[发明专利]粒子射线治疗系统及其射束位置校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及将质子或碳等带电粒子射束照射于癌等患部来进行治疗的粒子射线治疗系统，尤其涉及对使用扫描式照射(扫描)法的粒子射线治疗系统中的射束位置的校正。

背景技术

粒子射线治疗系统中的照射区形成方法大致可分为宽射束照射法与扫描式照射法(扫描法)，其中，该宽射束照射法利用散射体使射束扩大并同时对照射对象即患者的整个患部进行照射，该扫描式照射法利用电磁铁扫描较细的射束并直接照射到患部。无论是哪一种情况，从加速器射出的带电粒子射束的位置以及角度(倾斜)都不稳定，在延伸至患者附近所设置的照射装置内或照射装置的射束输送路径上需要由各种电磁铁构成的射束轴调整单元，但由于在宽射束照射法中使用散射体，因此即使射束轴稍稍发生偏离，其影响也较少，不需要高精度的射束轴校正单元，但在扫描式照射法中，射束输送系统中的射束轴的偏离会直接影响对患部的照射区，因此要求更为精密的射束轴校正单元。

因此，作为扫描式照射法中的射束轴校正方法，以往提出了如下方法：即，例如在照射装置内具备扫描电磁铁与射束位置检测器，基于来自射束位置检测器的信号计算出目标照射位置的射束位置，控制扫描电磁铁来进行校正，使得扫描射束能照射到目标照射位置(例如参照专利文献1)。上述扫描电磁铁由在x方向与y方向上独立地对在z方向上前进的射束进行控制的2个扫描电磁铁构成，且基于来自上述射束位置检测器的信号的励磁电流分别流过这些电磁铁，使各个电磁铁中产生的磁场随时间变化，并在x方向与y方向上对射束进行扫描。

此外，也提出了如下方法：即，将从加速器射出的带电粒子射束输送至照射装置的射束输送单元包括2台射束位置检测单元与2台转向电磁铁，基于分别从所述射束位置检测单元输出的检测信号计算位移量，基于该位移量对各个所述转向电磁铁的励磁电流进行控制(例如参照专利文献2)。

然而，上述的任一种方法均利用某种方法将基于射束位置检测单元的检测信号计算出的信号作为电磁铁的励磁电流，通过反馈来实现规定的射束轨道，因此具有以下结构性问题，即、由反馈而产生控制系统的时间延迟因此会对校正的精度造成影响。此外，若在从加速器取出带电粒子射束时加速器中的电磁铁的磁场或高频功率中存在周期性变动，则由此对射出射束的位置变动、角度变动产生复杂的影响，仅利用现有的基于反馈的射束轨道的调整单元无法以足够的精度抑制射出射束的位置变动与角度变动。

专利文献1：日本专利特开2009-347号公报

专利文献2：日本专利特开2003-282300号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是为了解决这些周期性变动原因的影响而完成的，其目的在于提供一种新的粒子射线治疗系统及其校正方法，该粒子射线治疗系统通过利用射束位置检测装置观测上述周期性变动，使转向电磁铁产生用于校正的励磁图案，从而能利用反馈对所射出的射束的位置变动、角度变动的影响进行校正。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明的粒子射线治疗系统包括对带电粒子射束进行加速的加速器系统、以及将从该加速器系统射出的高能量射束输送到照射位置的射束输送系统，其特征在于，所述射束输送系统中具备至少一个转向电磁铁和与该转向电磁铁相对应的至少一个射束位置监视器，所述射束位置监视器向所述转向电磁铁提供对周期性变动的射束位置进行校正的励磁电流。

此外，本发明的粒子射线治疗系统的射束位置校正方法中，该粒子射线治疗系统的射束输送系统中具备至少一个转向电磁铁和与该转向电磁铁相对应的至少一个射束位置监视器，该粒子射线治疗系统的射束位置校正方法的特征在于，试验照射时，在将所述射束位置监视器以自由装卸的方式设置于照射位置的状态下进行射束照射，从而捕捉到射束位置的周期性变动，按照位置变动的周期提供所述转向电磁铁的励磁电流值，以去除该变动，取得并保存该周期性励磁电流值，实际照射时，在拆卸了所述射束位置监视器的状态下将所述周期性励磁电流提供给所述转向电磁铁。

发明效果

本发明所涉及的粒子射线治疗系统利用反馈对所射出的射束的周期性变化的位置变动、角度变动进行校正，从而能更高效且可靠地提高带电粒子射束的照射位置的精度。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的粒子射线治疗系统的简要结构图。

图2是说明本发明的实施方式1所涉及的射束输送系统中的射束轨道控制的状态的示意图。

图3是说明上述实施方式1中、射出至射束输送系统的带电粒子射束的射束电流(量)的时间变化的图。