(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に使用可能な粒子線治療装置の品質保証のためのファントム（１０）であって、
ａ）第１の面（５０）及び前記第１の面と平行な第２の面（６０）を有し、ＲＸ透過材でできている縁部（４０）を有するフレーム構造体（３０）と、
ｂ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のウェッジ面（８０）と、前記第１の面に対向して配向され、前記第１の面（５０）に対して傾斜される第２のウェッジ（９０）面とをそれぞれが有する１つ以上のウェッジ（７０）と、
ｃ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のブロック面（１１０）と、前記第２の面（６０）に対して配向され、それと平行な第２のブロック面（１２０）とを有する第１の材料ブロック（１００）であって、絶対線量計（１３０）が前記第１のブロック面（１１０）に配置される、第１の材料ブロック（１００）と、
ｄ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のブロック面（１５０）と、前記第２の面（６０）に対して配向され、それと平行な第２のブロック面（１６０）とを有する第２の材料ブロック（１４０）と、
ｅ）前記第１（１００）及び／又は前記第２のブロック（１４０）に位置する高密度材料の複数のビード（１７０）と、
ｆ）前記第２の面に配置される２Ｄ検出器（１８０）と、を備え、
前記１つ以上のウェッジ（７０）、第１の材料ブロック、絶対線量計、第２の材料ブロック、高密度材料の複数のビード（１７０）、及び２Ｄ検出器（１８０）が、前記フレーム構造体（３０）に関して既知の固定位置にあるファントム（１０）において、
高密度材料の中央ビード（１７５）は、前記フレーム構造体（３０）に関して中央の既知の固定位置に保持され、前記１つ以上のウェッジ（７０）、前記第１（１００）及び第２の材料ブロック（１４０）は、前記第１の面（５０）から、そして、それと垂直に、前記中央ビード（１７５）を通って前記ファントム（１０）を横断するビームが、前記中央ビード（１７５）の他に何れかの材料も横断することなく、前記第２の面（６０）に到達するように、前記フレーム構造体（３０）内に配置される、
ことを特徴とするファントム。
【請求項２】
請求項１に記載のファントム（１０）において、前記フレーム構造体（３０）は多面体形状であることを特徴とするファントム。
【請求項３】
請求項２に記載のファントム（１０）において、前記多面体は直方体であることを特徴とするファントム。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のファントム（１０）において、視認マーカ（２００）が１つ以上の前記縁部（４０）の既知の位置に提供されることを特徴とするファントム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項に記載のファントム（１０）において、前記１つ以上のウェッジ（７０）は、前記第１のウェッジ面（８０）と第２のウェッジ面（９０）との間に、２０ｍｍ〜３１５ｍｍの間に備えられる距離を有し、水等価放射線吸収特性を有する材料でできている部分（２１０）を備えることを特徴とするファントム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載のファントム（１０）において、前記１つ以上のウェッジ（７０）及び／又は前記第１のブロック（１００）及び／又は前記第２のブロック（１４０）は、水等価放射線吸収特性を有する材料でできていることを特徴とするファントム。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載のファントム（１０）において、前記２Ｄ検出器（１８０）は、クリップ（２２０）によって前記第２の面（６０）の前記縁部（４０）に保持されることを特徴とするファントム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか一項に記載のファントム（１０）において、前記複数の高密度材料ビード（１７０、１７５）は、１〜３ｍｍの間の直径を有する金属製球体であることを特徴とするファントム。
【請求項９】
強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に使用可能な粒子線治療装置の品質保証のための方法において、前記装置は、基準位置を有する患者ポジショナと、それぞれがＸ線源及び２Ｄ  Ｘ線検出器を備える２つ以上のＸ線システムとを備え、前記方法は、
ａ）請求項１〜８の何れか一項に記載のファントム（１０）を提供するステップと、
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）前記患者ポジショナを前記基準位置に位置決めするステップと、
ｄ）前記ファントムの中央の既知の固定位置に向けられるペンシルビームを前記ファントム（１０）に照射し、且つ、前記２Ｄ検出器（１８０）上で前記ペンシルビームの画像を取得するステップと、
ｅ）前記画像から、前記中央ビード（１７５）と前記ペンシルビームとの間の距離を計算するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、更に、ステップｂ）とｃ）との間に、
ｆ）前記患者ポジショナを前記基準位置から既知のオフセットベクトルに位置決めするステップと、
ｇ）前記ファントム（１０）の１つ以上のＸ線画像を前記２Ｄ  Ｘ線検出器上で取得するステップと、
ｈ）前記２Ｄ  Ｘ線検出器上での前記高密度材料ビード（１７０、１７５）の前記画像から、前記患者ポジショナを前記基準位置に移動させるための修正ベクトルを計算するステップと、
ｉ）前記オフセットベクトルの、且つ、前記修正ベクトルの合計が閾値未満であることを検証するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項９又は１０の何れか一項に記載の方法において、更に、ステップｃ）の後に、
ｊ）それぞれが同じエネルギーを有する複数のペンシルビームを前記ファントム（１０）に対して照射し、且つ、前記２Ｄ検出器（１８０）上で前記ペンシルビームの前記画像を取得するステップと、
ｋ）前記画像から、ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置を計算するステップと、
ｌ）前記絶対放射線検出器（１３０）から放射線量を取得するステップと、
ｍ）前記ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量が、期待ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量からの範囲内にあることを検証するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項９乃至１１の何れか一項に記載の方法において、前記ファントム（１０）は視認マーカ（２００）を１つ以上の前記縁部（４０）の既知の位置に備え、前記方法は、更に、
ｎ）光又はレーザ光の１つ以上のファンを前記視認マーカ（２００）に向けるステップと、
ｏ）前記視認マーカ（２００）との光又はレーザ光の前記ファンの一致を検証するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、更に、異なるビームエネルギーに対してステップｊ）からｍ）を繰り返すステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法において、ステップｃ）からｅ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１０に記載の方法において、ステップｆ）からｉ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の方法において、ステップｊ）からｍ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の方法において、ステップｎ）からｏ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法において、ステップｊ）からｍ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項９に記載のステップｃ）からｅ）及び／又は請求項１０に記載のステップｆ）からｉ）及び／又は請求項１１に記載のステップｊ）からｍ）及び／又は請求項１２に記載のステップｎ）からｏ）を実行するためのコードを備えるコンピュータプログラム。
【請求項２０】
粒子線治療装置の前記品質保証のための、請求項１乃至９の何れか一項に記載のファントム（１０）を備えるシステム、及び、請求項１９に記載のコンピュータプログラムを備えるコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明は、粒子線治療分野に関する。より詳細には、発明は、ペンシルビームスキャニング法としても公知の強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態において用いられる粒子線治療装置の品質管理のためのファントム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）はターゲットの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、伝送されるビームの多様な特性が、日々の検証作業を受けている。こうした特性として以下のものがある：
−  ビーム範囲：所定のターゲット、通常は、水ファントム又は多層電離箱における所定のビームエネルギーでのブラッグピークの位置であり；
−  スポット位置及びスポットサイズ：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；
−  蓄積線量：照射設備の出力率を調べるために、絶対電離箱によって測定される。
これら各特性は、個別の測定デバイスによって、多数の異なるビームエネルギー準位において一般的には測定される。完全な検証には、ファントム又は測定デバイスを適合させるために処置室への入室を含む、多くの手動操作を必要とする。従って、検証作業を完了させるのに必要な時間は、略３０〜６０分間程度となる。こうした長い検証時間は、一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。
【０００３】
文献、欧州特許第２４２２８４７号明細書は、標準的な原体照射（すなわち、高エネルギーＸ線であり、粒子線ではない）治療、特にＩＭＲＴ（強度変調放射線治療）における照射ビームの検証用の線量測定デバイスに関する。そのデバイスは、放射線検出器のラインを備えた活性領域と、厚さの異なる複数のディグレーダを備えたビルドアッププレートとを備える。このデバイスは、通常は、放射線治療装置に用いられるマルチリーフコリメータの機能を検証する特定の目的と共に設計されているが、粒子線治療装置の包括的な検証を行うために設計されていない。このデバイスは、粒子線のビーム範囲を測定するのには適しておらず、何故ならば、ビルドアッププレートの厚さが、所定のエネルギーのハドロンビームによって生じるブラッグピークの位置に適応しないからである。
【０００４】
文献、国際公開第２０１３１６０３７９号パンフレットは、範囲、スポットサイズ、及びスポット位置を含む、粒子線治療装置によって発せられるビームの特性を検証することが可能なハドロンビーム検証用の装置及び方法を開示している。しかし、この装置及び方法は、患者位置決めシステム、ＲＸ線撮像システム等の構成部品を含む粒子線治療装置の包括的な検証を行うために設計されていない。Ｘ線源に対する粒子線、若しくは、患者位置決めシステムの正確な調整を決定することを可能にするための、何の手段も備えられていない。
【発明の概要】
【０００５】
発明の目的は、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に用いられる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を提供して、粒子線治療装置の迅速で、信頼性のある検証を行うことを可能にすることにある。より正確には、それぞれがＸ線源及び２Ｄ  Ｘ線検出器を備える２つ以上のＸ線システムと連係して粒子線治療装置によって発せられる粒子線の調整を行うことを可能にするファントムを必要とする。
【０００６】
本発明は、独立クレームによって定義される。従属クレームは、有利な実施形態を定義している。
【０００７】
発明の第１の態様によれば、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に使用可能な粒子線治療装置の品質保証のためのファントムであって、（ａ）第１の面及び前記第１の面と平行な第２の面を有し、ＲＸ透過材でできている縁部を有するフレーム構造体と、（ｂ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のウェッジ面と、前記第１の面に対向して配向され、前記第１の面に対して傾斜される第２のウェッジ面とをそれぞれが有する１つ以上のウェッジと、（ｃ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のブロック面と、前記第２の面に対して配向され、それと平行な第２のブロック面とを有する第１の材料ブロックであって、絶対線量計が前記第１のブロック面に配置される、第１の材料ブロックと、（ｄ）前記第１の面に対して配向され、それと平行な第１のブロック面と、前記第２の面に対して配向され、それと平行な第２のブロック面とを有する第２の材料ブロックと、（ｅ）前記第１及び／又は前記第２のブロックに位置する高密度材料の複数のビードと、（ｆ）前記第２の面に配置される２Ｄ検出器と、を備えるファントムが提供される。発明によれば、前記１つ以上のウェッジ、第１の材料ブロック、絶対線量計、第２の材料ブロック、高密度材料の複数のビード、及び２Ｄ検出器は、前記フレーム構造体に関して既知の固定位置にある。発明のファントムは、フレーム構造体に関して中央の既知の固定位置に保持される高密度材料の中央ビードを備えてもよく、前記１つ以上のウェッジ、前記第１及び第２の材料ブロックは、前記第１の面から前記から、そして、それと垂直に、前記中央ビードを通って前記ファントムを横断するビームが、前記中央ビードの他に何れかの材料も横断することなく、前記第２の面に到達するように、前記フレーム構造体内に配置される。
【０００８】
フレーム構造体は、多面体形状であるのが好ましく、直方体であるのがより好ましい。
【０００９】
視認マーカが１つ以上の前記縁部の既知の位置に提供されてもよい。
【００１０】
１つ以上のウェッジは、前記第１の面と第２の面との間に、２０ｍｍ〜３１５ｍｍの間に備えられる距離を有する部分を備え、水等価放射線吸収特性を有する材料でできているのが好ましい。かかる距離を選択することによって、前記粒子線治療装置によって発せられ、前記第１のウェッジ面を貫通する粒子線のブラッグピークは、粒子線治療に対して一般に用いられるエネルギーの範囲内のビームエネルギーのために、前記第２のウェッジ面において発生する。
【００１１】
ウェッジ及び／又は第１のブロック及び／又は第２のブロックは、水等価放射線吸収特性を有する材料でできているのが好ましい。水等価放射線吸収特性を有する材料は、粒子線が、材料を通るその移動中に、水中で同じ貫通距離において失うものと同じエネルギー量を失う材料である。
【００１２】
２Ｄ検出器は、クリップによって前記第２の面の縁部に保持されるのが好ましい。
【００１３】
複数の高密度材料ビードは、１〜３ｍｍの間の直径を有する金属製球体であるのが好ましい。
【００１４】
発明の第２の態様によれば、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に使用可能な粒子線治療装置の品質保証のための方法において、前記装置は、基準位置を有する患者ポジショナと、それぞれがＸ線源及び２Ｄ  Ｘ線検出器を備える２つ以上のＸ線システムとを備え、
ａ）発明によるファントムを提供するステップと、
ｂ）前記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）前記患者ポジショナを前記基準位置に位置決めするステップと、
ｄ）前記ファントムの中央の既知の固定位置に向けられるペンシルビームを前記ファントムに照射し、且つ、前記２Ｄ検出器上で前記ペンシルビームの画像を取得するステップと、
ｅ）前記画像から、中央ビードと前記ペンシルビームとの間の距離を計算するステップと、を含む方法が提供される。
【００１５】
好ましくは、方法は更に、ステップｂ）とｃ）との間に、
ｆ）前記患者ポジショナを前記基準位置から既知のオフセットベクトルに位置決めするステップと、
ｇ）前記ファントムの１つ以上のＸ線画像を前記２Ｄ  Ｘ線検出器上で取得するステップと、
ｈ）前記２Ｄ  Ｘ線検出器上での前記高密度材料ビードの画像から、前記患者ポジショナを前記基準位置に移動させるための修正ベクトルを計算するステップと、
ｉ）前記オフセットベクトルの、且つ、前記修正ベクトルの前記合計が閾値未満であることを検証するステップと、を含んでもよい。
【００１６】
より好ましくは、方法は更に、ステップｃ）の後に、
ｊ）それぞれが同じエネルギーを有する複数のペンシルビームを前記ファントム（１０）に対して照射し、且つ、前記２Ｄ検出器（１８０）上で前記ペンシルビームの画像を取得するステップと、
ｋ）前記画像から、ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置を計算するステップと、
ｌ）前記絶対放射線検出器（１３０）から放射線量を取得するステップと、
ｍ）前記ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量が、期待ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量からの範囲内にあることを検証するステップと、を含んでもよい。
【００１７】
代替として、強度変調粒子線治療（ＩＭＰＴ）形態に用いられる粒子線治療装置の品質保証のための方法において、前記装置は、基準位置を有する患者ポジショナと、それぞれがＸ線源及び２Ｄ  Ｘ線検出器を備える２つ以上のＸ線システムとを備え、
ｎ）発明によるファントムを提供するステップと、
ｏ）前記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、
ｐ）前記患者ポジショナを前記基準位置から既知のオフセットベクトルに位置決めするステップと、
ｑ）前記ファントムの１つ以上のＸ線画像を前記２Ｄ  Ｘ線検出器上で取得するステップと、
ｒ）前記２Ｄ  Ｘ線検出器上での前記基準の画像から、前記患者ポジショナを前記基準位置に移動させるための修正ベクトルを計算するステップと、
ｓ）前記オフセットベクトルの、且つ、前記修正ベクトルの前記合計が閾値未満であることを検証するステップと、
ｔ）前記患者ポジショナを前記基準位置に位置決めするステップと、
ｕ）それぞれが同じエネルギーを有する複数のペンシルビームを前記ファントムに対して照射し、且つ、前記２Ｄ検出器上で前記ペンシルビームの画像を取得するステップと、
ｖ）前記画像から、ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置を計算するステップと、
ｗ）前記絶対放射線検出器から放射線量を取得するステップと、
ｘ）前記ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量が、期待ビーム範囲、スポットサイズ、スポット位置、及び放射線量からの範囲内にあることを検証するステップと、を含む方法が提供される。
【００１８】
好ましい方法によれば、前記ファントムが視認マーカを１つ以上の縁部の既知の位置に備えている場合、更に、方法は、
ａ）光又はレーザ光の１つ以上のファンを前記視認マーカに向けるステップと、
ｂ）前記視認マーカとの光又はレーザ光の前記ファンの一致を検証するステップと、を含むことを含んでいてもよい。
【００１９】
ステップｊ）からｍ）は、異なるビームエネルギーに対して繰り返されてもよい。
【００２０】
ステップｃ）からｍ）のうちの少なくとも１つは、自動的にプログラムの制御下で行われることが有利である。
【００２１】
発明の第３の態様によれば、発明の方法のステップｃ）からｍ）のうちの少なくとも幾つかを実行するためのコードを備えるコンピュータプログラムが提供される。
【００２２】
発明の第４の態様によれば、粒子線治療装置の品質保証のための、発明によるファントムを備えるシステム、及び、発明によるコンピュータプログラムを備えるコントローラが提供される。
【００２３】
発明の第５及び最後の態様によれば、粒子線治療装置の品質保証のためのファントムであって、
ａ）ｘｙ検出器平面を有する、粒子を検出するための２Ｄ検出器と、
ｂ）前記ｘｙ検出器平面と平行な表面と、前記ｘｙ検出器平面に対して傾斜した表面とを有するウェッジ形ブロックと、
ｃ）第１の支持ブロック上に位置する２つ以上の撮像マーカと、
ｄ）線量計検出器を支持するために構成される第２のブロックと、を備えるファントムが提供され、
ファントムは、更に、前記ｘｙ検出器平面と本質的に垂直な線に沿って位置決めされる基準マーカを備え、ウェッジ形ブロック、第１のブロック、及び第２のブロックは、前記線を遮らないために位置し、構成される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
本発明のこれら及び更なる態様を、例として、以下の添付図面を参照して更に詳細に説明する。
【００２５】
【図１】図１は、発明の実施形態によるファントムの斜視図である。
【図２】図２は、他方の側から見た同じファントムの斜視図である。
【図３】図３は、同一のウェッジの斜視図である。
【図４】図４は、ウェッジを横断するビーム及び対応する画像の略図である。
【図５】図５は、同じファントムの中央ビード及び対応する画像の略図である。
【図６ａ】図６ａは、既知のオフセット位置におけるファントムの略図である。
【図６ｂ】図６ｂは、基準位置におけるファントムの略図である。
【図７ａ】図７ａは、照射された複数のペンシルビームの略図である。
【図７ｂ】図７ｂは、対応する画像である。
【図８】図８は、フィルムをフレーム構造体に固定するための手段の詳細図である。
【００２６】
図の描写は、正確な縮尺又は原寸に比例して描かれていない。概して、同一の構成要素は、図において同じ符号で表記される。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１は、発明の実施形態によるファントム１０の斜視図である。フレーム構造体３０は、一連の縁部４０を備え、図示する実施例において、直方体である多面体を形成している。前記直方体の第１の面はビーム入射面を用いてもよく、すなわち、この面は、ファントムが使用されている場合に、ビーム源に向かって配向される。これらの縁部は、例えば、炭素繊維等のＸ線透過材からできており、金属片を用いずに、例えば、接着によって組み立てられている。ファントム１０は、後で説明する一連のウェッジ７０を備えている。ファントムは、それぞれ、フレーム構造体３０の第１の５０及び第２の６０面と平行な、第１の面１１０と、第２の面１２０とを有する第１の材料ブロック１００を備えている。絶対線量計１３０は、位置し、この第１のブロックの第１の面１１０、そして、ビーム源によって発せられる線量を測定するために用いられてもよい。電離箱が絶対線量計として用いられてもよい。第１の材料ブロック１１０と、第２の材料ブロック１４０との間には、ビームが第１の面５０を通り、それらと垂直にファントム１０に進入して、フレーム構造体３０の第１の５０及び第２の６０）面の中心を貫通する線上に都合よく位置するこのチャネルの中心線に沿って位置する中央高密度材料ビードを除いて、何れかの材料も横切ることなく、フレーム構造体を通過することを可能にする開口チャネルが提供されている。この中央ビード１７５は、ファントム１０の構成部品のうちの１つに、例えば、図１に示すように、第２のブロック１４０上に取り付けられるＸ線透過材の棒を通ってこの位置に都合よく保持されてもよい。中央ビード１７５に加えて、一組の追加ビード１７０が、ファントム内の既知の位置に位置している。図示する実施例において、２つのビード１７０が第２のブロック１４０の第１の面１５０に位置し、２つのビード１７０が第１のブロック１００の上面に位置している。これらのビード１７０、１７５の機能及び役割は、発明の方法に関して説明する。「高密度材料」によって意味するのは、ビードがＸ線撮像により、そして、粒子線の下での２Ｄ検出器で視認できるような、１よりも高い密度を有する材料である。金属、例えば、鋼からできているビードはこの目的にとって都合がよい。１〜３ｍｍの範囲、例えば、２ｍｍの球体の使用が、画像にける十分な可視性と、位置決めにおける良好な精度とを提供するために都合がよいことがわかった。ビードは、材料ブロックに穿孔された孔に固定されてもよい。視認マーカ２００が、フレーム構造体３０の縁部４０上の既知の位置に提供されてもよい。これらの視認マーカ２００の機能及び使用は、以下で検討する。
【００２８】
図２は、同じ構成部品を示し、他方の側から見た同じファントムの斜視図である。図示する実施例において、４つのウェッジが提供され、第２のウェッジ面９０は、フレーム構造体３０の第２の面６０に対して２４°の角度で傾斜している。第１のブロック１００の第２の面１２０及び第２のブロックの第２の面１６０が現れている。
【００２９】
図３は、図２のファントムのウェッジの斜視図である。２つの上部ウェッジは、上部において６５ｍｍと下部において２０ｍｍのビーム経路長、及び中間高さにおいて４２．５ｍｍの経路長を有している。ウェッジが水等価材料でできている場合、これは、７３．３７ＭｅＶのエネルギーを有する陽子線のブラッグピークの深さに相当する。同様に、底部右側ウェッジは、１０６．４ＭｅＶのエネルギーに対応する中間高さにおいて８２．５ｍｍの経路長を有するための寸法となっており、底部左側ウェッジは、１７２．５３ＭｅＶのエネルギーのブラッグピークに対応する中間高さにおいて１９２．５ｍｍの経路長を有するための寸法となっている。例えば、長さ７０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、及び２５０ｍｍを有する追加ブロックが、それぞれ、１４５．１３ＭｅＶ、１９７．２２ＭｅＶ、２２０．９ＭｅＶのブラッグピークの深さに相当する、中間高さにおいて１４２．２５ｍｍ、２４２．５０、及び２９２．５０ｍｍの経路長に達するために（図示する蟻継アセンブリを介して）上部ウェッジに追加されてもよい。当該技術において公知であるように、粒子線治療装置は、患者の体内である範囲の深さに位置する腫瘍を治療するために設計されている。従って、装置は、前記範囲の深さに相当するブラッグピーク深さを生じるエネルギー範囲を有する粒子線を生成することを可能にするために設計されている。当業者は、粒子線治療装置を検証するのに必要な範囲のビームエネルギーを測定するために１つ以上のウェッジの寸法を選択する方法を知るであろう。
【００３０】
図４は、発明のファントム及び方法を用いて、ビームエネルギーを決定する方法を示している。ビーム（又は一連の個々のペンシルビーム）は、単数又は複数のウェッジの第１の面８０に向けられる。ビームがウェッジを通過した後に２Ｄ検出器に蓄積される線量が測定される。検出された線量が最大である高さはブラッグピークに相当し、ウェッジにおいて対応する経路長２１０は、公知の方法においてビームエネルギーに対応するブラッグピーク深さを与えている。
【００３１】
発明のファントムを用いて、Ｘ線撮像源及び検出器、位置決めシステム、並びに、これらの構成部品を管理するために用いられる制御システムを含む放射線治療装置の構成部品の機能を効果的且つ迅速に検証することが可能である。ファントムは、患者ポジショナ（患者テーブル）上の公称位置に位置決めされる。患者ポジショナは、基準位置から既知のオフセット位置に位置決めされる。このオフセット位置は、空間並進（ｘ、ｙ、ｚ）並びに角度方向及び配向を含んでいてもよい。Ｘ線撮像システムは、次いで、ファントムの写真を撮影するために用いられ、Ｘ線検出器上のビード１７０、１７５の画像から、修正ベクトルが公知の方法で計算されてもよい。オフセットの追加及び修正（並進及び回転）はゼロであるべきであり、ゼロからの何らかの逸脱も、システム内の潜在的な初期値として扱われるべきである。全てのこれらのステップは、プログラム制御下で有利に実行されてもよい。取得したＸ線画像は、修正ベクトルを計算するために、プログラムによって処理されてもよい。患者ポジショナは、次いで、基準位置に移動される。この基準位置は、２Ｄ検出器が粒子線治療装置のアイソセンタに位置決めされるような位置であってもよい。この段階において、そして、追加の点検が、ファントムが正しい位置にあることを検証するために行われてもよい：一組の（レーザ）光源は、基準位置周辺の固定及び既知の位置に設置され、（レーザ）光のファンビームを向ける。光源は、フレーム構造体３０の縁部上の視認マーカ２００に到達するために設置され、向けられている。これらのマーカ２００上のこれらのファンビームの画像は、ファントムが正しい位置にあることを確かめるために確認される。再度、画像の取得及び処理を含むこれらのステップは、自動的にプログラム制御下で有利に行われてもよい。図６ａ及び６ｂは、それぞれ、既知のオフセット位置及び基準位置におけるファントムの略図である。
【００３２】
中央ビード１７５の機能を、ここで検討する。ファントムが基準位置に位置決めされている場合、粒子線はファントムにおいて中心線に沿って向けられる。２Ｄ検出器から取得された対応する画像を図５の中央に示し、対応するヒストグラムを図５の右側部分に示す。ピークはビームに対応し、このピークの図心は、例えば、ピークの中間高さに位置する２点間の中点を取ることによって決定できる。ピーク頂部の谷部は、ビード１７５によって引き起こされる吸収から生じている。この谷部の中心はビード位置に対応する。このヒストグラムは、Ｘ線システムにより行われる寸法形状調整に対するビーム調整の検証を可能にする。ビームのピークの図心は、中央ビード１７５によって生じるピーク頂部における谷部の中心と一致しなければならない。中央ビームの方向を制御するステップ、２Ｄ検出器の取得ステップ、及び検証信号を提供するための画像の処理ステップは、自動的にプログラム制御下で行われてもよい。
【００３３】
図７ａは、放射線治療装置によるプログラム制御下で生成され、基準位置のファントムに向けられる一連のビームを表している。図７ｂは、２Ｄ検出器から取得される対応画像を表している。これらの画像から、上で検討したような、ビームエネルギー及び調整等の異なるパラメータが得られてもよい。また、スポットサイズ及び位置は公知の方法で検証されてもよい。
【００３４】
発明のファントム１０内のフレーム構造体３０の存在は、以下の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部品の位置に対して、信頼性があり、正確な基準であり、マーカ２００はレーザ光による正確な位置検証を可能にする。加えて、縁部４０は、構成部品をフレームに取り付けるために用いられてもよく：２Ｄ検出器は、図８に示すように、プラスチック製クリップ２２０を介してフレームに保持されるフィルム検出器であってもよい。２Ｄ検出器は、また、カメラを備えるシンチレータベースの検出器であってもよく、クリップ２２０を介してフレームに取り付けられてもよい。
【００３５】
発明のファントム及び方法を用いることによって、位置決めシステム、Ｘ線撮像システム、ビーム指向システム等の前記装置の構成部品、線量を含む粒子線治療装置の機能、線量の日々の検証を、信頼できる方法で行うことが可能である。プログラム制御下で行う場合、方法は、特に効果的及び迅速であり、１０分未満で完全な品質保証を行うことが可能である。発明の方法により、治療医は、ファントムに対する変更を行うために治療室に入室すること、及び測定を行うために治療室を退室すること等の多くの時間を浪費する操作を不要にしている。
【００３６】
本発明を、特定の実施形態に着目して説明してきたが、それは、本発明の例証であり、制限するものとして解釈すべきではない。より一般的には、本発明が、特に示し、及び／又は、上で説明してきたものによって制限されないことは、当該技術に精通する者によって正しく理解されるであろう。
【００３７】
特許請求の範囲における符号は、それらの保護範囲を制限するものではない。動詞「備える」、「含む」、「から成る」、又は、何れかの他の変形、並びにそれらのそれぞれの語形変化の使用は、説明したそれら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」、「ａｎ」、又は「ｔｈｅ」の使用は、複数のかかる要素の存在を除外するものではない。
【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６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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