[发明专利]带电粒子剂量仿真装置与方法带电粒子束照射装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真将质子束等带电粒子束照射在被照射体时的被照射体内的带电粒子束的剂量分布的带电粒子剂量仿真装置、带电粒子束照射装置、带电粒子剂量的仿真方法及带电粒子束照射方法。 

背景技术

已知有照射质子束等带电粒子束来治疗肿瘤的质子束治疗装置。在这种肿瘤的治疗中，需要根据肿瘤的形状或位置制定绝对剂量、剂量分布、照射位置等照射计划，并按照该照射计划高精确度地进行带电粒子束的照射。在制定照射计划时，将质子束的照射条件等输入到搭载于质子束治疗装置等上的仿真装置来提前算出剂量分布，并根据该剂量分布进行质子束是否准确地照射到肿瘤上的仿真。作为算出剂量分布的方法，例如已知有称为Monte Carlo Simulation或Pencil Beam Algorithm(PBA)的方法(参照非专利文献1～4)。 

非专利文献1：Harald Paganetti，Hongyu Jiang，Katia Parodi，Roelf Slopsema and Martijn Engelsman著，IOP Publishing，Physics in Medicine and Biology，53(2008)4825-4853. 

非专利文献2：Department of Radiation Oncology，Massachusetts General Hospital&Harvard Medical School，Boston，MA 02114，USA，IOPPublishing，Physics inMedicine and Biology，54(2009)4399-4421. 

非专利文献3：Nobuyuki Kanematsu，Masataka Komori，Shunsuke Yonail and AzusaIshizaki著，IOP Publishing，Physics in Medicine and Biology，54(2009)2015-2027. 

非专利文献4：Linda Hongyz，Michael Goiteiny，Marta Bucciolinix，Robert Comiskeyy，Bernard Gottschalkk，Skip Rosenthaly，Chris Seragoy and Marcia Urie著，Phys.Med.Biol.41(1996)1305-1330. 

但是，在上述Monte Carlo Simulation中，由于通过统计性处理算出剂量分布，因此精确度变高，但运算处理的负担大，有时还需要数日期间，存在缺乏实用性之类的课题。另一方面，PBA中存在精确度始终比Monte Carlo Simulation变得容易下降，难以确保所期望的精确度之类的课题。 

发明内容

本发明以解决以上课题为目的，其目的在于提供一种能够抑制精确度下降的同时，减轻运算处理的负担来提前算出带电粒子束的剂量分布的带电粒子剂量仿真装置、带电粒子束照射装置、带电粒子剂量的仿真方法及带电粒子束照射方法。 

本发明的仿真装置，设想带电粒子束照射到被照射体的情况，将带电粒子束假设为具有锥形扩展的虚拟形状，并且利用算出被照射体内的带电粒子束的扩展的剂量分布核，仿真被照射体内的带电粒子束的剂量分布，其特征在于，具备：输入机构，接收包含被照射体的物质信息及带电粒子束的照射信息的仿真数据的输入；及运算机构，根据由输入机构接收的仿真数据及剂量分布核，算出被照射体内的带电粒子束的剂量分布，其中，运算机构如下操作：在带电粒子束的前进方向的中途细化扩展至规定范围的带电粒子束，且假设以细化的位置为出发点具有锥形扩展的多个虚拟形状，并且根据由输入机构接收的仿真数据和带电粒子束的多个虚拟形状，算出被照射体内的带电粒子束的剂量分布。