JP2005080945A

JP2005080945A - 粒子線治療装置，レンジモジュレーション回転装置及びレンジモジュレーション回転装置の取り付け方法

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Publication number: JP2005080945A
Application number: JP2003317656A
Authority: JP
Inventors: Masaki Yanagisawa; 正樹柳澤; Hiroshi Akiyama; 浩秋山; Koji Matsuda; 浩二松田; Hisataka Fujimaki; 寿隆藤巻
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2023-09-10
Also published as: US7355189B2; US7053389B2; US20060192146A1; JP3685194B2; US20050051740A1

Abstract

【課題】
治療人数を増加できる粒子線治療装置を提供することにある。
【解決手段】
荷電粒子ビーム発生装置２から出射された荷電粒子ビームを照射対象に照射する照射野形成装置１３は、ＲＭＷ装置２０を備える。ＲＭＷ装置２０は、筺体２７及び筺体２７内に配置されたＲＭＷ２１を有する。ＲＭＷ２１の回転軸２２は筺体２７に回転可能に取り付けられる。ＲＭＷ装置２０は照射野形成装置１３のケーシング１６に設けられたＲＭＷ保持部材１９内に着脱可能に設置される。筺体２７をＲＭＷ保持部材１９に接触させることができるため、ＲＭＷ２１の回転軸２２の所定位置への位置決めを短時間に行うことができる。これは、患者１人当りの治療に要する時間を短縮することができ、治療人数を増大できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、粒子線治療装置に係り、特に、レンジモジュレーションホイール（以下、
ＲＭＷという）を有し、陽子線及び炭素イオンビーム等の荷電粒子ビームを患部に照射して治療する粒子線治療装置に関する。

従来の粒子線治療装置は、荷電粒子ビーム発生装置，イオンビーム輸送系及び回転式の照射装置を備える。荷電粒子ビーム発生装置は、加速器としてシンクロトロン（またはサイクロトロン）を含んでいる。シンクロトロンで設定エネルギーまで加速された荷電粒子ビームは、イオンビーム輸送系（第１イオンビーム輸送系）を経て回転型照射装置に達する。回転型照射装置は、照射装置イオンビーム輸送系（第２イオンビーム輸送系），照射野形成装置、及び第２イオンビーム輸送系及び照射野形成装置を一体で回転させる回転装置（回転ガントリー）を有する。イオンビームは第２イオンビーム輸送系を通って照射野形成装置から患者の癌の患部に照射される。

照射野形成装置は、荷電粒子ビーム発生装置からのイオンビームを、照射目標である患部の立体形状に合わせて整形し照射野を形成するとともに、照射野内の照射線量を調整する装置である。このように所望の照射線量を照射対象形状に合わせて照射する方法として、散乱体を通過した後のイオンビームの照射線量分布がほぼ正規分布になることを利用し、イオンビームの軸方向に距離をおいて配置した２種類の散乱体を用いて照射線量を一様化する二重散乱体法が知られている（例えば、非特許文献１の２０８１頁図３６参照）。また、他の照射方法として、２つの走査用電磁石を用いてイオンビームの照射線量を一様化するウォブラー法が知られている（例えば、非特許文献１の２０８４頁図４１参照）。

これらの照射方法では、患者の患部の深さ方向（イオンビームの照射方向）においてイオンビームの照射量を一様にするため、ブラックピーク拡大装置（ＳＯＢＰ装置）を用いる。ＳＯＢＰ装置としては、リッジフィルタ（非特許文献１の２０７８頁図３１及び2084頁図４１参照）及びＲＭＷ（非特許文献１の２０７７頁図３０参照）がある。

ＲＭＷは、照射野形成装置内でイオンビームの経路に回転可能に設置される。ＲＭＷは回転軸から半径方向に伸びる複数の翼(ブレード)を有し、翼の端部を円筒部材で連結している。円筒部材は回転軸と同心円となっている。各翼は、厚みの異なる多数段の段差部をＲＭＷの周方向に配置した構成を有する。厚みの異なる段差部は、回転軸から円筒部材に向かって延びている。照射野形成装置内を通過するイオンビームは、回転しているＲＭＷを通過する際、段差部を通過する。このため、ＲＭＷを通過したイオンビームは、通過する段差部の厚みに応じて複数のエネルギー成分を有し、患者の患部の深さ方向における照射線量を一様にする。

レビューオブサイエンティフィックインスツルメンツ６４巻８号（１９９３年８月）の第２０７４〜２０８６頁(REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS VOLUME ６４ NUMBER ８（AUGUST １９９３）Ｐ２０７４−２０８６）

ＲＭＷは、患者に応じて照射野形成装置に取り付けられる。その際には、ＲＭＷの回転軸を、照射野形成装置に設けられたＲＭＷ駆動装置の回転軸に合せる必要がある。しかしながら、ＲＭＷの回転軸をＲＭＷ駆動装置の回転軸に位置決めすることは放射線技師が行っている。このＲＭＷの位置決めは非常に困難であり、ＲＭＷの照射野形成装置への装着に時間がかかってしまう。

本発明の目的は、治療人数を増加できる粒子線治療装置，レンジモジュレーション回転装置及びレンジモジュレーション回転装置の取り付け方法を提供することにある。

上記した目的を達成する第１発明の特徴は、荷電粒子ビーム照射装置に設けられたレンジモジュレーション回転装置は、筺体、及び筺体内に配置されて筺体に回転可能に取り付けられ、荷電粒子ビームが通過するレンジモジュレーション回転体を有する粒子線治療装置にある。

第１発明は、レンジモジュレーション回転装置が筺体を有しているため、この筺体を荷電粒子ビーム照射装置の構成部材に接触させることができる。このため、レンジモジュレーション回転体の回転中心の所定位置への位置決めを短時間に行うことができる。これは、患者１人当りの治療に要する時間を短縮することができ、治療人数を増大できる。

上記した目的を達成する第２発明の特徴は、筺体と、筺体内に配置されて筺体に回転可能に取り付けられ、荷電粒子ビームが通過するレンジモジュレーション回転体とを備えたレンジモジュレーション回転装置にある。

筺体を有するため、第２発明も第１発明で生じる効果を得ることができる。

上記した目的を達成する第３発明の特徴は、筺体、及び筺体内に配置されて筺体に回転可能に取り付けられてレンジモジュレーション回転体を有するレンジモジュレーション回転装置を、荷電粒子ビーム照射装置に設けられた保持部材内に挿入し、筺体を押し付け部材によって保持部材に向かって押し付けるレンジモジュレーション回転装置の取り付け方法にある。

筺体を有するため、第３発明も第１発明で生じる効果を得ることができる。

本発明によれば、治療に要する時間を短縮でき、治療人数を増大できる。

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

本発明の好適な一実施例である粒子線治療装置を、図２を用いて説明する。本実施例の粒子線治療装置１は、荷電粒子ビーム発生装置２及び照射野形成装置（荷電粒子ビーム照射装置）１３を備える。荷電粒子ビーム発生装置２は、イオン源（図示せず）、前段加速器３及びシンクロトロン４を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽子（または炭素イオン））は前段加速器（例えば直線加速器）３で加速される。前段加速器３から出射されたイオンビーム（荷電粒子ビーム）はシンクロトロン４に入射される。このイオンビームは、シンクロトロン４で、高周波加速空胴５から印加される高周波電力によってエネルギーを与えられて加速される。シンクロトロン４内を周回するイオンビームのエネルギーが設定されたエネルギーまでに高められた後、出射用の高周波印加装置６から高周波が周回しているイオンビームに印加される。安定限界内で周回しているイオンビームは、この高周波の印加によって安定限界外に移行し、出射用デフレクタ７を通ってシンクロトロン４から出射される。イオンビームの出射の際には、シンクロトロン４に設けられた四極電磁石８及び偏向電磁石９等の電磁石に導かれる電流が設定値に保持され、安定限界もほぼ一定に保持されている。高周波印加装置６への高周波電力の印加を停止することによって、シンクロトロン４からのイオンビームの出射が停止される。

シンクロトロン４から出射されたイオンビームは、イオンビーム輸送系１０を経て照射装置である照射野形成装置１３に達する。イオンビーム輸送系１０の一部である逆Ｕ字部１１及び照射野形成装置１３は、回転可能な回転ガントリー（図示せず）に設置される。照射野形成装置１３から治療台（ベッド）１４に乗っている患者１５の患部Ｋに照射される。

粒子線治療装置１に用いられる照射野形成装置１３の詳細構成を図１に基づいて説明する。

照射野形成装置１３は、逆Ｕ字部１１に取り付けられるケーシング１６を有し、イオンビーム進行方向の上流側より順次、第１散乱体１７，ＲＭＷ装置（レンジモジュレーション回転装置）２０，第２散乱体装置４０，飛程調整装置（例えば、レンジシフタ）４５，ボーラス４７，コリメータ４８を、ケーシング１６内のイオンビーム経路（ビーム軸）ｍ上に配置している。第１散乱体１７は、ケーシング１６の内面に取り付けられる支持部材１８に設置される。第２散乱体装置４０は、複数の第２散乱体５０，回転テーブル４１及びモーター４３を有する。モーター４３は、ケーシング１６内面に取り付けられる支持部材４４に設置される。回転テーブル４１はモーター４３の回転軸（図示せず）に連結される回転軸４２に設けられる。複数の第２散乱体５０が回転テーブル４１に周方向に並んで設置される。飛程調整装置４５は、厚みの異なる複数の吸収体５１、及び各吸収体５１ごとに設けられた吸収体操作装置４６を有する。吸収体操作装置４６は、図示されていないが、内部に圧縮空気が供給されるシリンダ、及びシリンダ内を摺動するピストンを備える。吸収体５１はピストンに設けられたピストンロッド５２に連結される。ボーラス４７及びコリメータ４８がケーシング１６に設置される。

第１散乱体１７は、ビーム軸ｍと直交する方向に、通過するイオンビームを散乱により広げる機能を有する。この第１散乱体１７は、散乱量に対するイオンビームのエネルギー損失量の少ない鉛及びタングステン等の原子番号の大きな元素を含む材料で作られる。第２散乱体５０は、第１散乱体１７で上記直交方向に正規分布状に広げられたイオンビームを、その直交方向で線量分布が一様になるようにするためのものである。治療を受ける患者１５，吸収体５１は患者の体内におけるイオンビームの飛程を調節する機能を有する。

ＲＭＷ装置２０の詳細構成を、図３，図４を用いて説明する。ＲＭＷ装置２０は、RMW（レンジモジュレーション回転体）２１及び筺体２７を有する。ＲＭＷ２１は回転軸２２及び円筒部材２３が同心円に配置される。回転軸２２に取り付けられた複数の翼（本実施例では３枚）２４がＲＭＷ２１の半径方向に伸びている。これらの翼２４の外側の端部は円筒部材２３に取り付けられる。翼２４の周方向における幅は、円筒部材２３側の端部で回転軸２２側の端部よりも広くなっている。ＲＭＷ２１の周方向における翼２４間には、それぞれ開口２６が形成される。それらの翼２４は、円筒部材２３側の端部での周方向における幅が回転軸２２側の端部でのそれよりも広くなっている。各翼２４は、ＲＭＷ２１の周方向において階段状に配置された複数の平面領域２５を有しており、ビーム軸ｍの方向におけるＲＭＷ２１の底面から各平面領域２５までの各厚みが異なっている（ＲＭＷ21の底面から各平面領域２５までのレベルが異なる）。１つの平面領域２５の部分におけるその厚みを、平面領域部分の厚みという。すなわち、翼２４は、周方向で翼２４の両側に位置する開口２６から、ビーム軸ｍの方向において最も厚みの厚い翼頂部２４Ａに位置する平面領域２５に向かって、各平面領域部分の厚みが増加している。平面領域２５は、例えば階段において足を乗せる平面に相当する。各平面領域２５は、回転軸２２から円筒部材２３に向かって延びている。各平面領域２５のＲＭＷ２１の周方向における幅も、回転軸２２側の端部よりも円筒部材２３側の端部で広くなっている。１つのＲＭＷ２１において、３枚の翼２４の相互間に位置する開口２６は３つ存在する。

ＲＭＷ２１は筺体２７内に配置され、回転軸２２が筺体２７に回転可能に取り付けられている。筺体２７は、ＲＭＷ２１を挟んで配置されて二等辺三角形状をしている２枚の筺体部材５３，５４、筺体部材５３と筺体部材５４を３つの角部で連結する３つの連結部材を有する。これらの３つの連結部材の１つである連結部材５５は筺体部材５３，５４の直角の角部でこれらを連結している。他の１つである連結部材５６は二等辺三角形の長辺の１つの角部で筺体部材５３と筺体部材５４を連結する。残りの連結部材（図示せず）はその長辺の他の角部で筺体部材５３と筺体部材５４を連結している。回転軸２２が筺体部材５３，５４それぞれに回転可能に取り付けられる。筺体部材５３の方からＲＭＷ２１を見た場合、ＲＭＷ２１のほぼ半分が筺体２７の外側に突出している。この突出した部分で、イオンビームがＲＭＷ２１を通過する。筺体部材５３，５４はイオンビーム経路をさえぎっていない。ハンドル２８Ａ及びＲＭＷ２０を識別する識別子（例えば、バーコード）
２９が連結部材５５に取り付けられる。ハンドル２８Ｂが連結部材５６に取り付けられる。

ＲＭＷ装置２０を保持するＲＭＷ保持部材１９（図１）がケーシング１６の内面に取り付けられる。ＲＭＷ保持部材１９はビーム軸ｍの方向に対向する保持部１９Ａ，１９Ｂ
（図５）を有する。保持部１９Ａ，１９Ｂはイオンビーム経路をさえぎらない。ＲＭＷ装置２０は保持部１９Ａ，１９Ｂの間に挿入されて保持される。ＲＭＷ２１を回転させるモーター３８がケーシング１６内面に固定される保持部材３９に取り付けられる。回転軸
３５が保持部１９Ｂ及び保持部材３９に回転可能に取り付けられる。モーター３８に連結される回転軸３７（図５）と回転軸３５にタイミングベルト３６が係合され、モーター
３８の回転力が回転軸３５に伝わるように構成される。モーター３８，回転軸３７，回転軸３５及びタイミングベルト３６は、ＲＭＷ駆動装置（レンジモジュレーション回転体駆動装置）７０を構成する。

ＲＭＷ保持部材１９付近の構成を、図５を用いて詳細に説明する。保持部１９Ｂの保持部１９Ａ側の面に押え用板バネ３４が設けられる。回転軸３５の１つの先端部が保持部
１９Ｂの上方に突出している。保持部１９Ａ側には押し付け部材３０が配置され、押し付け部材３０の保持部１９Ｂ側の面に押え用板バネ３３が設けられる。回転軸３５と軸心が一致する補助回転軸３１が、押し付け部材３０に回転可能に取り付けられ、保持部１９Ａを貫通している。ビーム軸ｍの方向に延びる２本の移動軸３２Ａ，３２Ｂが保持部１９Ａを貫通して押し付け部材３０に取り付けられる。移動軸３２Ａ，３２Ｂは、駆動用の圧縮空気が供給されるシリンダ及びシリンダ内に配置されたピストンを有する移動軸操作装置（図示せず）によって、ビーム軸ｍの方向に移動される。移動軸３２Ａ，３２Ｂはそのピストンに連結される。移動軸操作装置は、ケーシング１６内に設置される。移動軸操作装置，移動軸３２Ａ，３２Ｂ及び押し付け部材３０は、ＲＭＷ押し付け装置(押し付け装置)７１を構成している。

ＲＭＷ装置２０の照射野形成装置１３のケーシング１６内への設置方法を、図５，図６を用いて説明する。ＲＭＷ装置２０は筺体２７を有するので、図７に示すように、保管棚４９内に整理良く並べて保管することができる。このため、より多くのＲＭＷ装置２０を保管棚４９に保管することができる。治療する患者に対するイオンビームの照射条件にマッチングしたＲＭＷ装置２０は、保管棚４９より取り出して、ケーシング１６の側壁に設けられた開閉可能な開口（図示せず）からケーシング１６内に挿入される。このとき、
ＲＭＷ保持部材１９内の押し付け部材３０が、移動軸３２Ａ，３２Ｂによって持ち上げられ、図５に示すように、保持部１９Ａに接近した位置に位置する。ＲＭＷ装置２０は、押し付け部材３０と保持部１９Ｂとの間に挿入される。このＲＭＷ装置２０の挿入はハンドル２８Ａ，２８Ｂを持った放射線技師（または作業員）によって行われる。挿入された
ＲＭＷ装置２０は、図９に示すように、ＲＭＷ保持部材１９に着脱自在に固定される。回転軸２２の軸心が回転軸３５の軸心と一致し、回転軸３５の先端部が回転軸２２と接触する。

次に、移動軸操作装置のシリンダに圧縮空気が供給され、移動軸３２Ａ，３２Ｂが下方に移動する。これにより、押し付け部材３０が下降し、押え用板バネ３３が筺体２７の筺体部材５３と接触する。更に、移動軸３２Ａ，３２Ｂが下方に移動すると、押え用板バネ３３，３４が圧縮され、筺体２７が押し付け部材３０と保持部１９Ｂとの間に、具体的には押え用板バネ３３と押え用板バネ３４との間に動かないように保持される。この状態で、回転軸２２が回転軸３５と補助回転軸３１に挟まれており、回転軸３５及び補助回転軸３１の先端部が回転軸２２と嵌合している。回転軸２２，回転軸３５及び補助回転軸３１の回転軸は一致している。回転軸３５及び補助回転軸３１の先端部が回転軸２２と嵌合した状態で、移動軸３２Ａ，３２Ｂの下方への移動は停止される。しかしながら、補助回転軸３１は、移動軸操作装置に供給される圧縮空気によって回転軸２２への押し付け力を受ける。この状態で、回転軸２２は回転軸３５及び補助回転軸３１によって支持されている。以上の操作により、ＲＭＷ装置２０がケーシング１６内に設置される。ＲＭＷ装置２０がケーシング１６内に設置された後、放射線技師は、回転軸２２が回転軸３５及び補助回転軸３１と嵌合していることを確認して前述の開閉扉を閉じる。開閉扉は、ＲＭＷ装置
２０をＲＭＷ保持部材１９内に挿入した段階で閉じてもよい。その開閉扉の開閉は、放射線技師による遠隔操作で行われる。

説明が前後するが、粒子線治療装置１で治療受ける患者１５に対して、事前にＸ線ＣＴにより患部Ｋを含む断層像情報を得ておく。この断層像情報に基づいて治療計画が行われ、その患者１５に対する、患部Ｋの位置，照射野サイズ，イオンビームの入射方向，入射エネルギー及び飛程、及びブラッグピーク幅（ＳＯＢＰ幅）等が特定される。治療計画で得られたこれらの情報（治療計画情報という）を用いて、照射野形成装置１３内の各要素の設定が行われる。上記したケーシング１６内へのＲＭＷ装置２０の設置も、放射線技師が治療計画情報に基づいて保管棚４９から該当する患者１５に対応するＲＭＷ装置２０を取り出すことにより行われる。すなわち、ＲＭＷ装置２０の選択は、治療計画情報のうち入射エネルギー及びＳＯＢＰ幅に基づいて行われる。ＳＯＢＰ幅については後で詳細に説明する。第１散乱体１７は治療計画情報のうち照射野サイズ及び入射エネルギーに基づいて選択されて設置される。第１散乱体１７は、第２散乱体５０と同様に回転テーブル上に設置して回転テーブルを回転させることによって該当する第１散乱体をビーム軸ｍ上に位置させてもよい。治療計画情報のうち照射野サイズ及び入射エネルギーに基づいて選択された第２散乱体５０は、モーター４３の駆動によって回転テーブル４１が回転され、ビーム軸ｍ上に位置される。治療計画情報のうち飛程に基づいて選択された吸収体５１が、該当する吸収体操作装置４６によりビーム軸ｍ上に移動され、ビーム軸ｍ上に配置される。ボーラス４７及びコリメータ４８は、患者１５に対応して選定されてケーシング１６に取り付けられる。

前述したようにシンクロトロン４から出射されたイオンビームは、照射野形成装置１３内でビーム軸ｍ上に位置している第１散乱体１７，ＲＭＷ装置２０，第２散乱体５０，吸収体５１，ボーラス４７及びコリメータ４８を通って患者１５の患部Ｋに照射される。

イオンビームが照射されている間、ＲＭＷ装置２０のＲＭＷ２１は回転している。RMW２１の回転は次のように行われる。モーター３８の回転力が、タイミングベルト３６を介して回転軸３５に伝えられる。回転軸３５に嵌合している回転軸２２は回転軸３５と共に矢印Ｂ（図３）の方向に回転する。回転軸２２と接触している補助回転軸３１も一緒に回転する。このとき、ＲＭＷ２１が矢印Ｂの方向に回転するが、イオンビームは、ＲＭＷ装置２０において、筺体２７の外側に位置する、ビーム軸ｍと一致するＡ点（図３）を常に通過する。ビーム軸ｍの位置では、ＲＭＷ２１の開口２６、ある翼２４の、開口２６側から翼頂部２４Ａに向かって位置する各平面領域２５、その翼２４の翼頂部２４Ａから次の開口２６に向かって位置する各平面領域２５、及び次の開口２６が、順次、通過する。他の２つの翼２４においても同様に各平面領域２５が通過する。このため、イオンビームは、開口２６、更に、翼２４において、肉厚が最も薄い部分（ＲＭＷ２１の底面を基準にして最も低い位置に存在する平面領域２５の部分）から肉厚の最も厚い部分（翼頂部２４Ａの部分）までの、厚みが異なる複数の平面領域部分（翼頂部２４Ａに向かって平面領域部分の厚みが順次増加）、及び翼頂部２４Ａの部分から次の開口２６に向かって位置する、厚みが異なる複数の平面領域部分（次の開口２６に向かって平面領域部分の厚みが順次減少）を、順次通過する。これは、他の２つの翼２４においても同様である。

このように、イオンビームは厚みの異なる多数の平面領域部分を通過するため、ＲＭＷ装置２０を通過したイオンビームは複数のエネルギーを有する。エネルギーが異なるそれぞれのイオンビームは、患部Ｋ内で到達する位置が異なる。エネルギーが大きいイオンビームほど患部Ｋ内で深い位置に到達する。このため、患部Ｋの深さ方向において、図８に示すように、線量分布が均一化される。この線量分布が均一化された部分がＳＯＢＰ幅である。

本実施例において、ＲＭＷ装置２０の誤装着を防止するため、筺体２７に設けた識別子２９をモニタする。このモニタは、ＲＭＷ装置２０をケーシング１６内に挿入するときに開ける、ケーシング１６に設けられた開閉扉（前述）に設置されたバーコードリーダ（図示せず）を用いて行われる。すなわち、開閉扉が閉じたときに、バーコードリーダが識別子２９に付与されたバーコードを読み取る。バーコードリーダが読み取ったバーコード情報は、コンピュータ（図示せず）に伝えられる。コンピュータ（誤装着判定装置）は治療を受ける患者１５に対応した所定のＲＭＷ装置２０であるかをバーコード情報と治療計画情報に基づいて判断し、その判断結果の情報を表示装置（図示せず）に表示する。表示装置に装着したＲＭＷ装置２０が「誤装着」であると表示された場合には、放射線技師は、開閉扉を開けて誤装着されているＲＭＷ装置２０をケーシング１６から取り出し、正しいＲＭＷ装置２０をケーシング１６内に装着する。正しいＲＭＷ装置２０が装着された状態で、粒子線治療装置１の運転が開始される。この状態で、荷電粒子ビーム発生装置２から出射されたイオンビームが照射野形成装置１３より治療台１４上の患者１５の患部Ｋに照射される。

上記したＲＭＷ装置２０の誤装着を監視する方法では、開閉扉を閉じた後でないとその誤装着を確認できないが、ケーシング１６の、開閉扉が取り付けられた側壁と直交する他の側壁にバーコードリーダを取り付け、その側壁に対向する識別子２９の面にバーコードを付してもよい。この場合には、押し付け部材３０でＲＭＷ装置２０を押し付ける前で
ＲＭＷ装置２０をＲＭＷ保持部材１９内挿入したときに、識別子２９のバーコードをバーコードリーダで読み取ることができる。このため、ＲＭＷ装置２０の誤装着を開閉扉を閉める前に知ることができる。したがって、前述した開閉扉にバーコードリーダを取り付けた場合において、誤装着のＲＭＷ装置２０を取り出すために必要な、押し付け部材３０による押し付け操作及びその押し付けを解除する操作、及び開閉扉の開閉操作を行う必要がない。

ＲＭＷ装置２０の誤装着の確認は、放射線技師が確認できる識別情報を付した識別子を放射線技師が見ることによって行ってもよい。また、バーコード以外に、識別子の背面を電気的に短絡するように構成し、ｂｉｔパターンで識別子の番号を電気的に検出するように構成してもよい。また、識別子を複数のリミットスイッチで構成し、これらのリミットスイッチを押すリミットスイッチドックをケーシングに設けてもよい。

本実施例は、ＲＭＷ２１を筺体２７に取り付けているため、筺体２７をケーシング１６またはケーシング１６に設けられた保持部材（例えばＲＭＷ保持部材１９）に接触させることにより、ＲＭＷ装置２０の回転中心（回転軸２２）への位置決めを簡単に行うことができる。このため、ＲＭＷ２１の回転軸２２の軸心を駆動側の回転軸３５の軸心に簡単にかつ短時間に合わせることができる。駆動側の回転軸に合わせたＲＭＷ２１の装着が短時間にできる。これは、患者１５に合わせた、照射野形成装置１３内の各構成要素（第１散乱体１７，ＲＭＷ２１及び第２散乱体５０等）の設定に要する時間が短縮され、患者１人当りの治療時間を短縮することにつながる。この治療時間は、それらの構成要素の設定から患者１５に対するイオンビームの照射完了までの治療に要する時間である。ＲＭＷ装置２０を有する粒子線治療装置１における治療時間の短縮は、治療人数を増大させる。

ＲＭＷ装置２０は、筺体２７を有するため、筺体２７を保管棚４９内に直接置くことができる。このため、ＲＭＷ装置２０は倒れず整理された状態で保管することができ（図７参照）、保管スペースにより多くのＲＭＷ装置２０を保管できる。保管するＲＭＷ装置
２０の個数が決まっている場合には、その保管スペースを低減できる。また、ＲＭＷ２１が筺体２７内に設置されて保護されているため、ＲＭＷ２１をケーシング１６内に挿入する際におけるＲＭＷ２１の取り扱い時（保管棚４９からの搬送時も含む）、及びそれをケーシングから取り外す際におけるＲＭＷ２１の取り扱い時(保管棚４９への搬送時も含む)において、ＲＭＷ２１、特に翼２４の破損の危険性を低減できる。また、本実施例は、
ＲＭＷ押し付け装置７１の操作により、ＲＭＷ装置２０を簡単にケーシング１６内に固定でき、ＲＭＷ駆動装置７０の回転軸３５をＲＭＷ２１の回転軸２２に嵌合できる。ＲＭＷ装置２０をケーシング１６から取り出しも、ＲＭＷ押し付け装置を逆方向に操作することによって簡単にできる。ＲＭＷ装置２０をケーシング１６内に挿入するとき、逆にＲＭＷ装置２０をケーシング１６から取り出すとき、放射線技師はＲＭＷ装置２０のハンドル
２８Ａ，２８Ｂを持つため、ＲＭＷ２１を直接触ることがない。このため、ＲＭＷ装置
２０を扱う放射線技師の被ばく線量を低減できる。さらに、ＲＭＷ装置２０は、回転しない筺体２７に識別子２９を設置しているので、識別子２９に付された、ＲＭＷ装置２０の識別情報を簡単に読み取ることができ、ＲＭＷ装置２０の誤挿入（または誤装着）を容易に判定できる。

本発明の他の実施例である粒子線治療装置を以下に説明する。本実施例の粒子線治療装置は、実施例１の粒子線治療装置１とＲＭＷ装置の構成が異なっているだけである。すなわち、本実施例の粒子線治療装置は、ＲＭＷ装置を除いて粒子線治療装置１と同じ構成を有する。本実施例に用いられるＲＭＷ装置２０Ａは、図９に示すように、ＲＭＷ装置２０の連結部材５５等に相当する平板上の連結部材６４を有し、連結部材６０で一対の筺体部材６４を連結する構成を有する。一対の筺体部材６４が対向して配置され、これらの筺体部材６４の間にＲＭＷ２１が配置される。ＲＭＷ２１の回転軸２２の両端部は一対の筺体部材６４に回転可能に取り付けられる。一対の筺体部材６４にはそれぞれハンドル２８が取り付けられる。一対の筺体部材６４は連結部材６０に直角になるように取り付けられている。筺体２７Ａは連結部材６０及び一対の筺体部材６４を備える。

ＲＭＷ装置２０Ａは、図５において、右から左に向かってＲＭＷ保持部材１９の保持部１９Ａと保持部１９Ｂとの間に挿入される。このとき、押し付け部材３０は図５に示す位置にある。本実施例では、実施例１と違って、開閉扉が図５において右側に位置する、ケーシング１６の側壁に設けられる。本実施例では、この開閉扉を開けてＲＭＷ装置２０Ａがケーシング１６内に挿入される。保持部１９Ａと保持部１９Ｂとの間に挿入されたRMW装置２０Ａの連結部材６０がＲＭＷ保持部材１９の縦に伸びる垂直部１９Ｃ（図５，図９参照）に当ったとき、ＲＭＷ装置２０Ａの押し込みを停止する。その後、ＲＭＷ装置20Ａを水平方向で矢印６５の方向に動かし、連結部材６０の一端をＲＭＷ挿入溝６２内に挿入する。ＲＭＷ挿入溝６２は、垂直部１９Ｃに取り付けられる押え部材６１と垂直部１９Ｃとの間に形成される。押え部材６１及びＲＭＷ挿入溝６２は、垂直方向に伸びている。
ＲＭＷ挿入溝６２内に挿入された連結部材６０の一端が押え部材６２に当ったとき、ケーシング１６の側壁（図９には図示せず）及び垂直部１９Ｃ内に設けられたストッパ６３が押し出される。ストッパ６３は連結部材６０の反対側の端面に接触し、連結部材６０が
ＲＭＷ挿入溝６２から抜けるのを防止する。このようにして、ＲＭＷ装置２０Ａは、RMW保持部材１９に係合される。その後、実施例１と同様に押し付け部材３０が下降してRMW装置２０Ａを押える。本実施例も、実施例１で生じるのと同様な効果を得ることができる。

本発明の第１実施例の粒子線治療装置に備えられる照射野形成装置の詳細構成を表す縦断面図である。本発明の第１実施例の粒子線治療装置の全体概略構成を表す図である。図１におけるＲＭＷ装置の斜視図である。図３におけるＲＭＷの斜視図である。図１のＲＭＷ保持部材付近の詳細構造を示し、ＲＭＷ装置がＲＭＷ保持部材内に挿入されたときの状態を示す説明図である。図１のＲＭＷ保持部材付近の詳細構造を示し、ＲＭＷ装置がＲＭＷ保持部材内に装着された状態を示す説明図である。ＲＭＷ装置を保管棚に保管している状態を示す説明図である。ＲＭＷ装置によってもたらされるＳＯＢＰ幅を示す説明図である。ＲＭＷ装置の他の実施例の側面図を示し、（Ａ）はＲＭＷ装置をＲＭＷ保持部材に装着前の状態を示す説明図、（Ｂ）はＲＭＷ装置をＲＭＷ保持部材に装着した後の状態を示す説明図である。

符号の説明

１…粒子線治療装置、２…荷電粒子ビーム発生装置、４…シンクロトロン、１３…照射野形成装置、１６…ケーシング、１７…第１散乱体、１９…ＲＭＷ保持部材、２０，20Ａ…ＲＭＷ装置、２１…ＲＭＷ、２２，３５…回転軸、２３…円筒部材、２４…翼、２６…開口、２７，２７Ａ…筺体、３１…補助回転軸、４０…第２散乱体装置、４５…飛程調整装置、４６…吸収体操作装置、５０…第２散乱体、５１…吸収体、７０…ＲＭＷ駆動装置、７１…ＲＭＷ押し付け装置。

Claims

荷電粒子ビームを発生する荷電粒子ビーム発生装置と、荷電粒子ビーム発生装置から出射された荷電粒子ビームが通過するレンジモジュレーション回転装置を有する荷電粒子ビーム照射装置とを備え、
前記レンジモジュレーション回転装置は、筺体、及び前記筺体内に配置されて前記筺体に回転可能に取り付けられ、前記荷電粒子ビームが通過するレンジモジュレーション回転体を有することを特徴とする粒子線治療装置。
前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記レンジモジュレーション回転装置の出し入れが可能で、前記レンジモジュレーション回転装置を保持する保持部材を有する請求項１記載の粒子線治療装置。
前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記レンジモジュレーション回転体の第１回転軸と接触する第２回転軸を有するレンジモジュレーション回転体駆動装置を有する請求項１または請求項２記載の粒子線治療装置。
前記荷電粒子ビーム照射装置は、前記レンジモジュレーション回転装置を前記保持部材に着脱可能に押し付ける押し付け装置を有する請求項２記載の粒子線治療装置。
前記レンジモジュレーション回転装置を識別する識別情報が付与された識別装置を、前記筺体に設置しており、更に、前記識別情報を入力して前記レンジモジュレーション回転装置の誤装着を判定する誤装着判定装置を備えた請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の粒子線治療装置。
前記レンジモジュレーション回転体は前記荷電粒子の進行方向における厚みが階段状に異なる翼部を有する請求項１記載の粒子線治療装置。
前記レンジモジュレーション回転体は、複数の前記翼部を有し、周方向に隣接する前記翼部間に開口部を有する請求項６記載の粒子線治療装置。
筺体と、前記筺体内に配置されて前記筺体に回転可能に取り付けられ、前記荷電粒子ビームが通過するレンジモジュレーション回転体とを備え、
前記レンジモジュレーション回転体は前記荷電粒子の進行方向における厚みが階段状に異なる翼部を有することを特徴とするレンジモジュレーション回転装置。
前記筺体は識別装置を設置している請求項８記載のレンジモジュレーション回転装置。
筺体、及び前記筺体内に配置されて前記筺体に回転可能に取り付けられてレンジモジュレーション回転体を有するレンジモジュレーション回転装置を、荷電粒子ビーム照射装置に設けられた保持部材内に挿入し、前記筺体を押し付け部材によって保持部材に向かって押し付けることを特徴とするレンジモジュレーション回転装置の取り付け方法。
前記筺体に付した識別情報に基づいて誤装着判定装置がレンジモジュレーション回転装置の誤装着を判定する請求項１０記載のレンジモジュレーション回転装置の取り付け方法。