JP2004000684A - 放射線治療用回転照射室 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線照射部の回転位置に拘らず、治療用ベッド及び放射線照射部へのアクセスフロアとして必要な水平床を形成すると共に、患者の周囲を囲って、恐怖心を無くす。
【解決手段】患者の回りに回転自在な放射線照射部２２を有する放射線治療用回転照射室において、治療用ベッド及び前記放射線照射部２２へのアクセスフロアとして、前記放射線照射部２２の回転位置に拘わらず、回転ガントリ４０内に水平床を形成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室に係り、特に、陽子線癌治療装置用の回転ガントリとして用いるのに好適な、放射線治療用回転照射室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の放射線による癌治療には、Ｘ線、ガンマ線、電子線及び速中性子線等が利用されてきた。これらの放射線は、図９に示す如く、身体表面近くで放射線が最も強いため、深部の癌を治療する場合には、正常な体表面付近の組織をも傷付けてしまう可能性が大きい。一方、水素原子から電子をはぎ取った、正の電荷を持ち、電子の１８３６倍の質量を持つ陽子を、加速器を使って高エネルギまで加速して得られる陽子線は、身体表面から一定の深さで線量が最大になるブラッグピークＰを形成し、その後急速に零になるという特性がある。
【０００３】
これは、陽子が電子に及ぼす電気力は近距離で大きいので、陽子の運動エネルギが大きく高速で走っている時は、周辺電子と作用する時間が短く、電離量は小さいが、運動エネルギを失い止まる寸前になると、作用する時間が長くなり、電離量は急速に増加するためである。
【０００４】
そのため、身体の深部に位置する癌であっても、癌以外の正常細胞に比較的障害を与えずに治療することが可能となる。又、陽子線自体の生物に与える効果（ＲＢＥ）が、Ｘ線の場合とほぼ同じであることから、陽子線治療は、従来のＸ線治療における知識や経験の蓄積を十二分に活用できるという利点も合せ持っている。これらの特徴を生かし、機能器官を除去しないで治療する、生活の質（クォリティ・オブ・ライフ）の向上を目指した治療装置として、陽子線治療装置が導入されつつある。
【０００５】
放射線照射による癌の治療では、周辺の正常組織が回復不能な影響を受けないよう、癌組織のみに致死的な線量を集中することが理想であり、陽子線治療は、図９に示したように、物質に入射した陽子線が、停止する直前にブラッグピークＰで最大の線量を与えるという性質を利用して、癌組織のみを該ブラッグピークＰで被うことにより、この理想を実現しようとするものである。
【０００６】
ところで、加速器から得られる陽子線は細いビーム状であり、そのエネルギ（ブラッグピークの深さ）も一定である。一方、癌組織は、様々な大きさと複雑な形状を持ち、その体内における深さも一定ではなく、又、陽子線が通過しなければならない組織の密度も一様ではない。従って、陽子線治療を行うためには、陽子線ビームを、癌全体が一度に照射できる位の幅広いビームに拡大し、癌の深さに応じてそのエネルギを調整し、奥行きのある癌組織全体が一様に照射できるよう、癌の厚みに応じてエネルギ分布を持たせ、更に、癌の輪郭や陽子線が通過する組織の不均一さに応じた補正を加える必要がある。
【０００７】
又、このようにして癌の形状や深さに合わせて調整した陽子線を、照射条件通りに患者の体内の癌組織に正確に照射して、計画通りの線量分布及び線量値になるよう、許容誤差内で照射する必要がある。
【０００８】
これを実現するためには、計画した線量分布をボーラスやコリメータ等の照射野形成装置で精度良く実現するだけでなく、患者に対するビームの照射位置を精度良く決める必要がある。
【０００９】
このような目的で、患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室が開発されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の回転照射室は、図１０乃至図１２に示す如く、放射線照射部２２と共に、図１２に矢印Ａで示す如く、患者１０の回りを回転する回転カプセル２０に対して、建屋３０側からベッド駆動装置３４により装入される治療用ベッド３２と共に、張り出しデッキ３６を、必要に応じて張り出させる方式であったため、放射線照射部２２が、患者１０に対する放射線２４の照射方向に合わせて治療用ベッド３２の下側に回転してきたときには、放射線照射部２２と張り出しデッキ３６が干渉してしまう。従って、放射線照射部２２の位置によって、張り出しデッキ３６を張り出したり、退避したりするデッキ駆動装置３８及びその制御装置が必要であり、構成が複雑である。更に、このデッキ駆動装置３８は、建屋３０の回転カプセル２０側に設ける必要があるが、この部分には、ベッド駆動装置３４が設けられているため、このベッド駆動装置３４との干渉を避けるため、デッキ駆動装置３８の構成が複雑にならざるを得ない。更に、放射線照射部２２が下側にあり、張り出しデッキ３６が退避されたときには、回転カプセル２０内へのアクセスが不可能である。又、張り出しデッキ３６と回転カプセル２０は不連続な別個のものであるため、隙間が必要であり、物を落下させる等の事故の一因となるだけでなく、作業エリアも小さくなる。又、回転カプセル２０の正面後方には、患者１０を囲むエンクロジャの一部として後面パネル２６が設けられているが、床面は開放されているため、張り出しデッキ３６が退避している状態では、治療用ベッド３２から、その下の回転カプセル２０内面までの距離が長くなり、患者１０に恐怖感を与えることがある等の問題点を有していた。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、放射線照射部の回転位置に拘らず、回転照射室の内側を常に被って治療用ベッドの下側に水平なアクセスフロアを形成することが可能な、放射線治療用回転照射室を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室において、治療用ベッド及び前記放射線照射部へのアクセスフロアとして、前記放射線照射部の回転位置に拘わらず、回転ガントリ内に水平床を形成したことにより、前記課題を解決したものである。
【００１３】
更に、本発明の放射線治療用回転照射室は、前記水平床が前記回転ガントリ内周壁部から連続して形成されているものである。
【００１４】
また、本発明の放射線治療用回転照射室は、前記回転ガントリが、円筒状の回転体を形成するフロントリング及びリヤリングと、それらを接続するガントリフレームとを有し、該フロントリング及びリヤリングはガントリサポートロールに載置され、前記ガントリサポートロールをガントリ駆動モータで駆動することにより前記回転ガントリを回転させるものである。
【００１５】
また、本発明の放射線治療用回転照射室は、前記水平床の駆動装置を前記回転ガントリ内に配置したものである。
【００１６】
また、本発明の放射線治療用回転照射室は、前記回転ガントリ前面を治療用ベッド駆動装置のスペースとしたことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
【００１７】
また、本発明は、患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室において、後面パネルと、円筒状壁部と水平な床部のほぼ全面を被う移動床とによってエンクロージャが構成されることにより、前記課題を解決したものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
本実施形態に係る回転ガントリ４０は、図１乃至図３に示す如く、放射線照射部２２の移動経路を挟んで配置される、建屋壁３０ａに固定されたサポート５８に保持された固定側リングレール６２、及び、患者を囲むエンクロージャの一部を構成する後面パネル２６が固定されたサポートリング６４により、例えば周囲４個のサポートロール６６で支持され、前記放射線照射部２２の回転と同期して回転自在な移動側リングレール７２と、該固定側リングレール６２及び移動側リングレール７２によって形成される、下側が水平なかまぼこ型の通路８０内に配置される、互いにリンクで屈曲自在に連結された、多数の板８４からなる連続した移動床８２と、前記放射線照射部２２の回転と同期して、前記移動床８２を通路８０内で移動させると共に、前記移動側リングレール７２を逆方向に同じ量だけ回転させる駆動装置（後出）とを備えている。
【００２０】
図１及び図２において、９０は、陽子を加速して、取り出された陽子ビームのエネルギを変え、且つ、エネルギの広がりを制限する、サイクロトロン及びエネルギ分析装置（ＥＳＳ）を含む陽子加速装置（図示省略）で発生された陽子ビームの安定軌道を確保して、少ない損失で回転ガントリ４０へ移送するためのビーム輸送装置の最終部分を構成するビーム搬送用マグネットを支持すると同時に、前記放射線照射部２２が固定され、スペースフレームとしても機能するマグネットサポートである。
【００２１】
前記回転ガントリ４０は、ガントリフレーム４２で接続された、円筒状の回転体を形成するフロントリング４４及びリヤリング４６を有する。該フロントリング４４及びリヤリング４６は、それぞれ架台４８上の、例えばフロント側８台、リヤ側８台のガントリサポートロール５０に載せられている。このうち、例えばリヤ側の２台のサポートロール５０をガントリ駆動モータ５２で駆動することにより、ガントリ４０が回転される。
【００２２】
前記移動床８２を構成する板８４の両端には、図４に詳細に示す如く、前記固定側リングレール６２又は移動側リングレール７２内を走行する車輪８６が、前方、後方のいずれも、例えば各２個ずつ設けられている。該車輪８６の車軸８７には、隣り合う板８４と連結するためのリンク８８が設けられている。
【００２３】
前記固定側リングレール６２と移動側リングレール７２で構成される移動床通路８０の外側には、図５に示す如く、移動床を引っかける歯型のラッチ１００が、ガントリのガントリフレーム４２に固定されたラッチサポート１０２に固定されている。従って、回転ガントリ４０が回転すると、これに合わせて移動床８２が引張られ、前記固定側リングレール６２と移動用リングレール７２で構成される移動床通路８０内を移動する。
【００２４】
前記移動側リングレール７２の外周には、図６及び図７に示す如く、コンベアチェーン１０４が固定されており、ガントリフレーム４２の内側に固定されたサポートリング６４に固定されたリングレール駆動モータ１１２及び減速機１１４により、クラッチ１１６を介して回転駆動されるスプロケット１１８を含むリングレール駆動装置１１０により、ガントリ４０の回転と同期して、逆方向に同じ量だけ回動するようにされている。従って、回転ガントリ４０の回転に拘らず、移動側リングレール７２の絶対位置、即ち、固定側リングレール６２との相対位置（位相）は同一に保たれ、移動床通路８０も同じ位置に維持される。
【００２５】
本実施形態においては、更に、図８に示す如く、前記移動側リングレール７２の内側の２箇所に反射板１２０が固定され、固定側リングレール６２に取り付けられたレーザ式傾斜センサ１２２から照射されるレーザビーム１２４の反射の有無によって、固定側リングレール６２に対する移動側リングレール７２の位置が所定量以上ずれたか否かを検出している。移動側リングレール７２のずれが大きくなり、反射板１２０によるレーザビームの反射光がレーザ式傾斜センサ１２２に入射しなくなったときには、両通路の捩れにより発生する移動床８２の破損を防止するため、前記クラッチ１１６を切り、該リングレール駆動装置１１０による駆動を無効とする。ここで、レーザ式傾斜センサ１２２及び反射板１２０が２組設けられているのは、放射線照射部２２の回転によって、一方の光路が遮られても相対位置を監視することができるようにするためである。
【００２６】
前記後面パネル２６と、回転ガントリ４０の放射線照射部２２近傍を除く、円筒状壁部と床部のほぼ全面を被う移動床８２とによってエンクロージャが構成され、患者やオペレータから、ガントリの鉄骨構造体等、外部が見えるのを防いでいるので、視角的及び音響的に遮蔽され、安全性が高く、安心感も得られる。
【００２７】
本実施形態において、ガントリ４０を回転させると、移動側リングレール７２が逆方向に同期運転され、常に底面を水平に保持したまま静止し、対向する固定側リングレール６２と共動して、移動床８２の通路８０を形成する。又、放射線照射部２２及び移動床用ラッチ１００も回転し、その結果、移動床８２は、放射線照射部２２に干渉することなく、両リングレール６２、７２間内を移動し、常に水平な、放射線照射部２２のメンテナンスやベッド３２上の患者１０の調整のため、オペレータが立つことができるアクセスフロアを形成する。
【００２８】
固定側リングレール６２の内周面には、レーザ式の傾斜センサ１２２が設置されており、移動側リングレール７２の動きを常にモニタしている。そして、移動側リングレール７２の移動量が規定値を越えたときには、直ちにリングレール駆動装置１１０のクラッチ１１６を切り、ガントリも停止される。移動側リングレール７２は、その構造上、下側に重心があるため、クラッチ１１６が切れた時点で、自重により底面が水平になるよう、復帰する。
【００２９】
本実施形態においては、２組のレーザ式傾斜センサ１２２と反射板１２０からなる安全手段を備えているので、安全性が高い。なお、安全手段の構成はこれに限定されず、光路が遮られる心配のない時は、１組としたり、他の方法で、移動側リングレール７２と固定側リングレール６２の相対位置ずれを検出することも可能である。又、移動側リングレールの位置ずれ以外を検出して、安全手段を構成することも可能である。
【００３０】
なお、前記実施形態においては、本発明が、陽子線治療装置に用いられていたが、本発明の適用対象はこれに限定されず、Ｘ線や電子線等の他の放射線治療装置にも同様に適用できることは明らかである。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、回転ガントリが回転しても、治療用ベッド及び放射線照射部へのアクセスフロアとして必要な水平床を形成できる。この水平床は、ガントリ内周壁部から連続したアクセスフロアであるため、作業エリアが広く取れ、隙間もないため、デザイン的にも優れている。更に、治療用ベッドから移動床までの寸法が小さく、且つ一定しているので、患者に恐怖心を与えることがない。又、駆動装置が簡単で、ガントリ内にあるため、ガントリ前面が、治療用ベッド駆動装置のスペースとして使え、治療用ベッドの移動の自由度が大きくなる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部構成を示す、斜め前方から見た斜視図
【図２】前記実施形態の回転ガントリの構成を示す縦断面図
【図３】前記実施形態の移動床の全体を斜め後方から見た斜視図
【図４】前記実施形態で用いられている移動床の各部の構成を示す斜視図
【図５】前記実施形態における回転ガントリのエンクロージャの構成を示す横断面図
【図６】前記実施形態で用いられているリングレール駆動装置の構成を示す、前方から見た斜視図
【図７】同じく、移動側リングレールのコンベアチェーンとスプロケットの係合状態を示す断面図
【図８】前記実施形態におけるレーザ式傾斜センサと反射板の配置状態を示す、斜め前方から見た分解斜視図
【図９】陽子線治療の原理を示す線図
【図１０】従来の張り出しデッキを備えた回転照射室の構成例を示す縦断面図
【図１１】図１０の上から見た縦断面図
【図１２】同じく横断面図
【符号の説明】１０…患者２２…放射線照射部２４…放射線２６…後面パネル３０…建屋３０ａ…建屋壁３２…治療用ベッド３４…ベッド駆動装置４０…回転ガントリ４２…ガントリフレーム４４…フロントリング４６…リヤリング４８…架台５０…ガントリサポートロール５２…ガントリ駆動モータ６２…固定側リングレール６４…サポートリング６６…サポートロール７２…移動側リングレール７３…リングレールサポートロール８０…移動床通路８２…移動床８４…板１００…ラッチ１０４…コンベアチェーン１１０…リングレール駆動装置１１２…リングレール駆動モータ１１６…クラッチ１１８…スプロケット１２０…反射板１２２…レーザ式傾斜センサ１２４…レーザビーム

Claims (6)

1. 患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室において、
   治療用ベッド及び前記放射線照射部へのアクセスフロアとして、前記放射線照射部の回転位置に拘わらず、回転ガントリ内に水平床を形成したことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
2. 請求項１において、
   前記水平床は、前記回転ガントリ内周壁部から連続して形成されていることを特徴とする放射線治療用回転照射室。
3. 請求項１において、
   前記回転ガントリは、円筒状の回転体を形成するフロントリング及びリヤリングと、それらを接続するガントリフレームとを有し、
   該フロントリング及びリヤリングはガントリサポートロールに載置され、
   前記ガントリサポートロールをガントリ駆動モータで駆動することにより前記回転ガントリを回転させることを特徴とする放射線治療用回転照射室。
4. 請求項１において、
   前記水平床の駆動装置を前記回転ガントリ内に配置したことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
5. 請求項４において、前記回転ガントリ前面を治療用ベッド駆動装置のスペースとしたことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
6. 患者の回りに回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室において、
   後面パネルと、円筒状壁部と水平な床部のほぼ全面を被う移動床とによってエンクロージャが構成されることを特徴とする放射線治療用回転照射室。

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