JP2007089928A - 放射線治療用患者保持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下降時に頭部保持装置が患者の頭部に衝突する可能性をなくし、放射線治療用患者保持装置の安全性を向上させる。
【解決手段】患者保持装置２２は、座部５，背もたれ７及び頭部保持装置８を備える。Ｚ軸昇降機構１５、及びハンドル２７を有する移動装置が設けられる。Ｚ軸昇降機構１５は座部５を上下方向に移動させ、移動装置は頭部保持装置８を上下方向に移動させる。頭部保持装置を支持するガスバネが背もたれ６内に設置される。頭部保持装置８の重量に起因してガスバネに生成される反力の作用により、ハンドル２７に掛かる負荷を軽減することができるため、頭部保持装置８を上下動させる際にハンドル２７の回転操作を小さな力で行うことができる。従って、座部５に患者が座っているときに頭部保持装置８の下降時の速度を容易に調節でき、頭部保持装置８の頭部への衝突の危険性をなくすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、放射線治療用患者保持装置に係り、特に、陽子線治療装置による眼の治療を行う際に用いるのに好適的な放射線治療用患者保持装置に関する。

腫瘍に陽子線等のイオンビームを照射して治療する粒子線治療装置は、他の放射線治療装置と比較して健康な細胞への害が少ない治療方法として注目されている。

眼球にできた腫瘍（患部）を治療する場合、治療対象となる腫瘍は小さく、患部はおよそ幅数mm程度である。粒子線治療装置は、患部の３次元形状にあわせてビーム照射域を形成し、そのビーム照射域を患部位置と一致させて事前の治療計画で決められた線量になるように、患部にイオンビームを照射する。眼の治療を受ける患者は、椅子型の放射線治療用患者保持装置に座り頭部を放射線治療用患者保持装置に固定した状態でイオンビームの照射を受ける。アイソセンタと呼ばれる照射目標位置と患部の位置決めは、Ｘ線撮影装置を用いて撮影した画像と事前に撮影したＸ線ＣＴで得られた画像を比較することによって行われる。

頭部を固定する椅子型の放射線治療用患者保持装置としては、特許文献１に記載された構造が知られている。この放射線治療用患者保持装置は、座部、背もたれ、及び背もたれに設けられた脳定位置固定リングを備えている。この放射線治療用患者保持装置は、電子線直線加速照射装置からの電子線を患部に照射する際に用いられる。座部は、高さ方向、Ｘ方向及びＹ方向に移動可能になっている。背もたれは座部に上下動できるように取り付けられている。座部も、背もたれの上下動とは別に単独で上下動できる。脳定位置固定リングの高さ方向の位置は、背もたれを上下動することによって、座部に座った患者の頭の位置に合わせることができる。患部の位置を電子線の照射位置に位置決めするときには、座部を高さ方向に移動させる。

特開平５−１１１５４０号公報

特許文献１に記載された放射線治療用患者保持装置は、脳定位置固定リングによって頭部を固定している。しかしながら、眼の患部をイオンビームのビーム軸に合せようとすると脳定位置固定リングだけでは精度良く位置合せすることが困難である。このため、頭部の左右の位置合せ、及び頭部の前後の傾き調整が必要になり、これらを実現できる機構を、放射線治療用患者保持装置の、頭部を保持する装置に設置する必要がある。そのような機構の設置は、頭部保持装置の重量を増大させることになり、頭部保持装置の移動時における患者への安全性を向上させなければならない。

本発明の目的は、安全性を向上できる放射線治療用患者保持装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴は、上下方向に移動可能に背もたれ部材に設けられた頭部保持装置上下方向における位置を調節する手動の第２駆動装置と、背もたれ部材に設けられ、頭部保持装置に取り付けられたガスバネとを備えたことにある。

ガスバネを頭部保持装置に取り付けることによって、ガスバネに生成される反力の作用により、手動の第２駆動装置に掛かる負荷を軽減することができるため、頭部保持装置８の下降時の速度を容易に調節できる。このため、頭部保持装置が座部に座っている患者の頭部に衝突する可能性をなくすることができ、安全性を著しく向上することができる。

頭部保持装置の下降時に頭部保持装置が患者の頭部に衝突する可能性をなくすることができ、放射線治療用患者保持装置の安全性を向上させることができる。

本発明の好適な一実施例である放射線治療用患者保持装置（以下、単に、患者保持装置という）を、第１図を用いて説明する。

患者保持装置２２は、患者が座る座部５，座部５の前端部にはフットレスト６，座部５の後端部に取り付けられた背もたれ７、及び背もたれ７に取り付けられた頭部保持装置８を備える。座部５の両脇にはそれぞれ肘当て４２が設けられる。患者保持装置２２は、床から座部５に向かって、Ｙ軸駆動機構１３，Ｘ軸駆動機構１４及びＺ軸昇降機構１５を備える。レール３４が、陽子線治療装置の照射ノズル３から出射されるイオンビーム１の進行方向と平行に床面上に設置される。移動体３５がレール３４上に設けられる。移動体
３５は、移動体３５に設けられたＹ軸駆動機構１３によって、イオンビーム１の進行方向に沿って移動される。レール３６が、イオンビーム１の進行方向と直交する方向において移動体３５上に設けられる。レール３６上に移動可能に設置される移動体３８は、Ｘ軸駆動機構１４によって患者保持装置２２をレール３６に沿って移動される。移動体３８上に設置されるＺ軸昇降機構１５は、座部５を上下方向に移動させる。

頭部保持装置８は、固定具取付け板９，中間保持部材４１及び保持部本体４０を有する。保持部本体４０は、垂直部４０Ａ、及び垂直部４０Ａの上端部からイオンビーム１の進行方向に延びる水平部４０Ｂを有している。中間保持部材４１は垂直部４０Ａよりも照射ノズル３側で水平部４０Ｂよりも下方に配置される。中間保持部材４１は、図２に示すように、イオンビーム１の進行方向に延びる水平部４１Ａが頂部に形成され、水平部４１Ａの両脇に水平部４１Ａから下方に伸びる一対の支持部４１Ｂが設けられる。中間保持部材４１は、水平部４１Ａよりも下方で一対の支持部４１Ｂの間には、患者の頭１６が挿入できるように、空間が形成される。水平部４１Ａは、垂直方向に延びる回転軸１１（図１）によって保持部本体４０の水平部４０Ｂに回転可能に取り付けられる。固定具取付け板９は、水平部４１Ａよりも下方で一対の支持部４１Ｂの間に配置される。固定具取付け板９は、イオンビーム１の進行方向と直交する方向に延びる水平部９Ａ、及び水平部９Ａ両側からその下方に延びる一対の垂直部９Ｂを有する。各垂直部９Ｂの下端部は、それぞれ、水平方向に延びる一対の回転軸１０によって、各支持部４１Ｂに取り付けられている。固定具取付け板９は、それらの回転軸に１０によって、前後に傾けることができ、中間保持部材４１に保持される。固定具取付け板９は、下端部を除いて、座部５に座った患者の頭１６の周囲を取り囲むように構成される。固定具取付け板９には、頭部固定具１７を取り付ける複数のネジ孔（図示せず）が設けられている。

一対の支持ロッド２４が頭部保持装置８の保持部本体４０の下端部に取り付けられる。これらの支持ロッド２４は、背もたれ７の内部空間４４に挿入され、内部空間４４に配置された昇降板２５に取り付けられる。頭部保持装置８を上下動させる移動装置４３は、台形ネジ２６，タイミングベルト３０，回転軸２９及びハンドル２７を有する。台形ネジ
２６，タイミングベルト３０及び回転軸２９は、内部空間４４内に配置される。ハンドル
２７は、背もたれ７の外側に位置し、背もたれ７を水平方向に貫通する回転軸４６の一端部に設置される。かさ歯車２８が、回転軸４６の内部空間４４に位置する他端部に設けられる。回転軸２９は、垂直方向に延びて回転可能に背もたれ７に取り付けられる。回転軸２９の上端部に設置されたかさ歯車は、回転軸４６に設けられたかさ歯車２８と噛み合っている。プーリー３０が回転軸２９の下端部に取り付けられる。台形ネジ２６は、昇降板２５に設けられたナット（図示せず）と噛み合っており、下端部にプーリー４４を設置している。台形ネジ２９の両端部は、背もたれ７の内部に設置された少なくとも２つの支持部材（図示せず）にそれぞれ回転可能に取り付けられる。タイミングベルト３０がプーリー３０とプーリー４４に取り付けられている。

一対のガスバネ３１が内部空間４４内に配置される。ガスバネ３１は、図示されていないが、シリンダ、ピストン及びロッドを備える。直径の小さな貫通穴が形成されたピストンは細長く延びたシリンダ内に配置される。ロッドが、シリンダの一端からシリンダ内に挿入され、ピストンに取り付けられる。ピストンによってシリンダ内の空間がｉ室及びii室に分離されている。ｉ室及とii室は、ピストンに形成された貫通孔によって連絡されている。高圧の不活性ガス（例えば、窒素）がｉ室及とii室内に充填されている。ii室はｉ室よりも上方に位置する。シリンダ内に挿入されるロッドは、ii室内を通ってピストンに達している。シリンダの他端に第１取付け部が設けられる。第２取付け部が、ロッドの、シリンダの外側に位置する、ロッドの端部に設けられている。それぞれのガスバネ３１の第１取付け部は、内部空間４４内に配置されて背もたれ７に設置された支持部材４８に取り付けられる。それぞれのガスバネ３１の第２取付け部は、昇降板２５の下面に取り付けられる。

目盛りを付したスケール３２が、図４に示すように、背もたれ７の上端面に設置され、上方に延びている。スケール３２は、頭部保持装置８の保持部本体４０の一側面に設けられた、上方に向かって延びる細長い溝内に挿入されている。矢印部材（矢印が刻印された板）３３がその溝の側で保持部本体４０の一側面に設けられている。矢印部材３３の矢印の先は、スケール３２の方を向いている。矢印部材３３は、眼の高さに位置している。

治療室２０内における患者保持装置２２等の配置について、図５を用いて説明する。患者保持装置１９は、治療室２０内に配置される照射ノズル３に向かい合っている。Ｘ線撮影装置４は、Ｘ線の放出方向がイオンビーム１の進行方向と直交するように、配置される。また、ペンダント（コントローラ）１８が治療室２０内に設けられる。治療室２０の隣のイメージング室２１内には、Ｘ線画像表示装置２３及びコントローラ１９が配置される。Ｘ線画像表示装置２３は、Ｘ線撮影装置４により撮影された画像が表示される。

患者の目にある癌の治療は以下の手順により行われる。

医者（又は放射線技師）は、座部５に座った患者の頭に頭部保持装置８が当らない位置まで、手動のハンドル２７をある方向に回して頭部保持装置８を上方に移動させる。頭部保持装置８の移動について具体的に説明する。ハンドル２７の回転は、回転軸４６，回転軸２９，プーリー４５，タイミングベルト３０及びプーリー４４を順次回転させる。プーリー４４の回転によって、台形ネジ２６が回転する。ナット（図示せず）によって台形ネジ２６と噛み合う昇降装置２５は、上昇し、支持ロッド２４を押し上げる。このため、頭部保持装置８が上方に移動する。

頭部保持装置８の重量は、固定具取付け板９及び中間保持部材４１を有するため、保持部本体４０と併せて約４０kgになる。医者によるハンドル２７の操作によってそのように重い頭部保持装置８を円滑に上昇させるために、一対のガスバネ３１が設けられている。頭部保持装置８の移動時にガスバネ３１のピストンが受ける頭部保持装置８の重量に対する反力が、ｉ室内の不活性ガスに発生する。各ガスバネ３１は、この不活性ガスの反力をバネとして使用し、頭部保持装置８の重量を２０〜３０kg程度軽減する。このため、ハンドル２７の回転操作時に、医者はハンドル２７に大きな力を加える必要がなくなり、軽快なハンドル２７操作が可能になる。ガスバネ３１内のピストンがゆっくり移動するときには、ピストンに設けられたオリフィスを通してのii室からｉ室（またはｉ室からii室）への不活性ガスの移動が可能になり、そのピストンの移動は阻害されない。ピストンに急激に移動させる力が作用したときには、瞬時にそのオリフィスを通しての不活性ガスの移動が不可能なため、ピストンの移動は阻止される。頭部保持装置８が所定位置まで上昇したとき、ハンドル２７の操作を止める。台形ネジ２６は、セルフロック機能（ナットとの摩擦力により落下しないという保持機能）を有するため、回転を止めても下方に落下しない。このため、頭部保持装置８は所定位置に保持される。

頭部保持装置８が所定位置まで上昇したとき、患者を座部５に座らせる。その際、患者が座部５に座りやすいように、医者はペンダント１８を操作してＺ軸昇降機構１５を駆動させて座部５の高さを調節する。医者はハンドル２７を前とは逆の方向に回転させる。これにより、台形ネジ２６が逆方向に回転し、昇降板２５が下降する。頭部保持装置８も下降する。患者の頭部１６が、中間保持部材４１の水平部４１よりも下方の空間内に挿入される。固定具取付け板９の一対の垂直部９Ｂが頭部１６の両側面の近くを下降する。頭部固定具１７のフェイスマスクが患者の顔を覆った状態で固定具取付け板９に取り付けられる位置になったとき、ハンドル２７の回転を停止する。これにより、頭部保持装置８の下降が停止される。回転を停止したハンドル２７は、ロック機構（図示せず）によって動かないように固定させる。ハンドル２７を回転させる場合には、そのロック機構を解除する。

患者保持装置２２の粗い位置決めは、医者がペンダント１８を操作することによって行われる。イオンビーム１を照射して治療する眼（例えば、右目）の患部がイオンビーム１の進行方向とほぼマッチングするように、ペンダント１８の操作によって座部５を上昇させる。座部５からの患部位置までの高さについては、矢印部材３３の矢印がさしているスケール３２の目盛りを読み取ることで頭部保持装置８の現在位置を確認することができる。目視（または位置検出器による電気的信号の取り込み）によって高さ方向（Ｚ軸方向）における座部５からの患部位置情報を入手する。この患部位置情報を基にし、Ｚ軸昇降機構１５によって座部５を上昇させるＺ軸方向での目標位置が決定できる。治療室２０内にいる医者は、ペンダント１８を操作してＺ軸昇降機構１５を動かし、座部５を上昇させて眼の患部をアイソセンタ２に近づける。患部がアイソセンタ２にマッチングしたとき、座部５の上昇を停止する。また、ペンダント１８の操作により、Ｘ軸駆動機構１４を駆動して座部５をイオンビーム１の進行方向と直交する方向に移動させ、患部をアイソセンタ２に一致するように位置合せを行う。

治療計画情報に基づき、イオンビームを照射するために適切な患者の首の傾斜角度及び首の回転角度となるように、医者が、頭部１６を左右に回転させ、更には頭部１６を前
（または後）に傾斜させ、イオンビームを照射するために適切な患者の首の回転角度及び首の傾斜角度となるように調節する。この調節は、頭部保持装置８に設けられた中間保持部材４１を、回転軸１１を中心にして左右に回転させ、及び中間保持部材４１に設けられた固定具取付け板９を、一対の回転軸１０を中心にして前（または後）に傾斜させることによって、行うことができる。頭部１６の前後の傾き角、及び頭部１６の左右の回転角度の調節が終了したとき、回転軸１０，１１がそれぞれべつ別のロック機構により動かないように固定される。その調節の後、顔を覆うように頭部固定具１７を位置させてその固定具１７をネジによって固定具取付け板９に取り付ける。これによって、頭部１６は頭部保持装置８に固定される。

その後、医者は、イメージング室２１内に入り、操作器を操作してＸ線撮影装置４からＸ線を頭部１６に照射する。頭部１６を透過したＸ線はＸ線撮影装置４とは反対側に配置した放射線検出器（図示せず）によって検出される。放射線検出器からの出力信号に基づいて頭部１６のＸ線撮影画像を作成する。この作成された画像は、Ｘ線画像表示装置２３に表示される。その画像と基準画像（事前にＸ線ＣＴ等で撮影）を用いて公知の方法にて患部とイオンビーム１のビーム軸との偏差量を算出する。コントローラ１９を用いて、その偏差量に基づいて、Ｙ軸駆動機構１３，Ｘ軸駆動機構１４及びＺ軸昇降機構１５のうちの必要な駆動機構を駆動し、患部がアイソセンタ２の位置に来るように微調整を行う。

患部のアイソセンタ２への位置決めが終了した後、陽子線治療装置の照射ノズル３からイオンビーム１を眼の患部に照射する。陽子線治療装置は、例えば、前段加速器，シンクロトロン，ビーム輸送装置，照射ノズル３を備える。前段加速器で加速されたイオンビームは、シンクロトロンにて所定のエネルギーまで更に加速される。シンクロトロンから出射されたイオンビームは、ビーム輸送装置を通って照射ノズル３から患部に照射される。

本実施例は、医者が頭部保持装置８の位置を見ながら、手動のハンドル２７を回転させて頭部保持装置８を上下動させるため、頭部保持装置８が座部５に座っている患者の頭部に衝突させる危険性を防止できる。この危険性の防止は、移動時に頭部保持装置８の重量を受けるガスバネ３１の設置も大いに貢献している。すなわち、頭部保持装置８の重量に起因してガスバネ３１に生成される反力の作用により、ハンドル２７に掛かる負荷を軽減することができるため、頭部保持装置８を上下動させる際にハンドル２７の回転操作を小さな力で行うことができる。したがって、座部５に患者が座っているときに頭部保持装置８の下降時の速度を容易に調節でき、頭部保持装置８の頭部への衝突を未然に防止できる。ガスバネ３１を設置しない場合には、ハンドル２７に掛かる負荷が大きいため、必要以上にハンドル２７に大きな力を加えて下降時における頭部保持装置８の速度が増大する可能性がある。このため、下降する頭部保持装置８が頭部１６の頂部に衝突する危険性がある。本実施例は、このような危険性を防止できる。また、ガスバネ３１は、オリフィスを形成したピストンを内蔵するため、ピストンの早い移動を抑制する機能を有する。このようなガスバネ３１の機能により、下降時での頭部保持装置８の速度の著しい増加を抑制することができる。これも、下降する頭部保持装置８が頭部１６の頂部に衝突する危険性を防止する要因となる。

ガスバネ３１が背もたれ７内に設置されるため、患者保持装置２２をコンパクトにすることができる。また、スケール３２を設置しているため、頭部保持装置８のＺ軸方向における位置を確認することができ、Ｚ軸昇降機構１５によって座部５を上昇させるＺ軸方向での目標位置の決定が容易に行える。

本実施例は、左右に回転する中間保持部材４１、及び前後に傾けることができる固定具取付け板９を設けているため、頭部１６を左右に回転させることができ、それを前後に傾けることができる。これは、眼の患部をアイソセンタ２に位置合せする精度を向上させることができる。中間保持部材４１及び固定具取付け板９を保持部本体４０とは別に設けた本実施例は、頭部保持装置８の重量が前述したように増大する。しかしながら、ガスバネ３１の設置により、そのような重量増加があっても、ハンドル２７の回転操作が容易に行える。

また、本実施例は、座部５の高さを調節するＺ軸昇降機構１５と、頭部保持装置８の高さを調節する移動装置４３が別々に設けられているため、座高の違う患者に対しても、頭部保持装置８を患者の頭部１６の位置に合せる位置合せ、及び眼の患部をイオンビーム１のビーム軸に合せる位置合せを安全に且つ簡単に行うことができる。

本発明の好適な一実施例である放射線治療用患者保持装置の斜視図である。 図１に示す頭部保持装置の拡大図である。 放射線治療用患者保持装置の背もたれの内部構造の詳細構成図である。 頭部保持装置の側面図であり、（ａ）は座高の低い患者に対して頭部保持装置を下げた状態を示す説明図、（ｂ）は座高の高い患者に対して頭部保持装置を上げた状態を示す説明図である。 治療室内での放射線治療用患者保持装置の配置を示す説明図である。

符号の説明

２…アイソセンタ、３…照射ノズル、５…座部、７…背もたれ、８…頭部保持装置、９…固定具取付け板、１３…Ｙ軸駆動機構、１４…Ｘ軸駆動機構、１５…Ｚ軸昇降機構、
１７…頭部固定具、２２…放射線治療用患者保持装置、２４…支持ロッド、２５…昇降板、２６…台形ネジ、２７…ハンドル、２８…かさ歯車、２９…回転軸、３１…ガスバネ、４０…保持部本体、４１…中間保持部材、４３…移動装置。

Claims (3)

1. 座部と、前記座部に設けられた背もたれ部材と、上下方向に移動可能に前記背もたれ部材に設けられた頭部保持装置と、前記座部の前記上下方向における位置を調節する第１駆動装置と、前記頭部保持装置の前記上下方向における位置を調節する手動の第２駆動装置と、前記背もたれ部材に設けられ、前記頭部保持装置に取り付けられたガスバネとを備えたことを特徴とする放射線治療用患者保持装置。
2. 前記頭部保持装置は、前記第２駆動装置で上下動される本体部材と、上下方向に伸びる第１回転軸を介して前記本体部材に取り付けられた中間保持部材と、水平方向に延びる第２回転軸を介して前記中間保持部材に取り付けられた固定具保持部材とを有している請求項１に記載の放射線治療用患者保持装置。
3. 前記第２駆動装置は、前記背もたれ部材に回転可能に取り付けられるハンドル部材と、前記ハンドル部材の回転によって回転され、前記背もたれ部材内に設けられた台形ネジとを有し、
   前記頭部保持装置が取り付けられて前記背もたれ部材内に配置された昇降部材を備え、
   前記台形ネジが前記昇降部材に回転可能に噛み合っている請求項１に記載の放射線治療用患者保持装置。
   

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