JP4499829B1 - 粒子線治療装置および粒子線治療装置の調整方法 - Google Patents
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Abstract
供給された荷電粒子ビームBecを治療計画に基づく3次元の照射形状に整形するよう走査出力する走査電磁石2と、走査電磁石2から走査出力された荷電粒子ビームBecが走査電磁石2からアイソセンタCまでに設定された複数の軌道7a,7b,7cのうち、選択されたひとつの軌道を経てアイソセンタCに到達するように荷電粒子ビームBecの軌道を切り替える偏向電磁石4、5と、を備え、走査電磁石からアイソセンタまでの距離を長くとるようにした。
【選択図】図1
Description
以下、本発明にかかる粒子線治療装置の実施の形態1について説明する。図1、2は本発明の実施の形態1にかかる粒子線治療装置を説明するためのもので、図1は粒子線治療装置の全体構成を示す図、図2は粒子線治療装置の機能を示すブロック図である。粒子線治療装置は、図1に示すように、加速された荷電粒子ビームBecを拡散させずに輸送するためのビーム輸送ダクト1、ビーム輸送ダクト1を挟むようにビーム輸送ダクト1の外側に配置され、輸送された荷電粒子ビームBecを走査するスキャニング電磁石2(2a,2b)、走査された荷電粒子ビームBecを取り出すためのビーム取り出し窓3、スキャニング電磁石2の下流に配置され、ビーム取り出し窓3から取り出された荷電粒子ビームBecを、以降の複数のビーム軌道(7a,7b,7c)へと切り替えるための偏向電磁石4、複数のビーム軌道(7a,7b,7c)において最終的な照射目標位置であるアイソセンタCへと荷電粒子ビームBecを偏向するための偏向電磁石5(5a、5b(7cでは不要))、及び、座位で患者Kを保持するための椅子型患者保持装置6とを備えている。
以下、本発明の実施の形態2にかかる粒子線治療装置および粒子線治療装置の調整方法について説明する。図3〜5は本発明の実施の形態2にかかる粒子線治療装置および粒子線治療装置の調整方法を説明するためのもので、図3は粒子線治療装置の全体構成を示す図、図4は粒子線治療装置の機能を示すブロック図、図5は粒子線治療装置の調整方法を示すフローチャートである。実施の形態2における粒子線治療装置では、照射形状を形作る目標照射座標(x,y,z)の点列データからビーム軌道に応じて3次元の照射制御値(Ia,Ib,Eb)を算出するための関数として実測値に基づく逆写像数式モデルf2 -1を使用すること、逆写像数式モデルの未知パラメータを設定するための機能について詳細に記載するが、他の部分については実施の形態1と同様である。また、図3においては、粒子線治療装置の調整の説明に用いない患者Kや椅子型患者保持装置6を省略している。
なお、本実施の形態2においては、キャリブレーションを実施する際の照射制御値をデータ列として読み込み、読み込んだデータ列毎に実照射をする例(図5におけるステップS100〜ステップS200)を示したが、制御値の各変数を一定間隔ごとに変化させる場合、図6に示すようなフローで実施してもよい。図6に示すフローは、図5におけるステップS100〜ステップS200に相当する部分を変形させた例を示すものであり、ステップS20以前、およびステップS210以降は図5と同様であるので記載を省略している。
上記実施の形態1、2では、スキャニング電磁石2の下流に複数のビーム軌道を設け、ビーム軌道切り替え用の偏向電磁石4により荷電粒子ビームを切り替えられるようにし、ビーム軌道ごとに必要な偏向電磁石5a,5bを設ける場合について述べた。本実施の形態3においては、偏向電磁石をビーム軌道に合わせて移動可能とし、ひとつの偏向電磁石で複数のビーム軌道に対応するようにした。図7、8は本発明の実施の形態3にかかる粒子線治療装置を説明するためのもので、図7は粒子線治療装置の構成を示す図、図8は機能を示すブロック図であり、偏向電磁石15vがビーム軌道7vに応じて移動できるようになっている。他の部分については、実施の形態1や2と同様である。
実施の形態1では、スキャニング電磁石2の下流に複数のビーム軌道を設け、ビーム軌道切り替え用の偏向電磁石4によりビーム軌道を切り替えられるようにし、ビーム軌道ごとに必要な偏向電磁石5を設ける場合について述べたが、本実施の形態4にかかる粒子線治療装置では、図10に示すように、各ビーム軌道にビーム輸送ダクト20を設けた。他の機能や構成は実施の形態1と同様であり、説明を省略する。
実施の形態3では、スキャニング電磁石2の下流に複数のビーム軌道を設け、ビーム軌道切り替え用の偏向電磁石4によりビーム軌道を切り替えられるようにし、切り替えたビーム軌道に対応して偏向電磁石15vを移動させる場合について述べたが、本実施の形態5にかかる粒子線治療装置では、図11に示すように、設定したビーム軌道に応じて移動または移動変形可能なビーム輸送ダクト30を設けた。他の機能や構成は実施の形態3と同様であり、説明を省略する。
Claims (10)
- 供給された荷電粒子ビームを治療計画に基づく3次元の照射形状に整形するよう前記荷電粒子ビームをそれぞれ異なる方向に走査制御する2つのスキャニング電磁石を備えた走査電磁石と、
前記走査電磁石により走査された荷電粒子ビームが前記走査電磁石からアイソセンタまでに設定された多門照射のための複数のビーム軌道のうち、選択されたひとつのビーム軌道を経て前記アイソセンタに向かうように前記荷電粒子ビームの軌道を切り替える偏向電磁石と、
を備え、
前記偏向電磁石は、
前記走査電磁石の下流に設けられ、前記走査電磁石により走査された荷電粒子ビームを前記選択された軌道に応じて偏向させる第1の偏向電磁石と、
前記第1の偏向電磁石の下流であって、前記第1の偏向電磁石によって偏向された荷電粒子ビームを前記アイソセンタに向けて偏向させる第2の偏向電磁石とを有することを特徴とする粒子線治療装置。 - 前記第1の偏向電磁石は、ビーム切替電磁石であることを特徴とする請求項1に記載の粒子線治療装置。
- 前記第2の偏向電磁石は、前記複数のビーム軌道毎に設けられた複数の偏向電磁石であることを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線治療装置。
- 前記第2の偏向電磁石は、選択されたビーム軌道に対応して移動する偏向電磁石であることを特徴とする請求項1または2に記載の粒子線治療装置。
- 前記第1の偏向電磁石から前記アイソセンタにかけて、前記複数のビーム軌道に対応する輸送ダクトを設けたことを特徴とする請求項3に記載の粒子線治療装置。
- 前記第1の偏向電磁石から前記アイソセンタにかけて、前記選択されたビーム軌道に対応して移動または移動変形する輸送ダクトを設けた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3次元の照射形状を形作る照射位置座標を、前記選択されたビーム軌道に応じて設定された関数を用いて変換し、変換して得られた制御値を用いて前記走査電磁石および前記荷電粒子ビームのエネルギーを制御する照射制御部、
を備えたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム軌道に応じて設定された関数として、
前記走査電磁石への2次元の制御値および前記荷電粒子ビームのエネルギーの制御値からなる照射制御値と、前記照射制御値を用いて制御された前記荷電粒子ビームの前記アイソセンタ部における実照射位置座標の測定値とから得られた照射位置座標から照射制御値への逆写像数式モデルを使用することを特徴とする請求項7に記載の粒子線治療装置。 - 請求項7に記載の粒子線治療装置の調整方法であって、
前記照射制御部が、
ビーム軌道を設定し、設定したビーム軌道に対応して前記粒子線治療装置から照射された荷電粒子ビームの照射位置座標を測定するビーム測定部を設置するステップと、
それぞれ異なる複数の照射制御値を読込むステップと、
読込んだ照射制御値にしたがって前記ビーム測定部に対して荷電粒子ビームを照射し、前記荷電粒子ビームの照射位置座標を測定するステップと、
測定した照射位置座標の複数の測定結果と前記複数の照射制御値との組合せから、前記逆写像数式モデルの未知パラメータを設定するステップと、
を含む粒子線治療装置の調整方法。 - それぞれ異なる複数の照射制御値を読込むステップと、
読込んだ照射制御値にしたがって実照射された荷電粒子ビームの前記アイソセンタ部における実照射位置座標を測定するステップと、
測定した実照射位置座標の複数の測定結果と前記複数の照射制御値との組合せから、前記逆写像数式モデルの未知パラメータを設定するステップと、
を実行する逆写像算出部を備えたことを特徴とする請求項8に記載の粒子線治療装置。
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