【手続補正書】
【提出日】平成17年9月29日(2005.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、
荷電粒子ビーム走査装置を有し、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを出力する照射装置と、
前記荷電粒子ビームの複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された複数回行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御して前記荷電粒子ビームを移動させる制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線出射装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、
荷電粒子ビーム走査装置を有し、前記荷電粒子ビームの進行方向に患部を複数に分割してなる層毎に、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを出力する照射装置と、
前記荷電粒子ビームの進行方向で第２の層よりも深い位置にある第１の層の複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを照射したときにその荷電粒子ビームの照射を受けない第１領域と、そのときに前記荷電粒子ビームの照射を受ける第２領域とを含む前記第２の層において、前記第２領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された第２の回数行い、前記第１領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を前記第２の回数よりも多く設定された第１の回数行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御して前記荷電粒子ビームを移動させる制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線出射装置。
【請求項３】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、
荷電粒子ビーム走査装置を有し、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを出力する照射装置と、
前記照射装置からの前記荷電粒子ビームの出力を停止させ、前記荷電粒子ビームの出力を停止した状態で、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御することにより前記荷電粒子ビームの照射位置を変更させ、この変更後に、前記照射装置からの荷電粒子ビームの出力を開始させ、この操作を繰り返して複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを照射するとともに、前記複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された複数回行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御して前記荷電粒子ビームを移動させる制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線出射装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記荷電粒子ビームを前記複数回照射する前記複数の照射位置が、前記荷電粒子ビームを照射する標的内で照射エネルギーが異なる複数の層領域に設定された複数の照射位置となるように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御する請求項３記載の粒子線出射装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記複数回照射する複数の照射位置の各々に対する前記荷電粒子ビームの照射を、前記複数回に対するそれぞれの設定照射量以下となるように制御する請求項３記載の粒子線出射装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記照射装置からの前記荷電粒子ビームの出力停止を、ビーム出射停止信号の出力により前記加速器からの前記荷電粒子ビームの出射を停止させることにより行い、前記照射装置からの前記荷電粒子ビームの出力開始を、ビーム出射開始信号の出力により前記加速器から前記荷電粒子ビームを出射させることにより行う請求項３記載の粒子線出射装置。
【請求項７】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、
荷電粒子ビーム走査装置を有し、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを出力する照射装置と、
前記荷電粒子ビームが照射される複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された複数回行い、かつ前記複数回照射する各照射位置に対する前記荷電粒子ビームの照射を、前記複数回に対するそれぞれの設定照射量以下に制御する制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線出射装置。
【請求項８】
前記設定照射量は、前記複数の照射位置における照射量のばらつきが小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項７記載の粒子線出射装置。
【請求項９】
荷電粒子ビームを出射する加速器と、
荷電粒子ビーム走査装置を有し、前記加速器から出射された荷電粒子ビームを出力する照射装置と、
前記加速器から出射された前記荷電粒子ビームを前記照射装置に導くビーム輸送装置と、
前記照射装置からの前記荷電粒子ビームの出力を停止させ、前記荷電粒子ビームの出力を停止した状態で、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御することにより前記荷電粒子ビームの照射位置を変更させ、この変更後に、前記照射装置からの荷電粒子ビームの出力を開始させ、この操作を繰り返して複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを照射するとともに、前記複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された複数回行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御する第１制御装置と、
設定された一部の前記照射位置への前記荷電粒子ビームの照射終了信号を前記第１制御装置から入力したとき、少なくとも前記ビーム輸送装置に設けられた第１エレメントを、前記照射終了信号の入力前とはエネルギーが変更された前記荷電粒子ビームを前記照射装置に導くように、制御する第２制御装置とを備えたことを特徴とする粒子線出射装置。
【請求項１０】
前記第１エレメントを制御する前記第２制御装置は、前記加速器に設けられた第２エレメントを、前記エネルギーが変更された荷電粒子ビームを発生するように、制御する請求項９記載の粒子線出射装置。
【請求項１１】
前記第１制御装置は、前記荷電粒子ビームを複数回照射する前記照射位置が、前記荷電粒子ビームを照射する標的内で照射エネルギーが異なる複数の層領域に設定された複数の照射位置のうちの少なくとも１つとなるように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御する請求項９または請求項１０記載の粒子線出射装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記複数回照射する複数の照射位置の各々に対する前記荷電粒子ビームの照射を、前記複数回に対するそれぞれの設定照射量以下となるように制御する請求項９または請求項１０記載の粒子線出射装置。
【請求項１３】
加速器から出射された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビーム走査装置を有する照射装置から出力する粒子線出射方法において、
前記荷電粒子ビームの複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの出射を設定された複数回行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御して前記荷電粒子ビームを移動させることを特徴とする粒子線出射方法。
【請求項１４】
加速器から出射された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビーム走査装置を有する照射装置から出力する粒子線出射方法において、
前記荷電粒子ビームの進行方向で第２の層よりも深い位置にある第１の層の複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを出射したときにその荷電粒子ビームの照射を受けない第１領域と、そのときに前記荷電粒子ビームの照射を受ける第２領域とを含む前記第２の層において、前記第２領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された第２の回数行い、前記第１領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を前記第２の回数よりも多く設定された第１の回数行うように、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御して前記荷電粒子ビームを移動させることを特徴とする粒子線出射方法。
【請求項１５】
加速器から出射された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビーム走査装置を有する照射装置から出力する粒子線出射方法において、
前記照射装置からの前記荷電粒子ビームの出射を停止し、この出射停止状態で、前記荷電粒子ビームの照射位置を変更するように前記荷電粒子ビーム走査装置を制御し、この変更後に、前記照射装置からの荷電粒子ビームの出射を開始し、この操作を繰り返して複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを照射するとともに、前記複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの出射を複数回行わせることを特徴とする粒子線出射方法。
【請求項１６】
前記複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの複数回の出射は、前記荷電粒子ビーム走査装置を制御することによって行われる請求項１５記載の粒子線出射方法。
【請求項１７】
前記荷電粒子ビームを複数回出射する前記複数の照射位置が、前記荷電粒子ビームを照射する標的内で照射エネルギーが異なる複数の層領域に設定された複数の照射位置である請求項１５または請求項１６記載の粒子線出射方法。
【請求項１８】
前記複数回出射する複数の照射位置の各々に対して、前記荷電粒子ビームの出射を、前記複数回に対するそれぞれの設定照射量以下となるように前記荷電粒子ビームを出力する請求項１５記載の粒子線出射方法。
【請求項１９】
加速器から出射された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビーム走査装置を有する照射装置から出力する粒子線出射方法において、
前記荷電粒子ビームの複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの出射を設定された複数回行い、かつ前記複数回照射する各照射位置に対する前記荷電粒子ビームの照射を、前記複数回に対するそれぞれの設定照射量以下に制御することを特徴とする粒子線出射方法。
【請求項２０】
前記設定照射量は、前記複数の照射位置における照射量のばらつきが小さくなるように設定されていることを特徴とする請求項１９記載の粒子線出射方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】粒子線出射装置及び粒子線出射方法
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記従来の粒子線治療システムにおいて、健全な細胞への被曝を極力防止し過不足のない正しい照射治療を行うために、照射装置には、電磁石の下流側でかつ照射対象である患者の直前に、ビームの照射線量分布を測定する照射線量モニタとは別に、ビーム位置モニタが設置されている。このビーム位置モニタは、通常、ビームの通過によって電離した電荷量をコンデンサーに蓄積し、スポット照射後にコンデンサに誘起された電圧を読み出す方式であることが多い。このコンデンサの容量は、最も照射線量の多いスポットによる電離電荷量を許容できるように決められる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の目的は、荷電粒子ビームを用いた治療時における実際の照射線量の検出精度を向上することができる粒子線出射装置及び粒子線出射方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上述した目的を達成する本発明の特徴は、荷電粒子ビームの複数の照射位置の各々への荷電粒子ビームの照射を設定された複数回行うように、荷電粒子ビーム走査装置を制御して荷電粒子ビームを移動させる制御装置を備えた粒子線出射装置にある。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
好ましくは、照射装置からの荷電粒子ビームの出力を停止させ、荷電粒子ビームの出力を停止した状態で、荷電粒子ビーム走査装置を制御することにより荷電粒子ビームの照射位置を変更させ、この変更後に、照射装置からの荷電粒子ビームの出力を開始させ、この操作を繰り返して複数の照射位置に前記荷電粒子ビームを照射するとともに、前記複数の照射位置の各々への荷電粒子ビームの照射を、設定された複数回（具体的には、治療計画情報に基づいて複数回）行うように、荷電粒子ビーム走査装置を制御して荷電粒子ビームを移動させる制御装置を備えた粒子線出射装置にある。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
上述した第１の目的を達成する上記の発明の好ましい実施態様は、制御装置が、荷電粒子ビームの進行方向で第２の層よりも深い位置にある第１の層の複数の照射位置に荷電粒子ビームを照射したときにその荷電粒子ビームの照射を受けない第１領域と、そのときに荷電粒子ビームの照射を受ける第２領域とを含む前記第２の層において、前記第２領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を設定された第２の回数行い、前記第１領域内の複数の照射位置の各々への前記荷電粒子ビームの照射を前記第２の回数よりも多く設定された第１の回数行うように、荷電粒子ビーム走査装置を制御して荷電粒子ビームを移動させることである。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
本発明によれば、荷電粒子ビームを用いた治療時における実際の照射量の検出精度を向上することができる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
この段階では、全スポットの照射量はそれぞれ決定されているものの、そのどれもが当該割り当てられた照射量を一回で（一度に）照射するように設定されている。ステップ１３０では、それらのスポットに対して決定された各照射量のうち、先にステップ１０８で入力された分割基準照射量を超える照射量がある場合には、そのスポットへのイオンビームの照射は一度に行わず、複数回（少なくとも２回以上）に分けて分割照射する。すなわち、照射回数Ｎは、当該スポットの照射量をＲ、分割基準照射量をＲsとしたとき、Ｎ≧Ｒ／Ｒsとなる最小の自然数ｎとする（いいかえれば、ＲをＲsで除した値の小数点以下を切り上げた値とする）。これにより、Ｎ＝１となった場合はＲ≦Ｒsであって複数回分割照射を行わず（一度に照射する）、Ｎ≧２となった場合はＲ＞Ｒsであり、複数回に分割した照射を行うように計画する。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
プリセットカウンタ４１ａは、パルス入力部４１ａａからの入力パルスに基づくカウント値がステップ３０２で設定した目標カウント数の設定値以上となった場合に照射量超過信号を発する（ステップ３０９）。この照射量超過信号の発生と、ステップ３０２で設定された目標カウント数の入力とを条件として、ステップ３１０で設定値比較結果出力部４１ａｆよりトリガー信号を出力する。このトリガー信号はＯＲ回路４１Ａｄ，４１Ａｅを介し第１リセット信号としてプリセットカウンタ４１ａの初期化（クリア）信号入力部４１ａｃ、動作開始（ＳＴＡＲＴ）信号入力部４１ａｄに入力され、プリセットカウンタ４１ａのカウント数がリセットされて再カウントが開始される（ステップ３１１）。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
スキャニングコントローラ４１の記録カウンタ制御部４１Ｂは、第１及び第２遅延タイマー４１Ｂａ，Ｂｂを備えている。ビーム出射開始・停止信号生成部４１Ｓが出力した上記ビーム出射停止信号は、（ビームＯＮ→ＯＦＦの切り替わりをＮＯＴ回路４１Ｂｇを介したＯＦＦ→ＯＮに変換する形で）第１遅延タイマー４１Ｂａをスタートさせる指令信号として入力される（ステップ３１４）。そしてこのスタート後の経過時間があらかじめ定められた所定の設定時間（＝第１遅延時間、後述の図１６の「遅れ」に相当）となった場合に第１時間到達信号が記録カウンタ制御部４１Ｂの第１レジスタ４１Ｂｃへ発せられる（ステップ３１５）。第１時間到達信号、及び第１遅延タイマースタート指令信号の入力を条件として、ステップ３１６において、第１レジスタ４１Ｂｃより記録カウンタ読み出し信号が記録カウンタ４１ｂへと出力され、そのときのカウント値が記録カウンタカウント値読み出し部４１ｂｅより第１レジスタ４１Ｂｃへ入力される。このとき、図１４では煩雑防止のため図示を省略しているが、上記時間到達信号は第２遅延タイマー４１Ｂｂをスタートさせる指令信号として入力される。そして、上記第１遅延タイマー同様、スタート後の経過時間があらかじめ定められた所定の設定時間（＝第２遅延時間）となった場合に第２時間到達信号が記録カウンタ制御部４１Ｂの第２レジスタ４１Ｂｄへ発せられる。第２時間到達信号、及び第２遅延タイマースタート指令信号の入力を条件として、第２レジスタ４１Ｂｄより記録カウンタ読み出し信号が記録カウンタ４１ｂへと出力され、そのときのカウント値が記録カウンタカウント値読み出し部４１ｂｅより第２レジスタ４１Ｂｄへ入力される。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
本実施形態では、特に、イオンビームの進行方向である層（例えば層３）よりも深い位置にある他の層（例えば層２）にイオンビームを照射したときにその荷電粒子ビームの照射を受けない、ある層の第１領域（層３について言えば図１０の左半分の領域）内の各照射位置に対するイオンビームの照射回数を、そのときにイオンビームの照射を受ける、ある層の第２領域（層３について言えば図１０の右半分の領域）内の各照射位置に対するその回数よりも多くしているため、第１及び第２領域を含むある層における照射線量をより均一化することができる。本実施形態では、そのような第１及び第２領域において、各照射位置に対するイオンビームの照射量のばらつきを小さくし、その照射量を平準化することができる。