JP5777749B2 - 粒子線治療装置、および照射線量設定方法 - Google Patents
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Description
粒子線のエネルギーを変化させる。またこれらの加速器の制御と、レンジシフタを併用する方法もある。
図1は本発明の粒子線治療装置の概略構成を示すブロック図、図2は、粒子線治療装置全体の概略構成を示す鳥瞰図である。本発明の粒子線治療装置は、図1および図2に示すように、粒子線発生部10と、粒子線輸送部20と、2つの粒子線照射部30などを備えている。図2では、粒子線照射部を2つ備えるものを示したが、粒子線照射部は2つに限らず、1つあるいは3つ以上あっても良い。図1では簡単のため粒子線照射部30が1つのものを示している。放射線安全管理などの運用上の都合から粒子線発生部10と、粒子線照射部30とは、遮蔽された個別の部屋に設置される。粒子線輸送部20は、粒子線発生部10と、各粒子線照射部30とを連結する。粒子線輸送部20は、粒子線発生部10で発生した粒子線ビームを粒子線照射部30に輸送する粒子線輸送路21を有する。粒子線輸送部20は、粒子線の方向を変えるための偏向電磁石50を備え、真空ダクト内を粒子線が通過するように構成される。粒子線照射部30は、粒子線PBを患者の照射目標TVへ照射するように構成される。
図6〜図10は、本発明の実施の形態2による粒子線治療装置の動作、すなわち図5のステップST1における動作である線源基礎データの取得と保存の詳細を説明するための図である。図6は、実施の形態2の第一段階において使用する装置の要部の概略構成図である。図6において図1と同一符号は同一または相当する部分を示す。照射ノズル31から所定のビーム径のペンシルビームPをXやY方向へ走査せずに水ファントム60に照射する。照射ノズル31と水ファントム60の間には電離箱で構成される線量センサ341が配置されている。水ファントム60中のペンシルビームPが当たる位置には平行平板型チェンバ61が、ペンシルビームPの進行方向、すなわちZ軸方向に移動可能に設置されている。平行平板型チェンバ61の電荷量をエレクトロメータ610によって測定する。図7に、この平行平板型チェンバ61とペンシルビームPとの位置関係のイメージ斜視図を拡大して示す。図7に示すように平行平板型チェンバ61は、横方向分布を有するペンシルビームPのビーム径より十分大きく、ペンシルビームPの粒子が全て通過する大きさのものを用いる。
以上で、ステップST1の線源基礎データの取得と、治療計画部40への保存が完了する。
図11〜図13は、本発明の実施の形態3による粒子線治療装置の動作、すなわち図5のステップST2における動作である、スポットスキャニング照射基礎データの取得と保存の詳細を説明するための図である。図11は、実施の形態3において使用する粒子線治療装置の要部の概略構成図である。ステップST2では、ペンシルビームPを走査して、基準深D0における所定位置に設置した指頭型チェンバ62により吸収線量データを取得する。この測定における基準深の面でのスポットスキャン照射のイメージを図12に示す。この測定に際し、1スライス分の照射、すなわちあるエネルギーによる照射により、基準深(プラトー)部分で線量分布が均一となる条件を求める。この際、使用するエネルギーは、治療で使用するエネルギー毎に実施する。エネルギーが異なると水ファントム内でのスポット径が異なり、均一となるピッチもエネルギーにより異なることや、線量モニタ341を通過するエネルギーが異なることから得られる測定結果(カウント値)が異なるためである。また、スポットのサイズとピッチは各エネルギーで基準となるものを決めておき、当該基準を用いて均一な線量分布を形成する。このとき、照射野全体に対して均一線量分布を形成する必要は無く、指頭型チェンバ62と比較して十分に広く、指頭型チェンバ62の位置誤差によって測定誤差が発生しない条件であれば問題ない。この条件として、例えば10cm×10cmの領域をスキャニング照射することが考えられる。すなわち、図12の外周の四角で示す領域が10cm×10cmとなるよう、ペンシルビームPを走査して照射する。図12における丸がペンシルビームの各スポットを示している。指頭型チェンバ62のチェンバの位置はこの10cm×10cmの領域の中央になるよう設置する。
以上の実施の形態2で説明したステップST1、および実施の形態3で説明したステップST2を、線源につき1回実施することにより、治療計画部40に、エネルギー毎に規格化されたPDDのデータ、およびスポットスキャニング照射における各エネルギーでのエネルギー補正係数が保存される。本実施の形態4では、治療計画部40に保存されているPDDデータおよびエネルギー補正係数を用いて、患者の患部に照射する各スポットでの線量をモニタユニット値(MU)に換算する方法、すなわちステップST3を説明する。治療計画部40から照射線量制御器15にはこのモニタユニット値が出力される。
の基準深での吸収線量D0に対する比Dp/D0を求めて深さ係数とする。以上の各値から、式(1)により各スポットのMUを算出する。
線量モニタ34の感度は経時変化するため、感度補正が必要である。本実施の形態5は、線量モニタ34の感度補正、すなわちステップST4およびST5についての実施の形態である。線量モニタの感度補正は、定期的に、例えば毎日、実施する。まず、実施の形態3で説明したステップST2における、基準深でのモニタ校正定数Gy/Countのデータを、基準エネルギーについてのみ取得する。次に、モニタユニットMUの基準である、0.01Gy/MUとモニタ校正定数との比を求めることによりモニタ補正係数を算出する。なお、一般に指頭型センサは、校正を行うことにより絶対感度を保証して用いるものであり、ここでは指頭型センサは絶対感度が保証されているセンサを用いるものとする。
1MUは、スポットのピッチが基準ピッチの場合に、基準深での線量が1cGyとなる線量モニタのカウント値で与えられる。したがって、スポットのピッチが基準ピッチと異なる場合、MU値を補正する必要がある。本実施の形態6は、スポットのピッチが基準と異なる場合のMU値の算出方法に関する実施の形態である。
実施の形態3〜実施の形態6は、照射スポットをステップ状に移動させて照射する、いわゆるスポットスキャニング照射に本発明を適用する場合の実施の形態を説明した。本発明は、スポットスキャニング照射以外、例えばペンシルビームを連続的に移動させて照射する、いわゆるラスタースキャニング照射に適用することもできる。本実施の形態7は、本発明をラスタースキャニング照射に適用する場合の実施の形態である。
11:入射器 12:加速器
13:治療制御部 14:エネルギー設定制御器
15:ビーム径制御器 20:粒子線輸送部
30、30A,30B:粒子線照射部 31:照射ノズル
32:治療台 33:位置決め装置
34:線量モニタ 341:線量センサ
342:データ処理部 40:治療計画部
60:水ファントム 61:平行平板型チェンバ
62:指頭型チェンバ 100:患者
P:ペンシルビーム PB:粒子線
Claims (2)
- 粒子線をペンシルビームとして照射目標に照射するための照射ノズルと、
上記照射ノズルから出射される上記粒子線の線量を測定する線量モニタと、
上記照射ノズルを制御するビーム走査制御器と、
上記照射目標に照射する照射線量設定値を設定する治療計画部と
を有する粒子線治療装置において、
上記治療計画部は、上記照射目標内の位置であって、ブラッグピーク位置よりも上記ペンシルビームが入射する側の所定位置である基準深における吸収線量を基準として上記照射目標の各照射位置の目標の照射線量の設定値であるモニタユニット値を与えることを特徴とする粒子線治療装置。 - 粒子線をペンシルビームとして照射目標に照射するために、治療計画時に上記照射目標の各照射位置に照射する目標の照射線量を設定する照射線量設定方法において、
上記照射目標内の位置であって、ブラッグピーク位置よりも上記ペンシルビームが入射する側の所定位置である基準深における吸収線量を基準として上記各照射位置に照射する目標の照射線量の設定値であるモニタユニット値を与えることを特徴とする照射線量設定方法。
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