[發明專利]粒子射線照射裝置

有效

• 申請號: 201410052116.X
• 申請日: 2009-06-09
• 公開（公告）號: CN103768730A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 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: 俞丹

本申請是發明名稱為“粒子射線照射裝置”、國際申請日為2009年6月9日、申請號為200980159044.6(國際申請號為PCT/JP2009/060531)的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于癌癥治療等醫療用或研究用的粒子射線照射裝置。特別涉及進行點掃描、光柵掃描等掃描式照射的粒子射線照射裝置。

背景技術

在現有的進行掃描式照射的粒子射線照射裝置中，如專利文獻1所示的那樣，為了將帶電粒子束進行掃描，使掃描單元即掃描電磁鐵的設定電流隨時間發生變化。該掃描電磁鐵的設定電流值能夠基于掃描電磁鐵的規格、掃描電磁鐵電源的規格、及照射粒子束的規格(照射能量、入射粒子束位置等)利用理論公式求出。然而，由該理論公式計算出的掃描電磁鐵的設定電流值是以掃描電磁鐵的規格、掃描電源的規格、及照射粒子束的規格完全不變為前提條件得出的理論值，但是由于在現實中會因為各種原因發生變動，因此照射位置可能會發生偏移而導致產生錯誤照射。

例如，由于掃描電磁鐵一般是雙極性電磁鐵，因此，因電磁鐵的磁滯而導致盡管提供給電磁鐵的電流為零但也會有殘留的磁場，有可能因該殘留的磁場而導致射束照射位置偏移設定的位置。另外，因其他某些設備的老化等原因，盡管以相同條件進行照射，但射束照射位置也可能會發生偏移。因此，提出有以下方法(專利文獻1)：即，首先在進行治療之前，在沒有患者的狀態下，設定適當的多個照射條件(照射能量等)進行試照射，將在射束位置監控器上檢測出的射束位置數據(x_a，y_a)和掃描電磁鐵的設定電流值(I_a，I_b)的變換表預先存儲在存儲裝置中，在進行治療照射時，使用上述變換表來對掃描電磁鐵的設定電流值進行運算。

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

發明內容

由于現有的掃描式粒子射線照射裝置如上述那樣使用變換表來運算掃描電磁鐵的設定電流值(二維)，因此在基于治療照射的目標照射位置坐標(二維)參照變換表時，需要大量使用IF條件句(區分情況的條件式)，或在想要增加試照射的照射部位等的情況下，需要改變與變換表的大小變化相對應的程序本身。另外，在將粒子射線照射裝置的控制輸入擴展為三維(二維的掃描電磁鐵的設定電流值和一維的帶電粒子束的設定能量)的情況下，存在利用變換表的方法變得更復雜、難以實現的問題。特別是在因呼吸等而引起照射目標(患部)的位置、姿勢、形狀時刻發生變化的情況下，在利用現有變換表的方法中，難以實時地生成指令值。

本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于提供一種粒子射線照射裝置，該粒子射線照射裝置不使用IF條件句(區分情況的條件式)，就能運算控制指令值，能提高照射位置精度。

本發明的粒子射線照射裝置利用掃描電磁鐵將由加速器進行了加速的帶電粒子束進行掃描并照射至照射對象，包括逆映射單元，該逆映射單元具有逆映射數學模型，該逆映射數學模型基于照射對象的帶電粒子束的目標照射位置坐標來生成實現該照射的上述掃描電磁鐵的指令值，根據基于照射對象的帶電粒子束的目標照射位置坐標、使用上述逆映射數學模型而生成的上述指令值，來對上述掃描電磁鐵進行控制，以將帶電粒子束進行掃描，來照射至照射對象。

另外，本發明的粒子射線照射裝置基于攝像中的照射目標信息對上述目標照射位置坐標進行校正，根據基于校正后的上述目標照射位置坐標、使用上述逆映射數學模型而生成的指令值，來對上述掃描電磁鐵進行控制，以將帶電粒子束進行掃描，來照射至照射對象。

根據本發明的粒子射線照射裝置，由于包括具有逆映射數學模型的逆映射單元，上述逆映射數學模型基于照射對象的帶電粒子束的目標照射位置坐標，來生成實現該照射的掃描電磁鐵的指令值，因此不使用IF條件句(區分情況的條件式)，就能運算控制掃描電磁鐵的指令值，能提高照射位置精度。

另外，由于基于攝像中的照射目標信息對目標照射位置坐標進行校正，基于校正后的上述目標照射位置坐標，使用逆映射數學模型來運算對掃描電磁鐵進行控制的指令值，因此，能夠實時地生成上述指令值。

附圖說明

圖1是表示一維情況下的控制輸入和控制輸出之間的關系的示意圖。

圖2是表示基于變換表的控制輸入的生成流程(一維)的流程圖。

圖3是表示基于變換表的控制輸入的生成方法(二維)的校準時的圖。

圖4是表示基于變換表的控制輸入的生成方法(二維)的正式照射時的圖。