粒子射线治疗装置的制作方法

专利名称：粒子射线治疗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于治疗癌或恶性肿瘤等的、将碳、质子等粒子射线照射到患者的疾病部位来进行治疗的粒子射线治疗装置。
背景技术：
为了治疗患者的癌或恶性肿瘤等，在将适量的粒子射线照射到疾病部位来进行治疗时，需要使粒子射线的照射区域与患者的疾病部位的形状相一致。为此，将由多个叶片构成的可变准直器的形状设定为合适的形状，此外，使水平方向上(照射区的面上)的照射剂量及垂直方向上(深度方向)的照射剂量的分布都均一化也非常重要，以使得将均一的剂量照射至整个疾病部位。特别是为了使粒子射线的照射区域与患者的疾病部位的形状一致，很重要的一点是确认可变准直器的形状。此外，例如，在以下的专利文献1 (专利特开平10-76019号公报)中设置有光源， 在放射线系统的准备阶段放射线束在停止状态下，该光源开始运转；以及光学元件(反射镜)，该光学元件在放射线束的放射路径中延伸至其照射区域范围外。该光源运转，来将可见光送至光学元件。由光学元件接受到的可见光被反射，进而通过准直器，来照射至患者的身体表面。进行定位，以使得该光照射区域和目标区的区域一致。另外，在以下专利文献2(日本实用新型实开昭62-186753号公报)中记载有为了进行利用光照射区域的仿真，而设置有由叶片构成的光源；在放射线束的放射路径中延伸至其照射区域范围外的反射镜；以及设置于光源附近的TV摄像机。运转该光源，来将光送至反射镜。由反射镜接受到的光被反射，进而通过可变(可动)准直器，来照射至患者的身体表面。利用TV摄像机对该光照射区域和患者的关系进行观察。另外，在以下专利文献3(日本专利特开平6-M6015号公报)中记载有为了确认利用光照射区域的照射范围，而设置有光源；在放射线束的放射路径中延伸至其照射区域范围外的反射镜A ；设置于光源与反射镜A之间的反射镜B ；以及设置于反射镜B附近的电视摄像机。运转该光源，来将光送至反射镜A。由反射镜A接受到的光被反射，进而通过可变(可动)准直器，来照射至患者的身体表面。该光照射区域和患者的关系由反射镜A转印至反射镜B，利用电视摄像机来观察转印至反射镜B的状态。专利文献1 日本专利特开平10-76019号公报专利文献2 日本实用新型实开昭62-186753号公报专利文献3 日本专利特开平6-M6015号公报专利文献4 日本专利特公平6-96048号公报

发明内容
然而，上述各专利文献1 3中所记载的现有装置中，由光源发出的光由镜子(反射镜)反射、通过可变(可动)准直器、并照射至患者的身体表面，可以通过目视来确认照射至患者的身体表面的光照射区域，也可以利用电视摄像机来进行确认，但是无法直接确认利用可变准直器对于每一患者进行整形的癌等疾病部位的形状。因而，患者的身体表面不是水平的而是具有复杂的曲面的身体表面，难以高精度地确认可变准直器的设定形状。 另外，对于镜子(反射镜)，需要监视照射至患者的身体表面的整个光照射区域那样的较大的区域，需要延伸至放射线的照射区域范围外，需要确保水平方向的设置空间，并在放射线的照射轴方向上所占有的长度也较大，为数10cm，因而，放射线的照射部会大型化。而且，作为确认可变准直器的形状的方法，考虑有从可变准直器的上游侧利用摄像机进行摄像。然而，在利用摄像机进行摄像的视频中，由于是直接对可变准直器的上部进行摄像，因而，来自镜子(反射镜)的光会在可变准直器的上表面漫反射，该可变准直器的平面部和准直器边缘部和端部成为不鲜明的状态，因此，不易对该边缘部进行解析，不易提取出由准直器叶片形成的二维形状。为了对该边缘部进行解析，需要复杂的图像识别软件， 并在该识别操作中耗时耗力。而且，粒子射线治疗装置所要求的、对例如Irnm以下精度的形状进行确认，实质上较为困难。另外，粒子射线治疗装置中，在利用高端的三维照射法即层叠适形照射法 (layer-stacking conformal irradiation method)等时,在一次治疗照射中，需要改变可变准直器的形状两次以上。在粒子射线治疗装置中，很多情况下会在可变准直器和患者之间插入被称为患者补偿器的装置，在这种情况下，如上述的现有技术那样，将可变准直器的形状投影至患者身体表面，并对该投影像进行监视是不可能的。本发明的目的在于提供一种粒子射线治疗装置，该粒子射线治疗装置即使在照射中，也能高精度地确认可变准直器的形状，并能力图实现小型化。本发明的粒子射线治疗装置的特征在于，包括可变准直器，该可变准直器可使照射到被照射体的粒子射线束的形状根据被照射体的疾病部位的形状进行变化；光源，该光源用于对由可变准直器进行整形后的照射区形状进行摄像；光源反射镜，该光源反射镜设置于可变准直器的上游侧的粒子射线束的轨道上，反射来自光源的光使其通过可变准直器；摄像屏幕，设置在可变准直器的下游侧，通过可变准直器的光将由可变准直器进行整形后的照射区形状投影至该摄像屏幕；摄像装置，该摄像装置对投影至摄像屏幕的投影部进行摄像；以及图像处理装置，该图像处理装置对由摄像装置进行了摄像后的视频进行解析。对于本发明的粒子射线治疗装置，利用光源反射镜反射来自光源的光，使其通过可变准直器，利用通过可变准直器的光将由可变准直器进行了整形后的照射区形状投影至摄像屏幕，利用摄像装置对摄像屏幕的投影部进行摄像，利用图像处理装置对由摄像装置拍摄的视频进行解析，从而具有能够高精度地确认由可变准直器进行整形后的照射区形状的效果。通过以下参照附图的本发明的详细说明，可以进一步了解关于本发明的上述以外的目的、特征、观点及效果。


图1是表示本发明的实施方式1中的粒子射线治疗装置的简要结构图。图2是表示本发明的实施方式2中的粒子射线治疗装置的主要部位的简要结构图。图3是表示本发明的实施方式5中的粒子射线治疗装置的主要部位的简要结构图。图4是表示本发明的实施方式5的粒子射线治疗装置的光源反射镜部的放大图。图5是表示本发明的实施方式6中的粒子射线治疗装置的主要部位的简要结构图。图6是表示本发明的实施方式8中的粒子射线治疗装置的主要部位的简要结构图。图7是表示本发明的实施方式8中的粒子射线治疗装置的光源反射镜部的放大图。
具体实施例方式实施方式1.基于图1所示的简要结构图说明本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置。此外， 将可变准直器12示为立体图。在图1中，1是从未图示的加速器输送来的碳、质子等粒子射线束，沿照射轴方向前进。2是电磁铁，由一对电磁铁h、2b构成，对由加速器输送来的粒子射线束1的轨道进行扫描。3是对通过电磁铁2的粒子射线束1进行扩散的散射体，4是对通过散射体3的粒子射线束1的照射剂量进行测算的剂量监视器，5是脊形过滤器(或能量调制单元)，该脊形过滤器利用突起部分的厚度对深度方向的能谱(剂量分布)进行调整， 使粒子射线束1具有对应于治疗患部的深度方向的宽度的能谱，6是射程移位器，该射程移位器使通过设定的厚度大小的粒子射线束1的能量降低预定的量，7是平坦度监视器，该平坦度监视器对通过射程移位器6的粒子射线束1的平坦度进行测算，8是光定位器，用于对载放在治疗台9上的患者的被照射体10的疾病部位进行定位。11是去除不需要的粒子射线束1的固定准直器，12是可变准直器，该可变准直器用于对通过固定准直器11的粒子射线束1进行进一步整形，使粒子射线形状与被照射体10的疾病部位的形状相一致，采用以下结构即，改变多个叶片12a，以使得与被照射体10的疾病部位的形状一致，来形成所希望的照射区形状。13是患者补偿器(通常称为患者组织等效填充物(bolus)或补偿滤波器)，用于使照射至患部的粒子射线束的停止位置与患部和正常组织的边界面位置相一致。14是用于对可变准直器12的形状进行摄像的光源，图中作为一个例子，将其设置在位于可变准直器12的上游侧的位置。15是光源反射镜，设置在可变准直器12的上游侧的粒子射线束1的轨道上，反射来自光源14的光，使其通过可变准直器12，由于来自光源 14的光是沿水平方向发出的，因此，使光源反射镜15倾斜大约45度，以将来自光源14的光反射至可变准直器12侧。此外，光源反射镜15使用粒子射线束1可透射过的材料构成。 16是支承光源反射镜15的支承体，17是支承支承体16的支承台，18是摄像屏幕，该摄像屏幕设置于可变准直器12的下游侧，通过可变准直器12的光将可变准直器12的照射区形状投影至该摄像屏幕，18a是投影部。此外，摄像屏幕18使用粒子射线束1可透射过的材料， 例如由聚乙烯等塑料或薄板等构成。19是对投影至摄像屏幕18的投影部18a进行摄像的摄像装置，例如由小型照相机构成。20是对由摄像装置19即小型照相机进行摄像而获得的视频进行解析的图像处理装置。21是用于对投影至摄像屏幕18的投影部18a进行摄像的摄像镜，22是对转印至摄像镜21的摄像屏幕18的投影部18a进行摄像的摄像装置，例如可用小型照相机构成。23是对由摄像装置22即小型照相机进行摄像而获得的视频进行解析的图像处理装置。对上述实施方式1的粒子射线治疗装置的动作进行说明。由加速器输送来的粒子射线束1因电磁铁2而在轨道中被扫描，并通过散射体3，从而粒子射线束1扩散。利用脊形过滤器5对通过散射体3的粒子射线束1在深度方向上的能谱(剂量分布)进行调整。 对于通过脊形过滤器5的粒子射线束1，利用射程移位器6使该粒子射线束1的能量降低预定量。对于通过射程移位器6的粒子射线束1，利用固定准直器11去除不需要的粒子射线束1。利用可变准直器2对通过固定准直器11的粒子射线束1进行整形，使其形成为所计划的照射区形状。通过可变准直器12的粒子射线束1通过依据被照射体10的疾病部位的深度方向上的形状而成形的患者补偿器(组织等效填充物)13。通过患者补偿器13的粒子射线束1被照射至被照射体10的疾病部位，形成为与患部三维形状相一致的剂量分布。然而，为了确认可变准直器12的形状是否与设定的一致，而使光源14运转，发出大致水平方向的光14a。该光14a由大致呈45度倾斜的光源反射镜15反射，从而一边向可变准直器12侧送出光14b，一边通过可变准直器12。利用通过可变准直器12的光Hc来将可变准直器12的形状投影至摄像屏幕。利用由小型照相机构成的摄像装置19对投影至摄像屏幕18的投影部18a进行摄像，利用图像处理装置20对该视频进行解析，从而能够容易地确认可变准直器12的形状。另外，作为图中的一个例子，还可以利用由小型照相机构成的摄像装置22对转印至摄像镜21的摄像屏幕18的投影部18a进行摄像，并利用图像处理装置23对该视频进行解析。而且，上述光源反射镜15、其支承体16、及摄像屏幕18是由粒子射线束1容易通过的物体形成的，因此，粒子射线束1 一定能够到达被照射体10。根据本发明的实施方式1，利用光源反射镜15反射来自光源14的光14a，一边向可变准直器12侧发送光14b，一边利用通过可变准直器12的光Hc将可变准直器12的形状投影至摄像屏幕18，利用摄像装置19、22对摄像屏幕18的投影部18a进行摄像，利用图像处理装置20、23对由摄像装置19、22进行了摄像的视频进行解析，从而，能够容易地确认由可变准直器12进行了整形的被照射体10的疾病部位的形状。另外，能够比较由该解析确定的准直器的形状与基于预先治疗计划而决定的准直器形状的设定图像。在上述现有技术中，来自镜子(反射镜)的光会在可变准直器上表面漫反射，难以区别该可变准直器的上游侧平面部和准直器叶片端部(与上述平面部相垂直的部分)的对应图像，上述平面部和端部的相交叉的部分即叶片边缘部为不鲜明的状态，不易对该边缘部进行图像解析和提取，为了对该边缘部进行解析，需要复杂的图像识别软件，并且该识别操作很耗时耗力。然而，在本发明的实施方式1中，利用通过可变准直器12的光Hc将由可变准直器12进行整形的被照射体10的疾病部位的形状投影至摄像屏幕18的投影部18a，以进行光的阴阳识别等，从而使得可变准直器12的平面部和患者即被照射体10的被整形的疾病部位在水平方向上的形状的边缘部呈现极为鲜明的状态，对该边缘部的解析不需要复杂的图像识别软件，且该识别操作也不会耗时耗力，具有能够进行高精度的解析的效果。而且，能够应对粒子射线治疗装置所要求的、例如Imm以下精度的形状确认。另外，尽管摄像屏幕18的颜色通常为白色，但是通过将摄像屏幕18的颜色设为能进一步显著地与通过可变准直器12的光Hc进行区分的颜色，或将由光源14发出的光设为有色光，从而能够进一步扩大通过可变准直器12的光Hc与摄像屏幕18的投影部18a 以外部分的区别的差别化，在这种情况下，可变准直器12的边缘部成为更鲜明的状态，能够以更高的精度被确定。另外，对于上述现有技术的镜子(反射镜)，需要转印照射至患者的身体表面的整个光照射区域那样的较大的区域，而且延伸至放射线的照射区域范围外，并且在放射线的照射轴方向上所占有的长度也较大，为数10cm，因而，放射线的照射部会大型化。然而，本发明的实施方式1的光源反射镜15仅使来自光源14的光反射，因此，能够使其水平方向上的尺寸减小，并使其在粒子射线束1的照射轴方向上所占的长度为数厘米，例如3cm km，因而，具有能够例如减小粒子射线治疗装置的照射部的效果。另外，粒子射线束1透射过光源反射镜15、摄像屏幕18，因此，即使在粒子射线束 1的照射中，也能利用通过可变准直器12的光Hc来高精度地确认可变准直器12的形状。 另外，在本实施例中，通过尽可能削薄光源反射镜15及其支承体16、和摄像屏幕18的厚度， 从而有望抑制其施加到粒子射线束1的影响。而且，即使在患者即被照射体10的治疗阶段改变可变准直器12的形状，也能容易地高精度地确认其改变后的形状，因此，能够连续地，不对患者带来压力或不安地进行粒子射线束1的照射治疗。作为一个例子，在实施所谓的层叠三维照射法(参照专利文献4) 时，具有能够高精度地确认在照射中发生变化的可变准直器12的设定形状的效果，上述层叠三维照射法是指需要将在粒子射线治疗中所使用的目标部位在深度方向上分割为多个层状区域，对各层设定最适当的准直器形状来进行照射。然而，作为对摄像屏幕18的投影部18a进行摄像的单元，虽然设置有由小型照相机构成的摄像装置19 ；图像处理装置20 ；摄像镜21 ；由小型照相机构成的摄像装置22 ；及图像处理装置23，但只要选择任一摄像单元也能到达所希望的目的。实施方式2.基于图2所示的简要结构图说明本发明的实施方式2的粒子射线治疗装置的主要部分。在图2中，l、12、14、Ha、14b、HC、18、18a与实施方式1的结构相同。24是光源反射镜，设置在可变准直器12的上游侧的粒子射线束1的轨道上，由反射部2 反射来自光源 14的光，使其通过可变准直器12，由于来自光源14的光是沿大致水平方向发出的，因此，使光源反射镜M倾斜大约45度，以利用光源反射镜M的反射部2 将来自光源14的光反射至可变准直器12侧。此外，光源反射镜M使用粒子射线束1可透射过的材料构成。25 是支承光源反射镜M的支承体或是光源反射镜M的一个构成部分。从图2中可知，本发明的实施方式2的粒子射线治疗装置采用以下结构即，将光源反射镜M和对该光源反射镜M进行支承的支承体25构成为一体。图中作为一个例子， 光源反射镜M采用以下结构即，例如将由一块铝构成的板材弯曲为具有不同高度的阶梯状，以使得其中央部成大约45度倾斜，在其中央部实施反射镜涂膜或镜面加工，以形成反射部Ma，从而构成光源反射镜M，将与该光源反射镜M的一端及另一端分别连接的部分作为支承体25。然而，为了抑制因粒子射线1的透射而造成的射束能量损失并将其控制得极小，希望光源反射镜对、支承体25的基材即铝的板厚为Imm左右或Imm以下，例如使用 0. 5mm或0. 3mm的基板。根据本发明的实施方式2，将由一块铝构成的板材弯曲成具有不同高度的阶梯状， 以使得其中央部成大约45度倾斜，在其中央部实施反射镜涂膜(或实施镜面加工等，以使得中央部的至少一部分形成光反射面)，来形成反射部Ma，从而构成光源反射镜M，将与该光源反射镜M的一端及另一端分别连接的部分作为支承体25，从而，能够容易地形成光源反射镜对，并能够以一体结构体构成的支承体25对该光源反射镜M的支承进行支承，因此，能够成为牢固的支承结构。然而，对采用铝作为构成本发明的实施方式2的光源反射镜M、支承体25的材料的情况进行了叙述，但并不限于此，也可以采用铝合金、铜、铜箔、镁、塑料、丙烯酸、聚酰亚胺等，对大致呈45度倾斜而形成的光源反射镜M的至少一部分实施反射镜涂膜或镜面加工等，来形成反射部Ma，从而构成光源反射镜M，也能获得相同的效果。此外，分别采用不同的材料来构成光源反射镜M及其支承体25，利用粘接剂等方法来使其结合而成为一体， 以形成具有图2所示的具有不同高度的阶梯形状，也能获得相同的效果。实施方式3.从图2中可知，本发明的实施方式3的粒子射线治疗装置的特征在于，将光源反射镜M配置在粒子射线束1的照射区域内。因而，不需要如上述的现有技术的镜子(反射镜) 那样的，延伸至粒子射线束1的照射区域范围外且在粒子射线束1的照射轴方向上所占的长度为数IOcm的反射镜，光源反射镜M只需反射来自光源14的光，因此，能够配置在粒子射线束1的照射区域内。作为其结果，能够减小光源反射镜M，并能够减小在粒子射线束1 的照射轴方向上所占的长度，即，高度。光源反射镜M的高度可为数cm，例如能够将其设为 3 km。由此，在光源反射镜M的位置，在与粒子射线束1的照射方向相垂直的平面中， 能够将光源反射镜M的照射方向上的高度减小得比粒子射线束1的照射区域要小，具有能够力图减小粒子射线治疗装置的照射部的效果。实施方式4.本发明的实施方式4的粒子射线治疗装置的特征在于，将上述图2中的光源反射镜M设为凸面镜。由此，通过将光源反射镜M设为凸面镜，从而能够利用凸面镜的功能进一步扩大使来自光源14的光反射的角度，因此，能够进一步减小在水平方向及粒子射线束 1的照射轴方向上所占的长度。实施方式5.根据图3及图4说明本发明的实施方式5中的粒子射线治疗装置。图3是表示粒子射线治疗装置的主要部分的简要结构图，图4是表示粒子射线治疗装置的光源反射镜部的放大图。在这些各图中，1、12、14、14a、14b、14c、18、18a与上述各实施方式的结构相同或等同。沈是光源反射镜，设置在可变准直器12的上游侧的粒子射线束1的轨道上，由反射部26a反射来自光源14的光，使其通过可变准直器12，由于来自光源14的光是沿大致水平方向发出的，因此，使光源反射镜26倾斜大约45度，以利用光源反射镜沈的反射部26a将来自光源14的光反射至可变准直器12侧。此外，光源反射镜沈使用粒子射线束1可透射过的材料构成。27是支承光源反射镜沈的支承体，在采用与光源反射镜沈相同材料构成的情况下，使其比光源反射镜26的板厚Tl要厚。S卩，如图4所示，由于光源反射镜沈相对于支承体倾斜大约45度(或θ度)，因此通过将支承体27的厚度Τ2设为例如1. 414Τ1 (或Tl/cos (θ)),从而能够使得粒子射线束1中的透射过光源反射镜沈的粒子射线束的射束能量损失量与透射过支承体27的粒子射线束的射束能量损失量大致为相同的值。即，粒子射线束1通过光源反射镜26及其支承部即支承体27，粒子射线束1的射束能量大致减少相同的值，但是能够使得粒子射线束1的能量分布几乎不发生变化。这对于需要将粒子射线束1在患者体内的停止位置控制在大约 Imm以下的精度的粒子射线治疗装置而言，具有非常重要的意义。 从图3及图4中可知，本发明的实施方式5的粒子射线治疗装置采用以下结构 艮口，将光源反射镜26和对该光源反射镜26进行支承的支承体27构成为一体。图中作为一个例子，光源反射镜26采用以下结构即，例如将由一块铝构成的板材弯曲为具有不同高度的阶梯状，在其中央部倾斜大致45度，之后，利用研磨等对其进行切削，使得其中央部的厚度Tl比中央部的两侧的厚度T2要薄，即，使得T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))，之后，对其中央部实施反射镜涂膜或镜面加工，以形成反射部26a，从而构成光源反射镜26，将与该光源反射镜26的一端及另一端分别连接的部分作为支承体27。由此，通过将光源反射镜26的板厚Tl与其两端侧的支承体27的板厚T2的关系设为T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos (θ)),从而能够使得粒子射线束1中的透射过光源反射镜 26的粒子射线束的射束能量损失量与透射过支承体27的粒子射线束的射束能量损失量大致为相同的值，由于粒子射线束1的能量分布几乎不发生变化，因此，可将粒子射线束1在患者体内的停止位置控制在大约Imm以下的精度，能够获取稳定的可靠性较高的粒子射线治疗装置。此外，在本发明的实施方式5中，为了抑制因粒子射线1的透射而造成的射束能量损失并将其控制得极小，希望光源反射镜26、支承体26的基材板厚为数mm以下，例如使用 0. 5mm或0. 3mm的基板。另外，光源反射镜26只需反射来自光源14的光即可，因此能够配置在粒子射线束1的照射区域内。作为其结果，能够减小光源反射镜26，并能够减小在粒子射线束1的照射轴方向上所占的长度，即，高度。光源反射镜26的高度可为数cm，例如能够将其设为3 4cm。由此，在光源反射镜26的位置，在与粒子射线束1的照射方向相垂直的平面中，能够将光源反射镜26的照射方向上的高度减小得比粒子射线束1的照射区域要小，具有能够力图减小粒子射线治疗装置的照射部的效果。而且，对采用铝作为构成光源反射镜26、支承体27的材料的情况进行了叙述，但并不限于此，也可以采用铝合金、铜、铜箔、镁、塑料、丙烯酸、聚酰亚胺等，也对大致呈45度倾斜而形成的中央部实施反射镜涂膜或镜面加工等，来形成反射部26a，从而构成光源反射镜26。实施方式6.根据图5说明本发明的实施方式6中的粒子射线治疗装置。图5是表示粒子射线治疗装置的主要部分的简要结构图。在图5中，1、12、14、14a、14b与上述各实施方式的结构相同。29是光源反射镜，设置在可变准直器12的上游侧的粒子射线束1的轨道上，由反射部29a反射来自光源14的光，使其通过可变准直器12，由于来自光源14的光是沿大致水平方向发出的，因此，使光源反射镜29倾斜大约45度，以利用光源反射镜29的反射部29a将来自光源14的光反射至可变准直器12侧。此外，光源反射镜29使用粒子射线束1可透射过的材料构成。30是支承光源反射镜29的支承体从图5中可知，本发明的实施方式6的粒子射线治疗装置采用以下结构S卩，将光源反射镜29和对该光源反射镜29进行支承的支承体30构成为一体。图中作为一个例子， 光源反射镜29采用以下结构即，例如将由一块铝构成的平面状的圆板材料的中央部切起，使其以倾斜大致45度的方式弯曲，对该切起的中央部实施反射镜涂膜，以形成反射部29a，从而构成光源反射镜29。然而，为了抑制因粒子射线1的透射而造成的射束能量损失并将其控制得极小，希望光源反射镜29、支承体30的基材即铝的板厚为数mm以下，例如使用0. 5mm或0. 3mm的基板。根据本发明的实施方式6，将由一块铝构成的圆板材料的中央部切起，使其以倾斜大致45度的方式弯曲，对该切起的中央部实施反射镜涂膜或镜面加工，以形成反射部29a， 从而构成光源反射镜29，将该光源反射镜29的其他部分作为支承体30，从而，能够仅切起支承体30的中央部使其弯曲，就容易地形成光源反射镜29，并能够以一体结构体构成的支承体30对该光源反射镜29的支承进行支承，因此，能够成为牢固的支承结构。另外，光源反射镜29只需反射来自光源14的光即可，因此能够配置在粒子射线束1的照射区域内。作为其结果，能够减小光源反射镜29，并能够减小在粒子射线束1的照射轴方向上所占的长度，即，高度。光源反射镜29的高度可为数cm，例如能够将其设为3 4cm。由此，在光源反射镜29的位置，在与粒子射线束1的照射方向相垂直的平面中，能够将光源反射镜29的照射方向上的高度减小得比粒子射线束1的照射区域要小，具有能够力图减小粒子射线治疗装置的照射部的效果。然而，对采用铝作为构成本发明的实施方式6的光源反射镜29、支承体30的材料的情况进行了叙述，但并不限于此，也可以采用铝合金、铜、铜箔、镁、塑料、丙烯酸、聚酰亚胺等，对大致呈45度倾斜而形成的光源反射镜29的至少一部分实施反射镜涂膜或镜面加工等，来形成反射部29a，从而构成光源反射镜29，也能获得相同的效果。此外，对光源反射镜29的形状大致为圆形的情况进行了叙述，但是也不限于圆形，也可为四边形状或其他形状，只要是能反射来自光源14的光使其通过可变准直器12， 利用通过可变准直器12的光将由可变准直器12进行整形后的照射区形状投影至摄像屏幕 18的形状即可。实施方式7.本发明的实施方式7的粒子射线治疗装置的特征在于，将上述图5中的光源反射镜29设为凸面镜。由此，通过将光源反射镜29设为凸面镜，从而能够利用凸面镜的功能进一步扩大使来自光源14的光反射的角度，因此，能够进一步减小在水平方向及粒子射线束 1的照射轴方向上所占的长度。实施方式8. 根据图6及图7说明本发明的实施方式8中的粒子射线治疗装置。图6是表示粒子射线治疗装置的主要部分的简要结构图，图7是表示粒子射线治疗装置的光源反射镜部的放大图。在上述各图中，l、12、14、14a、14b与上述各实施方式的结构相同。31是光源反射镜，设置在可变准直器12的上游侧的粒子射线束1的轨道上，由反射部31a反射来自光源 14的光，使其通过可变准直器12，由于来自光源14的光是沿大致水平方向发出的，因此，使光源反射镜31倾斜大约45度，以利用光源反射镜31的反射部31a将来自光源14的光反射至可变准直器12侧。此外，光源反射镜31使用粒子射线束1可透射过的材料构成。32 是支承光源反射镜31的支承体，使其比光源反射镜31的板厚Tl要厚。即，如图7所示，通过将支承体32的厚度T2设为例如1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))， 从而能够使得粒子射线束1中的透射过光源反射镜31的粒子射线束的射束能量损失量与透射过支承体32的粒子射线束的射束能量损失量大致为相同的值。即，粒子射线束1通过光源反射镜31及其支承部即支承体32，粒子射线束1的射束能量大致减少相同的值，但是能够使得粒子射线束1的能量分布几乎不发生变化。这对于需要将粒子射线束1在患者体内的停止位置控制在大约Imm以下的精度的粒子射线治疗装置而言，具有非常重要的意义。从图6及图7中可知，本发明的实施方式8的粒子射线治疗装置采用以下结构 艮口，将光源反射镜31和对该光源反射镜31进行支承的支承体32构成为一体。图中作为一个例子，光源反射镜31采用以下结构即，将由一块铝构成的平面状的圆板材料的中央部切起，使其以大致倾斜45度的方式弯曲，利用研磨等进行切削，使该切起的中央部的厚度 Tl比中央部的周围侧的厚度T2要薄，即，使得T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))，之后，对其中央部实施反射镜涂膜或镜面加工，以形成反射部31a，从而构成光源反射镜31，将该光源反射镜31的其他部分作为支承体32。由此，通过将光源反射镜31的板厚Tl与其周围的支承体32的板厚T2的关系设为T2 = 1.414T1 (或Tl/C0S(e))，从而能够使得粒子射线束1中的透射过光源反射镜31 的粒子射线束的射束能量损失量与透射过支承体32的粒子射线束的射束能量损失量大致为相同的值，由于粒子射线束1的能量分布几乎不发生变化，因此，可将粒子射线束1在患者体内的停止位置控制在大约Imm以下的精度，能够获取稳定的可靠性较高的粒子射线治疗装置。此外，在本发明的实施方式8中，为了抑制因粒子射线1的透射而造成的射束能量损失并将其控制得极小，希望光源反射镜31、支承体32的基材即铝的板厚为数mm以下，例如使用0. 5mm或0. 3mm的基板。另外，光源反射镜31只需反射来自光源14的光即可，因此能够配置在粒子射线束1的照射区域内。作为其结果，能够减小光源反射镜31，并能够减小在粒子射线束1的照射轴方向上所占的长度，即，高度。光源反射镜31的高度可为数cm，例如能够将其设为3 4cm。由此，在光源反射镜31的位置，在与粒子射线束1的照射方向相垂直的平面中，能够将光源反射镜31的照射方向上的高度减小得比粒子射线束1的照射区域要小，具有能够力图减小粒子射线治疗装置的照射部的效果。此外，对采用铝作为构成的光源反射镜31、支承体32的材料的情况进行了叙述， 但并不限于此，也可以采用铝合金、铜、铜箔、镁、塑料、丙烯酸、聚酰亚胺等，对大致呈45度倾斜而形成的光源反射镜31的至少一部分实施反射镜涂膜或镜面加工等，来形成反射部 31a，从而构成光源反射镜31，也能获得相同的效果。此外，对光源反射镜31的形状大致为圆形的情况进行了叙述，但是也不限于圆形，也可为四边形状或其他形状，只要是能反射来自光源14的光使其通过可变准直器12，利用通过可变准直器12的光将由可变准直器12进行整形后的照射区形状投影至摄像屏幕18的形状即可。实施方式9.本发明的实施方式9的粒子射线治疗装置的特征在于，将上述图6中的光源反射镜31设为凸面镜。由此，通过将光源反射镜31设为凸面镜，从而能够利用凸面镜的功能进一步扩大使来自光源14的光反射的角度，因此，能够进一步减小在水平方向及粒子射线束 1的照射轴方向上所占的长度。本发明的各种变形或者变更，是相关的熟练技术人员在不脱离本发明的范围和精神的情况下可以实现的，应当理解为不限于本说明书的上述的各实施方式。
工业上的实用性本发明适用于实现用于治疗癌或恶性肿瘤的、使碳、质子等粒子射线与患者的疾病部位的形状相一致来进行照射治疗的粒子射线治疗装置。
权利要求
1.一种粒子射线治疗装置，其特征在于，包括可变准直器，该可变准直器可使照射到被照射体的粒子射线束的形状根据所述被照射体的疾病部位的形状进行变化；光源，该光源用于对由所述可变准直器进行整形后的照射区形状进行摄像； 光源反射镜，该光源反射镜设置于所述可变准直器的上游侧的所述粒子射线束的轨道上，反射来自所述光源的光使其通过所述可变准直器；摄像屏幕，设置在所述可变准直器的下游侧，利用通过所述可变准直器的光将由所述可变准直器进行整形后的照射区形状投影至该摄像屏幕；摄像装置，该摄像装置对投影至所述投影屏幕的投影部进行摄像；以及图像处理装置，该图像处理装置对由所述摄像装置进行了摄像后的视频进行解析。
2.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，所述光源反射镜采用以下结构即，倾斜，以使得反射来自所述光源的光使其通过所述可变准直器，设置有支承体，该支承体分别配置在所述光源反射镜的一端及另一端，与所述光源反射镜形成一体，所述支承体形成为高度不同的状态。
3.如权利要求2所述的粒子射线治疗装置，其特征在于， 所述光源反射镜配置在所述粒子射线束的照射区域内。
4.如权利要求2所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，使所述光源反射镜的厚度比所述支承体的厚度要薄，以使得透射过所述光源反射镜和所述支承体的所述粒子射线束的能量损失均一化。
5.如权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，将所述支承体设为平面状，将其中央部切起并使其倾斜，以反射来自所述光源的光，使其通过所述可变准直器，从而构成光源反射镜。
6.如权利要求5所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，使通过切起所述支承体的中央部而构成的所述光源反射镜的厚度比所述支承体的厚度要薄，以使得透射过所述光源反射镜和所述支承体的所述粒子射线束的能量损失均一化。
7.如权利要求2、5、及6的任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于， 所述光源反射镜是凸面镜。
8.如权利要求1 7的任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于， 所述光源反射镜由铝构成。
9.如权利要求1 7的任一项所述的粒子射线治疗装置，其特征在于， 所述光源反射镜是由对塑料的表面进行反射镜涂膜而构成的。
全文摘要
对于本发明的目的在于提供一种粒子射线治疗装置，利用光源反射镜反射来自光源的光，使其通过可变准直器，利用通过可变准直器的光将由可变准直器形成的照射区形状投影至摄像屏幕，利用摄像装置对摄像屏幕的投影部进行摄像，利用图像处理装置对由摄像装置拍摄的视频进行解析。
文档编号A61N5/10GK102245263SQ20088013231
公开日2011年11月16日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者大谷利宏, 蒲越虎 申请人:三菱电机株式会社