粒子線照射方法
【課題】固有の安全性を有するブロードビームを用いて、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマルに照射することが可能な方法を提供する。
【解決手段】照射不可部位１４がターゲット１２よりも照射下流側になるような照射方向Ｆ１，Ｆ２で粒子線を照射した場合に、所定線量が１度の照射で与えられる第１の領域１２（＃１ａ），１２（＃１ｂ）を決定する。次に、ターゲット１２のうち、照射方向に沿った深さが、第１の領域の深さｄ（＃１ａ），ｄ（＃１ｂ）よりも深い第２の領域１２（＃２）を決定する。そして、ボーラス及びエネルギーフィルタを介して、粒子線を、照射方向Ｆ１及び照射方向Ｆ２のそれぞれに沿って照射し、各第１の領域に対しては、照射方向Ｆ１，Ｆ２からの１度の照射で所定線量を与えると共に、各第２の領域１２に対しては、第１の領域と共に照射することによって複数回照射し、その合計線量として所定線量を与える。
【解決手段】照射不可部位１４がターゲット１２よりも照射下流側になるような照射方向Ｆ１，Ｆ２で粒子線を照射した場合に、所定線量が１度の照射で与えられる第１の領域１２（＃１ａ），１２（＃１ｂ）を決定する。次に、ターゲット１２のうち、照射方向に沿った深さが、第１の領域の深さｄ（＃１ａ），ｄ（＃１ｂ）よりも深い第２の領域１２（＃２）を決定する。そして、ボーラス及びエネルギーフィルタを介して、粒子線を、照射方向Ｆ１及び照射方向Ｆ２のそれぞれに沿って照射し、各第１の領域に対しては、照射方向Ｆ１，Ｆ２からの１度の照射で所定線量を与えると共に、各第２の領域１２に対しては、第１の領域と共に照射することによって複数回照射し、その合計線量として所定線量を与える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、癌などの治療に用いられる陽子線や重イオン線等の粒子線を、癌細胞などのターゲットに対して一様な線量で照射する照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌などに対する放射線治療の一種として、陽子線や重イオン線等の粒子線を用いることが知られている。この種の放射線治療においては、例えば癌細胞であるターゲットの近傍にある正常な臓器の細胞に対する必要以上な照射を避けながら、ターゲットに対して選択的に、かつ、一様な線量で照射することが要求される。
【０００３】
図４は、この種の粒子線を用いた放射線治療の利点を説明するための概念図である。図４（ａ）は、人体５０を任意の高さ位置で輪切りにした断面図の例であって、人体５０の体軸と垂直な面内の１方向からエネルギーのそろった陽子線Ｐを広げて照射する状態を示している。図４（ｂ）は、陽子線Ｐによって付与される線量の分布Ｄ（Ｐ）を示している。
【０００４】
図４（ａ）に示すように、例えばシンクロトロンやサイクロトロン等の加速器（図示せず）から人体５０に対して陽子線Ｐを照射した場合、陽子線Ｐは、人体５０に入射後、ある深さｄ１において停止する特性がある。これによって、図４（ｂ）に示すように、深さｄ１におけるエネルギーピーク（ブラッグピークと呼ばれる）を有し、ピークよりも深い位置における線量は殆どゼロであるような線量分布Ｄ（Ｐ）となる。図示していないが重イオン線も類似した特性を有する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、図４（ｂ）には、比較のために、人体５０に対してＸ線を照射した場合の線量分布Ｄ（Ｘ）も示している。Ｘ線の線量分布Ｄ（Ｘ）は、陽子線Ｐの線量分布Ｄ（Ｐ）とは著しく異なり、入射後上昇してピークに達した後、指数関数的に減衰して行く。
【０００６】
すなわち、粒子線は、図４（ｂ）に示すように、ある深さｄ１の位置５２における線量の集中性が高いという特性を有している。このため、体内に集中的に存在するような癌細胞に対して、他の正常な細胞や臓器に対する照射を避けながら、選択的に照射することができる。特に、ターゲット（例えば、位置５２）よりも深い場所にある臓器や細胞に対しては、殆ど影響が小さい。仮に、Ｘ線で照射した場合には、ターゲットよりも浅い場所のみならず、深い場所にある臓器や細胞も照射を受ける。
【０００７】
実際に、この種の粒子線を用いた放射線治療を行う場合には、照射前に、ＣＴスキャン等を用いることにより、ターゲットの位置及び形状のみならず、周囲の臓器及び骨の位置や形状を３次元的な密度分布データとして把握しておくことが必要となる。この密度分布データから、ターゲットの最深部の形状、ターゲットの３次元的な広がり、ターゲットよりも上流側にある領域の密度の分布、近くにある重要臓器の位置と３次元的な広がりなどを抽出して、ターゲットに均一で十分な線量を付与しつつ、重要臓器の線量を許容できる値以下に抑えるような照射方法が検討される。
【０００８】
３次元的に様々な形状を有するターゲット全体にわたって一様の線量で照射するためには、従来、大まかに分類して２つの方法が取られている。
【０００９】
第１の方法は、図６（ａ）の概念図に示すように、細い粒子線ビームｐを、ターゲット５３全体にわたって少しずつ目標位置５４を変えながら、かつ、ターゲット５３全体の線量が一様になるように、場所に応じて粒子線ビームｐのエネルギーを調整しながら照射する方法である。この方法は、スキャニング法（又は動的照射法）と称されている。
【００１０】
スキャニング法では、どのような形状を有するターゲット５３に対しても一様の線量で照射することができる高い自由度を持つという利点を有するので、図６（ｂ）の線量分布図に示すように、ターゲット５３全体にわたって一様の線量で照射すること、すなわちコンフォーマル照射が可能となる。この説明は、１門照射の場合であるが、照射門数が増えれば更に自由度が高くなる。図６（ｂ）では、ターゲット５３の照射線量を１００％としたときの、周囲の照射線量の割合も示している。ターゲット５３よりも照射上流側の部位も照射される一方、ターゲット５３よりも照射下流側及び照射経路以外の部位の線量は殆どゼロである。
【００１１】
しかしながらスキャニング法では、ターゲット５３全体に対する照射が完了するまでに何度も照射するので、ターゲット５３のサイズが大きいと、照射に要する時間も長くなる。このため、万が一、照射している最中にトラブルが発生し、装置の動作を継続できなくなると、不均一な線量分布のままで終わってしまう危険性があり、医療用途として利用には必ずしも適していない。ターゲット５３が動いたり変形する場合も同様の問題が生じる。
【００１２】
第２の方法は、図４（ｂ）の陽子線Ｐの線量分布Ｄ（Ｐ）におけるピーク（ブラッグピーク）の幅を、ターゲット５３の形状に合わせて広げる方法である。これは、スキャニング法とは異なり、ブロードな粒子線ビームを一度のみ照射することにより行われることからブロードビーム法（又は静的照射法）と称されている。一度のみの照射でターゲット全体の照射が完了するので、スキャニング法のようなトラブル、動き及び変形による影響を受けないという点で固有の安全性を有している。
【００１３】
ブロードビーム法において、ブラッグピークの幅を、ターゲット５３の形状に合わせて広げるためには、図５に示すように、まずボーラス６０を用いて、ターゲット５３の最深部（図中に示すターゲット５３の右側縁部）の形状に沿って粒子線が到達するように調節する。なお、目標位置５４の幅に応じてビーム幅を規定するために、例えば真鍮製のコリメータ５７が適宜設けられる。
【００１４】
更に、図７（ａ）に示すように、リッジフィルタ６４等を、粒子線ビームＰの経路途中に配置する。
【００１５】
リッジフィルタ６４は、公知であり、例えば真鍮やアルミ等からなり、平板６５上に多数の断面三角状の尖端部６６を配置してなる。粒子線ビームＰがこのようなリッジフィルタ６４を通過すると、粒子線の各成分が到達する深さが拡散され、図７（ｂ）に示すように、ブラッグピークの幅がｔ０からｔ１へと広げられる。このようして広げられたブラッグピークは、スプレッドアウトブラッグピーク（ＳＯＢＰ）と呼ばれる。
【００１６】
このように、ボーラス６０によって、ターゲット５３の最深部ｄ１（図中に示すターゲット５３の右側縁部）の形状に沿って粒子線が到達するようにするとともに、リッジフィルタ６４によって、ターゲット５３の深さ方向の寸法ｔ１に合わせてブラッグピークの幅をｔ０からｔ１に広げることができる。ところが、ブラッグピークの幅は、リッジフィルタ６４等によって一様に広げられるので、図８に示すように、ターゲット５３が円形又は楕円形である場合、ターゲット５３よりも手前の領域５９もまた、ターゲット５３とともに照射されてしまう。
【００１７】
本来、この領域５９は、正常な細胞又は臓器であるので、ターゲット５３と同量の線量で照射されてはならない部位であり、ターゲット５３よりも低い線量に落とす必要がある。従来法では、他の角度の照射を重ねる多門照射で分布を改善するしかなかった。
【００１８】
そこで、筆者らによって、図９に示すように、リッジフィルタ６４に代えて、非特許文献２に示すような積層型エネルギーフィルタ６８を適用し、場所によってブラッグピークの幅を調整する技術が提案された。
【００１９】
図１０は、積層型エネルギーフィルタ６８の断面構成例を示す図であり、リッジフィルタ６４を積層させることによって構成されている。このような構成によって、層の段数が多い箇所を通過する粒子線Ｐ１は、ブラッグピークの幅が大きく広げられ、逆に、層の段数が少ない箇所を通過する粒子線Ｐ２は、ブラッグピークの幅が僅かに広げられる。
【００２０】
したがって、ターゲット５３の深さ方向の形状に従って、積層型エネルギーフィルタ６８の横方向Ｌにおける段数を調整することによって、図８に示す領域５９のような、ターゲット５３と同じ線量で照射される部位を無くすことができる。
【非特許文献１】Rev. Sci. Instrum., Vol.64, No.8, 2055-2093, August 1993
【非特許文献２】Med. Phys. Vol.27, No.2, 368-373, February 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、このような積層型エネルギーフィルタ６８を適用し、ブロードビームを用いて照射する場合であっても、従来法では解決できない以下のような問題がある。
【００２２】
この例を、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、人体５０をある高さ位置で輪切りにした断面図の例である。門のような形状（以下、「門形」と称する）のターゲット５３に挟まれるようにして、正常な重要臓器７０が位置している。この場合、図中上側と下側からの照射はできないと仮定する。このような場合、従来のブロードビーム法では、対向２門の照射を重ねる方法を取ることが多く、重要臓器７０の被ばくは避けられない。
【００２３】
図１２に示すように、ターゲット５３を、第１の領域５３（＃１）と、第２の領域５３（＃２）とに分割して、それぞれの領域を図中左右別々の方向から照射すれば重要臓器７７０の線量を抑えることができる。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、図中左側から照射方向Ｆ１に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域５３（＃１）を照射する。また、図中右側から照射方向Ｆ２に沿って粒子線を照射することによって、第２の領域５３（＃２）を照射する。
【００２４】
このように、照射方向Ｆ１からターゲット５３の左半分を照射して所定線量を与え、次に、照射方向Ｆ２からターゲット５３の右半分を照射して所定線量を与えることによって、ターゲット５３の全体に所定線量が与えられている。
【００２５】
このような分割照射は、照射方向Ｆ１に沿った最初の照射が終了してから、粒子線のビーム取出口を照射方向Ｆ２にあわせて移動させて２回目の照射を行う。しかしながら、この間に、人体５０が移動、あるいは変形すると、照射方向Ｆ２における深さが変動してしまい、図１１（ｂ）及び図１２に示すような分割の中心線Ｃからずれてしまうことになる。
【００２６】
その結果、図１３（ａ）に示す照射領域図、及び、図１３（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った線量分布である図１３（ｂ）に示すように、未照射部５３ｃができたり、その逆に、図１４（ａ）に示す照射領域図、及び、図１４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った線量分布である図１４（ｂ）に示すように、未照射部５３ｅのみならず、重複照射により所定線量の２００％照射される重複照射部５３ｄができる恐れがある。
【００２７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、固有の安全性を有するブロードビームと積層エネルギーフィルタとを用いて、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマルに照射することが可能な粒子線照射方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２９】
すなわち、本願の請求項１に係る発明は、照射不可部位への照射を回避しながら、ターゲットに対して一様な所定線量で粒子線を照射する照射方法であって、前記ターゲットのうち、前記照射不可部位が前記ターゲットよりも照射下流側になるような照射方向で照射した場合に、前記所定線量が１度の照射で与えられる１又は複数の第１の領域と、前記各第１の領域に対する照射方向を決定することと、前記ターゲットのうち、前記第１の領域以外の領域であって、かつ、前記決定されたそれぞれの照射方向に沿った深さが、対応する照射方向で照射される前記第１の領域の該照射方向に沿った深さよりも深い領域であって、前記第１の領域の何れかとともに照射されることによって複数回照射され、前記複数回照射されてなる合計線量が、前記所定線量となるような１又は複数の第２の領域を決定することと、前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射する前に、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたボーラスによって、前記照射される粒子線の線量分布の最深部が、対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った最深部になるように調整するとともに、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたエネルギーフィルタによって、前記照射される粒子線のエネルギーが、前記対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った深さにわたって均一に広げられるように調整することと、前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射し、前記各第１の領域に対してはそれぞれ、対応する照射方向からの１度の照射で前記所定線量を与えるとともに、前記各第２の領域に対しては、前記第１の領域の何れかとともに照射することによって複数回照射し、前記複数回照射されてなる合計線量として前記所定線量を与えることとを含むことを特徴とする照射方法である。
【００３０】
また、本願の請求項２の発明は、前記決定された照射方向のうちの少なくとも２つは、互いに対向する方向であることを特徴とする請求項１に記載の照射方法である。
【００３１】
更に、本願の請求項３の発明は、前記ターゲットは癌細胞であり、前記照射不可部位は正常な細胞又は臓器であり、照射によるリスクが無視できないものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射方法である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、固有の安全性を有するブロードビームと積層エネルギーフィルタとを用いて、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマルに照射することが可能な粒子線照射方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
なお、以下の形態の説明に用いる図中の符号は、図４乃至図１４と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００３５】
図１（ａ）は、人体１０をある位置で輪切りにした断面図の例である。本実施の形態では、図１に示すような、門形の複雑な形状をした例えば癌細胞に犯された臓器のようなターゲット１２を照射する場合を例に説明する。更に、門形のターゲット１２に挟まれるようにして、正常な重要臓器１４が位置している。
【００３６】
このような場合、ブロードビームを用いて、重要臓器１４を照射することなく、ターゲット１２に対して選択的に、かつ、可能な限りコンフォーマルに陽子線や重イオン線等の粒子線を照射する方法について説明する。
【００３７】
図２は、ブロードビームを用いて、ターゲット１２に対して可能な限りコンフォーマルに粒子線を照射するためのモデル化の一例を示す概念図である。
【００３８】
すなわち、ターゲット１２を、２つの第１の領域１２（＃１ａ），１２（＃１ｂ）と、１つの第２の領域１２（＃２）とに分割する。そして、図１（ｂ）に示すように、図中左側から照射方向Ｆ１に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域１２（＃１ａ）と第２の領域１２（＃２）とを照射する。また、図中右側から照射方向Ｆ２に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域１２（＃１ｂ）と第２の領域１２（＃２）とを照射する。
【００３９】
ここで、第２の領域１２（＃２）は、照射方向Ｆ１に沿った深さｄ（＃２１）が、第１の領域１２（＃１ａ）の照射方向Ｆ１に沿った深さｄ（＃１ａ）よりも深い。すなわち、ｄ（＃２１）＞ｄ（＃１ａ）である。同様に、第２の領域１２（＃２）は、照射方向Ｆ２に沿った深さｄ（＃２２）が、第１の領域１２（＃１ｂ）の照射方向Ｆ２に沿った深さｄ（＃１ｂ）よりも深い。すなわち、ｄ（＃２２）＞ｄ（＃１ｂ）である。
【００４０】
また、照射方向Ｆ１，Ｆ２は、照射不可部分である正常な重要臓器１４が、ターゲット１２よりも照射下流側になるようにする。これによって、重要臓器１４の照射を回避することができる。
【００４１】
そして、何れの場合も、図９を用いて説明したように、人体５０の手前側、すなわち、照射上流側には、コリメータ５７、ボーラス６０、及び積層型エネルギーフィルタ６８を配置する。そして、図１（ｂ）に示す照射方向Ｆ１から照射する場合には、ボーラス６０によって、粒子線の線量分布の最深部が、第１の領域１２（＃１ａ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向に沿った最深部ｄ（＃１ａ），ｄ（＃２１）になるように調整する。また、積層型エネルギーフィルタ６８によって、粒子線のエネルギーが、第１の領域１２（＃１ａ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向Ｆ１に沿った深さにわたって均一に広がるように調整する。
【００４２】
同様に、照射方向Ｆ２から照射する場合には、ボーラス６０によって、粒子線の線量分布の最深部が、第１の領域１２（＃１ｂ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向に沿った最深部ｄ（＃１ｂ），ｄ（＃２２）になるように調整する。また、積層型エネルギーフィルタ６８によって、粒子線のエネルギーが、第１の領域１２（＃１ｂ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向Ｆ２に沿った深さにわたって均一に広がるように調整する。
【００４３】
更に、照射方向Ｆ１に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ａ）に所定線量が与えられるように粒子線のビーム量を調節する。第２の領域１２（＃２）は、ブラッグピークがより広げられることになるので、１度の照射で得られる線量は、所定線量よりも低くなるが、第２の領域１２（＃２）に所定線量の５０％が与えられるように調節する。
【００４４】
同様に、照射方向Ｆ２に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ｂ）に所定線量が与えられるように粒子線のビーム量を調節する。第２の領域１２（＃２）は、ブラッグピークがより広げられることになるので、１度の照射で得られる線量は、所定線量よりも低くなるが、第２の領域１２（＃２）に所定線量の５０％が与えられるように調節する。
【００４５】
これによって、照射方向Ｆ１に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ａ）に所定線量が与えられるとともに、第２の領域１２（＃２）には、所定線量の５０％が与えられる。
【００４６】
更に、照射方向Ｆ２に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ｂ）に所定線量が与えられるとともに、第２の領域１２（＃２）には、所定線量の残りの５０％が与えられ、合計して所定線量が与えられる。これによって、ターゲット１２の全域に亘って所定線量が与えられる。
【００４７】
また、第２の領域１２（＃２）のように、１度に照射できる領域を物理的に分割することなく、例えば、２回の照射によって所定線量を分割して付与することにより、照射方向Ｆ１に沿った１回目の照射が終了してから、粒子線のビーム取出口を照射方向Ｆ２にあわせて移動させて２回目の照射を行うまでの間に、万が一、人体１０が多少移動あるいは変形してしまい、照射深さｄが若干変動しても、１回目の照射による照射領域と、２回目の照射による照射領域とが若干ずれるだけであるので、図３（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った線量分布である図３（ｂ）、及びＤ−Ｄ線に沿った線量分布である図３（ｃ）に示すように、周縁部１２ａ〜１２ｄのみが、予定の所定線量と異なるだけで済み、図１３や図１４に示すような未照射部５３ｃ，５３ｅが生じたり、図１４に示すように所定線量の２倍も照射されてしまう重複照射部５３ｄが生じなくなる。
【００４８】
上述したように、本発明の実施の形態に係る粒子線照射方法においては、上記のような作用により、固有の安全性を有するブロードビームを用いて分割照射するものの、図１３や図１４に示すような分割照射によるデメリットを受けることなく、重要臓器への照射を避けながら、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマル照射することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５０】
上記実施の形態と同様の方法で、ターゲットに照射不可部位が囲まれている場合の照射も実現することができる。
【００５１】
ターゲット１２の形状及び分割パターンは、図２に限定されるものではなく、より複雑な形状のターゲットに対しては、より細かく分割し、それに合わせて照射回数を適宜決定する。よって、照射回数は、必ずしも、２回に限られるものではなく、３回以上とするようにしても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態では、２回に分けて分割照射する第２の領域１２（＃２）の１度の照射毎の線量を、等しく所定線量の５０％ずつとしているが、各照射毎の線量を必ずしも等しくする必要は無く、第１の領域１２（＃１ａ），１２（１＃ｂ）との関係から合理的になるように、あるいは任意に定めてよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、照射方向Ｆ１と照射方向Ｆ２とは互いに対向する方向となっているが、必ずしも対向する必要は無く、照射を避けたい重要臓器との位置関係を考慮して、任意の方向（例えば、９０°異なる方向）として良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】人体をある高さ位置で輪切りにした断面図の例、及び、本発明の実施の形態に従ってターゲットを２分割して照射する例を示す図。
【図２】図１（ａ）に示すターゲットを２分割した例を示す図。
【図３】図２に示すように２分割したターゲットにおいて、後半部分を照射する際にずれが生じ、未照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【図４】粒子線を用いた放射線治療の利点を説明するための概念図。
【図５】ボーラスの作用を説明するための図。
【図６】スポットスキャニング法の概念図及び線量分布図の一例。
【図７】リッジフィルタを適用した照射の概念を示す図、及び、スプレッドアウトブラッグピークの原理を示す図。
【図８】ブロードビーム法により、ボーラスとリッジフィルタとを適用した体系により楕円形のターゲットを照射した場合に得られる線量分布の一例を示す図。
【図９】図７におけるリッジフィルタに代えて、積層型エネルギーフィルタを適用した体系の一例を示す図。
【図１０】積層型エネルギーフィルタの断面構成例を示す図。
【図１１】人体をある高さ位置で輪切りにした断面図の例、及び、従来技術に従ってターゲットを２分割して照射する例を示す図。
【図１２】図１１（ａ）に示すターゲットを２分割した例を示す図。
【図１３】図１２に示すように２分割したターゲットにおいて、第２の領域を照射する際にずれが生じ、未照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【図１４】図１２に示すように２分割したターゲットにおいて、第２の領域を照射する際にずれが生じ、重複照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
Ｃ…中心線、Ｄ…線量分布、Ｆ１…照射方向、Ｆ２…照射方向、Ｐ…陽子線、１０…人体、１２…ターゲット、１４…臓器、５０…人体、５２…位置、５３…ターゲット、５３ｃ，５３ｅ…未照射部、５３ｄ…重複照射部、５４…目標位置、５６…骨、５７…コリメータ、５９…領域、６０…ボーラス、６４…リッジフィルタ、６５…平板、６６…尖端部、６８…積層型エネルギーフィルタ、７０…臓器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、癌などの治療に用いられる陽子線や重イオン線等の粒子線を、癌細胞などのターゲットに対して一様な線量で照射する照射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌などに対する放射線治療の一種として、陽子線や重イオン線等の粒子線を用いることが知られている。この種の放射線治療においては、例えば癌細胞であるターゲットの近傍にある正常な臓器の細胞に対する必要以上な照射を避けながら、ターゲットに対して選択的に、かつ、一様な線量で照射することが要求される。
【０００３】
図４は、この種の粒子線を用いた放射線治療の利点を説明するための概念図である。図４（ａ）は、人体５０を任意の高さ位置で輪切りにした断面図の例であって、人体５０の体軸と垂直な面内の１方向からエネルギーのそろった陽子線Ｐを広げて照射する状態を示している。図４（ｂ）は、陽子線Ｐによって付与される線量の分布Ｄ（Ｐ）を示している。
【０００４】
図４（ａ）に示すように、例えばシンクロトロンやサイクロトロン等の加速器（図示せず）から人体５０に対して陽子線Ｐを照射した場合、陽子線Ｐは、人体５０に入射後、ある深さｄ１において停止する特性がある。これによって、図４（ｂ）に示すように、深さｄ１におけるエネルギーピーク（ブラッグピークと呼ばれる）を有し、ピークよりも深い位置における線量は殆どゼロであるような線量分布Ｄ（Ｐ）となる。図示していないが重イオン線も類似した特性を有する（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、図４（ｂ）には、比較のために、人体５０に対してＸ線を照射した場合の線量分布Ｄ（Ｘ）も示している。Ｘ線の線量分布Ｄ（Ｘ）は、陽子線Ｐの線量分布Ｄ（Ｐ）とは著しく異なり、入射後上昇してピークに達した後、指数関数的に減衰して行く。
【０００６】
すなわち、粒子線は、図４（ｂ）に示すように、ある深さｄ１の位置５２における線量の集中性が高いという特性を有している。このため、体内に集中的に存在するような癌細胞に対して、他の正常な細胞や臓器に対する照射を避けながら、選択的に照射することができる。特に、ターゲット（例えば、位置５２）よりも深い場所にある臓器や細胞に対しては、殆ど影響が小さい。仮に、Ｘ線で照射した場合には、ターゲットよりも浅い場所のみならず、深い場所にある臓器や細胞も照射を受ける。
【０００７】
実際に、この種の粒子線を用いた放射線治療を行う場合には、照射前に、ＣＴスキャン等を用いることにより、ターゲットの位置及び形状のみならず、周囲の臓器及び骨の位置や形状を３次元的な密度分布データとして把握しておくことが必要となる。この密度分布データから、ターゲットの最深部の形状、ターゲットの３次元的な広がり、ターゲットよりも上流側にある領域の密度の分布、近くにある重要臓器の位置と３次元的な広がりなどを抽出して、ターゲットに均一で十分な線量を付与しつつ、重要臓器の線量を許容できる値以下に抑えるような照射方法が検討される。
【０００８】
３次元的に様々な形状を有するターゲット全体にわたって一様の線量で照射するためには、従来、大まかに分類して２つの方法が取られている。
【０００９】
第１の方法は、図６（ａ）の概念図に示すように、細い粒子線ビームｐを、ターゲット５３全体にわたって少しずつ目標位置５４を変えながら、かつ、ターゲット５３全体の線量が一様になるように、場所に応じて粒子線ビームｐのエネルギーを調整しながら照射する方法である。この方法は、スキャニング法（又は動的照射法）と称されている。
【００１０】
スキャニング法では、どのような形状を有するターゲット５３に対しても一様の線量で照射することができる高い自由度を持つという利点を有するので、図６（ｂ）の線量分布図に示すように、ターゲット５３全体にわたって一様の線量で照射すること、すなわちコンフォーマル照射が可能となる。この説明は、１門照射の場合であるが、照射門数が増えれば更に自由度が高くなる。図６（ｂ）では、ターゲット５３の照射線量を１００％としたときの、周囲の照射線量の割合も示している。ターゲット５３よりも照射上流側の部位も照射される一方、ターゲット５３よりも照射下流側及び照射経路以外の部位の線量は殆どゼロである。
【００１１】
しかしながらスキャニング法では、ターゲット５３全体に対する照射が完了するまでに何度も照射するので、ターゲット５３のサイズが大きいと、照射に要する時間も長くなる。このため、万が一、照射している最中にトラブルが発生し、装置の動作を継続できなくなると、不均一な線量分布のままで終わってしまう危険性があり、医療用途として利用には必ずしも適していない。ターゲット５３が動いたり変形する場合も同様の問題が生じる。
【００１２】
第２の方法は、図４（ｂ）の陽子線Ｐの線量分布Ｄ（Ｐ）におけるピーク（ブラッグピーク）の幅を、ターゲット５３の形状に合わせて広げる方法である。これは、スキャニング法とは異なり、ブロードな粒子線ビームを一度のみ照射することにより行われることからブロードビーム法（又は静的照射法）と称されている。一度のみの照射でターゲット全体の照射が完了するので、スキャニング法のようなトラブル、動き及び変形による影響を受けないという点で固有の安全性を有している。
【００１３】
ブロードビーム法において、ブラッグピークの幅を、ターゲット５３の形状に合わせて広げるためには、図５に示すように、まずボーラス６０を用いて、ターゲット５３の最深部（図中に示すターゲット５３の右側縁部）の形状に沿って粒子線が到達するように調節する。なお、目標位置５４の幅に応じてビーム幅を規定するために、例えば真鍮製のコリメータ５７が適宜設けられる。
【００１４】
更に、図７（ａ）に示すように、リッジフィルタ６４等を、粒子線ビームＰの経路途中に配置する。
【００１５】
リッジフィルタ６４は、公知であり、例えば真鍮やアルミ等からなり、平板６５上に多数の断面三角状の尖端部６６を配置してなる。粒子線ビームＰがこのようなリッジフィルタ６４を通過すると、粒子線の各成分が到達する深さが拡散され、図７（ｂ）に示すように、ブラッグピークの幅がｔ０からｔ１へと広げられる。このようして広げられたブラッグピークは、スプレッドアウトブラッグピーク（ＳＯＢＰ）と呼ばれる。
【００１６】
このように、ボーラス６０によって、ターゲット５３の最深部ｄ１（図中に示すターゲット５３の右側縁部）の形状に沿って粒子線が到達するようにするとともに、リッジフィルタ６４によって、ターゲット５３の深さ方向の寸法ｔ１に合わせてブラッグピークの幅をｔ０からｔ１に広げることができる。ところが、ブラッグピークの幅は、リッジフィルタ６４等によって一様に広げられるので、図８に示すように、ターゲット５３が円形又は楕円形である場合、ターゲット５３よりも手前の領域５９もまた、ターゲット５３とともに照射されてしまう。
【００１７】
本来、この領域５９は、正常な細胞又は臓器であるので、ターゲット５３と同量の線量で照射されてはならない部位であり、ターゲット５３よりも低い線量に落とす必要がある。従来法では、他の角度の照射を重ねる多門照射で分布を改善するしかなかった。
【００１８】
そこで、筆者らによって、図９に示すように、リッジフィルタ６４に代えて、非特許文献２に示すような積層型エネルギーフィルタ６８を適用し、場所によってブラッグピークの幅を調整する技術が提案された。
【００１９】
図１０は、積層型エネルギーフィルタ６８の断面構成例を示す図であり、リッジフィルタ６４を積層させることによって構成されている。このような構成によって、層の段数が多い箇所を通過する粒子線Ｐ１は、ブラッグピークの幅が大きく広げられ、逆に、層の段数が少ない箇所を通過する粒子線Ｐ２は、ブラッグピークの幅が僅かに広げられる。
【００２０】
したがって、ターゲット５３の深さ方向の形状に従って、積層型エネルギーフィルタ６８の横方向Ｌにおける段数を調整することによって、図８に示す領域５９のような、ターゲット５３と同じ線量で照射される部位を無くすことができる。
【非特許文献１】Rev. Sci. Instrum., Vol.64, No.8, 2055-2093, August 1993
【非特許文献２】Med. Phys. Vol.27, No.2, 368-373, February 2000
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、このような積層型エネルギーフィルタ６８を適用し、ブロードビームを用いて照射する場合であっても、従来法では解決できない以下のような問題がある。
【００２２】
この例を、図１１を用いて説明する。図１１（ａ）は、人体５０をある高さ位置で輪切りにした断面図の例である。門のような形状（以下、「門形」と称する）のターゲット５３に挟まれるようにして、正常な重要臓器７０が位置している。この場合、図中上側と下側からの照射はできないと仮定する。このような場合、従来のブロードビーム法では、対向２門の照射を重ねる方法を取ることが多く、重要臓器７０の被ばくは避けられない。
【００２３】
図１２に示すように、ターゲット５３を、第１の領域５３（＃１）と、第２の領域５３（＃２）とに分割して、それぞれの領域を図中左右別々の方向から照射すれば重要臓器７７０の線量を抑えることができる。すなわち、図１１（ｂ）に示すように、図中左側から照射方向Ｆ１に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域５３（＃１）を照射する。また、図中右側から照射方向Ｆ２に沿って粒子線を照射することによって、第２の領域５３（＃２）を照射する。
【００２４】
このように、照射方向Ｆ１からターゲット５３の左半分を照射して所定線量を与え、次に、照射方向Ｆ２からターゲット５３の右半分を照射して所定線量を与えることによって、ターゲット５３の全体に所定線量が与えられている。
【００２５】
このような分割照射は、照射方向Ｆ１に沿った最初の照射が終了してから、粒子線のビーム取出口を照射方向Ｆ２にあわせて移動させて２回目の照射を行う。しかしながら、この間に、人体５０が移動、あるいは変形すると、照射方向Ｆ２における深さが変動してしまい、図１１（ｂ）及び図１２に示すような分割の中心線Ｃからずれてしまうことになる。
【００２６】
その結果、図１３（ａ）に示す照射領域図、及び、図１３（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った線量分布である図１３（ｂ）に示すように、未照射部５３ｃができたり、その逆に、図１４（ａ）に示す照射領域図、及び、図１４（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った線量分布である図１４（ｂ）に示すように、未照射部５３ｅのみならず、重複照射により所定線量の２００％照射される重複照射部５３ｄができる恐れがある。
【００２７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、固有の安全性を有するブロードビームと積層エネルギーフィルタとを用いて、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマルに照射することが可能な粒子線照射方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
上記の目的を達成するために、本発明では、以下のような手段を講じる。
【００２９】
すなわち、本願の請求項１に係る発明は、照射不可部位への照射を回避しながら、ターゲットに対して一様な所定線量で粒子線を照射する照射方法であって、前記ターゲットのうち、前記照射不可部位が前記ターゲットよりも照射下流側になるような照射方向で照射した場合に、前記所定線量が１度の照射で与えられる１又は複数の第１の領域と、前記各第１の領域に対する照射方向を決定することと、前記ターゲットのうち、前記第１の領域以外の領域であって、かつ、前記決定されたそれぞれの照射方向に沿った深さが、対応する照射方向で照射される前記第１の領域の該照射方向に沿った深さよりも深い領域であって、前記第１の領域の何れかとともに照射されることによって複数回照射され、前記複数回照射されてなる合計線量が、前記所定線量となるような１又は複数の第２の領域を決定することと、前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射する前に、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたボーラスによって、前記照射される粒子線の線量分布の最深部が、対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った最深部になるように調整するとともに、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたエネルギーフィルタによって、前記照射される粒子線のエネルギーが、前記対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った深さにわたって均一に広げられるように調整することと、前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射し、前記各第１の領域に対してはそれぞれ、対応する照射方向からの１度の照射で前記所定線量を与えるとともに、前記各第２の領域に対しては、前記第１の領域の何れかとともに照射することによって複数回照射し、前記複数回照射されてなる合計線量として前記所定線量を与えることとを含むことを特徴とする照射方法である。
【００３０】
また、本願の請求項２の発明は、前記決定された照射方向のうちの少なくとも２つは、互いに対向する方向であることを特徴とする請求項１に記載の照射方法である。
【００３１】
更に、本願の請求項３の発明は、前記ターゲットは癌細胞であり、前記照射不可部位は正常な細胞又は臓器であり、照射によるリスクが無視できないものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射方法である。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、固有の安全性を有するブロードビームと積層エネルギーフィルタとを用いて、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマルに照射することが可能な粒子線照射方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。
【００３４】
なお、以下の形態の説明に用いる図中の符号は、図４乃至図１４と同一部分については同一符号を付して示すことにする。
【００３５】
図１（ａ）は、人体１０をある位置で輪切りにした断面図の例である。本実施の形態では、図１に示すような、門形の複雑な形状をした例えば癌細胞に犯された臓器のようなターゲット１２を照射する場合を例に説明する。更に、門形のターゲット１２に挟まれるようにして、正常な重要臓器１４が位置している。
【００３６】
このような場合、ブロードビームを用いて、重要臓器１４を照射することなく、ターゲット１２に対して選択的に、かつ、可能な限りコンフォーマルに陽子線や重イオン線等の粒子線を照射する方法について説明する。
【００３７】
図２は、ブロードビームを用いて、ターゲット１２に対して可能な限りコンフォーマルに粒子線を照射するためのモデル化の一例を示す概念図である。
【００３８】
すなわち、ターゲット１２を、２つの第１の領域１２（＃１ａ），１２（＃１ｂ）と、１つの第２の領域１２（＃２）とに分割する。そして、図１（ｂ）に示すように、図中左側から照射方向Ｆ１に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域１２（＃１ａ）と第２の領域１２（＃２）とを照射する。また、図中右側から照射方向Ｆ２に沿って粒子線を照射することによって、第１の領域１２（＃１ｂ）と第２の領域１２（＃２）とを照射する。
【００３９】
ここで、第２の領域１２（＃２）は、照射方向Ｆ１に沿った深さｄ（＃２１）が、第１の領域１２（＃１ａ）の照射方向Ｆ１に沿った深さｄ（＃１ａ）よりも深い。すなわち、ｄ（＃２１）＞ｄ（＃１ａ）である。同様に、第２の領域１２（＃２）は、照射方向Ｆ２に沿った深さｄ（＃２２）が、第１の領域１２（＃１ｂ）の照射方向Ｆ２に沿った深さｄ（＃１ｂ）よりも深い。すなわち、ｄ（＃２２）＞ｄ（＃１ｂ）である。
【００４０】
また、照射方向Ｆ１，Ｆ２は、照射不可部分である正常な重要臓器１４が、ターゲット１２よりも照射下流側になるようにする。これによって、重要臓器１４の照射を回避することができる。
【００４１】
そして、何れの場合も、図９を用いて説明したように、人体５０の手前側、すなわち、照射上流側には、コリメータ５７、ボーラス６０、及び積層型エネルギーフィルタ６８を配置する。そして、図１（ｂ）に示す照射方向Ｆ１から照射する場合には、ボーラス６０によって、粒子線の線量分布の最深部が、第１の領域１２（＃１ａ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向に沿った最深部ｄ（＃１ａ），ｄ（＃２１）になるように調整する。また、積層型エネルギーフィルタ６８によって、粒子線のエネルギーが、第１の領域１２（＃１ａ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向Ｆ１に沿った深さにわたって均一に広がるように調整する。
【００４２】
同様に、照射方向Ｆ２から照射する場合には、ボーラス６０によって、粒子線の線量分布の最深部が、第１の領域１２（＃１ｂ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向に沿った最深部ｄ（＃１ｂ），ｄ（＃２２）になるように調整する。また、積層型エネルギーフィルタ６８によって、粒子線のエネルギーが、第１の領域１２（＃１ｂ）及び第２の領域１２（＃２）それぞれの、照射方向Ｆ２に沿った深さにわたって均一に広がるように調整する。
【００４３】
更に、照射方向Ｆ１に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ａ）に所定線量が与えられるように粒子線のビーム量を調節する。第２の領域１２（＃２）は、ブラッグピークがより広げられることになるので、１度の照射で得られる線量は、所定線量よりも低くなるが、第２の領域１２（＃２）に所定線量の５０％が与えられるように調節する。
【００４４】
同様に、照射方向Ｆ２に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ｂ）に所定線量が与えられるように粒子線のビーム量を調節する。第２の領域１２（＃２）は、ブラッグピークがより広げられることになるので、１度の照射で得られる線量は、所定線量よりも低くなるが、第２の領域１２（＃２）に所定線量の５０％が与えられるように調節する。
【００４５】
これによって、照射方向Ｆ１に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ａ）に所定線量が与えられるとともに、第２の領域１２（＃２）には、所定線量の５０％が与えられる。
【００４６】
更に、照射方向Ｆ２に沿った粒子線のブロードビームによる１度の照射で、第１の領域１２（＃１ｂ）に所定線量が与えられるとともに、第２の領域１２（＃２）には、所定線量の残りの５０％が与えられ、合計して所定線量が与えられる。これによって、ターゲット１２の全域に亘って所定線量が与えられる。
【００４７】
また、第２の領域１２（＃２）のように、１度に照射できる領域を物理的に分割することなく、例えば、２回の照射によって所定線量を分割して付与することにより、照射方向Ｆ１に沿った１回目の照射が終了してから、粒子線のビーム取出口を照射方向Ｆ２にあわせて移動させて２回目の照射を行うまでの間に、万が一、人体１０が多少移動あるいは変形してしまい、照射深さｄが若干変動しても、１回目の照射による照射領域と、２回目の照射による照射領域とが若干ずれるだけであるので、図３（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿った線量分布である図３（ｂ）、及びＤ−Ｄ線に沿った線量分布である図３（ｃ）に示すように、周縁部１２ａ〜１２ｄのみが、予定の所定線量と異なるだけで済み、図１３や図１４に示すような未照射部５３ｃ，５３ｅが生じたり、図１４に示すように所定線量の２倍も照射されてしまう重複照射部５３ｄが生じなくなる。
【００４８】
上述したように、本発明の実施の形態に係る粒子線照射方法においては、上記のような作用により、固有の安全性を有するブロードビームを用いて分割照射するものの、図１３や図１４に示すような分割照射によるデメリットを受けることなく、重要臓器への照射を避けながら、複雑な形状のターゲットに対しても、可能な限りコンフォーマル照射することが可能となる。
【００４９】
以上、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明したが、本発明はかかる構成に限定されない。特許請求の範囲の発明された技術的思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５０】
上記実施の形態と同様の方法で、ターゲットに照射不可部位が囲まれている場合の照射も実現することができる。
【００５１】
ターゲット１２の形状及び分割パターンは、図２に限定されるものではなく、より複雑な形状のターゲットに対しては、より細かく分割し、それに合わせて照射回数を適宜決定する。よって、照射回数は、必ずしも、２回に限られるものではなく、３回以上とするようにしても良い。
【００５２】
また、上記実施の形態では、２回に分けて分割照射する第２の領域１２（＃２）の１度の照射毎の線量を、等しく所定線量の５０％ずつとしているが、各照射毎の線量を必ずしも等しくする必要は無く、第１の領域１２（＃１ａ），１２（１＃ｂ）との関係から合理的になるように、あるいは任意に定めてよい。
【００５３】
また、上記実施の形態では、照射方向Ｆ１と照射方向Ｆ２とは互いに対向する方向となっているが、必ずしも対向する必要は無く、照射を避けたい重要臓器との位置関係を考慮して、任意の方向（例えば、９０°異なる方向）として良い。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】人体をある高さ位置で輪切りにした断面図の例、及び、本発明の実施の形態に従ってターゲットを２分割して照射する例を示す図。
【図２】図１（ａ）に示すターゲットを２分割した例を示す図。
【図３】図２に示すように２分割したターゲットにおいて、後半部分を照射する際にずれが生じ、未照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【図４】粒子線を用いた放射線治療の利点を説明するための概念図。
【図５】ボーラスの作用を説明するための図。
【図６】スポットスキャニング法の概念図及び線量分布図の一例。
【図７】リッジフィルタを適用した照射の概念を示す図、及び、スプレッドアウトブラッグピークの原理を示す図。
【図８】ブロードビーム法により、ボーラスとリッジフィルタとを適用した体系により楕円形のターゲットを照射した場合に得られる線量分布の一例を示す図。
【図９】図７におけるリッジフィルタに代えて、積層型エネルギーフィルタを適用した体系の一例を示す図。
【図１０】積層型エネルギーフィルタの断面構成例を示す図。
【図１１】人体をある高さ位置で輪切りにした断面図の例、及び、従来技術に従ってターゲットを２分割して照射する例を示す図。
【図１２】図１１（ａ）に示すターゲットを２分割した例を示す図。
【図１３】図１２に示すように２分割したターゲットにおいて、第２の領域を照射する際にずれが生じ、未照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【図１４】図１２に示すように２分割したターゲットにおいて、第２の領域を照射する際にずれが生じ、重複照射部が生じた場合における線量分布の一例を示す図。
【符号の説明】
【００５５】
Ｃ…中心線、Ｄ…線量分布、Ｆ１…照射方向、Ｆ２…照射方向、Ｐ…陽子線、１０…人体、１２…ターゲット、１４…臓器、５０…人体、５２…位置、５３…ターゲット、５３ｃ，５３ｅ…未照射部、５３ｄ…重複照射部、５４…目標位置、５６…骨、５７…コリメータ、５９…領域、６０…ボーラス、６４…リッジフィルタ、６５…平板、６６…尖端部、６８…積層型エネルギーフィルタ、７０…臓器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射不可部位への照射を回避しながら、ターゲットに対して一様な所定線量で粒子線を照射する照射方法であって、
前記ターゲットのうち、前記照射不可部位が前記ターゲットよりも照射下流側になるような照射方向で照射した場合に、前記所定線量が１度の照射で与えられる１又は複数の第１の領域と、前記各第１の領域に対する照射方向を決定することと、
前記ターゲットのうち、前記第１の領域以外の領域であって、かつ、前記決定されたそれぞれの照射方向に沿った深さが、対応する照射方向で照射される前記第１の領域の該照射方向に沿った深さよりも深い領域であって、前記第１の領域の何れかとともに照射されることによって複数回照射され、前記複数回照射されてなる合計線量が、前記所定線量となるような１又は複数の第２の領域を決定することと、
前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射する前に、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたボーラスによって、前記照射される粒子線の線量分布の最深部が、対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った最深部になるように調整するとともに、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたエネルギーフィルタによって、前記照射される粒子線の線量分布が、前記対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った深さにわたって均一に広げられるように調整することと、
前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射し、前記各第１の領域に対してはそれぞれ、対応する照射方向からの１度の照射で前記所定線量を与えるとともに、前記各第２の領域に対しては、前記第１の領域の何れかとともに照射することによって複数回照射し、前記複数回照射されてなる合計線量として前記所定線量を与えることと
を含むことを特徴とする照射方法。
【請求項２】
前記決定された照射方向のうちの少なくとも２つは、互いに対向する方向であることを特徴とする請求項１に記載の照射方法。
【請求項３】
前記ターゲットは癌細胞であり、前記照射不可部位は正常な細胞又は臓器であり、照射によるリスクが無視できないものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射方法。
【請求項１】
照射不可部位への照射を回避しながら、ターゲットに対して一様な所定線量で粒子線を照射する照射方法であって、
前記ターゲットのうち、前記照射不可部位が前記ターゲットよりも照射下流側になるような照射方向で照射した場合に、前記所定線量が１度の照射で与えられる１又は複数の第１の領域と、前記各第１の領域に対する照射方向を決定することと、
前記ターゲットのうち、前記第１の領域以外の領域であって、かつ、前記決定されたそれぞれの照射方向に沿った深さが、対応する照射方向で照射される前記第１の領域の該照射方向に沿った深さよりも深い領域であって、前記第１の領域の何れかとともに照射されることによって複数回照射され、前記複数回照射されてなる合計線量が、前記所定線量となるような１又は複数の第２の領域を決定することと、
前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射する前に、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたボーラスによって、前記照射される粒子線の線量分布の最深部が、対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った最深部になるように調整するとともに、前記ターゲットよりも照射上流側に設けられたエネルギーフィルタによって、前記照射される粒子線の線量分布が、前記対応する第１の領域及び第２の領域それぞれの、前記照射方向に沿った深さにわたって均一に広げられるように調整することと、
前記決定された各照射方向に沿って前記粒子線を照射し、前記各第１の領域に対してはそれぞれ、対応する照射方向からの１度の照射で前記所定線量を与えるとともに、前記各第２の領域に対しては、前記第１の領域の何れかとともに照射することによって複数回照射し、前記複数回照射されてなる合計線量として前記所定線量を与えることと
を含むことを特徴とする照射方法。
【請求項２】
前記決定された照射方向のうちの少なくとも２つは、互いに対向する方向であることを特徴とする請求項１に記載の照射方法。
【請求項３】
前記ターゲットは癌細胞であり、前記照射不可部位は正常な細胞又は臓器であり、照射によるリスクが無視できないものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−８９８５３（Ｐ２００９−８９８５３Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６２６３８（Ｐ２００７−２６２６３８）
【出願日】平成１９年１０月５日（２００７．１０．５）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月５日（２００７．１０．５）
【出願人】（５０４１７１１３４）国立大学法人 筑波大学 (510)
【Ｆターム（参考）】
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