[發明專利]電荷粒子射線的射束軸調整裝置和輻射裝置

有效

• 申請號: 02141909.4
• 申請日: 2002-07-24
• 公開（公告）號: CN1398651A
• 公開（公告）日: 2003-02-26
• 發明（設計）人: 片岡昌治;立川敏樹
• 申請（專利權）人: 住友重機械工業株式會社
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 黃劍鋒

本發明所屬的技術領域

本發明涉及用于調整電荷粒子射線的射束軸的位置用的電荷粒子射線的射束軸調整裝置、采用該裝置的電荷粒子射線的輻射裝置、以及采用該輻射裝置，對患部輻射電荷粒子射線的粒子射線治療裝置。

已有技術

作為采用質子等的粒子射線的癌等的治療系統，如圖1所示，人們知道有比如下述系統，該系統包括治療設備10，該治療設備10包括：粒子射線加速裝置12，該裝置12由將質子加速到規定能量的回旋加速器以及能量分析裝置(ESS)形成，該能量分析裝置(ESS)根據需要用于在限制能量分散的同時、改變從該回旋加速器輻射的粒子射束的能量；射束輸送裝置(BTS)14，其用于確保從該粒子射線加速裝置12取出的粒子射束的穩定軌道，在損失的情況下將其輸送給輻射室；旋轉輻射裝置(臺架)30，其用于形成處理通過上述射束輸送裝置14輸送的粒子射束，確實對身體的病灶位置進行輻射，在該裝置中，粒子射線的輻射方向是可改變的；固定輻射裝置40，該固定輻射裝置40中的粒子射線的輻射方向是固定的。該系統還包括附屬裝置42和附帶設備裝置44，該附屬裝置42包括用于計劃輻射治療的診斷裝置、治療計劃系統和治療工具工作機械；該附帶設備裝置44包括以向加速器、射束輸送裝置供電的直流電流電源為主體的各種電源、電流導體(線圈)直接冷卻用的純水冷卻供給設備等。

另外，作為粒子射線加速裝置12，人們還知道有不需要能量分析裝置的同步加速器。

由于比如如圖2所示，上述旋轉臺架30用于從任意角度對患者輻射粒子射線33，故其由實現輻射范圍、輻射深度等的輻射要求條件的輻射嘴32、以及將射束輸送到其入口的BTS14的末端部(圖中未示出)、用于使安裝于該BTS14的末端上的輻射嘴32回旋的結構體36形成，與其相鄰接，設置有包括患者的患部位置確定裝置的治療用床34。

在采用這樣的治療裝置進行治療時，必須將細微的粒子射線束對應于患部的大小、并擴大到最大的30cm角度。

于是，如圖3所示，通過設置于最終偏轉電磁鐵18的射出側的輻射嘴32，將通過圖中未示出的4個重極電磁鐵(Q磁鐵)約束，通過偏轉電磁鐵16、18偏轉的電荷粒子射線擴大，可獲得均勻的輻射劑量分布。

作為形成平面方向的輻射范圍的代表性方法，包括有通過散射體擴大射束的散射體法、以及調整電磁鐵對射束進行掃描的射束掃描方法，前者具有結構簡單、所要求的設置空間較窄、輻射范圍不隨時間變化、時間軸方向的穩定性較高等特征，后者具有側方的散射很少(半影少)、射束的利用效率高的特征。

上述輻射嘴32在比如屬于前者的雙重散射體方式的場合，如圖4具體所示的那樣包括輻射劑量分布調整機構20，該機構20包括：透射厚度可改變的第1散射體20A；第2散射體20B，該第2散射體20B用于調整通過該第1散射體20A擴大的粒子射束的輻射劑量分布，在中心部設置有散射效果較高的鉛等的原子序號較大的物質；監視器(比如平坦度監視器)20D，其用于檢測由上述散射體20A、20B形成的輻射劑量分布的重心位置。

按照該雙重散射體方式，在通過第1散射體20A使粒子射線束發生散射后，將其射入第2散射體20B，使圖5(A)所示的那樣的呈高斯分布的射束的輻射劑量分布的中心部分朝向外側散射，如圖5(B)所示，對分布進行平坦化處理，在第2散射體20B的中心部設置有散射的效果較大的物質。

本發明要解決的課題

但是，如果射束軸和第2散射體軸的偏離，即第2散射體20B和呈入射的高斯分布的射束的中心部分發生偏離，則如圖5所示，在第2散射體20B的中心部分發生散射的射束與周邊部的射束的強度分布的平衡破壞，輻射劑量分布的平坦度受到損壞。因此，必須相對作為目標的輻射范圍正確地調整射束軸和第2散射體的位置關系。此時，為了調整射束軸，采用高精度的射束監視器和臺架30內的電磁鐵，以良好的精度對射入第2散射體的射束軸進行調整的功能是不缺少的。另外，由于該射束軸的調整花費較長時間，治療中的調整困難，故在治療前，還必須精密地對輻射劑量分布或射束軸位置進行測定、評價。