專利名稱：帶電粒子線照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將帶電粒子線照射到被照射物上的帶電粒子線照射裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子線照射裝置，我們知道具有用于掃描帶電粒 子線的掃描電磁鐵和用擺動法照射帶電粒子線的擺動照射機(jī)構(gòu)的裝置(參 照例如專利文獻(xiàn)1)。這種用擺動法進(jìn)行照射帶電粒子線的照射裝置用掃描 電磁鐵沿圓形軌跡掃描帶電粒子線并使帶電粒子線擴(kuò)散，沿被照射物的形 狀整形擴(kuò)散后的帶電粒子線并進(jìn)行照射。
并且，作為現(xiàn)有技術(shù)的帶電粒子線照射裝置，我們知道具有用于掃描 帶電粒子線的掃描電磁鐵和用掃描法照射帶電粒子線的掃描照射機(jī)構(gòu)的裝
置(參照例如專利文獻(xiàn)2)。這種用掃描法進(jìn)行照射帶電粒子線的照射裝置 用掃描電磁鐵將帶電粒子線在被照射物上掃描并進(jìn)行照射。
上述各種帶電粒子線照射裝置為在功能上分別為獨(dú)立的裝置，只能用 擺動法照射或掃描法照射中的一個。因此，上述帶電粒子裝置存在照射自 由度低這樣的問題。日本特開平11-28252號公報 [專利文獻(xiàn)2]日本特開2006-34701號公報

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的就是要提供一種能夠用擺動法和掃描法這兩種方 法照射帶電粒子線的帶電粒子線照射裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的帶電粒子線照射裝置，將帶電粒子線照
射到被照射物上，其特征在于，具有將帶電粒子線掃描的掃描電磁鐵； 用擺動法照射帶電粒子線的擺動照射機(jī)構(gòu)；用掃描法照射帶電粒子線的掃 描照射機(jī)構(gòu)；以及控制擺動照射機(jī)構(gòu)和掃描照射機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)；控制機(jī)構(gòu)使擺動照射機(jī)構(gòu)或掃描照射機(jī)構(gòu)中的任一個動作，并且使任意另一個成 為退避狀態(tài)以便不妨礙帶電粒子線的照射。
該帶電粒子線照射裝置用控制機(jī)構(gòu)使擺動照射機(jī)構(gòu)或掃描照射機(jī)構(gòu)中 的任一個動作，同時使任意另 一個變成退避狀態(tài)以便不妨礙帶電粒子線的 照射。即，例如在用擺動法照射帶電粒子線(以下稱為"擺動照射")的情 況下，帶電粒子線在掃描電磁鐵的作用下沿圓形軌跡被掃描、擴(kuò)散。并且， 用控制機(jī)構(gòu)使擺動照射機(jī)構(gòu)動作，例如帶電粒子線被沿被照射物的形狀整 形，同時用控制機(jī)構(gòu)使掃描照射機(jī)構(gòu)變成退避狀態(tài)。另一方面，用掃描法 照射帶電粒子線(以下稱為"掃描照射")時，帶電粒子線在掃描電磁鐵的 作用下被掃描在被照射物上。此時，用控制機(jī)構(gòu)使掃描照射機(jī)構(gòu)動作，例 如使帶電粒子線聚束，同時用控制機(jī)構(gòu)使擺動照射機(jī)構(gòu)變成退避狀態(tài)。因 此，如果采用本發(fā)明，能夠一方不影響另一方地分別實(shí)現(xiàn)用擺動法進(jìn)行的 照射和用掃描法進(jìn)行的照射，能夠用擺動法和掃描法這兩種方法照射帶電 粒子線。
并且，最好是具有安裝擺動照射機(jī)構(gòu)和掃描照射機(jī)構(gòu)的框體；擺動照 射機(jī)構(gòu)具有沿被照射物的形狀整形帶電粒子線的帶電粒子線整形組件；掃 描照射機(jī)構(gòu)具有調(diào)整帶電粒子線的到達(dá)深度的到達(dá)深度調(diào)整組件；帶電粒 子線整形組件和到達(dá)深度調(diào)整組件能夠互相替換地安裝到框體上。此時， 在照射帶電粒子線時，通過互相替換安裝帶電粒子線整形組件和到達(dá)深度 調(diào)整組件，能夠?qū)崿F(xiàn)擺動照射和掃描照射這兩種照射。而且，由于帶電粒 子線整形組件和到達(dá)深度調(diào)整組件能夠互相替換安裝，因此不用一直將它 們安裝到帶電粒子線照射裝置上，能夠使帶電粒子線照射裝置小型化。
此時，最好具有當(dāng)帶電粒子線整形組件被安裝到框體上時變成打開或 關(guān)閉的第1開關(guān)和當(dāng)?shù)竭_(dá)深度調(diào)整組件被安裝到框體上時變成打開或關(guān)閉 的第2開關(guān)中的至少一個；控制機(jī)構(gòu)根據(jù)第1和第2開關(guān)的狀態(tài)控制掃描 電磁鐵。此時，能夠用第1和第2開關(guān)識別安裝到框體上的組件，能夠防 止互相切換擺動照射和掃描照射時的誤操作和誤動作(所謂"聯(lián)鎖")。
并且，最好是擺動照射機(jī)構(gòu)具有形成了形狀可以改變的開口部、使帶 電粒子線通過該開口部來整形帶電粒子線的平面形狀的準(zhǔn)直器；控制機(jī)構(gòu) 在使掃描照射機(jī)構(gòu)動作時使準(zhǔn)直器向照射方向的上游側(cè)移動，并且使準(zhǔn)直器的開口部擴(kuò)大。由此，掃描照射時能夠確保較寬的照射域，能夠使準(zhǔn)直 器較佳地變成退避狀態(tài)。
并且，最好是擺動照射機(jī)構(gòu)具有調(diào)整帶電粒子線的照射劑量分布的過
濾器；在過濾器上形成有使帶電粒子線原樣通過的通過部；控制機(jī)構(gòu)在使 掃描照射機(jī)構(gòu)動作時使過濾器移動，以便帶電粒子線通過通過部。此時， 在掃描照射時通過移動過濾器使帶電粒子線通過通過部，能夠使過濾器變 成退避狀態(tài)。
并且，擺動照射機(jī)構(gòu)具有配置在掃描電磁鐵的下游一側(cè)、使帶電粒子 線擴(kuò)散的散射體；帶電粒子線通過的路徑中比散射體靠上游的一側(cè)被密封 成真空。掃描照射中由于使帶電粒子線聚束來進(jìn)行照射，因此希望將帶電 粒子線的路徑密封成真空。這是因?yàn)槿绻箮щ娏Ｗ泳€的路徑為真空的話， 則能夠抑制帶電粒子線擴(kuò)散的緣故。此外，擺動照射由于使帶電粒子線擴(kuò) 散來進(jìn)行照射，因此如上所述擺動照射機(jī)構(gòu)有時具有散射體。在此，由于 該散射體的大小(厚度)等結(jié)構(gòu)上的原因通常難以配置在真空中，因此一 般配置在大氣環(huán)境下。因此，本發(fā)明在掃描電磁鐵的下游一側(cè)配置散射體， 將比該散射體靠上游一側(cè)的帶電粒子線的路徑密封成真空。由此，在擺動 照射時能夠用散射體使帶電粒子線擴(kuò)散，并且在掃描照射時能夠抑制帶電 粒子線的擴(kuò)散。
發(fā)明的效果如果采用本發(fā)明，能夠用擺動法和掃描法這兩種方法照 射帶電粒子線。


圖1為本發(fā)明一個實(shí)施形態(tài)的帶電粒子線照射裝置的透視圖。 圖2為圖1的帶電粒子線照射裝置擺動照射時的大致結(jié)構(gòu)圖。 圖3為圖1的帶電粒子線照射裝置掃描照射時的大致結(jié)構(gòu)圖。 圖4為脊形過濾器的沿圖2的IV-IV線的剖面圖。
附圖標(biāo)記
1.帶電粒子線照射裝置；3a、 3b.掃描電磁鐵；5.擺動(Wobbler) 照射機(jī)構(gòu)；6.掃描照射機(jī)構(gòu)；7.控制裝置(控制單元)；8.框體；14.被照射物；21.散射體；22.脊形過濾器(過濾器)；22c.空白部(通過 部)；24. MLC(準(zhǔn)直器)；24c.開口部；25.豬嘴狀(只乂 一卜)支架(帶 電粒子線整形組件)；25a.限位開關(guān)(第1開關(guān))；32.定位雷達(dá)(77^ y，'夕'P—夕O支架(到達(dá)深度調(diào)整組件)；32a.限位開關(guān)(第2開關(guān))； R.帶電粒子線
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)。另外，在以下的說 明中，在相同或相當(dāng)?shù)囊厣咸砑酉嗤母綀D標(biāo)記，并省略重復(fù)的說明。
圖1為本發(fā)明的一個實(shí)施形態(tài)的帶電粒子線照射裝置的透視圖。如圖1 所示，帶電粒子線照射裝置1安裝在圍繞治療臺11而設(shè)置的旋轉(zhuǎn)機(jī)架 (Gantry) 12上，通過該旋轉(zhuǎn)機(jī)架12能夠圍繞治療臺11旋轉(zhuǎn)。
圖2為圖1的帶電粒子線照射裝置進(jìn)行擺動照射時的大致結(jié)構(gòu)圖，圖3 為圖1的帶電粒子線照射裝置進(jìn)行掃描照射時的大致結(jié)構(gòu)圖。如圖2、 3所 示，帶電粒子線照射裝置1為使用擺動法和掃描法這兩種照射方法向患者 13體內(nèi)的腫瘤(被照射體)14照射帶電粒子線R的裝置。帶電粒子線R 為將帶有電荷的粒子加速到高速的粒子，可以列舉例如質(zhì)子束、重粒子(重 離子)束等。另外，擺動法也稱為寬束(broadbeam)法。
如圖2、 3所示，帶電粒子線照射裝置1具有回旋加速器2、掃描電磁 鐵3a、 3b、監(jiān)控器4a、 4b、擺動照射機(jī)構(gòu)5、掃描照射機(jī)構(gòu)6和控制裝置 7。
回旋加速器2為產(chǎn)生帶電粒子線R的產(chǎn)生源。該回旋加速器2與控制 裝置7連接，供給的電流被控制。掃描電磁鐵3a、 3b根據(jù)控制裝置7提供 的電流使磁場產(chǎn)生變化，將通過的帶電粒子線R掃描。掃描電磁鐵3a將帶 電粒子線R沿X方向掃描，掃描電磁鐵3b將帶電粒子線R沿Y方向掃描。 這些掃描電磁鐵3a、 3b依次被配置在帶電粒子線R的照射軸(以下簡稱為 "照射軸")上回旋加速器2的下游一側(cè)。
監(jiān)控器4a監(jiān)視帶電粒子線R的線束位置，監(jiān)控器4b監(jiān)視帶電粒子線 R的照射劑量的絕對值和帶電粒子線R的照射劑量的分布。各監(jiān)控器4a、 4b將監(jiān)視到的監(jiān)視信息輸出給控制裝置7。監(jiān)控器4a配置在照射軸上回旋加速器2的下游一側(cè)、掃描電磁鐵3a的上游一側(cè)。監(jiān)控器4b配置在照射 軸上掃描電磁鐵3b的下游一側(cè)。
擺動照射機(jī)構(gòu)5為用擺動法照射帶電粒子線的單元，安裝保持在框體8 上。該擺動照射機(jī)構(gòu)5具有散射體21、脊形(ridge)過濾器22、定位雷 達(dá)(77,yf^^—夕1 23及多葉準(zhǔn)直器24。
散射體21使通過的帶電粒子線沿與照射軸正交的方向擴(kuò)散，擴(kuò)散成寬 幅的粒子束。該散射體21呈板狀，用例如數(shù)毫米厚的鉛形成。散射體21 配置在照射軸上掃描電磁鐵3b的下游一側(cè)、監(jiān)控器4b的上游側(cè)。并且， 掃描照射時，散射體21在控制裝置7的控制下從照射軸離開地移動，變成 帶電粒子線R不能通過的狀態(tài)(參照圖3)。 g卩，在掃描照射時，散射體21 變成不妨礙帶電粒子線R照射的狀態(tài)即退避狀態(tài)。
脊形過濾器22為調(diào)整帶電粒子線R的照射劑量分布的器件。具體為， 脊形過濾器22賦予帶電粒子線R放大的布拉格峰(SOBP)，使之與患者 13體內(nèi)的腫瘤14 (照射方向的長度)相對應(yīng)。
圖4為脊形過濾器的沿圖2的IV-IV線的剖視圖。如圖4所示，脊形過 濾器22通過在載物臺22a上呈矩陣狀地設(shè)置多個過濾單元22b而構(gòu)成。這 些過濾單元22b通過將厚度呈階梯狀變化的金屬棒排列成簾子狀構(gòu)成，用 不同形狀的金屬棒形成不同的SOBP。在該載物臺22a上設(shè)置有不給帶電粒 子線R賦予SOBP讓帶電粒子線R原樣通過的開口即空白部(通過部)22c。 并且，脊形過濾器22在控制裝置7的控制下移動，選擇性地改變讓帶電粒 子線R通過的過濾單元22b。由此能夠調(diào)整帶電粒子線R中的SOBP的峰 值寬度和位置。
下面回到圖2、 3，該脊形過濾器22配置在照射軸上散射體21的下游 一側(cè)、監(jiān)控器4b的上游一側(cè)。并且，在掃描照射時，脊形過濾器22在控 制裝置7的控制下移動，將帶電粒子線R通過空白部(通過部)22c地配 置(參照圖3)。即，脊形過濾器22在掃描照射時處于退避狀態(tài)。
定位雷達(dá)23改變通過的帶電粒子線R的能量損失，調(diào)整帶電粒子線R 到達(dá)患者13體內(nèi)的深度。具體為，定位雷達(dá)23具有多個彼此層疊的塊體 23a，通過調(diào)節(jié)它們的重疊方式改變帶電粒子線R通過的厚度。由此，帶電 粒子線R損失與通過的塊體23a的厚度相對應(yīng)的能量，改變到達(dá)的深度。該定位雷達(dá)23配置在照射軸上脊形過濾器22與監(jiān)控器4b之間。并且， 在掃描照射時，定位雷達(dá)23在控制裝置7的控制下使各塊體23a離開照射 軸地移動，變成帶電粒子線R不通過塊體23a的狀態(tài)(參照圖3)。即，定 位雷達(dá)23在掃描照射時處于退避狀態(tài)。
多葉準(zhǔn)直器(Multi Leaf Collimator,以下稱為"MLC") 24為整形帶 電粒子線R在與照射方向垂直的平面方向上的形狀(平面形狀)的器件， 具有包括多個梳齒的射線阻擋部24a、 24b。射線阻擋部24a、 24b互相對接 地配置，在這些射線阻擋部24a、 24b之間形成開口部24c。該MLC24使 帶電粒子線R通過開口部24c，通過這樣將帶電粒子線R切取成與開口部 24c的形狀相對應(yīng)的輪廓。
并且，MLC24通過使射線阻擋部24a、 24b沿與照射軸正交的方向進(jìn) 退而使開口部24c的位置和形狀能夠改變。而且，MLC24能夠在由線性引 導(dǎo)裝置28沿照射方向的引導(dǎo)下沿照射方向移動。
該MLC24配置在照射軸上監(jiān)控器4b的下游一側(cè)。并且，在掃描照射 時，MLC24在控制裝置7的控制下使開口部24c擴(kuò)大并且向照射方向的上 游一側(cè)移動(參照圖3)。這里的MLC24在掃描照射時使開口部24c擴(kuò)大 到最大開口面積，并且移動到上游一側(cè)的極限移動位置。即，MLC24在掃 描照射時處于退避狀態(tài)。
并且，擺動照射機(jī)構(gòu)5還具有豬嘴狀(snout)支架(帶電粒子線整形 組件)25。豬嘴狀支架25為擺動照射時為每個患者13預(yù)先制作準(zhǔn)備的器 件。該豬嘴狀支架25能夠裝卸地安裝在照射方向上框體8的頂端8a，并且 能夠與后述的定位雷達(dá)支架32互相替換。豬嘴狀支架25的內(nèi)部包含填塞 物(bolus) 26和患者準(zhǔn)直器27。
填塞物26配合腫瘤14最大深度部分的形狀將帶電粒子線R的最大到 達(dá)深度部分的立體形狀整形。該填塞物26的形狀根據(jù)例如腫瘤14的輪廓 線和由X射線CT數(shù)據(jù)求出的周邊組織的電子密度而算出。填塞物26配置 在照射軸上MLC24的下游一側(cè)?；颊邷?zhǔn)直器27為配合腫瘤14的平面形狀 最終整形帶電粒子線R的平面形狀的器件。該患者準(zhǔn)直器27配置在照射軸 上填塞物26的下游一側(cè)，用于替代MLC24。
并且，豬嘴狀支架25上設(shè)置有限位開關(guān)25a。當(dāng)豬嘴狀支架25被安裝到框體8上時，限位開關(guān)25a通過進(jìn)入框體8的安裝孔8b中變成ON (打 開)。并且，限位開關(guān)25a連接在控制裝置7上，將開關(guān)信息輸出給控制裝 置7。
掃描照射機(jī)構(gòu)6為用來以掃描法照射帶電粒子線的單元，與擺動照射 機(jī)構(gòu)5—樣安裝保持在框體8上。該掃描照射機(jī)構(gòu)6具有聚束體31a、 31b 及定位雷達(dá)支架(到達(dá)深度調(diào)整組件)32。
聚束體31a、 31b為收斂、聚束例如帶電粒子線R的部件，這里使用電 磁鐵。聚束體31a配置在照射軸上回旋加速器2與監(jiān)控器4a之間，聚束體 31b配置在照射軸上監(jiān)控器4a與掃描電磁鐵3a之間。并且，在擺動照射時， 這些聚束體31a、 31b受控制裝置7的控制不被提供電流而功能停止，將帶 電粒子線R不被聚束就讓它通過。S卩，聚束體31a、 31b在擺動照射時處于 避退狀態(tài)。
定位雷達(dá)支架32能夠裝卸地安裝在照射方向上框體8的頂端8a。并且， 與上述豬嘴狀支架25可以互相替換。該定位雷達(dá)支架32的內(nèi)部包含定位 雷達(dá)33。
定位雷達(dá)33改變通過的帶電粒子線R的能量損失，最終調(diào)整帶電粒子 線R到達(dá)患者13體內(nèi)的最大深度。具體為，定位雷達(dá)33具有多個以預(yù)定 的重疊方式互相層疊的塊體33a，使帶電粒子線R的能量與所通過的塊體 33a的厚度相對應(yīng)損失，使帶電粒子線R的最大到達(dá)深度與腫瘤14的最大 深度部分的形狀一致。另外，也還有使能量損失在回旋加速器2與聚束體 31a的中間改變的方法，此時，不需要定位雷達(dá)33。
在該定位雷達(dá)支架32上設(shè)置有限位開關(guān)32a。當(dāng)定位雷達(dá)支架32被安 裝到框體8上時，限位開關(guān)32a通過進(jìn)入框體8的安裝孔8b內(nèi)變成ON(打 開)。并且，限位開關(guān)32a連接在控制裝置7上，將開關(guān)信息輸出給控制裝 置7。
控制裝置7由例如CPU、 ROM及RAM等構(gòu)成。該控制裝置7根據(jù)監(jiān) 控器4a、 4b輸出的監(jiān)視信息和限位開關(guān)25a、 32a輸出的開關(guān)信息來控制 回旋加速器2、掃描電磁鐵3a、 3b、擺動照射機(jī)構(gòu)5及掃描照射機(jī)構(gòu)6 (詳 細(xì)過程后面敘述)。
并且，帶電粒子線照射裝置1用管41覆蓋、密封帶電粒子線R通過路徑中的比散射體21靠上游的一側(cè)，該管41內(nèi)為真空。這里用真空泵(未 圖示)將管41內(nèi)真空吸引至例如10_3[Pa]。
下面說明用帶電粒子線照射裝置1對患者13的腫瘤14照射帶電粒子 線R時的情況。
在帶電粒子線照射裝置1進(jìn)行擺動照射的情況下，如圖2所示，首先 將豬嘴狀支架25安裝到框體8的頂端8a上。并且利用控制裝置7使擺動 照射機(jī)構(gòu)5動作。具體為，移動散射體21以便讓帶電粒子線R通過，移動 脊形過濾器22以便讓帶電粒子線R通過過濾單元22b。而且，調(diào)節(jié)定位雷 達(dá)23的塊體23a使其厚度為預(yù)定厚度，使MLC24的射線阻擋部24a、 24b 進(jìn)退，讓開口部24c成預(yù)定的形狀。與此同時，用控制裝置7使聚束體31a、 31b成退避狀態(tài)。
接著，從回旋加速器2中產(chǎn)生帶電粒子線R。產(chǎn)生的帶電粒子線R在 掃描電磁鐵3a、 3b的作用下沿圓形軌跡被掃描、擴(kuò)散后，用脊形過濾器22、 定位雷達(dá)23、 MLC24、填塞物26和患者準(zhǔn)直器27被整形及調(diào)整。由此， 帶電粒子線R具有沿腫瘤14的形狀一樣的照射域，被照射到腫瘤14上。
這里，將豬嘴狀支架25安裝到框體8上時使限位開關(guān)25a變成ON， 由控制裝置7判斷掃描照射機(jī)構(gòu)6是否出于退避狀態(tài)。當(dāng)判定為是退避狀 態(tài)時，給掃描電磁鐵3a、 3b提供例如具有正弦波形的電流，像上述那樣從 回旋加速器2產(chǎn)生帶電粒子線R;另一方面，當(dāng)判定為不是退避狀態(tài)時， 不給掃描電磁鐵3a、 3b提供電流。
而且，當(dāng)限位開關(guān)25a變成ON時，由控制裝置7控制掃描電磁鐵3a、 3b。具體為，使提供給掃描電磁鐵3a、 3b的電流為擺動照射模式，像上述 那樣帶電粒子線R沿圓形軌跡地掃描。
并且，在帶電粒子線照射裝置1進(jìn)行掃描照射的情況下，如圖3所示， 首先將定位雷達(dá)支架32安裝到框體8的頂端8a上。并且，用控制裝置7 使擺動照射機(jī)構(gòu)5動作。具體為，將聚束體31a、 31b變成動作狀態(tài)(ON)， 使通過的帶電粒子線R聚束。與此同時，用控制裝置7使擺動照射機(jī)構(gòu)5 變成退避狀態(tài)。另外，如上所述，使能量損失在回旋加速器2與聚束體31a 中間變化的方法中不需要安裝定位雷達(dá)支架32。
接著，從回旋加速器2產(chǎn)生帶電粒子線R。產(chǎn)生的帶電粒子線R在掃描電磁鐵3a、 3b的作用下被掃描在腫瘤14上，并且通過脊形過濾器22的 空白部22c，用定位雷達(dá)33調(diào)整帶電粒子線R的最大到達(dá)深度。由此，帶 電粒子線R被掃描并照射在腫瘤14上。
這里，將定位雷達(dá)支架32安裝到框體8上時將限位開關(guān)32a變成ON， 由控制裝置7判斷擺動照射機(jī)構(gòu)5是否出于退避狀態(tài)。當(dāng)判定為是退避狀 態(tài)時，給掃描電磁鐵3a、 3b提供例如具有矩形波或三角形波的波形的電流， 像上述那樣從回旋加速器2產(chǎn)生帶電粒子線R。另一方面，當(dāng)判定為不是 退避狀態(tài)時，不給掃描電磁鐵3a、 3b提供電流。
而且，當(dāng)限位開關(guān)32a為ON時，由控制裝置7控制掃描電磁鐵3a、 3b。具體為，使提供給掃描電磁鐵3a、 3b的電流為掃描照射模式，像上述 那樣帶電粒子線R被掃描在腫瘤14上。
本實(shí)施形態(tài)的帶電粒子線照射裝置1在照射帶電粒子線R時使擺動照 射機(jī)構(gòu)5或掃描照射機(jī)構(gòu)6中的某一個動作，同時將另一個變成退避狀態(tài) 以不妨礙帶電粒子線R的照射。因此，如果采用帶電粒子線照射裝置1， 能夠一方不影響另一方地分別實(shí)現(xiàn)擺動照射和掃描照射，能夠用擺動法和 掃描法這兩種方法照射帶電粒子線R。結(jié)果，能夠提高帶電粒子線照射裝 置1照射的自由度。而且，擺動照射和掃描照射分別能夠兼用掃描電磁鐵 3a、 3b，由此能夠使這些各照射較佳地進(jìn)行。
并且，如上所述，帶電粒子線照射裝置1采用使豬嘴狀支架25和定位 雷達(dá)支架32能夠互相交替地安裝到框體8上的結(jié)構(gòu)。因此，在照射帶電粒 子線R時，通過互相交替安裝豬嘴狀支架25和定位雷達(dá)支架32能夠?qū)崿F(xiàn) 擺動照射和掃描照射這兩種照射。而且，由于采用這種豬嘴狀支架25和定 位雷達(dá)支架32能夠互相交替安裝的結(jié)構(gòu)，因此不需要一直將它們安裝在帶 電粒子線照射裝置1上，因此能夠?qū)щ娏Ｗ泳€照射裝置1小型化。
并且，如上所述，帶電粒子線照射裝置1在豬嘴狀支架25上設(shè)置有限 位開關(guān)25a，在定位雷達(dá)支架32上設(shè)置有限位開關(guān)32a。并且，控制裝置7 根據(jù)這些限位開關(guān)25a、 32a的開關(guān)信息控制掃描電磁鐵3a、 3b。而且，控 制裝置7根據(jù)相關(guān)的開關(guān)信息判斷擺動照射機(jī)構(gòu)5和掃描照射機(jī)構(gòu)6的退 避狀態(tài)。由此能夠識別支架25、 32中的哪一個被安裝到了框體8上，能夠 防止互相切換擺動照射和掃描照射時的誤操作和誤動作(所謂"聯(lián)鎖")。結(jié)果，能夠抑制以不想要的照射方法照射帶電粒子線R，能夠提高帶電粒 子線照射裝置1的安全性。
并且，如上所述，在掃描照射時，MLC24的開口部24c被擴(kuò)大，并且 該MLC24向照射方向的上游側(cè)被移動。通過這樣使MLC24變成退避狀態(tài)， 由此在掃描照射時能夠確保比較寬的照射域。
并且，如上所述，在脊形過濾器22上形成有將帶電粒子線R原樣通過 的空白部22c。由此，掃描照射時通過用控制裝置7控制脊形過濾器22， 使脊形過濾器22移動以將帶電粒子線R通過空白部22c，能夠使脊形過濾 器22較佳地成為退避狀態(tài)。
但是，掃描照射中由于使帶電粒子線R聚束來進(jìn)行照射，因此希望將 帶電粒子線R的路徑密封成真空。這是因?yàn)槿绻麑щ娏Ｗ泳€R的路徑為 真空則能夠抑制帶電粒子線R擴(kuò)散的緣故。此外，擺動照射中由于使帶電 粒子線R擴(kuò)散來進(jìn)行照射，因此擺動照射機(jī)構(gòu)5具有散射體21。由于該散 射體21在其厚度方向上具有體積，因大小等結(jié)構(gòu)上的原因難以配置在真空 中，因此一般配置在大氣環(huán)境下。因此，帶電粒子線照射裝置1如上所述 在掃描電磁鐵3a、 3b的下游一側(cè)配置散射體21，將比該散射體21靠上游 一側(cè)的帶電粒子線R的路徑密封成真空。由此，擺動照射時能夠用散射體 21將帶電粒子線R擴(kuò)散，并且在掃描照射時能夠抑制帶電粒子線R的擴(kuò)散。 結(jié)果，在掃描照射時的掃描電磁鐵3a、 3b中能夠?qū)щ娏Ｗ泳€R在沒有擴(kuò) 散的狀態(tài)下掃描，能夠?qū)呙枵丈涓呔然?br> 另外，作為帶電粒子線照射裝置1的掃描方法可以列舉使照射區(qū)域?yàn)?點(diǎn)狀地照射帶電粒子線R的點(diǎn)掃描法、將帶電粒子線R呈鋸齒形地掃描并 持續(xù)照射的光柵掃描法、以及將帶電粒子線R平行地掃描并連續(xù)照射的線 掃描法等。如果像本實(shí)施形態(tài)這樣采用回旋加速器2的話，由于連續(xù)地產(chǎn) 生帶電粒子線R,因此優(yōu)選光柵掃描法或線掃描法作為掃描方法。如果采 用同步加速器，由于斷續(xù)(脈沖)地產(chǎn)生帶電粒子線R，因此優(yōu)選點(diǎn)掃描 法作為掃描方法。
雖然以上說明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形態(tài)，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí) 施形態(tài)。例如，雖然上述實(shí)施形態(tài)分別在支架25、32上設(shè)置了限位開關(guān)25a、 32a，但也可以僅設(shè)置限位開關(guān)25a、 32a中的一個。并且，雖然限位開關(guān)25a、 32a在將支架25、 32安裝到框體8上使變成ON (打開)，但也可以 在被安裝上時變成OFF (關(guān)閉)。
并且，雖然上述實(shí)施形態(tài)在脊形過濾器22上設(shè)置有空白部22c作為通 過部，但該通過部如果是實(shí)質(zhì)上讓帶電粒子線R原樣通過(穿過)的結(jié)構(gòu)， 也可以是過濾器等。
權(quán)利要求
1. 一種帶電粒子線照射裝置，將帶電粒子線照射到被照射物上，其特征在于，具有將上述帶電粒子線掃描的掃描電磁鐵；用擺動法照射上述帶電粒子線的擺動照射機(jī)構(gòu)；用掃描法照射上述帶電粒子線的掃描照射機(jī)構(gòu)；以及控制上述擺動照射機(jī)構(gòu)和上述掃描照射機(jī)構(gòu)的控制機(jī)構(gòu)；上述控制機(jī)構(gòu)使上述擺動照射機(jī)構(gòu)或上述掃描照射機(jī)構(gòu)中的任一個動作，并且使任意另一個成為退避狀態(tài)以便不妨礙上述帶電粒子線的照射。
2. 如權(quán)利要求l所述的帶電粒子線照射裝置，其特征在于，具有安裝 上述擺動照射機(jī)構(gòu)和上述掃描照射機(jī)構(gòu)的框體； 上述擺動照射機(jī)構(gòu)具有沿上述被照射物的形狀整形上述帶電粒子線的 帶電粒子線整形組件；上述掃描照射機(jī)構(gòu)具有調(diào)整上述帶電粒子線的到達(dá)深度的到達(dá)深度調(diào) 整組件；上述帶電粒子線整形組件和上述到達(dá)深度調(diào)整組件能夠互相替換地安 裝到上述框體上。
3. 如權(quán)利要求2所述的帶電粒子線照射裝置，其特征在于，具有當(dāng)上 述帶電粒子線整形組件被安裝到上述框體上時變成打開或關(guān)閉的第1開關(guān) 和當(dāng)上述到達(dá)深度調(diào)整組件被安裝到上述框體上時變成打開或關(guān)閉的第2 開關(guān)中的至少一個；上述控制機(jī)構(gòu)根據(jù)上述第1和第2開關(guān)的狀態(tài)控制上述掃描電磁鐵。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的帶電粒子線照射裝置，其特征 在于，上述擺動照射機(jī)構(gòu)具有形成了形狀可以改變的開口部、使上述帶電 粒子線通過該開口部來整形上述帶電粒子線的平面形狀的準(zhǔn)直器；上述控制機(jī)構(gòu)在使上述掃描照射機(jī)構(gòu)動作時使上述準(zhǔn)直器向照射方向的上游側(cè)移動，并且使上述準(zhǔn)直器的上述開口部擴(kuò)大。
5. 如權(quán)利要求1至4中的任一項所述的帶電粒子線照射裝置，其特征 在于，上述擺動照射機(jī)構(gòu)具有調(diào)整上述帶電粒子線的照射劑量分布的過濾 器；在上述過濾器上形成有使上述帶電粒子線原樣通過的通過部； 上述控制機(jī)構(gòu)在使上述掃描照射機(jī)構(gòu)動作時使上述過濾器移動，以便 上述帶電粒子線通過上述通過部。
6. 如權(quán)利要求1至5中的任一項所述的帶電粒子線照射裝置，其特征 在于，上述擺動照射機(jī)構(gòu)具有配置在上述掃描電磁鐵的下游一側(cè)、使上述 帶電粒子線擴(kuò)散的散射體；上述帶電粒子線通過的路徑中比上述散射體靠上游的一側(cè)被密封成真空。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠用擺動法和掃描法這兩種方法照射帶電粒子線的帶電粒子線照射裝置。帶電粒子線照射裝置(1)具有用來將帶電粒子線(R)掃描的掃描電磁鐵(3a/3b)、用擺動法照射帶電粒子線(R)的擺動照射機(jī)構(gòu)(5)、用掃描法照射帶電粒子線(R)的掃描照射機(jī)構(gòu)(6)、控制擺動照射機(jī)構(gòu)(5)和掃描照射機(jī)構(gòu)(6)的控制裝置(7)。帶電粒子線照射裝置(1)利用控制裝置(7)使擺動照射機(jī)構(gòu)(5)或掃描照射機(jī)構(gòu)(6)中的某一個動作，同時使另一個成為退避狀態(tài)以便不妨礙帶電粒子線(R)的照射。由此，能夠一方不影響另一方地分別實(shí)現(xiàn)擺動法照射和掃描法照射。
文檔編號A61N5/10GK101546617SQ20091013016
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月28日
發(fā)明者立川敏樹 申請人:住友重機(jī)械工業(yè)株式會社