![]() 帶電粒子束照射裝置
专利摘要:
本發明提供一種帶電粒子束照射裝置(4),其能夠獲得多葉準直器(8)的開口部(8c)的清晰的拍攝圖像。本發明的帶電粒子束照射裝置(4)具有:散射體(6)及脊形過濾器(7),向患者(A)體內的腫瘤部(B)照射從迴旋加速器(5)供給之帶電粒子束(P);及多葉準直器(8),按腫瘤部(B)的形狀設定帶電粒子束(P)的照射範圍。脊形過濾器(7)與多葉準直器(8)之間配置有能夠相對於帶電粒子束(P)的照射軸(Q)進退之準直器形狀確認單元(9)。準直器形狀確認單元(9)具有直接拍攝多葉準直器(8)的開口部(8c)之攝影攝像機(11),且能夠在與包含帶電粒子束(P)的照射軸(Q)之照射區域(R)對應之拍攝位置和遠離包含帶電粒子束(P)的照射軸(Q)之照射區域(R)之退避位置之間移動。 公开号:TW201304746A 申请号:TW101113501 申请日:2012-04-16 公开日:2013-02-01 发明作者:Toshiki Tachikawa;Tsuyoshi Ogasawara 申请人:Sumitomo Heavy Industries; IPC主号:G21K5-00
专利说明:
帶電粒子束照射裝置 本發明係有關一種向被照射體照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置者。 照射帶電粒子束之帶電粒子束照射裝置例如用於向患者的腫瘤部照射質子束來進行癌症治療之放射線治療裝置。作為這種放射線治療裝置已知例如記載於專利文獻1之裝置。專利文獻1所記載的放射線治療裝置係具備產生照射於被檢體的身體表面之放射線之放射線產生部、確定從該放射線產生部照射之放射線的照射域之多葉準直器、及經該多葉準直器的開口部拍攝被檢體之CCD攝像機,且依藉由CCD攝像機獲得之拍攝圖像進行預定的處理者。 (先前技術文獻) (專利文獻) 專利文獻1:日本特開平7-255718號公報 然而,上述習知之技術中,CCD攝像機的設置位置是固定的,多葉準直器的開口部藉由CCD攝像機經2片半反射鏡拍攝。因此,有時導致藉由CCD攝像機獲得之拍攝圖像歪曲。另外,還有2片半反射鏡的安裝誤差等。因此,有可能出現基於CCD攝像機之拍攝圖像與實際的圖像不同之問題。因此,為了以圖像確認多葉準直器的開口部的形狀是否成為目標形狀,需實施對CCD攝像機的輸出圖像資料進行某些誤差修正處理等複雜的處理。 本發明的目的在於提供一種能夠獲得多葉準直器的開口部的清晰的拍攝圖像之帶電粒子束照射裝置。 本發明係如下者,一種帶電粒子束照射裝置,具備向被照射體照射帶電粒子束之照射部和設定從照射部照射之帶電粒子束的照射範圍之多葉準直器,其特徵為,具備:拍攝部,設置成在照射部與多葉準直器之間能夠相對於從照射部照射之帶電粒子束的照射軸進退,且直接拍攝多葉準直器的開口部;及驅動部,在與包含帶電粒子束的照射軸之照射區域對應之拍攝位置和從照射區域遠離之退避位置之間使拍攝部移動。 這種本發明的帶電粒子束照射裝置中,從照射部向被照射體照射帶電粒子束之前,藉由拍攝部拍攝多葉準直器的開口部,且以圖像確認多葉準直器的開口部的形狀是否成為目標形狀。拍攝部通常處於從包含由照射部照射之帶電粒子束的照射軸之照射區域遠離之退避位置。進行基於拍攝部之拍攝時,藉由驅動部使拍攝部從上述退避位置移動至與包含帶電粒子束的照射軸之照射區域對應之拍攝位置。之後,在該拍攝位置,藉由拍攝部拍攝多葉準直器的開口部。如此藉由將拍攝部設為能夠相對於從照射部照射之帶電粒子束的照射軸進退,從而如拍攝部的設置位置固定等情況,無需在多葉準直器與拍攝部之間配置半反射鏡,因此能夠直接拍攝多葉準直器的開口部。因此,可防止在基於拍攝部之拍攝圖像產生歪曲等不良情況。由此,能夠獲得多葉準直器的開口部的清晰的拍攝圖像。 拍攝部安裝在能夠相對於帶電粒子束的照射軸進退之安裝托架上,驅動部使安裝托架在拍攝位置與退避位置之間移動,在安裝托架處於退避位置時,安裝托架中的比拍攝部更靠帶電粒子束的照射軸側,設置有用於保護拍攝部免受帶電粒子束照射之屏蔽壁為較佳。如此藉由設置用於保護拍攝部免受帶電粒子束照射之屏蔽壁,從而抑制帶電粒子束的照射中給拍攝部帶來之帶電粒子束損害。 此時,安裝托架上進一步安裝有向多葉準直器的開口部照射光線之光源部為較佳。藉由如此設置光源部,在安裝托架處於拍攝位置之狀態下,從光源部朝向多葉準直器的開口部直接照射光線,因此當藉由拍攝部拍攝多葉準直器的開口部時,照射多葉準直器的開口部。因此,能夠獲得多葉準直器的開口部的更清晰的拍攝圖像。 光源部以安裝托架處於拍攝位置時位於帶電粒子束的照射軸上的方式安裝於安裝托架為較佳。帶電粒子束照射裝置中,有時在多葉準直器的下方配置被照射體準直器。被照射體準直器係按照各個被照射體而製作者,具有適合於被照射體的照射目標物(患部)之開口部。另外,由於每當被照射體改變時人工更換被照射體準直器,因此關於安裝方向必須避免產生人為錯誤。此時,在安裝托架處於拍攝位置之狀態下,以帶電粒子束的照射軸為中心從光源部經被照射體準直器的開口部朝向被照射體照射光線,因此照在被照射體之光線的投影的形狀與被照射體準直器的開口部成為相似形狀。因此,能夠藉由對該光線的投影的形狀與預先讀入圖像或照片之照射目標物的形狀進行比較,來可靠地進行被照射體準直器的安裝方向的確認。 依本發明,能夠獲得多葉準直器的開口部的清晰的拍攝圖像。由此,無需特別對拍攝部的輸出圖像資料進行複雜的誤差修正處理等,亦能夠以圖像確認多葉準直器的開口部的形狀是否成為目標形狀。 以下,參考附圖對本發明之帶電粒子束照射裝置的較佳實施方式進行詳細說明。 第1圖係表示具備本發明之帶電粒子束照射裝置的一實施方式之帶電粒子束治療裝置之立體圖,第2圖係第1圖所示之帶電粒子束治療裝置的概要結構圖。在各圖中,帶電粒子束治療裝置1係例如對患者A體內的患部即腫瘤部(照射目標物)B照射帶電粒子束P來進行癌症治療之裝置。作為帶電粒子束例如可舉出質子束或重粒子束等。 帶電粒子束治療裝置1具備設置成環繞治療台2之旋轉機架3,和安裝於該旋轉機架3且能夠藉由旋轉機架3而於治療台2的周圍旋轉之帶電粒子束照射裝置4。 另外,帶電粒子束治療裝置1進一步具備迴旋加速器(加速器)5。迴旋加速器5設置於遠離旋轉機架3之位置,加速並射出在離子源(未圖示)生成之帶電粒子束。從迴旋加速器5射出之帶電粒子束經射束傳輸系統(未圖示)供給於帶電粒子束照射裝置4。另外,亦能夠使迴旋加速器5與旋轉機架3一體地旋轉。 帶電粒子束照射裝置4具有在帶電粒子束P的照射方向上依次配置之散射體6、脊形過濾器7、多葉準直器8、及患者準直器(被照射體準直器)18。散射體6、脊形過濾器7、及多葉準直器8安裝於帶電粒子束照射裝置4的框體4a。 散射體6係以鉛板等形成,且將從迴旋加速器5供給之帶電粒子束放大為較寬的射束。脊形過濾器7係調整藉由散射體6放大之帶電粒子束的劑量分佈。具體而言,脊形過濾器7向帶電粒子束施加放大布勒格尖峰(SOBP)而與患者A的腫瘤部B的厚度(照射方向的長度)對應。這種散射體6及脊形過濾器7構成照射帶電粒子束P之照射部。 多葉準直器8係按患者A的腫瘤部B的形狀設定帶電粒子束P的照射範圍(照射域)。具體而言,多葉準直器8具有例如由黃銅製的複數個葉片組成之1對葉片組8a,8b。葉片組8a,8b配置成相互對接。該些葉片組8a,8b之間形成有使帶電粒子束P通過之開口部8c。能夠藉由使葉片組8a,8b的葉片分別向長邊方向進退來改變開口部8c的位置及形狀。另外,多葉準直器8例如用於患者A的腫瘤部B較大的情況。 患者準直器18在多葉準直器8的下方能夠裝卸地安裝於帶電粒子束照射裝置4的框體4a。與多葉準直器8相同,患者準直器18係按患者A的腫瘤部B的形狀設定帶電粒子束P的照射範圍者。患者準直器18按照每位患者A製作且具有使帶電粒子束P通過之開口部18a。開口部18a具有適合於患者A的腫瘤部B之尺寸及形狀。使用多葉準直器8時,從框體4a卸下患者準直器18。另外,使用患者準直器18時,將多葉準直器8的開口部8c設成大於實際的腫瘤部B。 脊形過濾器7與多葉準直器8之間配置有能夠相對於帶電粒子束P的照射軸Q進退之準直器形狀確認單元9。準直器形狀確認單元9從多葉準直器8例如遠離400mm左右。另外,多葉準直器8與帶電粒子束P的靶(患者A的身體表面)之間的距離例如為100mm左右。 如第2圖及第3圖所示,準直器形狀確認單元9具有平板狀的安裝托架10。另外,第3圖係從多葉準直器8側觀察準直器形狀確認單元9之圖。安裝托架10的背面鄰接安裝有攝影攝像機(拍攝部)11和投光器(光源部)12。攝影攝像機11例如由CCD攝像機構成。攝影攝像機11係為了確認多葉準直器8的開口部8c的形狀而拍攝多葉準直器8的開口部8c者。 投光器12例如由LED構成,朝向多葉準直器8的開口部8c照射光線(可見光或紫外線)。由此,當藉由攝影攝像機11拍攝多葉準直器8的開口部8c時,成為藉由投光器12照射開口部8c。而且,在患者準直器18安裝於框體4a之狀態下,若從投光器12朝向多葉準直器8照射光線,則該光線通過多葉準直器8的開口部8c及患者準直器18的開口部18a照在患者A的身體表面。因此,以目測確認照在患者A的身體表面之光線(投影)的形狀,並且藉由同患者A的腫瘤部B的照片或圖像資料進行比較來獲知患者準直器18的安裝方向的正確與否。 而且,相對於安裝托架10的背面的攝影攝像機11及投光器12,在帶電粒子束P的照射軸Q側的位置安裝有用於P保護攝影攝像機11及投光器12免受帶電粒子束P照射之屏蔽壁13。屏蔽壁13以鉛板等形成。 安裝托架10的兩端部分別設置有滑動部14。而且,安裝托架10的兩側分別配置有貫穿滑動部14且向相對於帶電粒子束P的照射軸Q垂直之方向延伸之導桿15。導桿15固定於框體4a。由此,準直器形狀確認單元9能夠沿各導桿15在與包含帶電粒子束P的照射軸Q之照射區域R對應之拍攝位置(參考第3圖中的雙點鏈線)和遠離包含帶電粒子束P的照射軸Q之照射區域R之退避位置之間移動。另外,準直器形狀確認單元9通常處於如第3圖所示的退避位置。 此時,投光器12安裝於安裝托架10為較佳,以便如第4圖(a)所示在準直器形狀確認單元9處於拍攝位置時,投光器12的光線射出口位於帶電粒子束P的照射軸Q上。由此,由於有效率地照射多葉準直器8的開口部8a,因此能夠精確度較高地進行藉由攝影攝像機11之開口部8a的形狀確認。而且,通過患者準直器18的開口部18a而照在患者A的身體表面之光線的形狀與開口部18a呈相似形狀,因此能夠藉由對該光線的形狀與預先讀入圖像或照片之患者A的腫瘤部B的形狀進行比較,來確認患者準直器18是否準確地安裝於框體4a。 另外,如第4圖(b)所示在準直器形狀確認單元9處於退避位置之狀態下,攝影攝像機11相對於投光器12配置於帶電粒子束P的照射軸Q的相反側,屏蔽壁13相對於投光器12配置於帶電粒子束P的照射軸Q側。由此,能夠藉由屏蔽壁13充份保護攝影攝像機11及投光器12免受帶電粒子束P照射。另外,作為屏蔽壁13未必要設成僅配置於比投光器12更靠帶電粒子束P的照射軸Q側之結構,亦可以設成例如環繞攝影攝像機11及投光器12之結構等。 另外,如第3圖所示,帶電粒子束照射裝置4進一步具有使準直器形狀確認單元9在退避位置與拍攝位置之間往返移動之驅動部16,和連接於攝影攝像機11、投光器12及驅動部16之控制器17。 驅動部16由空氣氣缸、空氣源及電磁閥等構成。此時,空氣氣缸的活塞與其中一方的滑動部14連結。而且,除此以外,作為驅動部16亦可由滾珠螺桿及電磁馬達等構成。 控制器17控制投光器12及驅動部16,並且依基於攝影攝像機11之拍攝圖像判斷是否對患者A體內的腫瘤部B照射帶電粒子束P。 第5圖係表示藉由控制器17執行之處理步驟的詳細內容之流程圖。本處理為患者準直器18未安裝於框體4a時的處理,在即將對患者A體內的腫瘤部B照射帶電粒子束P之前執行。 在第5圖中,首先控制驅動部16,以便將準直器形狀確認單元9從退避位置移動至拍攝位置(步驟S101)。接著,以從投光器12朝向多葉準直器8的開口部8c照射光線的方式控制投光器12(步驟S102)。接著,輸入藉由攝影攝像機11拍攝之多葉準直器8的開口部8c的圖像(步驟S103)。 接著,將多葉準直器8的開口部8c的圖像資料與藉由治療計劃裝置(未圖示)計劃的多葉準直器8的開口部8c的形狀資料進行比較,判定多葉準直器8的開口部8c的形狀是否成為目標形狀(步驟S104)。 在判定出多葉準直器8的開口部8c的形狀成為目標形狀時,判斷為實施帶電粒子束P的照射(步驟S105),並向主控制裝置(未圖示)通知該內容。另一方面,在判定出多葉準直器8的開口部8c的形狀未成為目標形狀時,判斷為不實施帶電粒子束P的照射(步驟S106),並向主控制裝置通知該內容。 而且,在執行步驟S105,S106之後,控制驅動部16將準直器形狀確認單元9從拍攝位置移動至退避位置(步驟S107)。 當判斷出在步驟S105實施帶電粒子束P的照射時,在之後會對患者A體內的腫瘤部B照射帶電粒子束P。此時,藉由屏蔽壁13保護在放射線下容易受損之攝影攝像機11及投光器12免受帶電粒子束P照射,因此幾乎無帶電粒子束P給攝影攝像機11及投光器12帶來損害之情況。 如上,在本實施方式中,以攝影攝像機11拍攝多葉準直器8的開口部8c時,將具有攝影攝像機11之準直器形狀確認單元9從退避位置移動至拍攝位置,因此無需如攝影攝像機11的設置位置固定之情況,在多葉準直器8與攝影攝像機11之間配置半反射鏡,能夠以攝影攝像機11直接拍攝多葉準直器8的開口部8c。因此,不會出現基於攝影攝像機11之拍攝圖像藉由半反射鏡而歪曲等不良情況,能夠獲得多葉準直器8的開口部8c的輪廓形狀清晰的拍攝圖像。 由此,能夠準確獲知多葉準直器8的開口部8c的輪廓形狀是否成為目標形狀,因此能夠有效地進行多葉準直器8的不良情況等的發現。此外,無需為了確認多葉準直器8的開口部8c的輪廓形狀而複雜地修正攝影攝像機11的輸出圖像資料,因此無需進行複雜的圖像處理或運算處理。 另外,本發明並不限定於上述實施方式。例如加速器並不限定於迴旋加速器,亦可為其他加速器(同步加速器或同步迴旋加速器、直線加速器等)。並且,不限定於使用旋轉機架之結構,亦可為相對於治療台2固定帶電粒子束照射裝置4之固定照射方式。 未必一定需要散射體6和/或脊形過濾器7,亦可省略。 準直器形狀確認單元9與多葉準直器8的距離不限定於400mm左右,亦可設為其他距離。而且,多葉準直器8與患者的距離不限定於100mm左右,亦可設為其他距離。 投光器12不限定於LED,亦可使用其他發光體(例如、日光燈或白熾燈)。 攝影攝像機11不限定於CCD攝像機,亦可使用其他攝像機(例如,CMOS攝像機)。而且,並不限定於在一個安裝托架10安裝攝影攝像機11及投光器12兩者之結構,亦可分別設置安裝攝影攝像機11之托架與安裝投光器12之托架。 屏蔽壁13並不限定於安裝在安裝托架10之結構,亦可安裝在其他組件(例如,筐框體4a)。總之,當攝影攝像機11和/或投光器12處於退避位置時,只要能夠從放射線保護攝影攝像機11和/或投光器12免受放射線照射即可。 安裝托架10並不限定於以直線狀移動而在拍攝位置與對比位置之間移動之結構,亦可為描繪其他軌道而移動之結構(例如,在臂的一端安裝旋轉軸並在該臂的另一端安裝托架之結構)。 投光器12並不限定於在準直器形狀單元9處於拍攝位置時投光器12的光線射出口位於照射軸Q上之結構,亦可設為投光器12不位於照射軸Q上之結構。 另外,上述實施方式中,將安裝攝影攝像機11及投光器12的安裝托架13設為平板狀,但作為安裝托架13的形狀亦可為箱狀或框架狀等。 另外,雖然將安裝托架10上安裝攝影攝像機11、投光器12及屏蔽壁13之準直器形狀確認單元9設為能夠相對於帶電粒子束P的照射軸Q進退,但亦可僅將攝影攝像機11設為能夠相對於帶電粒子束P的照射軸Q進退。 另外,雖然設為藉由控制器17判定多葉準直器8的開口部8c的形狀是否成為目標形狀,並判斷是否照射帶電粒子束P,但不特別限定於此,亦可由操作員觀察多葉準直器8的開口部8c的拍攝圖像來確認多葉準直器8的開口部8c的形狀是否成為目標形狀並決定是否照射帶電粒子束P。 另外,上述實施方式中所言之直接拍攝是指不利用半反射鏡等反射而拍攝,為了使拍攝圖像更清晰而包含如在多葉準直器8與攝影攝像機11之間夾薄片等者亦不言而喻。 (產業上的可利用性) 本發明可利用於帶電粒子束照射裝置。 4‧‧‧帶電粒子束照射裝置 6‧‧‧散射體(照射部) 7‧‧‧脊形過濾器(照射部) 8‧‧‧多葉準直器 8c‧‧‧開口部 10‧‧‧安裝托架 11‧‧‧攝影攝像機(拍攝部) 12‧‧‧投光器(光源部) 13‧‧‧屏蔽壁 16‧‧‧驅動部 18‧‧‧患者準直器(被照射體準直器) 18a‧‧‧開口部 A‧‧‧患者(被照射體) B‧‧‧腫瘤部(照射目標物) P‧‧‧帶電粒子束 Q‧‧‧照射軸 R‧‧‧照射區域 第1圖係表示具備本發明之帶電粒子束照射裝置的一實施方式之帶電粒子束治療裝置之立體圖。 第2圖係第1圖所示之帶電粒子束治療裝置的概要結構圖。 第3圖係與驅動控制系統一同表示第2圖所示之準直器形狀確認單元之結構圖。 第4圖係表示第2圖所示之準直器形狀確認單元處於拍攝位置及退避位置之狀態之概要圖。 第5圖係表示藉由第3圖所示之控制器執行之處理步驟的詳細內容之流程圖。 1‧‧‧帶電粒子束治療裝置 5‧‧‧迴旋加速器 4‧‧‧帶電粒子束照射裝置 4a‧‧‧框體 6‧‧‧散射體(照射部) 7‧‧‧脊形過濾器(照射部) 9‧‧‧準直器形狀確認單元 R‧‧‧照射區域 10‧‧‧安裝托架 P‧‧‧帶電粒子束 Q‧‧‧照射軸 13‧‧‧屏蔽壁 11‧‧‧攝影攝像機(拍攝部) 8‧‧‧多葉準直器 12‧‧‧投光器(光源部) 8a‧‧‧葉片組 8b‧‧‧葉片組 8c‧‧‧開口部 18a‧‧‧開口部 18‧‧‧患者準直器(被照射體準直器) A‧‧‧患者(被照射體) B‧‧‧腫瘤部(照射目標物)
权利要求:
Claims (4) [1] 一種帶電粒子束照射裝置,其具備向被照射體照射帶電粒子束之照射部,和設定從前述照射部照射之帶電粒子束的照射範圍之多葉準直器,該帶電粒子束照射裝置,其特徵為,具備:拍攝部,設置成在前述照射部與前述多葉準直器之間能夠相對於從前述照射部照射之帶電粒子束的照射軸進退,且直接拍攝前述多葉準直器的開口部;及驅動部,使前述拍攝部在與包含前述帶電粒子束的照射軸之照射區域對應之拍攝位置和遠離前述照射區域之退避位置之間移動。 [2] 如申請專利範圍第1項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,前述拍攝部安裝在能夠相對於前述帶電粒子束的照射軸進退之安裝托架上,前述驅動部使前述安裝托架在前述拍攝位置與前述退避位置之間移動,在前述安裝托架處於前述退避位置時,前述安裝托架中的比前述拍攝部更靠前述帶電粒子束的照射軸側,設置有用於保護前述拍攝部免受前述帶電粒子束照射之屏蔽壁。 [3] 如申請專利範圍第2項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,前述安裝托架上進一步安裝有向前述多葉準直器的開口部照射光線之光源部。 [4] 如申請專利範圍第3項所述之帶電粒子束照射裝置,其中,前述光源部以前述安裝托架處於前述拍攝位置時位於前述帶電粒子束的照射軸上的方式安裝於前述安裝托架。
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引用文献:
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申请号 | 申请日 | 专利标题 JP2011099461A|JP5701671B2|2011-04-27|2011-04-27|荷電粒子線照射装置| 相关专利
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