JP2024014853A - 荷電粒子ビームの位置を調整するためのデバイスおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】粒子線治療装置内の荷電粒子ビームの位置を調整する従来技術の装置および方法についての課題を解決すること。【解決手段】粒子線治療装置であって、装置のアイソセンタ平面内の処置面をカバーする所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように構成された粒子線治療装置。装置は、処置面をカバーし、処置面よりも大きい到達可能面にわたってビームを走査することが可能である。ビームストッパは、装置の走査磁石の下流であって、到達可能面の少なくとも一部分にビームが到達することを防ぎ、処置面の任意の部分にビームが到達することを可能にするような位置に配置される。制御システムは、ビームをビームストッパに向け、その間に、ビームの位置を測定し、ビームの所望の位置と、ビームストッパに向けられたときのビームの測定位置との間の差を計算し、計算された差を考慮して所定の処置場に従ってターゲットにわたってビームを走査するように、装置を制御するように構成される。【選択図】図1
Description
本発明は、荷電粒子ビームの位置を調整する、より詳細には、荷電粒子ビーム治療装置内の荷電粒子ビームの位置を調整するためのデバイスおよび方法に関する。
こうした荷電粒子ビームにより患者の腫瘍などのターゲットを処置する荷電粒子ビーム治療装置は、長年にわたり知られている。荷電粒子ビームの位置が、ターゲットにビームを照射するときの所望の位置に対応するように調整される必要があることも知られている。この調整は、粒子ビームがターゲットにわたって走査されるときに、さらにより関係する。
ペンシルビーム走査(本明細書において以降、PBSと称する)は、例えば、照射されるべきターゲット内の各層についてペンシルビームの適切なアライメントを確実にするように、調整スポット(tuning spot)を使用する。これを行うために、「調整」ループ(tuning loop)が使用される。この調整ループは、アイソセンタにおける正しい絶対的なスポット位置決め(absolute spot positioning)を達成するために、電離箱(IC)において非走査ビームの位置をチェックし、走査磁石に適用するためにずれを計算する。
EP2552545B1に記載される方法は、PBS走査アルゴリズムを用いる。このPBS走査アルゴリズムは、層内の最高線量スポットを見つけることによってターゲットの各層における調整スポットを選び、可能な限り低い線量をこのスポットに照射し、その間に電離箱においてビームの位置をチェックする。電離箱において測定された位置から、ターゲット体積内のスポットがランディングした場所を幾何学的に決定/計算することができる。次いで、走査磁石に対して補正が適用され、スポットが再び照射され、ビームの位置が電離箱において再チェックされる。このプロセスは、調整ループとして知られている。調整ループの間にこの調整スポットに対して出射された総線量が測定され、所望の線量測定がこのスポットについて守られることを確実にするために、スポットの線量から引かれる。EP2552545B1の段落57に示されるように、「発明の照射デバイスおよび方法を用いることによって、調整段階の間、照射ユニットとターゲットとの間にビームストップの挿入の必要がなくなる」。これは、ビーム位置の制御に時間を取れること、および、処置機器が単純なままであることから、実際に有利である。しかし、この方法は、高線量率の線量が例えばFLASH照射技術などを用いてターゲットに単一走査で出射されるべきときには適合されない。
FLASH治療処置の場合、ビームの単一走査は、一度にターゲット体積を照射するように、非常に高い線量率でリッジフィルタにわたって行われる。本明細書で上述した従来のPBS調整ループが利用された場合、これは、より高い線量率が所与の時間内において比例的により多い線量を出射することになるので、調整スポットの線量がさらにより高くなるということを比例して伴うことになる。このより高い線量調整スポットはさらに、PBS場についての線量率をより低くし、FLASH効果を無効にする危険がある。スポット調整中の線量率の低減は、次善である。というのも、調整が治療ビーム出射の間に使用される状態とは異なるビームライン状態で行われ、調整の結果が、あるビームライン状態から他へと置き換えられないことがあるからである。
従来技術において、ビーム位置制御についての代替方法が提案されている。
EP2833970B1には、例えば、ビーム位置補正データが、ビームステアリングデータセットに導入され得る、または、治療非依存試験照射データセットの実行後に自動的に導入される方法が記載されている。この方法は、患者の処置前に処置機器の試験を受けて作り上げられるビーム位置補正モデルを提案しており、したがって、患者の処置に使用できない時間を要する。
米国特許第10195465(B2)号は、荷電粒子ビームの位置のリアルタイム補正を提供するシステムを対象とする。このシステムは、患者が、例えば治療的処置の間、アイソセンタにおける自身の処置位置にいるときに使用することができる。この場合、検出器装置と走査磁石との間に、可動ビームストップが配置されている。ビームストップは、再調整/キャリブレーション/セットアップの間、患者を移動させる必要なくしてビームが患者に到達することをブロックすることができ、また、再調整/キャリブレーション/セットアップが完了したら、例えば患者に治療を提供するように、ビームが通過して患者に到達することを可能にすることができる。ビームストップは、例えば、揺動またはギロチン(guillotine)のように、XまたはY方向にビームに対して直交に動く立体物であり得る。ビーム位置の測定および偏向器の補正は、走査磁石の前に行われる。しかし、この解決策は、走査磁石によって導入されることがある位置エラーを考慮するように適合されていない。これはまた、その動きがさらに失敗を生じやすくその場合誤った線量が患者に出射されるおそれがある可動ビームストップを必要とするので、複雑であり、高価である。
本発明の目的は、粒子線治療装置内の荷電粒子ビームの位置を調整する従来技術のデバイスおよび方法についての課題を解決することである。
本発明は、独立請求項によって定められる。従属請求項は、有利な実施形態を定める。
本発明に従えば、粒子線治療装置であって、
- 荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器と、
- 主ビーム軸(Z)に従った荷電粒子ビームを、主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面内のターゲットに出射するためのビーム輸送系と、
- ターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するための走査磁石と、
- 走査磁石の下流に配置され、荷電粒子ビームが検出器と交差するときに荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器と、
- ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパであって、荷電粒子ビームがビームストッパに当たったときに荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパと、
- アイソセンタ平面内の処置面をカバーする所定の処置場(treatment field)に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動するように構成された制御システムであって、さらに、アイソセンタ平面内の到達可能面をカバーする到達可能場に従って荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動することが可能であり、到達可能面が、処置面をカバーし、処置面よりも大きい、制御システムと
を備える、粒子線治療装置が提供される。
- 荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器と、
- 主ビーム軸(Z)に従った荷電粒子ビームを、主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面内のターゲットに出射するためのビーム輸送系と、
- ターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するための走査磁石と、
- 走査磁石の下流に配置され、荷電粒子ビームが検出器と交差するときに荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器と、
- ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパであって、荷電粒子ビームがビームストッパに当たったときに荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパと、
- アイソセンタ平面内の処置面をカバーする所定の処置場(treatment field)に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動するように構成された制御システムであって、さらに、アイソセンタ平面内の到達可能面をカバーする到達可能場に従って荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動することが可能であり、到達可能面が、処置面をカバーし、処置面よりも大きい、制御システムと
を備える、粒子線治療装置が提供される。
ビームストッパは、到達可能面の少なくとも一部分に荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、処置面の任意の部分に荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置に配置される。
制御システムは、
- ビームストッパに荷電粒子ビームを向け、その間に、ビーム位置検出器を用いることにより荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定し、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれの測定されたXおよびY位置との間の差を計算し、
- 計算された差を考慮して所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査する
ように、粒子線治療装置を制御するように構成される。
- ビームストッパに荷電粒子ビームを向け、その間に、ビーム位置検出器を用いることにより荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定し、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれの測定されたXおよびY位置との間の差を計算し、
- 計算された差を考慮して所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査する
ように、粒子線治療装置を制御するように構成される。
さらに、ビームストッパが走査磁石の下流に配置されるので、本発明に従った装置は、走査磁石によってもたらされることがあるビーム位置エラーを考慮に入れるように適合される。
さらに、ビームストッパは、到達可能面の少なくとも一部分に荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、処置面の任意の部分に荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置に配置されるので、処置場とともにターゲットに照射するためにビームストッパを除去しなくて済むので、処置時間の節約になる。
さらに、本発明に従った装置は、処置中にターゲットに出射される線量について、ビーム位置調整ステップの影響がない、またはほとんどないので、FLASH治療に良好に適合される。
いくつかの例では、制御システムは、荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置とビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームの測定されたXおよびY位置との間の差に従ってビーム位置を補正することによって、所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように、粒子線治療装置を制御するように構成される。
いくつかの例では、荷電粒子ビームが所定の処置場に従ってターゲットにわたって走査される間、ビームストッパは定位置に保持される。結果的に、患者の処置のための時間の節約になり、装置はまた、ビームストッパが動かないので信頼性がより高くなる。ビームストッパが動かないことによって、他の方法でビームストッパが動かされた後のビームストッパの不正確な位置決めのリスクがなくなるまたは軽減されるので、装置がまたより安全になる。
いくつかの例では、ビームストッパは、主ビーム軸(Z)の可能な限り近くに配置され、それによって、ビーム位置のより精確な調整が可能になる。
いくつかの例では、粒子加速器は、サイクロトロンまたはシンクロトロンである。いくつかの例では、荷電粒子ビームは、陽子または炭素イオンのビームである。
粒子線治療装置について、従来通り、前記XおよびY軸は、Z軸と直交関係(orthogonal referential)を形成していることに留意すべきである。
本発明はまた、粒子線治療装置内の荷電粒子ビームの位置を調整する方法に関する。
本発明のこれらの、およびさらなる態様は、添付の図面を参照して、例を挙げてより詳細に説明する。
図面における線画は、等尺で描かれておらず、調和されていない。全体的に、図面において、類似または同一の構成要素は同じ参照数字によって示されている。
図1は、本発明に従った例示的な粒子線治療装置を概略的に示す。装置は、例えば陽子または炭素イオンのビームである荷電粒子ビームを出射する、例えばサイクロトロンまたはシンクロトロンである、粒子加速器を備える。
装置はまた、主ビーム軸(Z)に従った荷電粒子ビームを主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面内のターゲットへ出射する、ビーム輸送系を備える。ターゲットは、例えば、患者の処置予定の腫瘍である。
装置は、ターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査する走査磁石と、走査磁石の下流に配置されたビーム位置検出器であって、荷電粒子ビームが検出器を横切るとき、荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器と、ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパであって、荷電粒子ビームがビームストッパに当たるとき、荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパと、アイソセンタ平面内の処置面をカバーする所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動するように構成された制御システムと、をさらに備える。制御システムはさらに、アイソセンタ平面内の到達可能面をカバーする到達可能場に従って荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動することが可能であり、到達可能場は、処置面をカバーし、処置面よりも大きい。
到達可能面は、装置がその走査磁石をXおよびY方向に従って駆動することによって粒子ビームを向けることができる、アイソセンタ平面内の一表面である。到達可能面は、例えば、装置がその走査磁石をXおよびY方向に従って駆動することによって粒子ビームを向けることができる、アイソセンタ平面内の最大表面である。
例えば、ペンシルビーム走査(PBS)による照射法を用いた従来の陽子線治療装置を考えると、処置室内でアイソセンタに投影されるとき、そのような装置のノズル内の走査磁石は、最大400mm×300mmの到達可能面内のどこかにペンシルビームスポットを出射する能力を有する。しかし、そのような装置を用いたフラッシュ処置(flash treatment)の最大処置面は、より小さいことがあり、例えば80mm×80mmである。
そのような装置自体は、当業界で周知であるため、さらに述べることはしない。本発明の特異な点は、特に、本明細書の以下において詳述するように、ビームストッパの位置、および、ビーム位置の調整の実施方法である。
図1に示されるように、ビームストッパは、到達可能面の少なくとも一部分に荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、処置面の任意の部分に荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置に配置される。この表現から理解されるように、図1は、到達可能面の投影像および処置面の投影像を示しており、それらはともに、主ビーム軸(Z)に対して垂直でありビームストッパが配置されている(本明細書で以降、ストップ平面、と称する)平面上にある。投影像は、ビームがXおよびY方向にわたって走査されるときの様々なビーム方向に従う。
さらに図1に示されるように、ビームストッパは、ストップ平面内の、処置面の投影像内ではなく到達可能面の投影像内のある位置に配置される。したがって、粒子ビームがビームストッパに向けられると、ビームストッパがビームを止め、ビームはターゲットに到達しなくなる。その一方、粒子ビームが処置面の任意のポイントに向けられると、ビームストッパによって止められず、ビームはターゲットに到達して処置が行われる。
ビームストッパは、例えば、真鍮などの、金属の一片とすることができる。
制御システムは、荷電粒子ビームをビームストッパに向け、その間に、ビーム位置検出器を用いて荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定し、荷電粒子ビームの所望(または計画された)XおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれの測定されたXおよびY位置との間の差(または、偏差)を計算し、計算された差(または偏差)を考慮して所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように、粒子線治療装置を制御するように構成される。
いくつかの例では、制御システムは、荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置とビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれの測定されたXおよびY位置との間の差に従ってビーム位置を補正することによって、所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように、粒子線治療装置を制御するように構成される。
ビームの所望または計画したX位置が例えば125(架空値)であり、ビームがビームストッパに向けられたときのビームの測定されたX位置が例えば130(架空値)であった場合、制御システムは、その差を補償、特に両方の値の差を相殺または減少させるように、X走査磁石の磁石設定(magnetic setting)を補正することができる。同一のことは、類推から、ビームのY位置およびY走査磁石に当てはまる。
荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と基準点(ここではビームストッパの位置)の荷電粒子ビームのそれぞれの測定されたXおよびY位置との間の差または偏差が分かったら、XおよびY走査磁石の磁石設定に適用されるべき補正は、例えば参照により本明細書に組み込まれるEP2552545B1から、当業界において一般的に知られている。
いくつかの例では、装置が動作しているとき、荷電粒子ビームが所定の処置場に従ってターゲットにわたって走査される間、ビームストッパは定位置に保持される。
いくつかの例では、ビームストッパは、当然ながらストップ平面上の処置面(21’)の投影像にオーバーラップすることなく、主ビーム軸(Z)の可能な限り近くに配置される。一般的に、従来のように、主ビーム軸(Z)は、非走査粒子ビームの軸、すなわち、例えば図1に示されるようにビームがアイソセンタと交差するときの軸である。
ビームストッパは、検出器とターゲットとの間の(ビーム経路に沿って)縦方向にどこにでも配置することができる。好ましくは、ビームストッパは、装置の一部である、または装置上に取り付けられる。
いくつかの例では、治療装置は、ビーム位置検出器の下流に配置されたビーム整形デバイスを備える。ビーム整形デバイスは、例えば、リッジフィルタ、および/またはレンジシフタ、および/または補償器、および/またはコリメータであってよく、それらは当業界で一般的に知られており、粒子ビームがターゲットに到達する前に粒子ビームを整形および/または変調する役目を果たす。
いくつかの例では、ビームストッパは、ビーム整形デバイスもしくはビーム整形デバイスのうちの1つの一体部材である、または、ビーム整形デバイスもしくはビーム整形デバイスのうちの1つに取り付けられる、好ましくはビーム整形デバイスもしくはビーム整形デバイスのうちの1つに着脱可能に取り付けられる。
いくつかの例では、ビームストッパは、粒子線治療装置の一部に固定、好ましくは粒子線治療装置のノズルに固定された付属物ホルダ内に配置される。
いくつかの例では、ビーム整形デバイスは、リッジフィルタと、リッジフィルタの下流に配置されることが好ましいコリメータとを備える。そのような場合では、ビームストッパは、例えば、コリメータの一体部材である、または、コリメータに取り付けられる、好ましくはコリメータに着脱可能に取り付けられる。
いくつかの例では、コリメータは、例えばEP2532385B1に開示されるような環状形状を有する。そのような場合では、ビームストッパは、例えば、このコリメータの一部分である、またはコリメータの外側側面の隣に配置されてもよい。図2は、本発明に従ったビームストッパを備える例示的なコリメータの断面を概略的に示している。コリメータは、ターゲットの形状に応じてその形状が決められ処置中にターゲットに向かう粒子ビームのための通路を画定する中心開口(アパーチャ)を含む環状形状を有する。この例では、ビームストッパは、コリメータリングに対して「突出(bulge)」の形状を有する。この突出は、粒子ビームが突出の中央に当たったとき、それが突出によってブロックされるように、少なくとも10*シグマの直径を有することが好ましい。一般的に言うと、ビームの位置について起こり得るエラーを、前記位置の調整前に明らかにするために、ビームストッパのサイズは、好ましくは、ビームストッパの場所におけるビームスポットのサイズに比べて余裕を持たなければならない。したがって、ビームストッパのサイズは、好ましくは、処置計画によって予見されるビームスポットのサイズに従って選択される。
いくつかの例では、制御システムは、単一走査でターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査することによってターゲットに所定の処置場を出射するように粒子線治療装置を制御するように構成される。
本発明はまた、粒子線治療装置内における荷電粒子ビームの位置を調整する方法に関し、粒子線治療装置は、
- 荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器(2)と、
- 主ビーム軸(Z)に従った荷電粒子ビームを、主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面(11)内のターゲット(50)に出射するためのビーム輸送系(4)と、
- ターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するための走査磁石(5)、
- 走査磁石の下流に配置され、荷電粒子ビームが検出器と交差するときに荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器(6)と、
- ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパ(10)であり、荷電粒子ビームがビームストッパに当たったときに荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパ(10)と、
- アイソセンタ平面(11)内の処置面(21)をカバーする所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動するように構成された、制御システム(20)であって、さらに、アイソセンタ平面(11)内の到達可能面(22)をカバーする到達可能場に従って荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動することが可能であり、到達可能面(22)は、処置面(21)をカバーしそれよりも大きい、制御システム(20)と、
を備え、
方法は、以下のステップ、
- 到達可能面(22)の少なくとも一部分に荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、処置面(21)の任意の部分に荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置にビームストッパ(10)を配置するステップと、
- ビームストッパに荷電粒子ビームを向け、その間に、ビーム位置検出器を用いて荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定するステップと、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれ測定のXおよびY位置との間の差を計算するステップと、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームの測定されたXおよびY位置との間の計算された差を考慮してXおよびY走査磁石の磁石設定に補正を適用するステップと
を含む。
- 荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器(2)と、
- 主ビーム軸(Z)に従った荷電粒子ビームを、主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面(11)内のターゲット(50)に出射するためのビーム輸送系(4)と、
- ターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するための走査磁石(5)、
- 走査磁石の下流に配置され、荷電粒子ビームが検出器と交差するときに荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器(6)と、
- ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパ(10)であり、荷電粒子ビームがビームストッパに当たったときに荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパ(10)と、
- アイソセンタ平面(11)内の処置面(21)をカバーする所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動するように構成された、制御システム(20)であって、さらに、アイソセンタ平面(11)内の到達可能面(22)をカバーする到達可能場に従って荷電粒子ビームを走査するように走査磁石を駆動することが可能であり、到達可能面(22)は、処置面(21)をカバーしそれよりも大きい、制御システム(20)と、
を備え、
方法は、以下のステップ、
- 到達可能面(22)の少なくとも一部分に荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、処置面(21)の任意の部分に荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置にビームストッパ(10)を配置するステップと、
- ビームストッパに荷電粒子ビームを向け、その間に、ビーム位置検出器を用いて荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定するステップと、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームのそれぞれ測定のXおよびY位置との間の差を計算するステップと、
- 荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、ビームストッパに向けられたときの荷電粒子ビームの測定されたXおよびY位置との間の計算された差を考慮してXおよびY走査磁石の磁石設定に補正を適用するステップと
を含む。
本発明を例示し限定としてみなされるべきではない特定の実施形態に関して、本発明を述べてきた。より具体的には、当業者には、具体的に図示されおよび/または本明細書に上述されたものによって本発明は限定されないことが明らかであろう。
特許請求の範囲における参照番号は、それらの保護範囲を限定しない。
動詞「備える」、「含む」、「から構成される」または任意の他の変形、ならびにそれらのそれぞれの活用形の使用は、記載された要素以外の要素の存在を除外するものではない。
要素に先行する冠詞「a」、「an」または「the」の使用は、複数のそうした要素の存在を除外するものではない。
本発明はまた、以下のように、装置のアイソセンタ平面内の処置面をカバーする所定の処置場に従ってターゲットにわたって荷電粒子ビームを走査するように構成された粒子線治療装置が述べられ得る。装置は、処置面をカバーしそれよりも大きい到達可能面にわたってビームを走査することができる。ビームストッパは、装置の走査磁石の下流であって、到達可能面の少なくとも一部分にビームが到達することを防ぎ、処置面の任意の部分にビームが到達することを可能にするような位置に配置される。制御システムは、ビームをビームストッパに向け、その間に、ビームの位置を測定し、ビームの所望の位置と、ビームストッパに向けられたときのビームの測定位置との間の差を計算し、計算された差を考慮して所定の処置場に従ってターゲットにわたってビームを走査するように、装置を制御するように構成される。
2 粒子加速器
4 ビーム輸送系
5 走査磁石
6 ビーム位置検出器
10 ビームストッパ
11 アイソセンタ平面
20 制御システム
21 処置面
21’ 処置面
22 到達可能面
50 ターゲット
Z 主ビーム軸
4 ビーム輸送系
5 走査磁石
6 ビーム位置検出器
10 ビームストッパ
11 アイソセンタ平面
20 制御システム
21 処置面
21’ 処置面
22 到達可能面
50 ターゲット
Z 主ビーム軸
Claims (15)
- 粒子線治療装置であって、
荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器(2)と、
主ビーム軸(Z)に従った前記荷電粒子ビームを、前記主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面(11)内のターゲット(50)に出射するためのビーム輸送系(4)と、
前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査するための走査磁石(5)と、
前記走査磁石の下流に配置されたビーム位置検出器(6)であって、前記荷電粒子ビームが前記ビーム位置検出器(6)と交差するときに前記荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合されたビーム位置検出器(6)と、
前記ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパ(10)であって、前記荷電粒子ビームが前記ビームストッパに当たったときに前記荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパ(10)と、
前記アイソセンタ平面(11)内の処置面(21)をカバーする所定の処置場に従って前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査するように前記走査磁石を駆動するように構成された制御システム(20)であって、さらに、前記アイソセンタ平面(11)内の到達可能面(22)をカバーする到達可能場に従って前記荷電粒子ビームを走査するように前記走査磁石を駆動することが可能であり、前記到達可能面(22)が、前記処置面(21)をカバーし、前記処置面(21)よりも大きい、制御システム(20)と、
を備え、
前記ビームストッパ(10)が、前記到達可能面(22)の少なくとも一部分に前記荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、前記処置面(21)の任意の部分に前記荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置に配置され、前記制御システムが、
前記ビームストッパに前記荷電粒子ビームを向け、その間に、前記ビーム位置検出器を用いることにより前記荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定し、
前記荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、前記ビームストッパに向けられたときの前記荷電粒子ビームのそれぞれの前記測定されたXおよびY位置との間の差を計算し、
前記計算された差を考慮して前記所定の処置場に従って前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査する
ように、前記粒子線治療装置を制御するように構成されることを特徴とする粒子線治療装置。 - 前記制御システムは、前記荷電粒子ビームの前記所望のXおよびY位置と前記ビームストッパに向けられたときの前記荷電粒子ビームの前記測定されたXおよびY位置との間の差に従ってビーム位置を補正することによって、前記所定の処置場に従って前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査するように、前記粒子線治療装置を制御するように構成される、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 動作のとき、前記荷電粒子ビームが前記所定の処置場に従って前記ターゲットにわたって走査される間、前記ビームストッパは、定位置に保持される、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビームストッパが、前記主ビーム軸(Z)の可能な限り近くに配置される、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビーム位置検出器の下流に配置されたビーム整形デバイスをさらに備える、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビーム整形デバイスが、リッジフィルタ、および/またはレンジシフタ、および/または補償器、および/またはコリメータを備える、請求項5に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビームストッパが、前記ビーム整形デバイスもしくは前記ビーム整形デバイスのうちの1つの一体部材である、または、前記ビーム整形デバイスもしくは前記ビーム整形デバイスのうちの1つに取り付けられる、請求項5に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビームストッパが、前記粒子線治療装置の一部に、好ましくは前記粒子線治療装置のノズルに固定された付属物ホルダ内に配置される、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビーム整形デバイスが、リッジフィルタとコリメータとを備え、前記コリメータが、好ましくは前記リッジフィルタの下流に配置される、請求項5に記載の粒子線治療装置。
- 前記ビームストッパが、前記コリメータの一体部材である、または、前記コリメータに取り付けられる、請求項9に記載の粒子線治療装置。
- 前記コリメータが、環状形状を有する、請求項10に記載の粒子線治療装置。
- 前記制御システムが、単一走査で前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査することによって、前記ターゲットに前記所定の処置場を出射するように前記粒子線治療装置を制御するように構成される、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記粒子加速器が、サイクロトロンまたはシンクロトロンである、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記荷電粒子ビームが、陽子または炭素イオンのビームである、請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 粒子線治療装置内の荷電粒子ビームの位置を調整する方法であって、前記粒子線治療装置が、
荷電粒子ビームを出射するための粒子加速器(2)と、
主ビーム軸(Z)に従った前記荷電粒子ビームを、前記主ビーム軸(Z)に対して垂直なアイソセンタ平面(11)内のターゲット(50)に出射するためのビーム輸送系(4)と、
前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査するための走査磁石(5)と、
前記走査磁石の下流に配置されたビーム位置検出器(6)であって、前記荷電粒子ビームが前記ビーム位置検出器(6)と交差するときに前記荷電粒子ビームのXおよびY位置を検出するように適合された、ビーム位置検出器(6)と、
前記ビーム位置検出器の下流に配置されたビームストッパ(10)であって、前記荷電粒子ビームが前記ビームストッパに当たったときに前記荷電粒子ビームを止めるように適合された、ビームストッパ(10)と、
前記アイソセンタ平面(11)内の処置面(21)をカバーする所定の処置場に従って前記ターゲットにわたって前記荷電粒子ビームを走査するように前記走査磁石を駆動するように構成された、制御システム(20)であって、さらに、前記アイソセンタ平面(11)内の到達可能面(22)をカバーする到達可能場に従って前記荷電粒子ビームを走査するように前記走査磁石を駆動することが可能であり、前記到達可能面(22)が、前記処置面(21)をカバーし、前記処置面(21)よりも大きい、制御システム(20)と
を備え、
前記方法は、
前記到達可能面(22)の少なくとも一部分に前記荷電粒子ビームが到達することを防ぎ、前記処置面(21)の任意の部分に前記荷電粒子ビームが到達することを可能にするような位置に前記ビームストッパ(10)を配置するステップと、
前記ビームストッパに前記荷電粒子ビームを向け、その間に、前記ビーム位置検出器を用いることにより前記荷電粒子ビームのXおよびY位置を測定するステップと、
前記荷電粒子ビームの所望のXおよびY位置と、前記ビームストッパに向けられたときの前記荷電粒子ビームのそれぞれの前記測定されたXおよびY位置との間の差を計算するステップと、
前記荷電粒子ビームの前記所望のXおよびY位置と、前記ビームストッパに向けられたときの前記荷電粒子ビームの前記測定されたXおよびY位置との間の前記計算された差を考慮してXおよびY走査磁石の磁石設定に補正を適用するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|
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---|---|---|---|
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---|---|
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