JP6657015B2 - 荷電粒子線治療装置 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。

従来、患者の患部に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の荷電粒子線治療装置では、加速器で加速された荷電粒子線を、走査用電磁石で走査させた後、患者の患部に照射する。この荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線の走査速度を調整することによって、患部に対して照射される荷電粒子線の線量を調整している。

特開２００９−２４３８９１公報

ここで、上述のような荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線の照射中、当該荷電粒子線の電流値を変更せずに一定としている。従って、線量を低くすべき領域に対して過剰な線量の荷電粒子線が照射されないように、最も線量を低くすべき領域に合わせて荷電粒子線の電流値が設定される。そして、他の領域に対しては、荷電粒子線が照射される時間を長くする（例えば、ラスタースキャン方式では走査速度を遅くし、スポットスキャン方式ではスポットでの滞在時間を長くする）ことで、必要な線量を得ていた。

しかしながら、上述のような治療を行った場合、線量が高い領域では、低電流（低線量率）の荷電粒子線を長時間にわたって照射する必要があるため、照射時間が大幅に長くなってしまい、治療に要する時間が長くなってしまうという問題がある。

そこで本発明は、荷電粒子線治療に要する時間を短縮することができる荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、被照射体へ荷電粒子線を照射する照射部と、加速器と照射部とを接続し、加速器から出射された荷電粒子線を照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、照射部による荷電粒子線の照射を制御する制御部と、を備え、被照射体を荷電粒子線の照射の深さ方向において仮想的に複数の層に分割した場合に、照射部は、各々の層において荷電粒子線を走査させる走査部を備え、制御部は、一の層において、第１の電流値にて荷電粒子線を照射して走査した後、当該一の層において、第１の電流値と異なる第２の電流値にて荷電粒子を照射して走査するように照射部を制御する。

本発明に係る荷電粒子線治療装置では、照射部は、一の層において荷電粒子線を走査させる走査部を備える。また、制御部は、第１の電流値にて荷電粒子線を照射して走査した後、第１の電流値と異なる第２の電流値にて荷電粒子線を照射して走査するように照射部を制御する。このような構成により、線量が低い領域に対しては、照射部は、第１の電流値及び第２の電流値のうちの低い方の電流値を設定して荷電粒子線を照射することができる。一方、照射部は、線量が高い領域に対しては、第１の電流値及び第２の電流値のうちの高い方の電流値を設定して荷電粒子線を照射することができる。このように、各領域に対して線量に合わせた電流値にて荷電粒子線を照射することができる。これにより、照射部は、線量の低い領域に合わせた電流値の荷電粒子線を、線量の高い領域に長時間照射することを回避できる。以上によって、荷電粒子線治療に要する時間を短縮できる。

また、本発明に係る荷電粒子線治療装置において、制御部は、第２の電流値にて荷電粒子線を走査させる第２の領域が、第１の電流値にて荷電粒子線を走査させる第１の領域とは異なる領域を含むように、照射部を制御してよい。この場合、第１の領域と第２の領域とは、全部又は一部が異なる領域となる。従って、照射部は、異なる電流値の荷電粒子線を異なる領域に対して照射することができるため、同じ箇所に異なる電流値の荷電粒子線を照射する場合に比して、照射時間の演算等が容易となる。

また、制御部は、所定の位置に対して、少なくとも第１の領域と第２の領域が設定された治療計画マップに基づいて、照射部を制御し、治療計画マップでは、所定の位置に対して計画された荷電粒子線の線量分布に基づいて、第１の領域及び第２の領域が設定されてよい。この場合、治療計画マップの線量分布に基づいて第１の領域及び第２の領域を設定することにより、容易に各領域を設定することができる。

また、制御部は、一の層に対して計画された荷電粒子線の線量分布に応じて作成された第１のマップ及び第２のマップに基づいて、照射部を制御し、第１のマップと第２のマップとでは、荷電粒子線の線量のレンジが互いに異なっており、第１のマップは、第１の電流値にて荷電粒子線を走査させる第１の領域を設定し、第２のマップは、第２の電流値にて荷電粒子線を走査させる第２の領域を設定してよい。この場合、線量のレンジが互いに異なっている第１のマップ及び第２のマップに基づいて第１の領域及び第２の領域を設定することにより、容易に各領域を設定することができる。

本発明によれば、荷電粒子線治療に要する時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置の斜視図である。 図１の荷電粒子線治療装置の照射部及び制御部の概略構成図である。 腫瘍に対して設定された層を示す図である。 治療計画マップの一例を示す図である。 治療計画マップの他の例を示す図である。 腫瘍に対して設定された各層における線量分布を示す模式図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１に示されるように、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用される装置であり、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速して荷電粒子線として出射する加速器３と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射部２と、加速器３から出射された荷電粒子線を照射部２へ輸送するビーム輸送ライン４１と、を備えている。照射部２は、治療台４を取り囲むように設けられた回転ガントリ５に取り付けられている。照射部２は、回転ガントリ５によって治療台４の周りに回転可能とされている。

図２は、図１の荷電粒子線治療装置の照射部及び制御部の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ方向」、「Ｙ方向」、「Ｚ方向」という語を用いて説明する。「Ｚ方向」とは、荷電粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向であり、荷電粒子線Ｂの照射の深さ方向である。なお、「基軸ＡＸ」とは、後述の走査電磁石６で偏向しなかった場合の荷電粒子線Ｂの照射軸とする。図２では、基軸ＡＸに沿って荷電粒子線Ｂが照射されている様子を示している。「Ｘ方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ方向」とは、Ｚ方向と直交する平面内においてＸ方向と直交する方向である。

まず、図２を参照して、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の概略構成について説明する。荷電粒子線治療装置１は、スキャニング法に係る照射装置である。なお、スキャニング方式は特に限定されず、ラインスキャニング、ラスタースキャニング、スポットスキャニング等を採用してよい。図２に示されるように、荷電粒子線治療装置１は、加速器３と、照射部２と、ビーム輸送ライン４１と、制御部７と、を備えている。

加速器３は、荷電粒子を加速して荷電粒子線Ｂを出射する装置である。加速器３として、例えば、サイクロトロン、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等が挙げられる。この加速器３は、制御部７に接続されており、供給される電流が制御される。加速器３で発生した荷電粒子線Ｂは、ビーム輸送ライン４１によって照射ノズル９へ輸送される。ビーム輸送ライン４１は、加速器３と照射部２とを接続し、加速器３から出射された荷電粒子線を照射部２へ輸送する。

荷電粒子線治療装置１は、加速器３内に配置され、イオン源から出た荷電粒子線Ｂを遮断するビームチョッパ１６を更に備えている。ビームチョッパ１６の作動状態（ＯＮ）において、イオン源から出た荷電粒子線Ｂは遮断され、加速器３から出射されない状態となる。ビームチョッパ１６の停止状態（ＯＦＦ）において、イオン源から出た荷電粒子線Ｂは遮断されることなく加速器３から出射される状態となる。ビームチョッパ１６の作動状態及び停止状態は、ビームチョッパスイッチ（不図示）により切り替えられる。なお、荷電粒子線の照射、非照射を切り替える手段としてビームチョッパ以外を用いても良い。例えば、ビーム輸送ライン中にシャッターを設けてシャッターで荷電粒子線を遮断してよい。あるいは、加速器３内に設けたデフレクタ（電磁石）を用いて荷電粒子線を照射するときのみ加速器３から荷電粒子線を出射させてよい。

照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（被照射体）１４に対し、荷電粒子線Ｂを照射するものである。荷電粒子線Ｂとは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。具体的に、照射部２は、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速する加速器３から出射されてビーム輸送ライン４１で輸送された荷電粒子線Ｂを腫瘍１４へ照射する装置である。照射部２は、走査電磁石（走査部）６、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石６、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、照射ノズル９に収容されている。

走査電磁石６は、Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂを含む。Ｘ方向走査電磁石６ａ及びＹ方向走査電磁石６ｂは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御部７から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する荷電粒子線Ｂを走査する。Ｘ方向走査電磁石６ａは、Ｘ方向に荷電粒子線Ｂを走査し、Ｙ方向走査電磁石６ｂは、Ｙ方向に荷電粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石６は、基軸ＡＸ上であって、加速器３よりも荷電粒子線Ｂの下流側にこの順で配置されている。

四極電磁石８は、Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ方向四極電磁石８ａ及びＹ方向四極電磁石８ｂは、制御部７から供給される電流に応じて荷電粒子線Ｂを絞って収束させる。Ｘ方向四極電磁石８ａは、Ｘ方向において荷電粒子線Ｂを収束させ、Ｙ方向四極電磁石８ｂは、Ｙ方向において荷電粒子線Ｂを収束させる。四極電磁石８に供給する電流を変化させて絞り量（収束量）を変化させることにより、荷電粒子線Ｂのビームサイズを変化させることができる。四極電磁石８は、基軸ＡＸ上であって加速器３と走査電磁石６との間にこの順で配置されている。なお、ビームサイズとは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの大きさである。また、後述のビーム形状とは、ＸＹ平面における荷電粒子線Ｂの形状である。

プロファイルモニタ１１は、初期設定の際の位置合わせのために、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出する。プロファイルモニタ１１は、基軸ＡＸ上であって四極電磁石８と走査電磁石６との間に配置されている。ドーズモニタ１２は、荷電粒子線Ｂの強度を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石６に対して下流側に配置されている。フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂは、荷電粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出監視する。フラットネスモニタ１３ａ，１３ｂは、基軸ＡＸ上であって、ドーズモニタ１２よりも荷電粒子線Ｂの下流側に配置されている。各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂは、検出した検出結果を制御部７に出力する。

ディグレーダ３０は、通過する荷電粒子線Ｂのエネルギーを低下させて当該荷電粒子線Ｂの飛程を調整する。なお、飛程の調整は、加速器３の直後に設けられたディグレーダ（不図示）によって荒調整が行われ、照射ノズル９内のディグレーダ３０で微調整が行われる。ディグレーダ３０は、基軸ＡＸ上であって、走査電磁石６よりも荷電粒子線Ｂの下流側に設けられ、患者１５の体内における荷電粒子線Ｂの最大到達深さを調整する。本実施形態では、ディグレーダ３０は、照射ノズル９の先端部９ａに設けられている。なお、照射ノズル９の先端部９ａとは、荷電粒子線Ｂの下流側の端部である。照射ノズル９内のディグレーダ３０は、省略することも可能である。また、加速器３としてシンクロトロンを採用する場合には、加速器３の直後に設けるディグレーダを省略してもよい。加速器３から出射された後に荷電粒子線のエネルギーをディグレーダによって調整するのではなく、加速器３から出射する荷電粒子線のエネルギーを調整してもよい。

制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂから出力された検出結果に基づいて、加速器３、走査電磁石６及び四極電磁石８を制御する。また、本実施形態においては、制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂの検出結果をフィードバックして、荷電粒子線Ｂのビームサイズが一定となるように、四極電磁石８を制御する。

また、荷電粒子線治療装置１の制御部７は、荷電粒子線治療の治療計画を行う治療計画装置１００と接続されている。治療計画装置１００は、治療前に患者１５の腫瘍１４をＣＴ等で測定し、腫瘍１４の各位置における線量分布（照射すべき荷電粒子線の線量分布）を計画する。具体的には、治療計画装置１００は、腫瘍１４に対して治療計画マップを作成する。治療計画装置１００は、作成した治療計画マップを制御部７へ送信する。なお、治療計画マップの詳細については後述する。

スキャニング法による荷電粒子線の照射を行う場合、腫瘍１４をＺ方向に複数の層に仮想的に分割し、一の層において荷電粒子線を走査して照射する。そして、当該一の層における荷電粒子線の照射が完了した後に、隣接する次の層における荷電粒子線の照射を行う。

図２に示す荷電粒子線治療装置１により、スキャニング法によって荷電粒子線Ｂの照射を行う場合、所定の飛程に調整可能なディグレーダ３０をセットすると共に、通過する荷電粒子線Ｂが収束するように四極電磁石８を作動状態（ＯＮ）とする。

続いて、加速器３から荷電粒子線Ｂを出射する。出射された荷電粒子線Ｂは、走査電磁石６の制御によって走査される。これにより、荷電粒子線Ｂは、腫瘍１４に対してＺ方向に設定された一の層における照射範囲内を走査されつつ照射されることとなる。一の層に対する照射が完了したら、次の層へ荷電粒子線Ｂを照射する。

制御部７の制御に応じた走査電磁石６の荷電粒子線照射イメージについて、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされた被照射体を、図３（ｂ）は、深さ方向から見た一の層における荷電粒子線の走査イメージを、それぞれ示している。

図３（ａ）に示すように、被照射体は照射の深さ方向において複数の層に仮想的にスライスされており、本例では、深い（荷電粒子線Ｂの飛程が長い）層から順に、層Ｌ_１、層Ｌ_２、…層Ｌ_ｎ−１、層Ｌ_ｎ、層Ｌ_ｎ＋１、…層Ｌ_Ｎ−１、層Ｌ_ＮとＮ層に仮想的にスライスされている。また、図３（ｂ）に示すように、荷電粒子線Ｂは、ビーム軌道ＴＬを描きながら層Ｌ_ｎの複数の照射スポットに対して照射される。すなわち、スキャニング制御部３６に制御された照射ノズル９は、ビーム軌道ＴＬ上を移動する。

次に、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１による荷電粒子線Ｂの照射態様について説明する。制御部７は、所定の層Ｌ_ｎに対し、第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射して走査した後、第１の電流値と異なる第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射して走査するように照射部２を制御する。制御部７は、第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第２の領域が、第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第１の領域とは異なる領域を含むように、照射部２を制御する。第２の領域は、一部において第１の領域と重複していてもよいし、完全に第１の領域と異なる位置であってもよいし、結果的に完全に第１の領域と重複してもよい。

例えば、図６（ａ）に示すような腫瘍１４に対して荷電粒子線Ｂを照射する場合について説明する。図６（ａ）では所定の層Ｌ_ｎに対する線量分布を色の濃淡で示している。色が濃いほど線量が少ない領域であり、色が薄いほど線量が多い領域である。例えば、所定の値よりも線量が高い領域を第１の領域Ｅ１とし、線量が所定の値以下の領域を第２の領域Ｅ２とする。この場合、図６（ｂ）に示すように、照射部２が第１の電流値（ここでは第２の電流値よりも高い）にて荷電粒子線Ｂを照射する場合は、照射部２は、第２の領域Ｅ２を除く第１の領域Ｅ１のみに対して荷電粒子線Ｂを照射して走査させる。照射部２が第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射しているときに、荷電粒子線Ｂが第２の領域Ｅ２を走査する際は、ビームチョッパ１６で荷電粒子線Ｂを遮断する（以下、このように荷電粒子線Ｂを遮断した状態で走査することを「空撃ち」と称する）。これにより、第２の領域Ｅ２に対しては荷電粒子線Ｂが照射されない。その後、照射部２は、第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを第２の領域Ｅ２に照射し走査させる。なお、空撃ちは必須ではないため、必要に応じて空撃ちを行う。例えば、ビームの走査経路の途中に他の領域が存在する場合には、当該他の領域において空撃ちをする必要がある。一方、走査経路の終端側に他の領域が存在する場合には、空撃ちすることなく、他の領域となった時点で照射を終了する。

なお、所定の層Ｌ_ｎの第１の領域Ｅ１に対して第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射し、その後、層Ｌ_ｎの第２の領域Ｅ２に対して第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射してよい。あるいは、所定の層Ｌ_ｎの第１の領域Ｅ１に対して第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射し、その後、次の層Ｌ_ｎ＋１（及びそれ以降の層）の第１の領域Ｅ１に対して第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射してよい。各層に対する第１の電流値での荷電粒子線Ｂの照射が完了した後、各層における第２の領域Ｅ２に対して第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射してよい。

ここで、制御部７は、所定の層に対して、少なくとも第１の領域と第２の領域が設定された治療計画マップに基づいて、照射部２を制御してよい。治療計画マップでは、所定の層に対して計画された荷電粒子線Ｂの線量分布に基づいて、第１の領域及び第２の領域が設定されている。すなわち、制御部７は、治療計画マップの線量分布を所定のレンジに分割し、各レンジに対応した領域及び電流値を設定することができる。なお、このような演算は、制御部７が行っても治療計画装置１００が行ってもよい。

具体的には、治療計画マップにおいて、図４（ａ）に示す線量分布が設定された後、当該線量分布の強弱に基づいて、図４（ｂ）〜（ｄ）に示すような、線量のレンジがそれぞれ異なる複数のマップを作成してよい。例えば、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）の治療計画マップにおいて線量が１０００〜１００に設定される範囲のみを抜き出したマップを作成する。このマップにおいて、抜き出された範囲（線量が１０００〜１００となっている範囲）が、第１の電流値で荷電粒子線Ｂを照射する第１の領域となる。図４（ｂ）のうち、１０００〜１００の数字が記載されている箇所が第１の領域に該当し、「０」と記載されている箇所が他の領域であって空撃ちをする（又は荷電粒子線が照射されない）領域に該当する。このように設定された第１の領域に対しては、１０００〜１００の数字（線量の値を示す）のうち、最も小さい数字に合わせて第１の電流値を設定する。本実施形態では、第１の電流値は、線量１００に対応する値（Ｉ［Ａ］）とする。制御部７は、第１の領域の各箇所に対し、線量を示す数字に合わせて照射時間を調整して荷電粒子線Ｂを照射する。

また、図４（ｃ）に示すように、図４（ａ）の治療計画マップにおいて線量が９９〜１０に設定される範囲のみを抜き出したマップを作成する。このマップにおいて、抜き出された範囲（線量が９９〜１０となっている範囲）が、第２の電流値で荷電粒子線Ｂを照射する第２の領域となる。図４（ｃ）のうち、９９〜１０の数字が記載されている箇所が第２の領域に該当し、「０」と記載されている箇所が他の領域であって空撃ちをする（又は荷電粒子線が照射されない）領域に該当する。このように設定された第２の領域に対しては、９９〜１０の数字（線量の値を示す）のうち、最も小さい数字に合わせて第２の電流値を設定する。本実施形態では、第２の電流値は、線量１０に対応する値（Ｉ／１０［Ａ］）とする。制御部７は、第２の領域の各箇所に対し、線量を示す数字に合わせて照射時間を調整して荷電粒子線Ｂを照射する。

また、図４（ｄ）に示すように、図４（ａ）の治療計画マップにおいて線量が９〜１に設定される範囲のみを抜き出したマップを作成する。このマップにおいて、抜き出された範囲（線量が９〜１となっている範囲）が、第３の電流値で荷電粒子線Ｂを照射する第３の領域となる。図４（ｄ）のうち、９〜１の数字が記載されている箇所が第３の領域に該当し、「０」と記載されている箇所が他の領域であって空撃ちをする（又は荷電粒子線が照射されない）領域に該当する。このように設定された第３の領域に対しては、９〜１の数字（線量の値を示す）のうち、最も小さい数字に合わせて第３の電流値を設定する。本実施形態では、第３の電流値は、線量１に対応する値（Ｉ／１００［Ａ］）とする。制御部７は、第３の領域の各箇所に対し、線量を示す数字に合わせて照射時間を調整して荷電粒子線Ｂを照射する。ただし、第３の領域における線量は他の領域に比して極めて小さいため、荷電粒子線Ｂの照射を省略してもよい。

なお、図４に示す例では、治療計画マップに基づいて線量のレンジがそれぞれ異なる三つのマップを作成し、三つの異なる電流値にて荷電粒子線Ｂを照射したが、二つのマップを作成して二つの異なる電流値にて荷電粒子線Ｂを照射してもよく、四つ以上のマップを作成して四つ以上の異なる電流値にて荷電粒子線Ｂを照射してもよい。このとき、指定した照射時間内に収まるように、治療計画マップの分割数を設定してよい。また、１０００〜１００、９９〜１０、９〜１というレンジに分けて各々のマップを作成していたが、各々のマップに対応するレンジはどのような範囲に設定してもよい。

なお、上述のように電流値として第１の電流値、第２の電流値、及び第３の電流値を設定したが、各層に対する照射の順序は特に限定されず、治療時間が最短となるような順序に設定してよい。また、各電流値の大小関係は特に限定されない。

次に、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１の作用・効果について説明する。

本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１では、照射部２は、荷電粒子線Ｂの照射の深さ方向における所定の層（所定の位置）で、荷電粒子線Ｂを走査させる走査電磁石６を備える。また、制御部７は、第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射して走査した後、第１の電流値と異なる第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを照射して走査するように照射部２を制御する。このような構成により、照射部２は、線量が低い領域に対しては、第１の電流値及び第２の電流値のうちの低い方の電流値を設定して荷電粒子線Ｂを照射することができる。一方、照射部２は、線量が高い領域に対しては、第１の電流値及び第２の電流値のうちの高い方の電流値を設定して荷電粒子線Ｂを照射することができる。このように、各領域に対して線量に合わせた電流値にて荷電粒子線を照射することができる。これにより、照射部２は、線量の低い領域に合わせた電流値の荷電粒子線を、線量の高い領域に長時間照射することを回避できる。以上によって、荷電粒子線治療に要する時間を短縮できる。

例えば、図４（ａ）に示す治療計画マップにおいて、従来技術で照射する場合、全ての領域を第３の電流値（Ｉ／１００［Ａ］）のビームで照射するため、第３の電流値のビームを用いて線量１を照射する時間をｔ秒とすると、全ての領域を照射するにはｔ×数千秒かかる。これに対し、本願発明では、図４（ｂ）のマップで示す領域を第１の電流値で照射するのにｔ×数十秒、図４（ｃ）のマップで示す領域を第２の電流値で照射するのにｔ×数十秒、図４（ｄ）のマップで示す領域を第３の電流値で照射するのにｔ×数十秒要し、合計してもｔ×数十〜数百秒しか要さない。従って、照射時間を１／１０〜１／１００レベルで短縮することが可能となる。

また、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１において、制御部７は、第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第２の領域が、第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第１の領域とは異なる領域を含むように、照射部２を制御する。この場合、第１の領域と第２の領域とは、互いに異なる領域となる。従って、照射部２は、異なる電流値の荷電粒子線を異なる領域に対して照射することができるため、同じ箇所に異なる電流値の荷電粒子線Ｂを照射する場合に比して、照射時間の演算等が容易となる。

また、制御部７は、所定の層（所定の位置）に対して、少なくとも第１の領域と第２の領域が設定された治療計画マップに基づいて、照射部２を制御する。治療計画マップでは、所定の層に対して計画された荷電粒子線Ｂの線量分布に基づいて、第１の領域及び第２の領域が設定される。この場合、治療計画マップの線量分布に基づいて第１の領域及び第２の領域を設定することにより、容易に各領域を設定することができる。

また、制御部７は、一の層に対して計画された荷電粒子線Ｂの線量分布に応じて作成された第１のマップ及び第２のマップに基づいて、照射部２を制御する。第１のマップと第２のマップとでは、荷電粒子線の線量のレンジが互いに異なっており、第１のマップは、第１の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第１の領域を設定し、第２のマップは、第２の電流値にて荷電粒子線Ｂを走査させる第２の領域を設定する。この場合、線量のレンジが互いに異なっている第１のマップ及び第２のマップに基づいて第１の領域及び第２の領域を設定することにより、容易に各領域を設定することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

例えば、上述の実施形態では（例えば図４の治療計画マップを用いた形態）、第１の領域と第２の領域とは、完全に異なる領域として設定されていた。これに代えて、第１の領域と第２の領域の一部が重なっていてもよく、例えば、第１の領域の全体が第２の領域の一部に含まれてもよい。あるいは、第２の領域の全体が第１の領域の一部に含まれてもよい。

また、照射部２の構成は図２に示すものに限定されず、少なくとも走査電磁石６以外の構成は適宜変更してもよい。

また、図４（ｂ）〜図４（ｄ）に対応するマップを、図５（ｂ）〜図５（ｄ）のようにしてもよい。例えば、図４の例だと、範囲１０００−１００のマップにおける十の位と一の位の数値は切り捨てられることになってしまう。そこで、図５（ｂ）〜図５（ｄ）のように、レンジに対応して各スポットの線量の値を割り振ることで、照射時間の短縮と照射精度の維持との両立を実現することが可能となる。

１…荷電粒子線治療装置、２…照射部、３…加速器、６…走査電磁石（走査部）、７…制御部、１４…腫瘍（被照射体）、４１…ビーム輸送ライン。

Claims (1)

1. 荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、
   被照射体へ前記荷電粒子線を照射する照射部と、
   前記加速器と前記照射部とを接続し、前記加速器から出射された前記荷電粒子線を前記照射部へ輸送するビーム輸送ラインと、
   前記照射部による前記荷電粒子線の照射を制御する制御部と、を備え、
   前記被照射体を前記荷電粒子線の照射の深さ方向において仮想的に複数の層に分割した場合に、
   前記照射部は、各々の層において前記荷電粒子線を走査させる走査部を備え、
   前記制御部は、一の層において、第１の電流値にて前記荷電粒子線を照射して走査した後、当該一の層において、前記第１の電流値と異なる第２の電流値にて前記荷電粒子線を照射して走査するように前記照射部を制御し、
   前記制御部は、前記一の層に対して計画された前記荷電粒子線の線量分布に応じて作成された第１のマップ及び第２のマップに基づいて、前記照射部を制御し、
   前記第１のマップと前記第２のマップとでは、前記荷電粒子線の線量のレンジが互いに異なっており、
   前記第１のマップは、前記第１の電流値にて前記荷電粒子線を走査させる第１の領域を設定し、
   前記第２のマップは、前記第２の電流値にて前記荷電粒子線を走査させる第２の領域を設定する、荷電粒子線治療装置。