[发明专利]粒子射线治疗装置

说明书

技术领域

本发明涉及将粒子射线束照射到肿瘤等患部来进行治疗的粒子射线治疗装置，特别涉及与患部三维形状相匹配地照射粒子射线束的三维照射的粒子射线治疗装置。

背景技术

在利用粒子射线(particle beam)的治疗法中，使用被加速至光速的约70％的质子、碳射线等高能量的粒子射线束。这些高能量的粒子射线束在被照射到体内时，具有以下特征。第一，照射的粒子射线束的大部分停止在与粒子射线束能量的约1.7次方成比例的深度位置。第二，对直到照射的粒子射线在体内停止为止所通过的路径提供的能量密度(被称为射线量)在粒子射线的停止位置具有最大值。沿着所通过的路径而形成的特有的深部射线量分布曲线被称为布拉格曲线。射线量值最大的位置被称为布拉格峰值。

粒子射线束的三维照射装置使该布拉格峰值的位置与肿瘤的三维形状相匹配地进行扫描，并调整各扫描位置处的峰值射线量，同时想办法在预先通过图像诊断而决定的目标即肿瘤区域形成规定的三维射线量分布。对于粒子射线束的停止位置的扫描，有与粒子射线束的照射方向大致垂直的横向(X、Y方向)、和粒子射线束的照射方向即深度方向(Z方向)上的扫描。横向上的扫描有使患者位置相对粒子射线束移动的方法、和使用电磁铁等而使粒子射线束的位置移动的方法，一般采用使用电磁铁的方法。在深度方向的扫描中，改变粒子射线束能量是唯一的方法。在改变能量的方法中，有通过加速器改变粒子射线束能量的方法、和对粒子射线束通过的路径插入能量衰减体而使衰减体的衰减量变化的方法。这样的使衰减体的衰减量变化来变更束能量的方法例如记载于专利文献1、专利文献2中。

实际的粒子射线治疗装置中的束能量的变更次数依赖于目标尺寸与所使用的粒子射线的种类、最大能量，在多的时候需要在照射过程中将束能量变更100次左右。因此，束能量变更的高速化牵连到治疗时间的缩短与精度提高。在专利文献1的图2中，公开了高速地变更束能量的束能量变更装置。在该以往技术中，使用2组(合计4个)偏转电磁铁，使入射到束能量变更装置的束从入射方向偏转一次，并使到达某位置的粒子射线束再次向相反方向弯曲，而承载到粒子射线束的行进方向与入射束的入射方向的延长线大致平行的轨道。使粒子射线束弯曲，以使沿着该平行轨道行进了规定距离的粒子射线再次返回到粒子射线束的入射方向的延长线上。在平行轨道的部分配置具有厚度不同的部分的射程移位器(range shifter)(能量衰减体)，改变4个电磁铁的参数，以使平行轨道部成为射程移位器的不同的厚度部分，从而改变入射粒子射线束的能量。束能量被变更的粒子射线束被输送给粒子射线照射装置。

专利文献1：日本专利第4115468号公报(段落号码0008-0013、图2)

专利文献2：日本特开平10-199700号公报(段落号码0046、图6)

发明内容

在专利文献1的图2记载的方法中，与专利文献2的图6记载的使射程移位器机械性地移动的方法相比，可以非常高速地改变粒子射线束能量。但是，在所需的束能量的变更次数较多的情况下，射程移位器的尺寸变大并且需要使粒子射线束偏转到较大的角度，所以偏转电磁铁变大。本发明的目的在于提供一种粒子射线治疗装置，即使在所需的束能量变更次数较多的情况下，也无需增大偏转电磁铁，而可以高速地变更束能量。

为了解决上述那样的课题，本发明使用以下结构。即，本发明中的粒子射线治疗装置，具备：束能量变更部，改变所入射的粒子射线束的能量；束能量变更控制部，输出用于控制该束能量变更部的指令；照射部，将从束能量变更部射出的粒子射线束照射到被照射体；以及照射控制部，输出用于控制照射到被照射体的粒子射线束的能量与位置的指令，其中，束能量变更部具备：使入射的粒子射线束依次偏转到多个装置内束轨道的偏转电磁铁；分别配置在多个装置内束轨道各自的装置内束轨道上的可变能量衰减部；以及使通过了各个可变能量衰减部的粒子射线束偏转、以使其在照射部中成为同一轨道的偏转电磁铁，束能量变更控制部根据来自照射控制部的指令进行控制，使得在粒子射线束通过可变能量衰减部中的一个可变能量衰减部的期间，变更其他至少一个可变能量衰减部的能量衰减量。

根据本发明的粒子射线治疗装置，即使在所需的束能量变更次数(所需的束能量的数量)较多的情况下，也可以高速地进行能量变更，并且无需增大用于束能量变更的偏转电磁铁的偏转量。因此，能够实现束能量变更部以及具备该束能量变更部的粒子射线治疗装置的小型化与低成本化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的束能量变更部的概略结构图。