TW201332604A - 帶電粒子束照射裝置 - Google Patents

帶電粒子束照射裝置 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種帶電粒子束照射裝置，其中，具備有將帶電粒子束照射於被照射體之帶電粒子束照射裝置(1)、加速帶電粒子來射出帶電粒子束之加速器(2)、配置有對被照射體照射帶電粒子束之支架(4)、配置被照射體之治療台(5)及具有為了調整從加速器(2)射出之帶電粒子束的能量之能量選擇系統(11)，且從加速器(2)向照射部(3)傳輸帶電粒子束之傳輸管線(6)；傳輸管線(6)從加速器(2)到支架(4)形成為直線狀，並且能量選擇系統(11)的至少一部份配置於支架(4)，在配置於支架(4)之能量選擇系統(11)與治療台(5)之間，設置有屏蔽朝向治療台(5)之放射線之屏蔽構件(18)。

Description

帶電粒子束照射裝置
本發明係有關一種朝向被照射體照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置。
以往作為使用於對癌的放射線治療等之帶電粒子束照射裝置，已知有例如國際公開第2011/036254號小冊子所記載者。這樣的帶電粒子束照射裝置，具備有加速帶電粒子來射出帶電粒子束之加速器、對患者照射帶電粒子束之照射部、配置有照射部之支架及向照射部傳輸從加速器射出之帶電粒子束之傳輸管線。
並且，帶電粒子束照射裝置的傳輸管線，具有為了調整從加速器射出之帶電粒子束的能量之能量選擇系統。能量選擇系統為了防止放射線的不良影響，一般，支架被配置在配置之照射室與牆壁之間的另一房間(例如，配置有加速器之加速器室)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]：國際公開第2011/036254號小冊子
然而，在上述之帶電粒子束照射裝置中，從縮減成本 或縮小佔地面積的觀點來看，強烈期望著小型化。另一方面，為了防止從能量選擇系統等產生之放射線對患者帶來不良影響，需要進行適當的對策。
因此，本發明的目的在於，提供一種能夠實現小型化且適當地屏蔽從能量選擇系統朝向被照射體之放射線之帶電粒子束照射裝置。
本發明係一種向被照射體照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置，其特徵具備有，加速帶電粒子來射出帶電粒子束之加速器、配置有對被照射體照射帶電粒子束之照射部之支架、配置被照射體之照射台，及具有為了調整從加速器射出之帶電粒子束的能量之能量選擇系統，且從加速器向照射部傳輸帶電粒子束之傳輸管線，傳輸管線從加速器到支架形成為直線狀，並且能量選擇系統的至少一部份配置於支架，在配置於支架之能量選擇系統與照射台之間，設置有屏蔽向照射台之放射線之屏蔽構件。
依上述帶電粒子束照射裝置，由於傳輸管線從加速器到支架形成為直線狀，因此與彎曲形成傳輸管線時相比，能夠縮短傳輸管線，並能夠實現裝置的小型化。而且，上述帶電粒子束照射裝置中，藉由將能量選擇系統的至少一部份配置於支架，與整個能量選擇系統配置於與照射室隔著壁之另一房間之習知情況相比，能夠更縮短傳輸管線，並能夠進一步達成裝置的小型化。並且，依上述帶電粒子 束照射裝置，由於在配置於支架之能量選擇系統與照射台之間設置有屏蔽構件，因此能夠適當地屏蔽從能量選擇系統朝向照射台之放射線。
上述屏蔽構件也可相對支架固定。
依該結構，由於在支架旋轉時，屏蔽構件也與能量選擇系統成為一體跟著旋轉，因此與支架以不同形態設置屏蔽構件之情況相比，即使為小型的屏蔽構件也能夠達成朝向照射台之放射線的屏蔽。因此，依該結構，有利於屏蔽構件的小型化及降低成本。
上述屏蔽構件也可設置成覆蓋能量選擇系統的照射台側。
依該結構，由於能夠將從能量選擇系統射出之放射線向照射台側擴展之前進行屏蔽，因此即使為小型的屏蔽構件，也能夠在廣大範圍中確保放射線達不到之區域。這有助於提高患者或醫生及維護工作者的安全性。
或者，上述屏蔽構件也可與支架分開設置。
依該結構，與屏蔽構件固定於支架之情況相比，由於支架不需要支撐屏蔽構件，因此有利於支架的小型化及輕量化。
上述屏蔽構件也可設置成覆蓋照射台之能量選擇系統側。
依該結構，能夠適當且更可靠地屏蔽從能量選擇系統朝向照射台之放射線。
依本發明，能夠實現小型化且屏蔽從能量選擇系統朝向被照射體之放射線。
以下，參閱圖面對關於本發明之帶電粒子束照射裝置進行詳細說明。另外，在圖面的說明中，對相同要件附加相同元件符號，省略重複說明。
[第1實施形態]
圖1係表示第1實施形態之帶電粒子束照射裝置1之概要平面圖。如圖1所示，帶電粒子束照射裝置1係利用對於患者A的腫瘤(被照射體)，照射帶電粒子束之放射線治療之裝置。帶電粒子束照射裝置1容納於具有複數個房間之建築物內。
帶電粒子束照射裝置1具備有：加速帶電粒子來射出帶電粒子束之加速器2、配置向患者A的腫瘤照射帶電粒子束之照射部3之支架4、配置患者A之治療台(照射台)5及向照射部3傳輸從加速器2射出之帶電粒子束之傳輸管線6。
加速器2作為帶電粒子束，射出質子束、重粒子(重離子)束等。作為加速器2，例如能夠使用迴旋加速器、同步加速器、同步迴旋加速器及直線加速器。加速器2係對支架4配置於隔著建築物的壁7之位置，壁7屏蔽從加速 器2射出之放射線。以下的說明中，將配置有支架4之房間稱為照射室，將配置有加速器2之房間稱為加速器室。
支架4構成為能夠以中心軸線CL為中心旋轉360度，並設置成在中心軸線CL的周圍圍繞治療台5。在支架4的內側係向著治療台5照射帶電粒子束，安裝有照射部3。照射部3藉由與支架4成為一體來旋轉，而能夠自由自在地改變對治療台5上的患者A之照射角度。
配置患者A之治療台5係藉由機械手臂5a以可移動方式來支撐。在治療時，機械手臂5a向水平方向及垂直方向移動治療台5，將治療台5配置於支架4內。機械手臂5a的主要部份設置於支架4的外側，相對建築物的地面固定。
傳輸管線6係由加速器2和照射部3相連接所形成。傳輸管線6從加速器2到支架4形成為直線狀，通過支架4的內部連接於照射部3。傳輸管線6貫穿隔著加速器室與照射室之壁7而設置，在加速器2與支架4之間以直線狀延伸。
傳輸管線6具備有成為帶電粒子束的通道之真空導管8。在真空導管8的上游側(加速器2側)，配置有2個從加速器2收斂射出之帶電粒子束的射束束徑之加速器側收斂磁鐵9。在加速器側收斂磁鐵9的下游側(照射部3側)，配置有為了使帶電粒子束的能量衰減之降能器10。加速器側收斂磁鐵9及降能器10係與加速器2相同地被配置於加速器室內。
傳輸管線6具有以降能器10為構成要件之能量選擇系統[ESS(Energy selection system)]11。能量選擇系統11係藉由衰減從加速器2射出之恆定能量的帶電粒子束，來調整為了對應治療計劃所希望之能量者。能量選擇系統11按照治療計劃，來選擇傳輸管線6傳輸之帶電粒子束的能量範圍。
能量選擇系統11除了降能器10，還包含支架側收斂磁鐵12、第1偏轉磁鐵13、切口14、第2偏轉磁鐵15。能量選擇系統11除了降能器10以外，全部都配置於支架4內。
支架側收斂磁鐵12係配置於照射室內之收斂磁鐵，總共設置了7個。7個支架側收斂磁鐵12之中的2個，排列且配置於降能器10的1個下游側，在比2個支架側收斂磁鐵12更靠下游側配置有第1偏轉磁鐵13。剩餘的5個支架側收斂磁鐵12則排列配置在第1偏轉磁鐵13的下游側。
第1偏轉磁鐵13係為了偏轉帶電粒子束的前進方向之電磁鐵。第1偏轉磁鐵13使沿中心軸向CL以直線狀前進而來之帶電粒子束偏轉成向支架4的外側傾斜。
切口14配置於排列5個支架側收斂磁鐵12之下游側。切口14藉由屏蔽通過之帶電粒子束的一部份，來選擇帶電粒子束的能量。切口14的下游側配置有第2偏轉磁鐵15。第2偏轉磁鐵15使沿支架4的外側前進而來之帶電粒子束向靠近中心軸線CL之方向偏轉。
第2偏轉磁鐵15的下游側配置有掃描磁鐵16。掃描磁鐵16按照治療計劃來進行帶電粒子束的掃描控制。掃描磁鐵16的下游側配置有第3偏轉磁鐵17。第3偏轉磁鐵17使帶電粒子束向照射部3偏轉。這些掃描磁鐵16及第3偏轉磁鐵17也都是構成傳輸管線6之構件。
圖2係表示將支架4旋轉90°之狀態之概要側視圖。圖2中，以照射部3到達患者A的上方之方式，使支架4旋轉。如圖1及圖2所示，帶電粒子束照射裝置1具備有屏蔽朝向患者A(治療台5)之放射線之L字板狀的屏蔽構件18。
L字板狀的屏蔽構件18面對支架4固定，與支架4一體地旋轉。因此，支架4內的能量選擇系統11與屏蔽構件18的位置關係，不會因支架4的旋轉而發生變化。L字板狀的屏蔽構件18具有為了遮擋從能量選擇系統11射出之放射線的充份的寬度。屏蔽構件18例如由鉛或鐵或鎢所形成。
依以上說明之第1實施形態之帶電粒子束照射裝置1，由於傳輸管線6從加速器2到支架4形成為直線狀，因此與彎曲形成傳輸管線6時相比，能夠縮短傳輸管線6，並能夠實現裝置的小型化。而且，帶電粒子束照射裝置1中，藉由將能量選擇系統11的一部份配置於支架4，與將整個能量選擇系統11配置於加速器室之習知情況相比，能夠更縮短傳輸管線6，並能夠進一步實現裝置的小型化。並且，依帶電粒子束照射裝置1，由於配置於支架4之 能量選擇系統11與治療台5之間設置有屏蔽構件18，因此能夠適當地屏蔽從能量選擇系統11朝向治療台5上的患者A之放射線。
並且，依帶電粒子束照射裝置1，支架4旋轉時，由於屏蔽構件18也與能量選擇系統11成為一體來旋轉，因此與支架4用不同形態設置屏蔽構件18之情況相比，即使為小型的屏蔽構件18也能夠達成屏蔽朝向治療台5之放射線。因此，依帶電粒子束照射裝置1，能夠實現屏蔽構件18的小型化及降低成本。
[第2實施形態]
圖3係表示第2實施形態之帶電粒子束照射裝置20之概要平面圖。第4圖係治第3圖的IV-IV線之截面圖。
如圖3及圖4所示，與第1實施形態相比，第2實施形態之帶電粒子束照射裝置20的屏蔽構件的形狀及位置不同。
具體而言，第2實施形態之帶電粒子束照射裝置20，具備有沿支架4內的傳輸管線6且延伸之槽狀的屏蔽構件21。槽狀的屏蔽構件21沿支架4內的傳輸管線6整體彎曲形成。另外，槽狀的屏蔽構件21也可以不是沿整個傳輸管線6，而只是沿能量選擇系統11的一部份來形成。
如圖4所示，槽狀的屏蔽構件21設置成覆蓋支架4內的能量選擇系統11的治療台5側。具體而言，屏蔽構件21藉由從能量選擇系統11(收斂磁鐵12)所看到的位於 治療台5側之底部21a和夾在能量選擇系統11(收斂磁鐵12)位置之一對側壁部21b、21c構成為槽狀。另外，圖4所示之12a係磁極，12b係線圈。
依以上說明之第2實施形態之帶電粒子束照射裝置20，由於能夠在從能量選擇系統11射出之放射線向治療台5側擴展之前，來進行屏蔽，因此即使屏蔽構件21為小型也能夠在廣大範圍確保放射線達不到之區域。因此，依帶電粒子束照射裝置20，能夠實現提高患者或醫生、維護工作者的安全性。
[第3實施形態]
圖5係表示第3實施形態之帶電粒子束照射裝置30之概要平面圖。圖6係表示將圖5的支架4旋轉90°之狀態之概要側視圖。
如圖5及圖6所示，與第1實施形態相比，第3實施形態之帶電粒子束照射裝置30的屏蔽構件的形狀及位置、屏蔽構件的支撐構造不同。
具體而言，第3實施形態之帶電粒子束照射裝置30，具備有與支架4係以不同形態設置之屏蔽構件31。屏蔽構件31與可旋轉360度之支架4分離，位置不會因支架4的旋轉而發生變化。屏蔽構件31面對容納帶電粒子束照射裝置30之建築物固定。屏蔽構件31透過從帶電粒子束照射裝置30的正面，沿中心軸線CL延伸之連結構件(未圖示)連結於建築物。
屏蔽構件31形成為覆蓋治療台5的能量選擇系統11側。屏蔽構件31構成為朝向支架4的正面側(治療台5側)開口之箱形狀，其內側成為為了治療台5移動之空間。具體而言，屏蔽構件31藉由從支架4的正面所見背面的側壁31a、治療台5左右的側壁31b、31c、頂面31d及地面31e構成箱形狀。屏蔽構件31形成充份確保為了治療台5移動之空間的同時，且可靠地屏蔽朝向治療台5上的患者A之放射線。
依以上說明之第3實施形態之帶電粒子束照射裝置30，與屏蔽構件固定於支架4之情況相比，由於支架4無需支撐屏蔽構件31，因此有利於支架4的小型化及輕量化。而且，帶電粒子束照射裝置30中，由於屏蔽構件31設置在覆蓋治療台5的能量選擇系統11側，因此能夠更可靠地屏蔽從能量選擇系統11朝向治療台5上的患者A之放射線。
本發明係不限定於上述之實施形態。例如，屏蔽構件的位置或形狀不限定於上述方式，只要係能夠屏蔽朝向患者之放射線的方式即可。
並且，將屏蔽構件固定於支架4時，屏蔽構件也可作為支架4的框架發揮作用之形態。也就是說，屏蔽構件也可兼作支架4的框架來使用。並且，屏蔽構件未必限定於剛性，可為片狀，也可由複數片片狀構件來構成。
另外，本發明不論帶電粒子束的照射方式為擺動(Wobbler)方式還是掃描方式，都能夠有效地應用。
並且，支架4不限定作為以中心軸線CL為中心來旋轉360度，也可為能夠以小於360度(例如200度)的角度搖動之構成。該構成中，能夠在中心軸線CL的周圍成為支架4的移動範圍外之空間形成建築物的地面部。此時，第3實施形態之屏蔽構件31，也可以是直接設置於中心軸線CL的周圍的建築物的地面部之構成。並且，還能夠在該地面部上設置機械手臂5a的主要部份。並且，也能夠不要地面31e。
[產業上的可利用性]
本發明能夠利用為了對被照射體照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置。
1、20、30‧‧‧帶電粒子束照射裝置
2‧‧‧加速器
3‧‧‧照射部
4‧‧‧支架
5‧‧‧治療台(照射台)
5a‧‧‧機械手臂
6‧‧‧傳輸管線
7‧‧‧壁
8‧‧‧真空導管
9‧‧‧加速器側收斂磁鐵
10‧‧‧降能器
11‧‧‧能量選擇系統
12‧‧‧支架側收斂磁鐵
13‧‧‧第1偏轉磁鐵
14‧‧‧切口
15‧‧‧第2偏轉磁鐵
16‧‧‧掃描磁鐵
17‧‧‧第3偏轉磁鐵
18、21、31‧‧‧屏蔽構件
A‧‧‧患者
CL‧‧‧中心軸線
圖1係表示第1實施形態之帶電粒子束照射裝置之概要平面圖。
圖2係表示將圖1的支架旋轉90°之狀態之概要側視圖。
圖3係表示第2實施形態之帶電粒子束照射裝置之概要平面圖。
圖4係沿圖3的IV-IV線之截面圖。
圖5係表示第3實施形態之帶電粒子束照射裝置之概要平面圖。
圖6係表示將圖5的支架旋轉90°之狀態之概要側視 圖。
1‧‧‧帶電粒子束照射裝置
2‧‧‧加速器
3‧‧‧照射部
4‧‧‧支架
5‧‧‧治療台(照射台)
5a‧‧‧機械手臂
6‧‧‧傳輸管線
7‧‧‧壁
8‧‧‧真空導管
9‧‧‧加速器側收斂磁鐵
10‧‧‧降能器
11‧‧‧能量選擇系統
12‧‧‧支架側收斂磁鐵
13‧‧‧第1偏轉磁鐵
14‧‧‧切口
15‧‧‧第2偏轉磁鐵
16‧‧‧掃描磁鐵
17‧‧‧第3偏轉磁鐵
18‧‧‧屏蔽構件
A‧‧‧患者
CL‧‧‧中心軸線

Claims (5)

  1. 一種帶電粒子束照射裝置，係向被照射體照射帶電粒子束；其特徵具備有：加速帶電粒子來射出前述帶電粒子束之加速器；配置有對前述被照射體照射前述帶電粒子束之照射部之支架；配置前述被照射體之照射台；及具有為了調整從前述加速器射出之前述帶電粒子束的能量的能量選擇系統，且從前述加速器向前述照射部傳輸前述帶電粒子束之傳輸管線；前述傳輸管線從前述加速器到前述支架形成為直線狀，並且前述能量選擇系統的至少一部份配置於前述支架，在配置於前述支架之前述能量選擇系統與前述照射台之間，設置有屏蔽朝向前述照射台之放射線之屏蔽構件。
  2. 如請求項1之帶電粒子束照射裝置，其中，前述屏蔽構件面對前述支架固定。
  3. 如請求項2之帶電粒子束照射裝置，其中，前述屏蔽構件設置成覆蓋前述能量選擇系統的前述照射台側。
  4. 如請求項1之帶電粒子束照射裝置，其中，前述屏蔽構件與前述支架分開設置。
  5. 如請求項4之帶電粒子束照射裝置，其中，前述屏蔽構件設置成覆蓋前述照射台的前述能量選擇系統側。
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