電荷粒子束照射系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種向腫瘤等患部照射電荷粒子束而進(jìn)行治療的電荷粒子束照射系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]作為本技術(shù)領(lǐng)域的【背景技術(shù)】，有日本特開(kāi)2011-177374號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。專(zhuān)利文獻(xiàn)I公開(kāi)一種電荷粒子束照射系統(tǒng)，其在點(diǎn)掃描法的粒子線治療中，能夠縮短照射時(shí)間。該電荷粒子束照射系統(tǒng)由電荷粒子產(chǎn)生裝置、射束輸送系統(tǒng)、照射裝置構(gòu)成，控制裝置在每次對(duì)點(diǎn)的照射結(jié)束時(shí)，根據(jù)從照射裝置內(nèi)的射束位置測(cè)量裝置得到的輸出來(lái)計(jì)算電荷粒子束的位置/寬度。
[0003]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2011-177374號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在治療中，為了減少對(duì)患者的負(fù)擔(dān)、增加能夠治療的患者數(shù)，希望縮短治療時(shí)間。在點(diǎn)掃描法中，作為其一個(gè)手段，有以下的方法，即使得一次向一個(gè)照射區(qū)間(點(diǎn))賦予的照射射線量增加，使射線量的重疊照射(repaint)次數(shù)減少，由此縮短照射時(shí)間而提高射線量率。
[0005]解決上述問(wèn)題的本發(fā)明的特征在于一種電荷粒子束照射系統(tǒng)，其具備:電荷粒子束產(chǎn)生裝置，其加速地射出電荷粒子束；照射裝置，其具有掃描加速后的電荷粒子束的掃描電磁鐵，在針對(duì)在電荷粒子束的前進(jìn)方向上將照射對(duì)象分割為多個(gè)而成的每個(gè)層而設(shè)定的多個(gè)照射點(diǎn)上，向照射對(duì)象射出加速后的電荷粒子束；射束射線量測(cè)量器，其求出通過(guò)照射裝置內(nèi)的電荷粒子束的射線量；射束位置測(cè)量器，其求出通過(guò)掃描電磁鐵掃描的電荷粒子束的位置和寬度的任意一方或其雙方，其中射束位置測(cè)量器針對(duì)每個(gè)照射點(diǎn)求出電荷粒子束的位置和寬度的任意一方或其雙方并判定是否處于允許范圍內(nèi)，進(jìn)而針對(duì)多個(gè)照射點(diǎn)中的一部分或全部的照射點(diǎn)，對(duì)于分割為多個(gè)照射分區(qū)而管理射線量的分段，在向點(diǎn)照射電荷粒子束的過(guò)程中，對(duì)每個(gè)分段求出電荷粒子束的位置和寬度的任意一方或其雙方，判定是否處于允許范圍內(nèi)。
[0006]發(fā)明效果
[0007]根據(jù)本發(fā)明，能夠縮短電荷粒子束向照射對(duì)象的照射時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是表示作為本發(fā)明的適合的一個(gè)實(shí)施方式的電荷粒子束照射系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0009]圖2是表示構(gòu)成實(shí)施例1的電荷粒子束照射系統(tǒng)的照射裝置和照射控制裝置的結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0010]圖3是表示照射電荷粒子束的照射對(duì)象的在相對(duì)于體表面的深度方向上的分區(qū)(分層)的說(shuō)明圖。
[0011]圖4是說(shuō)明某層1^的照射點(diǎn)A U中的分割為多個(gè)射束照射區(qū)間S k(分段Sk)的照射點(diǎn)Ay的說(shuō)明圖。
[0012]圖5是表示電荷粒子束照射系統(tǒng)計(jì)算電荷粒子束的位置和寬度的流程的流程圖。
[0013]圖6是以圖4的照射點(diǎn)N0.2 (Au)為例子，表示實(shí)施例1的電荷粒子束照射系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)和各分段處的電荷粒子束的射束射線量和計(jì)算射束位置和寬度的定時(shí)的圖。
[0014]圖7是表示構(gòu)成實(shí)施例2的電荷粒子束照射系統(tǒng)的照射裝置和照射控制裝置的結(jié)構(gòu)的概要圖。
[0015]圖8是以圖4的照射點(diǎn)N0.2 (Aij2)為例子，表示實(shí)施例2的電荷粒子束照射系統(tǒng)測(cè)量點(diǎn)和各分段處的電荷粒子束的射束射線量和計(jì)算射束位置和寬度的定時(shí)的圖。
[0016]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0017]電荷粒子束照射系統(tǒng)I ;電荷粒子束產(chǎn)生裝置2 ;射束輸送系統(tǒng)3 ;治療室4;照射裝置5、5A;控制裝置6 ;治療計(jì)劃裝置7 ;直線加速器(Iinac)S ;圓形加速器(synchrotron)9 ;射束導(dǎo)管21 ;偏向電磁鐵22 ;入射器23 ;射出用的高頻施加裝置24 ;射出用反射器28 ;加速裝置(加速空腔)29 ;偏向電磁鐵31 ;射束路徑32 ;患者用床41 ;外殼50 ;第一掃描電磁鐵(X方向掃描電磁鐵)51 ;第二掃描電磁鐵(Y方向掃描電磁鐵)52 ;射束位置監(jiān)視器53 ;射線量監(jiān)視器54、54A、54B ;第一掃描電磁鐵電源55 ;第二掃描電磁鐵電源56 ;電源控制裝置57 ;射束位置測(cè)量裝置58 ;射束射線量測(cè)量裝置59、59A、59B ;加速器/輸送系統(tǒng)控制裝置61 ;中央控制裝置62 ;照射控制裝置63 ;第一射線量計(jì)數(shù)器64、64A ;第二射線量計(jì)數(shù)器65、65B。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下，使用【附圖說(shuō)明】各實(shí)施例。
[0019][實(shí)施例1]
[0020]使用圖1說(shuō)明作為本發(fā)明的適合的一個(gè)實(shí)施例的電荷粒子束照射系統(tǒng)。圖1是表示本實(shí)施例的電荷粒子束照射系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)的概要圖。在電荷粒子束照射系統(tǒng)I中，使用質(zhì)子線作為向照射目標(biāo)即癌的患部照射的電荷粒子束。也可以使用重粒子線(例如碳元素射線)來(lái)代替質(zhì)子線。
[0021]電荷粒子束照射系統(tǒng)I具備電荷粒子束產(chǎn)生裝置2、射束輸送系統(tǒng)3、照射裝置5以及控制裝置6。將照射裝置5和患者用床41配置在治療室4內(nèi)。將照射裝置5配置為與患者用床41相對(duì)。
[0022]電荷粒子束產(chǎn)生裝置2具備離子源(未圖示)、作為前級(jí)加速器的直線加速器(linac)8和圓形加速器(synchrotron:同步加速器)9。直線加速器8將通過(guò)離子源生成的電荷粒子加速到預(yù)定的能量為止而入射到同步加速器9。同步加速器9將入射的電荷粒子加速到預(yù)定的能量為止而射出。在本實(shí)施例中，作為圓形加速器以同步加速器為例子進(jìn)行說(shuō)明，但例如也可以使用回旋加速器那樣的不具備前級(jí)加速器8的加速器、同步回旋加速器等其他加速器來(lái)代替同步加速器。
[0023]同步加速器9具備構(gòu)成電荷粒子束的盤(pán)旋軌道的環(huán)狀的射束導(dǎo)管21、多個(gè)偏向電磁鐵22、多個(gè)四極電磁鐵(未圖示)、入射器23、射出用的高頻施加裝置24、射出用反射器28、向電荷粒子束施加高頻電壓的加速裝置(加速空腔)29。高頻施加裝置24具備射出用高頻電極25、開(kāi)閉開(kāi)關(guān)26、以及高頻電源27。射出用高頻電極25被設(shè)置在射束導(dǎo)管21中，經(jīng)由開(kāi)閉開(kāi)關(guān)26與高頻電源27連接。如圖1所示，沿著射束導(dǎo)管21配置加速裝置29、多個(gè)偏向電磁鐵22、四極電磁鐵以及射出用反射器28。高頻電源裝置(未圖示)與加速裝置29連接。
[0024]射束輸送系統(tǒng)3具備將同步加速器9和照射裝置5連接起來(lái)的射束路徑(射束導(dǎo)管)32，在該射束路徑32上具備多個(gè)四極電磁鐵(未圖示)和多個(gè)偏向電磁鐵31。射束路徑32在射出用反射器28附近與同步加速器9的環(huán)狀的射束導(dǎo)管21連接。射束輸送系統(tǒng)3向照射裝置5輸送通過(guò)電荷粒子束產(chǎn)生裝置2加速后的電荷粒子束。
[0025]照射裝置5如圖2所不，具備外殼50、第一掃描電磁鐵(X方向掃描電磁鐵)51、第二掃描電磁鐵(Y方向掃描電磁鐵)52、射束位置檢測(cè)器(射束位置監(jiān)視器)53、射束射線量檢測(cè)器(射束射線量監(jiān)視器)54、第一掃描電磁鐵電源55、第二掃描電磁鐵電源56、電源控制裝置57、射束位置測(cè)量裝置58、射束射線量測(cè)量裝置59。在外殼50內(nèi)，將第一掃描電磁鐵51、第二掃描電磁鐵52、射束位置監(jiān)視器53、射束射線量監(jiān)視器54配置在所通過(guò)的電荷粒子束的射束軌道上。
[0026]在與入射到外殼50內(nèi)的電荷粒子束的射束前進(jìn)方向垂直的平面內(nèi)，將某一個(gè)方向作為X方向，將與該X方向垂直的方向作為Y方向。第一掃描電磁鐵51在X方向上掃描所通過(guò)的電荷粒子束，第二掃描電磁鐵52在Y方向上掃描所通過(guò)的電荷粒子束。電源控制裝置57根據(jù)來(lái)自照射控制裝置63的指令信號(hào)，控制第一掃描電磁鐵電源55和第二掃描電磁鐵電源56。第一掃描電磁鐵電源55向第一掃描電磁鐵51施加預(yù)定的勵(lì)磁電流，第二掃描電磁鐵電源56向第二掃描電磁鐵52施加預(yù)定的勵(lì)磁電流。
[0027]在外殼50內(nèi)，將射束位置監(jiān)視器53和射束射線量監(jiān)視器54配置在第一掃描電磁鐵51和第二掃描電磁鐵52的下游側(cè)(外殼50的出口側(cè))。射束位置監(jiān)視器53和射束位置測(cè)量裝置58是求出電荷粒子束的位置和寬度的射束射線量測(cè)量器。射束位置測(cè)量裝置
58接受來(lái)自射束位置監(jiān)視器53的位置數(shù)據(jù)，測(cè)量所通過(guò)的電荷粒子束的位置和寬度(廣度)。射束射線量監(jiān)視器54和射束