TWI549714B - 粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施 - Google Patents

粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施 Download PDF

Info

Publication number
TWI549714B
TWI549714B TW104112669A TW104112669A TWI549714B TW I549714 B TWI549714 B TW I549714B TW 104112669 A TW104112669 A TW 104112669A TW 104112669 A TW104112669 A TW 104112669A TW I549714 B TWI549714 B TW I549714B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
area
treatment room
model
particle beam
space
Prior art date
Application number
TW104112669A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201618830A (zh
Inventor
岩田高明
Original Assignee
三菱電機股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱電機股份有限公司 filed Critical 三菱電機股份有限公司
Publication of TW201618830A publication Critical patent/TW201618830A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI549714B publication Critical patent/TWI549714B/zh

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1078—Fixed beam systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1079—Sharing a beam by multiple treatment stations
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H3/00—Buildings or groups of buildings for public or similar purposes; Institutions, e.g. infirmaries or prisons
    • E04H3/08—Hospitals, infirmaries, or the like; Schools; Prisons
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/10—Geometric CAD
    • G06F30/13—Architectural design, e.g. computer-aided architectural design [CAAD] related to design of buildings, bridges, landscapes, production plants or roads
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details
    • A61N2005/1094—Shielding, protecting against radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Description

粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施
本發明係關於具備粒子射線治療裝置之粒子射線治療設施及粒子射線治療設施的製造方法，尤其關於改良複數個治療室的配置者。
由於粒子射線治療裝置為相當大型之裝置，故尤其是在國土狹小的日本，持續進行裝置本身的小型化之改良，及為了縮小設置場所的場地面積之改良。
於專利文獻1記載有一種帶電粒子射線照射裝置(粒子射線治療裝置)，具備有將帶電粒子射線(帶電粒子束)輸送至各個照射室之複數條第2輸送線，以及可選擇性地切換第2輸送線之引導目標之線切換手段。專利文獻1之帶電粒子射線照射裝置之線切換手段係設置於第1輸送線於第2輸送線之間，以將來自第1輸送線之荷電粒子射線引導至任意之第2輸送線，並且可選擇性地切換第 2輸送線之引導目標，其中第1輸送線(共通輸送線)係用以輸送從加速器送出之帶電粒子射線，而第2輸送線(個別輸送線)係按每個照射室設置複數條，將由第1輸送線所輸送之帶電粒子射線更進一步輸送至各個照射室。複數間照射室係以線切換手段為中心配置成放射狀，而線切換手段具有引導帶電粒子射線之電磁鐵、及使電磁鐵旋轉之旋轉機構，並藉由使電磁鐵旋轉而切換第2輸送線之引導目標。
再者，於專利文獻2記載有一種加速粒子照射設備，係使複數個照射裝置沿著水平方向偏開設置，並且各自設置於與設置有粒子加速器之階層不同之階層。專利文獻2之加速粒子照射設備之引導線係具有連接於粒子加速器而朝水平方向延伸並且朝向垂直方向而彎曲之取出路徑，在經過取出路徑之後至少分歧成2個路徑，於俯視時分歧前的路徑與分歧後的2個路徑所夾角度分別為0°及90°之角度，或45°及-45°之角度，或45°及135°之角度，連接至一個照射裝置之方向與連接至另一個照射裝置之方向之差係在在水平面內所夾角度為90°之角度。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2012-100915號公報(第0006段、第0022至0034段、圖式第1、2圖)
專利文獻2：日本特許5526166號公報(第0007段、第0056至0061段、圖式第15、16圖)
藉由如專利文獻1將複數間照射室配置成放射狀，或如專利文獻2使俯視時分歧前的路徑與分歧後的2個路徑所夾角度分別為45°及-45°等互相所夾角度為90度之角度，被認為可在某種程度上縮小粒子射線治療裝置的設置場所的場地面積。
然而，實際上醫院方面能夠準備之粒子射線治療裝置的設置場所大多有限，設置場所的形狀及場地面積是反過來被賦予者。再者，如專利文獻2使俯視時分歧前的路徑與分歧後的2個路徑所夾角度分別為45°及-45°等互相所夾角度為90度之角度，該專利文獻2是否為效率佳的配置，則視旋轉支架的形狀及大小，以及設置場所的形狀及大小而定。旋轉支架係從任意之方向對患者照射帶電粒子射束之可自由旋轉之裝置，會因旋轉支架的形狀及大小及設置場所的形狀及大小，而有可能根本無法以所夾角度為45°及-45°等互相所夾角度為90度之角度之方式來加以配置。
如此，就以往提案之手法而言，雖顯示有在某種程度上縮小粒子射線治療裝置的設置場所的場地面積之統一地處理方法，惟存在有無法將旋轉支架的形狀和大小以及設置場所和大小納入考量進行個別的對應之問題。
本發明有鑑於上述課題，目的在於提供一 種粒子射線治療設施的設計支援方法及粒子射線治療設施的製造方法，係藉由考量旋轉支架及包含鄰接於旋轉支架之治療區域之支架室等治療室之形狀及大小，以及治療室的設置場所之形狀及大小，而改良複數間治療室的配置。
本發明之粒子射線治療設施的設計支援方法係包含：治療室模型製作步驟，係製作屬於治療室的3維模型之治療室模型；治療室模型配置步驟，係於對應於配置對象空間之模型空間將複數間治療室模型配置於初始位置；局部凹區域計算步驟，係計算在複數間治療室模型中配置成最靠近之2間治療室模型之間的屬於凹區域之局部凹區域的體積，或計算將局部凹區域投影至地板方向之2維空間時之投影面積；凹區域計算結果顯示步驟，係將於局部凹區域計算步驟所計算之局部凹區域的體積或投影面積顯示於設計支援裝置的顯示裝置；以及治療室模型移動步驟，係在凹區域計算結果顯示步驟之後尚未有作業結束指示時，因應治療室模型的移動指示，於模型空間中移動治療室模型；其中，直至有作業結束指示為止，反覆進行局部凹區域計算步驟、凹區域計算結果顯示步驟、治療室模型移動步驟。本發明之局部凹區域是包含配置成最為靠近之2間治療室模型中連結相對向外周之線上的點的集合之區域，或是在配置成最為靠近之2間治療室模型之間配置有遮蔽壁之情況，包含在該情況下2間治療室模型中連結相對向外周之線上的點，並且去除遮蔽壁之對象點的 集合之區域。
本發明之粒子射線治療設施的設計支援方法，係計算在複數間治療室模型中配置成最靠近之2間治療室模型之間中凹區域的體積或投影面積，並顯示於顯示裝置，因此可伴隨著治療室模型的配置位置而顯示凹區域的面積及體積的計算結果，而能以盡可能使凹區域減少之方式，將複數間治療室的配置最佳化。
1、1a、1b‧‧‧支架室模型
3‧‧‧支架前面面板
4‧‧‧支架主體
7‧‧‧中心線
8、8a、8b‧‧‧凹區域(局部凹區域)
9、9a、9b、9c、9d‧‧‧遮蔽壁
10‧‧‧配置區域框
14、14a、14b‧‧‧剩餘空間
15、15a、15b‧‧‧凹區域(剩餘空間凹區域)
16‧‧‧加速器模型
17‧‧‧輸送系統模型
18a、18b‧‧‧開放空間區域
19、19a、19b‧‧‧遮蔽壁
20a、20b‧‧‧支架室
21‧‧‧機房壁
23a、23b‧‧‧曲折通路
24a、24b‧‧‧旋轉支架
25‧‧‧計算機
26‧‧‧顯示裝置
27‧‧‧設計支援裝置
28a、28b‧‧‧凹區域顯示
29‧‧‧剩餘空間顯示
30‧‧‧支架室模型延長邊界
31‧‧‧帶電粒子射束
32‧‧‧X方向掃描電磁鐵
33‧‧‧Y方向掃描電磁鐵
34‧‧‧位置監視器
35‧‧‧線量監視器
36‧‧‧線量資料轉換器
37‧‧‧掃描電磁鐵電源
38‧‧‧照射管理裝置
39‧‧‧照射控制計算機
40‧‧‧照射控制裝置
41‧‧‧射束資料處理裝置
46‧‧‧射入裝置
47‧‧‧射出裝置
48‧‧‧患部(照射對象)
51‧‧‧粒子射線治療裝置
52‧‧‧射束產生裝置
53‧‧‧前段加速器
54‧‧‧加速器
55a、55b、55c、55d、55e、55f‧‧‧偏向電磁鐵
56a、56b‧‧‧旋轉支架搭載部
58、58a、58b‧‧‧粒子射線照射裝置
59‧‧‧射束輸送系統
70‧‧‧粒子射線治療設施
71‧‧‧加速器室
72a、72b‧‧‧模型對應框
73‧‧‧凹區域
S001、S002、S003、S004、S005、S006‧‧‧步驟
第1圖係顯示本發明實施形態1之粒子射線治療設施的支援設計方法之流程圖。
第2圖係顯示本發明治療室模型之圖。
第3圖係顯示第1圖之治療室模型的配置顯示例之圖。
第4圖係顯示第1圖之局部凹區域的體積或投影面積的計算結果顯示例之圖。
第5圖係顯示配置於本發明粒子射線治療設施之粒子射線治療裝置之概略構成圖。
第6圖係顯示第5圖之粒子射線治療裝置之構成之圖。
第7圖係用以說明2間治療室模型之間的凹區域之圖。
第8圖係顯示以最佳方式配置2間治療室模型之例之圖。
第9圖係顯示以最佳方式將2間治療室模型配置於配置對象空間之例之圖。
第10圖係顯示本發明實施形態1之粒子射線治療設施之例之圖。
第11圖係顯示本發明實施形態1之另外的粒子射線治療設施之例之圖。
第12圖係顯示本發明實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。
第13圖係顯示本發明實施形態3之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。
第14圖係顯示第13圖之局部凹區域及剩餘空間凹區域的體積或投影面積的計算結果顯示例之圖。
第15圖係用以說明粒子射線治療設施的剩餘空間之凹區域之圖。
第16圖係用以說明粒子射線治療設施的另外的剩餘空間之凹區域之圖。
第17圖係顯示本發明實施形態4之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。
第18圖係顯示本發明實施形態5之粒子射線治療設施的製造方法之流程圖。
第19圖係顯示以最佳方式將2間治療室模型、加速器模型配置於配置對象空間之例之圖。
第20圖係顯示本發明實施形態5之粒子射線治療設施之例之圖。
實施形態1
第1圖係顯示本發明實施形態1之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。第2圖係顯示本發明治療室模型之圖。第3圖係顯示第1圖之治療室模型的配置顯示例之圖。第4圖係顯示第1圖之局部凹區域的體積或投影面積的計算結果顯示例之圖。第5圖係配置於本發明粒子射線治療設施之粒子射線治療裝置之概略構成圖，第6圖係顯示第5圖之粒子射線治療裝置之構成之圖。首先，說明配置於粒子射線治療設施之粒子射線治療裝置之概要，之後說明粒子射線治療設施的設計支援方法。於第5圖中，粒子射線治療裝置51係具備射束產生裝置52、射束輸送系統59、以及粒子射線照射裝置58a、58b。射束產生裝置52係具有離子源(未圖示)、前段加速器53、以及加速器54。粒子射線照射裝置58a係設置於支架室20a的旋轉支架24a(參閱第20圖)。粒子射線照射裝置58b係設置於支架室20b的旋轉支架24b(參閱第20圖)。支架室20a、20b為設置有旋轉支架24a、24b之治療室。
射束輸送系統59的功用係進行加速器54與粒子射線照射裝置58a、58b之聯絡。射束輸送系統59的一部份係設置於旋轉支架24a，且於該部份設置有複數個偏向電磁鐵55a、55b、55c。射束輸送系統59的一部份設置於旋轉支架24b，且於該部份設置有複數個偏向電磁鐵55d、55e、55f。設置於旋轉支架24a之射束輸送系統59的一部份為旋轉支架搭載部56a，而設置於旋轉支架24b 之射束輸送系統59的一部份為旋轉支架搭載部56b。
屬於離子源所產生之質子射線等粒子射線之帶電粒子射束係由前段加速器53加速，並從射入裝置46射入加速器54。加速器54例如為同步加速器。帶電粒子射束被加速達預定的能量。從加速器54的射出裝置47射出之帶電粒子射束係經過射束輸送系統59而輸送至粒子射線照射裝置58a、58b。粒子射線照射裝置58a、58b係將帶電粒子射束照射至患者45的患部(照射對象)48(參閱第6圖)。粒子射線照射裝置的符號係總括地使用58，而在要區別說明時則使用58a、58b。
由射束產生裝置52產生，並被加速達預定的能量之帶電粒子射束31係經過射束輸送系統59而被引導至粒子射線至射裝置58。於第6圖中，粒子射線照射裝置58係具備：用以往屬於垂直於帶電粒子射束31之方向之X方向及Y方向掃描帶電粒子射束31之X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33、位置監視器34、線量監視器35、線量資料轉換器36、射束資料處理裝置41、掃描電磁鐵電源37、以及用以控制粒子射線照射裝置58之照射管理裝置38。照射管理裝置38係具備：照射控制計算機39及照射控制裝置40。線量資料轉換器36係具備：觸發產生部42、光點計數器43及光點間計數器44。另外，於第6圖中帶電粒子射束31的行進方向為-Z方向。
X方向掃描電磁鐵32係往X方向掃描帶電粒子射束31之掃描電磁鐵，Y方向掃描電磁鐵33係往Y 方向掃描帶電粒子射束31之掃描電磁鐵。位置監視器34係檢測用以計算由X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33所掃描之帶電粒子射束31於射束所通過之通過位置(重心位置)及尺寸之射束資訊。射束資料處理裝置41依據由位置監視器34所檢測出之包含複數個類比信號之射束資訊而演算帶電粒子射束31的通過位置(重心位置)及尺寸。再者，射束資料處理裝置41係產生顯示帶電粒子射束31的位置異常及尺寸異常之異常檢測訊號，並將該異常檢測訊號輸出至照射管理裝置38。
線量監視器35係檢測帶電粒子射束31的線量。照射管理裝置38係依據未圖示之治療計畫裝置所製作之治療計畫資料，而控制位於患者45的患部48之帶電粒子射束31的照射位置，並在由線量監視器35所測定並由線量資料轉換器36而轉換成數位資料之線量達到目標線量時，將帶電粒子射束31移動至下一個照射位置。掃描電磁鐵電源37係依據從照射管理裝置38輸出之對於X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33之控制輸入(指令)，而使X方向掃描電磁鐵32及Y方向掃描電磁鐵33之設定電流變化。
於此，將粒子射線照射裝置58的掃描照射方式設為在改變帶電粒子射束31的照射位置時不使帶電粒子射束31停止之光柵掃描照射方式，並為以光點掃描方式之方式使射束照射位置在光點位置間逐次移動之方式。光點計數器43係用以測量帶電粒子射束31的射束照射位 置為停留之期間的照射線量者。光點間計數器44係用以測量帶電粒子射束31的射束照射位置為移動之期間的照射線量者。觸發產生部42係用以在射束照射位置之帶電粒子射束31的線量達到目標照射線量時，產生線量達成訊號者。
接著，說明粒子射線治療設施的設計支援方法。粒子射線治療設施的設計支援方法係由計算機(電腦，computer)25執行，設計支援作業之中途狀況及計算結果會顯示於顯示裝置26。如第3圖所示，執行粒子射線治療設施的設計支援方法之設計支援裝置27係具備計算機25及顯示裝置26。於第1圖之步驟S001中，製作屬於治療室的3維模型之治療室模型(治療室模型製作步驟)。第2圖係顯示有治療室模型之一例。治療室模型係至少包含有與其他區域區別之邊界。屬於治療室模型之支架室模型1具有例如支架主體4、支架前面面板3、真空導管5、以及與支架主體4的內部區域連接之開放空間區域2。搭載有患者45之治療台6係配置成在治療時跨過屬於旋轉支架24a、24b之支架主體4之內部區域、以及屬於開放空間區域2之開放空間區域18a、18b(參閱第10圖)。真空導管5係射束輸送系統59的真空導管。另外，於記載支架室模型1之圖中，支架室模型1原則上是從上部觀看之俯視圖。
於步驟S002，於顯示屬於模型上的配置對象空間之模型空間的邊界之配置區域框10內，將複數間治療室模型配置於初始位置(治療室模型配置步驟)。由配置 區域框10所區隔出之空間係對應於配置對象空間之模型空間。例如，如第3圖所示，2個支架室模型1a、1b之位置係治療室模型的初始配置。治療室模型的初始配置係使2個支架室模型1a、1b隔開相當於遮蔽壁9的厚度之距離而鄰接配置。如此，就治療室模型的初始配置而言，複數間支架室模型1a、1b被配置於互相不會干涉之位置。如第3圖所示，執行過治療室模型配置步驟之結果係顯示於顯示裝置6。
於步驟S003中，計算所配置之治療室模型(支架室模型1a、1b)間之凹區域8(參閱第7圖)的體積或投影至地板方向之2維空間時的面積(投影面積)(局部凹區域計算步驟)。於步驟S004中，將在局部凹區域計算步驟中所計算之體積或投影面積顯示於顯示裝置26(凹區域計算結果顯示步驟)。為了將治療室模型(支架室模型1a、1b)間之凹區域8與後述之凹區域15作區別，亦適當稱為局部凹區域8。例如，局部凹區域計算步驟係在從計算機25的鍵盤或滑鼠等輸入器輸入計算開始指令時予以執行。如第4圖所示，執行過局部凹區域計算步驟及凹區域計算結果顯示步驟之結果係顯示於顯示裝置26。於第4圖中凹區域有2個，於開放空間區域2側記載凹區域8a，於支架主體4側記載凹區域8b。凹區域顯示28a為凹區域8a的體積或投影面積，凹區域顯示28b為凹區域8b的體積或投影面積。
於步驟S005中，判定來自操作者之支援作業是否結束，而在指示支援作業結束時予以結束，在尚未 指示支援作業結束時則移動至步驟S006。於步驟S006，因應於操作者的移動指示而將治療室模型移動配置(治療室模型移動步驟)。於步驟S006之執行後返回步驟S003，繼續進行支援作業。
使用第7圖，針對凹區域(局部凹區域)進行說明。第7圖係用以說明2間治療室模型間的凹區域之圖。凹區域(局部凹區域)的符號係總括地使用8，而在要區別說明時則使用8a、8b。在第7圖中，顯示將支架室模型1a、1b相對於中心線7配置成+45度及-45度之例。凹區域8係以下述方式定義。
凹區域8為包含點q的集合之區域。假設支架室模型1a、1b內的點的集合p。集合p可以式(1)之方式呈現。
其中，G為支架室模型1a、1b之集合區域。
若將集合區域G內的任意的2點設為p1、p2，則集合q可以式(2)之方式呈現。亦即，集合q為滿足條件1、條件2、條件3之集合。
q |條件1、條件2、條件3...(2)其中，條件1、條件2、條件3可分別由式(3)、式(4)、式(5)表示。
q=λ p1+(1-λ)p2...(3)
0<λ<1...(4)
另外，上述λ為實數。
於第7圖中，於中心線7上顯示點p1、p2之基準點a0。再者，點p1、p2係以自基準點a0之向量來顯示。
在配置有遮蔽壁9時，凹區域8為遮蔽壁9以外之區域。例如，在第4圖中，顯示有不包含遮蔽壁9之2個凹區域8a、8b。另外，若將遮蔽壁9的集合區域設為W，則滿足於式(2)追加條件4之式(6)之集合q，相當於第4圖所示之凹區域8a、8b。
q |條件1、條件2、條件3、條件4...(6)其中，條件4由式(7)表示。
凹區域8雖為上述之定義，惟亦可改寫下述者。凹區域8係設為鄰接之支架室模型1a、1b中用以連結相對向外周上各點(外周點)之線上的點，並且去除遮蔽壁9之點作為對象點時，包含該對象點之集合之區域。
第8圖係顯示以最佳方式配置2間治療室模型之例之圖。在第8圖中，將遮蔽壁9配置成相接於相鄰接之支架室模型1a、1b的支架主體4側的外周。於第8圖中，治療室模型間之凹區域的投影面積，亦即將凹區域8a、8b合計之區域之投影面積為支架室模型1a、或支架室模型1b之支架室模型的投影面積的1/4以下。
第9圖係以最佳方式將2間治療室模型配置 於配置對象空間之圖。在第9圖中，係在保持第8圖所示之支架室模型1a、1b的相對位置之狀態，在配置區域框10的右邊角配置支架室模型1a、1b。第9圖係結束第1圖之流程之作業後之配置。依據該第9圖之配置而製造之粒子射線治療設施70顯示於第10圖。第10圖係顯示本發明實施形態1之粒子射線治療設施之例之圖。第10圖之粒子射線治療設施70係於由機房壁21所圍繞的區域配置2間支架室20a、20b及遮蔽壁19a、19b。第9圖之配置區域框10係相當於由機房壁21所圍繞之區域之邊界。對應於第9圖之支架室模型1a、1b的外圍(邊界)之模型對應框72a、72b係以虛線顯示於第10圖。旋轉支架24a、24b係具備支架室模型1a、1b之支架主體4及支架前面面板3之實際的旋轉支架。開放空間區域18a、18b係相當於支架室模型1a、1b之開放空間區域2之空間。於第10圖之粒子射線治療設施70中，2間支架室20a、20b的相對位置係與第9圖之支架室模型1a、1b之相對位置相同。
藉由使用實施形態1之粒子射線治療設施的設計方法，可適當地將支架室模型1a、1b配置於配置區域框10內，而能以使原本屬於無需之無謂空間的凹區域8盡可能減少之方式，將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。在第9圖中，雖以長方形之例顯示配置區域框10，惟由於使用配合預定設置支架室20a、20b之機房形狀之配置區域框10(參閱第19圖)，而進行配置的檢討，故可將支架室20a、20b等的治療的形狀及尺寸，以及治療 室的設置場所的形狀及大小納入考量。
第11圖係顯示本發明實施形態1之另外的粒子射線治療設施之例之圖。第11圖之粒子射線治療設施70，為在支架室20a、20b設置曲折通路23a、23b之例。在第11圖中，在支架室20a的開放空間區域18a側及支架室20b的開放空間區域18b側配置用以形成曲折通路23a、23b之遮蔽壁19b、19c、19d、19e、19f、19g、19h，曲折通路23a、23b的入口分別配置有門22a、22b。
另外，當複數間治療室為3間以上時，將3間以上之治療室模型中配置成最靠近的2間治療室模型作為對象組，並按每組對象組執行局部凹區域計算步驟。於凹區域計算結果顯示步驟中，將按每組對象組計算出之局部凹區域8的體積或局部凹區域8的投影面積顯示於顯示於顯示裝置26。
實施形態1之粒子射線治療設施的設計支援方法係包含：治療室模型製作步驟，係製作屬於治療室(支架室20a、20b)的3維模型之治療室模型(支架室模型1)；治療室模型配置步驟，係於對應於配置對象空間之模型空間將複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)配置於初始位置；局部凹區域計算步驟，係計算在複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)中配置成最靠近之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)之間的屬於凹區域之局部凹區域8的體積，或計算將局部凹區域8投影至地板方向之2維空間時之投影面積；凹區域計算結果顯示步驟，係將於局部凹 區域計算步驟所計算之局部凹區域的體積或投影面積顯示於設計支援裝置27的顯示裝置26；以及治療室模型移動步驟，係在凹區域計算結果顯示步驟之後尚未有作業結束指示時，因應治療室模型(支架室模型1a、1b)的移動指示，於模型空間中移動治療室模型(支架室模型1a、1b)；其中，直至有作業結束指示為止，反覆進行局部凹區域計算步驟、凹區域計算結果顯示步驟、治療室模型移動步驟。實施形態1粒子射線治療設施的設計支援方法之局部凹區域8是包含配置成最為靠近之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)中用以連結相對向外周之線上的點的集合之區域，或是在配置成最為靠近之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)之間配置有遮蔽壁9之情況，包含在該情況下2間治療室模型(支架室模型1a、1b)中用以連結相對向外周之線上的點，並且去除遮蔽壁9之對象點的集合之區域。藉由如此構成，實施形態1之粒子射線治療設施的設計支援方法係因計算在複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)中配置成最靠近之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)之間中凹區域8的體積或投影面積，並顯示於顯示裝置26，因此可伴隨著治療室模型(支架室模型1a、1b)的配置位置而顯示凹區域8的面積及體積的計算結果，而能以盡可能使凹區域8減少之方式，將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
實施形態2
第12圖係顯示本發明實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。在實施形態1中係顯示依據操作者的指示而使支架室模型1移動，並在每次移動都計算凹區域8的體積或投影面劑之例，惟實施形態2係以計算機25藉由反覆計算而計算最佳值之例。第12圖之流程圖與第1圖之不同點在於追加步驟S010、步驟S011而取代第1圖之步驟S004、S005、S006。
針對與第1圖不同之步驟S010、S011進行說明。於步驟S010中，計算機25係移動屬於治療室模型之支架室模型1a、1b，並反覆複數次計算局部凹區域8的體積或投影面積，而計算局部凹區域8的體積或投影面積的最佳值(最佳值計算步驟)。局部凹區域8的體積或投影面積是否為最佳值之判定基準，例如為於配置區域框10內使局部凹區域8的體積或投影面積成為最小值。例如，在進行局部凹區域8的體積或投影面積的反覆計算時，藉由最陡下降法等決定治療室模型的下一個位置。
於步驟S011，將在步驟S010所計算之局部凹區域8的體積或投影面積的最佳值，以及計算出該最佳值之屬於治療室模型之支架室模型1a、1b的配置顯示於顯示裝置26(最佳值計算結果顯示步驟)。
另外，於步驟S010中當有複數個同等之最佳值時(準最佳值)，於步驟S011將分別對應於所抽出之準最佳值之局部凹區域8的體積或投影面積的準最佳值，及計算出該準最佳值之屬於治療室模型之支架室模型1a、1b 的配置顯示於顯示裝置26。
實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法係使計算機25藉由反覆計算而計算凹區域8的體積或投影面積的最佳值，故比實施形態1可在更短時間內以盡可能減少凹區域8之方式將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。再者，實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法係比實施形態1可更有效率地將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
另外，當複數間治療室為3間以上時，只要以3間治療室模型中配置成最靠近之2間治療室模型作為對象組，按每組對象組執行局部區域計算步驟，並於最佳值計算步驟中移動治療室模型，且按每組對象組反覆進行複數次局部凹區域8的體積或局部凹區域8的投影面積的計算即可。
實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法係包含：治療室模型製作步驟，係製作屬於治療室(支架室20a、20b)的3維模型之治療室模型(支架室模型1)；治療室模型配置步驟，係於對應於配置對象空間之模型空間將複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)配置於初始位置；局部凹區域計算步驟，係將在複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)中配置成最靠近之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)作為對象組，並按每組對象組計算對象組之2間治療室模型(支架室模型1a、1b)之間中屬於凹區域之局部凹區域8的體積，或計算將局部凹區域8投影至地 板方向之2維空間時之投影面積；最佳值計算步驟，係藉由設計支援裝置27移動治療室模型(支架室模型1a、1b)，並按每組對象組反覆複數次計算局部凹區域8的體積或局部凹區域8的投影面積，而計算最佳值；以及最佳值計算結果顯示步驟，係將於最佳值計算步驟中所計算之局部凹區域8的體積或投影面積的最佳值，以及對應於該情形之治療室模型(支架室模型1a、1b)的配置顯示於設計支援裝置27的顯示裝置26。藉由此構成，實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法由於藉由設計支援裝置27的計算機25進行反覆計算而計算凹區域8的體積或投影面積的最佳值，故比實施形態1可在更短時間內以盡可能減少凹區域8之方式將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。再者，實施形態2之粒子射線治療設施的設計支援方法係比實施形態1可更有效率地將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
實施形態3
在實施形態1中係顯示將局部凹區域8的體積或投影體積最佳化之例，惟期望在配置區域框10內之未配置支架室模型1之區域亦可確保能夠有效活用之區域。在實施形態3中，說明亦可將配置區域框10內之未配置支架室模型1之區域最佳化之粒子射線治療設施的設計支援方法。
在第13圖係顯示本發明實施形態3之粒子射線治療設施的支援方法之流程圖。第14係顯示第13圖 之局部凹區域及剩餘空間凹區域的體積或投影面積的計算結果顯示例之圖。第15圖係用以說明粒子射線治療設施的剩餘空間之凹區域之圖，第16圖係用以說明粒子射線治療設施的剩餘空間之另外的凹區域之圖。首先，使用第15圖及第16圖，說明粒子射線治療設施的剩餘空間(3維區域)及該剩餘空間之凹區域(剩餘空間凹區域)。剩餘空間之凹區域係適當稱為剩餘空間凹區域。由於要考量設備及構造部可配置之區域，故粒子射線治療設施的剩餘空間及剩餘空間凹區域係考量如第10圖配置有支架室20a、20b之俯視圖之2維區域，以及該2維區域從地板垂直延伸至天花板之3維區域。
第15圖、第16圖的箭號的左側為配置有支架室模型1a、1b之俯視圖。第15圖、第16圖的右側為將剩餘空間及剩餘空間凹區域抽出者。於第15圖，在配置區域框10的右側係使支架室模型1a、1b以相接於遮蔽壁9之方式鄰接配置。另外，第15圖的箭號顯示右側的剩餘空間14a及剩餘空間凹區域15a係從左側的支架室模型1a、1b的配置資訊所抽出者。第16圖之箭號亦代表相同意義。於第16圖，在配置區域框10的右側係使互相反轉之支架室模型1a、1b以相接於遮蔽壁9之方式鄰接配置。剩餘空間14a、14b係從以配置區域框10所示邊界之配置對象空間中減去配置有複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)之治療室模型關連區域之空間。第15圖之剩餘空間14a係由在複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)間 配置之遮蔽壁9、治療室模型的外周及配置區域框10所分離之空間。第16圖之剩餘空間14b係位於支架室模型延長邊界30左側之空間，該支架室模型延長邊界30係將與相接於配置區域框10之支架室模型1a不同之支架室模型1b之左側的外周線往配置區域框10的上側及下側延伸者。於支架室模型延長邊界30的右側的空間係在支架室模型1b的上側及支架室模型1a的下側等剩餘有若干空間，惟於此係預定配置遮蔽壁9，而並非可有效活用之空間，故不設為剩餘空間。
治療室模型關連區域的2維區域係包含由複數間治療室(支架室模型1a、1b)、在複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)間配置之遮蔽壁9、治療室模型的外周及配置區域框10所分離之區域的區域，再者，為從將治療室模型的外周線延長至配置區域框10之治療室模型延長邊界(支架室模型延長邊界30)中不存在有治療室模型之外側區域。治療室模型關連區域的3維區域係治療室模型關連區域的2維區域從地板垂直延伸至天花板之3維區域。第16圖之剩餘空間14b的2維區域係前述外側區域。
第15圖之剩餘空間14a之凹區域15a及第16圖之剩餘空間14b之凹區域15b係與實施形態1所說明之凹區域8為相同之定義。其中，任意的2點p1、p2皆為剩餘空間14a或剩餘空間14b之點。剩餘空間凹區域15a、15b雖與實施形態1為相同定義，惟亦可改寫成下述者。剩餘空間凹區域15a係包含治療室模型關連區域側中用以 連結剩餘空間14a的相對向外周上各點(外周點)之線上的點的集合之區域。同樣地，剩餘空間凹區域15b係包含治療室模型關連區域側中用以連結剩餘空間14b的相對向外周上各點(外周點)之線上的點之區域。另外，剩餘空間的符號係總括地使用14，而在區別說明時使用14a、14b。剩餘空間凹區域的符號係總括地使用15，而在區別說明時使用15a、15b。
剩餘空間14係較佳係成為凸集合。例如，剩餘空間14的2維區域即便是在相同面積下，相較於形成為L字形，形成為四角形者更容易運用。此係由於四角形為凸集合，但L字形具有凹部分而未成為凸集合。實施形態3之粒子射線治療設施之設計支援方法係依據操作者的指示而使支架室模型1移動，並在每次移動時計算局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積之例。
說明第13圖之流程圖。第13圖之流程圖與第1圖之不同點在於追加步驟S012、步驟S013來取代第1圖之步驟S004。針對與第1圖不同之步驟S012、S013進行說明。
於步驟S012中，計算機25係求出從顯示配置對象空間之配置區域框10減去配置有治療室模型(支架室模型1a、1b)之治療室模型關連區域之剩餘空間14，並計算剩餘空間14之凹區域(剩餘空間凹區域15)的體積、或投影於2維空間時的面積(投影面積)(剩餘空間凹區域計算步驟)。於步驟S013中，將在局部凹區域計算步驟及剩餘 空間凹區域計算步驟所計算之體積或投影面積顯示於顯示裝置26(凹區域計算結果顯示步驟)。例如，在輸入步驟S003的局部凹區域計算步驟的計算開始指令時，執行局部凹區域計算步驟及剩餘空間凹區域計算步驟。如第14圖所示，執行過局部凹區域計算步驟、剩餘空間凹區域算步驟及凹區域計算結果顯示步驟之結果係顯示於顯示裝置26。
於第14圖中，局部凹區域有2個，於開放空間區域2側記載局部凹區域8a，於支架主體4側記載局部凹區域8b。於剩餘空間顯示29顯示剩餘空間14及剩餘凹區域15。凹區域顯示28a係局部凹區域8a的體積或投影面積，凹區域顯示28b係局部凹區域8b的體積或投影面積。凹區域顯示28c係剩餘空間凹區域15的體積或投影面積。
如第15圖、第16圖所示之支架室模型1a、1b的配置係初始位置之差。由於藉由操作者之移動指示而尋找最佳值，故一般會從第14圖所示之支架室模型1a、1b的初始位置到達第15圖之支架室模型14a、1b的配置。要得到第16圖所示之支架室模型1a、1b的配置，只要繼續將初始位置執行使支架室模型1a、1b互相反轉，或於步驟S006使其中一方的支架室模型反轉即可。
實施形態3之粒子射線治療設施的設計支援方法係計算局部凹區域8及剩餘空間凹區域15，並進行治療室模型(支架室模型1a、1b)之配置顯示、局部凹區域8及剩餘空間凹區域15之顯示，且顯示局部凹區域8及剩 餘空間凹區域15的體積或投影面積的計算結果。藉由使用實施形態3之粒子射線治療設施的設計支援方法，可將治療室模型(支架室模型1a、1b)適當地配置於配置區域框10內，以使屬於無謂區域之局部凹區域8盡可能減少之方式，且盡可能使未配置治療室模型之剩餘空間14之剩餘空間凹區域15盡可能減少之方式，使複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
實施形態4
第17圖係顯示本發明實施形態4之粒子射線治療設施的設計支援方法之流程圖。在實施形態3係顯示依據操作者的指示使支架室模型1移動，並於每次移動計算局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積之例，惟實施形態4係由計算機25進行反覆計算而計算最佳值之例。第17圖之流程圖與第13圖之流程圖之不同點在於，追加步驟S020、步驟S021取代第13圖之步驟S013、S005、S006。
針對與第13圖不同之步驟S020、S021進行說明。於步驟S020，計算機25係移動屬於治療室模型之支架室模型1a、1b，並反覆進行複數次計算局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積，而計算局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積的最佳值(最佳值計算步驟)。局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積是否為最佳值之判定基準，例如為於配置區域框10內使局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或 投影面積成為最小值。例如，在局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積的反覆計算時，藉由最陡下降法等決定治療室模型的下一個位置。
再者，局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積是否為最佳值之判定基準，亦可以對局部凹區域8與剩餘空間凹區域15賦予加權之評估函數值為最小值之方式。藉由對局部凹區域8及剩餘空間凹區域15賦予加權而進行評估，相較於未進行加權之方法更能夠將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
於步驟S021，將於步驟S020所計算之局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積的最佳值、以及計算出該最佳值之屬於治療室模型之支架室模型1a、1b的配置顯示於顯示裝置26。
另外，於步驟S020中有複數個同等之最佳值(準最佳值)時，於步驟S021將分別對應於所抽出之準最佳值之局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積的準最佳值，及計算出該準最佳值之屬於治療室模型之支架室模型1a、1b的配置顯示於顯示裝置26(最佳值計算結果顯示步驟)。
第15圖、第16圖所示之支架室模型1a、1b之配置雖會有因初始位置之差異而不同之情形，惟只要於支架室模型1a、1b的配置變更中採用基因演算法，則無關於初始位置即可因應局部凹區域8及剩餘空間凹區域15的體積或投影面積的最佳值而達到第15圖、第16圖之配 置。
實施形態4之粒子射線治療設施的設計支援方法由於使計算機25藉由反覆計算而計算凹區域(凹區域8及剩餘空間凹區域15)的體積或投影面積的最佳值，故比實施形態3可在更短時間內以盡可能減少局部凹區域8及剩餘空間凹區域15之方式將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。再者，實施形態4之粒子射線治療設施的設計支援方法係比實施形態3可更有效率地將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
實施形態5
第18圖係顯示本發明實施形態5之粒子射線治療設施的製造方法之流程圖。第19圖係顯示於配置對象空間以最佳方式配置2間治療室模型、加速器模型之例之圖，第20圖係顯示本發明實施形態5之粒子射線治療設施之例之圖。在實施形態5中，說明亦考量加速器的配置之粒子射線治療設施之製造方法。
於步驟S031，於顯示配置對象空間之配置區域框10中，將加速器模型16配置於初始位置(加速器模型配置步驟)。於步驟S032中，於配置區域框10中使用實施形態1至4所說明之粒子射線治療設施的設計支援方法將複數間治療室模型(支架室模型1a、1b)配置於最佳的位置(治療室模型最佳配置步驟)。於步驟S033，於配置區域框10中，將連接加速器模型16與複數間治療室模型(支架 室模型1a、1b)之輸送系統模型17予以配置(輸送系統模型配置步驟)。
第19圖所示之配置區域框10係與配置有粒子射線治療裝置15的機房的形狀相同者，在第20圖中以虛線之框顯示。第19圖係結束第18圖之流程圖的作業後之配置。將依據該第19圖之配置而製造出之粒子射線治療設施70顯示於第20圖。第20圖之粒子射線治療設施70係於機房壁21的左側之區域設置由遮蔽壁19區隔出之2間支架室20a、20b、及加速器室71。於加速器室71配置有加速器54、前段加速器53，於支架室20a、20b分別配置有旋轉支架24a、24b。射束輸送系統59係配置成跨過支架室20a、20b、加速器室71。於第20圖之粒子射線治療設施70中，2間支架室20a、20b、加速器54、射束輸送系統59係與第19圖的支架室模型1a、1b的支架主體4、加速器模型16、輸送系統模型17的相對位置相同。
第19圖所示之支架室模型1a、1b之配置係第8圖所說明之配置例。如實施形態1所說明，治療室模型間中局部凹區域8的投影面積，亦即使凹區域8a、8b合計之區域之投影面積，為支架室模型1a或支架室模型1b之支架室模型的投影面積的1/4以下。因此，與第20圖所示之粒子射線治療設施70之支架室模型1a、1b的邊界對應之模型對應框72a、72b之間之局部凹區域73的投影面積，亦即使與將第20圖所示之4個局部凹區域73合計之區域對應之區域之投影面積為模型對應框72a或模型對應 框72b的投影面積的1/4以下。由模型對應框72a、72b所圍繞之區域為虛擬支架區域。在虛擬支架區域中，支架室模型1的開放空間區域2為開放空間區域，支架室模型1的開放空間區域2以外之區域，亦即包含支架室模型1的支架主體4與支架前面面板3之區域為支架區域。
實施形態5之粒子射束治療設施的製造方法係在製造具備有：分別設置有旋轉支架24a、24b之複數間支架室20a、20b、加速器54、以及射束輸送系統59之粒子射線治療設施70時，對於複數間支架室20a、20b的配置使用實施形態1至4之粒子射線治療設施的設計支援方法，藉此可將支架室模型1a、1b適當地配置於配置區域框10內，而可以盡可能減少屬於無謂空間之局部凹區域8及剩餘空間凹區域15之方式，將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。再者，實施形態5之粒子射線治療設施的製造方法係使用配合預定設置支架室20a、20b之機房形狀之形狀之配置區域框10，而進行配置的檢討，故可將支架室20a、20b等治療室的形狀及大小，以及治療室的設置場所的形狀及大小納入考量。
實施形態5之粒子射線治療設施的製造方法，係包括：加速器模型配置步驟，係於對應於配置對象空間之模型空間配置對應於加速器54之加速器模型16；治療室最佳配置步驟，係於模型空間配置複數個屬於治療室(支架室20a、20b)的3維模型之治療室模型(支架室模型1a、1b)；以及輸送系統模型配置步驟，係於模型間中將對 應於射束輸送系統59之輸送系統模型17連接於加速器模型16及治療室模型(支架室模型1a、1b)而加以配置。治療室模型最佳配置步驟係使用實施形態1至4所示之粒子線治療設施的設計支援方法，而決定治療室模型(支架室模型1a、1b)的配置。藉由該構成，實施形態5之粒子射線治療設施的製造方法係使用配合預定設置複數間治療室(支架室20a、20b)之機房形狀之形狀之配置區域框10，而進行配置的檢討，故可製造將支架室20a、20b等治療室的形狀及大小，以及治療室的設置場所的形狀及大小納入考量之粒子射線治療設施。
實施形態5之粒子射線治療設施係包括：射束產生裝置52，係使帶電粒子射束31產生，並使帶電粒子射束31由加速器54加速；射束輸送系統59，係輸送由加速器54所加速之帶電粒子射束31；複數個粒子射線照射裝置58a、58b，係將由射束輸送系統59所輸送之帶電粒子射束31照射於照射對象(患部48)；複數個旋轉支架24a、24b，係搭載粒子射線照射裝置58a、58b之各者，並對照射對象(患部48)從任意的方向照射帶電粒子射束31；以及複數間治療室(支架室20a、20b)，係設置有旋轉支架24a、24b之各者。將包括包含旋轉支架24a、24b的主體及前面面板之支架區域、及與治療室(支架室20a、20b)之旋轉支架24a、24b之主體的內部區域連接之開放空間區域之區域設為虛擬支架區域，並將包含在隔著遮蔽壁19而配置成最靠近之2間治療室(支架室20a、20b)之間中用以連結 2個虛擬支架區域間之相對向外周之線上的點，並且去除遮蔽壁19之對象點之集合之區域設為局部凹區域73，而複數間治療室(支架室20a、20b)之配置係使在複數間治療室中配置成最靠近之2間治療室(支架室20a、20b)之間之局部凹區域73投影至地板方向之2維空間時的投影面積，配置為將虛擬支架區域投影至地板方向之2維空間時的投影面積的1/4以下。藉由此構成，實施形態5之粒子射線治療設施可以盡可能減少局部凹區域73之方式，將複數間治療室(支架室20a、20b)的配置最佳化。
另外，雖於複數間支架室模型以外周(邊界)分別為相同者進行圖示，惟各個支架室模型係配合實際的旋轉支架而製作者，即便是外周(邊界)不同之複數間支架室模型，亦可應用本發明。再者，雖說明掃描照射方式作為粒子射線照射裝置58的照射方式，惟本發明亦可應用於具備以散射體將帶電粒子射束31散射擴大，並將擴大之帶電粒子射束31配合照射對象13的形狀形成照射區之寬照射方式之粒子射線照射裝置58之粒子射線治療設施70。再者，亦可應用於具備與實施形態1所說明之掃描照射方式不同之另外的掃描照射方式，亦即光點掃描、光柵掃描等粒子射線照射裝置58之粒子射線治療設施70。再者，本發明在該發明的範圍內，可自由組合各實施形態，或適當變形省略各實施形態。
S001、S002、S003、S004、S005、S006‧‧‧步驟

Claims (8)

  1. 一種粒子射線治療設施的設計支援方法，係以設計支援裝置支援將複數間治療室配置於預先決定之配置對象空間之配置設計，該複數間治療室係設置有對照射對象從任意的方向照射帶電粒子射束之旋轉支架，前述粒子射線治療設施的設計支援方法包含：治療室模型製作步驟，係製作屬於前述治療室的3維模型之治療室模型；治療室模型配置步驟，係於對應於前述配置對象空間之模型空間將複數間前述治療室模型配置於初始位置；局部凹區域計算步驟，係計算在複數間前述治療室模型中配置成最靠近之2間前述治療室模型之間的屬於凹區域之局部凹區域的體積，或計算將前述局部凹區域投影至地板方向之2維空間時之投影面積；凹區域計算結果顯示步驟，係將於前述局部凹區域計算步驟所計算之前述局部凹區域的體積或前述投影面積顯示於前述設計支援裝置的顯示裝置；以及治療室模型移動步驟，係在前述凹區域計算結果顯示步驟之後尚未有作業結束指示時，因應前述治療室模型的移動指示，於前述模型空間中移動前述治療室模型；其中，直至有前述作業結束指示為止，反覆進行前述局部凹區域計算步驟、前述凹區域計算結果顯示步驟、前述 治療室模型移動步驟，前述局部凹區域是包含配置成最為靠近之2間前述治療室模型中連結相對向外周之線上的點的集合之區域，或是在配置成最為靠近之2間前述治療室模型之間配置有遮蔽壁之情況，包含在該情況下2間前述治療室模型中連結相對向外周之線上的點，並且去除前述遮蔽壁之對象點的集合之區域。
  2. 一種粒子射線治療設施的設計支援方法，係以設計支援裝置支援將複數間治療室配置於預先決定之配置對象空間之配置設計，該複數間治療室係設置有對照射對象從任意的方向照射帶電粒子射束之旋轉支架，前述粒子射線治療設施的設計支援方法包含：治療室模型製作步驟，係製作屬於前述治療室的3維模型之治療室模型；治療室模型配置步驟，係於對應於前述配置對象空間之模型空間將複數間前述治療室模型配置於初始位置；局部凹區域計算步驟，係將在複數間前述治療室模型中配置成最靠近之2間前述治療室模型作為對象組，並按每組前述對象組計算前述對象組之2間前述治療室模型之間的屬於凹區域之局部凹區域的體積，或計算將前述局部凹區域投影至地板方向之2維空間時之投影面積；最佳值計算步驟，係藉由前述設計支援裝置移動前 述治療室模型，並反覆複數次計算前述局部凹區域的體積或前述局部凹區域的投影面積，而計算最佳值；以及最佳值計算結果顯示步驟，係將於前述最佳值計算步驟中所計算之前述局部凹區域的體積之最佳值或前述投影面積的最佳值，以及對應於該情形之前述治療室模型的配置顯示於前述設計支援裝置的顯示裝置；其中，前述局部凹區域是包含：配置成最為靠近之2間前述治療室模型中連結相對向外周之線上的點的集合而成之區域，或是在配置成最為靠近之2間前述治療室模型之間配置有遮蔽壁之情況，在該情況下2間前述治療室模型中連結相對向外周之線上的點，並且去除前述遮蔽壁之對象點的集合而成之區域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之粒子射線治療設施的設計支援方法，其中，更包含：剩餘空間凹區域計算步驟，求出從前述模型空間減去包含複數間前述治療室模型之治療室模型關連區域之剩餘空間，並計算屬於前述剩餘空間之凹區域之剩餘空間凹區域的體積、或將前述剩餘空間凹區域投影於地板方向之2維空間時的投影面積；前述剩餘空間凹區域係包含前述治療室模型關連區域側中連結前述剩餘空間的相對向外周之線上的點的集合而成之區域；前述凹區域計算結果顯示步驟係將前述局部凹區 域計算步驟的計算結果、前述剩餘空間凹區域計算步驟所計算之前述剩餘空間凹區域的體積或前述投影面積顯示於前述顯示裝置。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之粒子射線治療設施的設計方法，其中，更包括：剩餘空間凹區域計算步驟，求出從前述模型空間減去包含複數間前述治療室模型之治療室模型關連區域之剩餘空間，並計算屬於前述剩餘空間之凹區域之剩餘空間凹區域的體積、或將前述剩餘空間凹區域投影於地板方向之2維空間時的投影面積；前述剩餘空間凹區域係包含前述治療室模型關連區域側中連結前述剩餘空間的相對向外周之線上的點的集合而成之區域；前述最佳值計算步驟係在每次由設計支援裝置移動前述治療室模型時，按每組前述對象組反覆進行複數次前述局部凹區域的體積或前述局部凹區域的前述投影面積之計算，及前述剩餘空間凹區域的體積或前述剩餘空間凹區域的前述投影面積之計算，而計算最佳值；前述最佳值計算結果顯示步驟係將由前述最佳值計算手段所計算之前述局部凹區域的體積的最佳值或前述投影面積的最佳值、前述剩餘空間凹區域的體積的最佳值或前述投影面積的最佳值、以及對應於該情形之前述治療室模型的配置顯示於前述設計支援裝置的顯示裝置。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之粒子射線治療設施的設計支援方法，其中，前述最佳值計算步驟係依據對前述局部凹區域及前述剩餘空間凹區域之間賦予加權之評估函數，而計算前述局部凹區域的體積的最佳值或前述投影面積的最佳值，以及前述剩餘空間區域的體積的最佳值或前述投影面積的最佳值。
  6. 一種粒子射線治療設施的製造方法，係將粒子射線治療裝置的加速器、輸送由前述加速器所加速之帶電粒子射束之射束輸送系統、及設置有對照射對象從任意方向照射前述帶電粒子射束之旋轉支架之複數間治療室設置於預先決定之配置對象空間，該粒子射線治療設施的製造方法包括：加速器模型配置步驟，係於對應於前述配置對象空間之模型空間中，配置對應於前述加速器之加速器模型；治療室模型最佳配置步驟，係於前述模型空間中配置複數間屬於前述治療室的3維模型之治療室模型；以及輸送系統模型配置步驟，係於前述模型空間中，將對應於前述射束輸送系統之輸送系統模型連接於前述加速器模型及前述治療室模型而加以配置；其中，前述治療室模型最佳配置步驟係使用申請專利範圍第1至5項中任一項所述之粒子射線治療設施的設計支援方法而決定前述治療室模型的配置。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之粒子射線治療設施的製造方法，其中，前述治療室模型最佳配置步驟係以前述局部凹區域的前述投影面積成為前述治療室模型的前述投影面積的1/4以下之方式配置前述治療室模型。
  8. 一種粒子射線治療設施，係包括：射束產生裝置，係產生帶電粒子射束，並使前述帶電粒子射束由加速器加速；射束輸送系統，係輸送由前述加速器所加速之前述帶電粒子射束；複數個粒子射線照射裝置，係將由前述射束輸送系統所輸送之前述帶電粒子射束照射於照射對象；複數個旋轉支架，係搭載各個前述粒子射線照射裝置，並對照射對象從任意的方向照射前述帶電粒子射束；以及複數間治療室，係設置各個前述旋轉支架；其中，將包括包含前述旋轉支架的主體及前面面板之支架區域、及與前述治療室之前述旋轉支架之前述主體的內部區域連接之開放空間區域而成之區域設為虛擬支架區域，將包含在隔著遮蔽壁而配置成最靠近之2間治療室之間中，連結2個前述虛擬支架區域間之相對向外周之線上的點，並且為去除前述遮蔽壁之對象點之集合而成之區域設為局部凹區域，複數間前述治療室之配置係使在複數間前述治療 室中配置成最靠近之2間前述治療室之間之前述局部凹區域投影至地板方向之2維空間時的投影面積，配置為將前述虛擬支架區域投影至地板方向之2維空間時的投影面積的1/4以下。
TW104112669A 2014-11-21 2015-04-21 粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施 TWI549714B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2014/080899 WO2016079864A1 (ja) 2014-11-21 2014-11-21 粒子線治療施設の設計支援方法、粒子線治療施設の製造方法、及び粒子線治療施設

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201618830A TW201618830A (zh) 2016-06-01
TWI549714B true TWI549714B (zh) 2016-09-21

Family

ID=56013466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW104112669A TWI549714B (zh) 2014-11-21 2015-04-21 粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170235855A1 (zh)
EP (1) EP3222321A4 (zh)
JP (1) JP6279099B2 (zh)
CN (1) CN106999724A (zh)
TW (1) TWI549714B (zh)
WO (1) WO2016079864A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2021421B1 (en) * 2018-08-03 2020-02-12 Itrec Bv Proton Therapy Gantry
CN112747669B (zh) * 2020-12-09 2022-02-11 浙江大学 一种基于双频激光干涉对光镊系统微粒位移探测的装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5526166B2 (zh) * 1975-03-06 1980-07-11
US7397054B2 (en) * 2004-07-28 2008-07-08 Hitachi, Ltd. Particle beam therapy system and control system for particle beam therapy
JP2011072460A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Hitachi Ltd 粒子線治療施設
US8462912B2 (en) * 2009-08-31 2013-06-11 Analogic Corporation Computed tomography examination and particle therapy treatment
US8546769B2 (en) * 2010-11-11 2013-10-01 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Charged particle beam irradiation apparatus, charged particle beam irradiating method, and method of attaching and detaching transport line
US20140275699A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Varian Medical Systems, Inc. Compact proton therapy system with energy selection onboard a rotatable gantry

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01121972A (ja) * 1987-11-05 1989-05-15 Toshiba Corp レイアウト設計エキスパートシステム
JP2824363B2 (ja) * 1992-07-15 1998-11-11 三菱電機株式会社 ビーム供給装置
JPH10124566A (ja) * 1996-08-26 1998-05-15 Kobe Steel Ltd プラントレイアウト設計方法及び装置
US5851182A (en) * 1996-09-11 1998-12-22 Sahadevan; Velayudhan Megavoltage radiation therapy machine combined to diagnostic imaging devices for cost efficient conventional and 3D conformal radiation therapy with on-line Isodose port and diagnostic radiology
JP2001522098A (ja) * 1997-10-30 2001-11-13 ドクター・バルデヴェグ・ゲーエムベーハー 画像処理方法および装置
DE10010523C2 (de) * 2000-03-07 2002-08-14 Schwerionenforsch Gmbh Ionenstrahlanlage zur Bestrahlung von Tumorgewebe
JP3394024B2 (ja) * 2000-09-12 2003-04-07 ダイダン株式会社 機器配置装置及び機器配置設計方法
WO2002025596A2 (en) * 2000-09-19 2002-03-28 Draftlogic System Inc, System for client-driven automated computer-aided drafting
DE102005035141A1 (de) * 2005-07-22 2007-02-01 GSI Gesellschaft für Schwerionenforschung mbH Bestrahlungseinrichtung
US9213785B2 (en) * 2009-02-03 2015-12-15 Thomas Plewe Systems and methods for component-based architecture design
JP2011092424A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Sumitomo Heavy Ind Ltd 加速粒子照射設備
JP2011182987A (ja) * 2010-03-09 2011-09-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 加速粒子照射設備
US8481979B2 (en) * 2010-09-09 2013-07-09 Mitsubishi Electric Company Particle beam therapy system with respiratory synchronization control
BR112013023752A2 (pt) * 2011-03-17 2016-12-13 Aditazz Inc método com base em computador para realizar um sistema de construção, e, sistema
US20120259594A1 (en) * 2011-04-08 2012-10-11 Azam Khan Bim based 3-d visualization
KR102059904B1 (ko) * 2012-12-14 2019-12-30 삼성전자주식회사 건물 평면도 제공장치 및 방법
JP6053938B2 (ja) * 2013-08-29 2016-12-27 三菱電機株式会社 粒子線治療システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5526166B2 (zh) * 1975-03-06 1980-07-11
US7397054B2 (en) * 2004-07-28 2008-07-08 Hitachi, Ltd. Particle beam therapy system and control system for particle beam therapy
US8462912B2 (en) * 2009-08-31 2013-06-11 Analogic Corporation Computed tomography examination and particle therapy treatment
JP2011072460A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Hitachi Ltd 粒子線治療施設
US8546769B2 (en) * 2010-11-11 2013-10-01 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Charged particle beam irradiation apparatus, charged particle beam irradiating method, and method of attaching and detaching transport line
US20140275699A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Varian Medical Systems, Inc. Compact proton therapy system with energy selection onboard a rotatable gantry

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016079864A1 (ja) 2016-05-26
TW201618830A (zh) 2016-06-01
EP3222321A4 (en) 2018-08-01
JP6279099B2 (ja) 2018-02-14
JPWO2016079864A1 (ja) 2017-05-18
US20170235855A1 (en) 2017-08-17
EP3222321A1 (en) 2017-09-27
CN106999724A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5791786B2 (ja) 回転ガントリ及び粒子線治療装置
JP5954705B2 (ja) 照射計画装置、照射計画プログラム、照射計画決定方法、および荷電粒子照射システム
CN110152206B (zh) 用于辐射疗法治疗计划的系统
CN105636331B (zh) 电子直线加速器
JP5976353B2 (ja) 荷電粒子照射システムおよび照射計画装置
TWI549714B (zh) 粒子射線治療設施之設計支援方法、粒子射線治療設施之製造方法，以及粒子射線治療設施
US11247073B2 (en) Particle radiation therapy apparatus
JP5401391B2 (ja) 粒子線治療計画装置及び治療計画方法
TWI589327B (zh) 粒子線照射室及粒子線治療裝置
JP5976474B2 (ja) 粒子線照射システムおよび治療計画装置
JPWO2018116354A1 (ja) 放射線照射計画装置、臨床判断支援装置およびプログラム
US20230149742A1 (en) Systems and methods for modeling radiation source
JP6196912B2 (ja) 治療計画装置および治療計画情報を作成するプログラム
TW201332604A (zh) 帶電粒子束照射裝置
JP2022189968A (ja) 中性子捕捉療法システム
JP6085070B1 (ja) 治療計画装置および粒子線治療装置
JP2013132489A (ja) 治療計画装置および粒子線治療システム
US20170252581A1 (en) Particle beam treatment system
TW201900236A (zh) 粒子線治療裝置
JP2022154269A (ja) 治療計画装置、治療計画生成方法及びコンピュータプログラム
JP2017070851A (ja) 粒子線治療装置

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees