけ、当該曲げ量に追従するように、患者１５の腫瘍１４を移動させる。被照射体固定部７３は、Ｘ軸方向の正側へずれる照射範囲ＲＥ１に追従するように、患者１５の腫瘍１４と共にＸ軸方向の正側へ移動する。そして、被照射体固定部７３は、Ｘ軸方向の負側へずれる照射範囲ＲＥ２に追従するように、患者１５の腫瘍１４と共にＸ軸方向の負側へ移動する。このとき、照射範囲ＲＥ１と照射範囲ＲＥ２とは、患者１５の腫瘍１４に対して同様な照射態様となる。これにより、患者１５の腫瘍１４に対する実質的な照射野の大きさを大きくすることができる。

図８（ｂ）に示すように、照射部２の回転角度（回転ガントリ１７の回転角度）に応じて、被照射体固定部７３の位置が回転するように移動してよい。

補正部７０は、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。例えば、補正部７０の被照射体固定部７３は、照射範囲ＲＥ１及び照射範囲ＲＥ２の曲げ量に応じて、患者１５の腫瘍１４の移動量を調整する。被照射体固定部７３は、粒子線Ｂの運動エネルギーが変化したら、変化後の運動エネルギーに合わせて、移動量を変更してよい。

次に、本実施形態に係る粒子線治療装置１の作用・効果について説明する。

粒子線治療装置１は、患者１５の腫瘍１４に対して粒子線Ｂを照射する照射部２と、磁場ＭＦによって患者１５の腫瘍１４の画像を取得するＭＲＩ装置６０と、を備える。従って、照射部２は、ＭＲＩ装置６０で取得された画像に基づいて、患者１５の腫瘍１４に対する粒子線Ｂの照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置１は、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦによる粒子線Ｂの曲げ量に応じて、患者１５の腫瘍１４に対する照射部２による粒子線Ｂの照射態様を補正する補正部７０と、を備える。そのため、補正部７０は、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦの影響で粒子線Ｂが曲がっても、当該曲げ量に応じた照射態様に補正する。以上より、ＭＲＩ装置６０の磁場ＭＦによって粒子線Ｂが曲がることによる影響を低減することができる。

補正部７０は、照射部２の位置を調整可能な照射部位置調整部７１を有してよい。この場合、照射部位置調整部７１は、粒子線Ｂの曲げ量に応じて照射部２の位置を調整することで、粒子線Ｂの曲げを解消するような位置から、患者１５の腫瘍１４に粒子線Ｂを照射することができる。

補正部７０は、照射部２の走査電磁石５０の磁場を調整する磁場調整部７２を有してよい。この場合、磁場調整部７２は、粒子線Ｂの曲げ量に応じて照射部２の走査電磁石５０の磁場を調整することで、粒子線Ｂの曲げを解消するような傾きに補正して、患者１５の腫瘍１４に粒子線Ｂを照射することができる。

補正部７０は、患者１５の腫瘍１４を固定可能であり、照射部２に対する位置調整が可能な被照射体固定部７３を有してよい。この場合、被照射体固定部７３は、粒子線Ｂの曲げ量に応じて患者１５の腫瘍１４を移動させることで、曲げを解消できるような位置にて、患者１５の腫瘍１４に粒子線Ｂを照射することができる。

照射部２は、患者１５の腫瘍１４の周りを回転可能に構成されてよい。この場合、補正部７０は、照射部２の回転位置において、粒子線Ｂの曲げ量に応じた照射態様に補正できる。

補正部７０は、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様を補正してよい。粒子線Ｂの運動エネルギーに応じて曲げ量が変化する。従って、補正部７０は、当該変化に応じて適切な照射態様に補正することができる。

ＭＲＩ装置６０は、磁場ＭＦを発生するコイル６１を有し、コイル６１の中心軸ＣＬは、照射部２から照射される粒子線Ｂの基軸ＡＸと直交する方向へ延びてよい。この場合、粒子線Ｂは、コイル６１の中心軸ＣＬ、及び基軸ＡＸと直交する方向へ曲がる。補正部７０は、当該方向への曲げを補正する。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

図１では、加速器としてサイクロトロンが例示されていたが、例えば、シンクロサイクロトロン、直線加速器（ライナック）等、種々の加速器に対しても本発明の構成が採用されてよい。

図５～図８に示した補正部７０は、何れか一つのみが単独で採用されてもよいし、二つ以上の組み合わせが採用されてよい。

上述の実施形態では、照射部は回転ガントリによって被照射体の周りを回転することができた。これに代えて、照射部は、固定された照射ポートとして構成されてよい。この場合、粒子線が一方のみから照射されるため、補正部による補正が容易となる。補正部７０において、種々の態様で、粒子線Ｂの運動エネルギーに基づいて照射態様の補正を行ったが、粒子線Ｂの速度に基づいて照射態様の補正を行ってもよい。

１…粒子線治療装置、２…照射部、３…加速器、１４…腫瘍（被照射体）、５０…走査電磁石、６０…ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング部）、７０…補正部、７１…照射部位置調整部、７２…磁場調整部、７３…被照射体固定部。

Claims (8)

1. 被照射体に対して粒子線を照射する照射部と、
   磁場によって前記被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、
   前記磁気共鳴イメージング部の磁場による前記粒子線の曲げ量に応じて、前記被照射体に対する前記照射部による前記粒子線の照射態様を補正する補正部と、を備える粒子線治療装置。
2. 前記補正部は、前記照射部の位置を調整可能な照射部位置調整部を有する、請求項１に記載の粒子線治療装置。
3. 前記補正部は、前記照射部の磁石の磁場を調整する磁場調整部を有する、請求項１又は２に記載の粒子線治療装置。
4. 前記補正部は、前記被照射体を固定可能であり、前記照射部に対する位置調整が可能な被照射体固定部を有する、請求項１～３の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
5. 前記照射部は、前記被照射体の周りを回転可能に構成される、請求項１～４の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
6. 前記照射部は、固定された照射ポートとして構成される、請求項１～４の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
7. 前記補正部は、前記粒子線の運動エネルギーに基づいて前記照射態様を補正する、請求項１～６の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
8. 前記磁気共鳴イメージング部は、磁場を発生するコイルを有し、
   前記コイルの中心軸は、前記照射部から照射される粒子線の基軸と直交する方向へ延びる、請求項１～７の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
   

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