(57)【要約】【課題】施設の稼働効率を向上する荷電粒子線治療装置及び荷電粒子線治療装置の作動方法を提供する。【解決手段】荷電粒子線治療装置１は、患者１５を載置する治療台４と、治療台４上の患者１５に向けて荷電粒子線Ｂを照射する照射部２と、照射部２を制御する制御部７と、荷電粒子線Ｂの照射開始前に治療台４上における患者１５の腫瘍１４の位置を測定するＸ線ＣＴ装置４０と、を備え、制御部７は、荷電粒子線Ｂの照射開始前にＸ線ＣＴ装置４０で得られる腫瘍１４の実測位置と、事前に作成された治療計画マップによる腫瘍１４の想定位置と、のずれに基づいて治療計画マップに基づく照射予定位置を補正し、補正後の照射予定位置に荷電粒子線Ｂが照射されるように照射部２を制御する。【選択図】図２
2019150254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を載置する治療台と、
前記治療台上の患者に向けて荷電粒子線を照射する照射部と、
前記照射部を制御する照射制御部と、
前記荷電粒子線の照射開始前に前記治療台上における前記患者の患部の位置を測定する位置測定部と、を備え、
前記照射制御部は、
前記荷電粒子線の照射開始前に前記位置測定部で得られる前記患部の実測位置と、事前に作成された治療計画情報による前記患部の想定位置と、のずれに基づいて前記治療計画情報に基づく照射予定位置を補正し、
補正後の前記照射予定位置に前記荷電粒子線が照射されるように前記照射部を制御する、荷電粒子線治療装置。
【請求項２】
前記照射制御部は、
前記荷電粒子線の照射方向に直交する面内における、前記実測位置と前記想定位置との並進方向のずれ量及び回転方向のずれ量に対応する補正量で、前記照射予定位置を補正する、請求項１に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項３】
前記照射制御部は、
前記実測位置と前記想定位置とのずれに基づいて、前記治療計画情報に基づく前記荷電粒子線の走査経路を更に補正し、
補正後の前記照射予定位置に補正後の前記走査経路で、前記荷電粒子線が照射されるように前記照射部を制御する、請求項１又は２に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項４】
患者を載置する治療台と、
前記治療台上の患者に向けて荷電粒子線を照射する照射部と、
前記照射部を制御する照射制御部と、
前記荷電粒子線の照射開始前に前記治療台上における前記患者の患部の位置を測定する位置測定部と、を備える荷電粒子線治療装置の作動方法であって、
前記照射制御部が、前記荷電粒子線の照射開始前に前記位置測定部で得られる前記患部の実測位置と、事前に作成された治療計画情報による前記患部の想定位置と、のずれに基づいて前記治療計画情報に基づく照射予定位置を補正する照射予定位置補正工程と、
前記照射制御部が、前記照射予定位置補正工程による補正後の前記照射予定位置に前記荷電粒子線が照射されるように前記照射部を制御する照射制御工程と、を備える荷電粒子線治療装置の作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線治療装置及び荷電粒子線治療装置の作動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の荷電粒子線治療が知られている。この種の荷電粒子線治療では、事前に作成された治療計画に合わせて、正確な位置に患者の患部を配置する必要がある。このため、荷電粒子線の照射開始前においては、治療台に患者を載置し、ＤＲ（デジタルラジオグラフィー）又はＣＢＣＴ（コーンビームＣＴ）等で患部の位置を確認し、治療台を移動させるといった操作を、許容誤差を下回るまで繰り返して、患者の位置決めを高精度に行っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-152992号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような手法によれば、患部の位置確認と治療台移動との繰返し作業が多数回に及ぶ場合もある。このため、患者の位置決めに時間がかかり、全体の治療時間が長くなるので、施設の稼働率が低下してしまう。このような課題に鑑み、本発明は、施設の稼働効率を向上する荷電粒子線治療装置及び荷電粒子線治療装置の作動方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の荷電粒子線治療装置は、患者を載置する治療台と、治療台上の患者に向けて荷電粒子線を照射する照射部と、照射部を制御する照射制御部と、荷電粒子線の照射開始前に治療台上における患者の患部の位置を測定する位置測定部と、を備え、照射制御部は、荷電粒子線の照射開始前に位置測定部で得られる患部の実測位置と、事前に作成された治療計画情報による患部の想定位置と、のずれに基づいて治療計画情報に基づく照射予定位置を補正し、補正後の照射予定位置に荷電粒子線が照射されるように照射部を制御する。
【０００６】
この荷電粒子線治療装置によれば、事前の治療計画情報に基づく患部の想定位置に対して荷電粒子線がそのまま照射されるのではなく、位置測定部で得られた患部の実測位置に応じて照射予定位置が補正されるので、実際の患部の位置に合せて荷電粒子線を照射することができる。このような照射予定位置の補正が行われるため、その前段の患部の位置決めでは、極端に高い位置決め精度は要求されない。従って、患部の位置決め作業の時間が短縮され、また位置決め作業を含む治療時間全体が短縮され、その結果、荷電粒子線治療装置及びこれを含む施設の稼働効率が向上する。
【０００７】
照射制御部は、荷電粒子線の照射方向に直交する面内における、実測位置と想定位置との並進方向のずれ量及び回転方向のずれ量に対応する補正量で、照射予定位置を補正するようにしてもよい。
【０００８】
照射制御部は、実測位置と想定位置とのずれに基づいて、治療計画情報に基づく荷電粒子線の走査経路を更に補正し、補正後の照射予定位置に補正後の走査経路で、荷電粒子線が照射されるように照射部を制御するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の荷電粒子線治療装置の作動方法は、患者を載置する治療台と、治療台上の患者に向けて荷電粒子線を照射する照射部と、照射部を制御する照射制御部と、荷電粒子線の照射開始前に治療台上における患者の患部の位置を測定する位置測定部と、を備える荷電粒子線治療装置の作動方法であって、照射制御部が、荷電粒子線の照射開始前に位置測定部で得られる患部の実測位置と、事前に作成された治療計画情報による患部の想定位置と、のずれに基づいて治療計画情報に基づく照射予定位置を補正する照射予定位置補正工程と、照射制御部が、照射予定位置補正工程による補正後の照射予定位置に荷電粒子線が照射されるように照射部を制御する照射制御工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、施設の稼働効率を向上する荷電粒子線治療装置及び荷電粒子線治療装置の作動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る荷電粒子線治療装置を示す図である。
【図２】実施形態に係る荷電粒子線治療装置の照射部等を拡大して示す図である。
【図３】実施形態に係る荷電粒子線治療装置のＸ線ＣＴ装置を含む図である。
【図４】荷電粒子線治療装置による荷電粒子線治療の手順を示すフローチャートである。
【図５】（ａ）は、治療計画マップの腫瘍想定位置を示し、（ｂ）は、Ｘ線ＣＴ装置による腫瘍実測位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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。
【００１３】
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２１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。治療台４上には荷電粒子線治療の対象である患者１５が載置される。
【００１４】
図２は、図１の荷電粒子線治療装置の照射部２付近の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、「Ｚ軸方向」という語を用いて説明する。「Ｚ軸方向」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軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内においてＸ軸方向と直交する方向である。
【００１５】
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２１と、制御部７（照射制御部）と、を備えている。
【００１６】
加速器３は、荷電粒子を加速して予め設定されたエネルギーの荷電粒子線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。なお、加速器３として予め定めたエネルギーの荷電粒子線Ｂを出射するサイクロトロンを採用する場合、エネルギー調整部２０（図１参照）を採用することで、照射部２へ送られる荷電粒子線のエネルギーを調整（低下）させることが可能となる。なお、シンクロトロンは出射する荷電粒子線のエネルギーを容易に変更できるため、加速器３としてシンクロトロンを採用する場合には、エネルギー調整部２０を省略してもよい。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２１によって照射ノズル９へ輸送される。ビーム輸送ライン２１は、加速器３と、エネルギー調整部２０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。
【００１７】
照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（患部）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２１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６、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、マルチリーフコリメータ２４、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。このように、収容体に各主構成要素を収容した照射ノズル９によって照射部２が構成されている。なお、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０は省略してもよい。
【００１８】
走査電磁石６は、Ｘ軸方向走査電磁石６ａ及びＹ軸方向走査電磁石６ｂを含む。Ｘ軸方向走査電磁石６ａ及びＹ軸方向走査電磁石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軸方向走査電磁石６ａは、Ｘ軸方向に荷電粒子線Ｂを走査し、Ｙ軸方向走査電磁石６ｂは、Ｙ軸方向に荷電粒子線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。
【００１９】
四極電磁石８は、Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石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軸方向四極電磁石８ａは、Ｘ軸方向において荷電粒子線Ｂを収束させ、Ｙ軸方向四極電磁石８ｂは、Ｙ軸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、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。
【００２０】
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の線量を検出する。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。ポジションモニタ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。ポジションモニタ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。
【００２１】
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のエネルギーの微調整を行う。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。
【００２２】
マルチリーフコリメータ２４は、制御部７からの信号に基づいて、照射軸方向と垂直な平面方向における荷電粒子線Ｂの照射野６０を規定するものであり、複数の櫛歯を含む遮線部２４ａ，２４ｂを有している。遮線部２４ａ，２４ｂは、互いに突き合わせるように配置されており、これらの遮線部２４ａ，２４ｂ間には、開口部２４ｃが形成されている。当該開口部２４ｃによって荷電粒子線Ｂの照射野が規定される。マルチリーフコリメータ２４は、開口部２４ｃに荷電粒子線Ｂを通過させることで、荷電粒子線Ｂのうち、照射野の周縁部に照射された部分を遮蔽する。なお、荷電粒子線をスキャニング法で照射する際は、荷電粒子線を走査して荷電粒子線が照射される経路によって荷電粒子線の照射野が規定される。この際、マルチリーフコリメータ２４を用いて照射野の端部における荷電粒子線を遮蔽することで、ペナンブラ（線量分布の切れ）が改善する。
【００２３】
また、マルチリーフコリメータ２４は、Ｚ軸方向と直交する方向に遮線部２４ａ，２４ｂを進退させることで、開口部２４ｃ、すなわち照射野の位置及び形状を変化することが可能となっている。さらに、マルチリーフコリメータ２４は、リニアガイド２８で照射軸方向に沿って案内されており、Ｚ軸方向に沿って移動可能になっている。このマルチリーフコリメータ２４は、ポジションモニタ１３ｂの下流側に配置されている。
【００２４】
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、四極電磁石８、及びマルチリーフコリメータ２４を制御する。
【００２５】
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（治療計画情報）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。
【００２６】
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軸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治療計画において定めた走査経路（スキャニングパターン）に従うように走査して照射する。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Ｂの照射を行う。このように、Ｚ軸方向に分割された層状の領域ごとに一層ずつ照射が繰り返されることで、三次元的な腫瘍１４の全体に荷電粒子線Ｂの照射が行われる。
【００２７】
上記の治療計画マップには、治療台４上に位置決めされると想定される腫瘍１４の位置（以下「腫瘍想定位置」という）の情報が含まれている。また、治療計画マップには、上記の腫瘍想定位置に対する荷電粒子線Ｂの走査経路の情報が含まれている。制御部７は、治療計画マップに定められた腫瘍想定位置及び走査経路を読み出し、原則的には、当該腫瘍想定位置を照射予定位置とし、当該照射予定位置に対して走査経路に従って荷電粒子線の照射が行われるように照射部２を制御する。従って、原則的には、治療台４上の患者１５の腫瘍１４が治療計画通りに正確に位置決めされていれば、腫瘍１４の位置に荷電粒子線が走査され照射されることになる。
【００２８】
なお、上記の「腫瘍想定位置」、「照射予定位置」、及び後述する「腫瘍実測位置」は、何れも、腫瘍１４の三次元形状や三次元的な位置（Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸の並進方向の位置、及びＸ，Ｙ，Ｚの３軸周りの回転方向の位置）を含む概念である。
【００２９】
更に、荷電粒子線治療装置１は、荷電粒子線Ｂの照射開始前において、治療台４上における患者１５の腫瘍１４の位置を測定する位置測定部を備えている。このような位置測定部としては、例えば、Ｘ線ＣＴ装置や、ＤＲ（デジタルラジオグラフィー）等が採用される。以下の説明では、荷電粒子線治療装置１が、位置測定部として、Ｘ線ＣＴ装置４０を備えているものとして説明する。
【００３０】
Ｘ線ＣＴ装置４０は、ＣＢＣＴ装置（コーンビームＣＴ装置）と呼ばれるタイプのＣＴ装置であり、照射部２に対する治療台４上の腫瘍１４の位置を正確に認識する目的で使用される。具体的には、荷電粒子線治療に先立ち、治療台４にセッティングされた状態における患者１５の断層画像（ＣＴ画像）がＸ線ＣＴ装置４０を用いて作成され、このＣＴ画像に基づいて患者１５の腫瘍１４の位置が認識される。
【００３１】
図３にも示されるように、Ｘ線ＣＴ装置４０は、患者１５にＸ線を照射するＸ線管４１を備えている。Ｘ線管４１は照射ノズル９の両側に１つずつ設置されている。また、Ｘ線ＣＴ装置４０は、各Ｘ線管４１からのＸ線をそれぞれ検出するＸ線検出器４２を２つ備えている。一組のＸ線管４１とＸ線検出器４２とは、治療台４を挟んで互いに反対側の位置に配置されている。Ｘ線管４１とＸ線検出器４２とは、上記の回転ガントリ５によって支持され回転可能に構成されており、一体として治療台４の周りに回転する。Ｘ線管４１からＸ線が照射され、治療台４上の患者１５を通過したＸ線がＸ線検出器４２に検出され、Ｘ線検出器４２には患者１５のＸ線画像データが取得される。このＸ線画像データは制御部７に送られ、制御部７は上記Ｘ線画像データに基づいて、所定の演算による画像再構成処理を実行し、患者１５の内部のＣＴ画像を生成する。制御部７は、このＣＴ画像に基づいて、治療台４上における患者１５の腫瘍１４の実際の位置を得る。
【００３２】
荷電粒子線Ｂの照射開始前には、制御部７は、上記のＸ線ＣＴ装置４０で得られる腫瘍１４の実際の位置（以下「腫瘍実測位置」という）を取得する。また、制御部７は、治療計画装置１００から、治療計画マップに含まれる腫瘍想定位置を取得する。そして、制御部７は、腫瘍実測位置と腫瘍想定位置とのずれを算出し、当該ずれに基づいて治療計画マップに基づく照射予定位置及び走査経路を補正する。荷電粒子線Ｂの照射開始以降は、制御部７は、補正後の照射予定位置に補正後の走査経路で荷電粒子線が照射されるように照射部を制御する。
【００３３】
続いて、図４及び図５を参照し、荷電粒子線治療装置１の作動を含め、荷電粒子線治療装置１による荷電粒子線治療の手順について説明する。
【００３４】
（位置決め工程：図４のＳ１０１）
まず、治療台４上に患者１５が載置され、荷電粒子線治療装置１の位置合わせ用レーザマーカ（図示せず）を用いて、患者１５の位置決めが行われる。具体的には、事前に治療計画マップで定められた腫瘍想定位置に、患者１５の腫瘍１４の位置を合わせることを目標として、治療台４が移動される。ここでは、比較的粗い位置決め精度が許容され、例えば、腫瘍１４の位置誤差は５ｍｍ程度まで許容される。
【００３５】
（位置測定工程：図４のＳ１０３）
上記の患者１５の位置決めの後、制御部７の制御に基づいてＸ線ＣＴ装置４０が駆動され、患者１５の内部のＣＴ画像が取得される。このＣＴ画像に基づいて、制御部７は、図５（ａ）に示されるように、照射部２に対する相対的な腫瘍１４の実際の位置（腫瘍実測位置Ｐ１）を認識する。
【００３６】
（照射予定位置補正工程：図４のＳ１０５）
図５（ａ）に示されるように、別途、制御部７は、治療計画装置１００の治療計画マップを読み出し、治療計画マップに含まれる腫瘍想定位置Ｐ０と走査経路Ｑ０とを認識する。そして制御部７は、腫瘍実測位置Ｐ１と腫瘍想定位置Ｐ０との位置ずれを算出する。ここで算出される位置ずれは、荷電粒子線Ｂの照射方向（Ｚ方向）に直交する面（ＸＹ平面）内における、並進方向のずれ及び回転方向のずれである。上記並進方向のずれには、Ｘ方向のずれ、Ｙ方向のずれの２軸方向のずれが含まれ、前者を「ΔＸ」、後者を「ΔＹ」と呼ぶ。また、上記回転方向のずれは、すなわちＺ軸周りの回転方向のずれであり、これを「ΔΦＺ」と呼ぶ。
【００３７】
次に、制御部７は、算出されたΔＸ、ΔＹ及びΔΦＺに基づき、当該ΔＸ、ΔＹ及びΔΦＺと同量の補正量で、照射予定位置及び走査経路を補正（変換）する。すなわち、図５（ｂ）に示されるように、補正後の照射予定位置Ｐ’は、補正前の照射予定位置Ｐ（すなわち、治療計画マップの腫瘍想定位置Ｐ０と同じ位置）に対して、全体的に、＋ΔＸ，＋ΔＹだけ並進移動させ、＋ΔΦＺだけ回転移動させた位置となる。また、補正後の走査経路Ｑ’のパターンは、補正前の走査経路のパターン（すなわち、治療計画マップの走査経路Ｑ０と同じ経路）に対し、全体的に、＋ΔＸ，＋ΔＹだけ並進移動させ、＋ΔΦＺだけ回転移動させたパターンとなる。
【００３８】
（補正許容量判定工程：図４のＳ１０７）
ここで、上記のΔＸ、ΔＹ及びΔΦＺが、補正の許容量を超える場合には、処理が、前述の粗位置決め工程（Ｓ１０１）から再スタートされる。上記のような照射予定位置等の補正においては、補正後のビームパスが補正前のビームパスと比べて、通過する位置の体内臓器の状態（骨、空洞など）が異なり減衰カーブが異なる場合がある。しかしながら、上記のような、ビームパス上の体内臓器の状態が極端に変わるような補正は避ける必要がある。このような観点から、上記のような補正の許容量が設定され、許容量は、ΔＸ、ΔＹが５ｍｍ程度、ΔΦＺが数度程度に設定される。
【００３９】
（照射制御工程：図４のＳ１０９）
上記のΔＸ、ΔＹ及びΔΦＺが、補正の許容量を超えていない場合には、照射制御工程が実行される。照射制御工程では、制御部７は、補正後の照射予定位置Ｐ’に対して、補正後の走査経路Ｑ’で、荷電粒子線Ｂが照射されるように照射部２を制御する。具体的には、制御部７が、スキャニングコントローラ６ｃ（図２）へ駆動信号を送信して走査電磁石６（図２）に供給する電流を制御し、荷電粒子線ＢをＸ，Ｙの２軸方向に走査することで、上記補正後の走査経路Ｑ'のパターンに沿って補正後の照射予定位置Ｐ’に荷電粒子線Ｂが照射される。
【００４０】
なお、制御部７は、物理的には、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、補助記憶装置、キーボード及びマウス等の入力装置、ディスプレイ等の出力装置、通信モジュールなどを含むコンピュータシステムとして構成されている。そして、制御部７をなすコンピュータシステムにおいて所定の照射制御プログラムが実行されることで、上述したような位置測定工程Ｓ１０３、照射予定位置補正工程Ｓ１０５、補正許容量判定工程Ｓ１０７、及び照射制御工程Ｓ１０９を実行するように、荷電粒子線治療装置１が作動される。上記のような工程Ｓ１０３〜Ｓ１０９は、制御部７の制御下で自動的に進行されてもよく、オペレータの操作に従ってバッチ的に進行されてもよい。
【００４１】
以上のような荷電粒子線治療装置１及びその作動方法による作用効果について説明する。荷電粒子線治療装置１の制御部７は、前述のような照射予定位置補正工程Ｓ１０５及び照射制御工程Ｓ１０９を実行する。これらの実行により、事前の治療計画における腫瘍想定位置Ｐ０に対して荷電粒子線Ｂがそのまま照射されるのではなく、図５に示されるように、Ｘ線ＣＴ装置４０で得られた腫瘍１４の実際の位置（腫瘍実測位置Ｐ１）に追従させて照射予定位置及び走査経路がそれぞれＰ’とＱ’に補正される。この補正により、実際の腫瘍１４の位置である上記腫瘍実測位置Ｐ１に合せて荷電粒子線Ｂが照射されることになる。
【００４２】
このような照射予定位置及び走査経路の補正が行われるため、その前段の位置決め工程Ｓ１０１においては、患者１５の腫瘍１４の位置決め精度として、極端に高い精度は要求されない。すなわち、従来の荷電粒子線治療装置であれば、例えば位置誤差１ｍｍ未満といった腫瘍１４の位置決め精度が要求されるので、治療台に患者を載置した後、ＤＲ又はＣＢＣＴ等で腫瘍１４の位置を確認し、治療台４を移動させる、といった操作を場合によっては多数回繰り返す必要があった。
【００４３】
これに対し、荷電粒子線治療装置１によれば、腫瘍の１４の要求される位置決め精度は比較的小さく、例えば位置誤差５ｍｍ程度が許容されると考えられる。従って、位置決め工程Ｓ１０１の試行回数を低減させることができる。なお、上記のように許容される位置誤差が５ｍｍ程度であれば、ほとんどの場合、１回の位置決め工程Ｓ１０１により、やり直し不要で患者１５の位置決め作業が完了すると考えられる。従って、患者１５の腫瘍１４の位置決め作業の時間が短縮され、また位置決め作業を含む治療時間全体が短縮され、その結果、荷電粒子線治療装置１及びこれを含む施設の稼働効率が向上する。例えば、従来は、荷電粒子線の患者１５への照射時間が２分程度であるのに対し、腫瘍１４の位置決め作業には５分程度の時間が掛っていた。従って、位置決め作業の時間短縮は、治療時間全体の短縮に大きく寄与すると考えられる。また、位置決め工程の試行回数が低減することにより、患者１５のＸ線被曝も低減される。
【００４４】
なお、位置決め工程Ｓ１０１で患者１５を治療台４に載置する際には、腫瘍１４のＺ方向の並進方向のずれ（ΔＺ）、Ｘ軸周りの回転方向のずれ（ΔΦＸ）及びＹ軸周りの回転方向のずれ（ΔΦＹ）はもともと小さい傾向にあり、補正が実行されなくとも無視できる場合が多い。しかしながら、ΔＺ、ΔΦＸ及びΔΦＹが、上述したようなΔＸ、ΔＹ及びΔΦＺと同様の原理で補正されてもよい。
【００４５】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、下記のような変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４６】
上述の実施形態では、補正後の照射予定位置への照射が、スキャニング法における走査電磁石６の走査によって実現されるが、本発明はこの方式には限定されない。例えば、本発明は、ブロードビーム照射方式で、マルチリーフコリメータ２４（図２）の開口状態によって荷電粒子線Ｂの照射野が規定される方式に適用されてもよい。この場合、照射制御工程Ｓ１０９で、マルチリーフコリメータ２４の開口部２４ｃの位置（例えば、Ｘ，Ｙ，ΦＺ位置）が、制御部７によって、補正後の照射予定位置Ｐ’に対応するように制御されてもよい。
【００４７】
また、患者コリメータが使用される方式であれば、照射制御工程Ｓ１０９においては、マルチリーフコリメータ２４の制御に代えて、患者コリメータの位置が制御されてもよい。すなわち、患者コリメータの位置（例えば、Ｘ，Ｙ，ΦＺ位置）が、制御部７によって、補正後の照射予定位置Ｐ’に対応するように制御されてもよい。この場合、患者コリメータの位置を移動させるためのアクチュエータが設けられ、当該アクチュエータが制御部７に制御されるようにしてもよい。
【００４８】
また、上述のような、走査電磁石６の走査の制御と、マルチリーフコリメータ２４の開口部２４ｃの位置の制御と、が並行して実行されてもよい。また、実施形態の荷電粒子線治療装置１は、走査電磁石６及びマルチリーフコリメータ２４を両方とも備えるものであるが、これらの構成要素を両方備えることは必須ではなく、適宜省略されてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１…荷電粒子線治療装置、２…照射部、４…治療台、６…走査電磁石、６ｃ…スキャニングコントローラ（照射制御部）、７…制御部（照射制御部）、１４…腫瘍（患部）、１５…患者、２４…マルチリーフコリメータ（照射制御部）、４０…Ｘ線ＣＴ装置（位置測定部）、Ｂ…荷電粒子線。
【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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