【手続補正書】
【提出日】平成21年5月21日(2009.5.21)
【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】
粒子線を標的領域に照射する粒子線照射装置であって、
線量分布形状の異なる高線量領域を形成する複数のエネルギー分布拡大装置で、深さ方向の線量分布を合成することを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項２】
粒子線を標的領域に照射する粒子線照射装置であって、
幾何形状の異なる複数のエネルギー分布拡大装置で、深さ方向の線量分布を合成することを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の粒子線照射装置において、
前記複数のエネルギー分布拡大装置は、
第１のエネルギー分布拡大装置と、
前記粒子線の進行方法での線量分布を、前記第１のエネルギー分布拡大装置よりも急峻に形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備えることを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項４】
請求項３記載の粒子線照射装置において、
複数層に分割した前記標的領域のうち最深部の層に前記粒子線を照射するときに、前記第２のエネルギー拡大装置を前記粒子線の軌道上に配置するように制御する制御部を備えることを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載の粒子線照射装置において、
照射線量を測定するモニタと、該照射線量を管理する制御部とを備え、
前記標的領域を積層に分割し、該積層毎に、少なくとも、使用するエネルギー分布拡大装置、照射線量を定め、該モニタで該積層毎に照射線量を測定し、該制御部で照射線量を管理して線量分布を生成し、該線量分布を合成する粒子線照射装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２又は請求項５記載の粒子線照射装置において、
前記エネルギー分布拡大装置は、第１の高線量領域を形成する第１のエネルギー分布拡大装置と、前記標的領域の体表からの最深部に第２の高線量領域を形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備え、
前記第２のエネルギー分布拡大装置により前記標的領域の体表からの最深部に第２の高線量領域を形成し、最深部の次に深い領域から体表側の標的領域までに、前記第１のエネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の高線量領域を形成し、前記第１の高線量領域及び前記第２の高線量領域を重ね合わせて、前記標的領域に合う長さの高線量領域を形成することを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項７】
請求項６記載の粒子線照射装置において、
前記粒子線の照射深さを可変するレンジシフタと、
前記レンジシフタを駆動するレンジシフタ駆動部と、
加速器の粒子線エネルギーとして１種あるいは複数種類のエネルギー種とを備え、
前記第１のエネルギー分布拡大装置、前記第２のエネルギー分布拡大装置を用いて、前記レンジシフタ駆動部による前記レンジシフタと前記エネルギー種のどちらかあるいは共用により、前記粒子線の照射深さを変えて形成する高線量領域を重ね合わせることを特徴とする粒子線照射装置。
【請求項８】
請求項６記載の粒子線照射装置の粒子線照射方法であって、
前記第２のエネルギー分布拡大装置により前記標的領域の体表からの最深部に第２の高線量領域を形成し、
最深部の次に深い領域から体表側の標的領域までに、前記第１のエネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の高線量領域を形成し、前記第１の高線量領域及び前記第２の高線量領域を重ね合わせて、前記標的領域に合う長さの高線量領域を形成することを特徴とする粒子線照射方法。
【請求項９】
粒子線を標的領域に照射する粒子線照射方法であって、
粒子線を直接照射して、前記標的領域の体表からの深部領域に第２の高線量領域を形成し、
前記深部領域の次に深いところから体表側の標的領域までに、エネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の高線量領域を形成し、前記第１の高線量領域及び前記第２の高線量領域を重ね合わせて、前記標的領域に合う長さの高線量領域を形成することを特徴とする粒子線照射方法。
【請求項１０】
粒子線を加速する加速器と、
前記加速器からの粒子線を入射して標的領域に照射する粒子線照射装置とを備え、
前記粒子線照射装置は、
第１のエネルギー分布拡大装置と、
前記粒子線の進行方向での線量分布を、前記第１のエネルギー分布拡大装置よりも急峻に形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備え、
少なくとも前記第１のエネルギー分布拡大装置及び前記第２のエネルギー分布拡大装置を用いて、前記粒子線の進行方向の線量分布を合成することを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１１】
請求項１０記載の粒子線治療システムにおいて、
複数層に分割した前記標的領域のうち最深部の層に前記粒子線を照射するときに、前記第２のエネルギー拡大装置を前記粒子線の軌道上に配置するように制御する制御部を備えることを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項１２】
前記粒子線が陽子線であることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の粒子線治療システム。
【請求項１３】
前記粒子線が重粒子線ビームであることを特徴とする請求項１０又は請求項１１記載の粒子線治療システム。
【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】粒子線照射装置及び粒子線照射方法並びに粒子線治療システム
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、粒子線を標的領域に照射する粒子線照射装置であって、線量分布形状の異なるSOBPを形成する複数のエネルギー分布拡大装置で、深さ方向の線量分布を合成するようにしたものである。
（２）上記目的を達成するために、本発明は、粒子線を標的領域に照射する粒子線照射装置であって、幾何形状の異なる複数のエネルギー分布拡大装置で、深さ方向の線量分布を合成するようにしたものである。
（３）上記(１)又は(２)において、好ましくは、前記複数のエネルギー分布拡大装置は、第１のエネルギー分布拡大装置と、前記粒子線の進行方法での線量分布を、前記第１のエネルギー分布拡大装置よりも急峻に形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備える。（４）上記(３)において、好ましくは、複数層に分割した前記標的領域のうち最深部の層に前記粒子線を照射するときに、前記第２のエネルギー拡大装置を前記粒子線の軌道上に配置するように制御する制御部を備える。
（５）上記（１）又は（２）において、好ましくは、照射線量を測定するモニタと、該照射線量を管理する制御部とを備え、標的領域を積層に分割し、積層毎に使用するエネルギー分布拡大装置、照射線量を定め、モニタで積層毎に照射線量を測定し、制御部で照射線量を管理して照射し、生成した線量分布幅の小さいSOBPを合成するようにしたものである。
（６）上記(１)又は(２)又は（３）において、好ましくは、前記エネルギー分布拡大装置は、第１の線量分布幅の小さいSOBPを形成する第１のエネルギー分布拡大装置と、標的領域の体表からの最深部に第２の線量分布幅の小さいSOBPを形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備え、前記第２のエネルギー分布拡大装置により前記標的領域の体表からの最深部に第２の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、最深部の次に深い領域から体表側の標的領域までに、前記第１のエネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、前記第１の線量分布幅の小さいSOBP及び前記第２の線量分布幅の小さいSOBPを重ね合わせて、前記標的領域に合う長さのSOBPを形成するようにしたものである。 
ここで、第１のエネルギー分布拡大装置は、通常のエネルギー分布拡大装置よりも線量分布幅の小さいSOBPを生成するエネルギー分布拡大装置に対応し、第２のエネルギー分布拡大装置は、線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成するエネルギー分布拡大装置に対応する。
【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】
（７）上記（６）において、好ましくは、前記粒子線の照射深さを可変するレンジシフタと、前記レンジシフタを駆動するレンジシフタ駆動部と、加速器の粒子線エネルギーとして１種あるいは複数種類のエネルギー種とを備え、前記第１のエネルギー分布拡大装置と、前記第２のエネルギー分布拡大装置を用いて、前記レンジシフタ駆動部による前記レンジシフタと前記エネルギー種のどちらかあるいは共用により、前記粒子線の照射深さを変えて形成する高線量領域を重ね合わせるようにしたものである。
【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】変更
【補正の内容】
【００１０】
（８）また、上記目的を達成するために、本発明は、粒子線を標的領域に照射する粒子線照射方法であって、粒子線を照射して第２のエネルギー分布拡大装置により前記標的領域の体表からの最深部に第２の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、最深部の次に深い領域から体表側の標的領域までに、第１のエネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、前記第１の線量分布幅の小さいSOBP及び前記第２の線量分布幅の小さいSOBPを重ね合わせて、前記標的領域に合う長さのSOBPを形成することを特徴とするようにしたものである。 
かかる方法により、線量分布幅の小さいSOBPを重ね合わせてＳＯＢＰを形成する方式において、線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成できるものとなる。
【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】変更
【補正の内容】
【００１１】
（９）また、上記目的を達成するために、本発明は、粒子線を標的領域に照射する粒子線照射方法であって、粒子線を、エネルギー分布拡大装置を通さないで、直接、標的領域に照射して、前記標的領域の体表からの深部領域に第２の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、前記深部領域の次に深いところから体表側の標的領域までを、エネルギー分布拡大装置を１回あるいは複数回用いて、第１の線量分布幅の小さいSOBPを形成し、前記第１の線量分布幅の小さいSOBP及び前記第２の線量分布幅の小さいSOBPを重ね合わせて、前記標的領域に合う長さのSOBPを形成するようにしたものである。 
かかる方法により、線量分布幅の小さいSOBPを重ね合わせてＳＯＢＰを形成する方式において、線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成できるものとなる。
（１０）また、上記目的を達成するために、本発明は、粒子線を加速する加速器と、前記加速器からの粒子線を入射して標的領域に照射する粒子線照射装置とを備え、前記粒子線照射装置は、第１のエネルギー分布拡大装置と、前記粒子線の進行方向での線量分布を、前記第１のエネルギー分布拡大装置よりも急峻に形成する第２のエネルギー分布拡大装置とを備え、少なくとも前記第１のエネルギー分布拡大装置及び前記第２のエネルギー分布拡大装置を用いて、前記粒子線の進行方向の線量分布を合成するようにしたものである。
（１１）上記(１０)において、好ましくは、複数層に分割した前記標的領域のうち最深部の層に前記粒子線を照射するときに、前記第２のエネルギー拡大装置を前記粒子線の軌道上に配置するように制御する制御部を備える。
（１２）上記(１０)又は(１１)において、前記粒子線は例えば陽子線である。
（１３）上記(１０)又は(１１)において、前記粒子線は重粒子線ビームであってもよい。
【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】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明によれば、線量分布幅の小さいＳＯＢＰを重ね合わせてＳＯＢＰを形成する方式において、線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成できる。
【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】変更
【補正の内容】
【００１３】
以下、図１〜図９を用いて、本発明の第１の実施形態による粒子線照射装置の構成及び動作について説明する。 
最初に、図１を用いて、本実施形態による粒子線照射装置の構成について説明する。ここでは、粒子線照射装置として、陽子線治療システムを例にして説明する。図１は、陽子線治療システムにおける陽子線照射装置の照射ノズル部の概略を示している。 
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
図３（ａ）に示すように、陽子ビーム１が、エネルギー分布拡大装置Ｍ−ＲＦに照射され、エネルギー分布拡大装置Ｍ−ＲＦの高さの異なる段で、段の高さに応じて到達する陽子ビームの位置が異なる。その結果、図３（ｂ）に示すように、体表からの深さに対して、形成される各ブラッグピーク位置Ｐｂｐｍ１，Ｐｂｐｍ２，…が変わる。段数の少ないところを通過した陽子ビーム程、ブラッグピーク位置Ｐｂｐｍは、体表から深いところまで、到達する。各ブラッグピーク位置Ｐｂｐｍ１，Ｐｂｐｍ２，…を重ね合わせて、線量分布幅の小さいSOBP（ＰｂｐＭ）が形成される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
図４に示すエネルギー分布拡大装置Ｍ−ＲＦの場合と同様に、エネルギー分布拡大装置部５で用いる線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成するエネルギー分布拡大装置は、図５（ａ）に示したＳＯＢＰを形成するエネルギー分布拡大装置ＳＭ−ＲＦが複数個、架台４０の上に等間隔で配置され、固定して利用する。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
ＳＯＢＰ３０Ｂの線量分布の体表から標的領域の深い側の立下りの急峻さの度合いは、線量分布の平坦部を１００％とした場合、例えば、深い側（distal）の線量８０％と線量２０％の間の距離（distal fall-off）で表す場合がある。線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成するエネルギー分布拡大装置を用いることで、図５（ｂ）の破線で示したように、線量分布幅の小さいSOBPを生成するエネルギー分布拡大装置で形成した緩慢な立下りから、実線で示したような急峻な立下りの分布にすることができる。図９（ａ）に示すように、線量分布の体表から深い側の立下りが急峻なＳＯＢＰを形成するエネルギー分布拡大装置で形成したＳＯＢＰを用いることで、Distal fall-offの距離では、従来のエネルギー分布拡大装置ＲＦを使用した場合と同程度になる効果がある。