[发明专利]粒子射线治疗装置及粒子射线治疗方法

说明书

本申请是申请日为“2008年5月13日”、申请号为“200880129227.9”、题为“粒子射线治疗装置及粒子射线治疗方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于照射粒子射线以治疗癌症等的粒子射线治疗装置及粒子射线治疗方法。

背景技术

在被称为层叠照射、扫描照射的已知粒子射线照射方法中，将目标体积(也仅称为目标)沿粒子射线的射束行进方向分割来进行照射。

为了在深度方向得到所需的粒子射线分布，需要将目标体积的各层的剂量加权设为所需值。

因此，虽然在照射前执行剂量校正的步骤，但在现有技术中，在生物剂量的深度方向分布中的SOBP(Spread Out Bragg Peak：扩大布拉格峰)中心这一点进行剂量校正。

另外，例如，在下述的专利文献1(日本专利特开2004－358237号公报)中，示出了“将目标分割成多层，决定每层的照射量”，在专利文献2(日本专利特开平10－314323号公报)中，示出了“将目标分割成多层，以使各层的每一层的照射量均匀的方式进行决定”。

此外，在下述的非专利文献1中，示出了“通过将层叠照射中使用的小型脊形过滤器的权重设计成高斯分布，从而缓解层间的位置误差的影响”。

另外，关于“SOBP”以及“小型脊形过滤器”，后面在发明的实施方式的说明中会阐述。

专利文献1：日本专利特开2004－358237号公报

专利文献2：日本专利特开平10－314323号公报

非专利文献1：Ridge filter design and optimization for the broad-beam three-dimensional irradiation system for heavy-ion radiation therapy.(用于重离子放射治疗的宽射束三维照射系统中脊形过滤器的设计和优化)Barbara Schaffner,Tatsuaki Kanai,Yasuyuki Futami,and Munefumi Shimbo,Med.Phys.Volume27(4),April2000,pp716-724.

发明内容

在至今为止的层叠照射中，如现有的扩大照射时那样在SOBP中心的代表点这一点进行了剂量校正。

与此相对，在层叠照射中，由于设备设定根据层而改变，因此，自然会想到与各层相对应地设有剂量校正系数，存在如下问题：若是在SOBP中心一点进行校正，则对浅层的校正系数不敏感。

在实际测量中对各层求解校正系数时，由于布拉格曲线的深度方向的变化急剧，因此，设置剂量计的部位的略微一点位置误差就会成为使剂量校正值产生较大误差的原因，从而难以在短时间内高精度地对各层进行剂量校正。

另外，“布拉格曲线”是表示将带电粒子射线(例如，质子射线、碳射线等)照射到被照射体上时、直至带电粒子到达为止给予被照射体内的相对剂量的曲线，其在最深部附近具有峰。

作为深度方向的位置误差的主要原因，有剂量校正时使用的剂量分布测量装置的机械精度不够、校正时使用的剂量计的形状不是二维平面而导致的误差、或者在射束线路中的剂量监视器等物质的有效厚度误差等。

由于这些主要原因，即使原本打算在布拉格曲线的顶点进行校正，但实际中也可能会在顶点以外的位置进行校正，难以达到校正系数的精度。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供一种能对各层的每一层进行层叠照射中的剂量校正、且能提高层叠照射时的剂量校正的精度的粒子射线治疗装置。

本发明所涉及的粒子射线治疗装置将目标体积的预定区域沿粒子射线的行进方向分割成多层来照射所述粒子射线，包括：粒子射线照射部，该粒子射线照射部具有将所述粒子射线的剂量作为计数值进行监视的剂量监视器、及将所述多层的各层中的布拉格峰扩大的脊形过滤器，并在所述预定区域内形成照射区；以及治疗控制部，该治疗控制部控制所述粒子射线照射部的动作，使得在将利用剂量校正而对各层的每一层得到的校正系数设为αi时，若所述计数值达到由下面的公式(A)所表示的值，则停止对所述第i层的所述粒子射线的照射，转移至与所述第i层不同的层的照射，其中，该剂量校正中，将对所述多层中的第i层照射所述粒子射线时的物理剂量除以所述计数值，由所述脊形过滤器扩大后的布拉格峰在物理剂量PDD曲线的至少一部分具有平坦区域，以所述平坦区域的宽度比所述剂量校正时能达到的位置精度要宽的方式形成所述平坦区域，并且所述校正系数是利用在所述平坦区域进行的所述剂量校正而得到的校正系数，