帶電粒子束治療裝置及帶電粒子束治療裝置的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請主張基于2014年3月24日申請的日本專利申請第2014-060020號的優(yōu)先權(quán)。其申請的全部內(nèi)容通過參考援用于本說明書中。
[0002]本發(fā)明涉及一種帶電粒子束治療裝置及帶電粒子束治療裝置的控制方法。
[0003]被景技術(shù)
[0004]以往，作為通過向被照射體照射帶電粒子束來進行治療的帶電粒子束治療裝置，例如，已知有專利文獻I中所記載的掃描式帶電粒子束治療裝置。專利文獻I中記載有如下帶電粒子束治療裝置，即，針對被照射體，按照規(guī)定的掃描圖案向所設(shè)定的一個層照射帶電粒子束，結(jié)束對一個層的帶電粒子束的照射以后，改變帶電粒子束的能量以進行對下一個層的帶電粒子束的照射。專利文獻I的帶電粒子束治療裝置配合患者的呼吸等引起的被照射體的動作控制帶電粒子束的照射。
[0005]專利文獻1:日本特開2011-130859號公報
[0006]然而，如上所述，與患者的呼吸同步控制帶電粒子束時存在控制變復(fù)雜的問題。另一方面，若不與呼吸同步控制照射時刻，則考慮在患者屏住呼吸的期間照射帶電粒子束。但是，由于帶電粒子束的照射及被照射體的層切換所需的時間較長，不能在患者屏住一次呼吸的時間內(nèi)結(jié)束治療，因此需要進行如下控制。即，需要反復(fù)進行如下工序:在患者屏住呼吸期間進行帶電粒子束的照射及層切換，而后中斷照射使患者呼吸并調(diào)整姿勢，并且在再次屏住呼吸的期間照射帶電粒子束。當(dāng)進行這種控制時，患者不得不多次屏住呼吸，從而加重患者的負擔(dān)。因此，要求減輕利用帶電粒子束照射裝置進行治療期間的患者的負擔(dān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了解決這種課題而完成的，其目的在于提供一種能夠減輕患者的治療負擔(dān)的帶電粒子束治療裝置及帶電粒子束治療裝置的控制方法。
[0008]本發(fā)明所涉及的帶電粒子束治療裝置具備:加速器，加速帶電粒子，并射出帶電粒子束；照射部，通過掃描法向被照射體照射帶電粒子束；及控制部，控制部存儲一次治療時的裝置的控制模式，在控制模式中，照射部的中斷帶電粒子束的照射中斷時間被設(shè)定，并且由照射部照射帶電粒子束的照射時間被設(shè)定，且一次治療時的照射中斷時間的總和設(shè)定為比一次治療時的照射時間的總和短。
[0009]在此，經(jīng)本發(fā)明人等深入研宄后發(fā)現(xiàn)，能夠通過縮短一次治療時的照射中斷時間縮短總體治療時間。因此，在本發(fā)明所涉及的帶電粒子束治療裝置的控制部所存儲的一次治療時的控制模式中，照射部中斷帶電粒子束的照射中斷時間的總和設(shè)定為比由照射部照射帶電粒子束的照射時間的總和短。如此，通過將一次治療中的照射中斷時間的總和設(shè)定為比照射時間的總和短，能夠縮短一次總體治療所需的時間。如此，若縮短一次治療的時間，則帶電粒子束治療裝置能夠在患者屏住一次呼吸的期間結(jié)束治療，因此能夠減輕患者的治療負擔(dān)。
[0010]并且，在本發(fā)明所涉及的帶單粒子束治療裝置中，控制部交替反復(fù)執(zhí)行對于設(shè)定在被照射體上的一個層照射帶電粒子束的照射工序與將照射對象切換為下一個層的工序，在控制模式中，對每一照射工序設(shè)定照射時間，并且對每一切換工序設(shè)定照射中斷時間，對于每個照射工序的照射時間與對于每個切換工序的照射中斷時間被連續(xù)地設(shè)定。如此，在控制模式中，對于照射工序設(shè)定的照射時間與對于切換工序設(shè)定的照射中斷時間被交替地連續(xù)設(shè)定。即，在各工序中途無需確保用于患者調(diào)整呼吸的時間，而在結(jié)束層切換后立即對下一個層進行照射，從而能夠縮短治療時間。
[0011]并且，在本發(fā)明所涉及的帶電粒子束治療裝置中，照射部可以在10秒以內(nèi)完成對設(shè)定在被照射體上的所有層的照射。由此，能夠在患者屏住一次呼吸的期間結(jié)束治療，能夠減輕患者的治療負擔(dān)。
[0012]本發(fā)明所涉及的帶電粒子束治療裝置的控制方法為，一種具備通過掃描法向被照射體照射帶電粒子束的照射部及控制部的帶電粒子束治療裝置的控制方法，其中，控制部根據(jù)一次治療時的裝置的控制模式控制帶電粒子束的照射，在控制模式中，照射部的中斷帶電粒子束的照射中斷時間被設(shè)定，并且由照射部照射帶電粒子束的照射時間被設(shè)定，且一次治療時的照射中斷時間的總和設(shè)定為比一次治療時的照射時間的總和短。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所涉及的帶電粒子束治療裝置的控制方法，能夠獲得與上述帶電粒子束治療裝置相同的作用及效果。
[0014]發(fā)明效果
[0015]根據(jù)本發(fā)明，能夠減輕患者的治療負擔(dān)。
【附圖說明】
[0016]圖1是表示本發(fā)明所涉及的帶電粒子束照射裝置的一實施方式的概要圖。
[0017]圖2是表示控制部功能的框圖。
[0018]圖3是表示參數(shù)準備階段的處理內(nèi)容的流程圖。
[0019]圖4是表示層切換時的處理內(nèi)容的流程圖。
[0020]圖5是參數(shù)設(shè)定及帶電粒子束的照射圖像的圖。
[0021]圖6(a)是表示實施方式所涉及的帶電粒子束照射裝置的控制模式的概念圖，圖6(b)是表示比較例所涉及的帶電粒子束照射裝置的控制模式的概念圖。
[0022]圖7是表示實施例及比較例所涉及的照射時間與照射中斷時間之間的關(guān)系的曲線圖。
[0023]圖8是表示本發(fā)明所涉及的帶電粒子束照射裝置的一實施方式的概要圖。
[0024]圖9是表示控制部及電磁鐵周邊結(jié)構(gòu)的框圖。
[0025]圖10是表示電磁鐵電源及半導(dǎo)體周邊的電路結(jié)構(gòu)的方塊圖。
[0026]圖11是表示流向電磁鐵的電流與半導(dǎo)體電阻的關(guān)系的概念圖。
[0027]圖12是表示在帶電粒子束治療裝置的控制部執(zhí)行的處理內(nèi)容的流程圖。
[0028]圖13是表示流向電磁鐵的電流與半導(dǎo)體電阻的關(guān)系的概念圖。
[0029]圖中:1、100-帶電粒子束照射裝置，11-加速器，12-照射噴嘴，13-射束傳輸線路，18-降能器，25-電磁鐵，27-電磁鐵電源，27a-存儲部，30、130-控制部。
【具體實施方式】
[0030]以下，參考附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。另外，“上游”與“下游”分別表示所射出的帶電粒子束的上游(加速器側(cè))、下游(患者側(cè))之意。
[0031]如圖1所示，帶電粒子束治療裝置I為用于通過放射線治療法來治療癌癥等的裝置，其具備:加速帶電粒子束并射出帶電粒子束的加速器11、向被照射體照射帶電粒子束的照射噴嘴12 (照射部)、將從加速器11射出的帶電粒子束傳輸至照射噴嘴12的射束傳輸線路13 (傳輸線路)、設(shè)置于射束傳輸線路13且降低帶電粒子束能量來調(diào)整帶電粒子束射程的降能器(能量調(diào)整部)18、設(shè)置于射束傳輸線路13的多個電磁鐵25、與多個電磁鐵25分別對應(yīng)而設(shè)置的電磁鐵電源27、及控制總體帶電粒子束治療裝置I的控制部30。在本實施方式中，作為加速器11采用回旋加速器，但并不限定于此，也可以為產(chǎn)生帶電粒子束的其他產(chǎn)生源，例如同步加速器、同步回旋加速器、直線加速器等。
[0032]在帶電粒子束治療裝置I中，對治療臺22上的患者P的腫瘤(被照射體)照射從加速器11射出的帶電粒子束。帶電粒子束為高速加速帶有電荷的粒子而得到的粒子束，例如有質(zhì)子線、重粒子(重離子)束等。本實施方式所涉及的帶電粒子束治療裝置I為通過所謂的掃描法進行帶電粒子束照射的裝置，其在深度方向上虛擬分割(劃分)被照射體，并在每個劃分平面(層)上，對層上的照射范圍進行帶電粒子束的照射(例如參考圖5)。
[0033]另外，作為利用掃描法的照射方式，例如有點掃描照射及光柵掃描照射。點掃描照射為，結(jié)束對于作為照射范圍的一個點的照射之后，暫時停止射束(帶電粒子束)的照射，待做好對于下一個點的照射準備以后進行對于下一個點的照射的方式。而光柵掃描照射為，對同一層的照射范圍無需中途停止照射而連續(xù)進行射束照射的方式。如此，光柵掃描照射為對同一層的照射范圍連續(xù)進行射束照射的方式，因此，與點掃描照射不同，照射范圍并不是由多個點構(gòu)成的。以下，對通過點掃描照射進行照射的例子進行說明，假定同一層上的照射范圍由多個點構(gòu)成而進行說明，但并不限定于此，當(dāng)通過光柵掃描照射進行照射時，如上所述，照射范圍也可以不是由點構(gòu)成。
[0034]照射噴嘴12安裝于可繞治療臺22旋轉(zhuǎn)360度的旋轉(zhuǎn)機架23的內(nèi)側(cè)，并且被設(shè)定為可通過旋轉(zhuǎn)機架23移動到任意旋轉(zhuǎn)位置。照射噴嘴12包括聚焦電磁鐵19 (詳細后述)、掃描電磁鐵21及真空導(dǎo)管28。掃描電磁鐵21設(shè)置于照射噴嘴12中。掃描電磁鐵21具有X方向掃描電磁鐵及Y方向掃描電磁鐵，所述X方向掃描電磁鐵在與帶電粒子束的照射方向交叉的面向X方向掃描帶電粒子束；所述Y方向掃描電磁鐵在與帶電粒子束的照射方向交叉的面向與X方向交叉的Y方向掃描帶電粒子束。并且，通過掃描電磁鐵