JPH1119235A - 荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム照射方法 - Google Patents

荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子ビーム照射方法

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JPH1119235A
JPH1119235A JP9178048A JP17804897A JPH1119235A JP H1119235 A JPH1119235 A JP H1119235A JP 9178048 A JP9178048 A JP 9178048A JP 17804897 A JP17804897 A JP 17804897A JP H1119235 A JPH1119235 A JP H1119235A
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shaped structure
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Koji Matsuda
浩二 松田
Hiroshi Akiyama
秋山　　浩
Kazuo Hiramoto
和夫 平本
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】荷電粒子ビームのエネルギー分布を変更でき、
均一な線量率分布の荷電粒子ビームを照射対象に照射す
ることができる荷電粒子ビーム照射装置および荷電粒子
ビーム照射方法を提供する。 【解決手段】荷電粒子ビーム照射装置１００は、照射野
拡大装置１，リッジフィルタ２，レンジシフタ３，コリ
メータ４、および、ボーラス５を構成機器として有し、
リッジフィルタ２は、支持板１１上に多数並べられたく
さび形構造物１０とくさび形構造物１０の山３０を覆う
遮蔽物７をもつ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、照射対象に荷電粒
子ビームを照射する荷電粒子ビーム照射方法とそれを行
う照射方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子線照射野形成装置は、照射対象
の立体形状に合わせて、荷電粒子ビームの照射野を形成
し、かつ照射野における線量分布を調整する装置であ
る。
【０００３】荷電粒子線照射野形成装置は、荷電粒子ビ
ームの進行方向に垂直な平面で（進行方向の横方向）照
射範囲を成形する横方向ビーム形成部と、荷電粒子ビー
ムの進行方向（照射対象の深さ方向）に照射範囲を形成
する飛程調節部を有する。横方向ビーム形成部は、荷電
粒子ビームの進行方向に垂直な平面上に荷電粒子ビーム
を拡大し、拡大された荷電粒子ビームをコリメータで切
り取り、荷電粒子ビームの進行方向に垂直な平面上の照
射対象の形状に合わせて荷電粒子ビームを整形する。飛
程調節部は、照射対象の深さに対応して荷電粒子ビーム
のエネルギーを調整し、荷電粒子ビームの進行方向（深
さ方向）の照射対象の形状に合わせて荷電粒子ビームを
整形する。「Review of ScientificInstruments Vo
l.６４ No.８(１９９３年８月)」（ｐ．２０５５〜２
１２２）は、従来の荷電粒子線照射野形成装置について
記載する。
【０００４】荷電粒子線治療においては、照射対象であ
る患部に照射される線量を高くし、以外の部分の線量を
低くするように、患部の立体形状に合わせて照射を行う
コンフォーマル照射が望ましい。従来のコンフォーマル
照射方法には、細い荷電粒子ビームを患部の形状に合わ
せて走査するスキャニング法、マルチリーフコリメータ
を用いて患部を深さ方向に層状に分割して照射する方法
などがある。特開平7−148277号公報は、不均一リッジ
フィルタとマルチリーフコリメータを用いて患部を複数
領域に分割して照射するコンフォーマル照射方法を記載
する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スキャ
ニング法によるコンフォーマル照射は、高速かつ正確な
ビームの照射位置の制御と線量の測定が必要で、装置が
複雑になる。また、患部範囲を層状に分割して照射する
コンフォーマル照射方法、および不均一リッジフィルタ
を使うコンフォーマル照射方法は、マルチリーフコリメ
ータを時間的に制御する必要で、装置が複雑になる。
【０００６】本発明の目的は、荷電粒子ビームのエネル
ギー分布を変更でき、均一な線量率の荷電粒子ビームを
照射対象に照射することができる電粒子ビーム照射装置
および荷電粒子ビーム照射方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の特徴は、リッジフィルタが、ビーム進行方向に平行
な断面がくさび形で、入射された荷電粒子ビームを異な
るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
ムにして透過させるくさび形構造物と、くさび形構造物
を透過する荷電粒子ビームのビーム成分を変更するビー
ム成分変更手段を備えることにある。
【０００８】この特徴によれば、異なるエネルギーの複
数のビーム成分を有する荷電粒子ビームを透過させる際
に、ビーム成分変更手段がくさび形構造物を透過する荷
電粒子ビームのビーム成分を変更するので、変更された
ビーム成分に対応してリッジフィルタを通過する荷電粒
子ビームのエネルギー分布が変更される。従って、エネ
ルギー分布が変更された荷電粒子ビームを照射対象に照
射することができる。また、照射対象の形状に対応し
て、くさび形構造物およびビーム成分変更手段を配置す
れば、リッジフィルタを通過する荷電粒子ビームは、照
射対象の形状に合うエネルギー分布になり、均一な線量
率分布の荷電粒子ビームを照射対象に照射することがで
きる。
【０００９】本発明の他の特徴は、遮蔽体が荷電粒子ビ
ームが入射するくさび形構造物の入射面を荷電粒子ビー
ムから遮蔽することにある。
【００１０】この特徴によれば、くさび形構造物が異な
るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
ムを透過させる際に、遮蔽体が荷電粒子ビームが入射す
るくさび形構造物の入射面を荷電粒子ビームから遮蔽す
るので、リッジフィルタを通過する荷電粒子ビームは、
遮蔽された入射面から入射してくさび形構造物を透過す
るビーム成分を持たず、変更されたビーム成分に対応し
てエネルギー分布が変更される。従って、エネルギー分
布が変更された荷電粒子ビームを照射対象に照射するこ
とができる。
【００１１】また、本発明の他の特徴は、遮蔽体がくさ
び形構造物を透過した複数のビーム成分のうち、少なく
とも１つのビーム成分を遮蔽することにある。
【００１２】この特徴によれば、くさび形構造物が異な
るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
ムを透過させ、遮蔽体がくさび形構造物を透過した複数
のビーム成分のうち、少なくとも１つのビーム成分を遮
蔽するので、リッジフィルタを通過する荷電粒子ビーム
は、遮蔽されたビーム成分を持たず、変更されたビーム
成分に対応してエネルギー分布が変更される。従って、
エネルギー分布が変更された荷電粒子ビームを照射対象
に照射することができる。
【００１３】また、本発明の他の特徴は、リッジフィル
タが、前記荷電粒子ビームを遮蔽する遮蔽体とを備える
ことにある。
【００１４】この特徴によれば、遮蔽体が荷電粒子ビー
ムを遮蔽するので、リッジフィルタを通過する荷電粒子
ビームのエネルギー分布が変更される。従って、エネル
ギー分布が変更された荷電粒子ビームを照射対象に照射
することができる。
【００１５】また、本発明の他の特徴は、リッジフィル
タが、ビーム進行方向に平行な断面がくさび形で、入射
された荷電粒子ビームを異なるエネルギーの複数のビー
ム成分を有する荷電粒子ビームにして透過させるくさび
形構造物と、くさび形構造物を透過する荷電粒子ビーム
のビーム成分のエネルギーを予め定められた値に低減す
るエネルギー低減手段とを備えることにある。
【００１６】この特徴によれば、異なるエネルギーの複
数のビーム成分を有する荷電粒子ビームを透過させ、エ
ネルギー低減手段がくさび形構造物を透過する荷電粒子
ビームのビーム成分のエネルギーを予め定められた値に
低減するので、リッジフィルタを通過する荷電粒子ビー
ムは予め定められたエネルギー分布になる。従って、予
め定められたエネルギー分布の荷電粒子ビームを照射す
ることができる。
【００１７】また、本発明の他の特徴は、リッジフィル
タを通過するビーム成分を変更することにあり、リッジ
フィルタを通過した荷電粒子ビームは変更されたビーム
成分に対応したエネルギー分布になる。従って、エネル
ギー分布が変更された荷電粒子ビームを照射対象に照射
することができる。
【００１８】また、本発明の他の特徴は、照射対象の形
状に対応して、くさび形構造物とビーム成分変更手段と
を配置することにあり、リッジフィルタを通過した荷電
粒子ビームは照射対象の形状にあうエネルギー分布にな
るので、均一な線量率分布の荷電粒子ビームを照射対象
に照射することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
（実施例１）本発明の第１の実施例である荷電粒子ビー
ム照射装置１００を図１に示す。本実施例においては、
荷電粒子ビームの進行方向(以下、ビーム進行方向と称
する)から見ると円形で、円形の中心付近は厚く、周辺
は薄い形状の患部６に荷電粒子ビームを照射する場合を
説明する。
【００２０】荷電粒子ビーム照射装置１００は、荷電粒
子ビームをビーム進行方向と垂直な方向に拡大する照射
野拡大装置１，ビーム進行方向に荷電粒子ビームのエネ
ルギー分布を拡大するリッジフィルタ２，ビーム進行方
向に荷電粒子ビームのエネルギー分布を移動させるレン
ジシフタ３，ビーム進行方向と垂直な平面上の患部６の
形状に合わせて拡大された荷電粒子ビームを切り取るコ
リメータ４、および、体表２６からの患部６の最大深さ
に合わせて荷電粒子ビームのエネルギーを調整するボー
ラス５を構成機器として有する。
【００２１】荷電粒子線発生装置（図示せず）で発生し
た荷電粒子ビームは、図１の上方から荷電粒子ビーム照
射装置に供給される。照射野拡大装置１で拡大された荷
電粒子ビームは、リッジフィルタ２，レンジシフタ３お
よびボーラス５によって、体表２６からの患部６の深さ
と厚さに合わせて、すなわち、患部６の立体形状に合わ
せて成形され患部６に照射される。
【００２２】荷電粒子ビーム照射装置１００を用いた荷
電粒子ビーム照射方法を以下に説明する。図２に荷電粒
子ビームの照射手順のフローチャートを示す。
【００２３】（１）照射に先立って患者ごとに決めた治
療計画に従い、患部に照射する荷電粒子ビームのエネル
ギーや照射線量、および照射順序等を計算して求め、照
射装置の各機器の設定パラメータ（照射野拡大装置にお
ける照射野の拡大率，レンジシフタにおけるエネルギー
分布の移動量，リッジフィルタの山の高さ等）を求め
る。
【００２４】（２）求められた設定パラメータに従っ
て、各機器を設定する。また、患部の形状に合わせて、
ボーラス５，コリメータ４およびリッジフィルタ２を制
作する。本実施例においてコリメータは、患部のビーム
進行方向と垂直な方向の形状に対応するために各患部ご
とに製作する。ボーラスは、患部６の荷電粒子ビームの
進行方向の最大深さに対応して各患者ごとに再策する。
リッジフィルタ２は、患部６の厚さに合わせて、くさび
形構造物１０と遮蔽物７を配置する。
【００２５】（３）各機器の設定が終了したら、患部を
照射位置に合わせる。
【００２６】（４）計画線量を設定して、 （５）治療照射を開始する。治療照射の手順はコンフォ
ーマル照射をしない従来の治療照射の手順と同じであ
る。治療計画で決められている線量を照射したら、照射
を終了し、治療を終了する。
【００２７】荷電粒子ビーム照射装置１００の構成機器
のうち、リッジフィルタ２について詳しく説明する。図
３にリッジフィルタ２を示す。リッジフィルタ２は、中
央部を丸くくり抜いて穴２０を設けた支持板１１上に、
多数並べられたくさび形構造物１０とくさび形構造物１
０の山３０を覆う遮蔽物７をもつ。くさび形構造物１０
は、断面がくさび形の柱形で、尖端を上にして平行に複
数並べられ、留め具１２で支持板１１に固定されてい
る。遮蔽物７は、遮蔽物７の先端が入るように溝を切ら
れた支持板８と、および留め具９によって取り付けられ
ている。図３に照射野拡大装置１で拡大された荷電粒子
ビームの通過領域１３と、荷電粒子ビームの中心軸１６
を示す。
【００２８】次に、くさび形構造物１０と遮蔽物７につ
いて説明する。図４は遮蔽物７を取り付けたくさび形構
造物１０の断面図である。荷電粒子ビームは図面上方か
ら下方へ通過する。くさび形構造物１０の側面は階段状
になっているので、階段によって荷電粒子ビームが透過
するくさび形構造物１０の厚さは異なる。
【００２９】荷電粒子ビーム中の荷電粒子は透過した厚
さに応じてエネルギーを損失する。くさび形構造物１０
の厚い部分を透過した荷電粒子はエネルギー損失が大き
く、薄い部分を透過した荷電粒子はエネルギー喪失が小
さい。従って、荷電粒子ビームがくさび形構造物１０を
透過すると、荷電粒子ビーム中の荷電粒子は透過した厚
さに応じて異なるエネルギーを持つようになる。すなわ
ち、くさび形構造物１０を透過することによって、荷電
粒子ビームは異なるエネルギーのビーム成分を持つよう
になる。エネルギーに対する荷電粒子数の分布は、荷電
粒子のエネルギーを決定する各階段がくさび形構造物１
０に占める割合によって決まるので、くさび形構造物１
０の形状によって、透過したリッジフィルタ２を通過し
た荷電粒子ビームのエネルギー分布は決まる。高いくさ
び形構造物と低いくさび形構造物とでは、高いくさび形
構造物のほうが小さいエネルギーのビーム成分が多い。
また、荷電粒子ビームで照射可能なビーム進行方向の位
置、言い換えれば、荷電粒子ビームが到達する深さは、
荷電粒子ビームがもつエネルギーによって決まる。エネ
ルギーが大きいほど荷電粒子ビームは深くまで到達し、
小さいほど浅いところで停止する。
【００３０】荷電粒子ビームが異なるエネルギーのビー
ム成分を持っていれば、荷電粒子ビームで照射可能なビ
ーム進行方向の範囲は、各ビーム成分が到達する位置の
重ね合わせとなる。各ビーム成分のエネルギーの範囲が
広いほどビーム進行方向のエネルギー分布は拡大する、
すなわち深さ方向の照射範囲が広くなる。逆に、各ビー
ム成分のエネルギーの範囲が狭いほどエネルギー分布は
集中する、すなわち照射範囲が狭くなる。
【００３１】従って、くさび形構造物１０を透過した荷
電粒子ビームは、各階段を透過した荷電粒子によって、
様々なエネルギーのビーム成分を持つようになり、ビー
ム進行方向のエネルギー分布が拡大されるので、照射範
囲が広くなる。
【００３２】遮蔽物７を透過した荷電粒子はエネルギー
損失が大きく、すなわち、もっているエネルギーが小さ
くなるので、遮蔽物７内や下流の器機内で停止して、患
部６には到達しない。遮蔽物７が取り付けられたくさび
形構造物１０を通過した荷電粒子ビームは、くさび形構
造物１０のみの場合と比較して、くさび形構造物１０の
谷の部分を透過して体表２６から深くまで到達するよう
なエネルギーのビーム成分は同様に持つが、遮蔽物７は
くさび形構造物１０の山の部分を通過しようとするビー
ム成分を遮蔽するので、体表２６から浅い位置で停止す
るような小さいエネルギーのビーム成分をもたない。
【００３３】従って、遮蔽物７付きくさび形構造物１０
を通過した荷電粒子ビームは、体表２６から浅いところ
のエネルギーの分布はわずかなので、くさび形構造物１
０のみの場合と比べて照射範囲が狭い。
【００３４】リッジフィルタ２に上記したくさび形構造
物１０と遮蔽物７とを配置すれば、これらが配置された
場所によって、深さ方向の照射範囲を変えることができ
る。本実施例では、患部６の形状に合わせて、リッジフ
ィルタ２にくさび形構造物１０と遮蔽物７とを配置して
いる。患部６の厚い領域６ａに照射される荷電粒子ビー
ムが通過するところ、すなわちリッジフィルタ２の中心
軸１６付近にはくさび形構造物１０のみを、薄い領域６
ｂに照射される荷電粒子ビームが通過するところ、すな
わちリッジフィルタ２の中心軸１６から離れたところに
はくさび形構造物１０と遮蔽物７を配置してある。
【００３５】次に荷電粒子ビームを患部６に照射したと
きの線量率分布について説明する。荷電粒子ビームを患
部に照射したとき、患部の線量率（単位時間当たりの線
量）の分布は、照射された荷電粒子ビームのエネルギー
分布に比例する。
【００３６】まず、遮蔽物７がなくコンフォーマル照射
をしない従来の照射方法の場合の線量率の分布について
説明する。図５に、患部６の断面での等線量率領域の様
子を示す。リッジフィルタ２を通過した後のビームのエ
ネルギー分布は一定であるので、患部６の薄い領域６ｂ
よりも浅い側の正常組織領域３６の線量率も患部６と同
程度であり、患部６の立体形状に合っていない。
【００３７】次に、遮蔽物７がある場合の患部６の線量
率分布(時間平均の照射線量の分布)について述べる。図
６に患部６の断面での等線量率領域の様子を示す。
【００３８】図７に直線Ａ−Ａ′（図６）に沿った線量
率分布を、図８に直線Ｂ−Ｂ′（図６）に沿った線量率
分布を示す。直線Ａ−Ａ′の付近を照射する荷電粒子ビ
ームは、リッジフィルタ２の遮蔽物７を配置していない
くさび形構造物１０を通過したビームである。直線Ｂ−
Ｂ′の付近を照射するビームは、リッジフィルタ２の遮
蔽物７を配置したくさび形構造物１０を通過したビーム
である。リッジフィルタ２のくさび形構造物１０を透過
した荷電粒子ビームの総線量率分布を実線７０および実
線８０で、くさび形構造物１０の各階段を通過した各ビ
ーム成分の線量率分布を破線で示す。実線で示される総
線量率は破線で示される各ビーム成分の線量率の重ね合
わせになっている。図７および図８で、深くまで到達し
ている破線７１および破線８１はリッジフィルタ２のく
さび形構造物１０の谷の部分を通過したビーム成分であ
る。遮蔽物７は、くさび形構造物１０の山の部分だけに
配置されるので、谷の部分を透過して深くまで到達する
ビーム成分には影響を与えない。従って、最も深い位置
での線量率は、直線Ａ−Ａ′においても直線Ｂ−Ｂ′に
おいても同じである。
【００３９】図７で、浅い位置で停止している破線７２
はリッジフィルタ２のくさび形構造物１０の山の部分を
通過したビーム成分による線量率である。直線Ａ−Ａ′
の付近を照射するビームは、浅い位置で停止している破
線７２のような小さいエネルギーのビーム成分も含むの
で、実線７０の総線量率が最大である範囲は、直線Ａ−
Ａ′に沿う患部６の厚さにほぼ一致している。
【００４０】図８で、浅い位置で停止している破線８２
はリッジフィルタ２のくさび形構造物１０の遮蔽物７に
覆われていない階段７４（図４を参照）を通過したビー
ム成分による線量率である。直線Ｂ−Ｂ′の付近を照射
するビームは、体表２６から浅い位置で停止するような
小さいエネルギーのビーム成分をもたないので、総線量
率の実線８０が最大である範囲は、直線Ａ−Ａ′の付近
を照射するビームよりも小さく、直線Ｂ−Ｂ′に沿う患
部６の薄い領域６ｂの厚さにほぼ一致している。従っ
て、患部の薄い領域６ｂよりも浅い側の正常組織領域３
６の線量率は患部６より小さくなっており、患部６の線
量率は患部６の立体形状に合って均一である。
【００４１】従って、本実施例のように、くさび形構造
物１０と遮蔽物７を用いてリッジフィルタ２を構成する
ことにより、患部６の立体形状に合わせた均一な線量率
分布の荷電粒子ビームを照射することができる。
【００４２】また、遮蔽物７のくさび形構造物１０を覆
う領域を変えれば、ビーム進行方向の線量率の分布を変
更することができる。本実施例では、簡単のため、患部
６の厚さが２段階の場合に対応して遮蔽物７を配置した
が、くさび形構造物１０を覆う領域が異なる複数種類の
遮蔽物７を配置すれば、さらに厚さが多段階の複雑な形
状の患部に対応することができる。
【００４３】また、本実施例ではコリメータ４でビーム
進行方向に垂直な平面の変更をしないので、制御が簡単
である。また、マルチリーフコリメータを用いた場合で
も照射範囲を固定しておけばよく、制御が簡単である。
【００４４】なお、遮蔽物７はリッジフィルタ２の下流
側に配置してもよい。また、リッジフィルタ２を構成す
るくさび形構造物１０は円すい形であってもよい。この
場合の遮蔽物７は円柱状である。また、本実施例ではコ
リメータを製作しているが、マルチリーフコリメータを
使用してもよい。また、照射野拡大法は、散乱体を用い
る方法，ビームを走査する方法などを使用できる。
【００４５】（実施例２）図９に、本発明の第２の手段
による荷電粒子ビーム照射装置２００の機器構成を示
す。不均一リッジフィルタ１５は、中央部が厚く周辺部
が薄い患部６に対応して、中央付近の高いくさび形構造
物２１と、周辺の低いくさび形構造物２２とで構成され
ている。レンジシフタ３の下流には、患部６の薄い領域
６ｂに対応して、荷電粒子ビームのエネルギーを減少さ
せる遮蔽物１４を配置する。
【００４６】まず、不均一リッジフィルタ１５のみを用
いる従来の場合の線量分布について述べる。図１０に、
患部６の断面での等線量率領域の様子を示す。図１１
に、直線Ａ−Ａ′（図１０）および直線Ｂ−Ｂ′（図１
０）に沿った線量分布を示す。不均一リッジフィルタ１
５の中央部を通過した荷電粒子ビームのエネルギー分布
は、高いくさび形構造物２１のために広い分布になるの
で、患部６の厚い領域６ａの線量率は低い。
【００４７】不均一リッジフィルタ１５の周辺部を通過
した荷電粒子ビームのエネルギー分布は、低いくさび形
構造物２２のために、体表２６から浅い位置で停止する
ビーム成分を含まず、高いくさび形構造物２１の場合よ
りも狭い分布になるので、患部６の薄い領域６ｂの線量
率は高い。
【００４８】従って、１回の照射では、患部６の厚い領
域６ａと薄い領域６ｂの線量率を均一にすることはでき
ない。図１１に示すように、不均一リッジフィルタ１５
の中央部を通過した荷電粒子ビームが照射された場合の
患部の線量を１、周辺部を通過した荷電粒子ビームが照
射された場合の患部の線量を１.２ とした場合に、線量
率を均一にするために、薄い領域６ａの積算線量が計画
線量１.２ に達した後、厚い領域６ａのみに荷電粒子ビ
ームが照射されるようにコリメータ４を移動させ、計画
線量１.２ に達するように追照射する。
【００４９】つぎに、遮蔽物１４を用いた場合の線量率
分布について述べる。
【００５０】不均一リッジフィルタ１５の中央部を通過
した荷電粒子ビームのエネルギー分布は、従来と同様
に、高いくさび形構造物２１のために広い分布になるの
で、患部６の厚い領域６ａの線量率は低い。
【００５１】不均一リッジフィルタ１５の周辺部を通過
した荷電粒子ビームのエネルギー分布は、低いくさび形
構造物２２のために、体表２６から浅い位置で停止する
ビーム成分を含まず、高いくさび形構造物２１の場合よ
りも狭い分布になる。しかし、遮蔽物１４が配置された
部分を通過するときにエネルギーを失うので、患部６の
薄い領域６ｂの線量率は、遮蔽物１４を用いない場合ほ
どは高くない。遮蔽物１４を用いない場合の患部の線量
を１.２ としたとき、荷電粒子ビームを約１７％遮蔽す
るような遮蔽物１４を用いれば、患部６内全域にわたっ
て線量率が１になる。すなわち、等線量率領域の様子は
図６とほぼ同じになる。
【００５２】従って、本実施例によれば、１回の照射
で、患部６の立体形状に合わせて、患部６内全域にわた
って線量率を均一にすることができる。
【００５３】また、患部の厚さが多段階の複雑な形状の
患部に対応するには、従来方法では各段階ごとにコリメ
ータ４を移動させて複数回照射を行う必要がある。しか
し、図１２に示すように遮蔽割合を変えた複数種類の遮
蔽物１４を配置すれば、１回の照射で、患部６の立体形
状に合わせて、患部６内全域にわたって線量率を均一に
することができる。
【００５４】また、本実施例ではコリメータ４でビーム
進行方向に垂直な平面の変更をしないので、制御が簡単
である。また、マルチリーフコリメータを用いた場合で
も照射範囲を固定しておけばよく、制御が簡単である。
【００５５】また、第１の実施例で述べたように、リッ
ジフィルタ２を構成するくさび形構造物１０は円すい形
であってもよい。この場合の遮蔽物７は円柱状である。
また、本実施例ではコリメータを製作しているが、マル
チリーフコリメータを使用してもよい。また、照射野拡
大法は、散乱体を用いる方法，ビームを走査する方法な
どを使用できる。
【００５６】また、図１３に示すように複数の遮蔽物１
４を上流から下流に向かって並べてもよい。また、図１
４に示すように遮蔽物をコリメータと兼用してもよく、
図１５に示すように遮蔽物をマルチリーフコリメータと
兼用してもよい。
【００５７】
【発明の効果】本発明によれば、変更されたビーム成分
に対応してリッジフィルタを通過する荷電粒子ビームの
エネルギー分布が変更され、エネルギー分布が変更され
た荷電粒子ビームを照射対象に照射することができる。
【００５８】また、リッジフィルタを通過する荷電粒子
ビームは、照射対象の形状に合うエネルギー分布にな
り、均一な線量率分布の荷電粒子ビームを照射対象に照
射することができる。
【００５９】また、リッジフィルタを通過する荷電粒子
ビームは予め定められたエネルギー分布になり、予め定
められたエネルギー分布の荷電粒子ビームを照射するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例である荷電粒子ビーム照射装置１
００を示す図である。
【図２】荷電粒子ビーム照射装置１００を用いた荷電粒
子ビームの照射手順のフローチャートを示す図である。
【図３】荷電粒子ビーム照射装置１００のリッジフィル
タ２を示す図である。
【図４】遮蔽物７を取り付けたくさび形構造物１０の断
面図である。
【図５】従来の照射方法の患部６の断面での等線量率領
域の様子を示す図である。
【図６】遮蔽物７がある場合の患部６の断面での等線量
率領域の様子を示す図である。
【図７】図６の直線Ａ−Ａ′に沿った線量率分布を示す
図である。
【図８】図６の直線Ｂ−Ｂ′に沿った線量率分布を示す
図である。
【図９】第２の実施例である荷電粒子ビーム照射装置２
００を示す図である。
【図１０】不均一リッジフィルタ１５のみを用いる従来
の場合の患部６の断面での等線量率領域の様子を示す図
である。
【図１１】図１０の直線Ａ−Ａ′および直線Ｂ−Ｂ′に
沿った線量率分布を示す図である。
【図１２】遮蔽割合を変えた複数種類の遮蔽物１４を示
す図である。
【図１３】複数の遮蔽物１４を上流から下流に向かって
並べた様子を示す図である。
【図１４】遮蔽体をコリメータと兼用にした例を示す図
である。
【図１５】遮蔽体をマルチリーフコリメータと兼用にし
た例を示す図である。
【符号の説明】
１…照射野拡大装置、２…リッジフィルタ、３…レンジ
シフタ、４…コリメータ、５…ボーラス、６…患部、６
ａ…厚い領域、６ｂ…薄い領域、７，１４…遮蔽物、
８，１１…支持板、９，１２…留め具、１０…くさび形
構造物、１３…荷電粒子ビームの通過領域、１５…不均
一リッジフィルタ、１６…荷電粒子ビームの中心軸、２
０…穴、２１…高いくさび形構造物、２２…低いくさび
形構造物、２６…体表、３０…山、７４…遮蔽物７に覆
われていない階段、１００，２００…荷電粒子ビーム照
射装置。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】荷電粒子ビームのビーム進行方向のエネル
    ギー分布を拡大するリッジフィルタを備え、前記リッジ
    フィルタを通過した前記荷電粒子ビームを照射対象に照
    射する荷電粒子ビーム照射装置において、 前記リッジフィルタは、前記ビーム進行方向に平行な断
    面がくさび形で、入射された前記荷電粒子ビームを異な
    るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
    ムにして透過させるくさび形構造物と、前記ビーム成分
    を変更するビーム成分変更手段とを備えることを特徴と
    する荷電粒子ビーム照射装置。
  2. 【請求項２】前記くさび形構造物とビーム成分変更手段
    とが照射対象の形状に対応して配置されたことを特徴と
    する請求項１の荷電粒子ビーム照射装置。
  3. 【請求項３】前記ビーム成分変更手段は、前記荷電粒子
    ビームが入射する前記くさび形構造物の入射面を前記荷
    電粒子ビームから遮蔽する遮蔽体であることを特徴とす
    る請求項１の荷電粒子ビーム照射装置。
  4. 【請求項４】前記ビーム成分変更手段は、前記くさび形
    構造物を透過した複数の前記ビーム成分のうち、少なく
    とも１つのビーム成分を遮蔽する遮蔽体であることを特
    徴とする請求項１の荷電粒子ビーム照射装置。
  5. 【請求項５】荷電粒子ビームのビーム進行方向のエネル
    ギー分布を拡大するリッジフィルタを備え、前記リッジ
    フィルタを通過した前記荷電粒子ビームを照射対象に照
    射する荷電粒子ビーム照射装置において、 前記リッジフィルタは、前記荷電粒子ビームを遮蔽する
    遮蔽体とを備えることを特徴とする荷電粒子ビーム照射
    装置。
  6. 【請求項６】荷電粒子ビームのビーム進行方向のエネル
    ギー分布を拡大するリッジフィルタを備え、前記リッジ
    フィルタを通過した前記荷電粒子ビームを照射対象に照
    射する荷電粒子ビーム照射装置において、 前記リッジフィルタは、前記ビーム進行方向に平行な断
    面がくさび形で、入射された前記荷電粒子ビームが異な
    るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
    ムになって透過するくさび形構造物と、前記ビーム成分
    のエネルギーを予め定められた値に低減するエネルギー
    低減手段とを備えることを特徴とする荷電粒子ビーム照
    射装置。
  7. 【請求項７】リッジフィルタを用いて荷電粒子ビームの
    ビーム進行方向のエネルギー分布を拡大し、異なるエネ
    ルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビームを照
    射対象に照射する荷電粒子ビーム照射方法において、 前記リッジフィルタを通過する前記ビーム成分を変更す
    ることを特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。
  8. 【請求項８】リッジフィルタを用いて荷電粒子ビームの
    ビーム進行方向のエネルギー分布を拡大し、照射対象に
    荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビーム照射方法にお
    いて、 前記リッジフィルタは、前記ビーム進行方向に平行な断
    面がくさび形で、入射された前記荷電粒子ビームが異な
    るエネルギーの複数のビーム成分を有する荷電粒子ビー
    ムになって透過するくさび形構造物と、前記ビーム成分
    を変更するビーム成分変更手段とが、前記ビーム進行方
    向の前記照射対象の形状に対応して配置されたものであ
    ることを特徴とする荷電粒子ビーム照射方法。
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