TWI421111B - 粒子線照射裝置及粒子線治療裝置 - Google Patents

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Description

粒子線照射裝置及粒子線治療裝置
本發明係關於一種使用粒子線治療癌等之粒子線照射裝置及粒子線治療裝置。
粒子線治療裝置係活用「在身體內部深處選擇性地發揮效果」之粒子線特徵，以治療癌或腫瘤等之裝置，其技術內容已可由各種文獻中得知(例如專利文獻1)。
粒子線「在身體內部深處選擇性地發揮效果」，係來自粒子線所具有布拉格尖峰(Bragg peak)的性質。如專利文獻1之第1圖所示，在各種放射線中，X光、伽瑪線等質量較小的放射線射束，其相對線量在接近身體表面附近的部分最大，且其相對線量隨著距離身體表面的深度增加而降低。另一方面，質子束、碳線等質量較大的粒子線射束，係於該等射束距身體表面較深部位停止的位置(亦即在該粒子線射束的行程結束瞬前)，相對線量達到峰值(peak)。此峰值即稱為布拉格尖峰BP(Bragg Peak)。
簡言之，此布拉格尖峰BP係相當於「在身體內部選擇性地發揮效果之位置係像點(point)那麼狹窄」，惟為了要將粒子線射束以對整體照射目標達到均勻線量分布之方式進行照射，因此進行粒子線之「照射範圍(irradiation field)之放大」。
照射範圍放大係有朝粒子線行進方向(Z方向)的放大、及朝與Z方向正交之方向(XY平面方向)的放大。在本說明書中，係依據專利文獻1，將朝Z方向的放大稱為「深度方向之照射範圍放大」、及將朝XY平面方向的放大稱為「橫方向之照射範圍放大」。
在典型的被動(passive)方式的橫方向照射範圍放大方面，有例如散射體法(scatterer method)。散射體法係在粒子線照射裝置之粒子線照射部中，將粒子線射束照射於散射體，藉此使粒子線射束具有橫方向的擴散，且擷取該粒子線射束之中心部分之均勻線量部分，而照射於目標部位的方法。若散射體為一片，無法充分地將均勻的線量部分增大時，亦有使用2片散射體將均勻的線量部分放大之情形，此稱之為雙重散射體法。
在典型的主動(active)方式之橫方向照射範圍放大方面，有例如錐束(pencil beam)掃描法(scanning)。錐束掃描法係使用在粒子線照射裝置之粒子線照射部上游部分所設置的偏轉電磁鐵，將粒子線射束在XY面內掃描，且使該粒子線射束之照射位置隨時間移動，藉此而獲得廣闊照射範圍的方法。在此方法中，均勻的線量分布可藉由將細徑錐束之相鄰照射點(spot)予以適當地重疊而獲得。以錐束之掃描方法而言，係有相對於時間作連續掃描的光柵(raster)法、及相對於時間作步階(step)狀掃描之光點法。另外，在此方法中，粒子線射束通常係以稱之為錐束之細徑直接朝向目標部位照射，惟亦有使用薄的散射體將錐束直徑稍微放大的情形。
亦有人想到介於被動方式與主動方式之中間方式。在典型的中間方式之橫方向照射範圍放大方面，有例如搖擺(wobbler)法。搖擺法係使用在粒子線照射裝置之粒子線照射部上游部分所設置的2台偏轉電磁鐵，使粒子線射束掃描成甜甜圈(donut)狀，且將此掃描成甜甜圈狀之粒子線射束照射於散射體，而將橫方向照射範圍放大的方法。
接著敘述深度方向之照射範圍放大。如前所述，粒子線射束之照射方向中之布拉格尖峰BP的寬度雖較狹窄，惟將此布拉格尖峰BP之照射方向中之寬度放大，即為深度方向之照射範圍放大。經將此照射方向中之寬度放大的布拉格尖峰BP，係稱之為放大布拉格尖峰SOBP(Spread-Out Bragg Peak)。
在典型的被動方式之深度方向照射範圍放大中，有例如使用脊形過濾器(ridge filter)或行程調制器(range modulator)之方法。脊形過濾器或行程調制器均係在粒子線射束之照射方向，將能量調變器之材料的厚度予以調變。此等脊形過濾器或行程調制器，係依據該經調變後的厚度來減少粒子線射束之能量，且依據該經調變後的厚度使能量變化，結果，可將強度有變化之多種能量混合之粒子線射束朝向照射目標照射。由於粒子線射束之行程會依能量的強度而變化，因此可將具有多種行程之粒子線射束朝照射目標照射。在此種被動式深度方向之照射範圍放大法中，可獲得在照射方向中經放大寬度之放大布拉格尖峰SOBP，惟在與橫方向(亦即與粒子線射束之照射方向正交之X、Y軸的方向)中，放大布拉格尖峰SOBP之寬度係為固定，而無法使之變化。
因此，使用脊形過濾器或行程調制器時，要合併使用稱之為膠塊土(bolus)的裝置。如專利文獻1之第2圖所示，膠塊土係為配合治療部位末端(distal)形狀(深度方向中被治療部位的變化形狀)，針對每一病患而加工之能量調變器，其係使用聚乙烯(polyethylene)或蠟(wax)來製作。藉由使用此膠塊土BL，既可朝X、Y平面照射均勻的照射線量，而且可使布拉格尖峰BP配合治療部位末端形狀。
如專利文獻2之第2圖所示，脊形過濾器一般係具有組合了大致三角柱的形狀，其為如專利文獻2之第3圖的剖面形狀，且如專利文獻2之第1圖組入於照射系統。
在使用脊形過濾器之粒子線治療裝置中，如專利文獻2等所示者，已經揭示散射不充分之問題。粒子線為質子束時，由於粒子線相對較輕，因此會因空氣與被照射體而充分散射，而粒子線可在照射範圍於空間上充分混合。然而，粒子線為碳線等相對較重之粒子的粒子線時，由於難以產生散射，因此在粒子線之行程終端，不會成為均勻的照射線量分布，而會在相當於脊形過濾器10之脊形之山形體的位置形成線量的凹谷。換言之，在行程終端位置附近的線量分布，會有形成如專利文獻2之第4圖(2)所示之條紋狀周期分布的問題。
在專利文獻2中，係揭示一種針對使用上述脊形過濾器時所產生之散射不充分的問題，以在照射範圍之行程終端形成均勻的線量分布為目的，且在粒子線照射中，使該脊形過濾器朝與粒子線行進方向正交之方向驅動，藉以解決問題之裝置。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第WO2006/082651號小冊
[專利文獻2]日本特開2007-75245號公報
確實，如專利文獻2所揭示之先前技術，已揭示一種藉由並進或旋轉而使脊形過濾器機械性搖擺，藉此而有效地達成均勻的線量分布。
然而，從例如專利文獻2之第1圖可得知，脊形過濾器係設置於接近病患之場所，而驅動該脊形過濾器，會帶來噪音，而有造成病患感到不舒服或不安的問題。
本發明之目的係在於消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，使之不會對病患造成不舒服或不安全感，且可達成與在專利文獻2之裝置所獲得者同等均勻的線量分布。
本發明之粒子線照射裝置及粒子線治療裝置具備：脊形過濾器，具有因帶電粒子射束所通過之位置而失去之能量不同的厚度分布；偏向器，用以使帶電粒子射束偏向；及控制器，用以控制偏向器，以使帶電粒子射束通過脊形過濾器之前述厚度分布。
本發明之粒子線照射裝置係以使帶電粒子射束通過脊形過濾器之不同厚度分布之方式進行控制，因此可消除驅動脊形過濾器所帶來的噪音，使之不會對病患造成不舒服或不安全感，且可達成均勻的線量分布。
 (實施形態1)
第1圖係為本發明實施形態1之粒子線治療裝置之概略構成圖。第2圖係為顯示粒子線照射裝置之構成圖。第3圖係為粒子線照射裝置之鳥瞰圖。第3圖(b)係為將第3圖(a)之A所示部分予以放大之圖。粒子線治療裝置51係具備：離子射束產生裝置52；離子射束傳送系統59；及粒子線照射裝置58a、58b。離子射束產生裝置52係具有：離子源(未圖示)；前段加速器53；及同步加速器(synchrotron)54。粒子線照射裝置58b係設置於旋轉門型吊臂(gantry)(未圖示)。粒子線照射裝置58a係設置於不具旋轉門型吊臂之治療室。離子射束傳送系統59之功用係在於同步加速器54與粒子線照射裝置58a、58b之聯繫。離子射束傳送系統59之一部分係設置於旋轉門型吊臂(未圖示)，在該部分係具有複數個偏向電磁鐵55a、55b、55c。
在離子源所產生之屬於質子束等之粒子線之帶電粒子射束1，係在前段加速器53加速而射入至同步加速器54。帶電粒子射束1係加速至預定的能量。從同步加速器54所射出之帶電粒子射束1，係經由離子射束傳送系統59而傳送至粒子線照射裝置58a、58b。粒子線照射裝置58a、58b係用以將帶電粒子射束1照射至照射對象(未圖示)。
根據第2圖及第3圖說明本發明實施形態1之粒子線治療裝置之粒子線照射裝置之構成。在離子射束產生裝置52產生且加速至預定的能量之帶電粒子射束1，係經由離子射束傳送系統59而引導至粒子線照射裝置58。粒子線照射裝置58係具備以下構成：使射束行進路徑偏向之偏向電磁鐵2；偏向電磁鐵3；偏向電磁鐵4及偏向電磁鐵5；將深度方向之照射範圍予以放大之脊形過濾器6；以及控制偏向電磁鐵2至5之控制器(未圖示)。偏向電磁鐵2至5係為偏向器，而偏向電磁鐵2及偏向電磁鐵3係為配置於脊形過濾器6之上游側之上游側偏向器；偏向電磁鐵4及偏向電磁鐵5係為配置於脊形過濾器6之下游側之下游側偏向器。
一般而言，如專利文獻2之第2圖所示，脊形過濾器係具有由大致三角柱組合而成的形狀，且為如專利文獻2之第3圖所示剖面形狀。脊形過濾器係具有因帶電粒子射束1所通過之位置而失去之能量不同的厚度分布。本發明實施形態1之脊形過濾器6，為了可實現各種深度方向之照射範圍之厚度，如第2圖及第3圖所示，係以不同高度之大致三角柱構成，亦即構成為具有複數個不同厚度分布之山形體。藉此，即可藉由控制射束要通過脊形過濾器6之哪一部分，而改變深度方向之照射範圍之厚度。
茲說明粒子線照射裝置58之動作。偏向電磁鐵2、偏向電磁鐵3、偏向電磁鐵4及偏向電磁鐵5，係用以達成2種功能。第1個功能係為使帶電粒子射束1偏向，以改變在脊形過濾器上之通過位置。第2個功能係為使帶電粒子射束1搖擺，以使線量分布均勻。為了實現此2種功能，本發明實施形態1之偏向電磁鐵2、偏向電磁鐵3、偏向電磁鐵4及偏向電磁鐵5，係分別配置成使帶電粒子射束1掃描之方向成為相同方向(在第2圖中係為左右方向、X方向)。藉由將偏向電磁鐵2與偏向電磁鐵3組合，可獲得與帶電粒子射束1之射束軸7平行之平行射束。藉由使藉偏向電磁鐵2與偏向電磁鐵3而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向，且使藉偏向電磁鐵4與偏向電磁鐵5而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向，即可將帶電粒子射束1引導至屬於照射目標之等角點(isocenter)。在第2圖中，射束軸7之方向係為Z方向，而與第2圖之紙面垂直之方向係為Y方向。
如此，由於偏向電磁鐵2至5之帶電粒子射束1之掃描方向均為相同方向，因此與搖擺電磁鐵組或掃描電磁鐵組等一般的射束掃描手段不同，偏向電磁鐵2至5係可使磁極間之距離均相等。因此，即使設置於其他偏向電磁鐵之下游側，仍可使磁極間距離保持為狹窄狀態，不需將驅動偏向電磁鐵之電源設為大容量。
控制器(未圖示)係以使藉偏向電磁鐵2與偏向電磁鐵3而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向，且使藉偏向電磁鐵4與偏向電磁鐵5而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向之方式來控制偏向電磁鐵2至5。藉此來實現第1種功能。此外，控制器係以使帶電粒子射束1搖擺之方式，具體而言，係在第2圖中，以使帶電粒子射束1位於脊形過濾器6之至少1個脊形之山形體量之位置關係之狀態a與狀態b重複之方式，亦即，重複帶電粒子射束1a與帶電粒子射束1b之方式來控制偏向電磁鐵2至5。藉此來實現第2種功能。另外，帶電粒子射束1係只要在照射一個點(spot)之時間內，於帶電粒子射束1a之狀態與帶電粒子射束1b之狀態之間搖擺至少1次即可。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58，係以通過脊形過濾器6之不同位置之方式使帶電粒子射束1搖擺，因此不需驅動脊形過濾器6。因此，可消除因為驅動脊形過濾器6所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可達成與在專利文獻2之裝置所獲得者同等均勻的線量分布。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58係以一對偏向電磁鐵2及3來構成脊形過濾器6之上游側之偏向電磁鐵，因此可獲得與帶電粒子射束1之射束軸7平行之平行射束。藉由將通過脊形過濾器6之帶電粒子射束1設為與射束軸7平行之平行射束，相較於帶電粒子射束1傾斜通過脊形過濾器6之情形，可將射束直徑縮小。對於在射束直徑縮小之深度方向獲得均勻線量分布之情形甚為有效。
由於實施形態1之粒子線照射裝置58係具備具有複數個不同厚度分布之山形體(亦即具有多種脊形)之脊形過濾器6，且以變更帶電粒子射束1通過脊形過濾器6之位置之方式控制上游之偏向電磁鐵2及3，因此不需依每一病患更換脊形過濾器，而可省卻更換脊形過濾器的勞力與時間。此外，對於在厚度上具有偏差之患部亦藉由變更通過脊形過濾器6之位置而省卻脊形過濾器更換時間，因此可在短時間內進行照射。
實施形態1之粒子線照射裝置58，係使用一對偏向電磁鐵2及3作為脊形過濾器6之上游側之偏向電磁鐵、而脊形過濾器6之下游側之偏向電磁鐵則為一對偏向電磁鐵4及5，共計使用2對(上游、下游)之偏向電磁鐵，將使藉上游側之偏向電磁鐵而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向，且使藉下游側之偏向電磁鐵而偏向之帶電粒子射束1之角度以相同大小朝相反方向，藉此即可防止粒子線照射裝置58之等角點之變動。由於等角點不變動，因此不需配合所移動之等角點來移動病患，而可縮短照射之定位時間。
另外，即使在僅用使帶電粒子射束1偏向之一個偏向電磁鐵2，使帶電粒子射束1搖擺以通過脊形過濾器6之不同位置時，亦可以不需驅動脊形過濾器6。第4圖係為顯示另一粒子線照射裝置之構成圖。藉由使帶電粒子射束1偏向，及變更在脊形過濾器上之通過位置，且使帶電粒子射束1以重複帶電粒子射束1a與帶電粒子射束1b之方式搖擺，藉此即可使線量分布於深度方向均勻。相較於第2圖之粒子線照射裝置，通過脊形過濾器6之帶電粒子射束1之射束直徑雖會變寬，但具有可減少偏向電磁鐵之優點。因此，第4圖所示之粒子線照射裝置，可消除因為驅動脊形過濾器6所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可達成與在專利文獻2之裝置中所獲得者同等均勻的線量分布。
如上所述，依據實施形態1之粒子線照射裝置58，由於具備具有因為帶電粒子射束1所通過之位置而失去之能量不同之厚度分布的脊形過濾器6、使帶電粒子射束1偏向之偏向器2、及用以控制偏向器2使帶電粒子射束1通過脊形過濾器6之前述厚度分布之控制器，因此可消除因為驅動脊形過濾器6所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可達成均勻的線量分布。
依據實施形態1之粒子線治療裝置51，由於係具備：離子射束產生裝置52，係產生帶電粒子射束1，且藉由加速器54加速至預定之能量；離子射束傳送系統59，將藉由離子射束產生裝置52加速之帶電粒子射束1予以傳送；及粒子線照射裝置58，將藉離子射束傳送系統59傳送之帶電粒子射束1予以照射至照射對象，而粒子線照射裝置58係具有：具有因為帶電粒子射束1所通過之位置而失去之能量不同的厚度分布之脊形過濾器6；使帶電粒子射束1偏向之偏向器2；及控制偏向器2，以使帶電粒子射束1通過脊形過濾器6之前述厚度分布之控制器。因此，可消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，使之不會對病患造成不舒服或不安全感，而可實現使用均勻線量分布之帶電粒子射束之粒子線治療。
另外，雖以帶電粒子射束1a與帶電粒子射束1b係以脊形過濾器6之脊形之1個山形體量之位置關係之情形進行說明，惟相同高度之山形體為連續且具有複數個時，只要以控制器進行控制，使帶電粒子射束1a與帶電粒子射束1b成為脊形之1個山形體量以上之位置關係，即可獲得均勻的線量分布。
此外，亦可將藉下游側之偏向電磁鐵而偏向之帶電粒子射束1之角度，設為與藉上游側之偏向電磁鐵而偏向之帶電粒子射束1之角度不同角度。由於藉下游側之偏向電磁鐵縮小帶電粒子射束1之射束直徑，因此可用較小射束直徑之平行射束獲得朝深度方向均勻的線量分布。
(實施形態2)
第5圖係為顯示本發明實施形態2之粒子線照射裝置之構成圖。與實施形態1之粒子線照射裝置相較，該實施形態2係在具有錐束掃描法所使用之照射系統21方面有所不同。錐束掃描法所使用之照射系統21係具有：橫方向照射範圍放大部20；檢測帶電粒子射束1之通過位置之位置監視器(monitor)12a、12b；及檢測帶電粒子射束1之線量之線量監視器13。橫方向照射範圍放大部20係具有：X方向掃描電磁鐵10與Y方向掃描電磁鐵11、及用以將對於X方向掃描電磁鐵10及Y方向掃描電磁鐵11之控制輸入予以輸出的掃描電源(未圖示)。X方向掃描電磁鐵10及Y方向掃描電磁鐵11係為射束掃描手段。深度方向照射範圍放大部14係具有偏向電磁鐵2至4、脊形過濾器6、及未圖示之控制器。深度方向照射範圍放大部14係屬於在實施形態1所說明之粒子線照射裝置之構成。
橫方向照射範圍放大部20係使用X方向掃描電磁鐵10及Y方向掃描電磁鐵11，將粒子線射束在XY面內掃描，且使該粒子線射束之照射位置隨時間移動，藉此即可獲得在橫方向較廣闊之照射範圍。
由於實施形態2之粒子線照射裝置58係具有深度方向照射範圍放大部14與錐束掃描法所使用之照射系統21，因此可消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可在均勻的線量分布達成深度方向及橫方向之照射範圍放大。
(實施形態3)
第6圖係為顯示本發明實施形態3之粒子線照射裝置之構成圖。與實施形態2之粒子線照射裝置相較，該實施形態3係在具有搖擺法所使用之照射系統23方面有所不同。搖擺法所使用之照射系統23係具有：橫方向照射範圍放大部22；檢測帶電粒子射束1之通過位置之位置監視器12a、12b；及檢測帶電粒子射束1之線量之線量監視器13。橫方向照射範圍放大部22係具有：X方向搖擺電磁鐵15與Y方向搖擺電磁鐵16、及用以將對於X方向搖擺電磁鐵15及Y方向搖擺電磁鐵16之控制輸入予以輸出的掃描電源(未圖示)。X方向搖擺電磁鐵15及Y方向搖擺電磁鐵16係為射束掃描手段。雖未予以圖示，惟亦配置有散射體、準直儀(collimator)、行程移位器(range shifter)、膠塊土等。
橫方向照射範圍放大部22係使用X方向搖擺電磁鐵15及Y方向搖擺電磁鐵16，使帶電粒子射束1在XY面內以甜甜圈狀掃瞄，且將此以該甜甜圈狀掃描之帶電粒子射束1予以照射至散射體，藉此即可獲得在橫方向較廣闊之照射範圍。
由於實施形態3之粒子線照射裝置58係具有深度方向照射範圍放大部14與搖擺法所使用之照射系統23，因此可消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可以均勻的線量分布達成深度方向及橫方向之照射範圍放大。
(實施形態4)
第7圖係為顯示本發明實施形態4之粒子線照射裝置之構成圖。與實施形態2之粒子線照射裝置相較，該實施形態4係在錐束掃描法中所使用之照射系統24不具X方向掃描電磁鐵10方面有所不同。深度方向照射範圍放大部14之下游側之偏向電磁鐵4、5亦兼用作為錐束掃描法所使用之X方向掃描電磁鐵。此時，偏向電磁鐵5係相當於X方向掃描電磁鐵，而偏向電磁鐵4係相當於用以使射束偏向而引導至X方向掃描電磁鐵之X方向下游側偏向器。
由於將深度方向照射範圍放大部14之下游側之偏向電磁鐵4、5兼用為錐束掃描法所使用之X方向掃描磁鐵，因此錐束掃描法所使用之照射系統24中之掃描電磁鐵僅為Y方向掃描電磁鐵11，實施形態4之粒子線照射裝置即可實現錐束掃描法。
實施形態4之粒子線照射裝置58相較於實施形態2可更為小型化。因此，相較於實施形態2，係屬於小型的粒子線照射裝置，且可消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而可以均勻的線量分布達成深度方向及橫方向之照射範圍放大。
(實施形態5)
第8圖係為顯示本發明實施形態5之粒子線照射裝置之構成圖。與實施形態3之粒子線照射裝置相較，本實施形態5係在搖擺法所使用之照射系統25不具X方向搖擺電磁鐵15方面有所不同。深度方向照射範圍放大部14之下游側之偏向電磁鐵4、5亦作為在搖擺法所使用之X方向搖擺電磁鐵來使用而予以兼用者。此時，偏向電磁鐵5係相當於X方向搖擺電磁鐵，而偏向電磁鐵4係相當於用以偏向成引導至X方向搖擺電磁鐵之X方向下游側偏向器。
由於將深度方向照射範圍放大部14之下游側之偏向電磁鐵4、5兼用為搖擺法所使用之X方向搖擺磁鐵，因此搖擺法所使用之照射系統25中之搖擺電磁鐵僅為Y方向搖擺電磁鐵11，故實施形態5之粒子線照射裝置可實現搖擺法。
相較於實施形態3，實施形態5之粒子線照射裝置58可更為小型化。因此，相較於實施形態3實施形態5係為小型的粒子線照射裝置，可消除因為驅動脊形過濾器所帶來的噪音，不會對病患造成不舒服或不安全感，而以均勻的線量分布而達成深度方向及橫方向之照射範圍放大。
(產業上之可利用性)
本發明之粒子線照射裝置及粒子線治療裝置係可適用於用於醫療用及研究用之粒子線治療裝置。
1、1a、1b．．．帶電粒子射束
2、3、4、5．．．偏向電磁鐵
6．．．脊形過濾器
7．．．射束軸
10．．．X方向掃描電磁鐵
11．．．Y方向掃描電磁鐵
12a、12b．．．位置監視器
13．．．線量監視器
14．．．深度方向照射範圍放大部
15．．．X方向搖擺電磁鐵
16．．．Y方向搖擺電磁鐵
20．．．橫方向照射範圍放大部
21、23、24、25．．．照射系統
22．．．橫方向照射範圍放大部
51．．．粒子線治療裝置
52．．．離子射束產生裝置
53．．．前段加速器
54．．．同步加速器
55a、55b、55c．．．偏向電磁鐵
58、58a、58b．．．粒子線照射裝置
59．．．離子射束傳送系統
第1圖係為本發明粒子線治療裝置之概略構成圖。
第2圖係為顯示第1圖之粒子線照射裝置之構成圖。
第3圖(a)及(b)係為顯示第1圖之粒子線照射裝置之鳥瞰圖。
第4圖係為顯示第1圖之另一粒子線照射裝置之構成圖。
第5圖係為顯示本發明實施形態2之粒子線照射裝置之構成圖。
第6圖係為顯示本發明實施形態3之粒子線照射裝置之構成圖。
第7圖係為顯示本發明實施形態4之粒子線照射裝置之構成圖。
第8圖係為顯示本發明實施形態5之粒子線照射裝置之構成圖。
1、1a、1b．．．帶電粒子射束
2、3、4、5．．．偏向電磁鐵
6．．．脊形過濾器
7．．．射束軸

Claims (32)

  1. 一種粒子線照射裝置，係為將藉由加速器加速之帶電粒子射束予以照射至照射對象者，該粒子線照射裝置係具備：脊形過濾器，具有因前述帶電粒子射束所通過之位置而失去之能量不同的厚度分布；偏向器，用以使前述帶電粒子射束偏向；及控制器，用以控制前述偏向器，以使前述帶電粒子射束通過前述脊形過濾器之前述厚度分布，並控制前述偏向器，以使前述帶電粒子射束位於前述脊形過濾器的至少一個脊形之山形體量之位置關係之二個狀態重複。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之粒子線照射裝置，其中，前述偏向器係具有：第1上游側偏向器，使前述帶電粒子射束朝著從射入的射束軸離開之方向偏向；及第2上游側偏向器，配置於前述第1上游側偏向器之下游側，使前述帶電粒子射束朝與前述射束軸平行之方向偏向。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述脊形過濾器之下游側具有使前述帶電粒子射束偏向之下游側偏向器，而前述下游側偏向器係具有：第1下游側偏向器，使前述帶電粒子射束朝該帶電粒子射束之入射射束軸之方向偏向；及第2下游側偏向器，配置於前述第1下游側偏向器之下游，使前述帶電粒子射束朝與前述射束軸平行之方向偏向。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之粒子線照射裝置，其中， 前述下游側偏向器係使前述帶電粒子射束與該帶電粒子射束之入射射束軸一致。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述脊形過濾器之下游側具有：使前述帶電粒子射束在與該帶電粒子射束之入射射束軸交叉之XY面內掃描之射束掃描手段。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述下游側偏向器之下游側具有：使前述帶電粒子射束在與該帶電粒子射束之入射射束軸交叉之XY面內掃描之射束掃描手段。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之粒子線照射裝置，其中，前述射束掃描手段係具有：X方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝X方向掃描；及Y方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝Y方向掃描。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之粒子線照射裝置，其中，前述射束掃描手段係具有使前述帶電粒子射束以前述射束軸為中心旋轉之X方向搖擺電磁鐵及Y方向搖擺電磁鐵。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述脊形過濾器之下游側具有：使前述帶電粒子射束在與該帶電粒子射束之入射射束軸交叉之XY面內掃描之射束掃描手段，前述射束掃描手段係具有：X方向射束掃描手段，配置於前述脊形過濾器之側，使前述帶電粒子射束朝X 方向掃描；及Y方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝Y方向掃描；前述X方向射束掃描手段係具有：X方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝X方向掃描；及X方向下游側偏向器，配置於前述X方向掃描電磁鐵之上游，用以使通過前述脊形過濾器之帶電粒子射束偏向而引導至前述X方向掃描電磁鐵。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述脊形過濾器之下游側具有：使前述帶電粒子射束在與該帶電粒子射束之入射射束軸交叉之XY面內掃描之射束掃描手段；前述射束掃描手段係具有：使前述帶電粒子射束以前述射束軸為中心旋轉之X方向搖擺電磁鐵及Y方向搖擺電磁鐵；前述X方向搖擺電磁鐵係配置於前述脊形過濾器之側，且具有X方向下游側偏向器，其係配置於前述X方向搖擺電磁鐵之上游，用以使通過前述脊形過濾器之帶電粒子射束偏向而引導至前述X方向搖擺電磁鐵。
  11. 如申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  12. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離 子射束傳送系統，用以傳送藉由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；而前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第1或2項所述之粒子線照射裝置。
  13. 如申請專利範圍第4項所述之粒子線照射裝置，其中，在前述下游側偏向器之下游側具有：使前述帶電粒子射束在與該帶電粒子射束之入射射束軸交叉之XY面內掃描之射束掃描手段。
  14. 如申請專利範圍第6項所述之粒子線照射裝置，其中，前述射束掃描手段係具有：X方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝X方向掃描；及Y方向掃描電磁鐵，使前述帶電粒子射束朝Y方向掃描。
  15. 如申請專利範圍第6項所述之粒子線照射裝置，其中，前述射束掃描手段係具有使前述帶電粒子射束以前述射束軸為中心旋轉之X方向搖擺電磁鐵及Y方向搖擺電磁鐵。
  16. 如申請專利範圍第3項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  17. 如申請專利範圍第4項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  18. 如申請專利範圍第5項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  19. 如申請專利範圍第6項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  20. 如申請專利範圍第7項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  21. 如申請專利範圍第8項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  22. 如申請專利範圍第9項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  23. 如申請專利範圍第10項所述之粒子線照射裝置，其中，前述脊形過濾器係具有複數個前述不同厚度分布之山形體。
  24. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象； 前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第3項所述之粒子線照射裝置。
  25. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第4項所述之粒子線照射裝置。
  26. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第5項所述之粒子線照射裝置。
  27. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象； 前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第6項所述之粒子線照射裝置。
  28. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將在前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第7項所述之粒子線照射裝置。
  29. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第8項所述之粒子線照射裝置。
  30. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象； 前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第9項所述之粒子線照射裝置。
  31. 一種粒子線治療裝置，係具備：離子射束產生裝置，產生帶電粒子射束，且藉由加速器加速至預定的能量；離子射束傳送系統，用以傳送經由前述離子射束產生裝置所加速之帶電粒子射束；及粒子線照射裝置，用以將前述離子射束傳送系統所傳送之帶電粒子射束予以照射至照射對象；前述粒子線照射裝置係為申請專利範圍第10項所述之粒子線照射裝置。
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