(57)【要約】  走査粒子ビーム２０を用いた標的体積３４の照射計画方法。この方法は、身体７７内に位置する標的体積３４を規定するステップと、標的体積３４を複数の個々にアプローチ可能な標的点３０に分割するステップと、時間的に連続した複数の部分的な照射計画を規定するステップと、標的体積３４の標的点３０を部分的な照射計画における部分量Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに分割するステップとを含み、部分量Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは標的体積３４全体にわたって分散し、標的体積３４の相互に隣接する標的点３０はそれぞれ異なる照射部分計画に割り当てられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査粒子ビーム（２０）を用いた標的体積（３４）の照射計画方法であって、
身体（７７）内に位置する標的体積（３４）を規定するステップと、
前記標的体積（３４）を複数の個々にアプローチ可能な標的点（３０）に細分化するステップと、
時間的に連続した複数の照射部分計画を規定するステップと、
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）を前記照射部分計画間で部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に分割するステップであって、該部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）はそれぞれ、前記標的体積（３４）全体にわたって分散し、前記標的体積（３４）の相互に隣接する標的点（３０）は異なる照射部分計画に割り当てられる、ステップと、
を含む、走査粒子ビームを用いた標的体積の照射計画方法。
【請求項２】
前記標的体積の前記標的点（３０）は、空間的に交互に前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、及び／又は、
前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記標的点（３０）のそれぞれは、他の部分集合に割り当てられた標的点によってのみ連続的に取り囲まれ、及び／又は、
前記標的点（３０）は、格子状の行又は列内で交互に前記異なる部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記照射部分計画内の前記標的点（３０）が前記走査粒子ビーム（２０）によってアプローチされるとき、前記標的体積の隣接する標的点はスキップされ、及び／又は、
少なくとも２つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記標的点（３０）は、前記標的体積において蛇行パターンで互いにインターレースしてアプローチされる、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記標的体積（３４）の各標的点（３０）は、厳密に１つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記照射部分計画の前記標的点（３０）は、前記標的体積（３４）の隣接する標的点が直接互いの後に続かないようにアプローチされる、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
共通標的領域（３２）内に位置する標的点（３０）数は照射部分計画数に対応し、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）はそれぞれ、異なる部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）はそれぞれ、厳密に１つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）のうち、最大で１つの標的点が各照射部分計画によってアプローチされる、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、各等エネルギー層は複数の部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）からの標的点を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、前記等エネルギー層内の前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちの少なくとも１つの部分集合の前記標的点はそれぞれ連続してアプローチされるか、又は前記等エネルギー層内の前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちの少なくとも１つの部分集合の前記標的点はそれぞれ行及び列単位で交互にアプローチされる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、前記標的体積の標的点の１つおきの行又は１つおきの列が前記照射部分計画内でスキップされる、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記照射計画は少なくとも４つの照射部分計画を含む、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
照射部分計画数を規定するために、標的領域（３２）数、局所的な動きパラメーター、及び／又は他の標的点（３０）への以前のアプローチの結果として生じる事前に計算される照射前線量を考慮に入れる、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
走査粒子ビーム（２０）を提供する放射線設備（１０）のための制御装置であって、
前記走査粒子ビーム（２０）を用いて身体（７７）内に位置する標的体積（３４）の標的点（３０）にアプローチするために、照射中に前記放射線設備を制御する制御ユニット（８６）を有し、
部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）内の前記標的点（３０）は、時間的に連続的に実行される照射部分計画間で分割され、前記部分集合はそれぞれ前記標的体積全体にわたって分散し、
相互に隣接する標的点は異なる部分集合に割り当てられる、走査粒子ビームを提供する放射線設備のための制御装置。
【請求項１６】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は、空間的に交互に前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、及び／又は、
前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記標的点（３０）のそれぞれは、他の部分集合に割り当てられた標的点によってのみ連続的に取り囲まれ、及び／又は、
前記標的点（３０）は、格子状の行又は列内で交互に前記異なる部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられる、請求項１５に記載の制御装置。
【請求項１７】
前記制御ユニット（８６）は、前記照射部分計画内の前記標的体積（３４）の隣接する標的点（３０）がスキップされるように、前記走査粒子ビーム（２０）を用いて前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）にアプローチするように構成され、及び／又は、
前記制御ユニット（８６）は、蛇行パターンで互いにインターレースした少なくとも２つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記標的点（３０）にアプローチするように構成される、請求項１５又は１６に記載の制御装置。
【請求項１８】
前記標的体積（３４）の各標的点（３０）は、厳密に１つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられる、請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記制御ユニット（８６）は、前記標的体積（３４）の隣接する標的点に直接時間的に連続してアプローチしないように前記放射線設備（１０）を制御する、請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２０】
共通標的領域（３２）内に位置する標的点（３０）数は照射部分計画数に対応し、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２１】
共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）はそれぞれ、異なる部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２２】
共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）はそれぞれ、厳密に１つの部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）に割り当てられ、前記標的体積（３４）の前記標的領域はそれぞれ、前記走査粒子ビーム（２０）の予期されるビーム径に対応する、請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２３】
前記制御ユニット（８６）は、前記照射部分計画のそれぞれを用いて、共通標的領域（３２）内に位置する前記標的点（３０）のうち、最大で１つの標的点にアプローチするように前記放射線設備（１０）を制御する、請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２４】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、各等エネルギー層は複数の部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）からの標的点を含む、請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２５】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、
前記制御ユニット（８６）は、前記等エネルギー層内の前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちの少なくとも１つの部分集合の前記標的点に連続してアプローチするように前記放射線設備（１０）を制御するか、又は、
前記制御ユニット（８６）は、前記等エネルギー層内の前記部分集合（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）のうちの少なくとも１つの部分集合の前記標的点に行及び列単位で交互にアプローチするように前記放射線設備（１０）を制御する、請求項１５〜２４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２６】
前記標的体積（３４）の前記標的点（３０）は等エネルギー層（３４１〜３４７）内に配置され、前記制御ユニット（８６）は、前記標的体積の標的点の１つおきの行又は１つおきの列が前記照射部分計画内でスキップするように前記放射線設備（１０）を制御する、請求項１５〜２５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２７】
前記照射計画は少なくとも４つの照射部分計画を含む、請求項１５〜２６のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２８】
照射部分計画数を規定するために、標的領域（３２）数、局所的な動きパラメーター、及び／又は他の標的点（３０）への以前のアプローチの結果として生じる事前に計算される照射前線量を考慮に入れる、請求項１５〜２７のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項２９】
請求項１５〜２８のいずれか１項に記載の制御装置を有する放射線設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射計画方法及び装置と、粒子ビームを用いる加速器装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
重イオンを用いた腫瘍治療は、ここ数十年にわたって、組織、例えば腫瘍性疾患を処置するための確立された方法となっている。一方、それによって得られた経験は純粋に技術的な分野にも応用される。
【０００３】
全ての既知の方法の共通の特徴は、加速器によって提供される集束粒子ビームが、高エネルギービーム輸送システムによって１つ又は複数の照射室又は処置室に伝搬されることである。照射室において、照射すべき標的体積（target volume）が位置決めされ、粒子ビームを用いて照射される。
【０００４】
照射すべき標的体積は移動し得ることが知られている。例えば、患者が呼吸するのに伴って動く肺腫瘍が標的体積内に位置する場合がある。一方、この動きが粒子線治療の処置の成功に及ぼす影響を調査する目的で、ファントムと呼ばれる非生体の人体モデルによってこの動きをシミュレートすることもできる。
【０００５】
粒子線治療との関連で、組織内に堆積される放射線量の可能な限り最も均一な分布を達成することは特に困難である。標的体積における均一な線量分布が特に関心事であることの１つの理由は、標的体積内に位置する腫瘍の細胞は、閾値線量以上になって初めて適切な信頼度で死滅する一方で、同時に、周囲の健常な組織に対する過剰な放射による負荷は回避されるべきであるという事実である。このため、複数の個々の放射線量が標的体積内の様々な標的点において連続して堆積される照射方法、すなわち走査粒子ビームを用いた照射方法では、標的体積が照射中に動く場合、標的体積におけるこの所望の均一な線量分布を達成することは依然として困難である。このため、標的体積における線量分布の均一性の改善が現在の研究の主題として残っている。
【０００６】
例えば、走査粒子ビームの場合、１つの可能性は、放射線量を、幾つかのパスにわたって付与するように分散させることであり、これは「再走査」と呼ばれる。この方法において、再走査パス中に複数の個々の線量が繰り返し付与されることによって、付与される総線量が連続的に高められるように、標的体積の標的点に複数回アプローチする。個々の線量を用いて標的点に繰り返しアプローチすることによって、個々の線量にわたる統計的な平均化が可能になり、これにより、統計的に見て、誤って堆積される一切の線量を平均化することができる。標的体積の動きは、少なくとも部分的にこのようにして補償することができる。
【０００７】
しかし、このプロセスにおいて、各標的点は適切に低減された部分線量を用いて複数回アプローチされ、これによって、再走査による照射にかなりの追加の時間量がかかり得る。なぜなら、部分線量低減に従って抽出率が低減されなくてはならないためである。線量分布の均一性を増大することで、放射線治療の場合に処置の成功を改善するために、放射プロセスが長くなることに耐える必要があるというのが現行水準である。
【０００８】
さらに、標的体積の動きを追跡し、個々の線量を計算する際にこれを考慮に入れることが知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の目的は、標的体積のための照射計画を簡単にし、その際、上述した従来技術の不利な点を軽減するか又は無くす方法を提供することである。
【００１０】
また、本発明が、処置又は線量を全て付与するのにかかる時間を低減することも望ましい。
【００１１】
本発明の別の目的は、照射結果を、標的体積の変化、例えば動きに対してよりロバスト性のある（robust）ものにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の目的は、独立請求項の主題によって達成される。本発明の有利な拡張は従属クレームにおいて定義される。
【００１３】
本発明による、身体内の標的体積の照射計画方法が以下のステップを用いて規定される。この方法は照射計画を段階的に作成する。
【００１４】
第１に、通常身体内に位置する標的体積が規定される。この状況において、標的体積は、例えば物質試料、ファントム若しくは試験セットアップ等の非生体内に位置することができるか、又はそうでなければ、例えば細胞試料若しくは実験動物等の生体材料を含むことができる。例えば、腫瘍細胞が標的体積内に位置する。標的体積は、複数の個々にアプローチ可能な標的点に細分化される。換言すれば、規定された点間隔を有する標的点のラスターが標的体積内に配置される。
【００１５】
次に、名目線量、すなわち、付与可能な標的点に堆積される放射線量の計画値又は所望値が、標的点のそれぞれと関連付けられる。換言すれば、照射計画における付与可能な標的点に名目線量が書き込まれる。また、本出願において用いられる用語の多く、例えば標的体積、標的点、名目線量、線量分布等は、ガイドラインとして受け入れられているＩＣＲＵレポート５０（及び追加レポート６２）において規定されている。
【００１６】
次に、照射計画は複数の時間的に連続した照射部分計画に分割される。これは、照射計画が照射部分計画を直接連続して次から次へと実行することを指定することを意味する。
【００１７】
標的体積の標的点は、照射部分計画間で部分集合に分割される。ここで、部分集合は標的体積全体にわたって分散する。互いに隣接する標的点は異なる照射部分計画に割り当てられる。換言すれば、各部分集合は標的体積全体にわたって分散した標的点を含み、互いに直接隣接しない。
【００１８】
２つの上述したステップは、標的体積を分割する従来技術の方法に対応する。
【００１９】
これまで従来技術では、標的体積の標的点は通常連続して、すなわちこの状況では次から次へとアプローチされる。この方法は、実行が特に容易であるため確立された。
【００２０】
標的点を等エネルギー層に割り当てることができ、これにより、一定の粒子エネルギーを用いて、すなわち、例えば加速器設定を変更せずに等エネルギー層を照射することが可能になる。
【００２１】
本発明による方法では、照射計画は時間的に連続した照射部分計画に分割される。
【００２２】
標的体積の互いに隣接する標的点は異なる照射部分計画に割り当てられる。照射部分計画が連続して実行されるとき、互いに隣接する標的点は時間的に連続して照射されず、第１の標的点が第１の照射部分計画において照射され、第１の標的点に隣接する標的点が少なくとも１つの他の照射部分計画において照射される。これによって、標的体積の動きに対する線量堆積のロバスト性を増大させることができる。換言すれば、特定の標的点における線量位置は、相互に隣接する標的点が直接次から次へとアプローチされるのではなく、時間遅延を伴ってアプローチされることによって改善することができる。したがって、異なる照射部分計画間での相互に隣接する標的点の分割に起因して、線量分布の均一性も増大させることができる。さらに、幾つかの状況では、本方法を用いて標的点に１回のみアプローチすることで十分である可能性があり、実質的な時間節減を達成することが可能になる。これは、或る特定の状況下で、本発明による方法を用いると再走査が全く行われないことを意味する。ただし、各事例において可能な限り最良の結果を得るために、必要な目標線量分布に依拠して、本発明による方法を再走査と組み合わせる可能性は排除されない。
【００２３】
照射部分計画の標的点の部分集合が標的体積全体にわたって分散することの結果として、標的体積全体が照射部分計画のそれぞれによって既にカバーされている。換言すれば、第１の照射部分計画を用いて標的体積内に粗いラスターの線量分布が堆積され、この線量分布の均一性が各後続の照射部分計画を用いて精緻化される。なぜなら、各事例において、先行する部分集合に隣接する標的点の部分集合がアプローチされるためである。例えば、標的点の部分集合は数学的意味で真部分集合であり、すなわち、それらは標的点の全体集合の部分集合であり、そのいずれも全ての数の標的点を含むことはない。
【００２４】
後に、照射部分計画のうちの１つの標的点のうちの１つへの線量の付与中に、標的体積の予期されない又は誤って計算された動きが生じ、その結果として、付与される線量は標的点に堆積されず、誤って堆積された場合、先行する又は後続の照射部分計画によって少なくとも部分的に統計的にこれを補償することができる。
【００２５】
各個々の照射プロセスにおいて、個々の線量が標的点に付与され、粒子ビームの入力経路全体が照射前線量と呼ばれる線量を受ける。リソース集約型照射計画方法において、生じる全ての照射前線量を考慮に入れ、総線量を計算するのに用いなくてはならない。このため、例えば、標的体積の遠位端を最初に照射することが有利である。このプロセスでは、標的体積のより近位の部分は既に照射前線量を受けている。次に、標的体積を反対端から照射し、例えば、この端から遠位にある標的体積の部分が追加の部分線量を受けるようにすることができる。理想的な事例では、標的体積にわたる線量分布はステップ関数に対応する。これは、その性質により、実際には難なく達成可能ではない。
【００２６】
標的点は、空間的に交互に部分集合に割り当てることができる。これは、第１の標的点を第１の部分集合に割り当て、第２の標的点を第２の部分集合に割り当てることができることを意味する。例えば、標的点は、ビーム軸を横切る２つの方向に、すなわち横方向に空間的に交互に、及び／又は３次元で空間的に交互に部分集合に割り当てられる。この状況では、照射部分計画数によって標的点部分集合数も決まる。
【００２７】
その結果、部分集合の標的点は好ましくは、異なる部分集合に割り当てられた標的点によってのみ連続して取り囲まれる。標的点は好ましくは、格子状の行及び／又は列内で交互に異なる照射部分計画に割り当てることができる。例えば、第１の行又は列内の標的点は第１の部分集合及び第２の部分集合内に、第２の行又は列内の標的点は第３の部分集合及び第４の部分集合内に格子状に配置することができる。この場合、各事例において、偶数又は奇数の行又は列において色に割り当てられる部分集合が交互になるという前提の下で、格子状構造について考慮すべきは格子パターンの２つの「色」のみである。
【００２８】
照射部分計画数は、この例えにおいて格子の「色」数に対応することができ、これは、多色格子パターンを意味することができる。例えば、３次元の場合、次に、標的点を格子状に交互に異なる照射部分計画に割り当て、（格子の例えにおける）１つの正方形は常に異なる色の正方形と接する。
【００２９】
照射部分計画の標的点が粒子設備の走査ビームによってアプローチされるとき、照射部分計画内の標的体積の隣接する標的点はスキップされることが好ましい。これは、第１の標的点がアプローチされるが、対照的に、標的体積の空間的に隣接する標的点はスキップされることを意味する。次に、等エネルギー層又は標的体積の第３の標的点を、再び第１照射部分計画の標的点とすることができ、このためこの標的点にアプローチすることができる。例えば、各照射部分計画の標的点がアプローチされるとき、標的体積の隣接する標的点はスキップされる。換言すれば、照射部分計画の標的点は、標的体積の隣接する標的点が直接互いの後に続かないようにアプローチされる。
【００３０】
少なくとも２つの部分集合の標的点に、標的体積において蛇行パターンで互いにインターレースしてアプローチすることができる。
【００３１】
例えば、標的点の部分集合は互いに交差しない。換言すれば、標的点はそれぞれ１回のみアプローチされる。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、標的体積の標的領域は、標的領域の複数の標的点にわたって延在し、標的領域は第２のビームの予期されるビーム径に対応する。標的領域内の標的点は、標的点のグループ又は単にグループと呼ばれる。換言すれば、走査ビームの１つのショットは複数の標的点をカバーし、それにより、走査ビームの各ショットによって、標的領域の標的点内に１つの線量を堆積させることができる。標的領域の標的点は、それぞれ異なる部分集合に割り当てられることが好ましく、それにより、標的点は異なる照射部分計画間で標的領域を同様に分割する。複数の照射部分計画によってカバーされる標的領域に関して有利であることは、標的体積の動きにかかわらず、付与可能な標的領域に、照射部分計画のうちの少なくとも幾つかによってアプローチすることができることである。これによって、或る特定の統計的平均化、このため動いている標的体積における、より一様な線量分布が確保される。
【００３３】
標的領域内の標的点の数は、特に有利には照射部分計画数に対応することができる。換言すれば、照射部分計画数は、標的領域内に標的点が幾つ位置するかの結果である。標的領域の標的点は、ここでは異なる部分集合に割り当てられる。理想的には、この状況において、各標的領域は各照射部分計画によって供給される。換言すれば、共通標的領域内に位置する標的点のうち、最大で１つの標的点が各照射部分計画によってアプローチされる。しかしながら、この状況において、危険領域（ＯＡＲ、すなわち危険臓器（Organs at Risk））によって密に取り囲まれている場合がある複雑な標的体積形状では、標的領域の少なくとも１つの標的点がアプローチされる照射部分計画が有利であり、これらの照射部分計画は、標的体積内の標的点の集合の真部分集合である。
【００３４】
標的点が等エネルギー層に組み合わされ、かつ部分集合の標的点の部分が１つの等エネルギー層内に位置する場合、標的点のこれらの部分に連続してアプローチすることが有利である。換言すれば、各等エネルギー層は、複数の部分集合又は全ての部分集合からの標的点を含む。このようにして、１つの等エネルギー層内に位置する照射計画の標的点に、或る特定の状況下で加速器設定を変更することなくアプローチすることができる。
【００３５】
例えば、等エネルギー層に組み合わされる標的点の部分集合に、行及び列において交互にアプローチすることができる。換言すれば、等エネルギー層内の部分集合のうちの少なくとも２つからの標的点は、行及び列単位で交互にアプローチされる。この状況において、例えば、等エネルギー層の標的点の１つおきの行又は１つおきの列をスキップすることができることは、本方法の特に有利な特徴である。これは、本発明による方法を用いて、例えば等エネルギー層の標的点の３つおき又は５つおきの行又は列をスキップすることも可能であることを除外することを意図していないが、等エネルギー層の標的点の１つおきの行又は１つおきの列をスキップすることが特に有利である。
【００３６】
特に有利な方式では、照射計画は少なくとも４つの照射部分計画を有する。この場合、それに応じて、１つの標的領域は異なる照射部分計画に割り当てられる少なくとも４つの標的点を含む。等エネルギー層間の間隔、すなわちビーム方向における標的点の間隔は、ここでは好ましくは標的領域の標的点が１つの等エネルギー層内に位置するように選択される。換言すれば、等エネルギー層の標的点がアプローチされるとき、隣接する等エネルギー層の標的点は、僅かにしか影響されない。
【００３７】
標的領域あたりの標的点数は、ビーム径を変更するか、又は標的点間の点間隔を変更することによって調整することができる。したがって、予期される動きに依拠して、標的領域は異なる数の標的点を有することができる。その結果、標的領域はラスターに起因して十分多数の標的点を有していないので、幾つかの標的領域は幾つかの照射部分計画によってアプローチされないことが除外されるべきでない。次に、標的領域の標的点は、可能な限り多くの照射部分計画間で単純に分割され、それによって、ここで統計的平均化の有利な効果も生じる。同時に異なる部分集合内にある標的点を含めることも可能であり、これらの標的点はその際部分的に重複し、それによって、これらの標的点が複数回アプローチされ、標的領域が各照射部分計画によってカバーされる。
【００３８】
ラスター間隔の一変形形態において、点間隔が標的体積にわたって変化する、すなわち、標的体積にわたって一定の量を表さないことによって、照射前線量も考慮に入れることができる。このようにして、適用可能な場合、標的点が複数回アプローチされることなく各標的領域が各照射部分計画によって実際にカバーされるようにラスターを調整することができる。
【００３９】
照射部分計画数を規定する際に、標的領域数、局所的な動きパラメーター、及び／又は他の標的点がアプローチされているときに生じる照射前線量も考慮に入れることができる。このため、変動が予期されない一様な動きの場合、少数の照射部分計画で十分とすることができる。予測が困難な複雑な動きの場合、多数の照射部分計画を指定することが状況にかなう場合がある。ここで、多数の照射部分計画は、点のより細かいラスター、すなわち、標的点間のより小さな間隔によって達成することができる。
【００４０】
本発明の範囲内で、上述した方法のステップを実行することができる制御装置も提供される。
【００４１】
以下で例示的な実施形態を用いるとともに図面を参照して本発明を詳細に説明する。同一の要素及び類似の要素は、部分的に同一の参照符号でラベル付けされ、様々な例示的な実施形態の特徴は互いに組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】通常の放射線設備の構成の概観である。
【図２】放射線設備を制御するのに用いられるコンポーネントの概略図である。
【図３】偏向及び変調装置並びに能動動き補償を用いた照射の概略図である。
【図４】等エネルギー層の照射計画全体の図である。
【図５】標的点がＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに細分化される、等エネルギー層の照射計画全体の図である。
【図６】Ａ点を含む図４からの照射計画全体の部分集合としての照射部分計画（sub-plan）の図である。
【図７】Ｂ点を含む照射部分計画の図である。
【図８】Ｃ点を含む照射部分計画の図である。
【図９】Ｄ点を含む照射部分計画の図である。
【図１０ａ】一変形形態における照射計画方法の実行可能ステップの概略図である。
【図１０ｂ】一変形形態における照射計画方法の実行可能ステップの概略図である。
【図１０ｃ】一変形形態における照射計画方法の実行可能ステップの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１は、それ自体既知の粒子線治療設備１０の概略的構成を示している。粒子線治療設備１０は荷電粒子を生成し、加速する。荷電粒子は、更なる使用のために粒子ビーム２０の形態で提供され、ビームガイド１７によって、規定された標的体積３４（図３を参照）に方向付けることができる。標的体積３４は、例えば、腫瘍治療の枠組みにおいて腫瘍を含むが、科学的目的、動物実験、モデル試料及び物質試料、並びに概して粒子ビーム及び／又は粒子線治療の調査のために、非生物及び／又は細胞培養を含む標的体積３４を規定することもできる。粒子線治療設備１０は、粒子ビーム２０を用いてファントムを照射するためにも用いられる。これによって、患者の照射又は処置の完了前後に複数の照射パラメーターを検証することができる。
【００４４】
図１に示す例において、粒子は２つのイオン源１１のうちの１つにおいて生成され事前加速される。イオン源１１は、例えば、陽子からウランまでの非常に多岐にわたる粒子を生成することができるが、材料との特徴的な（粒子依存の）相互作用及び侵入深さ等の、粒子線治療に有利な特性に起因して、陽子、パイオン、ヘリウムイオン、又は特に好ましくはカーボンイオンが用いられる。非常に一般的に言えば、粒子として用いるのにハドロンが好ましい。低エネルギービーム伝達線１２によって、粒子は前段加速器１３に通される。示される例では前段加速器１３は線形加速器１３である。線形加速器１３は、粒子を第１のエネルギーレベルまで加速し、粒子を集束して粒子ビーム２０にする。第１のエネルギーレベルにおいて、粒子は最終的に、加速器ユニット１５内に通される。ここで示すように、加速器ユニット１５は例えばシンクロトロンであるが、別の低エネルギービーム伝達線１２を有するサイクロトロンもあり、サイクロトロンでは、粒子は、対象の用途のために設定することができる抽出エネルギーまで更に加速される。最終的に、ビームガイド１７は、粒子ビーム２０を、測定室１９又は治療室２１内の所望の標的まで誘導する。測定室１９又は治療室２１において、３ミリメートル〜３０ミリメートルの通常のビーム直径を有する粒子ビーム２０が付与され得るか又は利用可能にされる。
【００４５】
身体７７内の標的体積３４の標的点３０にアプローチするための粒子ビーム２０の正確な位置決めのために、横方向、すなわち水平方向及び垂直方向の粒子ビーム２０の偏向、並びに粒子ビーム２０の侵入深さを決める粒子ビームエネルギーを高速に変化させるエネルギー変調のための偏向及び変調装置２２が測定室若しくは照射室１９又は治療室２１内に位置する。この手段によって標的体積内の標的点の全体ラスターに連続してアプローチすることができるので、標的点の連続アプローチは「走査」と呼ばれ、装置はラスター走査装置２２と呼ばれる。
【００４６】
非常に一般的に言えば、スポット走査、連続放射及びラスター走査の照射方法を用いることができる。
【００４７】
標的体積３４の標的点３０がアプローチされる順序が照射計画において示される。照射計画は、例えば、標的体積３４のパラメーター及び／又は標的体積３４の予期される動き等の、追加の重要なパラメーターを含むこともできる。ラスター走査装置２２の重要な利点のうちの１つは、標的体積３４に連続して粒子ビーム２０を方向付ける機会を提供することである。
【００４８】
粒子線治療設備１０全体が、加速器制御システムによって最終的に制御される。加速器制御システムは、例えば、加速器ユニット１５及びビームガイド１７を制御し、ビームパラメーターを監視するための測定データを収集する。適切な場合、粒子線治療設備１０を制御するためのパラメーターを照射計画に基づいて設定することができ、それによって照射計画は、粒子線治療設備１０を制御するための設定データも含む。
【００４９】
図２は、それ自体既知の装置及び機器の概略図を示しており、これらの装置及び機器は、照射計画を作成する際に、すなわち照射計画時に、身体７７内の標的体積３４における標的点３０を規定するデータセットを作成するために用いることができ、また、例えば図１を参照して説明されたような粒子線治療設備１０の制御時に用いることができる。
【００５０】
照射される腫瘍又は別の標的体積３４の腫瘍の位置及び範囲は、ＣＡＴシステム又はＭＲＩシステム７１によって確認することもできるし、他の診断機器によって確認することもできる。トモグラフィーシステム７１からのデータが、データセットを作成するための装置８１において直接、又は準備後に図２に示していない追加の機器によって処理される。装置８１は、例えば、ワークステーション、端末又は他のコンピューターである。装置８１は、そのユーザーインターフェース、ソフトウェア又は他の特徴に起因して、任意選択で、医療スタッフが標的体積３４、付与される線量、複数の部分への線量の分割、放射方向、及び粒子線治療の他の詳細を規定するのに用いるのにも適している。
【００５１】
照射される身体７７は、粒子線治療設備１０による照射前、照射中又は照射後に様々に実施される監視機器を用いて監視することができる。例として提供されるのは、支持表面７８上で支持される、照射される身体７７を感知するためのポジトロン放出型トモグラフィー（ＰＥＴ：positron emission tomography）カメラ７２及び／又は距離センサー７３である。ＰＥＴカメラ７２及び／又は距離センサー７３並びに支持表面７８は、上記で図１を参照しながら説明した照射室１９のうちの１つの中に位置することができる。この場合、粒子ビーム２０を通じて生成される線量及び照射される身体７７の動きを、ＰＥＴカメラ７２及び／又は距離センサー７３によって感知することができる。代替的に、ＰＥＴカメラ７２、距離センサー７３及び支持表面７８は、照射室の外側に位置する。代替的に又は付加的に、身体７７は、透視装置、Ｘ線装置、超音波センサー、呼吸監視ベルト及び／又は他の外部センサーによって監視することができる。
【００５２】
トモグラフィーシステム７１、ＰＥＴカメラ７２及び距離センサー７３からのデータは、１つ又は複数の動きパラメーターを求めるための装置８２によって処理することができる。装置８２によって、身体７７の部分領域の動き（例えば、呼吸又は心拍に起因する）を、照射前又は照射中に量的に感知することができる。装置８２によって求められる１つ又は複数の動きパラメーターを、データセットを作成するための装置８１によって考慮に入れることができる。
【００５３】
データセットの作成中に考慮に入れるのに特に適しているのは、通常の動き及び／又は周期的な動きの振幅に関するデータ、又は、外側から、例えば距離センサー７３によって感知することができる標的体積の空間位置及び／又は量間の関係に関するデータである。代替的に又は付加的に、装置８２によって求められるパラメーター、又はデータは、図１を参照して説明されたような放射線設備１０を制御するためのコントローラー８６によって直接処理することができる。ＰＥＴカメラ７２又は距離センサー７３によって照射中に感知されるデータは、この目的に特に適している。装置８１によって作成されるデータセットも、制御ユニット８６によって設備１０の制御に組み込まれる。制御ユニット８６は制御線８７又は他の手段によって放射線設備１０にリンクされる。
【００５４】
図１を参照して説明されるような放射線設備１０の基本構成は、多くの粒子線治療設備及び他の放射線設備に一般的である。以下で説明される例示的な実施形態は、図１を参照して説明される放射線設備１０、及び図２を参照して説明される機器、並びに他の放射設備及び機器と接続して用いることができる。
【００５５】
図３は、能動動き補償を用いた照射を概略的に示している。加速器ユニット１５は粒子ビーム２０を提供し、粒子ビーム２０は、２つの走査磁石対４０、４２を用いて標的体積３４にわたって横方向にラスター走査される。標的体積３４の標的点３０は標的体積の点ラスターを規定し、標的点は複数の等エネルギー層、示す例では等エネルギー層３４１〜３４７内に位置する。等エネルギー層３４１〜３４７は、粒子ビーム２０を用いて連続して走査される。図３の実施形態では、等エネルギー層３４５は横方向に走査されているところである。標的体積３４が矢印３６によって示されるように移動する場合、標的体積３４の動きにかかわらず、意図されるラスター位置ｉに衝突するために、現在照射されているラスター位置ｉの動きの知識を用いて、ビーム位置は、走査磁石４０、４２によって横方向に、かつダブルウェッジシステム４４によって縦方向に、標的体積３４の動きを能動的に追跡するようにされる。換言すれば、粒子ビーム２０は、例えば走査磁石４０、４２及びダブルウェッジシステム４４を備える偏向及び変調装置２２によって動きを追跡するようにされる。現在照射されているラスター位置ｉの実際の位置は、動き感知装置４６によって求められる。動き感知装置４６は、身体７７の動きを感知し、位置適応テーブルを生成する。
【００５６】
図４は、それ自体既知の照射計画の一実施形態を示している。明確にするために、図４〜図９のそれぞれ、特に、図３から既知の等エネルギー層３４５の例には、標的体積３４の１つの等エネルギー層のみが示されている。図４において標的点３０を互いに接続する線は、ビームが相互に隣接した標的点３０に連続してアプローチするときの走査粒子ビーム２０の走査経路２４を、それ自体既知のシーケンスで表している。換言すれば、示される等エネルギー層３４５の標的点３０は、走査粒子ビーム２０によって隣接点間で走査される。したがって、図４に示される相互に隣接する標的点３０は、それぞれ連続してアプローチされる。
【００５７】
図５は、正方形によって象徴的に示される各標的領域３２の標的点３０が部分集合Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤに分割される照射計画の一実施形態である。標的領域３２のサイズは、用いられる粒子ビーム２０のビーム径から得られる。示される実施形態では、象徴的な正方形の角間の距離は、通常円形のビーム径の直径を表す。部分集合Ａは照射部分計画Ａに割り当てられ、部分集合Ｂ、Ｃ及びＤは、適用可能な照射部分計画Ｂ、Ｃ及びＤに割り当てられる。照射部分計画Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは、時間的に連続して実行される。換言すれば、まず、照射部分計画Ａの標的点３０の部分集合Ａがアプローチされ、その後、照射部分計画Ｂの標的点３０の部分集合Ｂがアプローチされ、次に、照射部分計画Ｃの標的点３０の部分集合Ｃがアプローチされ、最終的に、照射部分計画Ｄの標的点３０の部分集合Ｄがアプローチされる。
【００５８】
粒子ビーム２０は、標的点３０へのそのアプローチにおいて、標的領域３２全体に線量分布を堆積することが好ましい。ここでの線量分布は通常、用いられる粒子ビームのプロファイル及び径に依拠し、例えば、粒子ビームは通常、丸い断面を有し、このため線量分布もビームの中心点から同心円状に減少する。このため、標的領域３２は、理解を単純にする目的で、線量堆積と、それによって影響を受ける標的点３０との間の関係の表現のみを示している。
【００５９】
図４〜図９に示すように、標的体積の等エネルギー層を１つのみ示すことによって、本発明による方法の特殊な特徴に特に簡単に到達することが可能になる。当業者にとって、隣接する等エネルギー層３４４、３４６の標的点３０、３次元照射前線量の計算、及び等エネルギー層の放射シーケンスの選択にも影響を及ぼす場合がある３次元線量堆積を詳細に説明する必要はない。なぜなら、当業者は、本明細書及び図面から完全な照射プロセスを既に推測することができ、特に、全ての等エネルギー層３４１〜３４７に照射計画を同様に適応させることができるためである。このため、本方法は、明細書及び図面を用いて、複数の等エネルギー層３４１〜３４７、及び／又は標的体積３４内で空間的に分散した標的点３０を有する３次元の事例に容易に変換することができる。
【００６０】
例えば、検討中の等エネルギー層３４５の標的点に隣接する、異なる等エネルギー層３４１〜３４４及び３４６〜３４７に割り当てられる標的点３０を、異なる部分集合にも割り当てることができ、それによって、ビーム方向における標的点３０の空間隣接性も標的点３０の部分集合の分割において考慮に入れられる。必要な場合、等エネルギー層３４１〜３４７間の間隔も、標的領域３２内の３次元線量分布が隣接する等エネルギー層３４４及び／又は３４６の部分集合Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに影響を及ぼさず、隣接する等エネルギー層が等エネルギー層３４５から十分大きな距離にあるように選択することができる。
【００６１】
図６は、図４に既に示した標的点３０の集合の部分集合Ａを示している。部分集合Ａの標的点３０は時間的に連続してアプローチされる。これは、標的点３０の部分集合Ａが第１の照射部分計画Ａにおいてアプローチされることを意味する。示される等エネルギー層３４５の図６からの簡略化された例では、部分集合Ａは完全な第１の照射部分計画を表す。他の照射部分計画Ｂ、Ｃ及びＤに割り当てられる標的点Ｂ、Ｃ及びＤの部分集合の標的点３０はスキップされる。図６に示される例では、走査粒子ビーム２０の走査経路２４Ａによって表されるように、標的点３０は行ごとにアプローチされる。
【００６２】
図７は、図４に既に示した標的点３０の部分集合Ｂを示している。ここで、部分集合Ｂは照射部分計画Ｂを用いて連続してアプローチされる。部分集合Ｂの標的点３０のそれぞれは、部分集合Ａの標的点３０のうちの１つに隣接しており、同じ照射部分計画に割り当てられない。示す例では、部分集合Ｂの標的点３０は部分集合Ａの点と同じ等エネルギー層３４５内に位置する。示すように、部分集合Ｂの標的点３０は、走査粒子ビーム２０の走査経路２４Ｂによって表されるように列ごとにアプローチすることができる。標的点３０の部分集合Ｂが照射部分計画Ｂにおいて列単位でアプローチされ、標的点３０の部分集合Ａが、照射部分計画Ｂの前及び／又は後に実行される別の照射部分計画Ａにおいて行単位でアプローチされる場合、例えば、等エネルギー層３４５内の標的体積３４における線量堆積の十字型ラスターが、照射部分計画Ａ及びＢの連続実行から得られる。適宜、照射部分計画Ｂの第１の標的点３０へのアプローチを、照射部分計画Ａの第１の標的点３０に隣接した標的点３０から開始することができるが、等エネルギー層３４５の異なる領域において開始することも可能である。特に、標的体積が異なる方向から、例えば反対方向から照射されることが仮定されるとき、標的体積３４又は等エネルギー層３４５内の様々なロケーションにおいて照射部分計画を開始させることが有利であり得る。１つのみの等エネルギー層３４５の示される例では、標的体積３４の移動時に共鳴効果を回避することに起因して連続照射部分計画の十字型ラスターが提案される。
【００６３】
図８は、標的点３０が図４に示す標的点３０の部分集合、すなわち「Ｃ」をマークされた点に対応する照射部分計画Ｃを示している。図５に示す標的点Ａへのアプローチと類似して、照射部分計画Ｃに従う標的点３０は、粒子ビーム２０の走査経路２４Ｃによって示されるように行ごとに同様に照射される。したがって、標的点３０は行及び列単位で交互にアプローチされる。これによって、線量堆積分布における共鳴効果を防ぐことができる。
【００６４】
共鳴効果は、例えば、標的体積３４の動きの規則性が照射部分計画の実行と時間的に相関するときを意味するものと理解される。例えば、これは、照射部分計画を実行するのに必要な時間の長さが、標的体積の動きの振幅の持続時間の倍数に対応するように明示することができる。このとき、標的点３０における誤った線量は全ての照射部分計画において繰り返されることになり、結果として誤った線量の箇所が或る特定の環境下で低すぎるか又は高すぎる放射線量を受けることになる。標的体積３４における線量堆積の一様性は、走査経路２４Ａ〜２４Ｄ、すなわち標的点３０の連続アプローチを照射部分計画ごとに変化させることによって増大させることができる。好ましくは、この手段によって、誤った線量を付与することを補償又は防止することさえでき、これは従来の照射方法がこの方式で達成していないことである。
【００６５】
最後に、図９は、「Ｄ」をラベル付けされた標的点３０の部分集合を含む照射部分計画を示している。標的点「Ｄ」にアプローチするための走査粒子ビームの走査経路２４Ｄは、列ごとに延びる。この列ごとの標的点Ｄへのアプローチは、図７に示す標的点Ｂへのアプローチの走査経路２４Ｂに対応する。このため、部分集合Ｂ及びＤは列において走査され、部分集合Ａ及びＣは行において走査される。換言すれば、標的点３０への列ごと及び行ごとのアプローチは照射部分計画下で交互になり、粒子ビーム２０の走査経路２４Ａ〜２４Ｄは行又は列ごとに交互になる。
【００６６】
図１０ａ、図１０ｂ及び図１０ｃは、３つの例における照射計画のプログラム点の系統的な実行を示している。
【００６７】
図１０ａは、患者データが第１のステップ５１内の照射計画からロードされることを示している。これらのデータは、標的体積３４の位置及び寸法も含む。
【００６８】
患者データの知識を用いて、第２のステップ５２ａにおいて、例えば、可能な限り最も均一な線量分布及び／又は可能な限り最短の放射期間を実現する走査経路を得るために、最適化パラメーターが患者データの関数として設定される。例えば、標的点３０をこのプロセスにおいて規定することができる。
【００６９】
第３のステップ５３ａにおいて、パラメーターが適用され、最適化が実行され、最終的に、第４のステップ５４ａにおいて単一の照射計画の予備段階の結果が得られる。
【００７０】
第５のステップ５５ａにおいて、ユーザーは、標的体積３０の動きが予期されるか否か、したがって、線量分布均一性に対する改善が計算されるべきか否かを指定することができる。
【００７１】
標的体積の動きの検討を改善する場合、第６のステップ５６ａに進む。第６のステップ５６ａにおいて、標的点３０は部分集合、例えばＡ、Ｂ、Ｃ及びＤに割り当てられる。
【００７２】
換言すれば、各標的領域３２の標的点３０はグループ化され、各グループからの標的点３０が照射部分計画に割り当てられる。例えば、グループ化は、標的領域３２のサイズに依拠し、１つの標的領域３２は標的点３０のグループを含む。
【００７３】
第７のステップ５７ａにおいて、照射部分計画が生成され、標的点３０は照射部分計画に割り当てられる。各照射部分計画は、例えば、各グループの少なくとも１つの標的点３０を含む。
【００７４】
個々の走査経路２４Ａ〜２４Ｄは、個々の照射部分計画ごとに第８のステップ５８ａにおいて規定される。これは、互いに独立して行うことができるが、連続照射部分計画の走査経路２４Ａ〜２４Ｄの或る特定の規則性も規定することができる。その結果、例えば標的点３０にアプローチするための十字型ラスターが得られる。
【００７５】
第９のステップ５９ａにおいて、照射部分計画は、粒子ビーム２０のエネルギーを可能な限りほとんど変更しなくてよいように結合される。これは、等エネルギー層３４１〜３４７の標的点３０が統合され、全ての照射部分計画が合わせて１つのマスター照射計画となることを意味する。
【００７６】
最終的に、第１０のステップ６０において、照射計画は加速器制御システム又は加速器パラメーターを設定するためのコントローラー８６に送信される。
【００７７】
図１０ｂは別のフローチャートを示しており、第１のステップ５１ｂにおいて患者データがロードされる。第２のステップ５２ｂにおいて、最適化パラメーターが設定され、標的点３０のより近い点間隔、例えば１ｍｍが設定される。この例では、第３のステップ５３ｂにおいて、線量分布計算の最適化中にアプローチされない標的点のラスターの標的点３０が可能な限り少ないか否かのチェックが行われる。換言すれば、線量は、標的体積３４の可能な限り多くの標的点３０にわたって分布するべきである。最終的に、第４のステップ５４ｂにおいて、最適化により照射計画が得られる。照射の改善された動き補償が達成されるべき場合、第５のステップ５５ｂにおいて走査経路２４Ａ〜２４Ｄの改善を選択することができる。
【００７８】
第６のステップ５６ｂにおいて、標的点３０が部分集合に割り当てられ、すなわち標的点がグループ化される。第７のステップ５７ｂにおいて、照射部分計画が生成され、標的点３０が照射部分計画に割り当てられる。各グループからの少なくとも１つの標的点３０が照射部分計画に割り当てられる。
【００７９】
第８のステップ５８ｂにおいて、個々の照射部分計画ごとに個々の走査経路２４Ａ〜２４Ｄが規定され、第９のステップ５９ｂにおいて、照射部分計画は、粒子ビーム２０のエネルギーを可能な限りほとんど変更しなくてよいように結合される。これは、等エネルギー層３４１〜３４７の標的点３０が統合され、全ての照射部分計画が合わせて１つのマスター照射計画となることを意味する。
【００８０】
最終的に、第１０のステップ６０において、照射計画は、加速器パラメーターを設定するために加速器制御システムに送信される。
【００８１】
図１０ｃは別のフローチャートを示しており、第１のステップ５１ｃにおいて患者データがロードされる。第２のステップ５２ｃにおいて、最適化パラメーターが設定され、ここで標的点３０が規定され、標的点３０のより近い点間隔、例えば１ｍｍが設定される。さらに、等エネルギー層の間隔が規定され、例えば１ｍｍに低減される。
【００８２】
この例において、第３のステップ５３ｃにおいて、線量分布計算の最適化中にアプローチされないラスターの標的点３０が可能な限り少ないか否かのチェックが行われる。換言すれば、線量は、標的体積３４の可能な限り多くの標的点３０にわたって分布するべきである。さらに、隣接するラスター点が同様の数の粒子を受け、このため線量分布の均一性が更に増大され得るか否かのチェックも行われる。
【００８３】
最終的に、第４のステップ５４ｃにおいて、最適化により照射計画が得られる。照射の改善された動き補償を達成することが望ましい場合、第５のステップ５５ｃにおいて走査経路２４Ａ〜２４Ｄの改善を選択することができる。
【００８４】
第６のステップ５６ｃにおいて、標的点３０が部分集合に割り当てられ、すなわち標的点がグループ化される。グループが、３Ｄ体積内の様々なエネルギーレベルの点を含むことも考慮に入れられる。したがって、このプロセスにおいて、粒子ビーム２０の同じ侵入深さで到達することができない標的点３０、すなわち、１つの等エネルギーレベルにない標的点３０が考慮に入れられる。換言すれば、標的領域３２は、１つの等エネルギー層の点を有するのみでなく、隣接する等エネルギー層３４４又は３４６の隣接する点も有し、それによって、標的領域３２あたりの標的点３０の数が増大される。したがって、標的領域３２は３Ｄ標的領域３２であり、例えば、球領域内のビーム方向の点間隔を有する標的点３０も含む。
【００８５】
第７のステップ５７ｃにおいて、照射部分計画が生成され、標的点３０が照射部分計画に割り当てられる。各グループからの少なくとも１つの標的点３０が照射部分計画に割り当てられる。ここで、適用可能な場合、標的体積３４は容積に関して走査されるので、粒子ビーム２０の高速なエネルギー変動を考慮に入れる必要もあり得る。さらに、個々の照射部分計画ごとに個々の走査経路２４Ａ〜２４Ｄが規定される。
【００８６】
第８のステップ５８ｃにおいて、照射部分計画は結合され、マスター照射計画が生成される。最終的に、最後のステップ６０において、加速器パラメーターを設定するために照射計画が加速器制御システムに送信される。
【００８７】
上記の実施形態は例示とみなされるべきであり、本発明は、実施形態に限定されず、本発明から逸脱することなく幾つかの方法で変動してもよいことが当業者には明らかである。さらに、特徴は、本明細書、特許請求の範囲、図面又は他の場所において開示されるかに関係なく、他の特徴と組み合わせて説明される場合であっても本発明の重要な要素を更に個々に定義することが明らかである。
【符号の説明】
【００８８】
１０  放射線設備
１１  イオン源
１２  低エネルギービーム伝達線
１３  線形加速器
１５  加速器ユニット
１７  ビームガイド
１９  測定室
２０  粒子ビーム
２１  治療室
２２  偏向及び変調装置
２４、２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ  走査経路
３０  標的点
３２  標的領域
３４  標的体積
３６  矢印
４０、４２  粒子ビームの横方向の偏向のための走査磁石
４４  粒子ビームの縦方向の偏向（減速）のためのダブルウェッジシステム
４６  動き感知装置
５１ａ〜５ｌｃ  第１のステップ
５２ａ〜５２ｃ  第２のステップ
５３ａ〜５３ｃ  第３のステップ
５４ａ〜５４ｃ  第４のステップ
５５ａ〜５５ｃ  第５のステップ
５６ａ〜５６ｃ  第６のステップ
５７ａ〜５７ｃ  第７のステップ
５８ａ〜５８ｃ  第８のステップ
５９ａ〜５９ｃ  第９のステップ
６０  最終ステップ
７１  ＣＡＴシステム又はＭＲＩシステム
７２  ＰＥＴカメラ
７３  距離センサー
７７  身体
７８  支持表面
８１  データセットを作成するための装置
８２  動きの量的感知のための装置
８６  コントローラー
８７  制御線
Ａ〜Ｄ  標的点の部分集合
【図１】
2015535437.tif 000003
【図２】
2015535437.tif 000004
【図４】
2015535437.tif 000005
【図５】
2015535437.tif 000006
【図６】
2015535437.tif 000007
【図７】
2015535437.tif 000008
【図８】
2015535437.tif 000009
【図９】
2015535437.tif 000010
【図１０ａ】
2015535437.tif 000011
【図１０ｂ】
2015535437.tif 000012
【図１０ｃ】
2015535437.tif 000013
【図３】
2015535437.tif 000014
【国際調査報告】
2015535437.tif 000015
2015535437.tif 000016
2015535437.tif 000017
2015535437.tif 000018
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