[發明專利]粒子射線照射裝置及粒子射線治療裝置

有效

• 申請號: 201080060087.1
• 申請日: 2010-03-31
• 公開（公告）號: CN102686276A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 巖田 高明
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張鑫

技術領域

本發明涉及用于醫療用途或研究用途的粒子射線治療裝置，尤其涉及所謂光柵掃描的掃描型的粒子射線照射裝置及粒子射線治療裝置。

背景技術

一般而言，粒子射線治療裝置包括：射束產生裝置，該射束產生裝置產生帶電粒子束；加速器，該加速器與射束產生裝置相連接，且使得所產生的帶電粒子束進行加速；射束輸送系統，該射束輸送系統輸送加速到在加速器中所設定的能量為止之后射出的帶電粒子束；以及粒子射線照射裝置，該粒子射線照射裝置設置在射束輸送系統的下游，且用于將帶電粒子束射向照射對象。粒子射線照射裝置大致分為廣域照射方式和掃描照射方式(點掃描、光柵掃描等)，廣域照射方式是利用散射體將帶電粒子束進行散射放大，使得經放大的帶電粒子束與照射對象的形狀相一致來形成照射野，而掃描照射方式是以細束狀射束進行掃描來形成照射野，以使其與照射對象的形狀相一致。

簡單而言，點掃描是如點畫法那樣照射粒子射線束形成較小的點狀、來形成照射野的方法。即，反復進行射束提供(打點)、射束停止、移動。點掃描是一種能按照每個點位置來改變照射劑量的自由度較高的照射方法，近年來頗受關注。

簡單而言，光柵掃描是如單筆畫那樣持續照射粒子射線束、來形成照射野的方法。即，是一邊持續照射射束、一邊使目標劑量在一定的區域內以恒速進行移動的方法。由于無需頻繁地反復提供/停止射束，因此，具有能縮短治療時間的優點。

還提出有介于點掃描、光柵掃描之間的掃描方法。如光柵掃描那樣持續照射射束，如點掃描那樣使射束照射位置不斷在點位置間移動。上述方法具有點掃描和光柵掃描這兩者的優點。在本說明書中，將該介于兩者之間的照射方法稱為混合掃描。

廣域照射方式利用準直器和團塊(borus)形成與患部形狀相一致的照射野。廣域照射方式形成與患部形狀相一致的照射野，防止向正常組織進行不需要的照射，因此成為了最廣泛采用的、優異的照射方式。然而，需要針對每一位患者制作團塊，或與患部相配合而使準直器進行變形。

另一方面，掃描照射方式是不需要準直器和團塊的、自由度高的照射方式。然而，由于不使用防止向患部以外的正常組織進行照射的這些部件，因此要求超過廣域照射方式的、高射束照射位置精度。

針對粒子射線治療裝置，為了提高照射位置或照射劑量的精度，進行了各種發明。專利文獻1的目的在于提供能準確地照射患部的粒子射線治療裝置，并公開了以下發明。專利文獻1的發明是將掃描裝置所進行的帶電粒子束的掃描量和此時利用射束位置檢測器檢測出的帶電粒子束的射束位置存儲到存儲裝置中，使用該存儲的掃描量和射束位置，根據基于治療計劃信息的射束位置，利用控制裝置來設定掃描裝置的掃描量。由于將實際照射所獲得的掃描量與射束位置之間的關系存儲在存儲裝置中，因此可期待準確地對患部進行照射。

專利文獻2的目的在于提供確保高安全性、能以高精度照射帶電粒子束的粒子治療裝置，并公開了以下發明。專利文獻2的發明是將從帶電粒子束產生裝置射出的帶電粒子束提供給在與射束前進方向相垂直的照射面上進行掃描的掃描電磁鐵，基于通過該掃描電磁鐵的帶電粒子束的在照射面上的位置和劑量，來控制來自帶電粒子束產生裝置的帶電粒子束的射出量。具體而言，在照射面上分割而形成的多個區域中，停止對達到目標劑量的區域供給帶電粒子束，對未達到目標劑量的其它區域供給帶電粒子束。這樣，對各區域中的照射劑量和目標劑量進行比較，對帶電粒子束的射出量進行ON/OFF(開通/關閉)控制(供給/停止)，從而可期待高安全性。

在專利文獻3中，針對在掃描電磁鐵的電流與磁場之間存在的磁滯特性使射束照射位置的精度降低這一問題，公開了以下的發明。專利文獻3的發明包括：第一運算單元，該第一運算單元對應于基于照射計劃的射束照射位置，計算出未考慮磁滯影響的掃描電磁鐵的電流值；以及第二運算單元，該第二運算單元考慮磁滯影響對第一運算單元所計算出的掃描電磁鐵的電流值進行校正運算，照射控制裝置基于第二運算單元的運算結果來控制掃描電磁鐵的電流。這樣，通過在第二運算單元中實施校正運算以消除磁滯影響，即通過使第二運算單元具備表示磁滯特性的數學模型，可期待通過運算來提高射束照射位置的精度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本國專利特開2005-296162號公報

專利文獻2：日本國專利特開2008-272139號公報

專利文獻3：日本國專利特開2007-132902號公報

發明內容