JP2014161396A - Patient positioning system for particle beam therapy - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、がん治療等に用いられる粒子線治療装置において、とくに治療対象の患者を位置決めする粒子線治療用患者位置決めシステムに関する。 The present invention relates to a patient positioning system for particle beam therapy for positioning a patient to be treated in a particle beam therapy system used for cancer therapy or the like.
粒子線治療は、治療対象となる患部に荷電粒子のビーム(粒子線)を照射して、患部組織に損傷を与えることにより治療を行うものである。その際、周辺組織にダメージを与えず、患部組織に十分な線量を与えるため、照射線量や照射範囲(照射野)を高精度に制御することが求められている。一方、照射対象である患者についても、想定された体位及び位置に対してずれのないように位置決めすることが求められ、数段階に分けて状態を確認しながら位置決めを行っている。 In the particle beam therapy, treatment is performed by irradiating an affected area to be treated with a beam of charged particles (particle beam) and damaging the affected tissue. At that time, in order to give a sufficient dose to the affected tissue without damaging the surrounding tissue, it is required to control the irradiation dose and the irradiation range (irradiation field) with high accuracy. On the other hand, the patient to be irradiated is also required to be positioned so as not to deviate from the assumed body position and position, and positioning is performed while checking the state in several stages.
そのため、位置決めに要する時間は、実際の照射に必要な時間を上回り、一人の患者が照射室を占有する時間が長くなりすぎて、粒子線治療装置を効率的に運用することが困難になる場合があった。そこで、実際に照射が行われる照射室とは別に準備室を設け、準備室内で位置決めした後に、位置決めした患者を載せた寝台を照射室に搬送して治療を行う方法が提案されている(例えば、特許文献1または2参照。)。
Therefore, the time required for positioning exceeds the time required for actual irradiation, and the time for one patient to occupy the irradiation room becomes too long, making it difficult to operate the particle beam therapy system efficiently. was there. Therefore, a method has been proposed in which a preparation room is provided separately from the irradiation room where the irradiation is actually performed, and after positioning in the preparation room, a bed on which the positioned patient is placed is transferred to the irradiation room for treatment (for example,
一方、照射室は、外部への粒子線の漏えいを防止するために周囲を遮蔽体によって囲まれているため、準備室から照射室へ至る搬送経路は迷路状となり、搬送途中に曲り角が現れる。しかしながら、上記文献には、寝台の移動については、下部に車輪が記載された程度の記載しかない。そのため、単に車輪が付いた寝台で迷路状の搬送経路を搬送させた場合、曲り角を通過する際に患者に不安定な力が働き、位置決めされた状態からずれてしまい、位置決め精度を保つことが困難であった。 On the other hand, since the irradiation chamber is surrounded by a shielding body to prevent leakage of particle beams to the outside, the transfer path from the preparation chamber to the irradiation chamber is a maze, and a turning angle appears during transfer. However, in the above document, there is only a description about the movement of the bed, in which the wheel is described at the lower part. Therefore, if a labyrinth-like transport path is simply transported on a bed with wheels, an unstable force acts on the patient when passing through a corner, and the patient is deviated from the positioned state, thus maintaining positioning accuracy. It was difficult.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、粒子線治療装置を効率よく運用できるとともに、患者の位置決め精度を維持して精度の高い粒子線治療を行うことを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and it is possible to efficiently operate a particle beam therapy apparatus and to perform highly accurate particle beam therapy while maintaining patient positioning accuracy. To do.
本発明の粒子線治療用患者位置決めシステムは、遮蔽体によって周囲を囲まれた照射室内で粒子線の照射を行うとともに、前記照射室から隔てて設けられた準備室で患者の位置決めを行うための粒子線治療用患者位置決めシステムであって、前記患者を位置決めして固定するための天板と、前記天板を搬送する搬送台と、前記照射室に設けられ、前記天板を傾けることなく、前記天板を前記搬送台と受渡しできるとともに、受け取った天板を前記照射室に設定されたアイソセンタを基準に設置する第1の天板設置部と、前記準備室に設けられ、前記天板を傾けることなく、前記天板を前記搬送台と受渡しできるとともに、受け取った天板を前記アイソセンタに対応する仮のアイソセンタを基準に設置する第2の天板設置部と、前記照射室から前記準備室に至る前記天板の搬送経路の曲り角に設置され、前記搬送台の向きを任意の方向に回転させる回転台と、を備えたことを特徴とする。 The patient positioning system for particle beam therapy according to the present invention is for irradiating a particle beam in an irradiation chamber surrounded by a shield, and for positioning a patient in a preparation chamber provided apart from the irradiation chamber. It is a patient positioning system for particle beam therapy, and is provided in a top plate for positioning and fixing the patient, a transport table for transporting the top plate, and the irradiation chamber, without tilting the top plate, The top plate can be delivered to the transport table, and the received top plate is installed in the preparation room, and a first top plate installation unit that installs the received top plate based on an isocenter set in the irradiation chamber. From the irradiation chamber, a second top plate installation section that can deliver the top plate to the carrier without tilting, and install the received top plate with reference to a temporary isocenter corresponding to the isocenter. It is installed in corner of the conveying path of the top plate extending in serial preparation chamber, characterized in that and a turntable for rotating the transport stand orientation in any direction.
本発明の粒子線治療用患者位置決めシステムによれば、天板の搬送経路の曲り角に搬送台の向きを任意の方向に回転させる回転台を設置したので、粒子線治療装置を効率よく運用できるとともに、患者の位置決め精度を維持して精度の高い粒子線治療を行うことができる。 According to the patient positioning system for particle beam therapy of the present invention, since the turntable for rotating the direction of the transport table in an arbitrary direction is installed at the corner of the transport path of the top board, the particle beam therapy system can be operated efficiently. Therefore, it is possible to perform the particle beam therapy with high accuracy while maintaining the positioning accuracy of the patient.
実施の形態1.
以下、本発明の実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムの構成について説明する。図1〜図3は、本発明の実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムについて説明するためのもので、図1は粒子線治療用患者位置決めシステムの構成を説明するための平面図と粒子線の供給経路を合成した模式図、図2は粒子線治療用患者位置決めシステムを利用する粒子線治療装置の構成を説明するための加速器から照射室に至る部分の模式図である。また、図3は粒子線治療用患者位置決めシステムにおいて準備室から照射室へ患者を搬送する際の進行方向に対する患者の向きを説明するための模式図であり、図3(a)は上面から見た場合の様子、図3(b)は側面から見た場合の様子を示す。
Hereinafter, the configuration of the patient positioning system for particle beam therapy according to the first exemplary embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 are diagrams for explaining a patient positioning system for particle beam therapy according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view for explaining a configuration of the patient positioning system for particle beam therapy. FIG. 2 is a schematic diagram of a part from the accelerator to the irradiation chamber for explaining the configuration of the particle beam therapy system using the patient positioning system for particle beam therapy. FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the orientation of the patient with respect to the traveling direction when the patient is transported from the preparation room to the irradiation room in the patient positioning system for particle beam therapy. FIG. FIG. 3B shows a state when viewed from the side.
本発明の実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムの特徴は、図1に示すように、粒子線を照射するために周囲を遮蔽壁4wで囲まれた照射室4A、4B、・・・(まとめて照射室4)とは別に、患者の位置決めのための準備室5を照射室4から隔てて設けるとともに、準備室5から照射室4までの搬送経路Wpの曲り角に、回転台(ターンテーブル)7を配置したことである。ここで、粒子線治療用患者位置決めシステムの説明の前に、粒子線治療装置の構成について説明する。
As shown in FIG. 1, the patient positioning system for particle beam therapy according to the first embodiment of the present invention is characterized by
図2に示すように、粒子線治療装置は、粒子線の供給源として、シンクロトロンである円形加速器1(以降、単に加速器と称する)と、照射室4毎に設けられた照射装置3A、3B、・・・(まとめて照射装置3)と、加速器1と照射装置3とをつなぎ、加速器1から各照射室4の照射装置3に粒子線を輸送する輸送系2と、これら各系統を制御する図示しない制御系統とを備えている。なお、図では、簡略化のため複数ある照射室や照射装置の内、2つの照射室4と照射装置3のみを示している。
As shown in FIG. 2, the particle beam therapy system has a circular accelerator 1 (hereinafter simply referred to as an accelerator) that is a synchrotron as a particle beam supply source, and irradiation devices 3 </ b> A and 3 </ b> B provided for each
加速器1は、荷電粒子を周回させるための軌道経路となる真空ダクト11、前段加速器20から供給された荷電粒子を真空ダクト11に入射するための入射装置12、荷電粒子が真空ダクト11内の周回軌道に沿って周回するよう、荷電粒子の軌道を偏向させるための偏向電磁石13a,13b,13c,13d(まとめて偏向電磁石13)、周回軌道上の荷電粒子を発散しないように収束させる収束電磁石14a,14b,14c,14d(まとめて収束電磁石14)、周回する荷電粒子に同期した高周波電圧を与えて加速する高周波加速空洞15、加速器1内で加速させた荷電粒子を、所定エネルギーを有する粒子線として加速器1外に取り出し、輸送系2に出射するための出射装置16、出射装置16から粒子線を出射させるために周回軌道内で共鳴を励起する六極電磁石17を備えている。さらに、例えば、偏向電磁石13には、励磁電流を制御する直流電源、高周波加速空洞15には、高周波電圧を供給するための高周波源というように、各機器には、それぞれを駆動するための図示しない装置が設けられている。
The
また、前段加速器20は、図では簡略化のためにひとつの機器のように記載しているが、実際には、陽子、炭素(重粒子)等の荷電粒子(イオン)を発生させるイオン源(イオンビーム発生装置)と、発生させた荷電粒子を初期加速する線形加速器系とを備えている。そして、前段加速器20から加速器1に入射した荷電粒子は、高周波数の電界で加速され、磁石で曲げられながら、光速の約70〜80%まで加速される。
In addition, the
加速器1により加速されて出射された粒子線は、HEBT(高エネルギービーム輸送:High Energy Beam Transport)系と称される輸送系2へと出射される。輸送系2は、粒子線の輸送経路となる真空ダクトと、粒子線のビーム軌道を切替える切替装置である切替電磁石と、粒子線を所定角度に偏向する偏向電磁石とを備えている。これにより、ひとつの加速器1から出射された粒子線を、切替電磁石で必要に応じて軌道を切替えることで、任意の照射室4の照射装置3へ供給することができる。
The particle beam accelerated and emitted by the
照射装置3は、輸送系2から供給された粒子線を照射対象の大きさや深さに応じた照射野に成形して患部へ照射するものである。照射装置3には、加速器1から供給された粒子線をビーム軸に対して略垂直な面内の任意の方向に向けて偏向させる走査電磁石、照射対象の厚さに応じて、ブラッグピークの幅を拡大させるためのリッジフィルタ、照射対象の深さ(照射深さ)に応じて、粒子線のエネルギー(飛程)を変えるためのレンジシフタ、場合によっては、マルチリーフコリメータ等の制限器などが設けられ、照射室4毎に設定されたアイソセンタCA、CB、・・・(まとめてアイソセンタC)を基準に、患部に応じた照射野に成形して照射を行っている。
The irradiation device 3 forms the particle beam supplied from the transport system 2 into an irradiation field corresponding to the size and depth of the irradiation target and irradiates the affected area. The irradiation device 3 includes a scanning electromagnet that deflects the particle beam supplied from the
このような粒子線治療装置での患者の治療台への位置決めには、例えば、±0.3mm以内という高い精度が要求され、レーザポインタを用いた粗設定、X線画像を用いた精密設定というように、段階を踏んで綿密に行われている。そのため、背景技術で説明したように、照射室4内で位置決めを行うと、位置決めに要する時間によって患者一人当たりの照射室の占有時間が長くなり、粒子線治療装置を効率的に運用することが困難になる場合があった。そこで、本実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムにおいても、図1に示すように、照射室4とは別に、位置決めを行うための準備室5を設けるようにしている。
For positioning the patient on the treatment table with such a particle beam therapy system, for example, high accuracy within ± 0.3 mm is required, which is called rough setting using a laser pointer and precise setting using an X-ray image. As you can see, the steps are done closely. For this reason, as described in the background art, when positioning is performed in the
そして、特許文献2で示されたように、照射室4および準備室5には、それぞれアイソセンタC、仮のアイソセンタCvを基準として、患者Kを載置するための天板8tを固定可能な天板設置部8i(図中、照射室4A内は8iA、4B内は8iBと記載)、8pを設置している。天板設置部8i、8pと搬送台8m、および天板8tには、天板8tの姿勢を維持した状態で、天板8tを搬送台8mと自在に受け渡しするために、図示しない天板移動装置が設けられている。天板移動装置は、例えば、レールやベアリング、駆動装置等で構成され、天板8tが傾くことなく、天板設置部8iと搬送台8m間、または天板設置部8pと搬送台8m間を滑らかに移動できるようになっている。これにより、天板8tに位置決め固定された患者Kの姿勢を崩すことなく、天板8tを天板設置部8iと搬送台8m間、または天板設置部8pと搬送台8m間で自在に載せ替えを行うことができる。
As shown in Patent Document 2, in the
このように、照射室4と準備室5に設けた天板設置部8i、8pと、搬送台8m、および天板8tを備えた患者搬送装置8を用いることにより、準備室5内で位置決め固定した患者を照射室4内に搬送して、粒子線照射を行うことができる。このとき、準備室5内には、図示しないレーザポインタやX線撮像装置等が設置されており、レーザポインタによる粗据付などのセッティング、X線撮像装置等による仮のアイソセンタCvに対する精密位置決めを行うことができる。
In this way, positioning is fixed in the
準備室5で設定された仮のアイソセンタCvは、照射室4におけるアイソセンタCに精密に対応するので、天板8tに対する患者Kの位置や姿勢が保たれている限り、照射室4においては、治療計画に基づいた精密な照射が可能となる。そして、一人の患者が照射室4で治療している時に、次の患者は準備室5で位置決め作業を行うことができ、粒子線治療装置の利用効率を高めることができる。
The provisional isocenter Cv set in the
しかし、粒子線治療装置の照射室4は、室外への粒子線の漏えいを防止するために遮蔽壁4wが設けられ、出口までの通路4aは図1に示すように迷路状に屈曲する。そのため、どのような経路を設定しても、準備室5から照射室4までの搬送経路Wpには、曲り角が発生する。そのため、一般的に用いられる自在車輪と呼ばれる車軸の方向が可変の車輪を装着した搬送台を用いて、曲り角を曲がろうとすると、患者Kに予測不可能な加速度が加わり、患者Kの位置や姿勢にずれが生ずる恐れがあった。
However, the
そこで、本発明の実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムでは、搬送経路Wpの曲り角の床には、搬送台8mを任意の方向に回転させるための回転台7を設置した。これにより、曲り角においては、搬送台8mは、回転台7の軸を中心とした回転により、向きを変えることができるので、急な力や予測不能な向きの力を患者Kにかけることなく、曲り角を通過することができる。なお、回転台7には、スイッチ等により指定した角度分回転させるような駆動装置を設けてもよい。また、天板設置部8pの下部にも回転台が設置されており、天板設置部8pから搬送台8mへの天板8tの移し替えの際には、天板設置部8pの向きを搬送台8mの向きと容易に一致させることができる。そのため、搬送台8mには、車軸の向きが変化して進行方向が変化する車輪を付ける必要がなく、安定して直線移動をさせることができる。
Therefore, in the patient positioning system for particle beam therapy according to the first embodiment of the present invention, the
また、曲り角を通過するために搬送台8mを切り返しする必要が無いので、図3(a)、(b)に示すように、患者Kの姿勢を進行方向に対して一定に保つことができ、直線移動の際にも力の向きや大きさが安定する。なお、照射室4と廊下6との境には、粒子線を遮蔽するための遮蔽扉4dが、準備室5と廊下6との境には、扉5dが設置されているが、搬送台8mを移動させる際にそれらが適宜開閉されることは言うまでもない。
In addition, since it is not necessary to turn the
つまり、準備室5内で一度位置決めすると、準備室5における天板設置部8pから搬送台8mへの移動、搬送経路Wp上の移動、照射室4における搬送台8mから天板設置部8iへの移動の間、患者Kに位置や姿勢が崩れるような余分な力がかけることがない。そのため、準備室5にて位置決めした状態を維持して照射室4で照射を行うことが可能となる。
In other words, once positioning is performed in the
なお、上記例では、準備室5に対して2つの照射室4A、4Bを設けた粒子線治療装置の例について説明したが、ひとつの準備室に対する照射室の数が適宜増減された粒子線治療装置に対しても適用できることは言うまでもない。
In the above example, the example of the particle beam therapy apparatus in which two
以上のように、本実施の形態1にかかる粒子線治療用患者位置決めシステム(7,8)によれば、遮蔽体(遮蔽壁4w)によって周囲を囲まれた照射室4内で粒子線の照射を行うとともに、照射室4から隔てて設けられた準備室5で患者の位置決めを行うための粒子線治療用患者位置決めシステムであって、患者Kを位置決めして固定するための天板8tと、天板8tを搬送する搬送台8mと、照射室4に設けられ、天板8tを傾けることなく、天板8tを搬送台8mと受渡しできるとともに、受け取った天板8tを照射室4に設定されたアイソセンタCを基準に設置する第1の天板設置部である天板設置部8iと、準備室5に設けられ、天板8tを傾けることなく、天板8tを搬送台8mと受渡しできるとともに、受け取った天板8tをアイソセンタCに対応する仮のアイソセンタCvを基準に設置する第2の天板設置部である天板設置部8pと、照射室4から準備室5に至る天板8tの搬送経路Wpの曲り角に設置され、搬送台8mの(水平方向内の)向きを任意の方向に回転させる回転台7と、を備えるように構成したので、曲り角でも、急な力や予測不能な向きの力が患者Kにかかることがない。そのため、照射室4から離れた位置に準備室5を設けることにより粒子線治療装置を効率よく運用できるようになるともに、搬送中の患者Kの位置や姿勢のずれを抑制し、患者の位置決め精度を維持して精度の高い粒子線治療を行うことができる。
As described above, according to the patient positioning system for particle beam therapy (7, 8) according to the first embodiment, the irradiation of the particle beam is performed in the
また、第2の天板設置部(天板設置部8p)が、(水平方向内で)任意の方向に回転可能であるように構成したので、搬送台8mの移動は直線駆動のみですみ、車軸の角度が変化して進行方向を変化させる車輪を付ける必要がなく、安定して直線移動をさせることができる。
In addition, since the second top plate installation unit (top
実施の形態2.
上記実施の形態1では、複数の照射室に対してひとつの準備室を設けた粒子線治療装置の例について説明した。本実施の形態2にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムでは、複数の照射室に対して複数の準備室を設けた粒子線治療装置に対応したものである。図4は本実施の形態2にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムの構成を説明するための平面図と粒子線の供給経路を合成した模式図であり、準備室以外の構成は、実施の形態1と同様である。図中、実施の形態1と同様のものには同様の符号を付し、詳細な説明は省略する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, an example of a particle beam therapy system in which one preparation chamber is provided for a plurality of irradiation chambers has been described. The patient positioning system for particle beam therapy according to the second embodiment corresponds to a particle beam therapy system in which a plurality of preparation chambers are provided for a plurality of irradiation chambers. FIG. 4 is a plan view for explaining the configuration of the patient positioning system for particle beam therapy according to the second embodiment and a schematic diagram in which the supply path of the particle beam is combined. Same as 1. In the figure, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示すように、本発明の実施の形態2にかかる粒子線治療用患者位置決めシステムは、2つの照射室4A、4Bに対して、2つの準備室5A、5Bを設けた粒子線治療装置に対応する。2つの準備室5A、5Bには、照射室4のアイソセンタCに対応する仮のアイソセンタCvA、CvBを基準として、天板設置部8pA、8pBが設置されている。そして、2つの準備室5A、5Bは、出口側に設けた中間室5cで合流しており、いずれの準備室から搬送された搬送台8mも、中間室5cに設置された回転台7で必要な方向に回転され、目的の治療室(4Aまたは4B)に向かって進行させることが可能となる。
As shown in FIG. 4, the patient positioning system for particle beam therapy according to the second embodiment of the present invention is a particle beam therapy system in which two
これにより、位置決めに要する時間が長い患者や照射の予定時刻が近接する患者があった場合にも、準備室5が一人の患者に占拠されることなく、効率よく粒子線治療装置を運用することができる。
As a result, even when there is a patient who takes a long time for positioning or a patient whose irradiation time is close, the
なお、上記例では、2つの準備室5A、5Bに対して2つの照射室4A、4Bを設けた粒子線治療装置の例について説明したが、各準備室と各照射室が一対一で対応する必要はなく、それぞれの数が適宜増減された粒子線治療装置に対しても適用できることは言うまでもない。
In the above example, the example of the particle beam therapy system in which the two
1:加速器、 2:輸送経路、 3:照射装置、 4:照射室、 4a:照射室内通路、 4w:遮蔽壁(遮蔽体)、 5:準備室、 6:共通通路、 7:回転台、 8:患者搬送装置、 8i:(第1の)天板設置部、 8m:天板搬送装置、 8p:(第2の)天板設置部、 8t:天板、
C:アイソセンタ、Cv:仮のアイソセンタ、Wp:搬送経路。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Accelerator, 2: Transport route, 3: Irradiation apparatus, 4: Irradiation room, 4a: Irradiation room passage, 4w: Shielding wall (shielding body), 5: Preparation room, 6: Common passage, 7: Turntable, 8 : Patient transport device, 8i: (first) top plate installation unit, 8m: top plate transport device, 8p: (second) top plate installation unit, 8t: top plate
C: Isocenter, Cv: Temporary isocenter, Wp: Transport path.
Claims (2)
前記患者を位置決めして固定するための天板と、
前記天板を搬送する搬送台と、
前記照射室に設けられ、前記天板を傾けることなく、前記天板を前記搬送台と受渡しできるとともに、受け取った天板を前記照射室に設定されたアイソセンタを基準に設置する第1の天板設置部と、
前記準備室に設けられ、前記天板を傾けることなく、前記天板を前記搬送台と受渡しできるとともに、受け取った天板を前記アイソセンタに対応する仮のアイソセンタを基準に設置する第2の天板設置部と、
前記照射室から前記準備室に至る前記天板の搬送経路の曲り角に設置され、前記搬送台の向きを任意の方向に回転させる回転台と、
を備えたことを特徴とする粒子線治療用患者位置決めシステム。 A particle positioning treatment patient positioning system for performing irradiation of a particle beam in an irradiation chamber surrounded by a shield and positioning a patient in a preparation chamber provided apart from the irradiation chamber,
A top plate for positioning and fixing the patient;
A transport table for transporting the top plate;
A first top plate provided in the irradiation chamber, capable of delivering the top plate to the transfer table without tilting the top plate, and installing the received top plate with reference to an isocenter set in the irradiation chamber. An installation section;
A second top plate provided in the preparation chamber, capable of delivering the top plate to the carrier without tilting the top plate, and installing the received top plate with reference to a temporary isocenter corresponding to the isocenter An installation section;
A turntable that is installed at a corner of a transport path of the top plate from the irradiation chamber to the preparation chamber, and rotates the direction of the transport table in an arbitrary direction;
A patient positioning system for particle beam therapy, comprising:
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