专利名称：粒子射线治疗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及将粒子射线束照射到肿瘤等患部来进行治疗的粒子射线治疗装置，特 别涉及与患部三维形状相匹配地照射粒子射线束的三维照射的粒子射线治疗装置。
背景技术：
在利用粒子射线(particle beam)的治疗法中，使用被加速至光速的约70%的质 子、碳射线等高能量的粒子射线束。这些高能量的粒子射线束在被照射到体内时，具有以 下特征。第一，照射的粒子射线束的大部分停止在与粒子射线束能量的约1.7次方成比例 的深度位置。第二，对直到照射的粒子射线在体内停止为止所通过的路径提供的能量密度 (被称为射线量)在粒子射线的停止位置具有最大值。沿着所通过的路径而形成的特有的 深部射线量分布曲线被称为布拉格曲线。射线量值最大的位置被称为布拉格峰值。粒子射线束的三维照射装置使该布拉格峰值的位置与肿瘤的三维形状相匹配地进 行扫描，并调整各扫描位置处的峰值射线量，同时想办法在预先通过图像诊断而决定的目标 即肿瘤区域形成规定的三维射线量分布。对于粒子射线束的停止位置的扫描，有与粒子射线 束的照射方向大致垂直的横向(X、Y方向)、和粒子射线束的照射方向即深度方向(Z方向) 上的扫描。横向上的扫描有使患者位置相对粒子射线束移动的方法、和使用电磁铁等而使粒 子射线束的位置移动的方法，一般采用使用电磁铁的方法。在深度方向的扫描中，改变粒子射 线束能量是唯一的方法。在改变能量的方法中，有通过加速器改变粒子射线束能量的方法、和 对粒子射线束通过的路径插入能量衰减体而使衰减体的衰减量变化的方法。这样的使衰减体 的衰减量变化来变更束能量的方法例如记载于专利文献1、专利文献2中。实际的粒子射线治疗装置中的束能量的变更次数依赖于目标尺寸与所使用的粒 子射线的种类、最大能量，在多的时候需要在照射过程中将束能量变更100次左右。因此， 束能量变更的高速化牵连到治疗时间的缩短与精度提高。在专利文献1的图2中，公开了高 速地变更束能量的束能量变更装置。在该以往技术中，使用2组(合计4个)偏转电磁铁， 使入射到束能量变更装置的束从入射方向偏转一次，并使到达某位置的粒子射线束再次向 相反方向弯曲，而承载到粒子射线束的行进方向与入射束的入射方向的延长线大致平行的 轨道。使粒子射线束弯曲，以使沿着该平行轨道行进了规定距离的粒子射线再次返回到粒 子射线束的入射方向的延长线上。在平行轨道的部分配置具有厚度不同的部分的射程移位 器(range shifter)(能量衰减体)，改变4个电磁铁的参数，以使平行轨道部成为射程移位 器的不同的厚度部分，从而改变入射粒子射线束的能量。束能量被变更的粒子射线束被输 送给粒子射线照射装置。专利文献1 日本专利第4115468号公报(段落号码0008-0013、图2)专利文献2 日本特开平10-199700号公报(段落号码0046、图6)
发明内容
在专利文献1的图2记载的方法中，与专利文献2的图6记载的使射程移位器机械性地移动的方法相比，可以非常高速地改变粒子射线束能量。但是，在所需的束能量的变 更次数较多的情况下，射程移位器的尺寸变大并且需要使粒子射线束偏转到较大的角度， 所以偏转电磁铁变大。本发明的目的在于提供一种粒子射线治疗装置，即使在所需的束能 量变更次数较多的情况下，也无需增大偏转电磁铁，而可以高速地变更束能量。为了解决上述那样的课题，本发明使用以下结构。即，本发明中的粒子射线治疗装 置，具备束能量变更部，改变所入射的粒子射线束的能量；束能量变更控制部，输出用于 控制该束能量变更部的指令；照射部，将从束能量变更部射出的粒子射线束照射到被照射 体；以及照射控制部，输出用于控制照射到被照射体的粒子射线束的能量与位置的指令，其 中，束能量变更部具备使入射的粒子射线束依次偏转到多个装置内束轨道的偏转电磁铁； 分别配置在多个装置内束轨道各自的装置内束轨道上的可变能量衰减部；以及使通过了各 个可变能量衰减部的粒子射线束偏转、以使其在照射部中成为同一轨道的偏转电磁铁，束 能量变更控制部根据来自照射控制部的指令进行控制，使得在粒子射线束通过可变能量衰 减部中的一个可变能量衰减部的期间，变更其他至少一个可变能量衰减部的能量衰减量。根据本发明的粒子射线治疗装置，即使在所需的束能量变更次数(所需的束能量 的数量)较多的情况下，也可以高速地进行能量变更，并且无需增大用于束能量变更的偏 转电磁铁的偏转量。因此，能够实现束能量变更部以及具备该束能量变更部的粒子射线治 疗装置的小型化与低成本化。
图1是本发明的实施方式1的束能量变更部的概略结构图。图2是示出本发明的所有实施方式中共同的粒子射线治疗装置的系统概要的框 图。图3是示出本发明的所有实施方式中共同的粒子射线治疗装置的照射部的概念 图。图4是本发明的实施方式2的束能量变更部的概略结构图。图5是本发明的实施方式3的束能量变更部的概略结构图。图6是示出本发明的实施方式3的可变能量衰减体的图。图7是本发明的实施方式4的束能量变更部的概略结构图。图8是本发明的实施方式5的束能量变更部的概略结构图。图9是本发明的实施方式6的束能量变更部的概略结构图。图10是本发明的实施方式7的束能量变更部的概略结构图。(附图标记说明)1入射粒子射线束4、40、5、50可变能量衰减部8能量变更后的粒子射线束11、12、13、14、15、16 装置内束轨道21、22、31、32、210 偏转磁铁33、34准直器部件3S束能量变更部
4S束能量变更控制部5S照射部6S照射控制部
具体实施例方式实施方式1使用图1、图2以及图3，对本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置的结构与动 作进行说明。图2是示出本发明的所有实施方式中共同的粒子射线治疗装置的系统概要 的框图。在图2中，IS是将粒子射线束加速至规定能量的粒子射线加速器，2S是由电磁铁 等构成的输送粒子射线的粒子射线输送部，3S是设置在粒子射线加速器之后的束能量变更 部，4S是输出用于控制束能量变更部的指令的束能量变更控制部。5S是将粒子射线束照射 到被照射体(患部)的照射部，包括扫描磁铁、束监视器(未图示)等。6S是按照治疗计划 装置(未图示)的指示而控制照射部5S，并且向束能量变更控制部输出指令而控制照射到 患部的粒子射线束的照射控制部。1表示入射到束能量变更部3S的入射粒子射线束，8表 示从束能量变更部3S中射出的能量变更后的粒子射线束。另外，在图2中，用不同的框表 示了粒子射线输送部2S、束能量变更部3S、以及照射部5S，但还存在例如具有共同的电磁 铁等的、各个结构部分兼作其他部、或者其他部的一部分的情况。图1是示出本发明的实施方式1的束能量变更部3S的概略结构的图。在图1中， 与图2同样地，1表示入射粒子射线束(在以后的说明中还有时省略“粒子射线束”而记载 成“束”)，8表示能量变更后的粒子射线束。21是能量变更部的第一偏转电磁铁，22是第二 偏转电磁铁，31是第三偏转电磁铁，32是第四偏转电磁铁。11与12表示入射粒子射线束1 的轨道的延长线、或者沿着延长线的粒子射线束轨道。13表示由第一偏转电磁铁21弯曲的 粒子射线束的轨道。4是由形状可变容器构成的第一可变能量衰减部，5是同样地由形状可 变容器构成的第二可变能量衰减部。41表示形状可变容器的束入射面，42表示束射出面。 43表示形状可变容器，例如，由如波纹管(蛇腹，bellows)那样可以改变形状的部件形成侧 面。44是与形状可变容器43连接的管，经由管44向形状可变容器43放入和取出例如水等 使粒子射线束能量衰减(吸收)的流体。例如，通过改变注入到形状可变容器43的水量、 水压，由波纹管形成的形状可变容器43的侧面变形，储存在束入射面41与束射出面42之 间的水的厚度变化。同样地，51、52表示第二可变能量衰减部5的束入射面与束射出面。54 表示向形状可变容器53放入和取出例如水等的流体的管。第二可变能量衰减部5通过与 第一可变能量衰减部4同样的结构动作。在图1中，14表示通过第二可变能量衰减部5的粒子射线束与轨道(在以下说明 中，称为能量变更部内束轨道或者装置内束轨道)。根据情况，在以下说明中，将11、12称为 第一装置内束轨道，将14称为第二装置内束轨道。Δ X表示第一装置内束轨道12与第二装 置内束轨道14之间的距离。Δ X具有可以设置成使第一可变能量衰减部4与第二可变能量 衰减部5不相互干涉的距离。ΔX依赖于第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5 的、与束轨道垂直的方向的尺寸。第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5的尺寸 越大，需要使ΔΧ越大。需要使第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5的束通过 的部分的剖面尺寸比通过可变能量衰减部4或者5后的束尺寸稍微大。
5
图3是示出粒子射线治疗装置的照射部5S以及被照射部的概念图。在图3中，8 是图1中的能量变更后的粒子射线束，201与202是扫描能量变更后的粒子射线束8并照射 到患部的扫描机构。扫描机构部例如由偏转电磁铁构成。另外，9是患者体表面，10是作为 被照射部的目标区域(肿瘤部、患部)。101、102、103表示与各个束能量对应的患部中的照 射切片的例子。即，照射切片103的束的能量比照射切片102的束的能量稍微高。通过改 变束的能量，使粒子射线束的布拉格峰值位置移动到患部10的各深度区域，使用扫描磁铁 201与202横向扫描粒子射线束，而可以进行三维照射。接下来，对本发明的实施方式1的粒子射线治疗装置的动作进行说明。首先，通 过治疗计划装置(未图示)，决定为了照射患部10而所需的最大束能量E0。同时，决定为 了照射如图3的101 103所示的患部10的不同深度位置而所需的束能量Ei、i = 1、2、 3、...η。另外，还决定用于照射到患部10的各位置的横向位置(Xi、Yi)。进而，还预先决 定针对各位置的照射射线量值。将包括这些的计划信息送给照射控制部6S。此处，首先与从其照射的位置所需的束能量El对应地，束能量变更控制部4S按照 照射控制部6S的指令，进行束能量变更部3S的参数设定。具体而言，束能量变更控制部4S 将位于束能量变更部3S中的第一偏转电磁铁21、第二偏转电磁铁22、第三偏转电磁铁31、 第四偏转电磁铁32各自的励磁电流值，设定成与预先决定的第一装置内束轨道11、12(或 者第二装置内束轨道13、14)对应的值。在图1示出的例子中，由于与第一装置内束轨道 11、12对应的设定是不使束偏转的设定，所以所有偏转电磁铁的励磁电流成为零。同时，将 第一可变能量衰减部4的厚度设定成Tl。Tl是相当于所需能量衰减量(EO-El)的值。此 处，EO是入射到束能量变更部的入射粒子射线束的能量。具体而言通过例如经由管44调整在形状可变容器43内充满的水的压力来改变面 41与面42之间的距离，而可以实现第一可变能量衰减部4的厚度设定。然后，第一可变能 量衰减部4的厚度Tl的设定与上述所有偏转电磁铁的设定完成，束能量变更控制部4S将 设定完成信号回送给照射控制部6S。另外，同时，照射控制部6S将包括照射部5S的其他所 有电磁铁等设备也控制成与能量El对应的状态。通过来自照射控制部6S的指令，粒子射线加速器IS将粒子射线加速至所需的最 大束能量E0。该粒子射线束通过粒子射线输送部2S被输送至规定的下游设备。然后，束能 量是EO的入射粒子射线束1被入射到束能量变更部3S。在上述设定中，由于设定成使入射粒子射线束1通过第一装置内束轨道11、12，所 以入射粒子射线束1不受到偏转而直射，通过第一可变能量衰减部4，能量变更后的粒子射 线束8的束能量成为E1。然后，具有束能量El的能量变更后的粒子射线束8被入射到照 射部5S。然后，利用扫描电磁铁201、202使能量变更后的粒子射线束8照射到计划的位置 (XI、Yl)，其深度位置Zl成为与束能量El对应的位置。另外，通常情况下，在治疗计划中， 可以以汇总照射需要相同的束能量的照射位置的方式，决定照射顺序。因此，如果将图3所 示的切片103设为例如与El对应的切片，则可以利用该束能量El使用扫描磁铁201、202 向切片103内的所有照射预定位置照射束。该1个切片的照射时间依赖于束电流强度、照 射到肿瘤整体的处方射线量与切片的深度位置，大概是几百msec。将入射粒子射线束1引导至第一装置内束轨道11、12，使其通过第一可变能量衰 减部4并开始向与El对应的切片103照射的紧接之后，照射控制部6S向束能量变更控制部4S输出指令，控制第二可变束能量衰减部5，使得成为与接下来照射的切片102中的束 能量E2对应的能量衰减量。然后，在与El对应的切片103的照射结束时，如果照射控制部 6S确认了与接下来的束能量E2对应的设定(包括束能量变更部3S以及照射部5S的所有 需要设定设备的设定)完成，则立即通过束能量变更控制部4S，将偏转电磁铁21、22、31、32 励磁成预先决定的值，以使粒子射线束通过第二装置内束轨道13、14，从而将入射粒子射线 束1引导至第二装置内束轨道。粒子射线束通过第二可变能量衰减部5，成为具有束能量 E2的能量变更后的粒子射线束8，其中第二可变能量衰减部5被设定成与束能量E2对应的 厚度T2、即能量衰减量成为(E0-E2)。然后，利用粒子射线扫描磁铁201、202，使能量变更后 的粒子射线束8照射与E2对应的切片102的患部区域。此处，在上述动作中，在偏转电磁铁21、22、31、32的励磁完成的同时，在第一可变 能量衰减部4中再次设定与接下来照射的切片101中的束的能量E3对应的厚度T3。厚度 变更所需的时间(以下称为厚度变更时间)通常与变更后的厚度T3和变更前的厚度T2之 差成比例，但由于在对切片102进行照射的期间进行该变更，所以可以减少厚度变更时间 对总照射时间带来的影响。例如，在厚度变更时间比切片102的照射时间短的情况下，总 照射时间完全不受厚度变更时间的影响。另外，将偏转电磁铁21、22、31、32的励磁状态从 “零励磁”状态设为“励磁”状态的切换时间与图1的轨道间距离ΔΧ成比例，在将AX设为 20mm的情况下，即使是极普通的电磁铁，也在IOmsec以下。即，如果使用本发明的装置，则 可以以msec量级高速地变更束能量。可以在切片102的照射结束之后，立即确认第一可变能量衰减部的厚度变更完 成，使偏转电磁铁21、22、31、32的励磁返回到零，并开始与束能量E3对应的接下来的切片 101的照射。如上所述，将入射粒子射线束1交替引导至第一可变能量衰减部4与第二可变能 量衰减部5，将第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5的能量衰减量交替变更成与
接下来的束能量对应的衰减量，而可以高速地实现与所需的束能量El、E2......En对应的照射。根据本发明，交替使用2个可变能量衰减部，并且通过4个电磁铁的励磁与非励磁 进行对2个可变能量衰减部的粒子射线束的切换，从而可以高速地进行几百阶段的束能量 变更。另外，在比1个切片的照射中所需的时间短的时间内完成各个可变能量衰减部的能 量衰减量的变更动作即可，所以用于变更能量衰减量的厚度变更时的噪声与机械振动成为 可以忽略的程度。另外，根据本发明，即使在照射的切片数多的情况下，也可以将所需的束的偏转量 Δ X保持为小的值。在将束1的尺寸假设成5mm的情况下，在本发明中，根据上述2个可变能 量衰减部4与5的剖面尺寸(都需要大于5mm)来决定在偏转电磁铁中要求的偏转量ΔΧ， 只要保持余量而设为ΔΧ = 20mm就足够了。相对于此，根据专利文献1的图2，在设为切片 数η的情况下，利用偏转电磁铁21、22、31、32的偏转量需要ηΧ ΔΧ。例如，在η = 10的情 况下，所需的束偏转量成为约200mm。这不仅需要增大偏转电磁铁本身，而且还增大相关的 电磁铁电源的容量。特别是在碳射线等比较重的粒子射线的情况下，本发明的效果更显著。本发明具有如下效果即使在所需的束能量变更次数较多的情况下，也可以高速 地进行能量变更，同时无需增大偏转电磁铁的偏转量，可以实现束能量变更部的小型化与低成本化。实施方式2图4是本发明的实施方式2的束能量变更部3S的结构图。在实施方式1中，说 明了在第一、第二、第三、第四偏转电磁铁的励磁量全部为零时形成第一装置内束轨道的情 况，但也可以如图4所示，使第一装置内束轨道11、15也偏转，S卩，使其向与第二装置内束轨 道13、14相反的方向偏转从而形成第一装置内束轨道。这样，如果使第一装置内束轨道与 第二装置内束轨道向相反方向偏转而形成，则偏转电磁铁21、22、31、32的励磁电流比图1 的情况进一步变少，偏转电磁铁的尺寸也变小。另外，在图4中，将第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5配置于在装置 内束轨道的束行进方向上错开的位置。即，以使第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰 减部5向和包括第一装置内束轨道15与第二装置内束轨道14的平面垂直、且包括通过第 一可变能量衰减部4的第一装置内束轨道15或者通过第二可变能量衰减部的第二装置内 束轨道14的平面的投影像不重叠的方式，配置第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减 部5。通过这样错开配置第一可变能量衰减部4与第二可变能量衰减部5，与图1所示的结 构相比，可以进一步减小第一装置内束轨道15与第二装置内束轨道14的间隔ΔΧ，所以可 以进一步使偏转电磁铁21、22、31、32小型化。该将两个可变能量衰减部错开配置的结构不仅应用于本实施方式2，而且当然还 可以应用在本发明的其他实施方式。实施方式3在实施方式1以及2中，说明了作为可变能量衰减部、向形状可变的容器充满水、 并对水的充填量进行调节控制、而改变水的厚度的例子，但不限于此，也可以在可变能量衰 减部中使用其他方式的可变能量衰减体。图5以及图6是示出该例子的实施方式。在图5 中，40是第一可变能量衰减部，50是第二可变能量衰减部，图6(a)、(b)是从图5的横向观 察图5中的可变能量衰减部的粒子射线能量衰减体的图、即侧面图。可变能量衰减部40以 及50具备例如如图6(a)那样厚度以楔子状变化的形状、或者如图6(b)那样厚度以台阶 状变化的形状的粒子射线能量衰减体；以及使该粒子射线能量衰减体移动的驱动机构。使 粒子射线能量衰减体移动的方向是粒子射线能量衰减体的厚度变化的方向。在图5中，以 使厚度变化的方向成为与图5的纸面垂直的方向、即和包括第一装置内束轨道15与第二装 置内束轨道14的平面垂直的方向的方式，设置了可变能量衰减部40以及50。图6(c)是说明粒子射线能量衰减体的又一个设置方向的图。图6(c)是在可变能 量衰减部的位置从图5的上方、即从束的行进方向观察的图，示出了第一装置内束轨道15、 第二装置内束轨道14、第一可变能量衰减部40、第二可变能量衰减部50的位置关系。也可 以和包括第一装置内束轨道15与第二装置内束轨道14的平面A具有规定的角度θ来设 置粒子射线能量衰减体。这样，关于设置能量衰减体的方向，即使不一定是和包括第一装置 内束轨道15与第二装置内束轨道14的平面A垂直的方向，只要设置成第一可变能量衰减 部40的粒子射线能量衰减体与第二可变能量衰减部50的粒子射线能量衰减体进行移动也 不会相互干涉的朝向即可。在实施方式1、2、3中，示出了将可变能量衰减部设置在第二偏转电磁铁22与第三 偏转电磁铁31之间的例子，但不限于此，只要是在第一偏转电磁铁21与第四偏转电磁铁32之间，不论设置在何处，都能得到上述效果。但是，在如图1、图4以及图5所示地在第二偏 转电磁铁与第三偏转电磁铁之间设置了可变能量衰减部时，具有可以使装置整体结构简单 的效果。另外，在实施方式1、2、3中，如图1、图4以及图5所示，第一装置内束轨道与第二 装置内束轨道具有相互大致平行的部分。但是，不限于这样的结构，如果如后述实施方式5 的说明那样，使多个装置内束轨道离开相当于设置在各个装置内束轨道的可变能量衰减部 不相互干涉的距离，则也可以不具有平行的部分。但是，在多个装置内束轨道具有相互大致 平行的部分的情况下，如果在该位置设置可变能量衰减部，则可以相互平行地设置多个可 变能量衰减部，所以具有易于设置可变能量衰减部，装置的维修也变得容易的效果。实施方式4图7是本发明的实施方式4的束能量变更部3S的结构图。在图7中，与图1相同 的标号表示相同或者相当的部分。在实施方式1、2、3中，将装置内束轨道设为2个，但在该 实施方式4中，设置第三装置内束轨道16，将装置内束轨道设为3个。与其对应地，追加了 第三可变能量衰减部6。在本实施方式4中，可变能量衰减部合计为3个，所以在照射过程中，可以一边依 次使用3个可变能量衰减部，一边使各自的厚度成为与下一次和再下一次照射的束能量对 应的值。因此，各可变能量衰减部只要在2个切片的照射时间内结束其变更动作即可。因 此，与实施方式1等相比，可以对应于更短的切片照射时间。或者，在相同的切片照射时间 的情况下，与可变能量衰减部是2个的结构相比，即使可变能量衰减部的动作速度慢也没 关系，所以可以进一步减少噪声、机械振动。另外，装置内束轨道也可以是4个以上，只要装置内束轨道是2个以上、即多个，则 当然都能得到本发明的效果。实施方式5图8是本发明的实施方式5的束能量变更部3S的结构图。在图8中，与图1相同 的标号表示同一或者相当的部分。在实施方式1 4中，使用了 2组(合计4个)偏转电 磁铁，但在本实施方式5中，使用了 3个电磁铁。在入射侧的束偏转中使用了偏转电磁铁21 以及22这2个偏转电磁铁，但在射出侧的束偏转中仅使用了偏转电磁铁321这1个。与其 对应地，3个装置内束轨道没有相互平行的部分。根据本实施方式5，所需的偏转电磁铁的个数是3个即可，所以可以削减电源个 数。因此，与实施方式1 4相比，具有可以使装置结构更简单的效果。另外，在粒子射线治 疗中，有时可以将在粒子射线束输送部、照射部等中已经存在的偏转电磁铁置换为图8的3 个偏转电磁铁中的1个或者2个。即，具有可以使用位于原有的粒子射线束路径上的偏转 电磁铁来构筑本发明的束能量变更部3S的效果。由此，具有可以实现装置的小型化与低成 本化的效果。实施方式6图9是本发明的实施方式6的束能量变更部3S的结构图。本实施方式6是如下 实施方式在粒子射线治疗装置中使用的可以从正上方朝向患者进行照射的垂直束照射路 径、以及可以进行360度旋转而从多个方向对患者照射束的旋转架子照射装置中应用了本 发明。在图9中，与图1相同的标号表示同一或者相当的部分。301是追加的偏转电磁铁。
9302表示包括束收敛电磁铁与偏转电磁铁的束输送电磁铁。210是承担使束弯曲的偏转电 磁铁的作用与形成2个装置内束轨道的第一偏转电磁铁的作用的偏转电磁铁。31以及32 分别与图1等的第三偏转电磁铁31以及第四偏转电磁铁32相同，是用于使束轨道返回到 能量变更后的粒子射线束8的轨道的偏转电磁铁。通过束能量变更控制部4S，偏转电磁铁210、以及第三偏转电磁铁31、第四偏转电 磁铁32在各自所具有的两个励磁状态之间变化，使入射粒子射线束1在不同的两个装置内 束轨道中行进，最终成为通过了可变能量衰减部4或者5中的某一个的能量变更后的粒子 射线束8。利用扫描电磁铁201与202，使能量变更后的粒子射线束8照射到被照射体300。如果使用本实施方式的粒子射线治疗装置，则可以在没有太多空间的垂直照射束 路径、或者旋转照射装置的喷嘴内，设置高速地变更束能量的束能量变更部。另外，由于可 以将可变能量衰减部4与5设置成比较靠近被照射体，所以可以减少由于通过了可变能量 衰减部4或者5的粒子束的角度分散引起的束尺寸扩大对被照射部带来的影响。因此，具 有可得到高精度的粒子射线治疗装置的效果。实施方式7图10是本发明的实施方式7的束能量变更部3S的结构图。在图10中，与图1相 同的标号表示相同或者同等的部分。在本实施方式中，在第三偏转电磁铁31前，为了与第 一和第二装置内束轨道相匹配地限制粒子射线束尺寸，而追加了开有规定尺寸的孔的准直 器部件33，并且在第四偏转电磁铁32后，追加了限制粒子射线束的尺寸的开有规定尺寸的 孔的准直器部件34。孔的形状通常是圆形。本实施方式7的粒子射线治疗装置的动作与实施方式1的粒子射线治疗装置大致 相同。但是，通过追加准直器部件33，具有如下效果在通过可变能量衰减部4或者5、发散 角稍微增大的粒子射线束中，可以去掉处于束周边部的发散角大的成分。因此，可以将输送 到照射部的粒子射线束维持小的尺寸，并且可以变更束能量。另外，通过追加准直器34，不 仅可以防止能量变更后的粒子射线束8的尺寸增大，而且还可以去掉在周边部更多地存在 的能量分散大的部分，所以还可以减少由于通过可变能量衰减部4或者5而增大的能量分 散。因此，具有如下效果直到将粒子束8照射到被照射体为止，其束尺寸的增大被抑制，可 以对照射部中的电磁铁等的小型化作出贡献。另外，在本实施方式7中，说明了设置有准直器部件33以及准直器部件34这两个 准直器部件的例子，但也可以仅设置某一个准直器部件，通过在从可变能量衰减部到照射 部之间的粒子射线束所通过的位置，设置开有规定尺寸的孔的准直器部件，当然具有上述 效果。
权利要求
一种粒子射线治疗装置，具备束能量变更部，改变所入射的粒子射线束的能量；束能量变更控制部，输出用于控制该束能量变更部的指令；照射部，将从上述束能量变更部射出的粒子射线束照射到被照射体；以及照射控制部，输出用于控制照射到上述被照射体的粒子射线束的能量与位置的指令，该粒子射线治疗装置的特征在于，上述束能量变更部具备使上述所入射的粒子射线束依次偏转到多个装置内束轨道的偏转电磁铁；分别配置在上述多个装置内束轨道各自的装置内束轨道上的可变能量衰减部；以及使通过了各个可变能量衰减部的粒子射线束偏转、使得在上述照射部中成为同一轨道的偏转电磁铁，上述束能量变更控制部根据来自上述照射控制部的指令进行控制，使得在粒子射线束通过上述可变能量衰减部中的一个可变能量衰减部的期间，变更其他至少一个可变能量衰减部的能量衰减量。
2.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，多个装置内束轨道具有相互平行的部分，在该平行的部分设置有可变能量衰减部。
3.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，装置内束轨道的数量是2个。
4.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，装置内束轨道的数量是3个。
5.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，可变能量衰减部具备水注入管，该水注入管向由形状产生变化的部件形成了侧面的形 状可变容器可控制水压地注入水，通过改变水压能够变更形状可变容器的粒子射线束所通 过的厚度。
6.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，可变能量衰减部具备厚度在一个方向上变化的粒子射线能量衰减体，使该粒子射线能 量衰减体的厚度变化的方向与包括多个装置内束轨道的平面具有规定的角度来倾斜设置 该粒子射线能量衰减体，使上述粒子射线能量衰减体在厚度变化的方向移动而使能量衰减量变化。
7.根据权利要求6所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，上述规定的角度是90度。
8.根据权利要求1所述的粒子射线治疗装置，其特征在于，在从可变能量衰减部到照射部之间的粒子射线束所通过的位置，设置有开有规定尺寸 的孔的准直器部件。
全文摘要
本发明提供一种粒子射线治疗装置，即使在所需的束能量变更次数较多的情况下，也无需增大偏转电磁铁，而可以高速地变更束能量。其设置有多个具备束能量衰减部的束能量变更部，以使束依次通过多个束能量变更部的方式，使束偏转。在束通过一个束能量变更部的期间，变更其他束能量变更部的束能量衰减量。
文档编号A61N5/10GK101898011SQ201010178098
公开日2010年12月1日 申请日期2010年5月11日 优先权日2009年5月27日
发明者蒲越虎 申请人:三菱电机株式会社