JP5274516B2 - 粒子線治療装置に用いられる呼吸ナビゲーション装置及び呼吸タイミング表示方法並びに粒子線治療システム - Google Patents
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Description
1は複数ある治療室のうち1室(例えばA)について示したもので、治療室と、位置決め制御卓と、治療照射制御卓の3つの作業場所から構成されている例を示している。治療技師はこの3つの場所のいずれかで作業する。図中、1は粒子線を加速するための例えばシンクロトロン等の加速器系で、さらに内部にシンクロトロン偏向電磁石電源11や加速器タイミングシステム12を備えている。2は呼吸同期装置で、治療室に患者の呼吸状態を検出する患者呼吸測定装置となる呼吸同期センサ21と、上記センサ21からの信号を変換処理し増幅するためのセンサアンプ22とが設置され、位置決め制御卓に呼吸同期表示装置26Bが設置されている。
パラメータ設定や同期信号を発生させるタイミングを設定する呼吸同期制御計算機24と、上記信号発生器23から出力される呼吸波形や呼吸同期制御計算機24から出力される呼吸同期波形を信号変換し、加速器系1や表示装置26Bに分配する呼吸同期信号制御ユニット25と、上記呼吸同期信号と粒子線治療装置の動作状態をオペレータに表示する呼吸同期表示装置26Cとが設置されている。
図に示すように、呼吸同期センサ21で検出する呼吸波形(a)に対して閥値を設定して
、呼吸の安定した状態の時に呼吸ゲート(b)をONにして、呼吸ゲート幅(矢印)にて加
速器に照射可能であることを指示する。加速器側では偏向電磁石の電流(C)が、入射、
加速、出射、減速のサイクルを一定周期で反復するのに対し、シンクロトロン出射可ゲート(d)と呼吸ゲート信号(b)に応じて、ビーム出射の入り切り(位相制御)を行い、照射に適した呼吸位相でのみ出射ビーム(e)を患部の標的に所定線量付与する。
ある。シンクロトロンには入射器と呼ばれる装置から粒子線が入射され、十分な粒子数が蓄積された時点でシンクロトロンの加速が開始される。加速が終了後に出射機器の準備を行い、準備完了した時点でシンクロトロンの制御系によって出射可ゲート信号(d)がON
になる。
。シンクロトロンが連続してビームを出射できる最大時間をスピル時間というが、スピル時間が経過した後に出射可ゲートがOFFになり、シンクロトロンの装置は減速準備を開始する。減速が完了した後、次の運転周期の入射が実施される。
以上のようにシンクロトロンの運転周期に基づいて、あらかじめ周期が定められた目標呼
吸情報を呼吸情報教示装置33により患者に教示し、患者が上記目標呼吸情報に意識的に呼吸状態を合わせるよう誘導するものである。
ここまでは1回の呼吸につき1回照射する方法について述べてきたが、次に1回の呼吸につき2回照射する方法について述べる。一般的に1回の呼吸につきn回の照射をするためには、呼吸ゲートの長さが少なくとも(n−1)・Tsync+Tspill必要となる。なお、Tsyncは1回の呼吸周期を、Tspillは上述したスピル時間を表している。
粒子線治療では治療照射を行う前に治療計画を作成するが、治療計画には患部のX線CT画像を取得する必要がある。このとき、治療照射が呼吸同期照射となるような肺や肝臓といった部位では、治療計画用X線CT画像の取得も同様に呼吸同期を用いて行う必要がある。このため、治療計画用X線CT画像取得前に目標呼吸情報を作成しておき、X線CT撮影時も治療照射と同様の呼吸状態にしておくことが望ましい。
患者に教示する情報として、呼吸波形ではなく、呼気、吸気などのタイミングのみをほぼリアルタイム教示することも考えられるが、呼吸波形のように、呼吸の振幅情報も含む情報、すなわち目標値と現状値と両方をリアルタイムで教示した方が、患者の呼吸が安定化されるので望ましい。
説明したものと同一である。図中の波形はリアルタイムで左から右にスクロールする。画面中央から左は過去の実績で右は未来の波形を示す。太い呼吸波形は患者の実際の波形を、細い呼吸波形は目標呼吸情報を示す。
視覚的な表示方法としては、治療台に寝た患者から見える位置に液晶表示画面を設置したり、治療装置壁面や治療室壁面などに投影したり、ヘッドマウントディスプレイを使う方法が考えられる。
2 呼吸同期装置、
3 呼吸ナビ装置、
4 治療情報サーバ、
11 シンクロトロン偏向電磁石装置、
12 加速器タイミングシステム、
21 呼吸同期センサ、
22 センサアンプ、
23 呼吸同期信号発生器、
24 呼吸同期制御計算機、
25 呼吸同期信号制御ユニット、
26 呼吸同期表示装置、
31 呼吸ナビ計算機、
32 情報編集端末、
33 呼吸情報表示装置。
Claims (4)
- 所定の運転タイミング情報に基づいて運転される加速器を有する粒子線治療装置において、呼吸ナビ計算機により前記運転タイミング情報に基づいて予め周期が定められた目標呼吸情報を記憶するステップと、患者呼吸測定装置により患者の呼吸状態を測定するステップと、情報編集端末により前記目標呼吸情報を編集し微調整するステップと、呼吸情報教示装置により前記目標呼吸情報の呼吸の振幅に係る情報を時系列に目標呼吸波形として表示すると共に、 前記患者の呼吸状態の呼吸の振幅に係る情報を時系列に呼吸状態波形として表示するステップとからなり、 前記目標呼吸波形と呼吸状態波形とは、共通の時間軸で合わせて表示して過去と未来を識別して患者に教示することを特徴とする呼吸タイミングを表示する方法。
- 複数の治療室を備える施設において、粒子線照射を行うことができる粒子線治療装置を備えた粒子線治療システムであって、前記粒子線治療装置は、所定の運転タイミング情報に基づいて運転される加速器と、粒子線を発生する粒子線発生装置とを備え、前記治療室には患者の呼吸状態を測定するための患者呼吸測定装置と、前記運転タイミング情報に基づいて予め周期が定められた目標呼吸情報を表示する呼吸情報教示装置とを備え、前記呼吸情報教示装置は、前記目標呼吸情報の呼吸の振幅に係る情報を時系列に表示した目標呼吸波形と、前記呼吸状態の呼吸の振幅に係る情報を時系列に表示した呼吸状態波形とを合わせて共通の時間軸で表示して過去と未来とを識別して患者に教示することを特徴とする粒子線治療システム。
- 前記複数の治療室を備える施設は、さらにX線CT撮影室を備えた場合において、前記患者呼吸測定装置はX線CT撮影室にも設けられたことを特徴とする請求項2に記載の粒子線治療システム。
- 所定の運転タイミング情報に基づいて運転される加速器を有する粒子線治療装置に用いられる呼吸ナビゲーション装置であって、 前記運転タイミング情報に基づいて予め周期が定められた目標呼吸情報が記憶された呼吸ナビ計算機と、患者の呼吸状態を測定するための患者呼吸測定装置と、 前記目標呼吸情報の呼吸の振幅に係る情報を時系列に表示した目標呼吸波形と、前記呼吸状態の呼吸の振幅に係る情報を時系列に表示した呼吸状態波形とを共通の時間軸で表示して過去と未来と識別して表示する患者情報教示装置とを備え、前記加速器の運転タイミング情報は呼吸同期信号発生装置を経由して、あるいは加速器タイミングシステムから直接分岐して呼吸ナビゲーション装置に伝送するようにしたことを特徴とした呼吸ナビゲーション装置。
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