JPWO2017081768A1 - 粒子線治療装置及び治療計画補正方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1による粒子線治療装置の概略構成図である。図2は図1の線量分布演算装置の構成を示す図であり、図3は図2の機能ブロックを実現するハードウェア構成を示す図である。図4は図1の線量分布演算装置に入力されるデータ構造の例を示す図であり、図5は本発明の実施の形態1による粒子線治療における合計線量分布と線量評価点の例を説明する図である。図6、図7は、本発明の実施の形態1による粒子線治療の流れを説明する図である。図8は、本発明の実施の形態1による線量分布の補正例を示す図である。一般的に、粒子線スキャニング照射を実施する粒子線治療装置50は、治療に必要なエネルギーの粒子ビーム20を発生させる粒子ビーム発生装置1と、走査装置3を備えた粒子線照射装置へ粒子ビーム20を輸送するビーム輸送装置2と、粒子ビーム20をビーム進行方向であるz方向に対して垂直な2方向、すなわちx方向およびy方向に偏向させ、患者位置において粒子ビーム20の走査が可能な走査装置3を備えている。
Claims (16)
- 粒子線治療に必要な線量を複数回に分割して照射対象に付与する粒子線治療装置であって、
粒子線治療に必要なエネルギーの粒子ビームを発生させる粒子ビーム発生装置と、前記粒子ビームをビーム進行方向に対して垂直な2方向に偏向させ、前記照射対象の配置位置において前記粒子ビームを走査する走査装置と、前記粒子ビームを前記走査装置に輸送するビーム輸送装置と、前記粒子ビーム発生装置が発生させた前記粒子ビームの粒子ビーム情報を測定する測定装置と、前記粒子ビームによって前記照射対象に付与する照射線量分布及び、照射線量分布と目標線量分布との差分である線量分布差分を演算する線量分布演算装置と、備え、
前記線量分布演算装置は、
前記測定装置により測定された測定粒子ビーム情報を記憶するビーム情報記憶部と、前記測定粒子ビーム情報に基づいて前記照射線量分布を演算する合計線量演算部と、前記線量分布差分を演算する計画線量比較部と、を備え、
当該粒子線治療装置は
2回目以降の治療照射において、治療計画装置により演算された、前記線量分布差分を補正する補正ビーム量を含む制御データに基づいて制御されることを特徴とする粒子線治療装置。 - 前記測定装置は、前記粒子ビーム発生装置が発生させた前記粒子ビームのビーム量を測定するビーム量測定装置を含み、
前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのビーム量を含み、前記測定粒子ビーム情報は測定ビーム量を含むことを特徴とする請求項1に記載の粒子線治療装置。 - 前記測定装置は、前記粒子ビーム発生装置が発生させた前記粒子ビームのエネルギーを測定するビームエネルギー測定装置を含み、
前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのエネルギーを含み、前記測定粒子ビーム情報は測定エネルギーを含むことを特徴とする請求項2に記載の粒子線治療装置。 - 前記測定装置は、前記走査装置が前記粒子ビームの進路上に発生させた磁界強度に基づき演算してビーム中心軸位置を測定するビーム偏向情報測定装置を含み、
前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのビーム中心軸位置を含み、前記測定粒子ビーム情報は測定ビーム中心軸位置を含むことを特徴とする請求項2に記載の粒子線治療装置。 - 前記測定装置は、前記粒子ビーム発生装置が発生させた前記粒子ビームのビーム量を測定するビーム量測定装置と、前記粒子ビーム発生装置が発生させた前記粒子ビームのエネルギーを測定するビームエネルギー測定装置と、前記走査装置が前記粒子ビームの進路上に発生させた磁界強度に基づき演算してビーム中心軸位置を測定するビーム偏向情報測定装置を含み、
前記粒子ビーム情報は、前記粒子ビームにおけるビーム量、エネルギー、ビーム中心軸位置を含み、
前記測定粒子ビーム情報は、測定ビーム量、測定エネルギー、測定ビーム中心軸位置を含むことを特徴とする請求項1に記載の粒子線治療装置。 - 前記ビーム中心軸位置は、前記走査装置が前記粒子ビームの進路上に発生させた磁界強度に基づき演算されることを特徴とする請求項4または5に記載の粒子線治療装置。
- 前記粒子ビーム情報は複数の時刻において測定され、前記合計線量演算部はそれぞれの時間区間ごとの線量分布を全て加算することにより合計線量分布を演算することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
- 前記粒子ビーム情報は、前記粒子ビームにおけるビーム量、エネルギー、ビーム中心軸位置を含み、
前記ビーム情報記憶部は、
前記粒子ビームのエネルギーを、複数の時刻において測定した測定エネルギーを記憶する測定エネルギー記憶部と、
前記粒子ビームのビーム中心軸位置を、複数の時刻において測定した測定ビーム中心軸位置を記憶する測定ビーム中心軸記憶部と、
前記粒子ビームのビーム量を、複数の時刻において測定した測定ビーム量を記憶する測定ビーム量記憶部と、を含み、
前記合計線量演算部は、
前記粒子ビーム情報が測定された時間区間の同一区間における前記測定エネルギー及び前記測定ビーム量に基づいて求めた照射粒子数と、前記時間区間の同一区間における前記測定エネルギー及び前記測定ビーム中心軸位置に基づいて求めた、前記粒子ビームにおける1個の粒子によって付与される線量である単位粒子線量と、を積算した時間区間線量を、
全ての前記時間区間において加算することにより、前記照射対象の演算対象点における線量を演算することを特徴とする請求項1に記載の粒子線治療装置。 - 前記粒子ビームにおけるビーム量に対する粒子数の比である比例計数と、前記粒子ビームの進行方向の線量分布であるz方向線量分布と、前記粒子ビームの進行方向に垂直なx方向の線量分布であるx方向線量分布と、前記粒子ビームの進行方向及び前記x方向に垂直なy方向の線量分布であるy方向線量分布を記憶したデータベースを備え、
前記合計線量演算部は、
前記比例計数から、前記測定エネルギーに対応して選択した選択比例計数と、前記測定ビーム量とを積算することにより、前記照射粒子数を求め、
前記単位粒子線量を求める際に、
前記z方向線量分布から、前記測定エネルギーに対応して選択した選択z方向線量と、
前記x方向線量分布から、前記測定ビーム中心軸位置における前記x方向の位置及び前記測定エネルギーに対応して選択した選択x方向線量と、
前記y方向線量分布から、前記測定ビーム中心軸位置における前記y方向の位置及び前記測定エネルギーに対応して選択した選択y方向線量と、を積算することにより、前記単位粒子線量を求めることを特徴とする請求項8に記載の粒子線治療装置。 - 前記データベースは、前記走査装置による前記粒子ビームの前記x方向の偏向角であるx方向偏向角と、前記走査装置による前記粒子ビームの前記y方向の偏向角であるy方向偏向角を記憶しており、
前記合計線量演算部は、
前記選択x方向線量を選択する際に、
前記x方向偏向角から、前記測定ビーム中心軸位置における前記x方向の位置及び前記測定エネルギーに対応して選択した選択x方向偏向角に基づいてx座標を演算し、
前記x方向線量分布から、前記x座標に対応する線量を前記選択x方向線量として選択し、
前記選択y方向線量を選択する際に、
前記y方向偏向角から、前記測定ビーム中心軸位置における前記y方向の位置及び前記測定エネルギーに対応して選択した選択y方向偏向角に基づいてy座標を演算し、
前記y方向線量分布から、前記y座標に対応する線量を前記選択y方向線量として選択することを特徴とする請求項9に記載の粒子線治療装置。 - 粒子線治療に必要な線量を複数回に分割して粒子線治療装置により照射対象に付与する粒子線治療計画を補正する治療計画補正方法であって、
前記粒子線治療装置が発生させた粒子ビームの粒子ビーム情報を、複数の時刻において測定して、測定粒子ビーム情報を収集する治療データ測定工程と、
前記粒子ビーム情報が測定された時間区間毎における、前記粒子ビーム情報に基づいて、前記粒子ビームによって前記照射対象に付与する照射線量分布を演算する合計線量分布演算工程と、
前記照射線量分布と目標線量分布との差分である線量分布差分を演算する線量分布差分演算工程と、
前記線量分布差分を補正する補正ビーム量を演算する治療計画補正工程と、を含むことを特徴とする治療計画補正方法。 - 前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのビーム量を含み、前記測定粒子ビーム情報は測定ビーム量を含むことを特徴とする請求項11に記載の治療計画補正方法。
- 前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのエネルギーを含み、前記測定粒子ビーム情報は測定エネルギーを含むことを特徴とする請求項12に記載の治療計画補正方法。
- 前記粒子ビーム情報は前記粒子ビームのビーム中心軸位置を含み、前記測定粒子ビーム情報は測定ビーム中心軸位置を含むことを特徴とする請求項12に記載の治療計画補正方法。
- 前記粒子ビーム情報は、前記粒子ビームにおけるビーム量、エネルギー、ビーム中心軸位置を含み、
前記測定粒子ビーム情報は、測定ビーム量、測定エネルギー、測定ビーム中心軸位置を含むことを特徴とする請求項11に記載の治療計画補正方法。 - 前記合計線量分布演算工程において、
前記時間区間の同一区間における前記測定エネルギー及び前記測定ビーム量に基づいて求めた照射粒子数と、前記同一区間における前記測定エネルギー及び前記測定ビーム中心軸位置に基づいて求めた、前記粒子ビームの1個における粒子によって付与される線量である単位粒子線量と、を積算した時間区間線量を、
全ての前記時間区間において加算することにより、前記照射対象の演算対象点における線量を演算することを特徴とする請求項15に記載の治療計画補正方法。
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