[发明专利]粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及以治疗癌等为目的来照射质子射线、重离子射线的粒子射线治疗装置及粒子射线治疗装置的调整方法，特别涉及应用点扫描、光栅扫描等扫描式照射的粒子射线治疗装置。

背景技术

若从体外照射X射线、γ射线，则在身体的表面附近剂量最大，之后，随着深度变深而逐渐减小。因此，若想对位于深处的癌病灶照射足够的剂量，则会对位于比癌病灶要浅的正常细胞造成较大的损伤。另外，在粒子射线照射中，存在被称为布喇格峰值的现象，该布喇格峰值现象是指由照射能量决定进入人体内的深度、在该深度前后急剧地放出能量后停止的现象。因此，若利用该现象来适当地调节粒子射线的能量，则能够抑制对位于从体表到癌病灶为止的路径上的正常细胞的影响，能够仅杀伤肿瘤细胞。因而，由于能够使粒子射线集中照射到癌病灶，因此，可以将其期待作为一种对患者的负担较少且对高龄者也较为有利的治疗方法。

另一方面，在粒子射线照射中，由于需要如加速器那样大规模的射线源，因此，不能像X射线源那样射线源(beam-source)本身容易移动，因而，为了以适当的角度来照射至患部，而提出有各种提案。例如，在治疗位于脑或眼球中的肿瘤的情况下，一般是患者坐在椅子型的患者保持装置中，利用水平照射室来水平照射带电粒子束。提出有一种用于放射线治疗的椅子型患者保持装置，设计该椅子型患者保持装置，使得将带电粒子束照射到被称为等中心的照射目标位置，且患部的定位是通过一边观看X射线摄影图像一边移动椅子型的患者保持装置来实现的(例如，参照专利文献1)。另外，还提出有在椅子型患者保持装置中包括能将患部移动到旋转中心的调节装置(例如，参照专利文献2)。

另外，在粒子射线照射中，即使如上所述具有布喇格峰值，但是从体外进行照射的带电粒子束还是会对身体表面侧造成一定程度的影响。因此，在粒子射线治疗装置中，为了避免照射到重要的正常组织，要求能够根据患部来适当地设定照射角度。另外，提出有以下方案：即，从多个方向向癌病灶进行照射的多门照射，并已知有能够减小对正常组织进行照射的效果。

然而，在使用现有的椅子型患者保持装置的水平照射方法中，在改变照射角度时，需要在患者乘坐后对每个椅子型患者保持装置改变姿势，因此，存在会对患者产生负担的问题。例如，在椅子型患者保持装置向前方或横向倾倒时，特别会对高龄的患者带来较大的负担。

因此，为了实现高自由度的照射角度，众所周知还有不使用固定端口照射(fix-port-irradiation)、而使用被称为旋转机架的旋转照射型的粒子射线治疗装置与床型患者保持装置(bed-type patient holding apparatus)相组合的方法。然而，在该方法中，装置变得十分大型化，会产生需要最初成本(导入费用)、运转成本、及为了进行设置而占用较大的空间等问题。此外，在使用旋转机架的粒子射线治疗装置中，常使用质子射线，但在使用碳离子等重离子作为带电粒子的情况下，由于使射束轨道弯曲的曲率半径变大，需要使巨大的电磁铁旋转，因此，难以实现装置化。另外，尽管能使用旋转机架进行多门照射，但为了在改变照射角度时同时旋转驱动旋转机架和照射装置，存在技师必须进入照射室来确认照射装置和患者不会发生碰撞之后才能改变照射角度的问题。

因此，为了不使用旋转机架也能使照射角度具有自由度，提出有以下射束照射装置，该射束照射装置使照射喷头、扫掠电磁铁相对于由偏转电磁铁规定的多条射束轨道的每条射束轨道进行移动(例如，参照专利文献3、4)。

此处，若对粒子射线治疗装置的照射系统进行说明，大致需要以下两种功能。一种是用于将带电粒子束以所希望的角度向着所希望的位置进行照射的功能，另一种是用于对选择性地照射肿瘤等照射对象用的照射形状进行整形的功能。而且，根据用于对照射形状进行整形的功能的实现方式，粒子射线治疗装置大致可分为两类。一种是使用由摆动电磁铁(wobbler magnet)、散射体、射程调节器、患者准直器、患者团块(patient bolus)等构成的照射喷头来同时进行照射的广域照射型，另一种是使用扫掠电磁铁等对较小的照射区域进行扫描、来阶梯式地对照射区域进行照射的扫掠照射型。无论是哪一种情况，由于粒子射线从照射喷头或扫掠电磁铁向着照射对象以沿着发散方向不断变宽的方式前进，因此，若照射喷头或扫掠电磁铁与照射对象之间的距离较近，则发散角变大，即使照射到同一照射对象，但与发散角较小的情况相比，带电粒子通过体表的面积要小，因此，体表的照射密度变大，对正常组织的体表的损伤增大。

现有技术文献

专利文献