[发明专利]粒子射线照射装置

说明书

本申请是发明名称为“粒子射线照射装置”、国际申请日为2009年6月9日、申请号为200980159044.6(国际申请号为PCT/JP2009/060531)的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于癌症治疗等医疗用或研究用的粒子射线照射装置。特别涉及进行点扫描、光栅扫描等扫描式照射的粒子射线照射装置。

背景技术

在现有的进行扫描式照射的粒子射线照射装置中，如专利文献1所示的那样，为了将带电粒子束进行扫描，使扫描单元即扫描电磁铁的设定电流随时间发生变化。该扫描电磁铁的设定电流值能够基于扫描电磁铁的规格、扫描电磁铁电源的规格、及照射粒子束的规格(照射能量、入射粒子束位置等)利用理论公式求出。然而，由该理论公式计算出的扫描电磁铁的设定电流值是以扫描电磁铁的规格、扫描电源的规格、及照射粒子束的规格完全不变为前提条件得出的理论值，但是由于在现实中会因为各种原因发生变动，因此照射位置可能会发生偏移而导致产生错误照射。

例如，由于扫描电磁铁一般是双极性电磁铁，因此，因电磁铁的磁滞而导致尽管提供给电磁铁的电流为零但也会有残留的磁场，有可能因该残留的磁场而导致射束照射位置偏移设定的位置。另外，因其他某些设备的老化等原因，尽管以相同条件进行照射，但射束照射位置也可能会发生偏移。因此，提出有以下方法(专利文献1)：即，首先在进行治疗之前，在没有患者的状态下，设定适当的多个照射条件(照射能量等)进行试照射，将在射束位置监控器上检测出的射束位置数据(x_a，y_a)和扫描电磁铁的设定电流值(I_a，I_b)的变换表预先存储在存储装置中，在进行治疗照射时，使用上述变换表来对扫描电磁铁的设定电流值进行运算。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国专利特开2005-296162号公报

发明内容

由于现有的扫描式粒子射线照射装置如上述那样使用变换表来运算扫描电磁铁的设定电流值(二维)，因此在基于治疗照射的目标照射位置坐标(二维)参照变换表时，需要大量使用IF条件句(区分情况的条件式)，或在想要增加试照射的照射部位等的情况下，需要改变与变换表的大小变化相对应的程序本身。另外，在将粒子射线照射装置的控制输入扩展为三维(二维的扫描电磁铁的设定电流值和一维的带电粒子束的设定能量)的情况下，存在利用变换表的方法变得更复杂、难以实现的问题。特别是在因呼吸等而引起照射目标(患部)的位置、姿势、形状时刻发生变化的情况下，在利用现有变换表的方法中，难以实时地生成指令值。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种粒子射线照射装置，该粒子射线照射装置不使用IF条件句(区分情况的条件式)，就能运算控制指令值，能提高照射位置精度。

本发明的粒子射线照射装置利用扫描电磁铁将由加速器进行了加速的带电粒子束进行扫描并照射至照射对象，包括逆映射单元，该逆映射单元具有逆映射数学模型，该逆映射数学模型基于照射对象的带电粒子束的目标照射位置坐标来生成实现该照射的上述扫描电磁铁的指令值，根据基于照射对象的带电粒子束的目标照射位置坐标、使用上述逆映射数学模型而生成的上述指令值，来对上述扫描电磁铁进行控制，以将带电粒子束进行扫描，来照射至照射对象。

另外，本发明的粒子射线照射装置基于摄像中的照射目标信息对上述目标照射位置坐标进行校正，根据基于校正后的上述目标照射位置坐标、使用上述逆映射数学模型而生成的指令值，来对上述扫描电磁铁进行控制，以将带电粒子束进行扫描，来照射至照射对象。

根据本发明的粒子射线照射装置，由于包括具有逆映射数学模型的逆映射单元，上述逆映射数学模型基于照射对象的带电粒子束的目标照射位置坐标，来生成实现该照射的扫描电磁铁的指令值，因此不使用IF条件句(区分情况的条件式)，就能运算控制扫描电磁铁的指令值，能提高照射位置精度。

另外，由于基于摄像中的照射目标信息对目标照射位置坐标进行校正，基于校正后的上述目标照射位置坐标，使用逆映射数学模型来运算对扫描电磁铁进行控制的指令值，因此，能够实时地生成上述指令值。

附图说明

图1是表示一维情况下的控制输入和控制输出之间的关系的示意图。

图2是表示基于变换表的控制输入的生成流程(一维)的流程图。

图3是表示基于变换表的控制输入的生成方法(二维)的校准时的图。

图4是表示基于变换表的控制输入的生成方法(二维)的正式照射时的图。