JP7485587B2 - 粒子線監視システム、粒子線監視方法および粒子線治療システム - Google Patents
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Claims (11)
- 被照射体へ入射される粒子線の到達位置を監視する粒子線監視システムであって、
前記粒子線の進行方向に沿って設けられ、それぞれガンマ線を検出して第1の検出信号を出力する第1の検出素子を複数配置してなる第1の検出器と、
前記粒子線の照射軸と前記第1の検出器との間に設けられ、ガンマ線が透過する透過部を有する第1の遮蔽体と、
前記被照射体へ前記粒子線が入射される前に行われるシミュレーション演算により計算されるシミュレーション由来ノイズ分布と、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記粒子線に基づく即発ガンマ線が前記透過部を通過して入射する領域以外の領域にある前記第1の検出素子におけるガンマ線の実測値である計数値に基づいて、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第1の検出器にある前記第1の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布に含まれるノイズ成分である照射時推定ノイズ分布を求めるノイズ演算部と、
前記計数値の分布から前記照射時推定ノイズ分布を減算することにより、差分分布を算出する再構成演算部と、
前記差分分布、または、前記差分分布が用いられて再構成される即発ガンマ線の発生分布に基づいて、前記粒子線のエネルギーが最大となるブラッグピークの位置を推定する粒子線到達位置演算部と、
を備える粒子線監視システム。 - 被照射体へ入射される粒子線の到達位置を監視する粒子線監視システムであって、
前記粒子線の進行方向に沿って設けられ、それぞれガンマ線を検出して第1の検出信号を出力する第1の検出素子を複数配置してなる第1の検出器と、
前記粒子線の照射軸と前記第1の検出器との間に設けられ、ガンマ線が透過する透過部を有する第1の遮蔽体と、
前記粒子線の進行方向に沿って設けられ、それぞれガンマ線を検出して第2の検出信号を出力する第2の検出素子を複数配置してなる第2の検出器と、
前記粒子線の照射軸と前記第2の検出器との間に設けられ、ガンマ線が透過する透過部を有さない第2の遮蔽体と、
前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第1の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布から、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第2の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布を減算することにより、差分分布を算出する再構成演算部と、
前記差分分布、または、前記差分分布が用いられて再構成される即発ガンマ線の発生分布に基づいて、前記粒子線のエネルギーが最大となるブラッグピークの位置を推定する粒子線到達位置演算部と、
を備える粒子線監視システム。 - 請求項1または請求項2に記載の粒子線監視システムであって、
前記再構成演算部は、前記粒子線の照射軸と、前記第1の遮蔽体と、前記透過部と、前記第1の検出器の間の幾何学的な位置情報に基づいて、前記差分分布を用いて、即発ガンマ線の前記発生分布を再構成するものであり、
前記粒子線到達位置演算部は、即発ガンマ線の前記発生分布に基づいて、前記ブラッグピークの位置を推定するものである、粒子線監視システム。 - 請求項1または請求項2に記載の粒子線監視システムであって、
前記粒子線到達位置演算部は、シミュレーション演算により得られているシミュレーション由来粒子線到達位置及びシミュレーション由来差分分布からなる基準データと、前記再構成演算部が算出する前記差分分布に基づいて、粒子線到達位置である前記ブラッグピークの位置を推定するものである、粒子線監視システム。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の粒子線監視システムであって、
前記第1の遮蔽体と前記第1の検出器とを前記粒子線の照射軸方向に沿って移動させることにより、前記照射軸方向に沿った異なる位置で、前記第1の検出器に前記ガンマ線を検出させる
粒子線監視システム。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の粒子線監視システムにおいて、
前記第1の遮蔽体と前記第1の検出器の組を複数備え、
前記複数の組が、前記粒子線の照射軸を中心軸とする周方向に離間して配置される
粒子線監視システム。 - 請求項1乃至6のいずれかに記載の粒子線監視システムにおいて、
前記第1の検出器は、前記透過部を通過したガンマ線を検出する第1領域内の前記第1の検出素子と、前記第1領域以外の領域である第2領域内の前記第1の検出素子であって、前記透過部以外で前記第1の遮蔽体へ入射した中性子に由来するガンマ線を検出する前記第2領域内の前記第1の検出素子とを含む、
粒子線監視システム。 - 請求項1乃至7のいずれかに記載の粒子線監視システムにおいて、
前記第1の遮蔽体の表面に、ガンマ線との相互作用で検出信号を生成する複数の検出素子を備えた表面側検出器をさらに設ける、
粒子線監視システム。 - 請求項1乃至8のいずれかに記載の粒子線監視システムを備える
粒子線治療システム。 - 被照射体へ入射される粒子線の到達位置を監視する粒子線監視方法であって、
第1の検出素子のそれぞれがガンマ線を検出して第1の検出信号を出力する第1のガンマ線検出ステップであって、前記第1の検出素子のそれぞれは、第1の検出器において、前記粒子線の進行方向に沿って設けられているものであり、前記粒子線の照射軸と前記第1の検出器の間に、ガンマ線が透過する透過部を有する第1の遮蔽体が存在する、前記第1のガンマ線検出ステップと、
制御装置が、前記被照射体へ前記粒子線が入射される前に行われるシミュレーション演算により計算されるシミュレーション由来ノイズ分布と、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記粒子線に基づく即発ガンマ線が前記透過部を通過して入射する領域以外の領域にある前記第1の検出素子におけるガンマ線の実測値である計数値に基づいて、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第1の検出器にある前記第1の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布に含まれるノイズ成分である照射時推定ノイズ分布を求めるノイズ演算ステップと、
制御装置が、前記計数値の分布から前記照射時推定ノイズ分布を減算することにより、差分分布を算出する差分分布算出ステップと、
制御装置が、前記差分分布、または、前記差分分布が用いられて再構成される即発ガンマ線の発生分布に基づいて、前記粒子線のエネルギーが最大となるブラッグピークの位置を推定する粒子線到達位置演算ステップと、
を備える粒子線監視方法。 - 被照射体へ入射される粒子線の到達位置を監視する粒子線監視方法であって、
第1の検出素子のそれぞれがガンマ線を検出して第1の検出信号を出力する第1のガンマ線検出ステップであって、前記第1の検出素子のそれぞれは、第1の検出器において、前記粒子線の進行方向に沿って設けられているものであり、前記粒子線の照射軸と前記第1の検出器の間に、ガンマ線が透過する透過部を有する第1の遮蔽体が存在する、前記第1のガンマ線検出ステップと、
第2の検出素子のそれぞれがガンマ線を検出して第2の検出信号を出力する第2のガンマ線検出ステップであって、前記第2の検出素子のそれぞれは、第2の検出器において、前記粒子線の進行方向に沿って設けられているものであり、前記粒子線の照射軸と前記第2の検出器の間に、ガンマ線が透過する透過部を有さない第2の遮蔽体が存在する、前記第2のガンマ線検出ステップと、
制御装置が、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第1の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布から、前記被照射体へ前記粒子線が入射される際の、前記第2の検出素子のそれぞれにより検出されるガンマ線の計数値の分布を減算することにより、差分分布を算出する差分分布算出ステップと、
制御装置が、前記差分分布、または、前記差分分布が用いられて再構成される即発ガンマ線の発生分布に基づいて、前記粒子線のエネルギーが最大となるブラッグピークの位置を推定する粒子線到達位置演算ステップと、
を備える粒子線監視方法。
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