TWI551323B - Charged particle beam irradiation device - Google Patents
Charged particle beam irradiation device Download PDFInfo
- Publication number
- TWI551323B TWI551323B TW103131362A TW103131362A TWI551323B TW I551323 B TWI551323 B TW I551323B TW 103131362 A TW103131362 A TW 103131362A TW 103131362 A TW103131362 A TW 103131362A TW I551323 B TWI551323 B TW I551323B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- charged particle
- particle beam
- electromagnet
- control unit
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 126
- 239000001064 degrader Substances 0.000 description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 14
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 7
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 1
- 238000011946 reduction process Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
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
- A61N5/1077—Beam delivery systems
- A61N5/1081—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
-
- 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
- A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
- A61N5/1043—Scanning the radiation beam, e.g. spot scanning or raster scanning
-
- 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
-
- 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
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Description
本發明係有關一種向被照射體照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置。
以往,作為放射線治療中所利用之帶電粒子束照射裝置已知有專利文獻1中所公開之帶電粒子束照射裝置。專利文獻1中記載有如下帶電粒子束照射裝置:蓄積對應於被照射體內的複數個點的每一個點之參數,作為1個總發送訊號向激磁部輸出對應於該參數中的規定點之參數,依據參數使帶電粒子束依次射入於規定點。該帶電粒子束照射裝置結束帶電粒子束的對某一層的所有點的照射之後,改變帶電粒子束的能量,對下一個層的點照射帶電粒子束。
專利文獻1:日本特開2011-239841號專利公報
但是,在帶電粒子束照射裝置中,為了減輕治療時患者的負擔要求縮短照射時間。然而,前述習知之帶電粒子束照射裝置在每切換照射層時,需發送與切換後之層的複數個點所對應之參數,切換層時花費時間。
因此,本發明的目的為縮短層切換時間並縮短照射時間。
本發明的帶電粒子束照射裝置具備:加速器,係加速帶電粒子而射出帶電粒子束;照射部,係向被照射體照射帶電粒子束;輸送線路,係向照射部輸送從加速器射出之帶電粒子束;能量調整部,係設置於輸送線路,並調整帶電粒子束的能量;複數個電磁鐵,係設置在比輸送線路中的能量調整部更靠下游側;電磁鐵電源,係對應於各個複數個電磁鐵而設置;以及,控制部,係依據帶電粒子束的能量而控制電磁鐵的參數,其中,電磁鐵電源具有記憶部,其用以記憶被照射體中的被照射有帶電粒子束之每一層的電磁鐵的參數,控制部用以對電磁鐵電源發送有關層切換之訊號。
本發明的帶電粒子束照射裝置中,電磁鐵電源具有記憶部,其用以記憶被照射體中的每一層的電磁鐵的參數。並且,控制部用以對電磁鐵電源發送有關層切換之訊號。因此,電磁鐵電源能夠依據從控制部發送之有關層切換之
訊號而設定記憶於自身記憶部之其中一層的電磁鐵的參數。是以,於電磁鐵電源的記憶部記憶各層電磁鐵的參數,從而在進行層切換時,控制部無需向電磁鐵電源發送各層的參數本身,而只需發送通知切換時刻之訊號即可。藉此,能夠縮短層切換時間並縮短照射時間。
並且,帶電粒子束照射裝置中,控制部發送用以特定層之訊號作為有關層切換之訊號,電磁鐵電源依據已從控制部接收之用以特定層之訊號而設定針對每一層所記憶之電磁鐵的參數中的其中一層的參數。控制部發送特定層之訊號,藉此,電磁鐵電源能夠單值特定切換之後所設定之層的參數。藉此,層切換處理變得容易。
並且,帶電粒子束照射裝置更具備可以旋轉在被照射體的周圍之旋轉機架,照射部安裝於旋轉機架,能量調整部設置於加速器與旋轉機架之間。照射部安裝於旋轉機架,從而能夠從多個方向對被照射體照射帶電粒子束。藉此,能夠更加有效地向被照射體照射帶電粒子束。並且,能量調整部設置於加速器與旋轉機架之間,藉此,能夠在向被照射體照射從加速器射出之帶電粒子束之前可靠地調整該從加速器射出之帶電粒子束的能量。
並且,帶電粒子束照射裝置中,能量調整部設置於比旋轉機架更靠近加速器之位置。能量調整部係接收帶電粒子束而降低該帶電粒子束的能量者,並且係進行高度放射化而生成γ射線和中子束等者。因此,假設將能量調整部靠近旋轉機架側(亦即被照射體側)配置之情況下,在被
照射體側涉及照射之構成內的放射線量有可能變高。就這一問題,將能量調整部設置於加速器側,能量調整部在充份遠離被照射體之位置進行能量調整,藉此能夠抑制在被照射體側涉及照射之構成內的放射線量變高。
依本發明,能夠縮短層切換時間並縮短照射時間。
1‧‧‧帶電粒子束照射裝置
11‧‧‧加速器
12‧‧‧照射噴嘴
13‧‧‧射束輸送線路
18‧‧‧降能器
25‧‧‧電磁鐵
27‧‧‧電磁鐵電源
27a‧‧‧記憶部
30‧‧‧控制部
第1圖係表示本發明之帶電粒子束照射裝置的一實施形態之概要圖。
第2圖係表示控制部的功能之方塊構成圖。
第3圖係表示參數準備階段的處理內容之流程圖。
第4圖係表示層切換時的處理內容之流程圖。
第5圖係表示參數設定以及帶電粒子束的照射成像之圖。
以下,參閱附圖對本發明的實施形態進行詳細說明。另外,“上游”、“下游”該兩個詞分別表示所射出之帶電粒子束的上游(加速器側)、下游(患者側)。
如第1圖所示,帶電粒子束照射裝置1為利用於藉由放射線療法進行之癌症治療等中的裝置,該帶電粒子束照射裝置具備:加速器11,用以加速帶電粒子而射出帶電
粒子束;照射噴嘴12(照射部),用以向被照射體照射帶電粒子束;射束輸送線路13(輸送線路),用以向照射噴嘴12輸送從加速器11射出之帶電粒子束;降能器(能量調整部)18,設置於射束輸送線路13,用以使帶電粒子束的能量降低而調整帶電粒子束的射程;複數個電磁鐵25,設置於射束輸送線路13;電磁鐵電源27,對應於複數個電磁鐵25的每一個電磁鐵而設置;以及,控制部30,用以控制整個帶電粒子束照射裝置1。本實施形態中採用迴旋加速器作為加速器11,但是不限定於此,採用生成帶電粒子束之其它生成源,例如同步加速器、同步迴旋加速器以及線性加速器等亦無妨。
在帶電粒子束照射裝置1中,對治療台22上的患者P的腫瘤(被照射體)照射從加速器11射出之帶電粒子束。帶電粒子束係對帶電荷之粒子進行高速加速者,例如質子束、重粒子(重離子)束等。本實施形態之帶電粒子束照射裝置1係藉由所謂的掃描方法來進行帶電粒子束照射者,在深度方向分割(切割)被照射體,並針對每一切割平面(層)上的照射範圍照射帶電粒子束(例如參閱第5圖)。
另外,作為採用掃描方法之照射方法,例如有點掃描照射,以及光柵掃描照射。點掃描照射方法如下:結束針對作為照射範圍之一點的照射之後,暫時停止射束(帶電粒子束)的照射,在做好了對下一個點的照射準備之後,進行對下一個點的照射。與此相對,光柵掃描照射方法如
下:針對同一層的照射範圍無需中途停止照射,而連續地進行射束照射。是以,光柵掃描照射係對同一層的照射範圍能夠連續地進行射束照射者,因此與點掃描照射不同,光柵掃描照射的照射範圍係並非由複數個點構成者。以下,對由點掃描照射進行照射之例子進行說明,並視為同一層上的照射範圍由複數個點構成來進行說明,但是並不限定於此,當藉由光柵掃描照射方法進行照射時,如上所述,照射範圍並非由點構成者亦無妨。
照射噴嘴12安裝於能夠圍繞治療台22旋轉360度之旋轉機架23的內側,並藉由旋轉機架23能夠移動至任意旋轉位置。照射噴嘴12中包括有收斂電磁鐵19(詳細後述)、掃描電磁鐵21以及真空導管28。掃描電磁鐵21設置於照射噴嘴12中。掃描電磁鐵21具有X方向掃描電磁鐵以及Y方向掃描電磁鐵,X方向掃描電磁鐵在與帶電粒子束的照射方向交叉之面上朝著X方向掃描帶電粒子束,Y方向掃描電磁鐵在與帶電粒子束的照射方向交叉之面上朝著與X方向交叉之Y方向掃描帶電粒子束。並且,由掃描電磁鐵21掃描之帶電粒子束朝著X方向以及/或Y方向偏轉,因此,比掃描電磁鐵更靠下游側之真空導管28越是靠下游側直徑越大。
射束輸送線路13具有帶電粒子束所通過之真空導管14。真空導管14的內部維持真空狀態,抑制構成輸送中的帶電粒子束之帶電粒子因空氣等而散射之情事。
並且,射束輸送線路13具有:ESS(Energy
Selection System)15,從由加速器11射出之具有規定能量寬度之帶電粒子束中選擇性地取出能量寬度比規定能量寬度窄的帶電粒子束;BTS(Beam Transport System)16,以維持能量之狀態,輸送具有藉由ESS15選擇之能量寬度之帶電粒子束;以及GTS(Gantry Transport System)17,從BTS16朝著旋轉機架23輸送帶電粒子束。
降能器18使所通過之帶電粒子束的能量降低而調整該帶電粒子束的射程。從患者的體表至作為被照射體之腫瘤的深度依據每一個患者而不同,因此,在對患者照射帶電粒子束時,需要調整帶電粒子束所到達之深度亦即射程。降能器18調整以恆定能量從加速器11射出之帶電粒子束之能量,從而使帶電粒子束適宜地到達位於患者體內的規定深度之被照射體。在切割被照射體的每一層上,進行該種由降能器18進行之帶電粒子束的能量的調整。
電磁鐵25係在射束輸送線路13上設置複數個者,並且係對該帶電粒子束進行調整以便能夠藉由磁場且利用射束輸送線路13輸送帶電粒子束者。作為電磁鐵25,採用使輸送中的帶電粒子束的射束直徑收斂之收斂電磁鐵19以及使帶電粒子束偏轉之偏轉電磁鐵20。另外,以下,有時將收斂電磁鐵19以及偏轉電磁鐵20不予以區別而均記載為電磁鐵25。並且,至少在射束輸送線路13中比降能器18更靠下游側設置有複數個電磁鐵25。但是,本實施形態中,在比降能器18更靠上游側亦設置有電磁鐵
25。在此,為了在降能器18進行能量調整之前使帶電粒子束的射束直徑收斂,在降能器18的上游側亦設置有作為電磁鐵25之收斂電磁鐵19。電磁鐵25的總數可根據射束輸送線路13的長度等而靈活地變更,例如設為10~40程度的數量。另外,第1圖中,電磁鐵電源27僅記載有一部份,但實際上,設置有與電磁鐵25相同的數量。
在射束輸送線路13中,降能器18以及電磁鐵25的位置無特別限定,但本實施形態中,ESS15中設置有降能器18、收斂電磁鐵19以及偏轉電磁鐵20。並且,BTS16中設置有收斂電磁鐵19,GTS17中設置有收斂電磁鐵19以及偏轉電磁鐵20。另外,降能器18如上述設置於加速器11與旋轉機架23之間亦即ESS15中,更詳細而言,在ESS15中比旋轉機架23更靠加速器11側(上游側)而設置。
電磁鐵電源27對所對應之電磁鐵25供給電流,從而生成電磁鐵25的磁場。電磁鐵電源27調整供給至所對應之電磁鐵25之電流,從而能夠設定所對應之電磁鐵25的磁場強度。電磁鐵電源27依據來自控制部30的訊號而調整供給至電磁鐵25之電流(詳細後述)。電磁鐵27設置成與各電磁鐵25一一對應。亦即,電磁鐵電源27與電磁鐵25的數量相同。
被照射體的各層的深度與供給至電磁鐵25之電流之間的關係如下。亦即,由各層的深度來確定用以向各層照射帶電粒子束所需要之帶電粒子束的能量,確定降能器
18的能量調整量。在此,若帶電粒子束的能量改變,則為了偏轉和收斂該帶電粒子束而所需之磁場強度亦改變。藉此,確定供給至電磁鐵25之電流,以使電磁鐵25的磁場強度成為與降能器18的能量調整量對應之強度。
接著,參閱第2圖對控制器30以及電磁鐵電源27進行詳細說明。另外,第2圖中,電磁鐵電源27僅記載有3個,但實際上,所對應之電磁鐵電源27的設置數量與設置於帶電粒子束照射裝置1中的電磁鐵25的數量相同。並且,第2圖中未記載有電磁鐵25,但實際上,設置有與電磁鐵電源27電性連接之電磁鐵25。
控制部30用以控制從加速器11射出之帶電粒子束朝向被照射體的照射。控制部30具有:主控制部31、射束控制部32、ESS控制部33、BTS控制部34、GTS控制部35、掃描控制部36以及層控制部37。
主控制部31用以控制射束控制部32以及掃描控制部36。具體而言,主控制部31對射束控制部32以及掃描控制部36發送處理開始訊號來開始進行處理,並發送處理結束訊號來結束處理。
射束控制部32用以控制各功能,以使帶電粒子束能夠照射於被照射體。具體而言,射束控制部32依據來自主控制部31之處理開始訊號,對旋轉加速器控制部(未圖示)發送處理開始訊號,使加速器11進行帶電粒子束的射出。並且,射束控制部32依據來自主控制部31之處理開始訊號,對ESS控制部33、BTS控制部34以及GTS
控制部35發送處理開始訊號。
ESS控制部33依據來自射束控制部32之處理開始訊號,接通與設置於ESS15之電磁鐵25相對應之電磁鐵電源27的電源。同樣地,BTS控制部34依據來自射束控制部32之處理開始訊號,接通與設置於BTS16之電磁鐵25相對應之電磁鐵電源27的電源。同樣地,GTS控制部35依據來自射束控制部32之處理開始訊號,接通與設置於GTS17之電磁鐵25相對應之電磁鐵電源27的電源。藉由該依據射束控制器32之加速器11的控制、以及依據ESS控制部33、BTS控制部34以及GTS控制部35之電磁鐵電源27的控制,能夠向被照射體照射從加速器11射出之帶電粒子束,其後,藉由掃描控制部36進行控制。
掃描控制部36係控制帶電粒子束對被照射體進行掃描(Scanning)者。掃描控制部36依據來自主控制部31之處理開始訊號,對掃描電磁鐵21發送照射開始訊號,使掃描電磁鐵21對同一層的複數個照射點進行照射。有關各層的照射點之訊號預先被記憶於掃描控制部36中。並且,若掃描電磁鐵21結束對一層之所有點的照射,則掃描控制部36對層控制部37發送層切換訊號。該層切換訊號中包括特定切換後的層之資訊(例如第2層等)。
參閱第5圖(b)以及第5圖(c)說明藉由掃描控制部36的控制之掃描電磁鐵21的帶電粒子束照射成像。第5圖(b)示出了於深度方向上被虛擬切割成複數個層之被照射體,第5圖(c)示出了從帶電粒子束的照射方向
觀察之一層中的帶電粒子束的掃描成像。
如第5圖(b)所示,被照射體於深度方向上被虛擬切割成複數個層,該例子中,以從最深(帶電粒子束的照射射束B的射程較長)層排列依次為層L1、層L2、……層Ln-1、層Ln、層Ln+1、……層LN-1、層LN與N層之方式被虛擬切割。並且,如第5圖(c)所示,照射射束B掃描射束軌道TL的同時,對層Ln的複數個照射點進行照射。亦即,受掃描控制部36控制之照射噴嘴12在射束軌道TL上進行移動。
返回第2圖,層控制部37依據來自掃描控制部36的層切換訊號,進行有關層切換之處理。有關層切換之處理係指降能器18改變能量調整量之降能器設定處理者,以及依據降能設定處理後的降能器18的能量調整量設定電磁鐵25的參數之電磁鐵設定處理者。電磁鐵25的參數係指供給至電磁鐵25之電流的目標值。
在此,帶電粒子束治療中,對某一患者進行治療時,就如何對患者進行帶電粒子束照射制定計劃(治療計劃)。在制定該治療計劃時所確定之治療計劃資料在進行治療之前從治療計劃裝置(未圖示)發送至控制部30的層控制部37,並記憶於層控制部37中。該治療計劃資料中包括用以向被照射體的各層照射帶電粒子束之降能器18的能量調整量,以及與降能器18的能量調整量對應之用以照射於所有層之電磁鐵25的參數等。
層控制部37首先進行降能設定處理以作為有關層切
換之處理。如上所述,層控制部37中預先記憶有用以對被照射體的各層照射帶電粒子束之降能器18的能量調整量。而且,依據來自掃描控制部36之層切換訊號,層控制部37將降能器18的能量調整量設定為與切換後的層對應之值。
層控制部37在降能設定處理之後進行電磁鐵設定處理。具體而言,層控制部37藉由對各電磁鐵電源27同時發送層切換訊號,將電磁鐵25的參數設定為與降能設定處理後之降能器18的能量調整量對應者。在此,層控制部37對電磁鐵電源27發送之層切換訊號係僅包括特定切換後之層的資訊,而並不包括與切換後之層對應之電磁鐵25的參數(與降能設定處理後之降能器18的能量調整量對應之電磁鐵25的參數)。電磁鐵25的參數變更由電磁鐵電源27進行。作為其前提,層控制部37在照射開始之前(治療開始之前,而並非正要進行層照射(切換)之前)向電磁鐵電源27發送上述治療計劃資料中與降能器18的能量調整量對應之用以照射於所有層之電磁鐵25的參數。
電磁鐵電源27依據從層控制部37接收之層切換訊號,設定與切換後之層對應之電磁鐵25的參數(與降能設定處理後之降能器18的能量調整量對應之電磁鐵25的參數)。具體而言,電磁鐵電源27具有記憶與各層對應之電磁鐵25的參數之記憶部27a,當從層控制部37接收到層切換訊號時,設定包括於該層切換訊號中且與切換後
之層對應之參數。藉此,與切換後之層對應之電流供給至電磁鐵25。
參閱第5圖(a)對電磁鐵電源27所進行的參數設定進行說明。如第5圖(a)所示,所有電磁鐵電源27中記憶有與被照射體的各層,具體而言,與層L1~層LN(參閱第5圖(b))對應之電磁鐵25的參數D1~DN。而且,電磁鐵電源27依據從層控制部37發送且層切換訊號SG中所包括之特定切換後之層的訊號(L=n)而設定參數Dn。
另外,層控制部37在向電磁鐵電源27發送層切換訊號後經過規定時間(例如50msec~200msec)以後,判定電磁鐵電源27的參數設定結束,並向掃描控制部36發送切換結束訊號。而且,掃描控制部36依據該切換結束訊號對掃描電磁鐵21發送照射開始訊號。
接著,參閱第3圖對在電磁鐵電源27的記憶部27a準備(存儲)電磁鐵25的參數之處理進行說明。
首先,藉由層控制部37從治療計劃裝置讀取掃描資料表(S101)。每一層的電磁鐵25的參數係考慮與被照射體對應之帶電粒子束的能量而被預先設定者。
接著,藉由層控制部37選擇電磁鐵25的參數作為對電磁鐵電源27之發送資訊(S102)。另外,電磁鐵25的參數按照每一層進行管理。
接著,藉由層控制部37電磁鐵25的參數發送至電磁鐵電源27(S103)。就參數而言,例如,所有層的電磁
鐵25的參數被匯集到一起,依次被發送至各電磁鐵電源27。
最後,從層控制部37發送之所有層的電磁鐵25的參數存儲並記憶於電磁鐵電源27的記憶部27a。以上係將電磁鐵25的參數儲存於記憶部27a之處理。若該存儲處理結束,則在進行層切換時,層控制部37與電磁鐵電源27就能夠協同進行電磁鐵25的參數設定處理。
接著,參閱第4圖以及第5圖對層切換時的參數設定處理進行說明。另外,作為進行該處理之前提,需要在電磁鐵電源27的記憶部27a準備有(存儲)電磁鐵25的參數,並且設定為如下:藉由射束控制部32對加速器11的控制以及藉由ESS控制部33、BTS控制部34、以及GTS控制部35對電磁鐵電源27的控制,能夠向被照射體照射從加速器11射出之帶電粒子束。
利用照射帶電粒子束之例子,對第5圖(b)所示之被照射體的層L1~層LN進行說明。作為以下所示處理的前提,進行用以向被照射體的最深層亦即層L1照射帶電粒子束之設定。具體而言,由電磁鐵電源27來設定與層L1對應之電磁鐵25的參數D1。
首先,依據來自掃描控制部36之照射開始訊號,藉由掃描電磁鐵21向被照射體的層L1的所有照射點照射帶電粒子束(S201)。若對該層L1的所有照射點之照射結束,則藉由掃描控制部36對層控制部37發送層切換訊號SG(S202)。另外,該層切換訊號SG中包括有特定切換
後之層L2之資訊(L=2)。
接著,藉由層控制部37並依據來自掃描控制部36的層切換訊號SG,變更降能器18的能量調整量(S203)。具體而言,藉由層控制部37,並依據包括於層切換訊號SG中的特定切換後之層L2的資訊(L=2),以及預先被記憶之用以向被照射體的各層照射帶電粒子束之有關降能器18的能量調整量之資訊,將降能器18的能量調整量變更為與切換後之層L2對應的值。
接著,藉由層控制部37對各電磁鐵電源27發送層切換訊號SG(S204)。另外,層控制部37向電磁鐵電源27發送之層切換訊號SG係僅包括特定切換後的層L2之資訊(L=2)者,而並非包括與切換後的層L2對應之電磁鐵25的參數D2(與降能設定處理後的降能器18的能量調整量對應之電磁鐵25的參數D2)者。
接著,藉由電磁鐵電源27,並依據來自層控制部37的層切換訊號SG,設定與切換後的層L2對應之電磁鐵25的參數D2(依據降能設定處理後之降能器18的能量調整量之電磁鐵25的參數D2)(S205)。藉此,與切換層後的層L2對應之電流供給至電磁鐵25,並且能夠對切換層後的層L2適當地照射帶電粒子束。
最後,藉由層控制部37對掃描控制部36發送切換結束訊號(S206)。以上係層切換時之參數設定處理。以藉由層控制部37發送切換結束訊號為契機,掃描控制部36對掃描電磁鐵21發送照射開始訊號。藉由更換進行該處
理S201~S206,進行切換為各層時的參數設定。亦即,例如在從層Ln-1切換至層Ln時,藉由進行上述S201~S206的處理來設定切換後的層Ln的參數。而且,最後,若針對層LN之處理S201(向所有點照射)結束,則藉由掃描控制器36向主控制部31發送表示對被照射體上的所有層的照射已結束之內容的照射結束訊號,結束對該患者之放射線治療。
接著,對本實施形態的作用效果進行說明。本實施形態之帶電粒子束照射裝置1中,在照射帶電粒子束之被照射體進行層切換時,從層控制部37對電磁鐵電源27發送包括有特定切換後的層之資訊之層切換訊號。
在帶電粒子束照射裝置中切換被照射體的層時,將帶電粒子束的能量改變為與切換後的層對應者,並且為了向切換後的層適當地照射該改變能量後之帶電粒子束,需要改變電磁鐵的參數(供給至電磁鐵之電流等)。以往,在切換被照射體的層時,從控制電磁鐵電源之裝置隨時對各電磁鐵電源發送所對應之電磁鐵的有關層切換後之參數。電磁鐵的參數係依據每個電磁鐵而各不相同的值,並且,參數中包括有供給至電磁鐵之電流等複數個資訊,因此,控制電磁鐵電源之裝置與各電磁鐵電源之間進行資料通訊時需要時間(例如1秒程度)。是以,切換層時花費時間。
就這一問題,本實施形態之帶電粒子束照射裝置1中,電磁鐵電源27具有記憶被照射體的每一層電磁鐵25
的參數之記憶部27a。而且,如上所述,在切換層時,層切換部37對電磁鐵電源27發送包括有特定切換後的層之資訊之層切換訊號。因此,在電磁鐵電源27中,依據從層控制部37發送之層切換訊號,能夠設定記憶部27a所記憶之切換後之層的電磁鐵25的參數。是以,在電磁鐵電源27的記憶部27a中記憶各層電磁鐵25的參數,藉此,在切換層時,無需從控制電磁鐵電源之裝置(層控制部37)對電磁鐵電源27發送各層的參數本身,而僅發送通知切換時刻之訊號(包括有特定切換後的層之層切換訊號)即可。藉此,能夠大幅縮短(例如10msec)層控制部37與各電磁鐵電源27之間的資料通訊時間。藉此,能夠縮短層切換時間,並能夠縮短照射時間。
並且,如上所述,從層控制部37對電磁鐵電源27發送之層切換訊號中包括有特定層之訊號。而且,電磁鐵電源27由包括於層切換訊號中且特定層之資訊以及記憶部27a所記憶之與各層對應之電磁鐵25的參數,設定與特定後的層對應之電磁鐵25的參數。是以,層切換訊號中包括有特定層之資訊,藉此電磁鐵電源27能夠單值特定在切換後所設定之層的參數,並且切換層的處理變得容易。
並且,在能夠在被照射體的周圍旋轉之旋轉機架23上安裝有照射噴嘴12,藉此,能夠從多個方向對被照射體照射帶電粒子束。藉此,能夠對被照射體更有效地照射帶電粒子束。
並且,降能器18設置於加速器11與旋轉機架23之間,藉此能夠在向被照射體照射從加速器11射出之帶電粒子束之前,可靠地調整該從加速器11射出之帶點粒子束的能量。
在此,降能器18係接收帶電粒子束而降低該帶電粒子束的能量者,並且係進行高度放射化而生成γ射線和中子束者,因此假設降能器18靠近旋轉機架23側(亦即被照射體側)而配置時,在被照射體側,涉及照射之構成內的放射線量有可能變高。就這一問題,由於能量調整部18設置於比旋轉機架23更靠近加速器11側的位置,並且在充份遠離被照射體之位置進行能量調整,從而能夠抑制在被照射體側涉及照射之構成內的放射量變高。
以上,對本發明的較佳實施形態進行了說明,但本發明並不限定於上述實施形態,在不變更各申請專利範圍中所記載之主旨的範圍內進行變形或適用於其它實施形態亦無妨。
例如,將掃描控制部36以及層控制部37作為不同的構成來進行了說明,但是設定為同時具備各自功能之構成亦無妨。同樣地,將射束控制部32以及掃描控制部36作為不同的構成來進行了說明,但是設定為同時具備各自功能之構成亦無妨。並且,層控制部37向電磁鐵電源27發送之層切換訊號包括有特定層之資訊,對此已進行了說明,但是未必一定包括有特定層之資訊,僅通知層切換時刻的訊號亦無妨。此時,電磁鐵電源的記憶部中需要記憶
有各層的照射循序,同時需要始終對電磁鐵電源所設定之參數進行管理。藉此,即使層切換訊號僅為通知切換時刻之訊號,亦能夠特定並設定與切換後之層對應之電磁鐵的參數。
並且,不採用旋轉機架23,藉由固定照射噴嘴來固定照射者亦無妨。並且,代替降能器18,在比旋轉加速器更靠近旋轉機架之位置設置其它的降能器亦無妨。
1‧‧‧帶電粒子束照射裝置
11‧‧‧加速器
12‧‧‧照射噴嘴
13‧‧‧射束輸送線路
14‧‧‧真空導管
15‧‧‧ESS
16‧‧‧BTS
17‧‧‧GTS
18‧‧‧降能器
19‧‧‧收斂電磁鐵
20‧‧‧偏轉電磁鐵
21‧‧‧掃描電磁鐵
22‧‧‧治療台
23‧‧‧旋轉機架
25‧‧‧電磁鐵
27‧‧‧電磁鐵電源
27a‧‧‧記憶部
28‧‧‧真空導管
30‧‧‧控制部
P‧‧‧患者
Claims (4)
- 一種帶電粒子束照射裝置,其具備:加速器,係加速帶電粒子而射出帶電粒子束;照射部,係向被照射體照射前述帶電粒子束;輸送線路,係向前述照射部輸送從前述加速器射出之前述帶電粒子束;能量調整部,係設置於前述輸送線路,並調整前述帶電粒子束的能量;複數個電磁鐵,係設置在比前述輸送線路中的前述能量調整部更靠下游側;電磁鐵電源,係對應於各個前述複數個電磁鐵而設置;以及控制部,係依據前述帶電粒子束的能量而控制前述電磁鐵的參數;各個前述電磁鐵電源具有記憶部,其用以記憶前述被照射體中被照射有前述帶電粒子束之每一層的前述電磁鐵的參數;前述控制部在治療中切換前述被照射體中的被照射到前述帶電粒子束的層之際,對在治療開始前已被記憶了前述參數之各個前述電磁鐵電源,發送有關前述層切換之層切換訊號;各個前述電磁鐵,係因應接收到來自前述控制部的層切換訊號,設定被記憶在前述記憶部之與切換過後的層相對應之前述參數。
- 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,前述控制部發送用以特定前述層之訊號作為有關前述層切換之訊號;前述電磁鐵電源依據自前述控制部接收之用以特定前述層之訊號而設定記憶於前述每一層之前述電磁鐵的參數的其中一層的參數。
- 如申請專利範圍第1或2項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,更具備旋轉機架,其可以旋轉在前述被照射體的周圍;前述照射部安裝於前述旋轉機架;前述能量調整部設置於前述加速器與前述旋轉機架之間。
- 如申請專利範圍第3項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,前述能量調整部設置於比前述旋轉機架更靠近前述加速器之位置。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013214681A JP6109702B2 (ja) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 荷電粒子線照射装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201513912A TW201513912A (zh) | 2015-04-16 |
TWI551323B true TWI551323B (zh) | 2016-10-01 |
Family
ID=52827929
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW103131362A TWI551323B (zh) | 2013-10-15 | 2014-09-11 | Charged particle beam irradiation device |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9566453B2 (zh) |
JP (1) | JP6109702B2 (zh) |
CN (1) | CN105579099B (zh) |
TW (1) | TWI551323B (zh) |
WO (1) | WO2015056476A1 (zh) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015004772A1 (ja) * | 2013-07-11 | 2015-01-15 | 三菱電機株式会社 | ビーム輸送系及び粒子線治療装置 |
WO2017145259A1 (ja) * | 2016-02-23 | 2017-08-31 | 三菱電機株式会社 | 重粒子線治療装置 |
JP6657015B2 (ja) * | 2016-05-26 | 2020-03-04 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線治療装置 |
CN111954558A (zh) * | 2018-04-12 | 2020-11-17 | 住友重机械工业株式会社 | 带电粒子线治疗装置 |
TWI681794B (zh) * | 2018-04-13 | 2020-01-11 | 日商住友重機械工業股份有限公司 | 帶電粒子束治療裝置 |
CN110493948A (zh) * | 2019-09-12 | 2019-11-22 | 中国科学院近代物理研究所 | 一种分层重离子/质子治疗装置及专用传输线路 |
CN116999722A (zh) * | 2019-11-07 | 2023-11-07 | 中硼(厦门)医疗器械有限公司 | 射束照射系统及其控制方法 |
JP2021159110A (ja) * | 2020-03-30 | 2021-10-11 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射装置 |
JP2023063024A (ja) * | 2021-10-22 | 2023-05-09 | 住友重機械工業株式会社 | 粒子線治療装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011156340A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 粒子線治療装置 |
WO2013108534A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射システム |
JP2013198579A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Hitachi Ltd | 荷電粒子照射システムおよび照射計画装置 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3602985B2 (ja) * | 1999-07-29 | 2004-12-15 | 株式会社日立製作所 | 円形加速器の制御方法及び制御装置 |
JP4257741B2 (ja) * | 2004-04-19 | 2009-04-22 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子ビーム加速器、荷電粒子ビーム加速器を用いた粒子線照射医療システムおよび、粒子線照射医療システムの運転方法 |
US7947969B2 (en) * | 2007-06-27 | 2011-05-24 | Mitsubishi Electric Corporation | Stacked conformation radiotherapy system and particle beam therapy apparatus employing the same |
WO2011092815A1 (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-04 | 三菱電機株式会社 | 粒子線治療装置 |
JP5693876B2 (ja) * | 2010-05-14 | 2015-04-01 | 株式会社東芝 | 粒子線照射装置及び粒子線照射プログラム |
WO2011148486A1 (ja) * | 2010-05-27 | 2011-12-01 | 三菱電機株式会社 | 粒子線照射システムおよび粒子線照射システムの制御方法 |
WO2012120678A1 (ja) * | 2011-03-10 | 2012-09-13 | 三菱電機株式会社 | 粒子線治療装置 |
JP2013153993A (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-15 | Hitachi Ltd | 粒子線治療装置 |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214681A patent/JP6109702B2/ja active Active
-
2014
- 2014-07-30 CN CN201480052289.XA patent/CN105579099B/zh active Active
- 2014-07-30 WO PCT/JP2014/070070 patent/WO2015056476A1/ja active Application Filing
- 2014-09-11 TW TW103131362A patent/TWI551323B/zh active
-
2016
- 2016-03-30 US US15/085,771 patent/US9566453B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011156340A (ja) * | 2010-06-10 | 2011-08-18 | Mitsubishi Electric Corp | 粒子線治療装置 |
WO2013108534A1 (ja) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | 住友重機械工業株式会社 | 荷電粒子線照射システム |
JP2013198579A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Hitachi Ltd | 荷電粒子照射システムおよび照射計画装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105579099B (zh) | 2018-11-13 |
JP2015077171A (ja) | 2015-04-23 |
US9566453B2 (en) | 2017-02-14 |
TW201513912A (zh) | 2015-04-16 |
JP6109702B2 (ja) | 2017-04-05 |
US20160279446A1 (en) | 2016-09-29 |
CN105579099A (zh) | 2016-05-11 |
WO2015056476A1 (ja) | 2015-04-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI551323B (zh) | Charged particle beam irradiation device | |
US9142385B1 (en) | Charged particle beam treatment apparatus and method of adjusting path length of charged particle beam | |
TWI481429B (zh) | 粒子線治療裝置及粒子線治療裝置的運轉方法 | |
JP2009039219A (ja) | 荷電粒子ビーム照射システム及び荷電粒子ビーム照射方法 | |
JP6657015B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置 | |
US10039937B2 (en) | Charged-particle beam therapy apparatus and method for controlling charged-particle beam therapy apparatus | |
WO2015070865A1 (en) | Particle therapy system | |
JP6826628B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置及び荷電粒子線のエネルギー調整方法 | |
JP7236894B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置 | |
US20210031056A1 (en) | Charged particle beam treatment apparatus | |
CN107427694B (zh) | 带电粒子束治疗装置 | |
JP5350307B2 (ja) | 粒子線治療システム | |
TWI537023B (zh) | 粒子線治療裝置 | |
TWI681794B (zh) | 帶電粒子束治療裝置 | |
JP6509980B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置、及び荷電粒子線治療装置の制御方法 | |
JP6815231B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置 | |
JP6552859B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置 | |
JP7233179B2 (ja) | 荷電粒子線治療装置 | |
JP2023142817A (ja) | 粒子線治療装置 | |
US20190027339A1 (en) | Charged particle beam treatment apparatus | |
JP2020096647A (ja) | 荷電粒子線治療装置 |