粒子束治療系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種粒子束治療系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在粒子束治療中，掃描照射法正在普及。在掃描照射法中，將目標(biāo)分割為微小區(qū)域(以下，稱為點)來進(jìn)行考慮，對每個點照射細(xì)直徑的射束。當(dāng)向某點賦予了既定的劑量時，停止射束的照射，向下一點掃描射束。在與射束的行進(jìn)方向(以下，稱為深度方向)垂直的方向(以下，稱為橫向)上掃描射束的情況下，使用掃描電磁鐵。對于某深度，在對所有的點賦予了既定劑量時，在深度方向掃描射束。當(dāng)在深度方向掃描射束的情況下，通過加速器或射程移位器變更射束的能量。最終，對所有的點，即對全體目標(biāo)賦予一樣的劑量。
[0003]每個點的射束對于橫向具有二維高斯分布的擴(kuò)展。1在等中心面為3?20mm程度，越是高能量的射束越小。關(guān)于低能量的射束，基于多次庫倫散射的每單位距離的角度發(fā)散量大，在經(jīng)過照射區(qū)域形成裝置內(nèi)的過程中射束直徑增大。
[0004]因此，對于位于從被照射體的表面較淺的位置(以下，稱為短射程區(qū)域)的目標(biāo)，對劑量分布形成使用低能量的射束，因此半陰影增加。半陰影表示在目標(biāo)外或目標(biāo)與正常組織之間的邊界近旁的區(qū)域中賦予劑量從80%降低至20%的橫向距離，與射束直徑具有正相關(guān)性。在此，將目標(biāo)中心近旁的賦予劑量設(shè)為100%。半陰影越小越可以說是與目標(biāo)形狀一致的高精細(xì)的劑量分布。
[0005]對于這樣的課題，在非專利文獻(xiàn)I中公開了在被照射體的上流設(shè)置能量吸收體的方法。在該方法中，即使對段射程區(qū)域的目標(biāo)也照射高能量的射束，通過能量吸收體在即將射入被照射體之前降低射束能量。抑制低能量狀態(tài)下的射束的漂移距離，因此能夠抑制射束直徑，改善半陰影。此外，在非專利文獻(xiàn)2中公開了使用準(zhǔn)直器來屏蔽向目標(biāo)外射入的射束，實現(xiàn)半陰影改善的方法。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文件
[0007]非專利文獻(xiàn)
[0008]非專利文獻(xiàn)1:U.Titt, et al.，“Adjustment of the lateral and longitudinalsize of scanned proton beam spot using a pre-absorber to optimize penumbrae anddelivery efficiency^ Phys.Med B1l.55 (2010) 7097-7106.
[0009]非專利文獻(xiàn)2:M.Bues，et al.，“Therapeutic step and shoot proton beamspot-scanning with a mult1-leaf collimator:a monte carlo study” Radiat.Prot.Dosim.115 164-9.

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]發(fā)明要解決的課題
[0011]并用非專利文獻(xiàn)I的能量吸收體和非專利文獻(xiàn)2的準(zhǔn)直器時，可以認(rèn)為在向短射程區(qū)域的掃描照射中能夠進(jìn)一步改善半陰影。然而，關(guān)于向照射區(qū)域形成裝置裝卸這2個裝置的方法存在問題。對于從被照射體的表面較深的位置，即對短射程區(qū)域外的目標(biāo)不使用這2個裝置，因此需要從射束經(jīng)過區(qū)域去除。
[0012]當(dāng)在照射區(qū)域形成裝置內(nèi)具備能量吸收體的驅(qū)動裝置、多葉準(zhǔn)直器時，裝置的裝卸自動化，能夠減輕操作者的負(fù)擔(dān)。然而，照射區(qū)域形成裝置向深度方向大型化，因此照射區(qū)域形成裝置內(nèi)的射束的漂移距離增加，在高能量條件下射束直徑增大。因此，雖然在向短射程區(qū)域的照射中可以通過能量吸收體和準(zhǔn)直器的作用來改善半陰影，但在向短射程區(qū)域外的照射中相反半陰影增加。此外，隨著照射區(qū)域形成裝置的大型化旋轉(zhuǎn)機架也大型化，粒子束治療系統(tǒng)的成本增大。
[0013]在照射區(qū)域形成裝置的前端部分設(shè)置敷貼器的設(shè)置夾具，在操作者手動實施敷貼器的裝卸的情況下，能夠解決這樣的課題。在此，將由能量吸收體和準(zhǔn)直器構(gòu)成的向短射程區(qū)域的照射補償裝置稱為敷貼器。然而，通過掃描照射法形成照射區(qū)域的照射區(qū)域形成裝置一般對于橫向能夠在400mmX300mm的范圍內(nèi)掃描射束，與這樣的規(guī)格對應(yīng)的敷貼器成為大型且重物。因此，向照射區(qū)域形成裝置的敷貼器手動裝卸成為操作者的大的負(fù)擔(dān)。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種具備照射區(qū)域形成裝置的粒子束治療系統(tǒng)，其通過不會增加成本、短射程區(qū)域外的半陰影以及操作者的負(fù)擔(dān)，能夠改善短射程區(qū)域中的半陰影的掃描照射法來形成照射區(qū)域。
[0015]解決課題的方法
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的粒子束治療系統(tǒng)具有:照射區(qū)域形成裝置，其通過掃描照射法形成照射區(qū)域；以及向短射程區(qū)域的照射補償裝置，其具有能量吸收體、第一準(zhǔn)直器、第二準(zhǔn)直器、所述能量吸收體和所述第一準(zhǔn)直器以及所述第二準(zhǔn)直器的裝卸機構(gòu)，所述照射區(qū)域形成裝置具有所述照射補償裝置的裝卸機構(gòu)。
[0017]發(fā)明效果
[0018]根據(jù)本發(fā)明，在具備通過掃描照射法形成照射區(qū)域的照射區(qū)域形成裝置的粒子束治療系統(tǒng)中，不會增加成本、短射程區(qū)域外的半陰影以及操作者的負(fù)擔(dān)，能夠改善短射程區(qū)域中的半陰影。
【附圖說明】
[0019]圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的粒子束治療系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的一實施方式的照射區(qū)域形成裝置的概要圖。
[0021]圖3是本發(fā)明的一實施方式的短射程敷貼器的概要圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的一實施方式的支撐框的概要圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的一實施方式的準(zhǔn)直器A和準(zhǔn)直器B的概要圖。
[0024]圖6是本發(fā)明的一實施方式的能量吸收體的概要圖。
[0025]圖7是本發(fā)明的一實施方式的能量吸收體和準(zhǔn)直器A的概要圖。
[0026]圖8是本發(fā)明的一實施方式的能量吸收體和準(zhǔn)直器A的其他例子的概要圖。
[0027]圖9是表示本發(fā)明的一實施方式的向照射區(qū)域形成裝置設(shè)置短射程敷貼器的設(shè)置方法的一例的概要圖。
[0028]圖10是表示本發(fā)明的一實施方式的向照射區(qū)域形成裝置設(shè)置短射程敷貼器的設(shè)置方法的一例的概要圖。
[0029]圖11是表示本發(fā)明的一實施方式的向照射區(qū)域形成裝置設(shè)置短射程敷貼器的設(shè)置方法的其他一例的概要圖。
[0030]圖12是本發(fā)明的一實施方式的準(zhǔn)直器A和準(zhǔn)直器B的一例的概要圖。
[0031]圖13是表示本發(fā)明的一實施方式的治療計劃順序的流程圖。
[0032]圖14是本發(fā)明的一實施方式的治療計劃裝置的概要圖。
[0033]圖15是表示本發(fā)明的一實施方式的使用短射程敷貼器時的互鎖機構(gòu)的框圖。
[0034]圖16是表示本發(fā)明的一實施方式的使用短射程敷貼器時的互鎖機構(gòu)的動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]以下，使用圖1至圖16，對本發(fā)明的一實施方式的粒子束治療系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及動作進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的一實施方式的粒子束治療系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。粒子束治療系統(tǒng)具備向短射程區(qū)域的照射補償裝置(以下，稱為短射程敷貼器)101和質(zhì)子束照射裝置102。在本實施例中，以質(zhì)子束照射裝置102為例進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于使用質(zhì)量比質(zhì)子重的粒子(碳束等)的重粒子束照射裝置。
[0036]如圖1所示，質(zhì)子束照射裝置102具有質(zhì)子束產(chǎn)生裝置103、質(zhì)子束輸送裝置104以及旋轉(zhuǎn)式照射裝置105。另外，在本實施例中以具備旋轉(zhuǎn)機架的旋轉(zhuǎn)式照射裝置105為例進(jìn)行了說明，但照射裝置也可以是固定式的。
[0037]質(zhì)子束產(chǎn)生裝置103具有離子源106、前段加速器107 (例如，直線加速器)以及同步加速器108。在離子源106產(chǎn)生的質(zhì)子離子首先通過前段加速器107加速。從前段加速器107射出的質(zhì)子束(以下，稱為射束)在通過同步加速器108加速至預(yù)定的能量后，從射出偏轉(zhuǎn)器109向質(zhì)子束輸送裝置104射出。最終，射束在經(jīng)過旋轉(zhuǎn)式照射裝置105后向被照射體照射。旋轉(zhuǎn)式照射裝置105具有旋轉(zhuǎn)機架(未圖示)和照射區(qū)域形成裝置110。設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機架上的照射區(qū)域形成裝置110與旋轉(zhuǎn)機架一起旋轉(zhuǎn)。將質(zhì)子束輸送裝置104的一部分安裝在旋轉(zhuǎn)機架上。在本實施例中，作為質(zhì)子束的加速裝置采用了同步加速器108，但也可以采用回旋加速器或直線加速器。
[0038]接著，說明通過本實施例的照射區(qū)域形成裝置110實現(xiàn)的掃描照射法的概要。在掃描照射法中，將照射范圍分割成微小區(qū)域(點)，向每個點照射射束。當(dāng)對點賦予了既定劑量時，停止照射而向下一既定點掃描射束。在橫向的射束掃描中使用搭載在照射區(qū)域形成裝置110上的掃描電磁鐵(未圖示)。對于某深度，當(dāng)對所有的點賦予了既定劑量時，照射區(qū)域形成裝置110向深度方向掃描射束。通過使用同步加速器108或搭載在照射區(qū)域形成裝置110等上的射程移位器(未圖示)來變更射束能量，由此實現(xiàn)向深度方向的射束掃描。重復(fù)這樣的順序，最終形成一樣的劑量分布。
[0039]每個點的射束的橫向劑量分布在等中心面中以1= 3mm?