TW201208728A - Multi-leaf collimator, particle beam therapeutic apparatus and therapy planning apparatus - Google Patents

Description

201208728 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種在使用荷電粒子射束的粒 裝置中，為了形成照射場所使用的多片型射線調 (nmlt丄leaf coliimator)、使用該多片型射線調 敕 子線治療裝置’以及決定雜子線治絲置的 治療計晝裝置。 ’ 干& 【先β技術】 粒子線治療係對成為治療對象的患部進行荷電粒子射 束照射，並藉由殺傷患部組織的動作來進行治療者，而為 了不對周邊組織造成損傷，而給予患部組織充分的劑量 尋求能適當地控制照射劑量及照射範圍（以下稱作 的粒子線治療裝置。在粒子線治療裝置之中，具備有搖擺 (wobbler)電磁鐵等掃掠電磁鐵的使用照射管嘴 $所謂寬照射型的粒子顯治療裝置中’以照射管嘴使照射 %擴大’並配置在所擴大的照射場内使穿透形狀變化的多 片型射線調準器，以形成按照患部形狀的照射場。 夕片型射線調準器係以使片板朝厚度方向積層的片列 兩列相對向的方式配置，而各片板係朝對相對向的片板接 ^或分離方向驅動，藉此形成預定的穿透形狀者。因此， 藉由控制各片板的物理上的位置，能輕易地形成照射場。 然而，在片板為直線驅動時，於離開照射場的中心的輪廓 部分甲，朝擴散方向帶有角度的荷電粒子射束，係在片板 之端面的一部分的附近產生荷電粒子射束的劑量連續性地 4 322893 201208728 衰減之所謂的半影帶。因此，考慮到射束的擴散，提出有 以圓弧或錐體的側面所分割的形狀形成片體並以圓執道驅 動該片體之所謂的錐體狀的多片型射線調準器（參照例如 專利文獻1或專利文獻2)。 (先前技術文獻） (專利文獻） 專利文獻1 :曰本特開昭60-063500號公報（第2頁右 上、第2頁右下至第3頁左上、第2圖、第4圖） 專利文獻2 :日本特開昭63-225199號公報（第3頁右 下至第4頁右上、第7頁左下至右下、第1圖至第3圖、 第12圖至第13圖） 專利文獻3:日本特開平10-255707號公報（段落0009 至0020、第1圖、第5圖） 專利文獻4:日本特開2006-166947號公報（段落0015 至0016、第1圖） 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 然而，上文所述之錐體狀的多片型射線調準器係設想 為如從點光源擴散的射束者。或者是即使在設想為體積線 源的情形時，也非考慮了因方向造成擴散方式不同者。另 一方面，藉由操縱荷電粒子射束的粒子線治療裝置將照射 場加以擴大，係如專利文獻3及專利文獻4所不，需要用 以將從加速器所供給的較細射束加以掃掠的電磁鐵。而 且，在垂直於射束軸的面内，例如對於兩個方向分別需要 5 322893 201208728 電磁鐵（如X方向電磁鐵與y方向電磁鐵），故在χ方向與 y方向開始擴散的起點變成不同。因此，即使將上述的多 片型射線調準器運用在粒子線治療裝置，射束的擴散方式 與多片型射線調準器的穿透形狀也不會一致，而有殘留半 影的問題。 本發明係為了解決前述問題所研創者，目的為獲得一 種不受到半影的影響，而能形成對比度較高的照射場之多 片型射線調準器及粒子線治療裝置。 (解決課題的手段） 本發明之多片型射線調準器係配置於以擴大照射場的 方式所照射的粒子射束中，並以適合於照射對象的方式成 形前述照射場用之多片型射線調準器，係具備有：片列， 將複數個片板的一端面加以排列整齊並朝厚度方向排列； 以及片板驅動機構，對於前述複數個片板的各個，使前述 一端面往相對於前述粒子射束的射束軸接近或離開之方向 驅動；並且各個前述片板之與於厚度方向鄰接於該片板的 片板的相對向面，係以包含第一軸的平面形成，該第一軸 係設定於前述射束軸上的第一位置且垂直於該射束軸；而 前述片板驅動機構係沿著圓周執道來驅動前述片板，該圓 周執道係以設定於前述射束軸上的距離前述第一位置預定 間隔的第二位置且垂直於該射束軸及前述第一軸的第二軸 為中心。 另外，本發明之粒子線治療裝置係具備有：照射管嘴， 將從加速器所供給的粒子射束以掃掠方向相異的兩個電磁 6 322893 201208728 鐵掃掠，並以擴大照射場的方式照射；以及上述之多片型 射線調準器，配置於從前述照射管嘴所照射的粒子射束 中；前述多片型射線調準器係配置成，使前述第一軸一致 於前述兩個電磁鐵中的一方的電磁鐵之掃掠軸，且使前述 第二軸一致於另一方的電磁鐵之掃掠軸。 另外本發明之治療計畫裝置係具備有：三維資料產生 單元，從照射對象的影像資料產生三維資料；照射條件設 定單元，根據所產生的三維資料來設定照射條件；以及控 制資料產生單元，根據所設定的照射條件，產生用以控制 上述粒子線治療裝置中之多片型射線調準器的片驅動之控 制資料；並且前述三維資料產生單元係至少使用將前述第 一轴當作中心的射束之偏向角度、以及將前述第二軸當作 中心的射束之偏向角度來產生前述三維資料。 (發明的效果） 依據本發明之多片型射線調準器、粒子線治療裝置及 治療計晝裝置，在多片型射線調準器形成穿透形狀時，由 於成為輪廓的片板的面係與通過該面附近的粒子射束的擴 散方向一致，故能不受半影的影響，而形成較高對比度的 照射場。 【實施方式】 (第一實施形態） 以下，說明關於本發明第一實施形態之多片型射線調 準器及粒子線治療裝置的構成。第1圖至第5圖係用以說 明關於本發明第一實施形態之多片型射線調準器及粒子線 7 322893 201208728 置的構成者’第1圖係顯示具備有多片型射線調準 …粒子線治療裝置之照射系統的構成之圖，第2圖係用 =顯不粒子線治縣置及多片型射線調準器的構成之從對 圖之荷電粒子射束的中心（z方向）垂直的方向觀視之 回2圖（a)係從y方向觀視之側面圖、帛2圖⑹係從 向觀視之側面圖。第3圖係用以說明粒子線照射褒置 =照射系統之射束的線束之形狀，第3圖⑷係顯示射束線 束的整體之外觀之圖’第3圖⑻及第3圖（c)係從對第3 圖（a)之荷電粒子射束的中心（z方向）垂直的方向觀視之 圖第3圖⑹係從y方向觀視之側面圖，帛3圖⑹係從 X方向觀視之側面圖。另外，第4圖及第5圖係用以說明 於夕片型射線調準器及多片型射線調準器的主構成體的 片板之構成的從各種方向觀視時之圖。 曰將進行夕片型射線調準器之構成的詳細的說明當作前 提，首先’說明關於具備多片型射線調準器的粒子線治療 裝置之照射系統。如第1圖及第2圖所示，粒子線治療裝 置10.係具備有··將從未圖示之加速器所供給的所謂筆束 (Pencil)狀的荷電粒子射束B在圓軌道進行掃掠，藉此當 作將照射場加以擴大的照射管嘴的功能之搖擺電磁鐵1(上 下游1 b)，知：照照射對向的厚度，用以使布勒格尖 峰（Braggle peak)的寬度擴大的脊形過濾⑼⑴㈣ 2 ’按到照射對象的深度（照射深度）用以改變荷電粒子射束 B的能量（射程）之射程移位器（range shifter)3 ;將經擴 大的照射場加以限制在預定範圍，並用來防止對正常组織 322893 8 201208728 . 進行多餘的照射之區塊射線調準器（block collimator) 4 ;以複數個片板與分別驅動片板的片驅動機構所構成，用 以使照射場配合患部形狀的方式來限制之多片型射線調準 器5;及將荷電粒子射束B的射程以配合照射對象的深度 的方式加以限制的射束照射限制模（b〇lus)6。 接著，說明關於在藉由使用了搖擺電磁鐵法的照射管 嘴使照射場擴大之照射系統的動作及原理。 受未圖示之加速器所加速、荷電粒子射束B係透過輸 送系統當作直徑數mm以下的所謂作為筆束射束被引導向 照射系統。被引導到照射系統的射束係因為搖擺電磁鐵i 以描繪圓軌道的方式進行掃掠。搖擺電磁鐵丨一般而言係 如圖所示準備有x方向用電磁鐵la及y方向用電磁鐵lb， 並將兩個電磁鐵以沿著荷電粒子射束㈣中，。軸Xb連結的 ^式配置。於此’為了讓說明更明確而定義X方向及y方 二Γ在各種規格中較義有座標系統，然於本說明書中 輛的ί下述的方式。將荷餘子射束B的行進方向設為z 與^ 轴與乂軸係為正交於Z轴之軸，而X轴 系统^目互正U而且’ΧΥΖ座標系統係採用右手座標 往 第1圖及第2圖的例子中，上游搖擺電磁鐵13係 束。夢ΓΓΓ而下游播擺電錢1b係朝y方向掃掠射 蜡由兩個電磁鐵la、ib 方向(面方向)擴散。 的知掠’照射場係成為往xy 照射場被擴大的荷電粒 ， σ 2。脊形讲、索》。, 射束B係通過脊形過滤器 方心過濾益係例如將錐狀 狀®或剖面為三角形的板，在面 322893 9 201208728 夕歹！夕數個的方式所形成，當將照射場内分割為例如 2 j區域時’按各小區域存在通過不同厚度之射束。 ；#為了便於理解’係記載為圓錐係以插花座的方式 排列錢，布勒格尖峰的寬度識p(細ead Qut此哪 卜沾又_大。亦即，藉由脊形過渡器2，照射場係變成 亦往z方向擴張。接著，照射場受到擴張的荷電粒子射束 B係通過射程移位器3。射轉位器3係用以轉換荷電粒子 射束B的1里之裝置。藉由射程移位器3可將受到擴大的 照射場照射到期望的體内深度。接著，通過了射程移位器 3的射束係會通過區塊射線調準器4。區塊射線調準器4係 為設有通過孔的金屬區塊等，以限制照射場的平面方向（xy 面）的擴張。若事先限制照射範圍，則可用來防止對正常組 織進行無謂的照射。 接著，荷電粒子射束係通過多片型射線調準器5。多 片型射線調準器5係如在後文詳細地說明，為依據複數個 片板5l的位置所形成的穿透形狀ps，藉此配合患部形狀來 限制照射場者。亦即，照射場做成為藉由多片型射線調準 器5以進行朝xy方向的限制、成形的動作者。此外，在多 片型射線調準器5係至少具備有片板5l(彙整稱作片群5〇 與片驅動裝置5d。然而，若片驅動裝置5。能表現片的驅動 軌道’則其本身的構成係是不重要。另外，由於當將片驅 動裝置5d其本身以圖記載時’顯示片板5l的構成係變得困 難，故在上述第1圖、第2圖及接下來的圖中係為了簡略 化’而在多片型射線調準器5之中僅將片板5l或片板心集 322893 10 201208728 合而成的片群5G部分加以抽出並記載。 在最後，荷電粒子射束B係通過射束照射限制模6。 射束照射限難6係為由樹脂等所做成的限制器，且形成 為將患部的深度形狀（例如患部的末端⑼伽）形狀）加以 補正的形態。所末端形狀，仙最深部的凹凸形狀。 於此，照射場係其能量係受到限制（在z方向成形），並成 ”，形狀具有相_形狀。亦即，照射場係做成為藉 由射束照射限制模6朝z方向控制、成形者。 w人t Γ線轉裝置之照射系統的任務係將照射的照射場 形者。就此方法而言，在本第-實施形態之 ::=:==，係僅藉由搖擺電磁鐵1 以螺旋狀掃法。螺旋搖擺法簡單來說為射束 軌晴二::::::伴:由對其照射場内的掃掠 法之=掃掠軌道’係可見於專利文獻3的第ι圖等。 多為指單在搖=，—般而言稱為搖擺法的情形， 射體來確# %法的’月形’這樣的情形下，係利用藉由散 ==射場的擴大中的平坦度。因此，即使是同樣 亦心St射體者與未使用者’而射束的方向性 射束= 東的擴散’故會對通過某-點之 產生度。另一方面，於如螺旋搖擺法未 11 322893 201208728 使用散亂體，而樵 某一點之射束的掠電磁鐵來擴散射束的情形’通過 „ . “、、射方向，主要係為由距離掃掠電磁鐵的 位置米决定的一方向。 的昭圖係為顯示本第一實施形態之粒子線治療裝置10 束Fb的手形統内的雙掃掠電磁鐵1之射束的擴散方法（射束 ^^ _ /狀）之不意圖。在螺旋搖擺法中，射束係如第3 ::的擴散’而不會成為點光源。為了簡化，將顯示於 第3圖的射走 J、 0 ^ 又擴放方法稱作「雙掃掠性擴散」。在射束不 ，而是雙掃掠性擴散的情形時，有設計適用於此 方法的限制器的必要。 哥於又掃掠性擴散’在此稍微加以詳細的說明。 射走K第3圖所不，射束B係從上方朝下方（z方向）照射。 . 原本係以被稱為筆形射束的較細的狀態供給。在射 口車ΧΒ上係5又定基準點cpa及基準點。基準點係 =見為為配置有上游搖擺電磁鐵1&(嚴格的來說係掃掠轴 /電的樣地’基準點咖係可視為為配置有下游搖 電鐵1b(嚴格的來說係掃掠軸As〇的位置。 配置於基準點CPa之上游搖擺電磁鐵la係將基 CPa气作基準來進行射束的掃掠。上游搖擺電磁鐵u的射 束之掃掠方向，係為朝第3圖⑻的面内（χζ面）掃掠的方 向’並通過射束軸ΧΒ上的基準點ePa，而垂直於射束轴L 的軸Asa係成為上游搖擺電磁鐵u㈣用轴(掃掠軸 外配置於基準點CPb之上游搖擺電磁鐵化係將基準點 當作基準來進行射束的掃掠。下游搖擺電磁鐵化的射束之 322893 12 201208728 =走Γ朝第3圖(c)的面内("面)掃掠的方向， A的抽A r Χβ上的基準‘點⑽’而垂直於射束軸Xb及軸 Asa的軸Asb係成為下游搖擺電磁鐵沁的作用軸 也就是;上游搖擺電磁鐵4的掃掠方向（X)與下游=電 磁鐵輪）的掃掠方向（y)係垂直於射束轴χ == 掃掠方向⑺與上游搖擺電磁鐵la的掃：^ 係成為垂直。 再來，使用第3圖幾何學式地說明關於上述射束 的形狀。 第圖（b)所示，晝出將基準點Cpa當作上端點的錯 直（z方向）的線段’並在線段上的基準點咖以外的位置 設置基準點CPb。在使基準點CPa當作中心將線段旋轉達土 α度時’會知到線段通過的扇形Fsa。該扇形&係相當 於僅使用上游搖擺電磁鐵4時的射束之擴散。接著，從通 過基準點CPb的基準軸Asb，將扇形Fsa分為上部分及下部 分。使扇形Fsa的下部份從基準軸Asb旋轉達±/5度時會獲 得通過扇形Fsa的下半部分的區域。該區域係在第3圖（c") 中，為可見到扇形Fsb的區域，該區域為顯示射束的擴散 法（射束可通過的區域：射束束Fb)者。也就是，設有雙掃 掠性擴散射束束Fb的形狀係在χ方向與y方向呈極率半徑 相異的扇形。 本發明的實施形態之多片型射線調準器5係考慮藉由 如上文所述的掃掠方向相異的兩個掃掠電磁鐵la、lb將照 射場加以擴大而產生的射束具有雙掃掠性擴散射束束{^的 322893 13 201208728 形狀’以正確地形成不受半影帶的影響之高對比的照射場 的構成。亦即，本發明第一實施形態之多片型射線調準器 5係做成為以下的方式：各個片板&之與在厚度方向鄰接 °玄片板的片板實質上相對向的面Pl，係以包含掃掠電磁鐵 la之掃掠軸Asa的平面形成，而該掃描磁鐵la係將基準點 CPa—設定於荷電粒子射束β的射束軸χΒ上，且片板&係將 设定於射束軸χΒ上的基準點CPb之與射束軸^及掃掠線Asa 垂直的掃掠電磁鐵1b之掃掠軸Asb當作中心，沿著圓周軌 道驅動。 以下，使用第4圖及第5圖進行詳細的說明。第4圖 係用以說明多片型射線調準器及在多片型射線調準器内驅 動^板的構成之全閉狀態之圖，第4圖⑷係多片型射線調 準器的片群整體之外觀透過圖，第4圖⑻係從第4圖⑷ 之P方向之上面透過圖，第4圖（c)係從第4圖（a)iF* 向之正面透過圖，第4圖⑷係多片型射線調準器之左半分 部分的片列，從第4圖（8)的s方向之側面透過圖。另外， 第^圖係顯示形成預定形狀之照射場的狀態之圖，第5圖 (a)係夕 >;型射線調準器的整體片群之外觀圖，第5圖⑹ 係攸第5圖（a)之p方向之上面透過圖，第5 5圖⑷之F方向之正面透過圖，第5圖⑷係從多片型射 線群器之左半分部分的片列之第5圖⑷的s方向之側面 透過圖。 如第4圖及第5圖所不，多片型射線調準器5係具備 有：片群5g，係具有兩列（H·統稱為5c)將複數個片 322893 14 201208728 板5l的一端面El加以排整齊並在厚度方向（χ方向）排列的 板列’並將板列5“與5“以一端面El彼此相對向的方式配 置；及未圖示之片板驅動機構，係使片板5l的各個相對於 相對向的片板朝接近或遠離方向驅動，而就各片板5l的形 狀而§,作為各片板的板材之主面的實質的形狀，也就是 與鄰接的4板的相對向面Ρι^#由包含將荷電粒子射束b 朝X方向擴大的㈣電磁鐵la之掃掠軸Asa的平面所形 成。也就是，當作板材的主面係由包含掃掠電磁鐵la之掃 2 Asa的兩個平面所形成，而將片板以包含照射方向與板 照射斷面’係成為從荷電粒子射束B的 — 好惻越住下游側越變厚。 荷電驅動(yz面内方向)設為對應於將 線“的距離Rsb之^向^大之下游電磁鐵ib之離開掃掠 中，分別以將掃掠二!:道’再者’在片板5l的四個端面 匕的入射側⑼面Ρι=作中"的圓弧形成鄰接於1面 就是以將掃掠線Asb=t與出!側之端心的形狀，也 成，藉此做成為即使片〜的％狀之—部分的方式來形 電粒子射m射著關執道“動，沿著荷 藉此，錢片板51的深度尺寸也*會變化的方式。 示，形成穿透形狀/的那個位置㈣’例如如第5圖所 係成為與通過端面方向的減之片板&之端面El 行，而不會產生半影的何餘子射束b的照射方向平 輪靡之片板&的相對向=，形成穿透形狀方向的 阳匕係成為與通過相對向 即尸l附近 322893 15 201208728 的荷電粒子射束B _財 就是，在多片型斯m 个會產生牛汾 係沒有產il線準器5㈣的穿透形狀的輪廓部分 的t ^生半影帶的部分，而可形成適於患部形狀之正確 的只^射^^·。 器5也就疋，只要本發明第一實施形態之多片型射線調準 =粒的各>}板5’厚度方向的形狀無純道&成為與荷 于束B的射束束Fb之擴散相同的形狀即可。亦即， ==個掃掠電磁鐵bib之掃掠角分別加以限制時可通 ,r 。冉者亦可說是離開射束源的射束傳播距離在某 穑:内之時的荷電粒子射束位置。由於為將片板5l予以 騎線調準11 5,故所形成的穿透形狀 成穿透Γ電粒子射束的射束束Fb之擴散形狀。又藉此，形 過朝向、狀Ps的開口（輪廓）係不依據開口形狀，而是與通 El、；J、為開口的壁面的片板心的照射場的中心之端面 電粒子射鄰接的片板的相對向面PL之該面的附近之荷 掠電伽f的照射方向—致。因此，可解決在使用兩個掃 度為目沾a比日守產生的半影問題。此外，在以提高平坦 掃掠性的射體來照射的情形中’在上文所述的雙 本多片型射線解3佈產生寬度。因此’即使在運用了 會變為碰到片:夕&的情形，一部份的荷電粒子射束亦 散射體的二=EL或相對向面PL，而相較於未使用 知單為錐體的多片的，差，然相較於習 果。 、&準裔，此付到抑制半影帶的效 322893 201208728 此外，於上述第一實施形態之多片型射線調準器5 中，係將厚度方向的形狀以上游側電磁鐵la的位置、將驅 動軌道〇L以下游側電磁鐵lb的位置為基準所設定，然並不 限於此，反過來設定亦可。因此，雖設定為上游電磁鐵la 進行X方向掃掠，而下游電磁鐵lb進行y方向掃掠，然亦 可為相反。另外，於圖中，雖以界定各片板5l的厚度的相 對向面pL間的角度成為均等的方式來描繪，然並非限於 此。即使不均等也能獲得抑制上述半影帶的效果。而且， 對於相對向面表示為「實質上的」理由是為了與在厚度方 向積層之後實質上鄰接的；：！予以區別的面之意味，例如， 即使在相對向面㈣成有肖來形成驅㈣的轨道 凹槽等切解為形成在包含設定於基準點CPa的掃^ 磁鐵la之掃掠線的平面。另外，雖顯示片尽 的各個片板5l以一料一丄、 c丨、5c2 要。另外，片列亦战對的必 』邛沒有為兩列的必要，例如在僅為―況认 情形，只要成A尤μ> 列的 珉為在片板之端面El最接近射束軸Χβ 固定面，並阻擋鉍击^在合於 射束Β即可。另外，具有更多的列亦 另外，雖說明了、& 了。 照射場加以擴大的古、土 疋祗擺法將 的方法，然如在後文的實施形態說明_ 使為其他的螺旋搖庐^ 。兄明，即 法。另外’當作日^略 不限定於螺旋摇擺 磁鐵1，而只要力能的電磁鐵亦不限定於镇擺電 場加以擴大的照方向相異的兩個電磁鐵將照射 上文所述，依據本第一實施形態之多片型射線調準 322893 17 201208728 係為配置於使用掃掠電磁鐵i HU Μ將照射户力、 大的方式所照射的荷電粒子射束B，以將照射場加、〇以擴 為適合屬於照射對象的患部形狀用之多片型射=成形 5，係具備有：將複數個片板5L的一端面el加以排°準器 在厚度方向排列的板列5。、以及對各個片板5l，整齊而 El相對於粒子射束B的射束軸χΒ，或者是相端面 片板朝接近或離開方向驅動之片板驅動機構5d，'2對向的 k係在對該片板與鄰接於厚度方向（x方 個片板 面PL在包含掃掠軸Asa的平面Psa上形成，該 相對向 為’蚊在屬於荷電粒子射束B.之射料xU、麵Asa係 之基準點CPa而與射束軸Xb垂直的第—轴 位置 =構成為’沿著以掃掠軸“為中心機構 二位置之基準點CPb而與 上的第 軸，故可#；r ^ 末釉及第一軸垂直的坌一 =故了使何電粒子射束B的射束：直的第一 p型射線調準器5的穿透形狀PS的輪廓的相^方向與多片 El的方向為1,且 ，相對向面Pl及端面 象的形狀之正確的照射場。〜、t響而形成按照照射對 再者，片板5L的主要四個 的鄰接面之荷電粒子射束 ，將屬於與一端面El 端面px_狀設成如屬射側之 成圓弧狀的方式，故崎料料Asb為中心形 以驅動。另外，不論怎樣片^沿著11周軌道“ B的照射方向的深度尺寸係，板=，沿著荷電粒子射束 、不曰改夂’用以遮蔽荷電粒子 322893 201208728 射束的距離係成為固定。 係：方=:8=形態，治療裝置“ 電粒子射“以掃掠方向相異的器所供給的荷 掠，以將照射場加以擴大的方式照射的來掃 =1 ;以及在從照射管嘴丨所照㈣荷、^之搖擺電 射束束W中所配置的上文所述之多片= 立子射束B(之 ^射線調準器5係以其第一輪一致於前迷線調準器5 ’多 的—者的電磁鐵之掃掠軸（A4Asb)，並且莖電磁鐵之 另—者的電磁鐵之掃掠轴（Una) 帛一轴一致於 制半影的影響並以按照照 /式所配置，故可抑 照射荷電粒子線。、、’、㈣狀的正確的照射場來 (第二實施形態） 掃掠===係::了關於對讓射束以螺旋狀 執道形射場内之掃掠 即使在其他的射束掃掠執跡中，雔掃二:技術性思想 的其他射束掃掠:::::統在 夕片型射線調準器的情形。 ％硬用本發明之 以下三個等式的式⑴而1；；累旋狀的掃掠執跡係藉由包含 (數學式1) 322893 201208728

'〇 其中’將時間十__ 之時的半經設為 之時的半徑設為I、時間 方向的座標，、掃掠旋轉數設為N。另外r(t)係 來表現。5" 〇係角度方向的座標，並利用極座標系: (sPial)狀，Ht1)所求得的射束掃掠轨跡係呈㈣ 佈之有效的形掠射束並獲得均勻的劑= 需要將射切掠跳為了獲得均勻_量分佈，未必 獲得均句的劑量分佈用：：。利用兩個電磁鐵的掃掠 幾種典型的型態。 射束掃掠軌跡’係可想到分類為 者。亦即續性地掃掠射束以成形均勻的劑量分佈 為宜。因此，二=束掃掠轨跡係以連續性且週期性者 r(t)*0(t);將射束軌道以極座標系表示，並I (典型㈣;):續_性變化的， 分別㈣⑴定義為如下文所述的 322893 20 201208728 r(t) =連續性且週期性的函數（週期I) 0 (t)=連續性且週期性的函數（週期; 此外，此時r⑴與Θ⑴的週期係可 另外，注意角度Θ係以湖度繞—周了使用相異者。 360度與0度係為連續。若以弧度表現為G度。也就是， 就實現如上文所述的型態而言 7視為〇。 包含以下的三個等式的式⑵的射押1出有如顯示於 rU)=n+r2SinUrr + (M ⑦執跡。

Θ C 丁ύύ Θ T η ⑴ -(2) 其中’ τ⑴係表示了參數的 間的函數。ω7係用以決定 ？(2)的參數，為時 成舄2π/ω 。a r (t)的角速度，r(t)的週期係 =广。係為初始相位、“系 的角速度⑽⑴的週期係成為U/_ 於第^用式（2)所製作的射束掃掠軌跡 ST1的例子顯示 。6圖係為顯示垂直於射束軸的某個平面之掃 掠軌跡者，而横細在v你土，、t . 、、、' 、縱軸為y ’為分別將X與y加以規 格化者。此外，於、七 、式（）中，没有把時間t當作參數，係因 為：成為月匕將插綠速度因為場所而變更之故。例如，於第 0因為座^成為（G』）的射束轴巾部的附近射束掃 ，得集中而密集，故“二轉跡集广 ^，係'作肢^相措施缝得一的， 分诉。 C典型的型態矣二、 201208728 於第二個型態中，係臉m β、辦用以定義複數個描絡 數加以組合以形成射束掃於 、s 3案的函 函數，係組合描繪較小_'跡。例如在㈣較大的圓的 下三個等式的式⑶。㈣錄將其—例㈣在包含以 χ(τ)=ηο〇δ(ωιτ + φι)+η(：〇8(ω2τ+φ2) y(〇=nSinu1T + <M+r2sinU2r + τ = τ (t) (3) 其中x( O分別為射束掃掠軌跡的χ座標 為正交座標系式。將利用式⑶所製作的射束掃掠執二並 子顯不於第7圖。f 7圖亦與第6圖同樣為續 的例 束軸的某個平面之掃掠執跡者，而橫軸為直於射 分別將X與y加以規格化者。 二y ’為 在玩具中，係有在於内部形成有齒部的圓形 齒輪狀的圓盤，並在設於圓盤内的預定也 /孔内堍置 夏之小» 尖，並使圓盤沿著圓形孔旋轉，以描繪幾何學的 筆 具，而以該道具所製作的幾何學圖樣也屬於、羨的道 、成匕種類。此从 以此道具所描繪的曲線係稱做長短卜 外’ (Hypotrochoid，内轉線），在幾何學中係定羲田内擺線 圓在一邊内切於半徑kr的圓周一邊不滑動的為半徑r的 開動圓的中心距離lr的某個定點描繪的軌跡。動時’在離 在許多的攪拌裝置中的攪拌部的驅動模式。、且被採用於 時間t當作表示參數之參數係與先前的例子卜/又有將 可利用場所變更描綠速度的方式之故。 ’ ’做成為 如上文所述，在藉由搖擺電磁鐵使其連續性、 322893 22 201208728 地描繪圖樣（描線）的方法中，i 二而，不使用散射體，藉二射束螺旋 n面積的均勾照射的想法係起源自「螺鑽 擴散也:枝歧，===螺赌毅I射束的 也就疋，在具有使用本第二實施形態之 擺法嶋系統之粒子線治療裝置中，亦藉由=二 把形態所示之多片型射線調準器，以能讓各片板= ==與驅動執道與荷電粒子射束Β之射束束 成為相_形狀。因此’所形成的穿透形狀s 粒子射束B之射束α的擴散形狀，形成穿透形狀= 係不限於其開口形狀，面向成為其壁面的片板之照射 暴的中〜之^面、及與鄰接的片板的相對向面，係與荷電 粒子射束的照射方向一致。因此，可解決在使用雙掃掠電 磁鐵時引起的半影問題。 (第三實施形態） 於上述第一及第二實施形態中，係敘述了對利用搖擺 法的情开> 時的應用。然而，如上文所述照射方法本身係非 本質性的’而非限定本發明之技術思想者。於粒子線照射 裝置中’係提出利用雙掃描（scanning)電磁鐵以進行荷電 粒子射束的掃描，以對照射對象進行點描繪式地點照射之 點掃描（spot scanning)法。於點掃描法的情形，射束的擴 散方法亦為雙掃掠式。因此，於點掃描中使用多片型射線 23 322893 201208728

調準斋的情形，係發禮了 L 對比的照射場的效果。A所述的抑财影並形成較高 (第四實施形態） 於第三實施形態中，係敛述了應 多片型射線調準器到點掃掠法的情形。與二=之

^料性行式照射的行式掃描（rasters==H =二=中射束的擴散方法亦為雙掃掠式。因此， 在灯式g中使用多片型射_準器㈣形 匕 文所述的實施形態之多片型射線調準器係發揮了二 就是π糾轉描或行切料仙掃 ^ 場的情形，在使用本發明i擴大照射 Μ€多片型射線調準器的 清形係發揮了上文所述的抑制半健 射場的效果。 门耵比度的照 (第五實施形態） 於粒子線治療裝置中，例如如記載 示，提出有對偏向電磁鐵的控制方法進行文獻= 個:掠電磁鐵中省略其中-方者。然而’在此二= 的情形中j於时改 電磁鐵係代替所省略㈣掠電磁鐵進行荷妹子的掃掠， 故射束束錢為具錢_轉散，社施 態之多片型射線調準器係發揮半影抑制的效果貝^ 第8圖係顯示包含第$杳 夕㈣之粒子線治療裝置之 夕片土射㈣準㈣照射系統部分者。圖中，從水平方向 322893 24 201208728 U方向）所供給的荷電粒子射束B係藉由偏向電磁 鐵 201a ，射束軸朝垂直方向偏向，在經由掃掠電磁鐵謝b後，與 第-實施形態相同地經過脊形過濾器2、射程移位器3、區 塊射線調準器4、多片型射線調準器2〇5、射束照射限制模 6 ’並朝照射對象照射。接著，於本第五實施形態之粒子線 療裳置210中’除了設置偏向電磁鐵2仙以代替第一實 施形態的粒子線治療裝置1G之掃掠電磁鐵u，以及多片 f射線調準器咖的片板的形狀與軌道的設定基準相異以 卜’係成為與第一實施形態相同的構成。 向電21η從水付向所供給的荷錄子射〇係在偏 往==’其射束轴Px一邊進行弧的描綠-邊 押制為…此時’在通#的偏向電磁_情形磁場係 偏Γ然荷電粒子射束β的射束束不會擴散， 束Β朝X方向掃掠並將射將荷電粒子射 2〇la 掠電磁鐵18的任務。接 :: :::上游的掃 同，掃掠電磁鐵2〇lb #使朝基本上係與實施形態相 y方向擴散。 方向擴散騎束束進-步往 存在的擴散方法’係正如在第8 ®料價基準點E 存在有掃掠電磁鐵201a的掃 ㈣半點EAs 所照射的射束(包含z方向成分束轴E遵上方 從心至&朝X方向擴散者。掃掠，可視為 伴隨著射束的行進射束轴會地=向，鐵㈣内’ 芰欸地偏向，故入口侧的射束 322893 201208728 軸與出口側的射束軸（=射束軸Ex)係變得不同，而掃掠車由 Eas係變為存在於從偏向電磁鐵2〇la本體偏離的位置。然 而’入射到多片型射線調準器205的射束之軸係為射束轴 Ex ’故就看法上而言，界定掃掠軸£^的位置的基準點Cpa 係可視為在入射到多片型射線調準器2〇5的射束之射束車由 上’而掃掠軸Eas亦可視為垂直於入射到多片型射線調準器 205的射束之射束軸。因此，即使在此種一方的電磁鐵兼 用為偏向電磁鐵的照射系統中，只要將入射到多片型射線 調準器的射束之射束軸當作基準，以從射束的擴散方法計 戽出等價掃掠軸Eas’並從等價掃掠軸Eas與掃掠軸Asb(基準 點CPb)，以與第一實施形態相同地決定多片型射線調準器 205的片板的形狀與軌道即可。 如同從第8圖所知，做成為省略一方的掃掠電磁鐵， 迷將彎曲執道的偏向電磁鐵201a代用到所省略的掃掠電 礤鐵之照射系統的情形，界定等價掃（等價）基準 點CPa與基準點CPb的間隔與以掃掠專用的電磁鐵（例如第 、實施形態之la、lb)掃掠的通常之照射系統相比係變得 較寬。因此，在假定了點光源性的射束之擴散方式之多片 裂射線調準器中，產生半影的問題會更顯著地顯現。伸是， 本發明第五實施形態之多片型射線調準器2〇5的各片板的 =狀與軌道係不論形成怎樣的穿透形狀，形成穿透形狀的 輪靡的面都會以與射束的擴散成為相同方向的方式設定。 因此，可輕易地解決在省略了單方的掃掠電顧的照射系 缽的情形顯著產生的半影問題。 322893 26 201208728 如上文所述’於本第五實施形態之粒子線治療裝置21 〇 中，係構成為兩個方向X、y的掃掠之中，以射束轴方向加 以偏向的偏向電磁鐵201a來進行一方的掃掠（χ或者y)， 將用以設定基準點CPa、CPb的射束軸當作入射到多片型射 線調準器205的射束之射束軸Εχ，以進行多片型射線調準 斋205的構成與配置，故能形成抑制半影並形成高對比度 的照射場。 & (第六實施形態） 於上述第一至第五實施形態中，係說明了關於多片型 射線調準器，以及使用了多片型射線調準器的照射系統的 構成及其射束軌道。於本第六實施形態中，係說明關於用 以設定本發明之上述各實施形態之多片型射線調準器及粒 子線治療裝置的動作條件之治療計晝裝置。 於此，在說明關於治療計晝裝置之前，說明關於以治 療計晝裝置實施的治療計晝為前提的醫療行為。一般而言 醫療行為係可看作由數個階段（stage)所構成。第9圖係為 將該醫療行為的階段（流程）加以圖式化，並且顯示在依各 個階段使用的裝置者。依據第9圖，說明關於醫療的流程。 具體而言’醫療行為係大致上可以說由預防性診斷階 段（MSI)、診斷階段（MS2)、治療計畫階段（MS3)、治療階段 (MS4)以及復健（rehabilitation)、經過觀察階段（MS5)的

各階段所構成。而且，特別是於粒子線治療等之中，在上 述各階段使用的裝置係為如第9圖右侧的裝置。例如，在 診斷階段（MS2)使用的裝置係為X光攝影裝置、CT 27 322893 201208728 (Computed Tomography，電腦斷層掃描）、MRI((Magnetic Resonance Imaging，磁共振造影）等’在治療計晝階段（MS3) 使用的裝置為被稱作治療計畫裝置之裝置。接著，在治療 階段（MS4)所使用的裝置為放射線治療裝置或粒子線治療 裝置。 接著，說明關於各階段。 所謂的預防性診斷階段（MSI)係指不論是否發病，而進 行預防性的診斷的階段。例如，相當於定期健康檢查或短 期綜合體檢等，對於癌症而言，為人所知的有利用X光等 的透視攝影的方法、PET(Positron Emission Tomography， 正子放射斷層掃描）、利用PET/CT等的斷層攝影方法，以 及利用遺傳基因檢查（免疫檢查）的方法等。 所謂的診斷階段（MS2)係指在發病後以治療為前提來 進行診斷的階段。粒子線治療的情形，為了進行治療則需 要患j的位置、形狀的三維資訊。因此，使用了能獲得患 部的三維資料之各種CT、MRI裝置。 所謂的S療計晝階段（M s 3)係指依據前屬診斷的舍 果以建立治療的計畫的階段。粒子線治療的情形，製七 段依據本第六實施形態之治療計畫震置所獲得的^ 療H於治療計晝裝置賴細 ， 並繼續關㈣丨下_段之說明。 錢文敘达 果，療1^(MS4)係指依據前述治療計書的衾 治療之階段。粒子線治療的情形，； 糸使用有粒子線治療袈置。本發明之上述各實施形態」 322893 28 201208728 多片型射線調準器係在粒子線治療裝置的照射系統中用以 進行照射場成形。此外，治療階段係有以一次的照射就結 束的情形，而通常係在一定期間内進行複數次照射。 所謂的復健、經過觀察階段（MS5)係如字面所見，指進 行復健並進行是否未復發的經過觀察。癌症的情形，在該 階段的經過觀察係與預防性診斷相同地使用有利用χ光等 的透視攝影的方法、PET、利用pET/CT等的斷層攝影方法， 以及利用遺傳基因檢查（免疫檢查）的方法等。 如上所述，在以上的醫療行為中，治療計晝也是在診 斷階段之後、治賴段之前進行的—連串作#。於粒子線 治療裝置中，係依據藉由治療計晝裝置所求得的治療計畫 來進行荷餘子射束的歸，餘子、㈣療之治療計晝裝 置係大致具備有粉演以下的任務之單元（unit)。 任務A.攸事先所取得的照射對象之複數個影像資訊 產生三維資料之單元。 二給予的要件來產生最適當的照射條件 量分： ===果(治療計畫案)進行最终性的劑 以設擔任以下任務的單元:接受診斷的結果， 所設要的照射條件的任務，並依據進一步 如下=務’於治療計畫裝置具體而言係具備 322893 29 201208728 (任務A) 功能a:從在診斷階段所得到的斷層攝影圖像產生三 維資料的功能。 功能b:以三維CAD的方式從各種視點顯示所產生的 三維資料的功能。 功能c:在所產生的三維資料中，將患部與正常組織 加以區別並§己憶的功能。 (任務B) 功能d:設定在治療階段使用的粒子線治療裝置的參 數，且模擬照射的功能。 功能e:在該裝置的使用者設定的要件下，進行照射 的最適化的功能。 (任務C) 功能f:重疊到前述三維資料，將所最適化的照射結 果加以表示的功能。 (任務D) 功能g:設定用以實現前述所最適化的照射之多片型 射線調準器及射束照射限制模的形狀的功能。（設想為寬射 束照射的情形，包含多門照射） 功能h:設定用以實現前述所最適化的照射之射束的 照射執道的功能（設想掃描照射的情形）。 功能i:產生用以實現前述射束的照射軌道之粒子線 治療裝置的驅動碼的功能。 (其他） 30 322893 201208728 功能j:將以該裝置所產生的各種資料加以保存的功 能。 功能k :讀取於過去所保存的各種資料，並將過去的 資訊加以再利用的功能。 說明關於用以實現上述各功能的治療計晝裝置的系統 構成。近年，治療計晝裝置的製造商係幾乎沒有設計製造 特有的硬體’較多是以市面上販賣的Unix(註冊商標）工作 站（workstation)或個人電腦為基礎，再在周邊機器使用通 用機器的情形。亦即，治療計畫裴置的製造商係專門開發 治療計晝軟體並製造販賣。在治療計晝軟體中，例如用以 實現功能a至功能k的各功能之模組化⑽“幻，係當作從 主程式（main program)所叫出的副程式（sub pr〇gram)所準 備。治療計晝裝置的使用者係將對功能a至功能k的流程 按照需要加以省略，或變更要件並再執行，而可一邊將必 要的模組加以叫出一邊制訂治療計晝方案。 、 接著，進行關於各功能或實現各功能的模組的說明， 並說明關於本發明實施形態之治療計畫裝置。 功能a(模組a)係從在診斷階段賴得的—

生三維資料。讀取斷層攝影圖像時，可設 成為亦對應讀取患者ID等患者的資訊，及掃 I (SllCe)間隔、片層厚度、_、斷層攝影條件^片層 於此所謂H㈣餘對將包含㈣ j)的方式。 計畫裝置内傲想性且以三維再現所必要^對象在治療 言’定義治療計畫裝置内的假想空間’並在：假想： 322893 31 201208728 内以等間隔且格子狀的配置點，並採取使其對應從斷層攝 影圖像所求付的該點之材質貢訊的方法。本功能為必要的 理由，係治療計畫裝置的最大的目的之一為模擬治療，因 此，有將成為照射對象的患部及其周邊組織加以再現的必 要。 功能b(模組b)係以三維CAD的方式從各種視點顯示所 產生的三維資料。 功能c(模組c)係在所產生的三維資料中，將患部與正 常組織加以區別並記憶。例如設為斷層攝影圖像係藉由X 光CT所獲得者。此時，在功能a使用的「材質資訊」係相 當於X光的穿透難易度。亦即，從該斷層攝影圖像再現於 假想空間的三維模型，係由X光穿透程度相異的物質所構 成的三維的物體之形狀。該「材質資訊」，亦即X光穿透難 易度，係在治療計晝裝置的假想空間上例如將色彩及輝度 加以改變以表示。再者從該「材質資訊」可知道在假想空 間再現的三維模型的該部分係相當於骨骼，或者該部分係 相當於腫瘍，以區別患部與正常組織。經區別的患部與正 常組織的結果係可記憶於治療計晝裝置的記憶裝置（硬碟 等）。 功能d(模組d)係設定在治療階段使用的粒子線治療 裝置的參數，以模擬照射。粒子線治療裝置的參數係指粒 子線治療裝置的幾何學性資訊，及關於照射場的資訊。幾 何學性資訊係包含有等角點（i socenter)位置與病床的位 置等。關於照射場的資訊係包含有上文所述之「基準點CPa 32 322893 201208728

者所設定 與基準點CPb的座標 205(以下僅表示5做為代表）的片板5L的寬、調準器5或 5l的片數、 bL的片数、及片板5l的移動距離（角度）等 功能e(模組e)係在該治療計晝 的要件下進行照射的最適化。 功能f(模組f)係重疊到前述三维資 照射結果加以表示。 、’將所最適化的 功能g(模組g)係設定用以實現騎迷戶。 之多片型射線調準器5及射束照射限制最適化的照射 能係設想為照射寬射束功能，並包含多門=的形狀。本功 功能h(模組h)係設定用以實現前述射之情形。 之射束的照射軌道。本功能係設想為點最適化的照射 的掃描功能。 田或行式掃描等 功能i(模組〇產生用以實現前述射 ^ ^ 义对束的照射軌道之 粒子I療裝置的驅動碼。此時，當如後文所述採用對應 於雙掃掠性擴散的座標系統時，對於在上述第一至第五名^ =施形態顯示之多片型射線調準器5,能輕易地產生用以 實現對應所求得的最適之照射計晝的開口形狀（穿透形狀 SP)的驅動石馬。 功此j(模組j)係將以該裝置所設定及產生的各種資 料加以保存。 ' 功能k(模组k)係讀取於過去所保存的各種資料，並將 月b過去的資訊加以再利用。 (對應於雙掃掠的擴散之座標系統） 33 322893 201208728 在習知的治療計晝裝置中，在上述功能a及功能a以 下的功能使用的三維資料，一般而言係以正交座標系統 (xyz座標系統）來表現。整體形狀為習知的長方體的多片 型射線調準器的情形，由於其配置及片的驅動方向都是正 父座標方向（例如x方向及y方向）故三維資料的正交座標 系統表現侧好適合。因為絲配合患部的形狀以產生開 口部的形狀之形狀資料係與片驅動資料一致之故。 另一方面，本發明之多片型射線調準器5的情形片板 5l的驅動為曲線性’故用在片驅動的指令值，較佳係由以 基準點為中心、的角度所料。亦即，希望將用以配合患部 的形狀以產生開π部的形狀之形狀資料作成為包含與本發 明的情形之片驅動指令值相同的形式之以基準點為中心的 因此，本發明第六實施形態之治療計晝裝置，係做成 ·’、、以特殊的座標系統來表示患部三維資料的方式。 具體而言’為顯示在以下的定_之特殊座標系統。 [^， ^， rb] ...(D1) -中0*係為垂直於射束轴[並 的基準軸⑹騎叫較 束轴Xb與基料Asa，向歧，以_直於射 並以通過基準點CPb的基準軸（Asb) 軸（Asb) ) _ ^ _點⑽（或者是基準 三維空間内的任意 一無二地表示。然而， 的點係可利用上述的三個資訊來獨 有按照掃掠電磁鐵la、lb的配置， 322893 34 201208728 事先決定基準點CPa及基準點⑽的必要。此外，亦可使 用從基準點CPa(或者是基準軸⑹）到該照射點為止射束 所傳播的的距離ra來代替rb。 於此，將屬於照射基準的等角點當作xyz座標系統的 原點’並將基準點咖與基準點cpb各㈣xyz座標假定 為以下的座標。 基準點 CPa : (〇,〇，-1〇 基準點 CPa : (〇,〇，-ife) 接著’如第1圖至第3圖所示，上游的掃掠電磁鐵la 假設為X方向掃掠電磁鐵，下游的掃掠電磁鐵lb為y方向 掃掠電磁鐵。此時，某一點的座標被給予成以顯示於定義 (D1)的特殊座標系統表示的[I，<K rb]之時，該某-點 的xyz座標係分別被表示成以下的式（4)。 (數學式2) X y = RotA<pb> - R〇ty(<Pj '0 ' 0 0 0 "o' 0 …⑷ 2 s Λ ~lb+h_ Jo—1» — Λ. 於此’若將式（4)中的R〇tx(<^)與定義為如 (D2)，則某—點的xyz座標係可如式（5)所示獲得。 (數學式3) 35 322893 201208728 Ί 0 0 " cos朽 0 sin % κ〇·Λη) = 0 cos<pb -sin% 气他)= 0 1 0 0 sin叭 cos仇 r -sin% 0 cos%_ •"(D2) X y = R〇tx^by 0 0 0 0' 0 z (L -lb+rh)cos(<p0)_ Λ ~~h_ 4 • (l〇 ~4 + ^)sin(^J - '0' -sin(%){(/0 ~/b+ rb)cos(palh)} cos(^fc ){(/a -lb+ rb )cos(i?a) - (/„ - /A)} (4 -夂+4)si电） -smM{{la -lb + rb )cos(^n )-(/„- lb)} cos(^6){(/a -K+h)cos(^Q)-(/„-lb)}- 0 (5) 相反的’在以下顯示從xyz座標系統求特殊座標系統 的方法。 U係於照射系統特有的所被給予的值，故從式（5)之y 與z的關係，可如式（6)求得 (數學式4) -y ^ smφb z + h cos^, =tan % …（6) pb - arctan -yz+h 另外’ U也是於照射系統特有的所被給予的值，故可 進一步從式（5)之y與z的關係進行如定義（D3)的定義， Λ : =y2+(z+lb)2+(la—U) -.(D3) =(la — lb + Tb)C0S Φ a 藉由式（5)之z的關係與定義（D3)，並藉由式（7)可求 得0 a。 322893 36 201208728 (數學式5) tan a x sin ¢7

—=-JLiL Λ cos% ⑺ Ψα - arctan / I*b 在最後，可藉由式（8)來求得 (數學式6) (8)

f Λ2 =(ία -lh^rhY 统將野應於上文所述的雙掃掠性的射束的擴散的座標系 能乂 ]從功能a的階段開始使用，也就是，在功 成為1備=3^_彳^^的輔助功能而言’係做 之座標=2雙掃掠變換至所設想的特殊的座標系統 例如，苐1 0圖係將本發丄 置的任務（單元）及功能（模實㈣紅治療計畫裝 ^於圖中，治療計畫裝置2G==部分咖_示 元，從屬於照射對象的患部之··三維資料產生單 照射條件設定單元 〜像貧料產生二維資料; 射條件：⑽控制諸七㈣料，以設定照 等單元及模組料。此外，如上文所述，該 理桂地顯示形成有這樣的部^用軟趙所形成者，故不會物 322893 37 201208728 接著，三維資料產生單元21係具備有：三維資料產生 模組21M1，係當作功能a從影像資料產生患部及體形狀等 的三維資料；座標變換模組21M2，係從所產生的三維資料 將雙掃掠變換為以設想的定義（D1)所顯示的座標系統[0 & (/u，rb]的資料；顯示用資料產生模組2h3，係根據所變換 的資料產生當作功能b的顯示用資料；以及照射對象分離 模組21M4,係根據所變換的資料將屬於照射對象的患部與 正常組織加以區別，而就任務A而言，係從影像資訊產生 以定義（D1)所顯示的座標系統所得之三維資料。 接著，照射條件設定單元22係根據以定義（D1)所顯示 的座標系統所得的三維資料，並藉由功能d、e設定就任務 B而言的最適之照射條件。接著，控制資料產生單元23係 具備有：穿透形狀設定模組23M1，係根據至少就功能g而 言所設定的照射條件，設定以多片型射線調準器5形成的 穿透形狀PS ;以及驅動碼產生模組23m2，係根據就功能i 而言所設定的穿透形狀，以產生多片型射線調準器5的各 片板5l的驅動碼，而就任務D而言，係根據所設定的照射 條件，藉由以定義（D1)顯示的座標系統至少產生多片型射 線調準器5的控制資料。 藉此，於三維資料產生單元21及照射條件設定單元 22中，將用以確定照射位置的由定義（D1)所顯示的座標系 統之三維資料，至少使用以垂直於射束軸XB且以通過基準 點CPa的基準軸（Asa)為中心的射束之偏向角度、以及垂直 於射束軸XB與基準軸Asa並以通過基準點CPb的基準軸（Asb) 38 322893 201208728 為中心的射束之偏向角度加以界定。因此，於控制資料產 生單元23中產生的多片型射線調準器5之驅動碼，係成為 將按照以照射條件設定單元22所求得的最適的照射計晝 之開口形狀（穿透形狀SP)加以實現的控制碼。亦即，於本 發明第六實施形態之治療計晝裝置20中，用以達成治療計 晝的任務之功能（模組）中，準備有將雙掃掠變換為設想的 特殊的座軚系統的功能，並做成為以該特殊的座標系統來 界定二維資料的方式。因此，配合患部的形狀用以產生開 ;冲的形狀的形狀資料、及片驅動指令亦都能以包含將基 準點當作中心的角度的同樣形式（―方的角度係成為具有 j 5c中的接近該角度的相對向面Pl的片板5l之選擇）來 系=因此’月匕輕易地產生在雙掃掠十生的射束擴散的照射 '、、、、將夕片型射線調準益5予以最適控制的驅動碼。 能對=子Γ本發明第六實施形態之治療計晝裝置20，係 使用T〜/束域生雙掃紐的触的關系統，對於 粒C帶的上述之多片型射線調準器5、咖之 形狀之片的s置將用來配合4部的形狀以產生開口部的 入輪出的三維資料而予以生成。4十旦裝置20内輸 2 〇，^’㈣本^ ^實^形態之治療計書f置 你具備有：三維資料產生單 丨一衮置 部之影像資料產生三維資料；照^從屬於照射對象的患 據所生成的三維資料來設定照射條:牛設^元，係根 疋23’係根據所設定的照射條件=產生單 在粒子線治療骏置的控 322893 39 201208728 制資料之中，至少產生上述第一實施形態至第五實施形態 之多片型射線調準器5的控制資料，三維資料產生單元21 係以下述方式所構成：以垂直於射束軸XB&將通過基準點 CPa的以基準軸Asa當作中心的射束偏向角度0 a、垂直於射 束軸XB與基準軸Asa並以通過基準點CPb的基準軸（Asb)為中 心的射束之偏向角度</) b、以及以基準軸Asb或基準軸Asb， 或者是距離基準點CPa或基準點CPb的距離r界定的座標 系統來產生前述三維資料，故為了配合患部的形狀以產生 開口部的形狀，而可將在治療計晝裝置20内輸入輸出的三 維資料直接加以利用而產生片的驅動指令值。亦即，由於 於控制資料產生單元23中係能以兩個偏向角度0a及來 界定前述控制資料，故對於粒子射束為產生雙掃掠性擴散 的照射系統，對能抑制半影區並以對比度較高的良好的射 束進行照射的粒子線治療裝置，能進行對比度高、且精度 較高的照射。 【圖式簡單說明】 第1圖係為用以說明具備有本發明第一實施形態之多 片型射線調準器的粒子線治療裝置的構成圖。 第2圖（a)及第2圖（b)係為用以說明具備有本發明第 一實施形態之多片型射線調準器的粒子線治療裝置的照射 系統構成的從對於射束的中心垂直的兩個方向觀視之側面 圖。 第3圖（a)至第3圖（c)係用以說明本發明第一實施形 態之粒子線治療裝置之照射系統之荷電粒子射束的射束束 40 322893 201208728 的狀態之圖。 第4圖係用以說明本發明第-實施形態之多片型射線 調準器及片板的構成之全閉狀態之圖。 第5圖係用以說明本發明第一實施形態之多 調準器及片㈣構成之形成預定形狀的照射場的狀態之 弟b圖係為顯示本發明第 置的射束掃掠執跡的一例之圖。 晋的Γ+L圖料顯示本發明第"實施形1之㈣線治療裝 置的射束％掠軌跡的另一例之圖。 “义 療=^圖=用以說明本發明第五實施形態之粒子線治 裝置及多片歸線鮮器的構成之圖。 :9圖係為用以說明醫療行為的流程之圖。 晝裝置的說明本發明第六實施形態之治療計 【主要元件符號說明】 la lb

5、205 5ci、5c2、5C 搖擺電磁鐵 x方向（上游）掃掠電磁鐵 y方向（下游）掃掠電磁鐵 脊形過濾器 射程移位器 區塊射線調準器 多片型射線調準器 片列 322893 41 201208728 5〇 片板驅動部 5l 片板 5g 片群 5P 片板驅動裝置 6 射束照射限制模 10 、 210 粒子線治療裝置 20 治療計晝裝置 21 三維資料產生單元 21mi 三維資料產生模組 21 M2 座標變換模組 2 1m3 顯不用貢料產生模組 21m4 照射對象分離模組 22 照射條件設定單元 23 控制資料產生單元 23mi 穿透形狀設定模組 23m2 驅動碼產生模組 201a 偏向電磁鐵 201b 掃掠電磁鐵 Asa 上游掃掠電磁鐵的掃掠軸（第1軸） Asb 下游掃掠電磁鐵的掃掠軸（第2轴） B 荷電粒子射束 CPa 第一基準點 CPb 第二基準點 Eas 假想軸 42 322893 201208728

El Fb 0l PH Pi Pl PS Psa Px ST1 Xb 片板的相對向之一端面 粒子射束的線束（擴散） 片板的驅動軌道 通過孔 片板的（鄰接於El)射束入射面側之端面 相對向面 穿透形狀 第一轴（Asa)的平面 片板的（鄰接於El)射束出射面側之端面 ST2 粒子射束的掃掠執跡 粒子射束的射束軸（Ex入射到多片型射線調準 器的射束之射束軸） 43 322893

Claims (1)

1. 201208728 七、申請專利範圍： 1. 一種多片型射線調準器，係配置於以擴大照射場的方式 所照射的粒子射束中，並以適合於照射對象的方式使前 述照射場成形用之多片型射線調準器，係具備有： 片列，將複數個片板的一端面加以排列整齊並朝厚 度方向排列；以及 片板驅動機構，對於前述複數個片板之各個，使前 述一端面往相對於前述粒子射束的射束軸接近或離開 之方向驅動；並且 各個前述片板之與於厚度方向鄰接於該片板的片 板的相對向面，係以包含第一軸的平面形成，該第一軸 係設定於前述射束轴上的第一位置且垂直於該射束 轴；而 前述片板驅動機構係沿著圓周執道來驅動前述片 板，該圓周執道係以設定於前述射束軸上的距離前述第 一位置預定間隔的第二位置且垂直於該射束軸及前述 第一轴的第二轴為中心。 2. 如申請專利範圍第1項所述之多片型射線調準器，其 中，前述片板係分別具有四個端面，並在前述四個端面 中，讓鄰接於前述一端面之端面形成為以前述第二軸為 中心的圓弧狀。 3. —種粒子線治療裝置，係具備有： 照射管嘴，將從加速器所供給的粒子射束以掃掠方 向相異的兩個電磁鐵掃掠，並以擴大照射場的方式照 1 322893 201208728 射；以及 記載於申請專利範圍第1項之多片型射線調準 器，其係配置於從前述照射管嘴所照射的粒子射束中； 並且 前述多片型射線調準器係配置成，使前述第一軸一 致於前述兩個電磁鐵中的一方的電磁鐵之掃掠軸，且使 前述第二軸一致於另一方的電磁鐵之掃掠軸。 4. 一種粒子線治療裝置，係具備有： 照射管嘴，將從加速器所供給的粒子射束以掃掠方 向相異的兩個電磁鐵掃掠，並以擴大照射場的方式照 射；以及 記載於申請專利範圍第2項之多片型射線調準 器，其係配置於從前述照射管嘴所照射的粒子射束中； 並且 前述多片型射線調準器係配置成，使前述第一軸一 致於前述兩個電磁鐵中的一方的電磁鐵之掃掠軸，且使 前述第二軸一致於另一方的電磁鐵之掃掠軸。 5. 如申請專利範圍第3項所述之粒子線治療裝置，其中， 前述照射管嘴係利用螺旋搖擺法來擴大前述照射場。 6. 如申請專利範圍第4項所述之粒子線治療裝置，其中， 前述照射管嘴係利用螺旋搖擺法來擴大前述照射場。 7. 如申請專利範圍第3項所述之粒子線治療裝置，其中， 前述照射管嘴係利用掃描法來擴大前述照射場。 8. 如申請專利範圍第4項所述之粒子線治療裝置，其中， 2 322893 201208728 9·如申言主專^系利用掃描法來擴大前述照射場。 藉由將射束療裝置’其f ’ 兩個：！偏向的偏向電磁鐵進行前述 第-位置=,尹的—方的掃掠，且將用以設定前述 型射線設成為入射於前述多片 藉所述之粒子線治療裝置’其中， 兩伽士 &㈣方向偏向的偏向電磁鐵進行前述 方向崎掠之中的—方的掃掠，且剌以設定前述 置及第二位置的射束軸設成為入射於前述多片 射線調準器的射束之射束軸。 η· 一種治療計晝裝置，係具備有·· 维杳:維貝料產生單元，從照射對象的影像資料產生三 '，隹貫料； 照射條件設定單元，根據 照射條件；以及 所產生的三維資料來設定 、控制貝料產生單元，根據所設定的照射條件，產生 用以控制記載於中請專利範圍第3項至第1()項中任一 2述之粒子線治療裝置中之多片型射線調準器的片 驅動之控制資料；並且 :述三維資料產生單元係至少使用將前述第一軸 备、作中心的射束之偏向角度、以及將前述第二軸當作中 ^的射束之偏向角度來產生前述三維資料。 322893 3