JPH0696048B2 - 荷電粒子線がん治療装置 - Google Patents

荷電粒子線がん治療装置

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JPH0696048B2
JPH0696048B2 JP62288495A JP28849587A JPH0696048B2 JP H0696048 B2 JPH0696048 B2 JP H0696048B2 JP 62288495 A JP62288495 A JP 62288495A JP 28849587 A JP28849587 A JP 28849587A JP H0696048 B2 JPH0696048 B2 JP H0696048B2
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進 西原
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、荷電粒子線をがん患部に照射して治療する
ための荷電粒子線がん治療装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来の荷電粒子線がん治療装置を第6図〜第11図により
照射する。第6図において、加速器で高エネルギーに加
速された荷電粒子線(1)は、磁場の方向が互いに直交
する2つの走査電磁石(2)により患部面で平坦なビー
ム線量分布となるよう円形走査される。このとき、荷電
粒子線(1)の線量分布は、第7図に曲線(A1)で示す
ように、特定の照射深さでピークをもつような形をして
いる。この性質を利用して、治療台(7)上の患部
(6)の任意の深さにある患部に多くの線量を照射する
ことができる。また、患部が照射方向にピーク幅以上の
長さをもつている場合には、リツジフイルタ(3)によ
り、第8図に曲線(A2)で示すような深さ方向に対する
平坦なピークのある線量分布を得ることができる。リツ
ジフイルタ(3)の断面形状は、第9図に示すように、
ビーム方向に多数の突部を有している。ビームは矢印の
方向から来て、リツジフイルタ(3)の突部による厚さ
の差の分だけ照射方向の線量分布の拡がりを呈する。多
葉コリメータ(4)はビーム軌道に垂直な平面内のビー
ム形状を制限するコリメータであり、上記ビーム形状を
患部の形状を合わせることができる。すなわち、第10図
に示すように、時間をおいて1回目と2回目のビーム照
射を行うのに対応してコリメータ片を移動させ、患部
(8)の2つの突部(8a),(8b)にビーム形状を順次
に合わせることができる。ボーラス(5)は患部の深さ
方向(ビームの進行方向)の形状にビーム(1)の形状
を合わせるためのもので、第11図に示すように、ボーラ
ス(5)はビーム(1)の方向に凹凸があるために、患
部(8)に対して照射する深さが、破線で示すようにそ
の厚さに応じて変えられる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の荷電粒子線がん治療装置は以上のように構成され
ているので、個々の患者に対応したリツジフイルタとボ
ーラスを用意しなければならないという問題点があつ
た。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、患者毎にリツジフイルタおよびボーラスを用
意する必要のない荷電粒子線がん治療装置を得ることを
目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係る荷電粒子線がん治療装置は、荷電粒子線
の軌道上に配置され、荷電粒子線のエネルギーを変化さ
せて荷電粒子線の照射深さを変化させるレンジシフタ
と、荷電粒子線の軌道上に配置され、軌道に垂直な平面
における荷電粒子線の形状を変化させるコリメータと、
レンジシフタによりエネルギーが変化された荷電粒子線
の線量を計測する線量計と、がん患部の深さに対応する
荷電粒子線の照射深さとがん患部の軌道に垂直な平面の
形状に合わせた荷電粒子線の形状と荷電粒子線の照射線
量とを設定し、線量計の計測値に基づいて設定された照
射線量毎にがん患部の深さ方向に沿って設定された荷電
粒子線の照射深さと荷電粒子線の形状とが順次得られる
ようにレンジシフタとコリメータとを制御する3次元照
射制御装置とを備えている。
〔作 用〕
この発明においては、レンジシフタにより荷電粒子線の
照射深さが設定され、コリメータにより軌道に垂直な平
面における荷電粒子線の形状が設定される。そして、荷
電粒子線の照射線量が線量計により計測される。そこ
で、3次元照射制御装置により、がん患部の深さに対応
する荷電粒子線の照射深さとがん患部の軌道に垂直な平
面の形状に合わせた荷電粒子線の形状と荷電粒子線の照
射線量とが設定され、線量計の計測値に基づいて設定さ
れた照射線量毎にがん患部の深さ方向に沿って設定され
た荷電粒子線の照射深さと荷電粒子線の形状とが順次得
られるようにレンジシフタとコリメータとが制御され
る。その結果、3次元形状のがん患部に対して、荷電粒
子線が3次元的に均一に照射される。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を第1図〜第5図について説
明する。第1図において、荷電粒子線(1)に沿つて、
レンジシフタ(9)および線量計(10)が新たに配設さ
れている。その他、第6図におけると同一符号は同一部
分を示している。
以下、動作について説明する。走査電磁石(2)により
円形平坦化された荷電粒子線(1)は、レンジシフタ
(9)によりそのエネルギーを変えられる。レンジシフ
タ(9)は、水,食塩水,その他の液体または銅などで
なる複数個の板状体からなつており、荷電粒子線(1)
が通過する厚さ分だけのエネルギー損失により、そのエ
ネルギーが低減する。これにより、加速器のエネルギー
を変えることなく照射エネルギーを変えることができ
る。また、レンジシフタ(9)のエネルギーデグレーダ
の厚さは連続的に変化することが望ましく、患部の深さ
に応じて、荷電粒子線(1)のエネルギーが変えられ
る。また、多葉コリメータ(4)によりビーム軸に垂直
方向の照射野を制限する。この多葉コリメータ(4)は
多数対のリーフの内、1対のリーフの片方が、もう一方
のリーフの照射野もカバーできる機能を有する。この発
明においては、このレンジシフタ(9)と多葉コリメー
タ(4)を組み合わせて、3次元的な患部の形状に合つ
た照射を行う。これにより、患部に最大限の効率で放射
線治療を行うことができる。すなわちレンジシフタ
(9)で深さ方向の照射位置を調節し、多葉コリメータ
(4)でビーム軸に垂直な面の形を自由自在に変える。
次に、上記3次元照射の手順を第2図〜第5図を加えて
説明する。第2図は3次元照射制御装置(11)と、レン
ジシフタ(9)、線量計(10)、多葉コリメータ(4)
との接続図であり、線量計(10)からの線量信号によ
り、3次元照射制御装置(11)からの制御信号でレンジ
シフタ(9)および多葉コリメータ(4)が所定の条件
に設定される。
第3図は、患部(8)の各層に対応するレンジシフタ
(9)および多葉コリメータ(4)の動作を示してい
る。第4図はかかる動作の時間的経過であり、レンジシ
フタ(9)と多葉コリメータ(4)が、適宜に移動、静
止して所定の線量にコントロールする態様を示してい
る。
第5図は3次元の照射シーケンスを示し、スタート(2
1)で、まず、レンジシフタ(9)、多葉コリメータの
初期条件を設定(22)し、照射を開始(23)する。n層
目の設定線量(24)の照射が完了したら、レンジシフタ
(9)、多葉コリメータ(4)を線量計(10)からの信
号で次の設定値に設定(25)し、次の層に照射を行う。
次々に各層へ照射し、全設定線量の照射を終えたらスト
ツプ(26)し、照射終了(27)する。
以上のようにして、3次元の均一照射野が形成される。
なお、上記実施例では、多葉コリメータ(4)とレンジ
シフタ(9)を組み合わせた例を説明したが、これら
に、前述したリツジフイルタ、ボーラスを組み合わせて
もよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
また、第10図に示したように、ビーム方向に凸部が2つ
あるような患部に対しては、最初に片側の凸部に対して
3次元照射を行い、次にもう1つの凸部に対して3次元
照射を行うという重ね照射を行うことで、複雑形状の3
次元照射が可能となる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、荷電粒子線の軌道上
に配置され、荷電粒子線のエネルギーを変化させて荷電
粒子線の照射深さを変化させるレンジシフタと、荷電粒
子線の軌道上に配置され、軌道に垂直な平面における荷
電粒子線の形状を変化させるコリメータと、レンジシフ
タによりエネルギーが変化された荷電粒子線の線量を計
測する線量計と、がん患部の深さに対応する荷電粒子線
の照射深さとがん患部の軌道に垂直な平面の形状に合わ
せた荷電粒子線の形状と荷電粒子線の照射線量とを設定
し、線量計の計測値に基づいて設定された照射線量毎に
がん患部の深さ方向に沿って設定された荷電粒子線の照
射深さと荷電粒子線の形状とが順次得られるようにレン
ジシフタとコリメータとを制御する3次元照射制御装置
とを備えているので、患者毎のリツジフイルタおよびボ
ーラスを用意する必要がなく、患部の形状に合つた3次
元の荷電粒子線照射が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はこの発明の一実施例を示し、第1図は
概略立面図、第2図は一部接続図、第3図はレンジシフ
タと多葉コリメータの動作の模式図、第4図はレンジシ
フタと多葉コリメータの相対動作説明図、第5図は照射
手順のタイムチヤート図である。 第6図〜第11図は従来の荷電粒子線がん治療装置を示
し、第6図は概略立面図、第7図,第8図はそれぞれ荷
電粒子線の吸収線量の特性線図、第9図はリツジフイル
タの断面図、第10図は多葉コリメータの動作の模式図、
第11図はボーラスの作用模式図である。 (1)……荷電粒子線、(4)……多葉コリメータ、
(5)……ボーラス、(8)……患部、(9)……レン
ジシフタ、(10)……線量計。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】荷電粒子線をがん患部に照射して治療する
    荷電粒子線がん治療装置において、前記荷電粒子線の軌
    道上に配置され、前記荷電粒子線のエネルギーを変化さ
    せて前記荷電粒子線の照射深さを変化させるレンジシフ
    タと、前記荷電粒子線の軌道上に配置され、前記軌道に
    垂直な平面における前記荷電粒子線の形状を変化させる
    コリメータと、前記レンジシフタによりエネルギーが変
    化された前記荷電粒子線の線量を計測する線量計と、前
    記がん患部の深さに対応する前記荷電粒子線の照射深さ
    と前記がん患部の前記軌道に垂直な平面の形状に合わせ
    た前記荷電粒子線の形状と前記荷電粒子線の照射線量と
    を設定し、前記線量計の計測値に基づいて設定された前
    記照射線量毎に前記がん患部の深さ方向に沿って設定さ
    れた前記荷電粒子線の照射深さと前記荷電粒子線の形状
    とが順次得られるように前記レンジシフタと前記コリメ
    ータとを制御する3次元照射制御装置とを備えたことを
    特徴とする荷電粒子がん治療装置。
  2. 【請求項2】レンジシフタが、水、食塩水およびその他
    の液体のいずれかである特許請求の範囲第1項記載の荷
    電粒子線がん治療装置。
  3. 【請求項3】レンジシフタが、板状の固体からなり、こ
    れを重ねて厚さを連続的に変えられる特許請求の範囲第
    1項記載の荷電粒子線がん治療装置。
  4. 【請求項4】コリメータが、複雑な形状の照射野をつく
    りだす多葉コリメータである特許請求の範囲第1項記載
    の荷電粒子線がん治療装置。
  5. 【請求項5】対向するコリメータ片が互いにオーバラン
    して対向するコリメート部分まで移動可能である特許請
    求の範囲第4項記載の荷電粒子線がん治療装置。
  6. 【請求項6】荷電粒子線の軸方向に凸部が2つ以上ある
    患部に対して、多数回の重ね照射により複雑形状の3次
    元照射をする特許請求の範囲第1項記載の荷電粒子線が
    ん治療装置。
  7. 【請求項7】ボーラスが付設されている特許請求の範囲
    第1項記載の荷電粒子線がん治療装置。
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