專(zhuān)利名稱(chēng)：粒子線(xiàn)治療計(jì)劃裝置及粒子線(xiàn)治療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將利用粒子線(xiàn)加速器加速的帶電粒子束照射在癌癥患部上而進(jìn)行癌癥治療的粒子線(xiàn)治療裝置及進(jìn)行粒子線(xiàn)治療的治療計(jì)劃的粒子線(xiàn)治療計(jì)劃裝置。
背景技術(shù)：
粒子線(xiàn)癌癥治療裝置是將利用粒子線(xiàn)加速器加速的帶電粒子束照射在癌癥患部上而進(jìn)行癌癥治療的裝置。帶電粒子束在利用同步加速器或稱(chēng)為回旋加速器的粒子線(xiàn)加速器加速到光速左右后，利用粒子束輸送系統(tǒng)輸送到照射噴嘴，在照射噴嘴內(nèi)以與患部形狀一致的方式形成照射區(qū)域，并照射在患者上。在照射噴嘴中，作為使帶電粒子束形成照射區(qū)域的方法，有利用散射體放大帶電粒子束并利用準(zhǔn)直器去除必要的部分進(jìn)行照射的散射體照射法、或利用掃描電磁鐵使利用粒子束輸送系統(tǒng)輸送來(lái)的帶電粒子束與患部形狀一致地 進(jìn)行直接掃描并照射的掃描照射法。掃描照射法由于直接利用電磁鐵使由粒子線(xiàn)加速器加速且利用粒子束輸送系統(tǒng)輸送來(lái)的細(xì)小的帶電粒子束進(jìn)行掃描并進(jìn)行照射，因此能形成與患部形狀一致的劑量分布。作為位于散射體照射法和掃描照射法的中間的照射方法，有非專(zhuān)利文獻(xiàn)I、非專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的那樣的被稱(chēng)為均勻掃描的照射方法。均勻掃描是以利用掃描電磁鐵使利用散射體放大的帶電粒子束在橫向上形成一樣的劑量分布的方式進(jìn)行掃描并照射的照射法。在均勻掃描中，在深度方向的劑量分布放大即SOBP(Spread Out Bragg Peak)形成上使用脊形過(guò)濾器?；蛲ㄟ^(guò)將患部分割為多層后，移動(dòng)利用帶電粒子束的能量變化進(jìn)行照射的層，以深度方向的劑量分布相同的方式適當(dāng)?shù)胤峙涓鲗拥膸щ娏Ｗ邮丈淞?，進(jìn)行SOBP形成。在均勻掃描中，也可使用用于使劑量分布與患部底形狀一致的作為患者固有器具的物塊。在均勻掃描中，為了決定與患部形狀一致的橫向的照射區(qū)域形狀，使用自動(dòng)對(duì)照射區(qū)域形狀進(jìn)行整形的多葉式瞄準(zhǔn)儀、或利用放電加工等從金屬板挖掘與患部形狀一致的形狀的患者準(zhǔn)直器。在均勻掃描中，只使用一個(gè)準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀，但如非專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示，有將患部分割為層并使多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口與各層的照射區(qū)域形狀一致地進(jìn)行照射的被稱(chēng)為層疊原體照射的照射法。層疊原體照射將患部分割為多個(gè)層，以與均勻掃描相同地利用掃描電磁鐵使橫向的劑量分布為相同的方式對(duì)各層進(jìn)行掃描并照射。在層疊原體照射中，由于在使用作為患者固有器具的物塊而使劑量分布與患部底面形狀一致之后，照射各層時(shí)利用多葉式瞄準(zhǔn)儀使橫向的照射區(qū)域與患部各層的橫向形狀一致地進(jìn)行照射，因此能形成與患部形狀一致的劑量分布。層疊原體照射在規(guī)定各層的照射時(shí)的橫向的照射區(qū)域上使用多葉式瞄準(zhǔn)儀，在每個(gè)層上自動(dòng)地使照射區(qū)域形狀變化。在層疊原體照射中，利用相同能量的帶電粒子束照射層分割了的患部各層，通過(guò)改變帶電粒子束的能量，移動(dòng)進(jìn)行照射的層。層疊原體照射與散射體照射法、均勻掃描相比，能形成與患部形狀一致的劑量分布。如上所述，均勻掃描和層疊原體照射都掃描利用散射體放大了的帶電粒子束并在橫向上進(jìn)行照射，但與掃描照射法相比，由于還掃描粒子束尺寸大的帶電粒子束，因此橫向需要以利用準(zhǔn)直器與患部形狀一致的方式形成照射區(qū)域。在均勻掃描中，使用利用放電加工進(jìn)行挖掘的患者準(zhǔn)直器、或自動(dòng)整形為患部形狀的多葉式瞄準(zhǔn)儀，在層疊原體照射中，由于需要對(duì)每個(gè)層分割了的各層改變準(zhǔn)直器開(kāi)口，因此使用多葉式瞄準(zhǔn)儀。在均勻掃描或?qū)盈B原體照射中，為了在與帶電粒子束行進(jìn)方向正交的橫向上形成一樣的劑量分布，如專(zhuān)利文獻(xiàn)I及非專(zhuān)利文獻(xiàn)I 4所示，利用散射體放大帶電粒子束，使與掃描照射法相比更大的粒子束尺寸的帶電粒子束一邊在橫向上掃描一邊進(jìn)行照射。作為一邊利用掃描電磁鐵掃描該更大的粒子束尺寸的帶電粒子束，一邊使高斯分布形狀的劑量分布重合而形成一樣的分布的方法，有專(zhuān)利文獻(xiàn)I及非專(zhuān)利文獻(xiàn)I 4所示的各種方法。非專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示的光柵掃描不利用加速器接通斷開(kāi)帶電粒子束且以一筆寫(xiě)下來(lái)的方式連續(xù)地掃描矩形形狀的掃描路徑。通過(guò)使光柵掃描的掃描線(xiàn)的間隔相對(duì)于帶電粒子束的粒子束尺寸O設(shè)為<2 O，能夠形成一樣的劑量分布區(qū)域。非專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的鋸齒形掃描在XY平面內(nèi)獨(dú)立地決定X方向和Y方向的帶電 粒子束的掃描速度，與光柵掃描相同地，通過(guò)不接通斷開(kāi)帶電粒子束地以一筆寫(xiě)下來(lái)的方式連續(xù)地以鋸齒形形狀進(jìn)行掃描。在鋸齒形掃描中，與光柵掃描相同，通過(guò)使構(gòu)成鋸齒形狀的掃描線(xiàn)的間隔相對(duì)于帶電粒子束尺寸O設(shè)為<2 O，能夠形成一樣的劑量分布區(qū)域。非專(zhuān)利文獻(xiàn)3所示的單圓掃描與光柵掃描、鋸齒形掃描相同地不接通斷開(kāi)帶電粒子束且利用圓形的掃描路徑連續(xù)地進(jìn)行掃描。在圓形的掃描路徑的中心部分形成有一樣的劑量分布區(qū)域。非專(zhuān)利文獻(xiàn)4所示的螺旋掃描不接通斷開(kāi)帶電粒子束且利用螺旋形的掃描路徑連續(xù)地進(jìn)行掃描。與單圓掃描相同地，在螺旋形的掃描路徑的中心部分形成有一樣的劑量分布區(qū)域。專(zhuān)利文獻(xiàn)I所示的線(xiàn)掃描在光柵掃描中組合利用加速器接通斷開(kāi)帶電粒子束的控制，在XY平面內(nèi)，X方向接通帶電粒子束而連續(xù)地照射，Y方向斷開(kāi)帶電粒子束而不進(jìn)行照射。該線(xiàn)掃描使X方向的連續(xù)的線(xiàn)狀的劑量分布在Y方向上重合，從而形成一樣的劑量分布區(qū)域。 在以上的掃描方法中，光柵掃描、鋸齒形掃描、螺旋掃描、線(xiàn)掃描與單圓掃描相比，由于利用散射體放大的帶電粒子束的粒子束尺寸比單圓掃描的粒子束尺寸小，因此能夠使散射體的厚度薄，能夠減少帶電粒子束的利用散射體的能量損失，因此，具有能夠延長(zhǎng)射程的優(yōu)點(diǎn)。另外，由于帶電粒子束的粒子束尺寸小，因此與單圓掃描相比，具有能夠提高粒子束利用效率的優(yōu)點(diǎn)。另一方面，由于帶電粒子束的粒子束尺寸小，因此具有掃描路徑變長(zhǎng)且用于在橫向上形成一樣的劑量分布的一面掃描時(shí)間變長(zhǎng)的傾向?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特許第3518270號(hào)公報(bào)非專(zhuān)利文獻(xiàn)非專(zhuān)利文獻(xiàn) I V. A. AnferovZiScan pattern optimization for uniform protonbeam scanning，，，Med. Phys. 36 (2009) 3560-3567.非專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :S. Yonai, et al. , “Evaluation of beam wobbling methods forheavy-ion radiotherapy，，，Med. phys. 35 (2008) 927-938.非專(zhuān)利文獻(xiàn) 3 :T. kanai, et al. , “Commissioning of a conformal irradiationsystem for heavy-ion radiotherapy using a layer-stacking method”， Med.phys. 33(2006)2989-2997.非專(zhuān)利文獻(xiàn)4:M. Komori, et al. ,“Optimization of Spiral-ffobbler System forHeavy-ion Radiotherapy”, Jpn.J.AppI. phys. 43(2004)6463-6467在均勻掃描中，利用與由患部的大小決定的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的橫向的粒子束掃描路徑進(jìn)行照射。因此，在準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域比照射區(qū)域尺寸進(jìn)入內(nèi)側(cè)的區(qū)域，在準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的外側(cè)也進(jìn)行照射。因此，粒子束掃描路徑變長(zhǎng)，有對(duì)照射來(lái)說(shuō)必要的時(shí)間變長(zhǎng)的傾向。另外，由于對(duì)準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的外側(cè)進(jìn)行照射，帶電粒子束的損失量多。在層疊原體照射中，以往從深層到淺層在全部的層基于相同的掃描路徑進(jìn)行粒子束掃描。因此，在層疊原體照射中，在照射淺層時(shí)，即使在多葉式瞄準(zhǔn)儀較小地關(guān)閉的場(chǎng)合，也以與深層相同的掃描路徑掃描帶電粒子束。因此，在淺層中，患部的投影形狀變小，即使在多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口變小的場(chǎng)合，也對(duì)開(kāi)口區(qū)域的外側(cè)進(jìn)行照射。因此，在淺層具有對(duì)照射來(lái)說(shuō)必要的時(shí)間變長(zhǎng)的傾向。另外，在淺層由于對(duì)多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的外側(cè)進(jìn)行照射，帶電粒子束的損失量多。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的治療計(jì)劃裝置對(duì)均勻掃描的橫向的帶電粒子束掃描路徑考慮準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀，來(lái)決定極力減少準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域以外的照射的最佳的掃描路徑。另外，本發(fā)明在層疊原體照射中在橫向上一樣地照射層分割了的患部各層時(shí)，最深層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域最大，隨著朝向淺層，多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小，在淺層的照射中，在多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小的場(chǎng)合，以能夠一樣地只照射開(kāi)口區(qū)域的方式使掃描路徑變化。例如，在利用單圓掃描在橫向上照射各層的場(chǎng)合，在淺層中，在多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小的場(chǎng)合，以能夠一樣地只照射該變小的開(kāi)口區(qū)域的方式減小單圓掃描的旋轉(zhuǎn)半徑。均勻掃描的治療計(jì)劃裝置以X射線(xiàn)CT畫(huà)像為基礎(chǔ)探索患部?jī)?nèi)部，計(jì)算準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀。之后，治療計(jì)劃裝置計(jì)算用于以一樣的劑量只照射該準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的帶電粒子掃描路徑。層疊原體照射的治療計(jì)劃裝置以X射線(xiàn)CT畫(huà)像為基礎(chǔ)對(duì)患部進(jìn)行層分割，計(jì)算照射各層時(shí)的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口。之后，治療計(jì)劃裝置計(jì)算用于一樣地只照射各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的必要最低限的掃描路徑。這樣，治療計(jì)劃裝置考慮準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域，計(jì)算用于一樣地只照射開(kāi)口區(qū)域的最低限的帶電粒子束的掃描路徑。另外，作為其他方法，在層疊原體照射中，各層的照射區(qū)域量能夠由照射層分割了的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域定義。例如，在某層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域包含于直直徑IOcm的圓的場(chǎng)合，該層的照射區(qū)域尺寸為直徑10cm。另外，光柵的照射區(qū)域尺寸也能夠定義。在某層的開(kāi)口區(qū)域包含于IOcmX IOcm的正方形區(qū)域的場(chǎng)合,該層的照射區(qū)域尺寸為IOcmX 10cm。將與如上定義的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的掃描路徑作為圖表，粒子線(xiàn)治療裝置的控制裝置在存儲(chǔ)器上具有上述圖表。在治療計(jì)劃裝置中，計(jì)算各層的照射區(qū)域尺寸，在淺層，在多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小的場(chǎng)合，即照射區(qū)域尺寸變小的場(chǎng)合，控制裝置從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的多個(gè)掃描路徑中選擇與該較小的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的掃描路徑。通過(guò)追加這種控制裝置，在層分割了的各層的照射中，能利用覆蓋各層的橫向形狀的最低限的掃描路徑照射帶電粒子束并使橫向的劑量分布一樣。利用以上的方法，在均勻掃描中，能進(jìn)行利用一樣的劑量分布只照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域，減少準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域以外的照射的照射。另外，在層疊原體照射中，能利用與各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域?qū)?yīng)的最低限的照射路徑照射帶電粒子束。其結(jié)果，在均勻掃描中，在使掃描路徑比以往更縮短化時(shí)，能縮短對(duì)照射來(lái)說(shuō)必要的時(shí)間。在層疊原體照射法中，在淺層，能夠使掃描路徑比以往縮短化，能夠縮短對(duì)照射必要的時(shí)間。另外，在均勻掃描、層疊原體照射的任意的場(chǎng)合都能減少準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域外側(cè)的帶電粒子束的照射。本發(fā)明的效果如下。根據(jù)本發(fā)明，在均勻掃描法或?qū)盈B原體照射法中，能夠比以往縮短帶電粒子束掃描路徑，能夠縮短治療時(shí)間。


圖I是表示本發(fā)明的粒子線(xiàn)治療裝置和控制裝置的整體結(jié)構(gòu)的圖。圖2是表示本發(fā)明的照射噴嘴和控制裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖3是表示利用層疊原體照射對(duì)球形的患部進(jìn)行照射的樣式的圖。圖4 (a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，從粒子束照射方向觀(guān)察治療計(jì)劃裝置計(jì)算的最深的層I的形狀和相對(duì)于該層I的形狀的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口的計(jì)算結(jié)果的圖。(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，從粒子線(xiàn)照射方向觀(guān)察從治療計(jì)劃裝置計(jì)算的最深的層計(jì)數(shù)為第六層的層6的形狀、和相對(duì)于該層6的形狀的多葉式瞄準(zhǔn)儀計(jì)算結(jié)果的圖。圖5是表示在層疊原體照射中，利用治療計(jì)劃裝置以深度方向的劑量分布為一樣的方式調(diào)節(jié)各層的照射量，形成SOBP的圖。圖6是表示在層疊原體照射中，治療計(jì)劃裝置計(jì)算深度方向的劑量分布為一樣的各層的照射量的結(jié)果的圖。圖7是表示在層疊原體照射中，利用光柵掃描對(duì)各層進(jìn)行橫向照射的場(chǎng)合的掃描路徑的圖。圖8是表示在層疊原體照射中，利用鋸齒形掃描對(duì)各層進(jìn)行橫向照射的場(chǎng)合的掃描路徑的圖。圖9是表示在層疊原體照射中，利用單圓掃描對(duì)各層進(jìn)行橫向照射的場(chǎng)合的掃描路徑的圖。圖10是表示在層疊原體照射中，利用螺旋掃描對(duì)各層進(jìn)行橫向照射的場(chǎng)合的掃描路徑的圖。圖11是表示在層疊原體照射中，利用線(xiàn)掃描對(duì)各層進(jìn)行橫向照射的場(chǎng)合的掃描路徑的圖。圖12(a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的最深的層I的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的光柵掃描的掃描路徑的圖，(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的位于淺側(cè)的層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的光柵掃描的掃描路徑的圖。圖13是表示在層疊原體照射中，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行光柵掃描的場(chǎng)合的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的表格。圖14(a)是表示在層疊原體照射中，在橫向照射上使用光柵掃描的場(chǎng)合的、與照、射區(qū)域尺寸25cmX25cm對(duì)應(yīng)的掃描路徑的圖，(b)是表不在層疊原體照射中，在橫向照射上使用光柵掃描的場(chǎng)合的、與照射區(qū)域尺寸15cmX15cm對(duì)應(yīng)的掃描路徑的圖，(c)是表示在層疊原體照射中，在橫向照射上使用光柵掃描的場(chǎng)合的、與照射區(qū)域尺寸IO c m X IO c m對(duì)應(yīng)的掃描路徑的圖。圖15(a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的最深的層I的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的鋸齒形掃描的掃描路徑的圖，(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的位于淺側(cè)的層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的鋸齒形掃描的掃描路徑的圖。圖16(a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的最深的層I的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的單圓掃描的掃描路徑的圖，(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的淺側(cè)的 層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的單圓掃描的掃描路徑的圖。圖17(a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的最深的層I的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的螺旋掃描的掃描路徑的圖，(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的淺側(cè)的層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的螺旋掃描的掃描路徑的圖。圖18(a)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的最深的層I的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的線(xiàn)掃描的掃描路徑的圖，(b)是表示相對(duì)于圖3所示的球形的患部，相對(duì)于層疊原體照射的治療計(jì)劃決定的淺側(cè)的層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域和根據(jù)本發(fā)明的線(xiàn)掃描的掃描路徑的圖。圖19是表示在層疊原體照射中，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行線(xiàn)掃描的場(chǎng)合的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值和粒子束接通斷開(kāi)控制信號(hào)的圖表。圖20是表示在均勻掃描中，準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域和現(xiàn)有的光柵掃描路徑的圖。圖21是表不在均勻掃描中，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行光柵掃描的場(chǎng)合的準(zhǔn)直器開(kāi)口和光柵掃描路徑的圖。圖22是表示在均勻掃描中，準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域和現(xiàn)有的線(xiàn)掃描路徑的圖。圖23是表示在均勻掃描中，根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行線(xiàn)掃描的場(chǎng)合的準(zhǔn)直器開(kāi)口和線(xiàn)掃描路徑的圖。圖中5-患者，21-入射器，22-加速器，31-粒子束輸送系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)電磁鐵，41-掃描電磁鐵，42-散射體，43-脊形過(guò)濾器，44-平坦度監(jiān)視器，45-劑量監(jiān)視器，46-多葉式瞄準(zhǔn)儀，47-物塊，48-射程移位器，51-患部，61-掃描電磁鐵電源，63-脊形過(guò)濾器驅(qū)動(dòng)部，64-平坦度監(jiān)視信號(hào)取得部，65-劑量監(jiān)視信號(hào)取得部，66-多葉式瞄準(zhǔn)儀驅(qū)動(dòng)部，71-掃描電磁鐵電源控制部，73-脊形過(guò)濾器控制部，74-劑量平坦度運(yùn)算部，75-粒子束照射量管理部，76-多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置，100-粒子線(xiàn)治療控制裝置，101-加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置，102-整體控制裝置，103-照射噴嘴控制裝置，104-治療計(jì)劃裝置，200-粒子線(xiàn)加速器，300-粒子束輸送系統(tǒng)，400-照射噴嘴，500-床裝置，601-線(xiàn)掃描的掃描路徑，602-光柵掃描的掃描路徑，603-鋸齒形掃描的掃描路徑，604-單圓掃描的掃描路徑，605-螺旋掃描的掃描路徑。
具體實(shí)施例方式使用

用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式。圖I表示本發(fā)明的粒子線(xiàn)治療裝置的整體結(jié)構(gòu)。帶電粒子束由入射器21入射到加速器22，并被加速到期望的能量。由粒子線(xiàn)加速器200加速的帶電粒子束利用由多個(gè)電磁鐵排列構(gòu)成的粒子束輸送系統(tǒng)300輸送到照射噴嘴400。帶電粒子束在利用照射噴嘴400整形為與患部形狀一致后，照射在橫躺在床裝置500上的患者5上。治療計(jì)劃裝置104以X射線(xiàn)CT畫(huà)像等患者的體內(nèi)信息為基礎(chǔ)，醫(yī)生特定患部,建立用于以一樣的劑量照射患部的照射計(jì)劃。帶電粒子束的照射位置、照射量等信息從治療計(jì)劃裝置104送到粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102。根據(jù)該信息，整體控制裝置102適當(dāng)?shù)嘏c加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101和照射噴嘴控制裝置103交換信息來(lái)進(jìn)行照射。 圖2表示本發(fā)明的照射噴嘴400和照射噴嘴控制裝置103。在照射噴嘴400上配置有用于從上游在橫向上掃描帶電粒子束的水平、垂直掃描用的各一塊掃描電磁鐵41A、41B ;用于放大帶電粒子束的粒子束尺寸的散射體42 ;放大深度方向的布拉格峰的脊形過(guò)濾器43 ;用于確認(rèn)帶電粒子束照射時(shí)的橫向的劑量分布的一樣度的平坦度監(jiān)視器44 ;用于測(cè)定帶電粒子束的照射量的劑量監(jiān)視器45 ;多葉式瞄準(zhǔn)儀46 ;用于使深度方向的劑量分布與患部底形狀一致的作為患者固有器具的物塊47 ;用于對(duì)帶電粒子束的到達(dá)深度進(jìn)行微調(diào)的射程移位器48。說(shuō)明均勻掃描的治療計(jì)劃的流程。與均勻掃描對(duì)應(yīng)的治療計(jì)劃裝置104以X射線(xiàn)CT畫(huà)像為基礎(chǔ)探索位于患部51內(nèi)的點(diǎn)，計(jì)算從帶電粒子束照射方向觀(guān)察的準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀。另外，計(jì)算位于患部51內(nèi)的各點(diǎn)的水當(dāng)量，為了在深度方向上以一樣的劑量照射患部區(qū)域，計(jì)算必要的水當(dāng)量的患部厚度、即必要的SOBP長(zhǎng)。另外，在均勻掃描中使用物塊的場(chǎng)合，利用位于患部51底面的各點(diǎn)的水當(dāng)量以帶電粒子束的到達(dá)位置與患部底面一致的方式計(jì)算物塊47的挖掘形狀。準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀能根據(jù)需要給與界限。之后，實(shí)施劑量分布計(jì)算而計(jì)算用于利用一樣的劑量照射患部的帶電粒子束照射量。作為治療計(jì)劃裝置104的輸出的準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀、SOBP長(zhǎng)、物塊形狀、帶電粒子束掃描路徑和照射量被發(fā)送到粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102。另外，在均勻掃描中，將患部分割為層，以相同能量的帶電粒子束照射各層，使改變帶電粒子束的能量地照射的層變化，適當(dāng)?shù)胤峙涓鲗拥恼丈淞慷茉诨疾可疃确较蛏闲纬梢粯拥膭┝糠植?。在該?chǎng)合，照射的帶電粒子束的能量也從治療計(jì)劃裝置104輸出到整體控制裝置102。對(duì)均勻掃描的照射順序進(jìn)行說(shuō)明。在開(kāi)始照射前，利用整體控制裝置102將準(zhǔn)直器開(kāi)口形狀輸送到照射噴嘴控制裝置103。在均勻掃描中，在使用多葉式瞄準(zhǔn)儀的場(chǎng)合，多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置76將該形狀輸送到多葉式瞄準(zhǔn)儀驅(qū)動(dòng)部66，使多葉式瞄準(zhǔn)儀46移動(dòng)而設(shè)定開(kāi)口形狀。另外，在均勻掃描中，在使用放電加工的患者準(zhǔn)直器的場(chǎng)合，預(yù)先挖掘?yàn)轭A(yù)先規(guī)定的形狀并在照射前設(shè)在照射噴嘴的規(guī)定的位置。若準(zhǔn)直器的設(shè)定結(jié)束，則多葉式瞄準(zhǔn)儀驅(qū)動(dòng)部66將結(jié)束信號(hào)輸送到多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置76。另外，在使用物塊的場(chǎng)合，在照射前根據(jù)挖掘形狀進(jìn)行挖掘，并設(shè)置在照射噴嘴內(nèi)的規(guī)定位置。SOBP長(zhǎng)利用整體控制裝置102輸送到照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的脊形過(guò)濾器控制部73，脊形過(guò)濾器控制部73根據(jù)SOBP長(zhǎng)選擇對(duì)應(yīng)的脊形過(guò)濾器43，以將該脊形過(guò)濾器設(shè)置在脊形過(guò)濾器控制部63上的方式輸送信號(hào)。若脊形過(guò)濾器43設(shè)置結(jié)束，則向該脊形過(guò)濾器控制部73輸送設(shè)定結(jié)束信號(hào)。另外，掃描電磁鐵電源控制部71從整體控制裝置102接受開(kāi)始掃描的起點(diǎn)的激勵(lì)電流值，輸送到掃描電磁鐵電源61A、61B而設(shè)定。若設(shè)定結(jié)束，則掃描電磁鐵電源61A、61B將結(jié)束信號(hào)輸送到掃描電磁鐵電源控制部71。這樣，由于照射開(kāi)始的準(zhǔn)備結(jié)束了，因此整體控制裝置102將粒子束接通信號(hào)輸送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101，同時(shí)，通過(guò)將掃描開(kāi)始信號(hào)輸送到照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的掃描電磁鐵電源控制部71，開(kāi)始照射。劑量監(jiān)視器45測(cè)定照射的帶電粒子束的電荷量，照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的粒子束照射量管理部75當(dāng)達(dá)到由治療計(jì)劃裝置104規(guī)定的照射量時(shí)，輸出照射結(jié)束信號(hào)。照射結(jié)束信號(hào)利用照射噴嘴控制裝置103輸送到整體控制裝置102，整體控制裝置102立即將粒子束斷開(kāi)信號(hào)輸送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101。由此，照射結(jié)束。在照射中，平坦度監(jiān)視器44確認(rèn)照射中的橫向的劑量分布是否一樣。若檢測(cè)出超過(guò)容許值而使平坦度惡化，則輸送到整體控制裝置102，立即進(jìn)行粒子束斷開(kāi)的處理。另外，在將患部分割為多個(gè)層，掃描相同能量的帶電粒子束而照射各層的場(chǎng)合，若 某層的照射結(jié)束，則將與下一層對(duì)應(yīng)的帶電粒子束的能量輸送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101，掃描電磁鐵電源控制部71在掃描開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定掃描電磁鐵電源61A、61B的激勵(lì)電流值。該設(shè)定結(jié)束后，再次開(kāi)始粒子束照射。若達(dá)到由治療計(jì)劃裝置104決定的各層的照射量，則粒子束停止，結(jié)束該層的照射。對(duì)全部的層重復(fù)進(jìn)行該照射。作為使帶電粒子束的能量變化的方法，有利用加速器進(jìn)行能量變更的方法、或?qū)⒃O(shè)置在照射噴嘴內(nèi)的射程移位器粒子束輸送系統(tǒng)中途的被稱(chēng)為楔(〒4 ^ > 一夕' )的物質(zhì)以適當(dāng)?shù)牧坎迦肓Ｗ邮ㄟ^(guò)中途等方法。說(shuō)明層疊原體照射的治療計(jì)劃的流程。與層疊原體照射對(duì)應(yīng)的治療計(jì)劃裝置104計(jì)算位于患部?jī)?nèi)部的各點(diǎn)的水當(dāng)量，分割為能利用相同能量的帶電粒子束照射的層。由此，規(guī)定患部各層的立體形狀，使各層與從帶電粒子束行進(jìn)方向觀(guān)察的形狀一致，計(jì)算各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口形狀。另外，計(jì)算覆蓋各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的照射區(qū)域尺寸。照射區(qū)域尺寸以對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)IOcm等長(zhǎng)方形形狀、或直徑IOcm等圓形形狀表現(xiàn)。各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口形狀能根據(jù)需要賦予界限。治療計(jì)劃裝置104計(jì)算用于利用一樣的劑量照射各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的帶電粒子束的掃描路徑。之后，實(shí)施劑量分布計(jì)算，計(jì)算用于利用一樣的劑量照射患部的各層的帶電粒子束照射量。作為治療計(jì)劃裝置104的輸出的帶電粒子束掃描路徑和照射量被發(fā)送到粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102。使用圖3在利用層疊原體照射對(duì)球形的患部進(jìn)行照射的場(chǎng)合下更具體地說(shuō)明以上的層疊原體照射的治療計(jì)劃裝置104的動(dòng)作。治療計(jì)劃裝置104計(jì)算位于球形的患部51的底面的各點(diǎn)的水當(dāng)量，以帶電粒子束的到達(dá)位置與患部底面一致的方式計(jì)算物塊47的挖掘形狀。另外，計(jì)算患部51內(nèi)部的各點(diǎn)的水當(dāng)量，以能夠利用相同的帶電粒子束能量照射的方式層分割患部51，計(jì)算用于照射各層的帶電粒子束的能量、或用于使到達(dá)射程與各層一致的射程移位器48的插入量。在圖3中，表示將球體的患部51分割為從層I到層8共計(jì)8層的圖，層I表示最深的層，層2、層3依次位于較淺的位置。層6表示從較深的層開(kāi)始計(jì)數(shù)的第6層。治療計(jì)劃裝置104探索位于相同層的層內(nèi)的各點(diǎn)，計(jì)算各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀46的開(kāi)口形狀。圖4(a)、(b)分別表示最深的層I和從最深的層開(kāi)始計(jì)數(shù)第6層的層6的從粒子束行進(jìn)方向觀(guān)察的層的橫向形狀、以及利用治療計(jì)劃裝置104的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口的計(jì)算結(jié)果。如圖4(a)、(b)所示，治療計(jì)劃裝置以與各層的橫向形狀一致的方式?jīng)Q定多葉式瞄準(zhǔn)儀46開(kāi)口區(qū)域。另外，多葉式瞄準(zhǔn)儀46的開(kāi)口區(qū)域根據(jù)來(lái)自治療計(jì)劃裝置104的指定而適當(dāng)?shù)刭x予界限，如圖4所示，多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口相對(duì)于患部51形狀具有間隙而較寬。在層疊原體照射中，由于使用物塊，最深層為了照射從粒子束行進(jìn)方向觀(guān)察的患部的最大外周，最深層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口也最大，隨著向淺層，多葉式瞄準(zhǔn)儀漸漸關(guān)閉。觀(guān)察圖4可以看出，若比較作為最深層的層I和層6，由于層6的投影形狀小，因此位于較淺側(cè)的層6的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口比層I小。若決定了各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，則治療計(jì)劃裝置104計(jì)算用于使帶電粒子束利用一樣的劑量分布照射多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的適當(dāng)?shù)膾呙杪窂?。用于使帶電粒子束在橫向上一樣地照射的掃描路徑有后述的多種方法。最后，治療計(jì)劃裝置104決定用于利用一樣的劑量照射層分割了的患部的各層的帶電粒子束的照射量。如圖5所示，通過(guò)適當(dāng)?shù)貨Q定各層的照射量，能在深度方向上形成一樣的劑量分布SOBP(SpreadOut Bragg Peak)。圖5表示用于利用一樣的劑量照射球體的從層I到層8的各層的照射量的計(jì)算結(jié)果。作為來(lái)自治療計(jì)劃裝置104的輸出的帶電粒子束掃描路徑和各層的帶電粒子束照射量被送到粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102。用于在橫向上形成一樣的劑量分布的掃描路徑的信息變換為水平、垂直掃描電磁鐵的目標(biāo)激勵(lì)電流值的排列，被輸送到整 體控制裝置102。該目標(biāo)激勵(lì)電流值被送到照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的掃描電磁鐵電源控制部71,掃描電磁鐵電源控制部71將激勵(lì)電流值送到掃描電磁鐵電源61A、61B。對(duì)層疊原體照射的照射順序進(jìn)行說(shuō)明。首先，在開(kāi)始某層的照射前，利用整體控制裝置102將多葉式瞄準(zhǔn)儀46的開(kāi)口形狀輸送到多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置76。根據(jù)該信息，多葉式瞄準(zhǔn)儀驅(qū)動(dòng)部66使多葉式瞄準(zhǔn)儀46移動(dòng)而設(shè)定開(kāi)口形狀。若結(jié)束，則多葉式瞄準(zhǔn)儀驅(qū)動(dòng)部66將結(jié)束信號(hào)輸送到多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置76。另外，掃描電磁鐵電源控制部71從整體控制裝置102接受開(kāi)始掃描的起點(diǎn)的激勵(lì)電流值，輸送到掃描電磁鐵電源61A、61B而設(shè)定。若設(shè)定結(jié)束，則掃描電磁鐵電源61A、61B將結(jié)束信號(hào)輸送到掃描電磁鐵電源控制部71。由于開(kāi)始照射作為該照射的層的準(zhǔn)備結(jié)束了，因此整體控制裝置102將粒子束接通信號(hào)輸送到粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101，同時(shí)，通過(guò)將掃描開(kāi)始信號(hào)輸送到照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的掃描電磁鐵電源控制部71，開(kāi)始某層的照射。劑量監(jiān)視器45測(cè)定在照射中照射某層的帶電粒子束的電荷量，若到達(dá)由治療計(jì)劃裝置104規(guī)定的照射量，則照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的粒子束照射量管理部75輸出該層的照射結(jié)束信號(hào)。照射結(jié)束信號(hào)利用照射噴嘴控制裝置103輸送到整體控制裝置102，整體控制裝置102立即將粒子束斷開(kāi)信號(hào)輸送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101。由此，某層的照射結(jié)束。另外，在某層的照射中，平坦度監(jiān)視器44確認(rèn)照射中的橫向的劑量分布是否一樣。若檢測(cè)出超過(guò)容許值而使平坦度惡化，則被輸送到整體控制裝置102，立即進(jìn)行粒子束斷開(kāi)的處理。若某層的照射結(jié)束，則轉(zhuǎn)移到下一層的照射的準(zhǔn)備。整體控制裝置102將與下一層對(duì)應(yīng)的帶電粒子束的能量輸送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置101，將與下一層對(duì)應(yīng)的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口形狀輸送到多葉式瞄準(zhǔn)儀控制裝置76。另外，如上所述，掃描電磁鐵電源控制部71在掃描開(kāi)始點(diǎn)設(shè)定掃描電磁鐵電源61A、61B的激勵(lì)電流值。作為使帶電粒子束的能量變化的方法，有利用加速器進(jìn)行能量變更的方法、將設(shè)置在照射噴嘴內(nèi)的射程移位器或粒子束輸送系統(tǒng)中途的被稱(chēng)為楔的物質(zhì)以適當(dāng)?shù)牧坎迦肓Ｗ邮ㄟ^(guò)中途等方法。在均勻掃描中，使利用散射體42放大的帶電粒子束與高斯分布形狀的劑量分布重合，以橫向的劑量分布一樣的方式一邊利用掃描電磁鐵41A、41B進(jìn)行掃描一邊照射。另夕卜，在層疊原體照射中，利用相同能量的帶電粒子束以橫向的劑量分布一樣的方式一邊利用掃描電磁鐵41A、41B進(jìn)行掃描一邊照射層分割了的患部51的各層。在均勻掃描或?qū)盈B原體照射中，作為用于利用掃描電磁鐵41A、41B在橫向上形成一樣的劑量分布的掃描方法，有光柵掃描、鋸齒形掃描、圓形掃描、螺旋掃描及線(xiàn)掃描等方法。圖7 圖11說(shuō)明用于利用一樣的劑量分布在橫向上進(jìn)行照射的帶電粒子束掃描路徑。圖7表示光柵掃描的場(chǎng)合的掃描路徑602。在圖7中，光柵掃描從起點(diǎn)接通粒子束，反復(fù)進(jìn)行X方向掃描、Y方向掃描，直到終點(diǎn)。不利用加速器進(jìn)行粒子束接通斷開(kāi)且不 切斷帶電粒子束地以一筆寫(xiě)下來(lái)的方式連續(xù)地從起點(diǎn)掃描到終點(diǎn)。就在Y方向上排列的掃描路徑的間隔而言，在作為帶電粒子束的尺寸為0時(shí)，滿(mǎn)足<2 O是合適的，此時(shí)能夠在XY平面內(nèi)形成一樣的劑量分布。圖8表示鋸齒形掃描的掃描路徑603。鋸齒形掃描從圖8的原點(diǎn)接通粒子束，同時(shí)開(kāi)始X方向掃描和Y方向掃描。通過(guò)同時(shí)進(jìn)行X方向掃描和Y方向掃描,如圖8所不,掃描路徑傾斜地前進(jìn)。若到達(dá)X方向、Y方向各自的端點(diǎn)，則倒轉(zhuǎn)掃描方向。在+X方向上掃描時(shí)，若到達(dá)X方向的端點(diǎn)，則將掃描方向倒轉(zhuǎn)為-X方向進(jìn)行掃描。Y方向也相同。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇X方向、Y方向的掃描速度，描繪將圖8所示那樣的原點(diǎn)作為開(kāi)始并返回原點(diǎn)的鋸齒狀的掃描路徑。鋸齒形掃描與光柵掃描相同地從原點(diǎn)到原點(diǎn)不切斷粒子束且連續(xù)地以一筆寫(xiě)下來(lái)的方式進(jìn)行掃描。與光柵掃描相同，通過(guò)將傾斜地前進(jìn)的掃描線(xiàn)的間隔相對(duì)于粒子束尺寸O選擇為< 2 0，能得到一樣的劑量分布。圖9表示單圓掃描的掃描路徑604。單圓掃描以不切斷粒子束且連續(xù)地描繪單圓的方式進(jìn)行掃描。通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇掃描圓的半徑和帶電粒子束的粒子束尺寸，在中心部分形成一樣的劑量分布。圖10表示螺旋掃描的掃描路徑605。螺旋掃描多次反復(fù)從原點(diǎn)出發(fā)并返回原點(diǎn)的一個(gè)螺旋。與單圓掃描相同，在螺旋掃描的中心部分形成一樣的劑量分布。圖11表示線(xiàn)掃描的場(chǎng)合的掃描路徑601。在線(xiàn)掃描中，從圖7的起點(diǎn)接通粒子束并在X方向上掃描帶電粒子束，在圖7的終點(diǎn)斷開(kāi)粒子束。之后，在Y方向上移動(dòng)，再次在X方向上重復(fù)粒子束掃描。這樣，線(xiàn)掃描通過(guò)在粒子束在X方向上掃描的場(chǎng)合不切斷粒子束地進(jìn)行掃描，在Y方向上掃描時(shí)切斷粒子束，使X方向的線(xiàn)狀的劑量分布在Y方向上重合，形成一樣的劑量分布。使在Y方向上排列的線(xiàn)的間隔與光柵掃描相同,通過(guò)相對(duì)于粒子束尺寸O為< 2 O，形成一樣的劑量分布。圖7 圖11所示的任意的橫向的掃描方法都將與掃描路徑對(duì)應(yīng)的水平、垂直掃描電磁鐵的激勵(lì)電流值的排列作為圖表，預(yù)先存儲(chǔ)在圖I所示的粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102內(nèi)的存儲(chǔ)器上。將該激勵(lì)電流值輸送到圖2所示的照射噴嘴控制裝置103內(nèi)的掃描電磁鐵電源控制部71。同時(shí)，通過(guò)利用整體控制裝置102將粒子束接通、粒子束斷開(kāi)信號(hào)適當(dāng)?shù)厮偷郊铀倨鳌⒘Ｗ邮斔拖到y(tǒng)控制裝置101，進(jìn)行根據(jù)圖7 圖11所示的掃描路徑的橫向的照射。(實(shí)施例一)在作為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的第一實(shí)施例中，涉及在均勻掃描中利用光柵掃描在橫向上照射的場(chǎng)合。圖20表示現(xiàn)有的均勻掃描的光柵掃描路徑。在圖20中，涂斜線(xiàn)區(qū)域表示準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域，虛線(xiàn)表示覆蓋準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的矩形的照射區(qū)域，實(shí)線(xiàn)表示光柵掃描路徑602。從圖20中記為起點(diǎn)的點(diǎn)開(kāi)始光柵掃描，不切斷粒子束地重復(fù)X方向掃描、Y方向掃描，直到記為終點(diǎn)的點(diǎn)。在現(xiàn)有的均勻掃描中，如圖20所示，治療計(jì)劃裝置104相對(duì)于準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域求出覆蓋該區(qū)域的照射區(qū)域，計(jì)算用于利用一樣的劑量分布照射該照射區(qū)域的光柵掃描路徑602。或者，預(yù)先計(jì)算與照射區(qū)域?qū)?yīng)的光柵掃描路徑，作為與照射區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)而預(yù)先具有。例如，在圖20中將以覆蓋患部的矩形區(qū)域的虛線(xiàn)表示的照射區(qū)域尺寸設(shè)為25cmX25cm，將粒子束尺寸以定為I o約2cm左右，將Y方向的掃描間隔設(shè)為粒子束尺寸的兩倍左右的4cm，將Y方向的掃描個(gè)數(shù)設(shè)為9個(gè)。X方向的掃描范圍利用連續(xù)粒子束照射X方向的照射區(qū)域尺寸25cm并形成一樣的劑量分布，考慮在端部的劑量分布的減少，定為從-18cm掃描到+18cm。 圖21表示本發(fā)明的治療計(jì)劃裝置104的光柵掃描路徑602。圖21中，涂斜線(xiàn)區(qū)域表示準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域與圖20相同。在圖21中，表示用于利用一樣的劑量分布只照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的光柵掃描路徑。對(duì)本實(shí)施例中的治療計(jì)劃裝置104的光柵掃描的掃描路徑602的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。求出準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的Y方向的范圍。將帶電粒子束的粒子束尺寸定為例如I O約2cm。決定構(gòu)成光柵掃描路徑的圖7的Y方向的掃描間隔而決定Y方向的掃描個(gè)數(shù)。例如，在圖21中，若Y方向的開(kāi)口區(qū)域?yàn)?IOcm到+IOcm的寬度20cm，則將Y方向的掃描間隔定為粒子束尺寸2倍左右的4cm，將掃描線(xiàn)的個(gè)數(shù)定為7個(gè)。X方向的掃描范圍以能夠?qū)γ恳粋€(gè)Y方向的掃描線(xiàn)考慮由粒子束尺寸引起的在端部的劑量分布的減少地利用一樣的劑量照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的方式?jīng)Q定掃描區(qū)域。將決定的粒子束尺寸的信息發(fā)送到整體控制裝置102，利用噴嘴控制裝置適當(dāng)?shù)乜刂粕⑸潴w的厚度。圖13表示與光柵掃描的場(chǎng)合的掃描路徑對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流值的排列。圖13的排列為圖2所示的兩塊掃描電磁鐵41A、41B的激勵(lì)電流值的排列。將圖13所示的排列存儲(chǔ)在粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，整體控制裝置從上依次將激勵(lì)電流值送到掃描電磁鐵電源控制部71，進(jìn)行橫向的掃描。如上那樣，在本實(shí)施例中，如圖21所示，在治療計(jì)劃裝置104計(jì)算了用于照射患部的準(zhǔn)直器開(kāi)口后，計(jì)算用于利用一樣的劑量只照射該準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的最佳的光柵掃描路徑602。若比較圖20和圖21則可以看出，在圖21中，沒(méi)有在圖20中準(zhǔn)直器開(kāi)口進(jìn)入照射區(qū)域尺寸內(nèi)側(cè)的區(qū)域的掃描路徑。由此，與現(xiàn)有相比，能縮短光柵掃描路徑602的掃描距離，能使治療時(shí)間縮短化。另外，能夠減少相當(dāng)于現(xiàn)有準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域以外的帶電粒子束，能夠有效地利用被輸送到照射噴嘴的帶電粒子束。(實(shí)施例二)在作為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的第二實(shí)施例中，涉及在均勻掃描中利用線(xiàn)掃描在橫向上照射的場(chǎng)合。圖22表示現(xiàn)有的均勻掃描的線(xiàn)掃描路徑。在圖22中，涂斜線(xiàn)區(qū)域表示準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域，虛線(xiàn)表示覆蓋準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的矩形的照射區(qū)域，實(shí)線(xiàn)表示線(xiàn)掃描路徑601。從圖22中記為起點(diǎn)的點(diǎn)在X方向上開(kāi)始線(xiàn)掃描,直到記為終點(diǎn)的點(diǎn)。這是線(xiàn)掃描的一條線(xiàn)的照射，將其在Y方向上反復(fù)進(jìn)行而結(jié)束一面掃描。在現(xiàn)有的均勻掃描中，如圖22所示，治療計(jì)劃裝置104相對(duì)于準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域求出覆蓋該區(qū)域的照射區(qū)域，計(jì)算用于利用一樣的劑量分布照射該照射區(qū)域的線(xiàn)掃描路徑601?；蛘撸A(yù)先計(jì)算與照射區(qū)域?qū)?yīng)的光柵掃描路徑，作為與照射區(qū)域?qū)?yīng)的數(shù)據(jù)而具有。例如，在圖22中將以覆蓋患部的矩形區(qū)域的虛線(xiàn)所示的照射區(qū)域尺寸設(shè)為25cmX25cm，將粒子束尺寸定為I o約2cm左右，將Y方向的掃描間隔定為粒子束尺寸的2倍左右的4cm，將Y方向的掃描個(gè)數(shù)定為9個(gè)。X方向的掃描范圍利用連續(xù)粒子束照射X方向的照射區(qū)域尺寸25cm并成為一樣的劑量分布，并考慮在端部的劑量分布的減少，定為從-18cm掃描到+18cm。圖23表示本發(fā)明的治療計(jì)劃裝置104的線(xiàn)掃描路徑601。圖23中，涂斜線(xiàn)區(qū)域表示準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域與圖22相同。在圖23中，表示用于利用一樣的劑量分布只照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的線(xiàn)掃描路徑601。對(duì)本實(shí)施例中的治療計(jì)劃裝置104的線(xiàn)掃描的掃描路徑601的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。求出準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的Y方向的范圍。將帶電粒子束的粒子束尺寸定為例如I O約2cm。決定構(gòu)成光柵掃描路徑的Y方向的掃描間隔而決定Y方向的掃描個(gè)數(shù)。例如，在圖23中，若Y方向的開(kāi)口區(qū)域?yàn)?IOcm到+IOcm的寬度20cm，則將Y方向的掃描間隔定為粒子束尺寸2倍左右的4cm，將掃描線(xiàn)的個(gè)數(shù)定為7個(gè)。X方向的掃描范圍以能夠?qū)γ恳粋€(gè)Y方向的掃描線(xiàn)考慮由粒子束尺寸引起的在端部的劑量分布的減少地利用一樣的劑量照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的方式?jīng)Q定掃描區(qū)域。將決定的粒子束尺寸的信息發(fā)送到整體控制裝置102，利用噴嘴控制裝置適當(dāng)?shù)乜刂粕⑸潴w的厚度。圖19表示與線(xiàn)掃描的場(chǎng)合的掃描路徑對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流值和粒子束控制信號(hào)的排列。圖19的排列為圖2所示的兩塊掃描電磁鐵41A、41B的激勵(lì)電流值的排列。將圖19所示的排列存儲(chǔ)在粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，整體控制裝置從上按依次將激勵(lì)電流值送到掃描電磁鐵電源控制部71，另外，根據(jù)粒子束控制信號(hào)進(jìn)行 粒子束接通斷開(kāi)，從而進(jìn)行橫向的線(xiàn)掃描。如上那樣，在本實(shí)施例中，如圖23所示，治療計(jì)劃裝置104在計(jì)算了用于照射患部的準(zhǔn)直器開(kāi)口后，計(jì)算用于利用一樣的劑量只照射該準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的最佳的線(xiàn)掃描路徑601。若比較圖22和圖23則可以看出，在圖23中，沒(méi)有在圖22中準(zhǔn)直器開(kāi)口進(jìn)入照射區(qū)域尺寸內(nèi)側(cè)的區(qū)域的掃描路徑。由此，與現(xiàn)有相比，能縮短線(xiàn)掃描路徑601的掃描距離，能使治療時(shí)間縮短化。另外，能夠減少相當(dāng)于現(xiàn)有準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域外側(cè)的帶電粒子束，能夠有效地利用被輸送到照射噴嘴的帶電粒子束。(實(shí)施例三)在作為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例的第一實(shí)施例中，在層疊原體照射中，涉及利用光柵掃描在橫向上照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合。在現(xiàn)有的層疊原體照射中，利用圖7所不的光柵掃描的掃描路徑602照射全部的層。圖12(a)表不本實(shí)施例的最深的層I的光柵掃描的掃描路徑602,圖12(b)表不位于較淺的層的層6的光柵掃描的掃描路徑602。在圖12中，由于多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小，因此層6的光柵掃描路徑與層I的光柵掃描路徑相t匕，縮短化。圖12的掃描路徑在治療計(jì)劃裝置104計(jì)算了層分割的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口后，計(jì)算最小的掃描路徑。對(duì)治療計(jì)劃裝置104的光柵掃描的掃描路徑602的計(jì)算方法進(jìn)行說(shuō)明。求出多葉式瞄準(zhǔn)儀的開(kāi)口區(qū)域的X方向和Y方向的范圍。決定帶電粒子束的粒子束尺寸。例如，將粒子束尺寸定為I O約2cm。決定構(gòu)成光柵掃描路徑的圖7的Y方向的掃描間隔而決定Y方向的掃描個(gè)數(shù)。例如，若Y方向的開(kāi)口區(qū)域?yàn)?5cm到+5cm的寬度10cm，則將掃描間隔定為粒子束尺寸2倍以下的3. 5cm，將掃描線(xiàn)的個(gè)數(shù)定為5個(gè)。X方向的掃描范圍在X方向的開(kāi)口區(qū)域考慮由粒子束尺寸引起的劑量分布的減少?zèng)Q定掃描區(qū)域。在各層，多葉式瞄準(zhǔn)儀的開(kāi)口區(qū)域不同，因此這樣對(duì)每一層計(jì)算光柵掃描路徑而決定。將決定的粒子束尺寸的信息發(fā)送到整體控制裝置102，利用噴嘴控制裝置適當(dāng)?shù)乜刂粕⑸潴w的厚度。圖13表示與光柵掃描的場(chǎng)合的掃描路徑對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流值的排列。圖13的排列為圖2所示的兩塊掃描電磁鐵41A、41B的激勵(lì)電流值的排列。將圖13所示的排列存儲(chǔ)在粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，整體控制裝置從上依次將激勵(lì)電流值送到掃描電磁鐵電源控制部71，進(jìn)行橫向的掃描。如上那樣，在本實(shí)施例中，在層疊原體照射中，在治療計(jì)劃裝置104計(jì)算了照射層分割了的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口后，計(jì)算用于利用一樣的劑量只照射各層的多葉式 瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的最低陷的光柵掃描路徑。由此，與現(xiàn)有的層疊原體照射相比，能縮短線(xiàn)各層的光柵掃描路徑的掃描長(zhǎng)度，因此能使治療時(shí)間縮短化。另外，能夠比以往減少相當(dāng)于多葉式瞄準(zhǔn)儀封閉區(qū)域的帶電粒子束，能夠有效地利用被輸送到照射噴嘴的帶電粒子束。(實(shí)施例四)使用附圖對(duì)作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第二實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例一中，治療計(jì)劃裝置104計(jì)算了各層的掃描路徑，但在本實(shí)施例中，在層疊原體照射利用光柵掃描照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合，預(yù)先準(zhǔn)備與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的光柵掃描路徑，從其中選擇適于照射各層的掃描路徑。治療計(jì)劃裝置104計(jì)算層分割的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口。治療計(jì)劃裝置104計(jì)算覆蓋該開(kāi)口區(qū)域的最小的照射區(qū)域尺寸。所謂照射區(qū)域尺寸，意味著在例如IOcmX IOcm的場(chǎng)合,包括界限的多葉式貓準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域包含于IOcmX IOcm的內(nèi)部。這樣，治療計(jì)劃裝置104計(jì)算在層疊原體照射中的層分割了的患部各層的照射區(qū)域尺寸。另一方面，預(yù)先計(jì)算并求出能在橫向上一樣地照射的、與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)光柵掃描路徑。圖14表示與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的掃描路徑。圖14(a)、(b)、(C)分別表示與照射區(qū)域尺寸25cmX 25cm、照射區(qū)域尺寸15cmX 15cm、照射區(qū)域尺寸IOcmX IOcm對(duì)應(yīng)的光柵掃描的掃描路徑。與照射區(qū)域尺寸25cmX25cm對(duì)應(yīng)的圖19(a)所不的光柵掃描的掃描路徑602能在橫向上一樣地照射矩形區(qū)域25cmX25cm的區(qū)域。與各照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的光柵掃描路徑的決定方式與實(shí)施例一所述的內(nèi)容相同，在決定粒子束尺寸、Y方向的掃描線(xiàn)間隔、掃描個(gè)數(shù)后，以在X方向的掃描區(qū)域能夠一樣地對(duì)照射區(qū)域進(jìn)行照射的方式?jīng)Q定。在圖14中，表示與三個(gè)照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的、三種掃描路徑，但實(shí)際更細(xì)地劃分照射區(qū)域尺寸，預(yù)先準(zhǔn)備與各照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的掃描路徑。并且，將與這些多個(gè)光柵掃描路徑對(duì)應(yīng)的圖13所示的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的排列與照射區(qū)域尺寸組合地預(yù)先存儲(chǔ)在粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上。治療計(jì)劃裝置104將各層的照射區(qū)域尺寸輸送到整體控制裝置102。整體控制裝置102以從治療計(jì)劃裝置輸送來(lái)的各層的照射區(qū)域尺寸信息為基礎(chǔ)，從存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上的多個(gè)光柵掃描路徑中選擇與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的光柵掃描路徑，將該掃描路徑的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的排列發(fā)送到掃描電磁鐵電源控制部71。
由此，能利用覆蓋各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的最小的掃描路徑進(jìn)行各層的橫向照射。因此，與實(shí)施例一相同，由于各層的掃描路徑與現(xiàn)有相比縮短了，因此能實(shí)現(xiàn)治療時(shí)間的縮短化。另外，能夠比以往更有效地利用輸送到照射噴嘴的帶電粒子束。在本實(shí)施例中，作為照射區(qū)域尺寸假設(shè)了正方形照射區(qū)域，但也可以是圓形。只要使照射區(qū)域尺寸為直徑10Cm、15Cm、20Cm并準(zhǔn)備與之對(duì)應(yīng)的光柵掃描的掃描路徑即可。(實(shí)施例五)使用附圖對(duì)作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第三實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，在層疊原體照射中，對(duì)利用鋸齒形掃描在橫向上照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明。在現(xiàn)有的層疊原體照射中，利用圖8所示的鋸齒形掃描的掃描路徑603照射全部 的層。圖15(a)表示本實(shí)施例的最深的層I的鋸齒形掃描的掃描路徑603，圖15(b)表示位于較淺側(cè)的層6的鋸齒形掃描的掃描路徑603。在圖15中,層6的鋸齒形掃描路徑由于多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小，因此與層I的鋸齒形掃描路徑相比，能夠縮短化。圖15的掃描路徑與實(shí)施例一相同，治療計(jì)劃裝置104在計(jì)算了層分割的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口后，計(jì)算最小的鋸齒形掃描路徑。說(shuō)明治療計(jì)劃裝置104的鋸齒形掃描的掃描路徑603的計(jì)算方法。求出各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀的X方向、Y方向各自的開(kāi)口范圍。將粒子束尺寸定為例如I O約2cm，利用Y方向的開(kāi)口范圍求出構(gòu)成鋸齒形掃描的傾斜地前進(jìn)的掃描線(xiàn)間隔和掃描線(xiàn)個(gè)數(shù)。X方向的掃描區(qū)域通過(guò)連續(xù)地照射帶電粒子束，并考慮在端部的劑量分布的減少而決定。相對(duì)于各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域計(jì)算掃描區(qū)域。本實(shí)施例的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的排列與圖13所不的相同。鋸齒形掃描的場(chǎng)合也與光柵掃描相同，在接通粒子束的狀態(tài)下以一筆寫(xiě)下來(lái)的方式進(jìn)行掃描。將圖13所示的掃描電磁鐵的激勵(lì)電流值排列存儲(chǔ)在整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，進(jìn)行照射的方式與實(shí)施例一的光柵掃描的場(chǎng)合相同。另外，鋸齒形掃描的場(chǎng)合也如實(shí)施例二所示那樣，可以為預(yù)先準(zhǔn)備與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)鋸齒形掃描路徑的方法。由于治療計(jì)劃裝置104計(jì)算層分割的患部各層的照射區(qū)域尺寸并發(fā)送到整體控制裝置，因此以該信息為基礎(chǔ)選擇對(duì)應(yīng)的鋸齒形掃描路徑。只要預(yù)先完成與圖14所示的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)鋸齒形掃描路徑即可。(實(shí)施例六)使用附圖對(duì)作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第四實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，在層疊原體照射中，對(duì)利用單圓掃描在橫向上照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明。在現(xiàn)有的層疊原體照射中，利用圖9所示的單圓掃描的掃描路徑604照射全部的層。圖16(a)表示本實(shí)施例的最深的層I的單圓掃描的掃描路徑604，圖15(b)表示位于較淺側(cè)的層6的單圓掃描的掃描路徑604。在圖16中，層6的單圓掃描路徑由于多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域小，因此與層I的圓形掃描路徑相比，旋轉(zhuǎn)半徑小。圖16的掃描路徑與實(shí)施例一相同，治療計(jì)劃裝置104根據(jù)層分割的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，計(jì)算最小的旋轉(zhuǎn)半徑。說(shuō)明治療計(jì)劃裝置104的單圓掃描的掃描路徑604的計(jì)算方法。利用各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口求出覆蓋開(kāi)口范圍的圓的半徑。將該圓的半徑的大約I. 4倍左右作為單圓掃描的旋轉(zhuǎn)半徑。通過(guò)將粒子束尺寸設(shè)為從單圓掃描的旋轉(zhuǎn)半徑的0. 6倍到0. 7倍左右，能夠一樣地照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域。隨著照射的層變淺，在使旋轉(zhuǎn)半徑變小的場(chǎng)合，為了保持劑量分布的一樣度，使散射體的插入量變化而使粒子束尺寸與旋轉(zhuǎn)半徑對(duì)應(yīng)地變小。利用圓形掃描的本實(shí)施例的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的排列與圖13所示的排列相同。將圖13的排列存儲(chǔ)在整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，進(jìn)行照射的情況與實(shí)施例一的光柵掃描的場(chǎng)合相同。另外，單圓掃描的場(chǎng)合也如實(shí)施例二所示那樣，可以為預(yù)先準(zhǔn)備與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)單圓掃描路徑的方法。由于治療計(jì)劃裝置104計(jì)算層分割的患部各層的照射區(qū)域尺寸并發(fā)送到整體控制裝置，因此以該信息為基礎(chǔ)選擇對(duì)應(yīng)的單圓掃描路徑。只要預(yù)先完成與圖14所示的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)單圓掃描路徑即可。(實(shí)施例七)使用附圖對(duì)作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第五實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，在層疊原體照射中，對(duì)利用螺旋掃描在橫向上照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明。在現(xiàn)有的層疊原體照射中，利用圖10所示的螺旋掃描的掃描路徑605照射全部的層。圖17 (a)表不本實(shí)施例的最深的層I的螺旋掃描的掃描路徑605,圖17 (b)表不位于較淺側(cè)的層6的螺旋掃描的掃描路徑605。在圖17中,層6的螺旋掃描路徑由于多葉式貓準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域變小，因此與層I的螺旋掃描路徑相比，最大半徑變小。圖18的掃描路徑與實(shí)施例一相同，治療計(jì)劃裝置104根據(jù)層分割的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，計(jì)算螺旋掃描的最大半徑。說(shuō)明治療計(jì)劃裝置104的螺旋掃描的掃描路徑605的計(jì)算方法。利用各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口求出覆蓋開(kāi)口范圍的圓的半徑。將粒子束尺寸定為例如I O約2cm，只要將在該圓的半徑上加上粒子束尺寸2倍左右的數(shù)值作為螺旋掃描路徑的最大半徑即可。由此，能夠以一樣的劑量分布照射開(kāi)口區(qū)域。利用螺旋掃描的本實(shí)施例的掃描電磁鐵激勵(lì)電流值的排列與圖15所示的排列相同。將圖15的排列存儲(chǔ)在整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上，進(jìn)行照射的情況與實(shí)施例二的光柵掃描的場(chǎng)合相同。螺旋掃描的場(chǎng)合也如實(shí)施例二所示那樣，可以為預(yù)先準(zhǔn)備與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)螺旋掃描路徑的方法。治療計(jì)劃裝置104由于計(jì)算層分割的患部各層的照射區(qū)域尺寸并發(fā)送到整體控制裝置，因此以該信息為基礎(chǔ)選擇對(duì)應(yīng)的螺旋掃描路徑。只要預(yù)先完成與圖14所示的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)螺旋掃描路徑即可。(實(shí)施例八)使用附圖對(duì)作為本發(fā)明的另一實(shí)施例的第六實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施例中，在層疊原體照射中，對(duì)利用線(xiàn)掃描在橫向上照射層分割了的患部各層的場(chǎng)合進(jìn)行說(shuō)明。在現(xiàn)有的層疊原體照射中，利用圖11所示的線(xiàn)掃描的掃描路徑601照射全部的層。圖18(a)表示本實(shí)施例的最深的層I的線(xiàn)掃描的掃描路徑601，圖18(b)表示位于較淺側(cè)的層6的線(xiàn)掃描的掃描路徑601。在本發(fā)明中，在從粒子束前進(jìn)方向觀(guān)察層分割了的患部各層時(shí)，著眼于橫向的患部形狀在較淺層變小的情況。因此，多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域而言，與較深層相比，若層變淺，則變小。因此，如圖18所示，以與照射最深的層I時(shí)的掃描路徑相比，照射較淺層6時(shí)的掃描路徑能夠一樣地只照射變小的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的方式能使掃描路徑縮短化。由于治療計(jì)劃裝置計(jì)算各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，因此治療計(jì)劃裝、置根據(jù)各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域計(jì)算能夠一樣地照射開(kāi)口部分的劑量分布的最小的掃描路徑。說(shuō)明治療計(jì)劃裝置104的線(xiàn)掃描的掃描路徑601的計(jì)算方法。求出多葉式瞄準(zhǔn)儀的開(kāi)口區(qū)域的X方向和Y方向的范圍。決定帶電粒子束的粒子束尺寸。將粒子束尺寸定為例如I O約2cm。決定構(gòu)成線(xiàn)掃描路徑的圖11的Y方向的掃描間隔而決定Y方向的掃描個(gè)數(shù)。例如，若Y方向的開(kāi)口區(qū)域?yàn)?5cm到+5cm的寬度10cm，則將掃描間隔定為粒子束尺寸2倍以下的3. 5cm,將掃描線(xiàn)的個(gè)數(shù)定為5個(gè)。X方向的掃描范圍在X方向的開(kāi)口區(qū)域上考慮利用粒子束尺寸的線(xiàn)量分布的減少而決定掃描區(qū)域。由于在各層多葉式瞄準(zhǔn)儀的開(kāi)口區(qū)域不同，因此這樣對(duì)每層計(jì)算線(xiàn)掃描路徑而決定。若治療計(jì)劃裝置104計(jì)算各層的最佳的掃描路徑，則將該結(jié)果發(fā)送到粒子線(xiàn)治療裝置的整體控制裝置102。在整體控制裝置102中，將掃描路徑的坐標(biāo)值變換為水平、垂直掃描電磁鐵的激勵(lì)電流值。另外，由于線(xiàn)掃描對(duì)每個(gè)掃描線(xiàn)進(jìn)行粒子束接通、粒子束斷開(kāi)的粒子束控制，因此對(duì)與掃描路徑對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流值的排列追加粒子束控制信息。圖19表示 這樣計(jì)算的掃描電磁鐵的激勵(lì)電流值和粒子束控制信息的排列。將圖19的信息作為圖表，存儲(chǔ)在整體控制裝置102的存儲(chǔ)器上。將圖19所示的排列從上方依次將激勵(lì)電流值的信息送到掃描電磁鐵電源控制部71，將粒子束控制信號(hào)送到加速器、粒子束輸送系統(tǒng)控制裝置 101。根據(jù)以上，在對(duì)橫向的帶電粒子束的照射進(jìn)行線(xiàn)掃描的層疊原體照射中，能利用一樣地照射的最小的掃描路徑只照射層分割了的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域。掃描路徑與現(xiàn)有的層疊原體照射相比縮短了，其結(jié)果，能夠比以往縮短治療時(shí)間。另外，在各層的照射中，因?yàn)槔米畹拖薜膾呙杪窂竭M(jìn)行照射，因此減少相當(dāng)于利用現(xiàn)有的層疊原體照射產(chǎn)生的多葉式瞄準(zhǔn)儀遮蔽部分的帶電粒子束量，能夠比以往更有效地利用輸送到照射噴嘴的帶電粒子束。另外，線(xiàn)掃描的場(chǎng)合也如實(shí)施例二所示那樣，可以為預(yù)先準(zhǔn)備與照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)線(xiàn)掃描路徑的方法。治療計(jì)劃裝置104由于計(jì)算層分割的患部各層的照射區(qū)域尺寸并送到整體控制裝置，因此以該信息為基礎(chǔ)選擇對(duì)應(yīng)的線(xiàn)掃描路徑。只要預(yù)先完成與圖14所示的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)線(xiàn)掃描路徑即可。
權(quán)利要求
1.一種治療計(jì)劃裝置，其計(jì)劃均勻掃描，該均勻掃描為利用電磁鐵掃描帶電粒子束，在橫向上形成一樣的劑量分布，該治療計(jì)劃裝置的特征在于， 考慮準(zhǔn)直器開(kāi)口部地計(jì)算最適當(dāng)?shù)臋M向的掃描路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于， 上述橫向的掃描路徑是光柵掃描路徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于， 上述橫向的掃描路徑是線(xiàn)掃描路徑。
4.一種治療計(jì)劃裝置，其計(jì)劃層疊原體照射，該層疊原體照射將患部分割為層，使用用于使劑量分布與患部形狀一致的物塊，一邊利用多葉式瞄準(zhǔn)儀使橫向的照射區(qū)域形狀在各個(gè)層上變化一邊照射層分割了的患部各層，該治療計(jì)劃裝置的特征在于， 計(jì)算各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，計(jì)算適于該計(jì)算出的開(kāi)口區(qū)域的最小的帶電粒子束的掃描路徑，使帶電粒子束掃描路徑在各個(gè)層上變化。
5.一種粒子線(xiàn)治療裝置，其進(jìn)行層疊原體照射，該層疊原體照射將患部分割為層，使用用于使劑量分布與患部形狀一致的物塊，一邊利用多葉式瞄準(zhǔn)儀使橫向的照射區(qū)域形狀在各個(gè)層上變化一邊照射層分割了的患部各層，該粒子線(xiàn)治療裝置的特征在于， 上述粒子線(xiàn)治療裝置計(jì)算各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口，計(jì)算包括該計(jì)算出的開(kāi)口區(qū)域的照射區(qū)域尺寸，粒子線(xiàn)治療裝置的控制裝置預(yù)先具有與該照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的多個(gè)掃描路徑，根據(jù)與上述計(jì)算出的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的掃描路徑使帶電粒子束掃描路徑在各個(gè)層上變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于， 照射上述各層的橫向的照射方法是光柵掃描。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于， 照射上述各層的橫向的照射方法是鋸齒形掃描。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于， 照射上述各層的橫向的照射方法是圓形掃描。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是螺旋掃描。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療計(jì)劃裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是線(xiàn)掃描。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子線(xiàn)治療裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是光柵掃描。
12.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子線(xiàn)治療裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是鋸齒形掃描。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子線(xiàn)治療裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是圓形掃描。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子線(xiàn)治療裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是螺旋掃描。
15.根據(jù)權(quán)利要求5所述的粒子線(xiàn)治療裝置，其特征在于，照射上述各層的橫向的照射方法是線(xiàn)掃描。
全文摘要
本發(fā)明提供粒子線(xiàn)治療計(jì)劃裝置及粒子線(xiàn)治療裝置。在均勻掃描或?qū)盈B原體掃描中，能有效地利用帶電粒子束并縮短治療時(shí)間。在均勻掃描中，治療計(jì)劃裝置計(jì)算一樣地照射準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域的最佳的帶電粒子束掃描路徑。在層疊原體照射中，治療計(jì)劃裝置對(duì)每個(gè)層計(jì)算一樣地照射層分割了的患部各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的最佳的帶電粒子束掃描路徑，或者，治療計(jì)劃裝置計(jì)算覆蓋各層的多葉式瞄準(zhǔn)儀開(kāi)口區(qū)域的最小的照射區(qū)域尺寸，選擇與存儲(chǔ)在粒子線(xiàn)治療控制裝置的存儲(chǔ)器上的照射區(qū)域尺寸對(duì)應(yīng)的帶電粒子束掃描路徑。通過(guò)與準(zhǔn)直器開(kāi)口區(qū)域一致地使均勻掃描或在層疊原體照射的各層的橫向的帶電粒子束掃描路徑適當(dāng)?shù)刈兓?，解決課題。
文檔編號(hào)A61N5/10GK102743821SQ201210113609
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月18日
發(fā)明者平本和夫, 秋山浩, 藤井佑介, 藤本林太郎, 藤高伸一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所