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粒子線照射システム、並びに、これに用いるコンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体

国内特許コード P08A014127
整理番号 NIRS-277
掲載日 2008年12月12日
出願番号 特願2006-343489
公開番号 特開2008-154627
登録番号 特許第5126770号
出願日 平成18年12月20日(2006.12.20)
公開日 平成20年7月10日(2008.7.10)
登録日 平成24年11月9日(2012.11.9)
発明者
  • 古川 卓司
  • 稲庭 拓
  • 佐藤 眞二
  • 野田 耕司
出願人
  • 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
発明の名称 粒子線照射システム、並びに、これに用いるコンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
発明の概要 【課題】照射時間を短縮し、照射対象に対する時間の負荷を軽減させるだけでなく、照射精度を向上させることができるようにする。
【解決手段】荷電粒子ビーム2を出射する加速器12と、該加速器から出射された荷電粒子ビームを周期変動する照射対象6に複数回スキャニング照射する照射装置20と、を有する粒子線照射システム10において、前記照射対象をビーム軸方向に分割して層状に形成される各スキャン領域の大きさに対応する照射線量を、前記加速器からのビーム強度を変調(S2)させて供給させるビーム強度変調手段と、該ビーム強度変調手段によって変調された荷電粒子ビームにより供給される前記各照射線量を、前記照射対象の周期変動の変位量が所定位相内にあるゲート期間に、前記各スキャン領域に対してスキャニング照射(S3、S4、S5)させる手段と、を備える。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


近年、がん治療のため、陽子線、重粒子線等の荷電粒子ビーム(粒子線とも称する)を用いた放射線治療装置が注目されている。この荷電粒子ビームの照射方法の一つとして、3次元的に局所集中した線量分布をもつ荷電粒子ビームによるスポットビームにより腫瘍部(ターゲット部)を3次元的に塗りつぶすように照射するスキャニング法がある。



このスキャニング法では、設定した目標照射線量をターゲット部に対し一様に照射できるように、即ち、線量分布が悪化しない(例えば、ターゲット部での線量分布が平坦で一様になる)ように照射することが求められている。



このため、従来の照射方式では、スキャンの回数を増やし、照射時間を長くすることにより、ターゲット部の変動による線量分布の悪化等を避けている。例えば、特許文献1には、ターゲット部に対し、必要な線量を複数回に分けてスキャニング照射する、いわゆるリスキャニング照射に関する技術が記載されている。



【特許文献1】
特開2006-087649号公報

産業上の利用分野


本発明は、粒子線照射システム、並びに、これに用いるコンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。特に、照射時間を短縮し、照射対象に対する時間の負荷を軽減させるだけでなく、照射精度を向上させることができる粒子線照射システム、並びに、これに用いるコンピュータプログラム及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、該加速器から出射された荷電粒子ビームを周期変動する照射対象に複数回スキャニング照射する照射装置と、を有する粒子線照射システムにおいて、
前記加速器からの荷電粒子ビームの強度を変調させるビーム強度変調手段と、
該ビーム強度変調手段によって変調された荷電粒子ビームをスキャニング照射する手段と、
前記照射対象をビーム軸方向に分割して層状に形成された複数のスキャン領域のそれぞれの大きさに対応する照射線量を、前記照射対象の周期変動の変位量が所定位相内にあるゲート期間をリスキャン回数で割った分割期間に、前記スキャン領域のそれぞれに対して、1スキャンあたりの照射線量が、当該スキャン領域に照射する荷電粒子ビームの総粒子数の1/Nの粒子数となるよう順次スキャニング照射させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする粒子線照射システム。

【請求項2】
前記ゲート期間が、前記周期変動の各1周期中のゲート期間であることを特徴とする請求項1に記載の粒子線照射システム。

【請求項3】
前記周期変動が前記照射対象の変動を起こさせる変動源の収縮膨張による周期変動であり、
前記所定位相が前記収縮膨張による変位量の中間点から収縮領域側の所定変位量以上の領域を示す位相であることを特徴とする請求項1又は2に記載の粒子線照射システム。

【請求項4】
前記制御手段は、前記ビーム強度変調手段により、前記ビーム強度を、前記所定変位量が照射に許容される許容変位量であって、該許容変位量よりさらに収縮領域側の変位量以上の領域を示す位相により決定されるゲート期間によって前記各照射線量を割ったビーム強度に変調させ、前記スキャニング照射する手段により、前記決定されたゲート期間に前記スキャニング照射させることを特徴とする請求項3に記載の粒子線照射システム。

【請求項5】
予め記憶された前記照射対象の周期変動の基本パターンと照射中の周期変動のパターンとを時間軸基準に比較する手段と、
該手段の比較により両パターンの変位間に所定以上のずれが生じた場合は、次のゲート期間開始まで照射を保留させる手段と、
を更に有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粒子線照射システム。

【請求項6】
加速器から出射された荷電粒子ビームを周期変動する照射対象にスキャニング照射するためのコンピュータプログラムであって、
コンピュータに、
前記照射対象をビーム軸方向に分割してスキャン領域を層状に複数形成するステップと、
各スキャン領域の大きさに応じた照射線量を求めるステップと、
前記照射対象の周期変動の変位量が所定位相内にあるゲート期間をリスキャン回数で割った分割期間に、前記スキャン領域のそれぞれに対して、1スキャンあたりの照射線量が、当該スキャン領域に照射する荷電粒子ビームの総粒子数の1/Nの粒子数となるよう順次スキャニング照射するステップと、
実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。

【請求項7】
前記ゲート期間が、前記周期変動の各1周期中のゲート期間であることを特徴とする請求項6に記載のコンピュータプログラム。

【請求項8】
前記周期変動が前記照射対象の変動を起こさせる変動源の収縮膨張による周期変動であり、
前記所定位相内が前記収縮膨張による変位量の中間点から収縮領域側の所定変位量以上の領域を示す位相であることを特徴とする請求項6又は7に記載のコンピュータプログラム。

【請求項9】
前記スキャニング照射するステップは、前記所定変位量が照射に許容された許容変位量であって、該許容変位量よりさらに収縮領域側の変位量以上の領域を示す位相により決定されるゲート期間によって前記各照射線量を割ったビーム強度により、該決定されたゲート期間にスキャニング照射するようにされていることを特徴とする請求項8に記載のコンピュータプログラム。

【請求項10】
コンピュータに、
予め記憶された前記照射対象の周期変動の基本パターンと照射中の周期変動のパターンとを時間軸基準に比較するステップと、
該比較により両パターンの変位間に所定以上のずれが生じた場合は、次のゲート期間開始まで照射を保留するステップと、
を更に実行させることを特徴とする請求項6乃至9のいずれかに記載のコンピュータプログラム。

【請求項11】
前記請求項6乃至10のいずれかに記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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