JP2015163309A - Charged particle beam irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線照射装置及び荷電粒子線の線量分布算出方法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam irradiation apparatus and a charged particle beam dose distribution calculation method.
従来、患者の腫瘍に対して荷電粒子線の照射により治療を施す荷電粒子線照射装置が知られている。このような荷電粒子線照射装置では、アイソセンター位置に配置された腫瘍の形状に応じて荷電粒子線の線量分布を正確に設定する必要がある。 Conventionally, a charged particle beam irradiation apparatus for treating a patient's tumor by irradiation with a charged particle beam is known. In such a charged particle beam irradiation apparatus, it is necessary to accurately set the dose distribution of the charged particle beam according to the shape of the tumor arranged at the isocenter position.
例えば、特許文献1には、CT装置が得た患者の断面画像を用いて腫瘍の輪郭を決定し、腫瘍の形状から荷電粒子線の線量分布を計画する治療計画装置が開示されている。この治療計画装置では、腫瘍付近の断面画像から立体画像を構成し、計画した荷電粒子線の線量分布を立体画像へ投影することで線量分布計画の確認を行っている。
For example,
しかしながら、前述した治療計画装置においては、画像データ上で線量分布計画の確認を行っているが、実際に照射された荷電粒子線の線量分布を測定しておらず、確認に対する信頼性が高いとは言えない。荷電粒子線の径路上に線量分布モニタを設けることも考えられるが、この場合、測定できる線量分布は線量分布モニタ位置のものであり、アイソセンター位置における線量分布とは異なる。荷電粒子線の線量分布の確認は治療の信頼性を確保する上で重要であることから、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く確認するための技術が強く求められている。 However, in the treatment planning apparatus described above, the dose distribution plan is confirmed on the image data, but the dose distribution of the actually irradiated charged particle beam is not measured, and the confirmation is highly reliable. I can't say that. Although it is conceivable to provide a dose distribution monitor on the path of the charged particle beam, in this case, the measurable dose distribution is at the dose distribution monitor position and is different from the dose distribution at the isocenter position. Since confirmation of the dose distribution of the charged particle beam is important for ensuring the reliability of treatment, there is a strong demand for a technique for accurately confirming the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position.
そこで、本発明は、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出できる荷電粒子線照射装置及び荷電粒子線の線量分布算出方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a charged particle beam irradiation apparatus and a charged particle beam dose distribution calculation method capable of accurately calculating a dose distribution of a charged particle beam at an isocenter position.
上記課題を解決するため、本発明は、アイソセンター位置に配置された被照射体に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置であって、被照射体に荷電粒子線を照射する照射部と、照射部に設けられ、荷電粒子線の線量分布を測定する線量分布測定手段と、線量分布測定手段の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出する線量分布算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention is a charged particle beam irradiation apparatus that irradiates a charged particle beam to an irradiation object arranged at an isocenter position, and irradiates the irradiation object with the charged particle beam. A dose distribution measurement means for measuring a dose distribution of a charged particle beam provided in a radiation section, and a dose distribution for calculating a dose distribution of a charged particle beam at an isocenter position based on a measurement result of the dose distribution measurement means And a calculating means.
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、照射部を通過する荷電粒子線の線量分布の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出することができる。従って、この荷電粒子線照射装置によれば、実際に照射することでアイソセンター位置における線量分布を治療前に確認することが可能になる。しかも、この荷電粒子線照射装置では、実際に照射された荷電粒子線の線量分布の測定結果を用いることで、実際の測定結果を用いない場合と比べて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出することができる。 According to the charged particle beam irradiation apparatus according to the present invention, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated based on the measurement result of the dose distribution of the charged particle beam passing through the irradiation unit. Therefore, according to this charged particle beam irradiation apparatus, the dose distribution at the isocenter position can be confirmed before treatment by actually irradiating. Moreover, in this charged particle beam irradiation apparatus, the dose of the charged particle beam at the isocenter position is compared with the case where the actual measurement result is not used by using the measurement result of the dose distribution of the actually irradiated charged particle beam. The distribution can be calculated with high accuracy.
本発明に係る荷電粒子線照射装置において、照射部に設けられ、荷電粒子線を走査する電磁石を更に備え、線量分布算出手段は、照射部に入射した荷電粒子線の線量分布を荷電粒子線の照射方向と直交する方向の位置座標の関数とし、当該関数に対して電磁石の走査に対応する関数を畳み込み積分して得られる線量分布測定手段の位置における荷電粒子線の線量分布の関数と、線量分布測定手段の測定結果から得られる線量分布の中心位置座標と、に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出してもよい。 The charged particle beam irradiation apparatus according to the present invention further includes an electromagnet that is provided in the irradiation unit and scans the charged particle beam, and the dose distribution calculating means calculates the dose distribution of the charged particle beam incident on the irradiation unit of the charged particle beam. A function of the position coordinate in the direction orthogonal to the irradiation direction, and a function of the dose distribution of the charged particle beam at the position of the dose distribution measuring means obtained by convolving and integrating the function corresponding to the scanning of the electromagnet with the function, and the dose The dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position may be calculated based on the center position coordinates of the dose distribution obtained from the measurement result of the distribution measuring means.
この場合、線量分布測定手段の位置における線量分布を表す関数に対して実際の荷電粒子線の線量分布の測定結果を利用することで、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出することができる。 In this case, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated by using the measurement result of the actual charged particle beam dose distribution with respect to the function representing the dose distribution at the position of the dose distribution measuring means. it can.
本発明に係る荷電粒子線照射装置において、照射方向と直交する方向をX軸方向とした場合に、照射部に入射した荷電粒子線の線量分布のX軸位置座標の関数f(x)が下記の式(1)で表され、電磁石の走査に対応する関数g(x)が下記の式(2)で表され、線量分布測定手段の位置における荷電粒子線の線量分布の関数DM(x)が下記の式(3)で表されても良い。
この場合、線量分布を表す関数DM(x)に対して実際の荷電粒子線の線量分布の測定結果を利用することで、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出することができる。 In this case, it is possible to accurately calculate the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position by using the measurement result of the actual dose distribution of the charged particle beam with respect to the function D M (x) representing the dose distribution. it can.
本発明は、アイソセンター位置に配置された被照射体に対して照射される荷電粒子線の線量分布算出方法であって、被照射体に荷電粒子線を照射する照射部に設けられた線量分布モニタによって荷電粒子線の線量分布を測定する線量分布測定ステップと、線量分布測定ステップの測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出する線量分布算出ステップと、を有することを特徴とする。 The present invention relates to a method for calculating a dose distribution of a charged particle beam irradiated to an irradiated object arranged at an isocenter position, the dose distribution provided in an irradiation unit for irradiating the irradiated object with the charged particle beam. A dose distribution measuring step for measuring the dose distribution of the charged particle beam by a monitor; and a dose distribution calculating step for calculating the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position based on the measurement result of the dose distribution measuring step. It is characterized by.
本発明に係る荷電粒子線の線量分布算出方法において、線量分布測定ステップでは、走査された荷電粒子線の線量分布を測定し、線量分布算出ステップでは、照射部に入射した荷電粒子線の線量分布を荷電粒子線の照射方向と直交する方向の位置座標の関数の関数とし、当該関数に対して電磁石の走査に対応する関数を畳み込み積分して得られる線量分布測定位置における荷電粒子線の線量分布の関数と、線量分布測定ステップの測定結果から得られる線量分布の中心位置座標と、に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出しても良い。 In the charged particle beam dose distribution calculating method according to the present invention, in the dose distribution measuring step, the dose distribution of the scanned charged particle beam is measured, and in the dose distribution calculating step, the dose distribution of the charged particle beam incident on the irradiation unit. Is a function of a position coordinate function in a direction perpendicular to the irradiation direction of the charged particle beam, and the dose distribution of the charged particle beam at the dose distribution measurement position obtained by convolving and integrating the function corresponding to the scanning of the electromagnet with the function The dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position may be calculated on the basis of the above function and the center position coordinates of the dose distribution obtained from the measurement result of the dose distribution measurement step.
この場合、線量分布測定位置における線量分布を表す関数に対して実際の荷電粒子線の線量分布の測定結果を利用することで、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出することができる。 In this case, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated by using the measurement result of the actual dose distribution of the charged particle beam with respect to the function representing the dose distribution at the dose distribution measurement position.
本発明に係る荷電粒子線の線量分布算出方法において、照射方向と直交する方向をX軸方向とした場合に、照射部に入射した荷電粒子線の線量分布のX軸位置座標の関数f(x)が下記の式(1)で表され、電磁石の走査に対応する関数g(x)が下記の式(2)で表され、線量分布測定位置における荷電粒子線の線量分布の関数DM(x)が下記の式(3)で表されても良い。
この場合、線量分布を表す関数DM(x)に対して実際の荷電粒子線の線量分布の測定結果を利用することで、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出することができる。 In this case, it is possible to accurately calculate the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position by using the measurement result of the actual dose distribution of the charged particle beam with respect to the function D M (x) representing the dose distribution. it can.
本発明によれば、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出できる。 According to the present invention, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated with high accuracy.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、照射部1は、荷電粒子線照射装置100において、治療台105を取り囲むように設けられた回転ガントリ103に取り付けられ、この回転ガントリ103によって治療台105の回りに回転可能とされている。そして、治療台105に寝かされた患者の腫瘍等の被照射体に対して、荷電粒子線P(図2参照)を照射する。荷電粒子線Pは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、荷電粒子線Pとしては、例えば陽子線、重粒子(重イオン)線等が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1には示されていないが、荷電粒子線照射装置100は、イオン源で生成した荷電粒子線を加速して荷電粒子線Pを出射するサイクロトロンを治療台105及び回転ガントリ103から離れた位置に備えている。サイクロトロンから出射された荷電粒子線Pはビーム輸送系を介して照射部1に供給される。この荷電粒子線照射装置100は、制御装置10によって統括的に制御されている。
Although not shown in FIG. 1, the charged particle
図2に示されるように、照射部1は、荷電粒子線Pの照射方向に順に配列された四極磁石2、ワブリング磁石3、散乱体4、リッジフィルタ5、線量分布モニタ(線量分布測定手段)6、マルチリーフコリメータ7、及びスノート8を備えている。以下、照射部1を通る荷電粒子線Pの照射方向をZ軸方向、Z軸に直交する二方向をX軸方向及びY軸方向として説明に用いる。X軸方向及びY軸方向は互いに直交する方向である。
As shown in FIG. 2, the
照射部1の入口に最も近い四極磁石2は、ビーム輸送ラインを介して入力された荷電粒子線Pが発散するのを抑えて収束させる電磁石である。四極磁石2の下流には、ワブリング磁石3が配置されている。ワブリング磁石3は、正規分布状の荷電粒子線Pを円軌道で走査することで一様な照射野を形成するための電磁石である。
The
散乱体4は、ワブリング磁石3で走査された荷電粒子線Pの拡散を行う。このような散乱体4は、例えば鉛製の板から構成されている。散乱体4は、荷電粒子線Pを照射方向と直交する方向(XY平面内の方向)に広がりを持つ幅広のビームへと拡散させる。
The
リッジフィルタ5は、散乱体4で散乱された荷電粒子線Pの線量分布の調整を行う。具体的には、リッジフィルタ5は、患者の体内の腫瘍の厚さ(照射方向における腫瘍の長さ)に対応するように、荷電粒子線Pに拡大ブラッグピーク(SOBP)を与える。
The
線量分布モニタ6は、通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定を行う。線量分布モニタ6は、X軸方向又はY軸方向で延在して格子状に配列された複数の金属ワイヤを有しており、荷電粒子線Pが照射された金属ワイヤから発生する電子を検出する。これらの複数の金属線にはX軸及びY軸の位置座標に応じたチャネル番号が付されており、各チャネル番号の金属ワイヤから発生した電子を検出することで、荷電粒子線Pの線量分布の測定が行われる。
The dose distribution monitor 6 measures the dose distribution of the charged particle beam P that passes therethrough. The
マルチリーフコリメータ7は、照射方向と垂直な平面(XY平面)における荷電粒子線Pの形状の成形を行う。マルチリーフコリメータ7は、X軸方向で対向する二列の櫛歯を有しており、対向する櫛歯間の開口を調整することで、開口を通過する荷電粒子線Pの成形を行う。なお、マルチリーフコリメータ7に代えて、ブロックコリメータを用いても良い。ブロックコリメータとしては、患者の腫瘍形状に合わせて穴を形成された金属柱等が用いられる。
The
スノート8は、照射方向(Z軸方向)の奥行きについて荷電粒子線Pを腫瘍の形状に合わせて成形するボーラスを保持する部材である。ボーラスは、荷電粒子線Pの最大到達深さの部分の立体形状を、腫瘍の最大深さ部分の形状に合わせて成形する。 The snout 8 is a member that holds a bolus for shaping the charged particle beam P in accordance with the shape of the tumor with respect to the depth in the irradiation direction (Z-axis direction). The bolus is formed so that the three-dimensional shape of the portion where the charged particle beam P reaches the maximum depth is matched with the shape of the maximum depth portion of the tumor.
図1及び図2に示されるように、荷電粒子線照射装置100は、その全体的な制御を行う制御装置10を備えている。制御装置10は、患者に対する荷電粒子線Pの照射制御やマルチリーフコリメータ7の位置制御を行う。また、制御装置10は、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出するための線量分布算出部(線量分布算出手段)11を有している。線量分布算出部11は、線量分布モニタ6の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the charged particle
次に、本実施形態に係る荷電粒子線照射装置100における線量分布算出方法について説明する。
Next, a dose distribution calculation method in the charged particle
図3に示されるように、本実施形態に係る線量分布算出方法は、線量分布モニタ6が荷電粒子線Pの線量分布を測定する線量分布測定ステップS1と、線量分布算出部11がアイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出する線量分布算出ステップS2と、を有している。 As shown in FIG. 3, the dose distribution calculation method according to the present embodiment includes a dose distribution measurement step S1 in which the dose distribution monitor 6 measures the dose distribution of the charged particle beam P, and the dose distribution calculation unit 11 in the isocenter position. A dose distribution calculating step S2 for calculating the dose distribution of the charged particle beam P at.
ここで、図4は、XZ平面における荷電粒子線Pの線量分布の変化を説明するための概略図である。図4において、四極磁石2、リッジフィルタ5、及びスノート8の描写を省略する。照射部1における中心軸(照射部1を構成する機器2〜8の略中心を通る軸)をCとして示す。
Here, FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a change in the dose distribution of the charged particle beam P in the XZ plane. In FIG. 4, the depiction of the
図4に示されるように、ビーム輸送ラインから入射した荷電粒子線Pは、四極磁石2により収束され、その線量分布はW1のような山なりの状態となる。この場合の線量分布W1は、位置座標xの関数f(x)として下記の式(1)で表すことができる。式(1)におけるAは規格化定数である。また、μは実際の線量分布の中心位置座標であり、中心軸Cからの距離(X軸方向における距離)として表すことができる。σは線量分布の広がりである。この関数f(x)はガウシアン(ガウス関数)となる。
線量分布W1の荷電粒子線Pがワブリング磁石3によって走査されると、線量分布はW2の状態(二つの山からなる状態)となる。この場合のワブリング半径をRとする。ワブリング半径Rは、入射した荷電粒子線Pの粒子エネルギーE、ワブリング磁石3の磁場強度B、ワブリング磁石3から線量分布W2の現在位置までの距離Lwに依存するパラメータである。ここで、線形分布W1に対するワブリング磁石3の走査の影響を表す関数g(x)を検討すると、下記の式(2)として表すことができる。この場合、線量分布W2の関数DM(x)は、下記の式(3)として表すことができる。すなわち、関数DM(x)は、関数f(x)及び関数g(x)を畳み込み積分することで求めることができる。
その後、荷電粒子線Pが散乱体4によってX軸方向及びY軸方向に拡散されると、線量分布はW3の状態となる。線量分布W3は、線量分布モニタ6の位置(線量分布測定位置)における荷電粒子線Pの線量分布である。この線量分布W3を表す関数は、上記式(2)において、関数f(x)に含まれるσを線量分布モニタ6の位置における広がりσMに置き換えることで求められる。このσMは、入射時における線形分布W1の広がりσ0、散乱体4の厚さd、散乱体4から線量分布モニタ6までの距離LSMに依存するパラメータである。この線量分布W3が線量分布測定ステップS1において線量分布モニタ6に測定される。
Thereafter, when the charged particle beam P is diffused by the
図5は、線量分布モニタ6の測定結果の一例を示すグラフである。横軸は、線量分布モニタ6のX軸座標に対応するチャネル番号、縦軸は線量相当値を示している。線量相当値とは、荷電粒子線Pの線量に比例する値であり、所定の係数を乗じることで線量が得られる。
FIG. 5 is a graph showing an example of the measurement result of the
線量分布算出部11は、図5に示す測定結果の線量分布データ(折れ線状のデータ)に対してフィッティングを行う。このようなフィッティングには、Levenberg−Marquardt法やNelder−Mead Simplex法等を利用することができる。フィッティング後の線量分布データの一例を図5に一点鎖線として示す。 The dose distribution calculation unit 11 performs fitting on the dose distribution data (string-line data) of the measurement results shown in FIG. For such fitting, the Levenberg-Marquardt method, the Nelder-Mead Simplex method, or the like can be used. An example of the dose distribution data after fitting is shown as a one-dot chain line in FIG.
ここで、線量モニタ6の位置における線量分布の広がりσMと線量モニタ6の位置におけるワブリング半径RMは、予め計算や実測で決定することができる。従って、上記の式(3)におけるフリーパラメータは、規格化定数Aと線量モニタ6の位置における線量分布の中心位置座標μMのみである。Aは規格化定数なので、物理的な意味はない。このため、フィッティングによってμMが求められる。線量分布算出部11は、フィッティングによって求めたμMを、アイソセンター位置における線量分布W4の中心位置座標μIとして用いる。
Here, wobbling radius R M in the spread sigma M and the position of the dose monitor 6 of the dose distribution at the position of the
アイソセンター位置における線量分布W4は、上記の式(3)にマルチリーフコリメータ7の効果を乗じることで求められる。マルチリーフコリメータ7の効果は、下記の式(4),(5)として表わすことができる。下記の式(4),(5)において、aはマルチリーフコリメータ7の開口の幅q(X軸方向における幅)等に依存するパラメータである。また、sは、入射した荷電粒子線Pの粒子エネルギーE、ワブリング磁石3の磁場強度B、マルチリーフコリメータ7からアイソセンター位置までの距離LCI等に依存するパラメータである。
アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4を表す関数DI(x)は、f(x)とg(x)とを畳み込み積分をしたものにh(x)を乗じたものとなる。従って、関数DI(x)を下記の式(6)として表すことができる。式(6)において、アイソセンター位置における線量分布W4の中心位置座標μIにはフィッティングで求めたμMを用いる。また、アイソセンター位置における線量分布W4の広がりσI及びアイソセンター位置におけるワブリング半径RIには計算や実測で決定した値を利用する。
線量分布算出部11は、線量分布算出ステップS2において上記の式(6)に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4の関数DI(x)を算出する。線量分布算出部11は、線量モニタ6の測定結果のフィッティングデータと上記の式(6)とに基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4を算出することができる。なお、線量分布をX軸位置座標の関数とした場合の算出について説明したが、線量分布をY軸位置座標の関数とした場合も同様に算出することができる。
The dose distribution calculation unit 11 calculates the function D I (x) of the dose distribution W4 of the charged particle beam P at the isocenter position based on the above formula (6) in the dose distribution calculation step S2. The dose distribution calculation unit 11 can calculate the dose distribution W4 of the charged particle beam P at the isocenter position based on the fitting data of the measurement result of the
以上説明した荷電粒子線照射装置100及び荷電粒子線の線量分布算出方法によれば、照射部1を通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出することができる。従って、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法によれば、実際に照射することでアイソセンター位置における線量分布を治療前に確認することが可能になる。しかも、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法では、実際に照射部1を通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定結果を用いるので、線量分布の測定結果を用いない場合と比べて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を精度良く算出することができる。
According to the charged particle
また、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法によれば、上述した式(1)〜(6)を用い、実際の荷電粒子線Pの線量分布の測定結果を踏まえて線量分布を算出することで、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を一層精度良く算出することができる。
In addition, according to the charged particle
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、アイソセンター位置における線量分布の中心位置座標μIは、フィッティングにより求められたμMと同じにする必要はない。照射部1の入口側のプロファイルモニタによって当該プロファイルモニタの位置における線量分布の中心位置座標μpを測定した場合には、μpを用いてアイソセンター位置における線量分布の中心位置座標μIを算出することもできる。具体的には、μpと、プロファイルモニタから線量分布モニタ6までの距離LPMと、線量分布モニタ6からアイソセンター位置までの距離LMIと、を用いて下記の式(7)から求めることができる。
また、本発明は、ワブラー法による荷電粒子線の線量分布算出に限られない。例えば、ワブリング磁石を使わずに、複数の散乱体により荷電粒子線を拡散させる二重散乱体法においても本発明を有効に適用することができる。また、スキャニング法による荷電粒子線の線量分布算出にも適用することができる。更に、本発明は、上述したような関数を用いた算出方法に限られず、様々な方法によりアイソセンター位置の線量分布の算出を行うことができる。 The present invention is not limited to the calculation of the dose distribution of charged particle beams by the wobbler method. For example, the present invention can be effectively applied to a double scatterer method in which a charged particle beam is diffused by a plurality of scatterers without using a wobbling magnet. It can also be applied to the calculation of the dose distribution of charged particle beams by the scanning method. Furthermore, the present invention is not limited to the calculation method using the function as described above, and the dose distribution at the isocenter position can be calculated by various methods.
1…照射部 2…四極磁石 3…ワブリング磁石 4…散乱体 5…リッジフィルタ 6…線量分布モニタ 7…マルチリーフコリメータ 8…スノート 10…制御装置 11…線量分布算出部(線量分布算出手段) 100…荷電粒子線照射装置 103…回転ガントリ 105…治療台 C…中心軸 P…荷電粒子線 q…開口幅 R…ワブリング半径 W1-W4…線形分布
DESCRIPTION OF
本発明は、荷電粒子線照射装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam irradiation equipment.
従来、患者の腫瘍に対して荷電粒子線の照射により治療を施す荷電粒子線照射装置が知られている。このような荷電粒子線照射装置では、アイソセンター位置に配置された腫瘍の形状に応じて荷電粒子線の線量分布を正確に設定する必要がある。 Conventionally, a charged particle beam irradiation apparatus for treating a patient's tumor by irradiation with a charged particle beam is known. In such a charged particle beam irradiation apparatus, it is necessary to accurately set the dose distribution of the charged particle beam according to the shape of the tumor arranged at the isocenter position.
例えば、特許文献1には、CT装置が得た患者の断面画像を用いて腫瘍の輪郭を決定し、腫瘍の形状から荷電粒子線の線量分布を計画する治療計画装置が開示されている。この治療計画装置では、腫瘍付近の断面画像から立体画像を構成し、計画した荷電粒子線の線量分布を立体画像へ投影することで線量分布計画の確認を行っている。
For example,
しかしながら、前述した治療計画装置においては、画像データ上で線量分布計画の確認を行っているが、実際に照射された荷電粒子線の線量分布を測定しておらず、確認に対する信頼性が高いとは言えない。荷電粒子線の径路上に線量分布モニタを設けることも考えられるが、この場合、測定できる線量分布は線量分布モニタ位置のものであり、アイソセンター位置における線量分布とは異なる。荷電粒子線の線量分布の確認は治療の信頼性を確保する上で重要であることから、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く確認するための技術が強く求められている。 However, in the treatment planning apparatus described above, the dose distribution plan is confirmed on the image data, but the dose distribution of the actually irradiated charged particle beam is not measured, and the confirmation is highly reliable. I can't say that. Although it is conceivable to provide a dose distribution monitor on the path of the charged particle beam, in this case, the measurable dose distribution is at the dose distribution monitor position and is different from the dose distribution at the isocenter position. Since confirmation of the dose distribution of the charged particle beam is important for ensuring the reliability of treatment, there is a strong demand for a technique for accurately confirming the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position.
そこで、本発明は、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出できる荷電粒子線照射装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a charged particle beam irradiation equipment which can accurately calculate the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position.
上記課題を解決するため、本発明は、患者に対して荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置であって、患者が載置される治療台と、治療台のまわりを回転可能な回転ガントリと、回転ガントリに取り付けられ、荷電粒子線を照射する照射部と、荷電粒子線の線量分布を算出する線量分布算出部と、を備え、照射部は、通過する荷電粒子線の線量分布を測定する線量分布モニタと、線量分布モニタよりも荷電粒子線の照射方向における下流側に設けられ、荷電粒子線の照射方向と垂直な平面における荷電粒子線の形状の成形を行うコリメータと、を有し、線量分布算出部は、線量分布モニタの測定結果とコリメータの開口の形状のデータとに基づき、線量分布モニタの測定結果を補正してコリメータよりも荷電粒子線の照射方向における下流側における荷電粒子線の線量分布を算出することを特徴とする。In order to solve the above-described problems, the present invention provides a charged particle beam irradiation apparatus that irradiates a patient with a charged particle beam, a treatment table on which the patient is placed, and a rotating gantry that can rotate around the treatment table. And an irradiation unit that is attached to the rotating gantry and irradiates a charged particle beam, and a dose distribution calculation unit that calculates a dose distribution of the charged particle beam, and the irradiation unit measures a dose distribution of the charged particle beam that passes therethrough. And a collimator provided downstream of the dose distribution monitor in the irradiation direction of the charged particle beam and for shaping the shape of the charged particle beam in a plane perpendicular to the irradiation direction of the charged particle beam. The dose distribution calculation unit corrects the measurement result of the dose distribution monitor based on the measurement result of the dose distribution monitor and the shape data of the opening of the collimator, and is downstream of the collimator in the irradiation direction of the charged particle beam. And calculating a dose distribution of the charged particle beam in.
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、照射部を通過する荷電粒子線の線量分布の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出することができる。従って、この荷電粒子線照射装置によれば、実際に照射することでアイソセンター位置における線量分布を治療前に確認することが可能になる。しかも、この荷電粒子線照射装置では、実際に照射された荷電粒子線の線量分布の測定結果を用いることで、実際の測定結果を用いない場合と比べて、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出することができる。 According to the charged particle beam irradiation apparatus according to the present invention, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated based on the measurement result of the dose distribution of the charged particle beam passing through the irradiation unit. Therefore, according to this charged particle beam irradiation apparatus, the dose distribution at the isocenter position can be confirmed before treatment by actually irradiating. Moreover, in this charged particle beam irradiation apparatus, the dose of the charged particle beam at the isocenter position is compared with the case where the actual measurement result is not used by using the measurement result of the dose distribution of the actually irradiated charged particle beam. The distribution can be calculated with high accuracy.
本発明に係る荷電粒子線照射装置において、照射部を通る荷電粒子線の照射方向をZ軸方向、Z軸に直行する方向をX方向とし、コリメータは、X軸方向で対向する二列の櫛歯を有し、対向する櫛歯の間の開口を調整することで開口を通過する荷電粒子線の成形を行うマルチリーフコリメータであり、線量分布算出部は、線量分布モニタの測定結果とマルチリーフコリメータの対向する櫛歯の間の開口のX軸方向における幅とに基づき、線量分布モニタの測定結果を補正してコリメータよりも荷電粒子線の照射方向における下流側における荷電粒子線の線量分布を算出してもよい。In the charged particle beam irradiation apparatus according to the present invention, the irradiation direction of the charged particle beam passing through the irradiation unit is the Z-axis direction, the direction orthogonal to the Z-axis is the X direction, and the collimator is two rows of combs facing each other in the X axis direction This is a multi-leaf collimator that has teeth and adjusts the opening between the opposing comb teeth to form a charged particle beam that passes through the opening. Based on the width in the X-axis direction of the opening between the comb teeth facing each other of the collimator, the measurement result of the dose distribution monitor is corrected to determine the dose distribution of the charged particle beam downstream in the irradiation direction of the charged particle beam from the collimator. It may be calculated.
本発明によれば、アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を精度良く算出できる。 According to the present invention, the dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position can be calculated with high accuracy.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1に示されるように、照射部1は、荷電粒子線照射装置100において、治療台105を取り囲むように設けられた回転ガントリ103に取り付けられ、この回転ガントリ103によって治療台105の回りに回転可能とされている。そして、治療台105に寝かされた患者の腫瘍等の被照射体に対して、荷電粒子線P(図2参照)を照射する。荷電粒子線Pは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、荷電粒子線Pとしては、例えば陽子線、重粒子(重イオン)線等が挙げられる。
As shown in FIG. 1, the
なお、図1には示されていないが、荷電粒子線照射装置100は、イオン源で生成した荷電粒子線を加速して荷電粒子線Pを出射するサイクロトロンを治療台105及び回転ガントリ103から離れた位置に備えている。サイクロトロンから出射された荷電粒子線Pはビーム輸送系を介して照射部1に供給される。この荷電粒子線照射装置100は、制御装置10によって統括的に制御されている。
Although not shown in FIG. 1, the charged particle
図2に示されるように、照射部1は、荷電粒子線Pの照射方向に順に配列された四極磁石2、ワブリング磁石3、散乱体4、リッジフィルタ5、線量分布モニタ(線量分布測定手段)6、マルチリーフコリメータ7、及びスノート8を備えている。以下、照射部1を通る荷電粒子線Pの照射方向をZ軸方向、Z軸に直交する二方向をX軸方向及びY軸方向として説明に用いる。X軸方向及びY軸方向は互いに直交する方向である。
As shown in FIG. 2, the
照射部1の入口に最も近い四極磁石2は、ビーム輸送ラインを介して入力された荷電粒子線Pが発散するのを抑えて収束させる電磁石である。四極磁石2の下流には、ワブリング磁石3が配置されている。ワブリング磁石3は、正規分布状の荷電粒子線Pを円軌道で走査することで一様な照射野を形成するための電磁石である。
The
散乱体4は、ワブリング磁石3で走査された荷電粒子線Pの拡散を行う。このような散乱体4は、例えば鉛製の板から構成されている。散乱体4は、荷電粒子線Pを照射方向と直交する方向(XY平面内の方向)に広がりを持つ幅広のビームへと拡散させる。
The
リッジフィルタ5は、散乱体4で散乱された荷電粒子線Pの線量分布の調整を行う。具体的には、リッジフィルタ5は、患者の体内の腫瘍の厚さ(照射方向における腫瘍の長さ)に対応するように、荷電粒子線Pに拡大ブラッグピーク(SOBP)を与える。
The
線量分布モニタ6は、通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定を行う。線量分布モニタ6は、X軸方向又はY軸方向で延在して格子状に配列された複数の金属ワイヤを有しており、荷電粒子線Pが照射された金属ワイヤから発生する電子を検出する。これらの複数の金属線にはX軸及びY軸の位置座標に応じたチャネル番号が付されており、各チャネル番号の金属ワイヤから発生した電子を検出することで、荷電粒子線Pの線量分布の測定が行われる。
The dose distribution monitor 6 measures the dose distribution of the charged particle beam P that passes therethrough. The
マルチリーフコリメータ7は、照射方向と垂直な平面(XY平面)における荷電粒子線Pの形状の成形を行う。マルチリーフコリメータ7は、X軸方向で対向する二列の櫛歯を有しており、対向する櫛歯間の開口を調整することで、開口を通過する荷電粒子線Pの成形を行う。なお、マルチリーフコリメータ7に代えて、ブロックコリメータを用いても良い。ブロックコリメータとしては、患者の腫瘍形状に合わせて穴を形成された金属柱等が用いられる。
The
スノート8は、照射方向(Z軸方向)の奥行きについて荷電粒子線Pを腫瘍の形状に合わせて成形するボーラスを保持する部材である。ボーラスは、荷電粒子線Pの最大到達深さの部分の立体形状を、腫瘍の最大深さ部分の形状に合わせて成形する。 The snout 8 is a member that holds a bolus for shaping the charged particle beam P in accordance with the shape of the tumor with respect to the depth in the irradiation direction (Z-axis direction). The bolus is formed so that the three-dimensional shape of the portion where the charged particle beam P reaches the maximum depth is matched with the shape of the maximum depth portion of the tumor.
図1及び図2に示されるように、荷電粒子線照射装置100は、その全体的な制御を行う制御装置10を備えている。制御装置10は、患者に対する荷電粒子線Pの照射制御やマルチリーフコリメータ7の位置制御を行う。また、制御装置10は、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出するための線量分布算出部(線量分布算出手段)11を有している。線量分布算出部11は、線量分布モニタ6の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the charged particle
次に、本実施形態に係る荷電粒子線照射装置100における線量分布算出方法について説明する。
Next, a dose distribution calculation method in the charged particle
図3に示されるように、本実施形態に係る線量分布算出方法は、線量分布モニタ6が荷電粒子線Pの線量分布を測定する線量分布測定ステップS1と、線量分布算出部11がアイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出する線量分布算出ステップS2と、を有している。 As shown in FIG. 3, the dose distribution calculation method according to the present embodiment includes a dose distribution measurement step S1 in which the dose distribution monitor 6 measures the dose distribution of the charged particle beam P, and the dose distribution calculation unit 11 in the isocenter position. A dose distribution calculating step S2 for calculating the dose distribution of the charged particle beam P at.
ここで、図4は、XZ平面における荷電粒子線Pの線量分布の変化を説明するための概略図である。図4において、四極磁石2、リッジフィルタ5、及びスノート8の描写を省略する。照射部1における中心軸(照射部1を構成する機器2〜8の略中心を通る軸)をCとして示す。
Here, FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a change in the dose distribution of the charged particle beam P in the XZ plane. In FIG. 4, the depiction of the
図4に示されるように、ビーム輸送ラインから入射した荷電粒子線Pは、四極磁石2により収束され、その線量分布はW1のような山なりの状態となる。この場合の線量分布W1は、位置座標xの関数f(x)として下記の式(1)で表すことができる。式(1)におけるAは規格化定数である。また、μは実際の線量分布の中心位置座標であり、中心軸Cからの距離(X軸方向における距離)として表すことができる。σは線量分布の広がりである。この関数f(x)はガウシアン(ガウス関数)となる。
線量分布W1の荷電粒子線Pがワブリング磁石3によって走査されると、線量分布はW2の状態(二つの山からなる状態)となる。この場合のワブリング半径をRとする。ワブリング半径Rは、入射した荷電粒子線Pの粒子エネルギーE、ワブリング磁石3の磁場強度B、ワブリング磁石3から線量分布W2の現在位置までの距離Lwに依存するパラメータである。ここで、線形分布W1に対するワブリング磁石3の走査の影響を表す関数g(x)を検討すると、下記の式(2)として表すことができる。この場合、線量分布W2の関数DM(x)は、下記の式(3)として表すことができる。すなわち、関数DM(x)は、関数f(x)及び関数g(x)を畳み込み積分することで求めることができる。
その後、荷電粒子線Pが散乱体4によってX軸方向及びY軸方向に拡散されると、線量分布はW3の状態となる。線量分布W3は、線量分布モニタ6の位置(線量分布測定位置)における荷電粒子線Pの線量分布である。この線量分布W3を表す関数は、上記式(2)において、関数f(x)に含まれるσを線量分布モニタ6の位置における広がりσMに置き換えることで求められる。このσMは、入射時における線形分布W1の広がりσ0、散乱体4の厚さd、散乱体4から線量分布モニタ6までの距離LSMに依存するパラメータである。この線量分布W3が線量分布測定ステップS1において線量分布モニタ6に測定される。
Thereafter, when the charged particle beam P is diffused by the
図5は、線量分布モニタ6の測定結果の一例を示すグラフである。横軸は、線量分布モニタ6のX軸座標に対応するチャネル番号、縦軸は線量相当値を示している。線量相当値とは、荷電粒子線Pの線量に比例する値であり、所定の係数を乗じることで線量が得られる。
FIG. 5 is a graph showing an example of the measurement result of the
線量分布算出部11は、図5に示す測定結果の線量分布データ(折れ線状のデータ)に対してフィッティングを行う。このようなフィッティングには、Levenberg−Marquardt法やNelder−Mead Simplex法等を利用することができる。フィッティング後の線量分布データの一例を図5に一点鎖線として示す。 The dose distribution calculation unit 11 performs fitting on the dose distribution data (string-line data) of the measurement results shown in FIG. For such fitting, the Levenberg-Marquardt method, the Nelder-Mead Simplex method, or the like can be used. An example of the dose distribution data after fitting is shown as a one-dot chain line in FIG.
ここで、線量モニタ6の位置における線量分布の広がりσMと線量モニタ6の位置におけるワブリング半径RMは、予め計算や実測で決定することができる。従って、上記の式(3)におけるフリーパラメータは、規格化定数Aと線量モニタ6の位置における線量分布の中心位置座標μMのみである。Aは規格化定数なので、物理的な意味はない。このため、フィッティングによってμMが求められる。線量分布算出部11は、フィッティングによって求めたμMを、アイソセンター位置における線量分布W4の中心位置座標μIとして用いる。
Here, wobbling radius R M in the spread sigma M and the position of the dose monitor 6 of the dose distribution at the position of the
アイソセンター位置における線量分布W4は、上記の式(3)にマルチリーフコリメータ7の効果を乗じることで求められる。マルチリーフコリメータ7の効果は、下記の式(4),(5)として表わすことができる。下記の式(4),(5)において、aはマルチリーフコリメータ7の開口の幅q(X軸方向における幅)等に依存するパラメータである。また、sは、入射した荷電粒子線Pの粒子エネルギーE、ワブリング磁石3の磁場強度B、マルチリーフコリメータ7からアイソセンター位置までの距離LCI等に依存するパラメータである。
アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4を表す関数DI(x)は、f(x)とg(x)とを畳み込み積分をしたものにh(x)を乗じたものとなる。従って、関数DI(x)を下記の式(6)として表すことができる。式(6)において、アイソセンター位置における線量分布W4の中心位置座標μIにはフィッティングで求めたμMを用いる。また、アイソセンター位置における線量分布W4の広がりσI及びアイソセンター位置におけるワブリング半径RIには計算や実測で決定した値を利用する。
線量分布算出部11は、線量分布算出ステップS2において上記の式(6)に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4の関数DI(x)を算出する。線量分布算出部11は、線量モニタ6の測定結果のフィッティングデータと上記の式(6)とに基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布W4を算出することができる。なお、線量分布をX軸位置座標の関数とした場合の算出について説明したが、線量分布をY軸位置座標の関数とした場合も同様に算出することができる。
The dose distribution calculation unit 11 calculates the function D I (x) of the dose distribution W4 of the charged particle beam P at the isocenter position based on the above formula (6) in the dose distribution calculation step S2. The dose distribution calculation unit 11 can calculate the dose distribution W4 of the charged particle beam P at the isocenter position based on the fitting data of the measurement result of the
以上説明した荷電粒子線照射装置100及び荷電粒子線の線量分布算出方法によれば、照射部1を通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定結果に基づいて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を算出することができる。従って、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法によれば、実際に照射することでアイソセンター位置における線量分布を治療前に確認することが可能になる。しかも、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法では、実際に照射部1を通過する荷電粒子線Pの線量分布の測定結果を用いるので、線量分布の測定結果を用いない場合と比べて、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を精度良く算出することができる。
According to the charged particle
また、この荷電粒子線照射装置100及び線量分布算出方法によれば、上述した式(1)〜(6)を用い、実際の荷電粒子線Pの線量分布の測定結果を踏まえて線量分布を算出することで、アイソセンター位置における荷電粒子線Pの線量分布を一層精度良く算出することができる。
In addition, according to the charged particle
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、アイソセンター位置における線量分布の中心位置座標μIは、フィッティングにより求められたμMと同じにする必要はない。照射部1の入口側のプロファイルモニタによって当該プロファイルモニタの位置における線量分布の中心位置座標μpを測定した場合には、μpを用いてアイソセンター位置における線量分布の中心位置座標μIを算出することもできる。具体的には、μpと、プロファイルモニタから線量分布モニタ6までの距離LPMと、線量分布モニタ6からアイソセンター位置までの距離LMIと、を用いて下記の式(7)から求めることができる。
また、本発明は、ワブラー法による荷電粒子線の線量分布算出に限られない。例えば、ワブリング磁石を使わずに、複数の散乱体により荷電粒子線を拡散させる二重散乱体法においても本発明を有効に適用することができる。また、スキャニング法による荷電粒子線の線量分布算出にも適用することができる。更に、本発明は、上述したような関数を用いた算出方法に限られず、様々な方法によりアイソセンター位置の線量分布の算出を行うことができる。 The present invention is not limited to the calculation of the dose distribution of charged particle beams by the wobbler method. For example, the present invention can be effectively applied to a double scatterer method in which a charged particle beam is diffused by a plurality of scatterers without using a wobbling magnet. It can also be applied to the calculation of the dose distribution of charged particle beams by the scanning method. Furthermore, the present invention is not limited to the calculation method using the function as described above, and the dose distribution at the isocenter position can be calculated by various methods.
1…照射部 2…四極磁石 3…ワブリング磁石 4…散乱体 5…リッジフィルタ 6…線量分布モニタ 7…マルチリーフコリメータ 8…スノート 10…制御装置 11…線量分布算出部(線量分布算出手段) 100…荷電粒子線照射装置 103…回転ガントリ 105…治療台 C…中心軸 P…荷電粒子線 q…開口幅 R…ワブリング半径 W1-W4…線形分布
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記被照射体に荷電粒子線を照射する照射部と、
前記照射部に設けられ、荷電粒子線の線量分布を測定する線量分布測定手段と、
前記線量分布測定手段の測定結果に基づいて、前記アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出する線量分布算出手段と、
を備えることを特徴とする荷電粒子線照射装置。 A charged particle beam irradiation apparatus that irradiates an object to be irradiated arranged at an isocenter position with a charged particle beam,
An irradiation unit for irradiating the irradiated body with a charged particle beam;
A dose distribution measuring means for measuring a dose distribution of a charged particle beam provided in the irradiation unit;
A dose distribution calculating means for calculating a dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position based on the measurement result of the dose distribution measuring means;
A charged particle beam irradiation apparatus comprising:
前記線量分布算出手段は、前記照射部に入射した荷電粒子線の線量分布を荷電粒子線の照射方向と直交する方向の位置座標の関数とし、当該関数に対して前記電磁石の走査に対応する関数を畳み込み積分して得られる前記線量分布測定手段の位置における荷電粒子線の線量分布の関数と、前記線量分布測定手段の測定結果から得られる線量分布の中心位置座標と、に基づいて、前記アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出することを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子線照射装置。 An electromagnet that is provided in the irradiation unit and scans the charged particle beam,
The dose distribution calculating means uses the dose distribution of the charged particle beam incident on the irradiation unit as a function of position coordinates in a direction orthogonal to the irradiation direction of the charged particle beam, and a function corresponding to scanning of the electromagnet with respect to the function Based on the function of the dose distribution of the charged particle beam at the position of the dose distribution measuring means obtained by convolution integration and the center position coordinates of the dose distribution obtained from the measurement result of the dose distribution measuring means. The charged particle beam irradiation apparatus according to claim 1, wherein the dose distribution of the charged particle beam at the center position is calculated.
前記被照射体に荷電粒子線を照射する照射部に設けられた線量分布モニタによって荷電粒子線の線量分布を測定する線量分布測定ステップと、
前記線量分布測定ステップの測定結果に基づいて、前記アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出する線量分布算出ステップと、
を有することを特徴とする荷電粒子線の線量分布算出方法。 A method for calculating a dose distribution of a charged particle beam irradiated to an irradiation object arranged at an isocenter position,
A dose distribution measuring step of measuring a dose distribution of the charged particle beam by a dose distribution monitor provided in an irradiation unit that irradiates the irradiated body with the charged particle beam; and
A dose distribution calculating step for calculating a dose distribution of the charged particle beam at the isocenter position based on the measurement result of the dose distribution measuring step;
A method for calculating a dose distribution of a charged particle beam, comprising:
前記線量分布算出ステップでは、前記照射部に入射した荷電粒子線の線量分布を荷電粒子線の照射方向と直交する方向の位置座標の関数とし、当該関数に対して電磁石の走査に対応する関数を畳み込み積分して得られる線量分布測定位置における荷電粒子線の線量分布の関数と、前記線量分布測定ステップの測定結果から得られる線量分布の中心位置座標と、に基づいて、前記アイソセンター位置における荷電粒子線の線量分布を算出すること
を特徴とする請求項4に記載の荷電粒子線の線量分布算出方法。 In the dose distribution measurement step, the dose distribution of the scanned charged particle beam is measured,
In the dose distribution calculating step, the dose distribution of the charged particle beam incident on the irradiation unit is a function of position coordinates in a direction orthogonal to the irradiation direction of the charged particle beam, and a function corresponding to the scanning of the electromagnet with respect to the function Based on the function of the dose distribution of the charged particle beam at the dose distribution measurement position obtained by convolution integration and the center position coordinate of the dose distribution obtained from the measurement result of the dose distribution measurement step, the charge at the isocenter position The dose distribution calculation method of the charged particle beam according to claim 4, wherein the dose distribution of the particle beam is calculated.
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