[发明专利]粒子线治疗系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过质子线或碳离子线等重离子线的照射来治疗癌症等肿瘤的粒子线治疗系统。

背景技术

作为癌症治疗法之一，已知向患部照射质子或碳离子等离子束的粒子线治疗。如果质子、碳离子等离子束以高能量入射到物质，则在射程的终点损失很多能量。在粒子线治疗中，利用该性质，以在癌症细胞中损失很多能量的方式向患者照射离子束。在粒子线治疗中，调整离子束的空间范围和能量，来形成与患部的形状一致的射线量分布。

在粒子线治疗中使用的粒子线治疗系统由离子源、对在离子源中产生的离子进行加速的加速器、输送从加速器射出的离子束的射束输送装置、按照希望的射线量分布向患部照射射束的照射装置构成。

对于粒子线治疗系统中使用的加速器，可以列举同步加速器、回旋加速器等。任意一种加速器将入射的离子加速到预定的能量而作为离子束射出的功能都是共通的。

从加速器射出的离子束通过射束输送装置被输送到照射装置。在射束输送装置中具备改变离子束的前进方向的偏向电磁铁、对射束的前进方向进行微调整的转向电磁铁、对射束施加收敛、发散的作用的四极电磁铁，通过适当地调整这些电磁铁的励磁量，将适当的大小、位置的射束输送到照射装置。

为了从多个方向向患部照射射束，有时还将射束输送装置和照射装置设置在旋转架台上。具有旋转架台的粒子线治疗系统的射束输送装置能够大致区别为设置在旋转架台上的旋转射束输送装置、设置/固定在建筑物的固定射束输送装置。

在照射装置中，形成与患部形状一致的离子束的照射视野。照射视野的形成可以列举散射体照射法和扫描照射法2种，但随着技术的进步，主流逐渐转移到能够进行高精度照射的扫描照射法。在扫描照射法的照射装置中，具备2台进行射束扫描的扫描电磁铁。通过这些扫描电磁铁在照射装置内使射束在与射束的前进方向垂直的平面内进行扫描，使得只对患部照射射束。另外，通过依次地变更从加速器射出的射束的能量，射束的到达深度变化，能够形成与患部形状一致的照射视野。

另外，通常在粒子线治疗中，为了维持高的射束照射的位置精度，通过进行电磁铁的初始化动作，来提高射束照射的位置再现性。

为了提高射束照射的位置再现性，提高照射位置的精度，在专利文献1中，记载了如下技术：为了形成与患部的形状一致的照射视野而依次变更从加速器出射的射束的能量、以及为了避免扫描电磁铁的磁滞现象的影响，而将扫描电磁铁的设定电流值和通过射束位置监视器检测出的射束位置数据的变换表存储在存储装置中，使用该存储的变换表，与基于治疗计划数据的射束位置数据对应地，设定扫描电磁铁的电流值。

在专利文献2中，记载了如下技术：在依次变更离子束的能量的运转过程中，为了在每次切换能量时使同步加速器电磁铁的残留磁化统一，而在各能量的射出完成后并不马上转移到射束的减速，而暂时将励磁电流值增加到初始化用的电流值（再励磁），然后与同步加速器电磁铁同样地使射出用射束输送系统的电磁铁也进行减磁这样的初始化动作。

专利文献1：日本特开2005-296162号公报

专利文献2：日本特开平8-298200号公报

发明内容

如上述那样，在扫描照射法中，为了形成与患部的形状一致的照射视野而依次地变更从加速器射出的射束的能量。在该依次地变更能量的运转过程中，为了进行射束照射的位置精度高的治疗照射，理想的是在每次切换能量时进行同步加速器（加速器）电磁铁和输送系统电磁铁的初始化动作。

专利文献1所记载的现有技术是用于避免在一个层内进行射束扫描时的扫描电磁铁的磁滞现象的影响的方案，并不是修正每次变更能量时的加速器电磁铁和输送系统电磁铁的残留磁化的变化的技术。

专利文献2所记载的现有技术并不只针对同步加速器（加速器）电磁铁，还针对输送系统电磁铁，在将励磁电流值暂时增加到初始化用的电流值（再励磁）后进行减磁，由此在每次切换能量时进行同步加速器（加速器）电磁铁和输送系统电磁铁的初始化动作。

在此，一般同步加速器电磁铁通过模式电源动作，进行模式运转，即对每个能量水平按照入射、加速、射出、减速的顺序增减磁场强度。另一方面，输送系统电磁铁通过直流电源动作，进行以下的运转，即与能量一致地设定恒定的励磁电流值，与能量的变更一致地分级地变更励磁电流值。