專利名稱：粒子射線治療裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于治療癌或惡性腫瘤等的、將碳、質(zhì)子等粒子射線照射到患者的疾病部位來進(jìn)行治療的粒子射線治療裝置。
背景技術(shù)：
為了治療患者的癌或惡性腫瘤等，在將適量的粒子射線照射到疾病部位來進(jìn)行治療時，需要使粒子射線的照射區(qū)域與患者的疾病部位的形狀相一致。為此，將由多個葉片構(gòu)成的可變準(zhǔn)直器的形狀設(shè)定為合適的形狀，此外，使水平方向上(照射區(qū)的面上)的照射劑量及垂直方向上(深度方向)的照射劑量的分布都均一化也非常重要，以使得將均一的劑量照射至整個疾病部位。特別是為了使粒子射線的照射區(qū)域與患者的疾病部位的形狀一致，很重要的一點是確認(rèn)可變準(zhǔn)直器的形狀。此外，例如，在以下的專利文獻(xiàn)1 (專利特開平10-76019號公報)中設(shè)置有光源， 在放射線系統(tǒng)的準(zhǔn)備階段放射線束在停止?fàn)顟B(tài)下，該光源開始運轉(zhuǎn)；以及光學(xué)元件(反射鏡)，該光學(xué)元件在放射線束的放射路徑中延伸至其照射區(qū)域范圍外。該光源運轉(zhuǎn)，來將可見光送至光學(xué)元件。由光學(xué)元件接受到的可見光被反射，進(jìn)而通過準(zhǔn)直器，來照射至患者的身體表面。進(jìn)行定位，以使得該光照射區(qū)域和目標(biāo)區(qū)的區(qū)域一致。另外，在以下專利文獻(xiàn)2(日本實用新型實開昭62-186753號公報)中記載有為了進(jìn)行利用光照射區(qū)域的仿真，而設(shè)置有由葉片構(gòu)成的光源；在放射線束的放射路徑中延伸至其照射區(qū)域范圍外的反射鏡；以及設(shè)置于光源附近的TV攝像機(jī)。運轉(zhuǎn)該光源，來將光送至反射鏡。由反射鏡接受到的光被反射，進(jìn)而通過可變(可動)準(zhǔn)直器，來照射至患者的身體表面。利用TV攝像機(jī)對該光照射區(qū)域和患者的關(guān)系進(jìn)行觀察。另外，在以下專利文獻(xiàn)3(日本專利特開平6-M6015號公報)中記載有為了確認(rèn)利用光照射區(qū)域的照射范圍，而設(shè)置有光源；在放射線束的放射路徑中延伸至其照射區(qū)域范圍外的反射鏡A ；設(shè)置于光源與反射鏡A之間的反射鏡B ；以及設(shè)置于反射鏡B附近的電視攝像機(jī)。運轉(zhuǎn)該光源，來將光送至反射鏡A。由反射鏡A接受到的光被反射，進(jìn)而通過可變(可動)準(zhǔn)直器，來照射至患者的身體表面。該光照射區(qū)域和患者的關(guān)系由反射鏡A轉(zhuǎn)印至反射鏡B，利用電視攝像機(jī)來觀察轉(zhuǎn)印至反射鏡B的狀態(tài)。專利文獻(xiàn)1 日本專利特開平10-76019號公報專利文獻(xiàn)2 日本實用新型實開昭62-186753號公報專利文獻(xiàn)3 日本專利特開平6-M6015號公報專利文獻(xiàn)4 日本專利特公平6-96048號公報

發(fā)明內(nèi)容
然而，上述各專利文獻(xiàn)1 3中所記載的現(xiàn)有裝置中，由光源發(fā)出的光由鏡子(反射鏡)反射、通過可變(可動)準(zhǔn)直器、并照射至患者的身體表面，可以通過目視來確認(rèn)照射至患者的身體表面的光照射區(qū)域，也可以利用電視攝像機(jī)來進(jìn)行確認(rèn)，但是無法直接確認(rèn)利用可變準(zhǔn)直器對于每一患者進(jìn)行整形的癌等疾病部位的形狀。因而，患者的身體表面不是水平的而是具有復(fù)雜的曲面的身體表面，難以高精度地確認(rèn)可變準(zhǔn)直器的設(shè)定形狀。 另外，對于鏡子(反射鏡)，需要監(jiān)視照射至患者的身體表面的整個光照射區(qū)域那樣的較大的區(qū)域，需要延伸至放射線的照射區(qū)域范圍外，需要確保水平方向的設(shè)置空間，并在放射線的照射軸方向上所占有的長度也較大，為數(shù)10cm，因而，放射線的照射部會大型化。而且，作為確認(rèn)可變準(zhǔn)直器的形狀的方法，考慮有從可變準(zhǔn)直器的上游側(cè)利用攝像機(jī)進(jìn)行攝像。然而，在利用攝像機(jī)進(jìn)行攝像的視頻中，由于是直接對可變準(zhǔn)直器的上部進(jìn)行攝像，因而，來自鏡子(反射鏡)的光會在可變準(zhǔn)直器的上表面漫反射，該可變準(zhǔn)直器的平面部和準(zhǔn)直器邊緣部和端部成為不鮮明的狀態(tài)，因此，不易對該邊緣部進(jìn)行解析，不易提取出由準(zhǔn)直器葉片形成的二維形狀。為了對該邊緣部進(jìn)行解析，需要復(fù)雜的圖像識別軟件， 并在該識別操作中耗時耗力。而且，粒子射線治療裝置所要求的、對例如Irnm以下精度的形狀進(jìn)行確認(rèn)，實質(zhì)上較為困難。另外，粒子射線治療裝置中，在利用高端的三維照射法即層疊適形照射法 (layer-stacking conformal irradiation method)等時,在一次治療照射中，需要改變可變準(zhǔn)直器的形狀兩次以上。在粒子射線治療裝置中，很多情況下會在可變準(zhǔn)直器和患者之間插入被稱為患者補(bǔ)償器的裝置，在這種情況下，如上述的現(xiàn)有技術(shù)那樣，將可變準(zhǔn)直器的形狀投影至患者身體表面，并對該投影像進(jìn)行監(jiān)視是不可能的。本發(fā)明的目的在于提供一種粒子射線治療裝置，該粒子射線治療裝置即使在照射中，也能高精度地確認(rèn)可變準(zhǔn)直器的形狀，并能力圖實現(xiàn)小型化。本發(fā)明的粒子射線治療裝置的特征在于，包括可變準(zhǔn)直器，該可變準(zhǔn)直器可使照射到被照射體的粒子射線束的形狀根據(jù)被照射體的疾病部位的形狀進(jìn)行變化；光源，該光源用于對由可變準(zhǔn)直器進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀進(jìn)行攝像；光源反射鏡，該光源反射鏡設(shè)置于可變準(zhǔn)直器的上游側(cè)的粒子射線束的軌道上，反射來自光源的光使其通過可變準(zhǔn)直器；攝像屏幕，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器的下游側(cè)，通過可變準(zhǔn)直器的光將由可變準(zhǔn)直器進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀投影至該攝像屏幕；攝像裝置，該攝像裝置對投影至攝像屏幕的投影部進(jìn)行攝像；以及圖像處理裝置，該圖像處理裝置對由攝像裝置進(jìn)行了攝像后的視頻進(jìn)行解析。對于本發(fā)明的粒子射線治療裝置，利用光源反射鏡反射來自光源的光，使其通過可變準(zhǔn)直器，利用通過可變準(zhǔn)直器的光將由可變準(zhǔn)直器進(jìn)行了整形后的照射區(qū)形狀投影至攝像屏幕，利用攝像裝置對攝像屏幕的投影部進(jìn)行攝像，利用圖像處理裝置對由攝像裝置拍攝的視頻進(jìn)行解析，從而具有能夠高精度地確認(rèn)由可變準(zhǔn)直器進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀的效果。通過以下參照附圖的本發(fā)明的詳細(xì)說明，可以進(jìn)一步了解關(guān)于本發(fā)明的上述以外的目的、特征、觀點及效果。


圖1是表示本發(fā)明的實施方式1中的粒子射線治療裝置的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示本發(fā)明的實施方式2中的粒子射線治療裝置的主要部位的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖3是表示本發(fā)明的實施方式5中的粒子射線治療裝置的主要部位的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式5的粒子射線治療裝置的光源反射鏡部的放大圖。圖5是表示本發(fā)明的實施方式6中的粒子射線治療裝置的主要部位的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示本發(fā)明的實施方式8中的粒子射線治療裝置的主要部位的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖7是表示本發(fā)明的實施方式8中的粒子射線治療裝置的光源反射鏡部的放大圖。
具體實施例方式實施方式1.基于圖1所示的簡要結(jié)構(gòu)圖說明本發(fā)明的實施方式1的粒子射線治療裝置。此外， 將可變準(zhǔn)直器12示為立體圖。在圖1中，1是從未圖示的加速器輸送來的碳、質(zhì)子等粒子射線束，沿照射軸方向前進(jìn)。2是電磁鐵，由一對電磁鐵h、2b構(gòu)成，對由加速器輸送來的粒子射線束1的軌道進(jìn)行掃描。3是對通過電磁鐵2的粒子射線束1進(jìn)行擴(kuò)散的散射體，4是對通過散射體3的粒子射線束1的照射劑量進(jìn)行測算的劑量監(jiān)視器，5是脊形過濾器(或能量調(diào)制單元)，該脊形過濾器利用突起部分的厚度對深度方向的能譜(劑量分布)進(jìn)行調(diào)整， 使粒子射線束1具有對應(yīng)于治療患部的深度方向的寬度的能譜，6是射程移位器，該射程移位器使通過設(shè)定的厚度大小的粒子射線束1的能量降低預(yù)定的量，7是平坦度監(jiān)視器，該平坦度監(jiān)視器對通過射程移位器6的粒子射線束1的平坦度進(jìn)行測算，8是光定位器，用于對載放在治療臺9上的患者的被照射體10的疾病部位進(jìn)行定位。11是去除不需要的粒子射線束1的固定準(zhǔn)直器，12是可變準(zhǔn)直器，該可變準(zhǔn)直器用于對通過固定準(zhǔn)直器11的粒子射線束1進(jìn)行進(jìn)一步整形，使粒子射線形狀與被照射體10的疾病部位的形狀相一致，采用以下結(jié)構(gòu)即，改變多個葉片12a，以使得與被照射體10的疾病部位的形狀一致，來形成所希望的照射區(qū)形狀。13是患者補(bǔ)償器(通常稱為患者組織等效填充物(bolus)或補(bǔ)償濾波器)，用于使照射至患部的粒子射線束的停止位置與患部和正常組織的邊界面位置相一致。14是用于對可變準(zhǔn)直器12的形狀進(jìn)行攝像的光源，圖中作為一個例子，將其設(shè)置在位于可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的位置。15是光源反射鏡，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的粒子射線束1的軌道上，反射來自光源14的光，使其通過可變準(zhǔn)直器12，由于來自光源 14的光是沿水平方向發(fā)出的，因此，使光源反射鏡15傾斜大約45度，以將來自光源14的光反射至可變準(zhǔn)直器12側(cè)。此外，光源反射鏡15使用粒子射線束1可透射過的材料構(gòu)成。 16是支承光源反射鏡15的支承體，17是支承支承體16的支承臺，18是攝像屏幕，該攝像屏幕設(shè)置于可變準(zhǔn)直器12的下游側(cè)，通過可變準(zhǔn)直器12的光將可變準(zhǔn)直器12的照射區(qū)形狀投影至該攝像屏幕，18a是投影部。此外，攝像屏幕18使用粒子射線束1可透射過的材料， 例如由聚乙烯等塑料或薄板等構(gòu)成。19是對投影至攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像的攝像裝置，例如由小型照相機(jī)構(gòu)成。20是對由攝像裝置19即小型照相機(jī)進(jìn)行攝像而獲得的視頻進(jìn)行解析的圖像處理裝置。21是用于對投影至攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像的攝像鏡，22是對轉(zhuǎn)印至攝像鏡21的攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像的攝像裝置，例如可用小型照相機(jī)構(gòu)成。23是對由攝像裝置22即小型照相機(jī)進(jìn)行攝像而獲得的視頻進(jìn)行解析的圖像處理裝置。對上述實施方式1的粒子射線治療裝置的動作進(jìn)行說明。由加速器輸送來的粒子射線束1因電磁鐵2而在軌道中被掃描，并通過散射體3，從而粒子射線束1擴(kuò)散。利用脊形過濾器5對通過散射體3的粒子射線束1在深度方向上的能譜(劑量分布)進(jìn)行調(diào)整。 對于通過脊形過濾器5的粒子射線束1，利用射程移位器6使該粒子射線束1的能量降低預(yù)定量。對于通過射程移位器6的粒子射線束1，利用固定準(zhǔn)直器11去除不需要的粒子射線束1。利用可變準(zhǔn)直器2對通過固定準(zhǔn)直器11的粒子射線束1進(jìn)行整形，使其形成為所計劃的照射區(qū)形狀。通過可變準(zhǔn)直器12的粒子射線束1通過依據(jù)被照射體10的疾病部位的深度方向上的形狀而成形的患者補(bǔ)償器(組織等效填充物)13。通過患者補(bǔ)償器13的粒子射線束1被照射至被照射體10的疾病部位，形成為與患部三維形狀相一致的劑量分布。然而，為了確認(rèn)可變準(zhǔn)直器12的形狀是否與設(shè)定的一致，而使光源14運轉(zhuǎn)，發(fā)出大致水平方向的光14a。該光14a由大致呈45度傾斜的光源反射鏡15反射，從而一邊向可變準(zhǔn)直器12側(cè)送出光14b，一邊通過可變準(zhǔn)直器12。利用通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc來將可變準(zhǔn)直器12的形狀投影至攝像屏幕。利用由小型照相機(jī)構(gòu)成的攝像裝置19對投影至攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像，利用圖像處理裝置20對該視頻進(jìn)行解析，從而能夠容易地確認(rèn)可變準(zhǔn)直器12的形狀。另外，作為圖中的一個例子，還可以利用由小型照相機(jī)構(gòu)成的攝像裝置22對轉(zhuǎn)印至攝像鏡21的攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像，并利用圖像處理裝置23對該視頻進(jìn)行解析。而且，上述光源反射鏡15、其支承體16、及攝像屏幕18是由粒子射線束1容易通過的物體形成的，因此，粒子射線束1 一定能夠到達(dá)被照射體10。根據(jù)本發(fā)明的實施方式1，利用光源反射鏡15反射來自光源14的光14a，一邊向可變準(zhǔn)直器12側(cè)發(fā)送光14b，一邊利用通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc將可變準(zhǔn)直器12的形狀投影至攝像屏幕18，利用攝像裝置19、22對攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像，利用圖像處理裝置20、23對由攝像裝置19、22進(jìn)行了攝像的視頻進(jìn)行解析，從而，能夠容易地確認(rèn)由可變準(zhǔn)直器12進(jìn)行了整形的被照射體10的疾病部位的形狀。另外，能夠比較由該解析確定的準(zhǔn)直器的形狀與基于預(yù)先治療計劃而決定的準(zhǔn)直器形狀的設(shè)定圖像。在上述現(xiàn)有技術(shù)中，來自鏡子(反射鏡)的光會在可變準(zhǔn)直器上表面漫反射，難以區(qū)別該可變準(zhǔn)直器的上游側(cè)平面部和準(zhǔn)直器葉片端部(與上述平面部相垂直的部分)的對應(yīng)圖像，上述平面部和端部的相交叉的部分即葉片邊緣部為不鮮明的狀態(tài)，不易對該邊緣部進(jìn)行圖像解析和提取，為了對該邊緣部進(jìn)行解析，需要復(fù)雜的圖像識別軟件，并且該識別操作很耗時耗力。然而，在本發(fā)明的實施方式1中，利用通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc將由可變準(zhǔn)直器12進(jìn)行整形的被照射體10的疾病部位的形狀投影至攝像屏幕18的投影部18a，以進(jìn)行光的陰陽識別等，從而使得可變準(zhǔn)直器12的平面部和患者即被照射體10的被整形的疾病部位在水平方向上的形狀的邊緣部呈現(xiàn)極為鮮明的狀態(tài)，對該邊緣部的解析不需要復(fù)雜的圖像識別軟件，且該識別操作也不會耗時耗力，具有能夠進(jìn)行高精度的解析的效果。而且，能夠應(yīng)對粒子射線治療裝置所要求的、例如Imm以下精度的形狀確認(rèn)。另外，盡管攝像屏幕18的顏色通常為白色，但是通過將攝像屏幕18的顏色設(shè)為能進(jìn)一步顯著地與通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc進(jìn)行區(qū)分的顏色，或?qū)⒂晒庠?4發(fā)出的光設(shè)為有色光，從而能夠進(jìn)一步擴(kuò)大通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc與攝像屏幕18的投影部18a 以外部分的區(qū)別的差別化，在這種情況下，可變準(zhǔn)直器12的邊緣部成為更鮮明的狀態(tài)，能夠以更高的精度被確定。另外，對于上述現(xiàn)有技術(shù)的鏡子(反射鏡)，需要轉(zhuǎn)印照射至患者的身體表面的整個光照射區(qū)域那樣的較大的區(qū)域，而且延伸至放射線的照射區(qū)域范圍外，并且在放射線的照射軸方向上所占有的長度也較大，為數(shù)10cm，因而，放射線的照射部會大型化。然而，本發(fā)明的實施方式1的光源反射鏡15僅使來自光源14的光反射，因此，能夠使其水平方向上的尺寸減小，并使其在粒子射線束1的照射軸方向上所占的長度為數(shù)厘米，例如3cm km，因而，具有能夠例如減小粒子射線治療裝置的照射部的效果。另外，粒子射線束1透射過光源反射鏡15、攝像屏幕18，因此，即使在粒子射線束 1的照射中，也能利用通過可變準(zhǔn)直器12的光Hc來高精度地確認(rèn)可變準(zhǔn)直器12的形狀。 另外，在本實施例中，通過盡可能削薄光源反射鏡15及其支承體16、和攝像屏幕18的厚度， 從而有望抑制其施加到粒子射線束1的影響。而且，即使在患者即被照射體10的治療階段改變可變準(zhǔn)直器12的形狀，也能容易地高精度地確認(rèn)其改變后的形狀，因此，能夠連續(xù)地，不對患者帶來壓力或不安地進(jìn)行粒子射線束1的照射治療。作為一個例子，在實施所謂的層疊三維照射法(參照專利文獻(xiàn)4) 時，具有能夠高精度地確認(rèn)在照射中發(fā)生變化的可變準(zhǔn)直器12的設(shè)定形狀的效果，上述層疊三維照射法是指需要將在粒子射線治療中所使用的目標(biāo)部位在深度方向上分割為多個層狀區(qū)域，對各層設(shè)定最適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)直器形狀來進(jìn)行照射。然而，作為對攝像屏幕18的投影部18a進(jìn)行攝像的單元，雖然設(shè)置有由小型照相機(jī)構(gòu)成的攝像裝置19 ；圖像處理裝置20 ；攝像鏡21 ；由小型照相機(jī)構(gòu)成的攝像裝置22 ；及圖像處理裝置23，但只要選擇任一攝像單元也能到達(dá)所希望的目的。實施方式2.基于圖2所示的簡要結(jié)構(gòu)圖說明本發(fā)明的實施方式2的粒子射線治療裝置的主要部分。在圖2中，l、12、14、Ha、14b、HC、18、18a與實施方式1的結(jié)構(gòu)相同。24是光源反射鏡，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的粒子射線束1的軌道上，由反射部2 反射來自光源 14的光，使其通過可變準(zhǔn)直器12，由于來自光源14的光是沿大致水平方向發(fā)出的，因此，使光源反射鏡M傾斜大約45度，以利用光源反射鏡M的反射部2 將來自光源14的光反射至可變準(zhǔn)直器12側(cè)。此外，光源反射鏡M使用粒子射線束1可透射過的材料構(gòu)成。25 是支承光源反射鏡M的支承體或是光源反射鏡M的一個構(gòu)成部分。從圖2中可知，本發(fā)明的實施方式2的粒子射線治療裝置采用以下結(jié)構(gòu)即，將光源反射鏡M和對該光源反射鏡M進(jìn)行支承的支承體25構(gòu)成為一體。圖中作為一個例子， 光源反射鏡M采用以下結(jié)構(gòu)即，例如將由一塊鋁構(gòu)成的板材彎曲為具有不同高度的階梯狀，以使得其中央部成大約45度傾斜，在其中央部實施反射鏡涂膜或鏡面加工，以形成反射部Ma，從而構(gòu)成光源反射鏡M，將與該光源反射鏡M的一端及另一端分別連接的部分作為支承體25。然而，為了抑制因粒子射線1的透射而造成的射束能量損失并將其控制得極小，希望光源反射鏡對、支承體25的基材即鋁的板厚為Imm左右或Imm以下，例如使用 0. 5mm或0. 3mm的基板。根據(jù)本發(fā)明的實施方式2，將由一塊鋁構(gòu)成的板材彎曲成具有不同高度的階梯狀， 以使得其中央部成大約45度傾斜，在其中央部實施反射鏡涂膜(或?qū)嵤╃R面加工等，以使得中央部的至少一部分形成光反射面)，來形成反射部Ma，從而構(gòu)成光源反射鏡M，將與該光源反射鏡M的一端及另一端分別連接的部分作為支承體25，從而，能夠容易地形成光源反射鏡對，并能夠以一體結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的支承體25對該光源反射鏡M的支承進(jìn)行支承，因此，能夠成為牢固的支承結(jié)構(gòu)。然而，對采用鋁作為構(gòu)成本發(fā)明的實施方式2的光源反射鏡M、支承體25的材料的情況進(jìn)行了敘述，但并不限于此，也可以采用鋁合金、銅、銅箔、鎂、塑料、丙烯酸、聚酰亞胺等，對大致呈45度傾斜而形成的光源反射鏡M的至少一部分實施反射鏡涂膜或鏡面加工等，來形成反射部Ma，從而構(gòu)成光源反射鏡M，也能獲得相同的效果。此外，分別采用不同的材料來構(gòu)成光源反射鏡M及其支承體25，利用粘接劑等方法來使其結(jié)合而成為一體， 以形成具有圖2所示的具有不同高度的階梯形狀，也能獲得相同的效果。實施方式3.從圖2中可知，本發(fā)明的實施方式3的粒子射線治療裝置的特征在于，將光源反射鏡M配置在粒子射線束1的照射區(qū)域內(nèi)。因而，不需要如上述的現(xiàn)有技術(shù)的鏡子(反射鏡) 那樣的，延伸至粒子射線束1的照射區(qū)域范圍外且在粒子射線束1的照射軸方向上所占的長度為數(shù)IOcm的反射鏡，光源反射鏡M只需反射來自光源14的光，因此，能夠配置在粒子射線束1的照射區(qū)域內(nèi)。作為其結(jié)果，能夠減小光源反射鏡M，并能夠減小在粒子射線束1 的照射軸方向上所占的長度，即，高度。光源反射鏡M的高度可為數(shù)cm，例如能夠?qū)⑵湓O(shè)為 3 km。由此，在光源反射鏡M的位置，在與粒子射線束1的照射方向相垂直的平面中， 能夠?qū)⒐庠捶瓷溏RM的照射方向上的高度減小得比粒子射線束1的照射區(qū)域要小，具有能夠力圖減小粒子射線治療裝置的照射部的效果。實施方式4.本發(fā)明的實施方式4的粒子射線治療裝置的特征在于，將上述圖2中的光源反射鏡M設(shè)為凸面鏡。由此，通過將光源反射鏡M設(shè)為凸面鏡，從而能夠利用凸面鏡的功能進(jìn)一步擴(kuò)大使來自光源14的光反射的角度，因此，能夠進(jìn)一步減小在水平方向及粒子射線束 1的照射軸方向上所占的長度。實施方式5.根據(jù)圖3及圖4說明本發(fā)明的實施方式5中的粒子射線治療裝置。圖3是表示粒子射線治療裝置的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖，圖4是表示粒子射線治療裝置的光源反射鏡部的放大圖。在這些各圖中，1、12、14、14a、14b、14c、18、18a與上述各實施方式的結(jié)構(gòu)相同或等同。沈是光源反射鏡，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的粒子射線束1的軌道上，由反射部26a反射來自光源14的光，使其通過可變準(zhǔn)直器12，由于來自光源14的光是沿大致水平方向發(fā)出的，因此，使光源反射鏡26傾斜大約45度，以利用光源反射鏡沈的反射部26a將來自光源14的光反射至可變準(zhǔn)直器12側(cè)。此外，光源反射鏡沈使用粒子射線束1可透射過的材料構(gòu)成。27是支承光源反射鏡沈的支承體，在采用與光源反射鏡沈相同材料構(gòu)成的情況下，使其比光源反射鏡26的板厚Tl要厚。S卩，如圖4所示，由于光源反射鏡沈相對于支承體傾斜大約45度(或θ度)，因此通過將支承體27的厚度Τ2設(shè)為例如1. 414Τ1 (或Tl/cos (θ)),從而能夠使得粒子射線束1中的透射過光源反射鏡沈的粒子射線束的射束能量損失量與透射過支承體27的粒子射線束的射束能量損失量大致為相同的值。即，粒子射線束1通過光源反射鏡26及其支承部即支承體27，粒子射線束1的射束能量大致減少相同的值，但是能夠使得粒子射線束1的能量分布幾乎不發(fā)生變化。這對于需要將粒子射線束1在患者體內(nèi)的停止位置控制在大約 Imm以下的精度的粒子射線治療裝置而言，具有非常重要的意義。 從圖3及圖4中可知，本發(fā)明的實施方式5的粒子射線治療裝置采用以下結(jié)構(gòu) 艮口，將光源反射鏡26和對該光源反射鏡26進(jìn)行支承的支承體27構(gòu)成為一體。圖中作為一個例子，光源反射鏡26采用以下結(jié)構(gòu)即，例如將由一塊鋁構(gòu)成的板材彎曲為具有不同高度的階梯狀，在其中央部傾斜大致45度，之后，利用研磨等對其進(jìn)行切削，使得其中央部的厚度Tl比中央部的兩側(cè)的厚度T2要薄，即，使得T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))，之后，對其中央部實施反射鏡涂膜或鏡面加工，以形成反射部26a，從而構(gòu)成光源反射鏡26，將與該光源反射鏡26的一端及另一端分別連接的部分作為支承體27。由此，通過將光源反射鏡26的板厚Tl與其兩端側(cè)的支承體27的板厚T2的關(guān)系設(shè)為T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos (θ)),從而能夠使得粒子射線束1中的透射過光源反射鏡 26的粒子射線束的射束能量損失量與透射過支承體27的粒子射線束的射束能量損失量大致為相同的值，由于粒子射線束1的能量分布幾乎不發(fā)生變化，因此，可將粒子射線束1在患者體內(nèi)的停止位置控制在大約Imm以下的精度，能夠獲取穩(wěn)定的可靠性較高的粒子射線治療裝置。此外，在本發(fā)明的實施方式5中，為了抑制因粒子射線1的透射而造成的射束能量損失并將其控制得極小，希望光源反射鏡26、支承體26的基材板厚為數(shù)mm以下，例如使用 0. 5mm或0. 3mm的基板。另外，光源反射鏡26只需反射來自光源14的光即可，因此能夠配置在粒子射線束1的照射區(qū)域內(nèi)。作為其結(jié)果，能夠減小光源反射鏡26，并能夠減小在粒子射線束1的照射軸方向上所占的長度，即，高度。光源反射鏡26的高度可為數(shù)cm，例如能夠?qū)⑵湓O(shè)為3 4cm。由此，在光源反射鏡26的位置，在與粒子射線束1的照射方向相垂直的平面中，能夠?qū)⒐庠捶瓷溏R26的照射方向上的高度減小得比粒子射線束1的照射區(qū)域要小，具有能夠力圖減小粒子射線治療裝置的照射部的效果。而且，對采用鋁作為構(gòu)成光源反射鏡26、支承體27的材料的情況進(jìn)行了敘述，但并不限于此，也可以采用鋁合金、銅、銅箔、鎂、塑料、丙烯酸、聚酰亞胺等，也對大致呈45度傾斜而形成的中央部實施反射鏡涂膜或鏡面加工等，來形成反射部26a，從而構(gòu)成光源反射鏡26。實施方式6.根據(jù)圖5說明本發(fā)明的實施方式6中的粒子射線治療裝置。圖5是表示粒子射線治療裝置的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖。在圖5中，1、12、14、14a、14b與上述各實施方式的結(jié)構(gòu)相同。29是光源反射鏡，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的粒子射線束1的軌道上，由反射部29a反射來自光源14的光，使其通過可變準(zhǔn)直器12，由于來自光源14的光是沿大致水平方向發(fā)出的，因此，使光源反射鏡29傾斜大約45度，以利用光源反射鏡29的反射部29a將來自光源14的光反射至可變準(zhǔn)直器12側(cè)。此外，光源反射鏡29使用粒子射線束1可透射過的材料構(gòu)成。30是支承光源反射鏡29的支承體從圖5中可知，本發(fā)明的實施方式6的粒子射線治療裝置采用以下結(jié)構(gòu)S卩，將光源反射鏡29和對該光源反射鏡29進(jìn)行支承的支承體30構(gòu)成為一體。圖中作為一個例子， 光源反射鏡29采用以下結(jié)構(gòu)即，例如將由一塊鋁構(gòu)成的平面狀的圓板材料的中央部切起，使其以傾斜大致45度的方式彎曲，對該切起的中央部實施反射鏡涂膜，以形成反射部29a，從而構(gòu)成光源反射鏡29。然而，為了抑制因粒子射線1的透射而造成的射束能量損失并將其控制得極小，希望光源反射鏡29、支承體30的基材即鋁的板厚為數(shù)mm以下，例如使用0. 5mm或0. 3mm的基板。根據(jù)本發(fā)明的實施方式6，將由一塊鋁構(gòu)成的圓板材料的中央部切起，使其以傾斜大致45度的方式彎曲，對該切起的中央部實施反射鏡涂膜或鏡面加工，以形成反射部29a， 從而構(gòu)成光源反射鏡29，將該光源反射鏡29的其他部分作為支承體30，從而，能夠僅切起支承體30的中央部使其彎曲，就容易地形成光源反射鏡29，并能夠以一體結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的支承體30對該光源反射鏡29的支承進(jìn)行支承，因此，能夠成為牢固的支承結(jié)構(gòu)。另外，光源反射鏡29只需反射來自光源14的光即可，因此能夠配置在粒子射線束1的照射區(qū)域內(nèi)。作為其結(jié)果，能夠減小光源反射鏡29，并能夠減小在粒子射線束1的照射軸方向上所占的長度，即，高度。光源反射鏡29的高度可為數(shù)cm，例如能夠?qū)⑵湓O(shè)為3 4cm。由此，在光源反射鏡29的位置，在與粒子射線束1的照射方向相垂直的平面中，能夠?qū)⒐庠捶瓷溏R29的照射方向上的高度減小得比粒子射線束1的照射區(qū)域要小，具有能夠力圖減小粒子射線治療裝置的照射部的效果。然而，對采用鋁作為構(gòu)成本發(fā)明的實施方式6的光源反射鏡29、支承體30的材料的情況進(jìn)行了敘述，但并不限于此，也可以采用鋁合金、銅、銅箔、鎂、塑料、丙烯酸、聚酰亞胺等，對大致呈45度傾斜而形成的光源反射鏡29的至少一部分實施反射鏡涂膜或鏡面加工等，來形成反射部29a，從而構(gòu)成光源反射鏡29，也能獲得相同的效果。此外，對光源反射鏡29的形狀大致為圓形的情況進(jìn)行了敘述，但是也不限于圓形，也可為四邊形狀或其他形狀，只要是能反射來自光源14的光使其通過可變準(zhǔn)直器12， 利用通過可變準(zhǔn)直器12的光將由可變準(zhǔn)直器12進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀投影至攝像屏幕 18的形狀即可。實施方式7.本發(fā)明的實施方式7的粒子射線治療裝置的特征在于，將上述圖5中的光源反射鏡29設(shè)為凸面鏡。由此，通過將光源反射鏡29設(shè)為凸面鏡，從而能夠利用凸面鏡的功能進(jìn)一步擴(kuò)大使來自光源14的光反射的角度，因此，能夠進(jìn)一步減小在水平方向及粒子射線束 1的照射軸方向上所占的長度。實施方式8. 根據(jù)圖6及圖7說明本發(fā)明的實施方式8中的粒子射線治療裝置。圖6是表示粒子射線治療裝置的主要部分的簡要結(jié)構(gòu)圖，圖7是表示粒子射線治療裝置的光源反射鏡部的放大圖。在上述各圖中，l、12、14、14a、14b與上述各實施方式的結(jié)構(gòu)相同。31是光源反射鏡，設(shè)置在可變準(zhǔn)直器12的上游側(cè)的粒子射線束1的軌道上，由反射部31a反射來自光源 14的光，使其通過可變準(zhǔn)直器12，由于來自光源14的光是沿大致水平方向發(fā)出的，因此，使光源反射鏡31傾斜大約45度，以利用光源反射鏡31的反射部31a將來自光源14的光反射至可變準(zhǔn)直器12側(cè)。此外，光源反射鏡31使用粒子射線束1可透射過的材料構(gòu)成。32 是支承光源反射鏡31的支承體，使其比光源反射鏡31的板厚Tl要厚。即，如圖7所示，通過將支承體32的厚度T2設(shè)為例如1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))， 從而能夠使得粒子射線束1中的透射過光源反射鏡31的粒子射線束的射束能量損失量與透射過支承體32的粒子射線束的射束能量損失量大致為相同的值。即，粒子射線束1通過光源反射鏡31及其支承部即支承體32，粒子射線束1的射束能量大致減少相同的值，但是能夠使得粒子射線束1的能量分布幾乎不發(fā)生變化。這對于需要將粒子射線束1在患者體內(nèi)的停止位置控制在大約Imm以下的精度的粒子射線治療裝置而言，具有非常重要的意義。從圖6及圖7中可知，本發(fā)明的實施方式8的粒子射線治療裝置采用以下結(jié)構(gòu) 艮口，將光源反射鏡31和對該光源反射鏡31進(jìn)行支承的支承體32構(gòu)成為一體。圖中作為一個例子，光源反射鏡31采用以下結(jié)構(gòu)即，將由一塊鋁構(gòu)成的平面狀的圓板材料的中央部切起，使其以大致傾斜45度的方式彎曲，利用研磨等進(jìn)行切削，使該切起的中央部的厚度 Tl比中央部的周圍側(cè)的厚度T2要薄，即，使得T2 = 1. 414T1 (或Tl/cos ( θ ))，之后，對其中央部實施反射鏡涂膜或鏡面加工，以形成反射部31a，從而構(gòu)成光源反射鏡31，將該光源反射鏡31的其他部分作為支承體32。由此，通過將光源反射鏡31的板厚Tl與其周圍的支承體32的板厚T2的關(guān)系設(shè)為T2 = 1.414T1 (或Tl/C0S(e))，從而能夠使得粒子射線束1中的透射過光源反射鏡31 的粒子射線束的射束能量損失量與透射過支承體32的粒子射線束的射束能量損失量大致為相同的值，由于粒子射線束1的能量分布幾乎不發(fā)生變化，因此，可將粒子射線束1在患者體內(nèi)的停止位置控制在大約Imm以下的精度，能夠獲取穩(wěn)定的可靠性較高的粒子射線治療裝置。此外，在本發(fā)明的實施方式8中，為了抑制因粒子射線1的透射而造成的射束能量損失并將其控制得極小，希望光源反射鏡31、支承體32的基材即鋁的板厚為數(shù)mm以下，例如使用0. 5mm或0. 3mm的基板。另外，光源反射鏡31只需反射來自光源14的光即可，因此能夠配置在粒子射線束1的照射區(qū)域內(nèi)。作為其結(jié)果，能夠減小光源反射鏡31，并能夠減小在粒子射線束1的照射軸方向上所占的長度，即，高度。光源反射鏡31的高度可為數(shù)cm，例如能夠?qū)⑵湓O(shè)為3 4cm。由此，在光源反射鏡31的位置，在與粒子射線束1的照射方向相垂直的平面中，能夠?qū)⒐庠捶瓷溏R31的照射方向上的高度減小得比粒子射線束1的照射區(qū)域要小，具有能夠力圖減小粒子射線治療裝置的照射部的效果。此外，對采用鋁作為構(gòu)成的光源反射鏡31、支承體32的材料的情況進(jìn)行了敘述， 但并不限于此，也可以采用鋁合金、銅、銅箔、鎂、塑料、丙烯酸、聚酰亞胺等，對大致呈45度傾斜而形成的光源反射鏡31的至少一部分實施反射鏡涂膜或鏡面加工等，來形成反射部 31a，從而構(gòu)成光源反射鏡31，也能獲得相同的效果。此外，對光源反射鏡31的形狀大致為圓形的情況進(jìn)行了敘述，但是也不限于圓形，也可為四邊形狀或其他形狀，只要是能反射來自光源14的光使其通過可變準(zhǔn)直器12，利用通過可變準(zhǔn)直器12的光將由可變準(zhǔn)直器12進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀投影至攝像屏幕18的形狀即可。實施方式9.本發(fā)明的實施方式9的粒子射線治療裝置的特征在于，將上述圖6中的光源反射鏡31設(shè)為凸面鏡。由此，通過將光源反射鏡31設(shè)為凸面鏡，從而能夠利用凸面鏡的功能進(jìn)一步擴(kuò)大使來自光源14的光反射的角度，因此，能夠進(jìn)一步減小在水平方向及粒子射線束 1的照射軸方向上所占的長度。本發(fā)明的各種變形或者變更，是相關(guān)的熟練技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下可以實現(xiàn)的，應(yīng)當(dāng)理解為不限于本說明書的上述的各實施方式。
工業(yè)上的實用性本發(fā)明適用于實現(xiàn)用于治療癌或惡性腫瘤的、使碳、質(zhì)子等粒子射線與患者的疾病部位的形狀相一致來進(jìn)行照射治療的粒子射線治療裝置。
權(quán)利要求
1.一種粒子射線治療裝置，其特征在于，包括可變準(zhǔn)直器，該可變準(zhǔn)直器可使照射到被照射體的粒子射線束的形狀根據(jù)所述被照射體的疾病部位的形狀進(jìn)行變化；光源，該光源用于對由所述可變準(zhǔn)直器進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀進(jìn)行攝像； 光源反射鏡，該光源反射鏡設(shè)置于所述可變準(zhǔn)直器的上游側(cè)的所述粒子射線束的軌道上，反射來自所述光源的光使其通過所述可變準(zhǔn)直器；攝像屏幕，設(shè)置在所述可變準(zhǔn)直器的下游側(cè)，利用通過所述可變準(zhǔn)直器的光將由所述可變準(zhǔn)直器進(jìn)行整形后的照射區(qū)形狀投影至該攝像屏幕；攝像裝置，該攝像裝置對投影至所述投影屏幕的投影部進(jìn)行攝像；以及圖像處理裝置，該圖像處理裝置對由所述攝像裝置進(jìn)行了攝像后的視頻進(jìn)行解析。
2.如權(quán)利要求1所述的粒子射線治療裝置，其特征在于，所述光源反射鏡采用以下結(jié)構(gòu)即，傾斜，以使得反射來自所述光源的光使其通過所述可變準(zhǔn)直器，設(shè)置有支承體，該支承體分別配置在所述光源反射鏡的一端及另一端，與所述光源反射鏡形成一體，所述支承體形成為高度不同的狀態(tài)。
3.如權(quán)利要求2所述的粒子射線治療裝置，其特征在于， 所述光源反射鏡配置在所述粒子射線束的照射區(qū)域內(nèi)。
4.如權(quán)利要求2所述的粒子射線治療裝置，其特征在于，使所述光源反射鏡的厚度比所述支承體的厚度要薄，以使得透射過所述光源反射鏡和所述支承體的所述粒子射線束的能量損失均一化。
5.如權(quán)利要求1所述的粒子射線治療裝置，其特征在于，將所述支承體設(shè)為平面狀，將其中央部切起并使其傾斜，以反射來自所述光源的光，使其通過所述可變準(zhǔn)直器，從而構(gòu)成光源反射鏡。
6.如權(quán)利要求5所述的粒子射線治療裝置，其特征在于，使通過切起所述支承體的中央部而構(gòu)成的所述光源反射鏡的厚度比所述支承體的厚度要薄，以使得透射過所述光源反射鏡和所述支承體的所述粒子射線束的能量損失均一化。
7.如權(quán)利要求2、5、及6的任一項所述的粒子射線治療裝置，其特征在于， 所述光源反射鏡是凸面鏡。
8.如權(quán)利要求1 7的任一項所述的粒子射線治療裝置，其特征在于， 所述光源反射鏡由鋁構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1 7的任一項所述的粒子射線治療裝置，其特征在于， 所述光源反射鏡是由對塑料的表面進(jìn)行反射鏡涂膜而構(gòu)成的。
全文摘要
對于本發(fā)明的目的在于提供一種粒子射線治療裝置，利用光源反射鏡反射來自光源的光，使其通過可變準(zhǔn)直器，利用通過可變準(zhǔn)直器的光將由可變準(zhǔn)直器形成的照射區(qū)形狀投影至攝像屏幕，利用攝像裝置對攝像屏幕的投影部進(jìn)行攝像，利用圖像處理裝置對由攝像裝置拍攝的視頻進(jìn)行解析。
文檔編號A61N5/10GK102245263SQ20088013231
公開日2011年11月16日 申請日期2008年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日
發(fā)明者大谷利宏, 蒲越虎 申請人:三菱電機(jī)株式會社