粒子射線治療裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 本申請是國際申請日為"2010年9月9日"、申請號為"201080067834. 4"、題為"粒 子射線治療裝置"的申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及將包含質子射線或碳射線等重粒子射線的帶電粒子束照射到癌癥等 患部來進行治療的醫療裝置即粒子射線治療裝置。
【背景技術】
[0003] 粒子射線治療將帶電粒子束（下文稱為粒子束）照射到治療對象即患部，來對患 部組織給予破壞以進行治療，需要對照射對象即患部組織照射足夠的劑量，并需要抑制照 射到周圍組織的劑量。因此，根據照射對象的形狀來控制照射劑量、照射范圍（下文中稱為 照射野）。對于位置、形態伴隨著呼吸而發生變化的照射對象，對呼吸相位進行測量，從而在 位置、形態穩定的呼吸相位，照射粒子束（例如，參照專利文獻1及2)。
[0004] 另一方面，粒子射線治療的射束提供源即加速器的設備較為巨大，即使設施中具 有多個治療室，一般也會通過切換由一臺加速器輸出的粒子束路徑，來將粒子束提供給各 治療室。因此，為了使多數患者能接受治療，而提出有以下粒子射線治療裝置，例如，對路徑 切換電磁鐵的控制下功夫，以縮短切換路徑所需的時間的粒子射線治療裝置（例如參照專 利文獻3);引導呼吸以使其根據加速器等的運轉周期進行呼吸，從而縮短治療時間的粒子 射線治療裝置（例如參照專利文獻4)。
[0005] 現有技術文獻
[0006] 專利文獻
[0007] 專利文獻1:日本專利特開2006-288875號公報（[0037]~[0040]段，圖7~圖9)
[0008] 專利文獻 2:國際公開號 W02006/082651A1([0092 ~0096]段、圖 16)
[0009] 專利文獻3:日本專利特開2010-63725號公報（[0069]段，圖3)
[0010]專利文獻 4:國際公開號 W02009/150708A1([0021]~[0026]段、圖 1、圖 6)
【發明內容】
[0011] 發明所要解決的技術問題
[0012] 然而，無論是哪種粒子射線治療裝置，能在一個時間段中進行治療的治療室只能 是多個治療室中設定了路徑的一個治療室，而在其他治療室中僅限于進行治療準備、收拾 等待機工作等。因此，即使能縮短各個工序，能進行治療的患者數的增加量也是有限的。
[0013] 本發明是為了解決上述問題而完成的，其目的在于能獲得一種通過將粒子射線在 同一時間段中照射到多個治療室、從而能使多個患者接受治療的粒子射線治療裝置。
[0014] 解決技術問題所采用的技術方案
[0015] 本發明的粒子射線治療裝置的特征在于，包括：多個治療室；粒子束的輸送路徑， 該粒子束的輸送路徑將加速器和上述多個治療室的各治療室相連接；切換裝置，該切換裝 置設置在上述輸送路徑中，切換上述粒子束的軌道使得從上述加速器射出的粒子束被提供 到上述多個治療室中的任意一個治療室；呼吸引導裝置，該呼吸引導裝置設置于上述多個 治療室的各治療室中，基于目標呼吸波形來引導患者的呼吸；照射裝置，該照射裝置設置于 上述多個治療室的各治療室中，將所提供的粒子束形成為對應于照射對象的照射野，并至 少與上述目標呼吸波形同步地來控制對上述照射對象所進行的照射；以及控制器，該控制 器至少同步控制上述多個治療室中的兩個以上的規定數量的治療室中的呼吸引導裝置與 上述切換裝置，上述控制器調整上述目標呼吸波形的周期和相位，以使得上述規定數量的 治療室的、與上述目標呼吸波形同步的照射時間不相重疊，并且上述控制器還控制上述切 換裝置的射束軌道的切換時刻，以使得根據上述規定數量的治療室的各治療室的上述照射 時間來相應地切換上述粒子束的軌道。
[0016] 發明效果
[0017] 根據本發明的粒子射線治療裝置，能將由加速器提供的粒子束在呼吸周期內以分 時方式照射到多個治療室，從而能同時將粒子射線照射到多個治療室。因此，能獲得一種能 使多個患者接受治療的粒子射線治療裝置。
【附圖說明】
[0018] 圖1是用于說明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的整體結構的圖。
[0019] 圖2是用于說明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的控制系統的結構的功 能框圖。
[0020] 圖3是用于說明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的多個治療室和輸送系 統的協調控制的時序圖。
[0021] 圖4是用于說明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的動作的流程圖。
[0022] 圖5是用于說明本發明的實施方式2的粒子射線治療裝置的動作的流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 實施方式1
[0024] 下面，說明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的結構。圖1至圖4用于說 明本發明的實施方式1的粒子射線治療裝置的結構，圖1是表示粒子射線治療裝置的結構 的圖，圖2是用于說明與粒子射線治療裝置的控制相關的結構的功能框圖，圖3是表示粒子 射線治療裝置的、各治療室中的呼吸導航及輸送系統的控制時序的圖。另外，圖4是用于說 明粒子射線治療裝置的動作的流程圖。
[0025] 首先，利用圖1對粒子射線治療裝置的大致結構進行說明。圖1中，粒子射線治療 裝置包括：作為帶電粒子束提供源的同步加速器即圓形加速器1(下文簡稱為加速器）；包 括設置在每個治療室里的照射裝置的照射系統2 ;將加速器1和各治療室相連、將帶電粒子 束從加速器輸送至各治療室的照射裝置的輸送系統3 ;以及協調控制這些系統（后文稱為 子系統）的控制系統4。而且，本發明的實施方式的粒子射線治療裝置的特征結構在于，使 各治療室的照射裝置的呼吸引導的相位控制與其他治療室的照射裝置及輸送系統的路徑 切換相同步。首先說明各結構，之后詳細說明利用同步實現的協調動作。
[0026] 〈加速器〉
[0027] 加速器1包括：成為帶電粒子束進行旋轉的軌道路徑的真空管道11 ;用于將由前 級加速器5提供的帶電粒子入射到真空管道11內的入射裝置12 ;使帶電粒子軌道偏轉以 形成帶電粒子沿真空軌道11內的旋轉軌道旋轉的帶電粒子束的偏轉電磁鐵13a、13b、13c、 13d (統稱為13);使形成于旋轉軌道上的帶電粒子會聚以防止其發散的會聚用電磁鐵14a、 14b、14c、14d(統稱為14);對進行旋轉的帶電粒子施加與其同步的高頻電壓來使其加速的 高頻加速腔15 ;用于將在加速器1內進行了加速而獲得的帶電粒子束取出到加速器1外并 向輸送系統3射出的射出裝置16;以及為了使帶電粒子束從射出裝置16射出、而對帶電粒 子的旋轉軌道進行共振激勵的六極電磁鐵17。
[0028] 另外，還包括用于對各部分進行控制的未圖示的裝置，例如：偏轉電磁鐵13包括 對偏轉電磁鐵13的勵磁電流進行控制的偏轉電磁鐵控制裝置；高頻加速腔15包括用于向 高頻加速腔15提供高頻電壓的高頻源、以及用于控制高頻源的高頻控制裝置；在控制部4 內包括對偏轉電磁鐵控制裝置、高頻控制裝置、會聚用電磁鐵14等其它部分進行控制來控 制整個加速器1的加速器控制裝置41。然而，在本發明的技術構思中，并不限定對加速器1 本身的控制，因此并不限于上述結構，而且理所當然地，只要是可將帶電粒子束穩定射出到 輸送系統3的各種變形例，都是被允許的。
[0029] 此外，為簡化目的，在圖中將前級加速器5作為一個設備進行了記載，但實際上， 前級加速器5包括產生出質子、碳（重粒子）等帶電粒子（離子）的離子源（離子束產生 裝置）以及對所產生的帶電粒子進行初始加速的線性加速器系統。而且，從前級加速器5 入射到加速器1的帶電粒子會被高頻電場加速，并利用磁鐵使其彎曲的同時，被加速到大 約光速的70%~80%。
[0030] <輸送系統>
[0031] 由加速器1加速后的帶電粒子束被射出到稱為HEBT(高能射束輸送：High Energy Beam Transport)系統的輸送系統3中。輸送系統3包括：成為帶電粒子束的輸送路徑的真 空管道（將主管道31m、治療室A用管道31A、及治療室B用管道31B統稱為真空管道31); 對帶電粒子束的射束軌道進行切換的切換裝置即切換電磁鐵32;以及使射束偏轉為規定 角度的偏轉電磁鐵33。然后，根據需要來利用切換電磁鐵32