粒子射线治疗装置及其运行方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在对肿瘤等患部照射粒子射线来进行治疗的粒子射线治疗装置 中、特别是进行三维照射的粒子射线治疗装置及其运行方法。
【背景技术】
[0002] 在粒子射线治疗装置中，由圆形加速器加速到规定能量而射出的粒子射束（粒子 射线）经由输送路径输送到设置在照射室中的粒子射线照射装置。在粒子射线照射装置 中，将所提供的粒子射线整形为与照射对象相对应的形状来进行照射。为了降低对正常细 胞的不必要剂量以及有效利用放射线，近年来，三维照射受到关注。在三维照射中，不仅利 用扫描电磁体改变x-y方向（与射束前进方向正交的截面）的形状，也改变能量，从而对z 方向（射束前进方向）的形状也进行整形。
[0003] 这里，考虑下述两种改变能量的方法。改变经同步加速器（圆形加速器）加速的 到达能量的方法、以及利用能通过调整透过板的水等效厚度来变更衰减量的可变射程移位 器来进行减速的方法。为了实现三维照射，例如需要100个等级的能量级数。该100级的 间隔决定为以水等效厚度（水中的布拉格峰的深度）呈等间隔。若想仅通过改变同步加速 器的加速能量来具体实现该100个等级，则将进行100次同步加速器的射出调整和输送系 统的调整，存在耗费大量时间的问题。另一方面，由于可变射程移位器随着厚度的增加，散 射、束流损失也会变大，因此仅利用可变射程移位器来实现所需级数（100个等级）的所有 能量并不优选。
[0004] 为此，考虑例如利用同步加速器准备所需级数的一半（50级）的射出能量，对于其 之间的值，则通过改变可变射程移位器中的衰减量来进行调整。此时，为了使因通过可变射 程移位器时的散射而分散的粒子射束进行聚集，考虑应用配置了四极电磁体的粒子射线照 射装置（例如参照专利文献1)。 现有技术文献 专利文献
[0005] 专利文献1 :日本专利特开2007 - 185423号公报（第0008~0016段，图1) 专利文献2 :日本专利特开平3 - 236862号公报（第2页右上栏~左下栏、图1~图 3) 专利文献3 :日本专利特开平8 - 298200号公报（第0010~0019段、图1~图5)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0006] 然而，在这种结构中，在依次改变能量时，随着可变射程移位器的水等效厚度的增 减，散射的程度也会反复地增减。因此，无法像例如专利文献2或专利文献3所示那样，为 了抑制磁性体的磁滞的影响进行使四极电磁体的强度单调减少（或增加）的控制。因此， 提供给扫描电磁体的粒子射束的状态不稳定，难以进行准确的照射。
[0007] 本发明为了解决上述课题而完成，其目的在于实现粒子射束的状态稳定且能准确 地进行三维照射的粒子射线治疗。 解决技术问题所采用的技术方案
[0008] 本发明的粒子射线治疗装置中，沿着深度方向将照射对象分割为多个切片，在按 照深度顺序对按照每个切片进行整形后的粒子射线进行照射时，对包含相邻的两个以上的 切片的每个切片群设定从加速器射出的粒子射线的能量，并对该切片群内的每个切片设定 衰减量，其特征在于，包括：可变射程移位器，该可变射程移位器通过改变使粒子射线透过 的透过板的厚度来调整所述衰减量；照射嘴，该照射嘴具有扫描电磁体，并根据所述切片来 对调整了所述衰减量的粒子射线进行整形；四极电磁体，该四极电磁体设置在所述可变射 程移位器与所述照射嘴之间，进行动作以使因所述透过板而发散了的粒子射线聚集；以及 控制部，该控制部决定所述加速器和所述可变射程移位器的设定值，并根据设定值控制所 述四极电磁体的励磁量，所述控制部对于每个所述切片群，将从所述加速器射出的能量设 定为比所述最深位置的切片所对应的能量要高的值，使得所述透过板对于该切片群内最深 位置的切片具有规定的厚度，并且对每个所述切片群设定的所述透过板的厚度为，对较深 位置的切片群设定的厚度在对较浅位置的切片群设定的厚度以上，并且，对最深位置的切 片群设定的厚度比对最浅位置的切片群设定的厚度厚。
[0009] 本发明的粒子射线治疗装置的运行方法中，将照射对象沿着深度方向分割为多个 切片，在按照深度顺序对按照每个切片由照射嘴进行了整形的粒子射线进行照射时，对包 含相邻的两个以上的切片的每个切片群设定从加速器射出的粒子射线的能量，并利用可变 射程移位器对该切片群内的每个切片设定衰减量，并且利用设置在所述可变射程移位器与 所述照射嘴之间的四极电磁体使入射到所述照射嘴的粒子射线聚集，其特征在于，对于每 个所述切片群，将所述加速器的能量设定值设定为比所述最深位置的切片所对应的能量要 高的值，使得所述可变射程移位器对于该切片群内最深位置的切片具有规定的衰减量，并 且对每个所述切片群设定的衰减量为，对较深位置的切片群设定的值在对较浅位置的切片 群设定的值以上，并且，对最深位置的切片群设定的值比对最浅位置的切片群设定的值要 大，根据所述加速器的能量设定值和所述可变射程移位器的衰减量来控制所述四极电磁体 的励磁量。 发明效果
[0010] 根据本发明的粒子射线治疗装置或粒子射线治疗装置的运行方法，在改变能量 时，能使四极电磁体的强度单调变化来使发散后的粒子射束聚集，因此能进行粒子射束的 状态稳定且能准确地进行三维照射的粒子射线治疗。
【附图说明】
[0011] 图1是用于说明本发明的实施方式1中的粒子射线治疗装置的结构的设备配置 图。 图2是表示利用本发明实施方式1的粒子射线治疗装置进行三维照射时的照射区域的 示意图。 图3是表示可变射程移位器的透过板的厚度与粒子射线束的散射角的扩展之间的关 系的图。 图4是用于对现有的粒子射线治疗装置中、调整能量时所需的四极电磁体的强度进行 说明的图。 图5是用于对现有的粒子射线治疗装置中、调整能量时所需的四极电磁体的强度进行 说明的图。 图6是用于对本发明实施方式1的粒子射线治疗装置以及粒子射线治疗装置的运行方 法中、调整能量时所需的四极电磁体的强度进行说明的图。
【具体实施方式】
[0012] 实施方式1. 下面，说明本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的运行方 法。图1是用于对本发明实施方式1的粒子射线治疗装置的结构进行说明的示意性设备配 置图，图2是表示进行三维照射时的、在深度方向上分割并设定成规定厚度的切片的照射 区域的示意图。图3是表示用于改变能量的可变射程移位器的透过板的厚度与粒子射线束 的散射角的扩展之间的关系的图，图4和图5是用于说明利用现有结构的粒子射线治疗装 置进行三维照射时的粒子射束的运动量（与能量具有一一对应关系的量）与四极电磁体的 强度之间的关系的图。图6是用于说明利用本实施方式1的粒子射线治疗装置或粒子射线 治疗装置的运行方法进行三维照射时的粒子射束的运动量与四极电磁体的强度之间的关 系的图。
[0013] 本发明实施方式1的粒子射线治疗装置以及粒子射线治疗装置的运行方法的特 征在于用于对三维照射中的能量进行调整的结构或调整方法。然而，在对该结构和方法进 行说明之前，利用图1说明粒子射线治疗装置的整体结构。
[0014] 图中，粒子射线治疗装置包括：作为粒子射线的提供源的同步加速器