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公開番号2025069524
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-01
出願番号2023179291
出願日2023-10-18
発明の名称粒子線治療システムおよびその制御方法
出願人株式会社日立製作所,国立大学法人北海道大学
代理人弁理士法人ウィルフォート国際特許事務所
主分類A61N 5/10 20060101AFI20250423BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】より効果的に粒子線を照射することができるようにした粒子線治療システムを提供すること。
【解決手段】粒子線治療システムは、粒子線B1,B2を照射する照射装置25と、照射装置を制御する制御装置40とを備え、制御装置は、用途は異なるが同一種類の複数の粒子線B1,B2を異なるタイミングで照射装置から照射対象31へ照射させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粒子線を照射する照射装置と、前記照射装置を制御する制御装置とを備えた粒子線治療システムであって、
前記制御装置は、用途は異なるが同一種類の複数の粒子線を異なるタイミングで前記照射装置から照射対象へ照射させる粒子線治療システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記種類の異なる複数の粒子線には、前記照射対象における粒子線の飛程を計測するための第１粒子線と、前記照射対象の治療に使用される第２粒子線とが含まれる
請求項１に記載の粒子線治療システム。
【請求項３】
前記第１粒子線は、前記第２粒子線よりも先に前記照射対象へ照射される
請求項２に記載の粒子線治療システム。
【請求項４】
前記第１粒子線は、前記第２粒子線よりも高エネルギかつ低強度の粒子線であり、前記第２粒子線は、前記第１粒子線よりも低エネルギかつ高強度の粒子線である
請求項３に記載の粒子線治療システム。
【請求項５】
前記制御装置は、照射対象の内部構造を示す情報と前記第１粒子線が前記照射対象を通過したときの残留エネルギとに基づいて、前記第２粒子線の前記照射対象における飛程を示す飛程情報を推定し、前記推定された飛程情報に基づいて前記第２粒子線を制御して前記照射対象へ照射させる
請求項４に記載の粒子線治療システム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記照射対象の内部構造を示す情報を、前記第１粒子線の前記残留エネルギに基づいて補正する
請求項５に記載の粒子線治療システム。
【請求項７】
前記制御装置は、前記照射対象に粒子線を照射するための照射領域を複数設定し、前記照射領域毎に、前記第１粒子線と前記第２粒子線を前記照射装置から照射させる
請求項５に記載の粒子線治療システム。
【請求項８】
前記制御装置は、
前記照射対象へ粒子線を照射するための照射領域を複数設定し、
前記複数設定された照射領域のうち所定の複数の照射領域からなるグループ単位で、前記第１粒子線を前記照射装置から照射させ、
前記グループに含まれる前記所定の複数の照射領域毎に、前記第２粒子線を前記照射装置から照射させる
請求項５に記載の粒子線治療システム。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記照射対象へ粒子線を照射するために設定された複数の照射領域のうち前記照射領域ごとに前記飛程情報を推定するか、前記複数の照射領域のうち所定の複数の照射領域からなるグループ単位で前記飛程情報を推定するか、を選択可能である
請求項５に記載の粒子線治療システム。
【請求項１０】
前記照射装置は、入射した粒子線を散乱させて出射させる散乱体を介して、前記第１粒子線および前記第２粒子線を前記照射対象へ照射させる
請求項５に記載の粒子線治療システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療システムおよびその制御方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
陽子や炭素イオンなどの粒子は、粒子線治療（ＰＢＴ）システムでは、陽子または炭素イオンなどの粒子を用いて、がんを治療する。粒子線が人体に入射するとブラッグピークと呼ばれる特徴が生じ、治療線量を狭い範囲に集中させることができる。そのため、ＰＢＴは、従来の光子線による放射線治療と比較して、腫瘍を死滅させ、その周囲の健康な組織をほぼ温存することができる。
ＰＢＴの可能性を十分に生かすためには、正確な線量供給を確保する必要がある。しかし、粒子線（ビームとも呼ぶ。）の飛程は、通過する体組織の影響を受けやすいため、体組織のわずかな変化でもビーム範囲が大きく変化する。そこで、治療中に、粒子線の飛程（ビーム範囲とも呼ぶ。）をリアルタイムで取得することは、正確な線量を患部へ与えるために重要である。
【０００３】
粒子線の飛程をリアルタイムで把握する方法として、粒子線が患者の体内で停止する際に発生する二次放射を検出する方法がある（特許文献１）。粒子線が患者の体内へ入射すると、粒子線と生体組織との相互作用により、即座にガンマ線が放出される。このガンマ線を検出することで、ビームの到達距離（飛程）をリアルタイムに把握できる。
【０００４】
その一方、粒子線を用いた断層撮影により、患者の体の構造情報を取得することができる（特許文献２）。体内の構造情報から粒子線の飛距離を予測したり、治療計画に利用したりすることができる。非特許文献１では、ヘリウムとカーボンが混合された粒子線を用いて、患部の治療と飛距離の測定とを同時に行うアイデアを提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特許第６５７８２８２号明細書
米国特許第１０５５５７０９号明細書
【非特許文献】
【０００６】
ＤａｖｉｄｅＭａｚｚｕｃｃｏｎｉ，ＳｔｅｆａｎｏＡｇｏｓｔｅｏ，ＭｉｃｈｅｌｅＦｅｒｒａｒｉｎｉ，ＬｕｉｇｉＦｏｎｔａｎａ，ＶａｌｅｒｉａＬａｎｔｅ，ＭａｒｃｏＰｕｌｌｉａ，ａｎｄＳｉｍｏｎｅＳａｖａｚｚｉ， ’Ｍｉｘｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｂｅａｍｆｏｒｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｏｎｌｉｎｅｒａｎｇｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｃａｒｂｏｎｉｏｎｔｈｅｒａｐｙ：Ｐｒｏｏｆ－ｏｆ－ｃｏｎｃｅｐｔｓｔｕｄｙ，’ ＭｅｄｉｃａｌＰｈｙｓｉｃｓ，ｖｏｌ．４５，ｎｏ．１１，ｐｐ．５２３４，２０１８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、即発ガンマ線の信号対雑音比が低いことと、適切な検出器を見つけにくいことという課題がある。
特許文献２では、患者の体内構造情報を充分に持っていないため、体表面からターゲットまでのビーム範囲を正確に知ることができない。したがって、特許文献２では、患者を治療するためのビームエネルギを正確に調整するのが難しい。
【０００８】
一方、非特許文献１に記載の技術を適用可能な領域は、２つの粒子線のエネルギ比によって制限される。さらに、異なる種類の粒子線を距離測定と治療とに別々に使用することは、余分な不確実性をもたらす。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、より効果的に粒子線を照射することができるようにした粒子線治療システムおよびその制御方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明に従う粒子線治療システムは、粒子線を照射する照射装置と、照射装置を制御する制御装置とを備え、制御装置は、用途は異なるが同一種類の複数の粒子線を異なるタイミングで照射装置から照射対象へ照射させる。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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