粒子射線照射裝置及粒子射線治療裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)的目的在于獲得使照射野和照射位置精度的組合等有關(guān)粒子射線照射的多個(gè)參數(shù)的組合可變，能夠進(jìn)行多種多樣的不同照射方式的照射的粒子射線照射裝置。所述粒子射線照射裝置是將利用經(jīng)加速器(54)加速的帶電粒子束(3)照射到照射對(duì)象(11)的粒子射線照射裝置(58)，包括：掃描電磁鐵(1、2)，該掃描電磁鐵(1、2)將帶電粒子束(3)進(jìn)行掃描；以及掃描電磁鐵移動(dòng)裝置(4)，該掃描電磁鐵移動(dòng)裝置(4)移動(dòng)掃描電磁鐵(1、2)以使帶電粒子束(3)的射束軸向上的掃描電磁鐵(1、2)與照射對(duì)象(11)之間的距離改變。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及用粒子射線治療癌癥等的粒子射線照射裝置及粒子射線治療裝置。
技術(shù)介紹
粒子射線治療裝置一般包括:射束產(chǎn)生裝置，該射束產(chǎn)生裝置產(chǎn)生帶電粒子束；加速器，該加速器與射束產(chǎn)生裝置相連且將所產(chǎn)生的帶電粒子束進(jìn)行加速；射束輸送系統(tǒng)，該射束輸送系統(tǒng)輸送被加速器加速至設(shè)定的能量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(shè)于射束輸送系統(tǒng)的下游且對(duì)照射對(duì)象照射帶電粒子束。對(duì)于粒子射線照射裝置而言，大致分為兩種照射方式，即寬廣照射方式和掃描照射方式(點(diǎn)掃描、光柵掃描等)，前者用散射體將帶電粒子束散射擴(kuò)展，并使擴(kuò)展的帶電粒子束符合照射對(duì)象的形狀而形成照射野，后者將細(xì)束狀的射束進(jìn)行掃描來(lái)形成符合照射對(duì)象的形狀的照射野。寬廣照射方式用準(zhǔn)直儀、團(tuán)塊(bolus)來(lái)形成與患部形狀相符的照射野。該方式是使用最廣泛的、優(yōu)良的照射方式，可形成與患部形狀相符的照射野，防止對(duì)正常組織的無(wú)用照射。可是，需要按每個(gè)患者制作團(tuán)塊，或者需要為了與患部相符而將準(zhǔn)直儀變形。另一方面，掃描照射方式是不需要準(zhǔn)直儀和團(tuán)塊的自由度高的照射方式。可是，由于未使用防止照射到患部以外的正常組織的這些零部件，掃描照射方式對(duì)射束照射位置精度的要求比寬廣照射方式高。從加速器輸送出的射束的大小一般為幾個(gè)毫米左右，與此相比，在實(shí)施醫(yī)療時(shí)需要帶電粒子束的照射范圍達(dá)到幾十厘米見(jiàn)方的大小。為了以細(xì)的帶電粒子束獲得寬照射野，采用上述的掃描照射方式。專(zhuān)利文獻(xiàn)I 中公開(kāi)了如下的專(zhuān)利技術(shù)，其目的在于提供一種旋轉(zhuǎn)機(jī)架，該旋轉(zhuǎn)機(jī)架使掃描用電磁鐵的強(qiáng)度保持以往方式的強(qiáng)度的情況下，擴(kuò)大與偏轉(zhuǎn)面平行的方向的照射范圍。專(zhuān)利文獻(xiàn)I的專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)掃描用電磁鐵上游的偏轉(zhuǎn)電磁鐵和照射野移動(dòng)電磁鐵來(lái)改變下游側(cè)的射束位置，并將掃描用電磁鐵移動(dòng)至該射束位置a、b以照射可照射區(qū)域A，區(qū)域A的照射結(jié)束后，使帶電粒子束在偏轉(zhuǎn)電磁鐵的下游通過(guò)另一位置b，以將掃描用電磁鐵移動(dòng)到射束位置b，來(lái)照射區(qū)域B，從而將照射范圍擴(kuò)大到區(qū)域A和區(qū)域B這兩個(gè)區(qū)域。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利特開(kāi)平8-257148號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專(zhuān)利技術(shù)所要解決的技術(shù)問(wèn)題根據(jù)患部形狀，有各種各樣的照射范圍(照射野)和照射位置精度，但是存在這樣的情況:照射范圍狹窄時(shí)對(duì)照射位置精度要求嚴(yán)格，而照射范圍寬時(shí)對(duì)照射位置精度的要求寬松。一般來(lái)說(shuō)，在點(diǎn)掃描照射方式中在照射范圍狹窄且對(duì)照射位置精度的要求嚴(yán)格時(shí)，以小間隔(射點(diǎn)間隔)來(lái)照射尺寸小的帶電粒子束，而在照射范圍寬且對(duì)照射位置精度的要求寬松時(shí)，以大的間隔(射點(diǎn)間隔)來(lái)照射尺寸大的帶電粒子束。帶電粒子束形成的照射范圍中的最大照射范圍由掃描用電磁鐵的勵(lì)磁電源的最大電流產(chǎn)生的掃描用電磁鐵的偏轉(zhuǎn)角決定，因此，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的使用旋轉(zhuǎn)機(jī)架的照射方法中，區(qū)域A、B各自的最大照射范圍取決于掃描用電磁鐵與照射位置之間的距離。還有，帶電粒子束的照射范圍內(nèi)的最大位置精度由勵(lì)磁電源的可控的最小電流產(chǎn)生的最小可控偏轉(zhuǎn)角決定，因此，在使用專(zhuān)利文獻(xiàn)I的旋轉(zhuǎn)機(jī)架的照射方法中，就區(qū)域A、B各自的最大位置精度而言，由掃描用電磁鐵與照射位置之間的距離來(lái)決定照射位置處的照射位置精度。在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的使用旋轉(zhuǎn)機(jī)架的照射方法中，通過(guò)使掃描用電磁鐵上游的偏轉(zhuǎn)電磁鐵、照射野移動(dòng)電磁鐵和掃描用電磁鐵移動(dòng)來(lái)擴(kuò)大照射范圍(照射野)。然而，掃描用電磁鐵上游的偏轉(zhuǎn)電磁鐵和照射野移動(dòng)電磁鐵是必須使用的。還有，在專(zhuān)利文獻(xiàn)I的使用旋轉(zhuǎn)機(jī)架的照射方法中，由于掃描用電磁鐵與照射位置之間的距離是固定的，因此，可控的最小偏轉(zhuǎn)角固定，照射位置精度無(wú)法得到提高。因此，存在如下問(wèn)題:即，不能進(jìn)行將照射野和照射位置精度組合而成的多種多樣的不同照射方式的照射。本專(zhuān)利技術(shù)為解決上述的課題而研發(fā)，其目的在于得到如下粒子射線照射裝置:該裝置能夠使照射野和照射位置精度的組合等有關(guān)粒子射線照射的多個(gè)參數(shù)的組合可變，進(jìn)行多種多樣的不同照射方式的照射。解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案利用經(jīng)加速器加速的帶電粒子束對(duì)照射對(duì)象進(jìn)行照射的粒子射線照射裝置，包括:掃描電磁鐵，該掃描電磁鐵掃描帶電粒子束；及掃描電磁鐵移動(dòng)裝置，該掃描電磁鐵移動(dòng)裝置移動(dòng)掃描電磁鐵以改變帶電粒 子束的射束軸向上的掃描電磁鐵與照射對(duì)象之間的距離。專(zhuān)利技術(shù)效果本專(zhuān)利技術(shù)的粒子射線照射裝置可改變帶電粒子束的射束軸向上的掃描電磁鐵與照射對(duì)象之間的距離，因此，能夠使照射野和照射位置精度的組合等有關(guān)粒子射線照射的多個(gè)參數(shù)的組合可變，進(jìn)行多種多樣的不同照射方式的照射。附圖說(shuō)明圖1是本專(zhuān)利技術(shù)的粒子射線治療裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式I的粒子射線照射裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示圖2的掃描電磁鐵的軸向移動(dòng)與照射野寬度的關(guān)系的圖。圖4是表示圖2的掃描電磁鐵的軸向移動(dòng)與照射位置誤差的關(guān)系的圖。圖5是對(duì)實(shí)施方式I的粒子射線照射裝置的照射進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖6是表示實(shí)施方式I的粒子射線照射裝置的控制方法的流程圖。圖7是對(duì)掃描電磁鐵的磁極與帶電粒子束的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明的圖。圖8是表示本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式2的掃描電磁鐵的結(jié)構(gòu)圖。圖9是圖8的掃描電磁鐵的磁極間隔成為最大的示例。圖10是表示本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式3的粒子射線照射裝置的結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施例方式實(shí)施方式1.圖1是本專(zhuān)利技術(shù)的粒子射線治療裝置的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。粒子射線治療裝置51包括射束產(chǎn)生裝置52、射束輸送系統(tǒng)59、粒子射線照射裝置58a、58b (或60a、60b)。射束產(chǎn)生裝置52設(shè)有離子源(未圖示)、前級(jí)加速器53和同步加速器54。粒子射線照射裝置58b (60b)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)架(未圖示)上。粒子射線照射裝置58a (60a)設(shè)置在沒(méi)有旋轉(zhuǎn)機(jī)架的治療室中。射束輸送系統(tǒng)59的作用是將同步加速器54和粒子射線照射裝置58a、58b進(jìn)行連通。射束輸送系統(tǒng)59的一部分設(shè)置在旋轉(zhuǎn)機(jī)架(未圖不)上，該部分具有多個(gè)偏轉(zhuǎn)電磁鐵55a、55b、55c0由離子源產(chǎn)生的質(zhì)子射線等粒子射線即帶電粒子束3由前級(jí)加速器53加速，然后入射到同步加速器54。帶 電粒子束3被加速直到規(guī)定的能量。從同步加速器54射出的帶電粒子束3經(jīng)射束輸送系統(tǒng)59被輸送到粒子射線照射裝置58a (60a)、58b (60b)。粒子射線照射裝置58a (60a)、58b (60b)對(duì)照射對(duì)象11照射帶電粒子束3 (參照?qǐng)D2)。圖2是表示本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施方式I的粒子射線照射裝置的結(jié)構(gòu)圖。由射束產(chǎn)生裝置52產(chǎn)生且被加速到規(guī)定能量的帶電粒子束3經(jīng)由射束輸送系統(tǒng)59而被導(dǎo)引到粒子射線照射裝置58。粒子射線照射裝置58包括:在與帶電粒子束3垂直的方向即X方向及Y方向上掃描帶電粒子束3的X方向掃描電磁鐵I及Y方向掃描電磁鐵2 ;位置監(jiān)控器9 ;劑量監(jiān)控器5 ;掃描電磁鐵電源7 ;移動(dòng)X方向掃描電磁鐵I及Y方向掃描電磁鐵2的掃描電磁鐵移動(dòng)裝置4 ;劑量數(shù)據(jù)變換器6 ;位置數(shù)據(jù)變換器10 ；以及控制粒子射線照射裝置58的照射系統(tǒng)的照射控制裝置8。掃描電磁鐵移動(dòng)裝置4設(shè)有電動(dòng)機(jī)12和滾珠絲杠13，電動(dòng)機(jī)12使?jié)L珠絲杠13旋轉(zhuǎn)，利用該滾珠絲杠13、經(jīng)由固定于X方向掃描電磁鐵I及Y方向掃描電磁鐵2的螺母機(jī)構(gòu)來(lái)移動(dòng)X方向掃描電磁鐵I及Y方向掃描電磁鐵2。此外,照射系統(tǒng)由X方向掃描電磁鐵1、Y方向掃描電磁鐵2、位置監(jiān)控器9、及劑量監(jiān)控器5構(gòu)成。帶電粒子束3的前進(jìn)方向?yàn)閆方向。X方向掃描本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專(zhuān)利技術(shù)】1.一種粒子射線照射裝置，該粒子射線照射裝置將經(jīng)加速器加速的帶電粒子束照射到照射對(duì)象，其特征在于，包括: 掃描電磁鐵，所述掃描電磁鐵在與射束軸垂直的X方向及Y方向上掃描所述帶電粒子束；以及 掃描電磁鐵移動(dòng)裝置，所述掃描電磁鐵移動(dòng)裝置移動(dòng)所述掃描電磁鐵，以使所述帶電粒子束的射束軸向上的所述掃描電磁鐵與所述照射對(duì)象之間的距離改變。2.如權(quán)利要求1所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 包括照射控制裝置，所述照射控制裝置基于所述帶電粒子束的目標(biāo)照射位置坐標(biāo)來(lái)控制所述掃描電磁鐵， 所述照射控制裝置基于所述掃描電磁鐵與所述照射對(duì)象之間的距離來(lái)生成控制所述掃描電磁鐵的控制輸入。3.如權(quán)利要求2所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 所述照射控制裝置具有控制輸入生成部，所述控制輸入生成部基于所述掃描電磁鐵與所述照射對(duì)象之間的距離來(lái) 生成控制輸入。4.如權(quán)利要求3所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 所述照射控制裝置具有照射位置精度不相同的多個(gè)所述控制輸入生成部，所述照射位置精度基于所述掃描電磁鐵與所述照射對(duì)象之間的距離。5.如權(quán)利要求3或4所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 所述控制輸入生成部是在所述控制輸入和對(duì)應(yīng)于所述控制輸入的所述目標(biāo)照射位置坐標(biāo)之間建立關(guān)系的變換表。6.如權(quán)利要求3或4所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 所述控制輸入生成部是在所述控制輸入和所述目標(biāo)照射位置坐標(biāo)之間建立關(guān)系的多項(xiàng)式。7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的粒子射線照射裝置，其特征在于， 所述掃描電磁鐵包括: 第一掃描電磁鐵，所述第一掃描電磁鐵在X方向及Y方向上掃描所述帶電粒子束；以及第二掃描電磁鐵，所述第二掃描電磁鐵配置在所述第一掃描電磁鐵的下游且在X方向及Y方向上掃描所述帶電粒子束， 所述掃描電磁鐵...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：片寄雅，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：三菱電機(jī)株式會(huì)社，
類(lèi)型：
國(guó)別省市：