(57)【要約】      （修正有）【課題】ハドロン治療装置の品質保証のためのファントム及び方法を提供する。【解決手段】強度変調粒子線治療モードで使用されるハドロン治療装置の品質保証のためのファントム及び方法。ファントムは、ベースプレートを備えるフレーム構造と、前記ベースプレートに取り付けられたエネルギーウェッジと、２Ｄ検出器と、を備え、前記ウェッジ及び２Ｄ検出器が、前記フレーム構造に対して既知の固定位置にある。前記ファントムは、ＳＯＢＰウェッジを更に備え、前記ＳＯＢＰウェッジが、前記ベースプレートに対して傾斜した第１の面及び前記ベースプレートに垂直な第２の面を備え、前記ＳＯＢＰウェッジが、１．３よりも高い相対密度を有する材料から形成され、第１の面と第２の面との間の距離が、０と、前記ハドロン治療装置のビームの高エネルギー限界と低エネルギー限界との間のエネルギーを有するビームの侵入深度との間で変動する。【選択図】図１
2020199258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用可能なハドロン治療装置の品質保証のためのファントム（１０）において、前記ハドロン治療装置が、低エネルギー限界と高エネルギー限界との間のエネルギーを有するハドロンビームを生成するように構成され、前記ファントム（１０）が：
ａ）第１の縁部（５０）及び前記第１の縁部に平行な第２の縁部（６０）を有するベースプレート（３５）を備えるフレーム構造（３０）と；
ｂ）それぞれがエネルギーウェッジの底面（７５）、前記エネルギーウェッジの底面に対して傾斜したエネルギーウェッジの第１の面（８０）、及び前記エネルギーウェッジの底面（７５）に垂直なエネルギーウェッジの第２の面（９０）を有する、前記ベースプレート（３５）に取り付けられた１つ又は複数のエネルギーウェッジ（７０）であって、前記エネルギーウェッジの第２の面（９０）が前記第２の縁部（６０）に対して平行である、１つ又は複数のエネルギーウェッジ（７０）と：
ｃ）前記第２の縁部（６０）に配置され、前記ベースプレート（３５）に垂直に取り付けられた２Ｄ検出器（２００）と、を備え；
前記１つ又は複数のウェッジ（７０）及び２Ｄ検出器（２００）が、前記フレーム構造（３０）に対して既知の固定位置にあり、
前記ファントム（１０）が、拡大ブラッグピーク（ＳＯＢＰ）ウェッジ（１７０）を備え、前記ＳＯＢＰウェッジ（１７０）が、ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）、前記ＳＯＢＰウェッジの底面に対して傾斜したＳＯＢＰウェッジの第１面（１８０）、及び前記ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）に対して垂直なＳＯＢＰウェッジの第２の面（１９０）を備え、前記ＳＯＢＰウェッジ（１７０）が前記ベースプレート（３５）に取り付けられ、前記ＳＯＢＰウェッジの第２の面が前記第２の縁部に対して平行であり、
前記ＳＯＢＰウェッジ（１７０）が、１．３よりも高い、好ましくは１．５よりも高い、より好ましくは１．７よりも高い相対密度を有する材料から形成され、前記ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）に平行な線に沿って測定される、前記ＳＯＢＰウェッジの第１の面（１８０）と第２の面（１９０）との間の距離が、０と、前記高エネルギー限界に等しいエネルギーを有するハドロンビームの前記材料への侵入深度との間で変動することを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項２】
請求項１に記載のファントム（１０）において、前記エネルギーウェッジの少なくとも１つが、１．３よりも高い、好ましくは１．５よりも高い、より好ましくは１．７よりも高い密度を有する同じ材料から形成されることを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のファントム（１０）において、前記材料が、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンポリマー、及びそれらの混合物から選択されることを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか１項に記載のファントム（１０）において、前記フレーム構造が、前記ベースプレート（３５）及び前記２Ｄ検出器（２００）に取り付けられた１つ又は２つのハンドル（３２）を備えることを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか１項に記載のファントム（１０）において、前記２Ｄ検出器（１８０）が、非晶質シリコンアクティブフラットパネル検出器を含むことを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載のファントム（１０）において、前記ベースプレート（３５）及び１つ又は複数の前記ウェッジの底面（７５）及び／又は前記ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）が、前記ウェッジを前記ベースプレートに取り付けるための固定手段を備えることを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載のファントム（１０）において、前記エネルギーウェッジの底面（７５）に平行な線に沿って測定される、前記エネルギーウェッジ（７０）の１つの前記エネルギーウェッジの第１の面（８０）と前記第２の面（９０）との間の距離が、前記ウェッジの中間高さにおける前記高エネルギー限界と前記低エネルギー限界との間の公称エネルギーを有するハドロンビームの前記材料への侵入深度であり、且つ前記エネルギーウェッジの底部の高さで１５ｍｍ未満短く、前記エネルギーウェッジの頂部の高さで１５ｍｍ未満長く、前記高さが、前記エネルギーウェッジの底面（７５）に垂直に測定されることを特徴とする、ファントム（１０）。
【請求項８】
強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用可能なハドロン治療装置の品質保証のための方法において、前記装置が、基準位置を有する患者ポジショナを備え、前記方法が：
ａ）請求項１乃至７の何れか１項に記載のファントム（１０）を用意するステップと；
ｂ）前記ファントム（１０）を前記患者ポジショナ上に位置決めするステップと；
ｃ）変調ビームを用いて前記ファントム（１０）を照射するステップであって、前記変調ビームが、それぞれが異なるエネルギーを有し、且つ物質中にＳＯＢＰを生成するために選択された線量を有する複数のビームを含み、前記変調ビームが、前記ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）に対して垂直に測定される高さにおいて、前記ＳＯＢＰウェッジの底面（１７５）に平行な方向で前記ＳＯＢＰウェッジの第１の面に向けられる、ステップと；
ｄ）前記２Ｄ検出器（２００）における前記変調ビームの応答を得るステップと；
ｅ）前記ＳＯＢＰウェッジの底部の高さと前記ＳＯＢＰウェッジの頂部の高さとの間の複数の高さでステップ（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すステップと；
ｆ）それぞれの高さにおける前記複数の応答から、ＳＯＢＰを再構成するステップと、を含むことを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項８に記載のステップｃ）〜ｆ）を行うためのコードを含むことを特徴とする、コンピュータプログラム。
【請求項１０】
ハドロン治療装置の品質保証のための、請求項１乃至７の何れか１項に記載のファントム（１０）及び請求項９に記載のコンピュータプログラムを有する制御装置を含むことを特徴とする、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、ハドロン治療の分野に関する。より詳細には、発明は、ペンシルビームスキャニング（ＰＢＳ）法としても公知の強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用されるハドロン治療装置の品質保証のためのファントム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハドロン治療は、エネルギーハドロンビームを用いた照射による腫瘍の処置を含む。好ましいハドロンは、典型的にはプロトン及び炭素イオンである。現在のプロトンビーム施設において、ペンシルビームスキャニング法（ＰＢＳ）はターゲットにおける個別のスポットの照射を含み、各スポットは所定の位置及び深度を有し、所定の線量が各スポットに処方される。施設の各処置室では、送達されるビームの様々な特性について、日々の検証作業が行われる。これらの特性は次の通りである：
・ビーム範囲：所与のターゲット、通常は、水ファントム又は多層電離箱における所与のビームエネルギーでのブラッグピークの位置（深度）；
・適切な２Ｄ検出器、例えば、ＣＣＤカメラを備えた電離箱のアレイ又はシンチレータスクリーンによって測定されるスポット位置、スポットサイズ、及びスポット対称性；
・照射設備の出力率を調べるための、絶対電離箱によって測定される蓄積線量：
・Ｘ線イメージングシステムに対するプロトンビームの位置；
・拡大ブラッグピーク（ＳＯＢＰ）が使用される場合の、実際のＳＯＢＰに対する計画ＳＯＢＰのコンプライアンス。
これらの各特性は、一般的には、個別の測定装置によっていくつかの異なるビームエネルギー準位で測定される。完全な検証には、ファントム又は測定装置を適合させるための処置室への入室を含め、多くの手動操作が必要である。従って、検証作業を完了させるために必要な時間は、３０〜６０分間程度である。そのような長い検証時間は、１日に行うことができる処置数に関して処置施設の効率を低下させることになる。プロトンビーム施設において品質保証（ＱＡ）に費やされる典型的な時間は、次の通りである：日間ＱＡ：３０分、即ち、合計すると１年に１６日間；月間ＱＡ：１か月に３時間、即ち、合計すると１年間に４．５日間；年間ＱＡ１６時間、即ち、１年間に２日間。従って、日間ＱＡを行うために必要な時間を削減することが重要である。
【０００３】
粒子線治療装置の品質保証のためのファントム及び方法は、特許文献１から公知である。このファントムは、フレーム構造：１つ又は複数のウェッジ、第１のブロック面及びこの第１のブロック面に平行な第２のブロック面をそれぞれ有する第１及び第２の材料ブロック、前記第１のブロック面に配置された絶対線量計、前記ブロックに配置された高密度材料の複数のビード、及び２Ｄ検出器を備える。構成要素は、フレーム構造に対して既知の固定位置に配置される。中心ビードは、フレーム構造に対して既知の中心固定位置に維持される。構成要素は、ビームが、中心ビード以外のどの材料も横断することなく、前記中心ビートを通ってファントムを横断するようにフレーム構造に配置される。ＩＢＡ  Ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ社によって提供される製品「Ｓｐｈｉｎｘ  ＰＴ」は、この文書に従って構築される。このファントムのウェッジは、１，０４５の相対密度を有する水等価材料、即ち、ＲＷ３から形成される。このファントムは、好ましくは、シンチレータスクリーン及びＣＣＤカメラを有する２Ｄ検出器を用いて使用される。
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１７０１１５号パンフレット
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、粒子線治療装置の迅速かつ信頼性の高い検証を行うことを可能にする、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用されるハドロン治療装置の品質保証のためのファントム及び方法を提供することにある。より正確には、計画ＳＯＢＰの実際のＳＯＢＰとのコンプライアンスの検証を行うことを可能にすると共に、この検証を行うために必要な時間と労力を最小限にするファントムが必要とされている。
【０００６】
本発明は独立請求項によって規定される。従属請求項は、有利な実施形態を規定する。
【０００７】
本発明の第１の態様により、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用可能なハドロン治療装置の品質保証のためのファントムが提供され、前記ハドロン治療装置は、低エネルギー限界と高エネルギー限界との間のエネルギーを有するハドロンビームを生成するように構成されている。ファントムは：
ａ）第１の縁部及び前記第１の縁部に平行な第２の縁部を有するベースプレートを備えるフレーム構造と；
ｂ）それぞれがエネルギーウェッジの底面、前記エネルギーウェッジの底面に対して傾斜したエネルギーウェッジの第１の面、及び前記エネルギーウェッジの底面に垂直なエネルギーウェッジの第２の面を有する、前記ベースプレートに取り付けられた１つ又は複数のエネルギーウェッジであって、前記エネルギーウェッジの第２の面が前記第２の縁部に対して平行である、１つ又は複数のエネルギーウェッジと：
ｃ）前記第２の縁部に配置され、前記ベースプレートに垂直に取り付けられた２Ｄ検出器と、を備え；
前記１つ又は複数のウェッジ及び２Ｄ検出器が、前記フレーム構造に対して既知の固定位置にある。本発明によると、ファントムは、拡大ブラッグピーク（ＳＯＢＰ）ウェッジを備え、前記ＳＯＢＰウェッジが、ＳＯＢＰウェッジの底面、前記ＳＯＢＰウェッジの底面に対して傾斜したＳＯＢＰウェッジの第１面、及び前記ＳＯＢＰウェッジの底面に対して垂直なＳＯＢＰウェッジの第２の面を有し、前記ＳＯＢＰウェッジが前記ベースプレートに取り付けられ、前記ＳＯＢＰウェッジの第２の面が前記第２の縁部に対して平行であり、前記ＳＯＢＰウェッジが、１．３よりも高い、好ましくは１．５よりも高い、より好ましくは１．７よりも高い相対密度を有する材料から形成され、前記ＳＯＢＰウェッジの底面に平行な線に沿って測定される、前記ＳＯＢＰウェッジの第１の面と第２の面との間の距離が、０と、前記高エネルギー限界に等しいエネルギーを有するハドロンビームの前記材料への侵入深度との間で変動する。
ハドロン治療装置は、陽子ビームを使用すると、典型的には、３５ＭｅＶ〜２３０ＭｅＶの範囲のエネルギーを有するビームを生成する。炭素イオンが使用されると、ビームのエネルギーは、典型的には、１００Ｍｅｖ／核子〜４００Ｍｅｖ／核子の範囲である。
【０００８】
好ましくは、前記エネルギーウェッジの少なくとも１つは、１．３よりも高い、好ましくは１．５よりも高い、より好ましくは１．７よりも高い相対密度を有する同じ材料から形成される。
【０００９】
好ましくは、前記材料は、それぞれＰＶＤＦ、ＰＩ、ＰＥＥＫと呼ばれるポリフッ化ビニリデン、ポリイミド、ポリエーテルエーテルケトンポリマー、及びそれらの混合物から選択される。
【００１０】
フレーム構造は、ベースプレート及び２Ｄ検出器に取り付けられた１つ又は２つのハンドルを有利に備えることができる。
【００１１】
２Ｄ検出器は、非晶質シリコンアクティブフラットパネル検出器を含み得る。
【００１２】
ベースプレート及び１つ又は複数の前記ウェッジの底面及び／又は前記ＳＯＢＰウェッジの底面は、前記ウェッジを前記ベースプレートに取り付けるための固定手段を備えることができる。
【００１３】
前記エネルギーウェッジの底面に平行な線に沿って測定される、前記エネルギーウェッジの１つの前記エネルギーウェッジの第１の面と前記第２の面との間の距離が、前記ウェッジの中間高さにおける前記高エネルギー限界と前記低エネルギー限界との間の公称エネルギーを有するハドロンビームの前記材料への侵入深度であり、且つ前記エネルギーウェッジの底部の高さで１５ｍｍ未満短く、前記エネルギーウェッジの頂部の高さで１５ｍｍ未満長く、前記高さが、前記エネルギーウェッジの底面に垂直に測定される。
【００１４】
本発明の第２の態様により、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）モードで使用可能なハドロン治療装置の品質保証のための方法が提供され、前記装置は、基準位置を有する患者ポジショナを備え、前記方法は：
ａ）本発明によるファントムを用意するステップと；
ｂ）このファントムを前記患者ポジショナ上に位置決めするステップと；
ｃ）変調ビームを用いてこのファントムを照射するステップであって、前記変調ビームが、それぞれが異なるエネルギーを有し、且つ物質中にＳＯＢＰを生成するために選択された線量を有する複数のビームを含み、前記変調ビームが、前記ＳＯＢＰウェッジの底面に対して垂直に測定される高さにおいて、前記ＳＯＢＰウェッジの底面に平行な方向で前記ＳＯＢＰウェッジの第１の面に向けられる、ステップと；
ｄ）前記２Ｄ検出器における前記変調ビームの応答を得るステップと；
ｅ）前記ＳＯＢＰウェッジの底部の高さと前記ＳＯＢＰウェッジの頂部の高さとの間の複数の高さでステップ（ｃ）及び（ｄ）を繰り返すステップと；
ｆ）それぞれの高さにおける前記複数の応答から、ＳＯＢＰを再構成するステップと、を含む。
これにより、計画ＳＯＢＰの実際のＳＯＢＰとのコンプライアンスを決定することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様により、本発明の方法のステップｃ）〜ｆ）を行うためのコードを含むコンピュータプログラムが提供される。
【００１６】
本発明の第４の最後の態様により、ハドロン治療装置の品質保証のための、本発明によるファントム及び本発明によるコンピュータプログラムを有する制御装置を含むシステムが提供される。
【００１７】
図面の簡単な説明
本発明のこれらの態様及び更なる態様が、例として、添付の図面を参照してより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の一実施形態によるファントムの斜視図である。
【図２】図２ａは、ＳＯＢＰウェッジの側面図である。図２ｂは、ＳＯＢＰウェッジの斜視図である。
【図３】図３ａは、第１の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの側面図である。図３ｂは、第１の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの斜視図である。
【図４】図４ａは、第２の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの側面図である。図４ｂは、第２の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの斜視図である。
【図５】図５ａは、第３の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの側面図である。図５ｂは、第３の公称エネルギー用のエネルギーウェッジの斜視図である。
【図６】図６は、異なる高さでＳＯＢＰウェッジを横断するＳＯＢＰを生成するように構成された変調ビームの概略図である。
【図７】図７は、異なる高さでＳＯＢＰウェッジを横断するＳＯＢＰを生成するように構成された変調ビームの概略図であり、この変調ビームには欠陥が存在する。
【００１９】
図面における描写は、正確な縮尺でも比率でも描かれていない。一般に、同一の構成要素は、図面において同じ参照符号で示される。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態によるファントム１０の斜視図である。フレーム構造３０は、第１の縁部５０及び第２の縁部６０を有するベースプレート３５を備える。複数の要素：エネルギーウェッジ７０、ＳＯＢＰウェッジ１７０、材料ブロック１００をベースプレートに取り付けることができる。３つのエネルギーエッジが示されているが、それより多い又は少ないエネルギーウェッジを使用してもよい。ＳＯＢＰウェッジ１７０も存在する。材料ブロック１００は、ファントムの位置決めのための絶対線量計及び／又はマーカーを支持するために使用することができる。２Ｄ検出器が、ベースプレート３５の第２の縁部６０に配置され、そこに垂直に取り付けられている。１つ又は２つのハンドル３２を、取り扱いを容易にするため、及びファントム１０の剛性を改善するためにファントム１０の側面に配置することができる。
【００２１】
ＳＯＢＰウェッジ１７０及び任意選択のエネルギーウェッジ７０は、１．３よりも高い、好ましくは１．５よりも高い、より好ましくは１．７よりも高い相対密度を有する材料から形成される。出願人は、これらのウェッジに適した材料は、ＰＶＤＦとも呼ばれるポリフッ化ビニリデンであると判断した。ＲＷ３などの水等価材料の使用により、従来技術から分かっているように、ファントムは、ＳＯＢＰウェッジでは大きなサイズを必要とすることになり、ファントムの取り扱いが困難になる。１．７以上の相対密度は、好ましいサイズを有するファントムを得るために適切であることが分かった。金属は、ハドロンビームによって生じる活性化のために不適切であることが分かった。ＰＴＦＥ（テフロン）は、放射線耐性がないために不適切であることが分かった。黒鉛もまた、放射線下で脆性になったため不適切であることが分かった。ポリフッ化ビニリデンは、密度、耐放射性、及び機械的性質に関してすべての要件を満たしていることが分かった。他の適切な材料は、ポリイミドポリマーである。ポリイミドポリマーは、１．３〜１，４の密度を有する。適切なポリイミドポリマーは、Ｅｎｓｉｇｎｅｒ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社によってＴＥＣＡＳＩＮＴという商品名で販売されている。他の適切な材料は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）材料である。Ｅｎｓｉｇｎｅｒ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ社によってＴＥＣＡＰＥＥＫという商品名で販売されているＰＥＥＫ材料は、１．３１の相対密度を有し、同様に適切であることが分かった。
【００２２】
２Ｄ検出器は、有利には、Ｘ線イメージングに使用されるフラットパネルであろう。そのようなパネルは、１０２４×１０２４のセンサセルのマトリックスを有し、それぞれは、センサとしてのダイオード、及び列をアドレス指定して信号を送信するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を備える。２００μｍのピッチでは、そのようなパネルは、２００ｍｍ×２００ｍｍの感受性領域を有する。プロトン又は炭素原子を使用する場合、Ｘ線イメージングに使用されるシンチレータは取り外すことができる。適切なフラットパネルは、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社によって提供されるＸＲＤ  Ｏ８２２  ＡＯ、ＡＰである。
【００２３】
図２ａ及び図２ｂはそれぞれ、ＳＯＢＰウェッジ１７０の側面図及び斜視図である。ＳＯＢＰウェッジ１７０のその基底での幅Ｗｓｏｂｐは、この幅に沿って第１の面１８０から第２の面１９０に向けられる、ＳＯＢＰウェッジ１７０の底面１７５に平行なペンシルビームが、ＳＯＢＰウェッジ１７０の第２の面１９０の上流のＳＯＢＰウェッジの内部にブラッグピークを有するように決定される。ＳＯＢＰウェッジの高さＨｓｏｂｐは、ＳＯＢＰウェッジの頂部に向けられるビームが２Ｄ検出器２００の上部領域に到達するように決定される。１．７の相対密度を有するＰＶＤＦなどの材料が選択される場合、最大２３０ＭｅＶのエネルギーのプロトンを使用するハドロン治療装置と共に使用するためのＷｓｏｂｐの値は１５１ｍｍである。当業者には、他のイオン、他のエネルギー、及び他の材料の相対密度に対してのＷｓｏｂｐの値を決定する方法は公知であろう。ＳＯＢＰウェッジのベース１９５は、以下に述べるようにウェッジをベースプレートに固定するために使用される。典型的な２Ｄ検出器は、２００ｍｍ×２００ｍｍの感受性領域を有し得る。従って、高さＨｓｏｂｐは、ＳＯＢＰウェッジのベース１９５の２０ｍｍの高さＦを含め、２２０ｍｍであり得る。ＳＯＢＰウェッジ１７０の厚みは、２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であり得る。選択された値は２８ｍｍであった。示されているＳＯＢＰウェッジの角αは３６．７°である。
【００２４】
図３ａ及び図３ｂ、図４ａ及び図４ｂ、図５ａ及び図５ｂは、３つの公称エネルギー用のエネルギーウェッジの側面図及び斜視図である。これらのエネルギーウェッジの目的は、公称エネルギーを有するペンシルビームのエネルギーの正確な決定である。図３ａ及び図３ｂを参照すると、エネルギーウェッジ７０は、エネルギーウェッジの第１の面８０（ビーム入射）、及びエネルギーウェッジの第２の面９０（ビーム出射）、及びエネルギーウェッジの底面７５を有する。エネルギーウェッジのベース９５は、以下に述べるようにウェッジをベースプレートに固定するために使用される。図４及び図５のエネルギーウェッジは、同様であるが、サイズが異なる。３つのエネルギーウェッジの高さＨｅ１、Ｈｅ２、Ｈｅ３は、エネルギーウェッジのベース９５の２０ｍｍの高さを含め、１００ｍｍに等しい。エネルギーウェッジのベースのＷｂｅｉの幅及び上部のＷｔｅｉの幅は、以下の通りである：
【００２５】
2020199258.tif 000003
【００２６】
エネルギーウェッジ７０の厚みはまた、２０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲であり得る。選択される値は２８ｍｍであり、ＳＯＢＰのウェッジと同じであった。
【００２７】
好ましくは、ＳＯＢＰウェッジ、エネルギーウェッジ、及び材料ブロック１００などのファントムの他の構成要素は、フレーム構造３０のベースプレート３５に取り付けることができる。これらの固定手段の一実施形態では、構成要素は、ベース部１９５（ＳＯＢＰウェッジの場合）又は９５（エネルギーウェッジの場合）を有する。孔がベースプレート３５に開けられていて、対応する孔がベース部に開けられている。そのため、構成要素をねじで取り付けることができる。ねじの長さは、ビームがこれらのねじによって妨害されないように構成要素の底部領域に限定されている。図２ａにＦとして示されている２０ｍｍの高さが適切であることが分かった。４ｍｍの直径を有する孔とねじが使用され、これらが好都合であることが分かった。他の取り付けも考えられ得る。モジュール方式を実現し、かつ様々なウェッジの組み合わせを可能にするために、ウェッジの厚みに対応する距離、即ち、２８ｍｍで、ベースプレートに連続した孔の列を開けることができる。
【００２８】
図６は、異なる高さでＳＯＢＰウェッジを横断するＳＯＢＰを生成するように構成された変調ビームの概略図である。変調ビーム２２０は、３つの異なる高さで描かれており、３つの入射点２２５、２２５’、２２５’’でＳＯＢＰウェッジの第１の面１８０に入射し、ＳＯＢＰウェッジの第２の面１９０でＳＯＢＰウェッジから出射し、２Ｄ検出器に衝当する。従って、それらの高さにおいてそのように変調されたビームに対する２Ｄ検出器の応答は、ＳＯＢＰウェッジの材料の高さにおけるＳＯＢＰウェッジの幅に相当する深度についてのＳＯＢＰの値に対応する。各変調ビームでは、ウェッジでの侵入深度の関数である、２Ｄ検出器の応答を表す値は、図６の右側に示され、ＳＯＢＰの形状を表す。
【００２９】
図７は、図６に類似しているが、ＳＯＢＰが、特定の深度でＳＯＢＰのレベルの低下によって表される、破線で示された欠陥２３０を有する点が異なる。これは、例えば、変調ビームを生成するために使用される個々のペンシルビームの１つ又は複数の重量の決定に誤りがある場合に起こる可能性がある。これはまた、エネルギー低減装置の欠陥などのエネルギーを調節するために使用される手段に欠陥がある場合にも起こる可能性がある。本発明の装置及び方法を使用することにより、そのような欠陥は、応答レベルにおける対応する低下を示す図７の右側に描かれている曲線から分かるように容易に検出することができる。
【００３０】
本発明のファントムは次のように使用することができる：
・ファントムを患者の位置決め装置に配置する。ファントムを軽量且つ小型にすることは容易なことである。上記に従って構築されたファントムは、２Ｄ検出器を含め、約１１ｋｇの重量である。ファントム全体のサイズは３０×３６×１８ｃｍである。
・変調ビームは、ＳＯＢＰウェッジの高さに沿った一連の高さでＳＯＢＰウェッジに向けられる。
・各変調ビームについて、２Ｄ検出器の応答が、対応する高さと共に得られる。
・これらの得られたデータから、実際のＳＯＢＰが再生される。
一連の変調ビームを配向するステップ、データを得るステップ、及び得られる曲線を表示するステップを、制御装置の制御下で自動的に行うことができる。
【００３１】
本発明のファントムを使用すると、ＳＯＢＰを供給するために使用される手段を含む、放射線治療装置の構成要素の機能を効率的且つ迅速に検証することが可能である。得られた２Ｄ線量を、ＳＯＢＰを形成するビームに適用される補正を計算するためにプログラムによって処理することができる。
【００３２】
本発明のファントム１０のフレーム構造３０の存在は多くの利点を有する：ファントムは容易に操作することができ、フレームはファントムの様々な構成要素の位置についての信頼できる正確な基準である。マークをフレームに設けて、ファントムをレーザービームに整合させるため、又はファントムを視覚的に整合させるために使用することができる。
【００３３】
本発明のファントム及び方法を使用することにより、位置決めシステム、Ｘ線イメージングシステム、ビーム配向システム、線量、スポット特性、信頼できる方法での統一化などの粒子線治療装置の構成要素を含む、装置の機能の日々の検証を行うことが可能となる。プログラム制御下で行われる場合、方法は、非常に効率的且つ高速であり、１０分以内で完全な品質保証を行うことを可能にする。本発明の方法により、療法士は、ファントムの変更を行うための処置室への入室、及び測定を行うための処置室からの退室などの多数の時間のかかる作業をしなくて済む。
【００３４】
本発明は、特定の実施形態について説明してきたが、これらの実施形態は、本発明を例証するためのものであり、限定と解釈するべきではない。より一般的には、当業者であれば、本発明が、特に図示され、且つ／又は上記説明されたものによって限定されるものではないことを理解されよう。議論され、図面に示された実施形態の例において、ウェッジの傾斜面は、ビーム源に向けられている一方、ウェッジの垂直面は、２Ｄ検出器に向けられている。しかしながら、ウェッジを他の向きに配置することも同等であることを理解されたい。また、ウェッジの最も長い側面又は最も短い側面は、ベースプレートに対していずれの向きに配置してもよい。
【００３５】
特許請求の範囲における参照符号は、その保護範囲を限定するものではない。動詞「〜を備える（ｔｏ  ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「〜を含む（ｔｏ  ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「〜から成る（ｔｏ  ｂｅ  ｃｏｍｐｏｓｅｄ  ｏｆ）」、又は任意の他の変形、並びにそれらの各活用形の使用は、説明された要素以外の要素の存在を除外するものではない。要素の前の冠詞「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」、又は「ｔｈｅ（その）」の使用は、複数のそのような要素の存在を除外するものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ファントム
３０  フレーム構造
３２  ハンドル
３５  ベースプレート
５０  第１の縁部
６０  第２の縁部
７０  エネルギーウェッジ
７５、１７５  底面
８０、１８０  第１の面
９０、１９０  第２の面
９５、１９５  ベース
１００  材料ブロック
１７０  ＳＯＢＰウェッジ
２００  ２Ｄ検出器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【外国語明細書】
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2020199258000002.pdf
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