JP2015173706A - 荷電粒子線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照射エリアへのアクセス性が向上した荷電粒子線治療装置を提供する。
【解決手段】荷電粒子線治療装置１では、寝台３０の固定部３３が従来の床面９１とは離間した位置、すなわち、前室９Ｂの天井９２に対して固定されている。これにより、回転ガントリ７の正面の入口付近、具体的には放射線遮蔽壁５１の開口５２前、特に床面９１に固定される部品等が減るため、回転ガントリ７内の照射エリア７Ａへのアクセス性が向上する。したがって、より大きな部品又は装置等を回転ガントリ７内に搬入することが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、荷電粒子線を被照射体に照射する荷電粒子線治療装置に関する。

従来、放射線治療に利用される荷電粒子線治療装置として、特許文献１記載の装置が知られている。特許文献１の荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を照射する粒子線照射部が取り付けられた回転ガントリと、回転ガントリへの入口側の建屋床面に寝台基部が固定されると共に寝台が回転ガントリ内の荷電粒子線の照射エリアへ移動可能な治療用ベッドと、を備えている。

特開２０１３−１０６９７８号公報

しかしながら、特許文献１記載の荷電粒子線治療装置では、治療用ベッドの寝台基部が回転ガントリへの入口となる建屋床面に固定されているため、回転ガントリ内の照射エリアへのアクセス性が不十分であった。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、照射エリアへのアクセス性が向上した荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る荷電粒子線治療装置は、回転軸周りに回転可能な回転部を有し、前記回転部の内側に粒子加速器で生成された荷電粒子線を照射する照射エリアを有する回転照射装置と、前記回転照射装置を設置する照射室を有する建屋と、前記照射室に設けられる寝台と、を備える荷電粒子線治療装置であって、前記寝台は、前記荷電粒子線が照射される被照射体が載置され、前記照射エリアの入口から前記照射エリア内に移動可能な治療台と、前記照射エリアの前記入口前の床面とは異なる位置で、前記治療台を前記建屋に対して固定する固定部と、を有することを特徴とする。

上記の荷電粒子線治療装置によれば、従来は床面に固定されている寝台の固定部が床面とは離間した位置固定されている。これにより、従来の荷電粒子線治療装置の寝台の固定方法と比較して、回転ガントリの照射エリアへの入口付近の特に床面に固定される部品等が減るため、回転ガントリ内の照射エリアへのアクセス性が向上し、より大きな部品又は装置等を回転ガントリ内に搬入することが可能となる。

ここで、前記固定部は、前記照射室の天井に取り付けられる態様とすることができる。

上記のように、固定部を照射室の天井に取り付けられる態様とすることで、照射エリアへの入口付近の床面の空間を広く確保することができるため、照射エリアへのアクセス性が向上する。

また、前記固定部は、前記照射室の側壁に取り付けられる態様とすることができる。

上記のように、固定部を照射室の側壁に取り付けられる態様とすることで、照射エリアへの入口付近の床面の空間を広く確保することができるため、照射エリアへのアクセス性が向上する。

また、前記固定部は、前記照射エリアに対して前記入口側とは逆側に取り付けられる態様とすることができる。

上記のように、固定部を照射エリアへの入口側とは逆側に取り付けられる態様とすることで、照射エリアへの入口側に固定部が設けられることがなくなり、照射エリアへのアクセス性が向上する。

また、前記固定部は、前記照射室の前記入口前の床面に形成された凹部に取り付けられ、前記凹部に前記寝台が収容可能である態様とすることができる。

上記のように、床面に形成された凹部内に固定部が取り付けられ、寝台が凹部に収容可能な構成とすることで、照射エリアへの入口付近の床面に固定部が設けられることがなくなり、照射エリアへのアクセス性が向上する。

本発明によれば、照射エリアへのアクセス性が向上した荷電粒子線治療装置が提供される。

本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置の構成を説明する図である。 荷電粒子線治療装置の回転ガントリの概略斜視図である。 荷電粒子線治療装置の回転ガントリの軸心に沿う断面を示す横断面図である。 回転ガントリの照射エリアへの入口付近の概略斜視図である。 寝台の取り付け位置を説明する図である。 第１の変形例に係る寝台の取り付け位置を説明する図である。 第２の変形例に係る寝台の取り付け位置を説明する図である。 第３の変形例に係る寝台の取り付け位置を説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る荷電粒子線治療装置の構成を説明する図である。以下の実施形態では、荷電粒子線治療装置１が陽子線を照射する陽子線治療装置である場合について説明する。荷電粒子線治療装置１は、例えば、患者（検査対象）の内部の病巣（例えば、腫瘍等）に対して、陽子線を照射する装置である。なお、荷電粒子線としては、本実施形態で説明する陽子線の他に、例えば、重粒子（重イオン）線等が挙げられ、これらの荷電粒子線を用いた治療に対しても本実施形態に係る荷電粒子線治療装置を適用することができる。

図１に示すように、荷電粒子線治療装置１は、イオン源（図示省略）で生成されたイオンを加速して陽子線を出射するサイクロトロン（粒子加速器）２、サイクロトロン２から出射された陽子線を輸送する輸送ライン３を有する。なお、粒子加速器としては、上記のサイクロトロンに限定されず、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック（線形加速器）等を用いることもできる。

サイクロトロン２で加速された陽子線は、輸送ライン３に沿って偏向され、固定照射式の陽子線照射ユニット４、及び回転ガントリ７の陽子線照射ユニットに供給される。輸送ライン３には、陽子線を偏向させるための偏向磁石や、ビーム成形を行う四重極電磁石等が設けられている。荷電粒子線を調整するための電磁石としては、ビーム成形を行う四重極電磁石、ビームを偏向させる偏向磁石などが含まれる。

荷電粒子線治療装置１は、建屋５内に収容されている。建屋５には、放射線の透過を抑制する放射線遮蔽壁によって構成された複数の照射室（検査室）６Ａ，６Ｂが設けられている。照射室６Ａには、陽子線照射ユニットを一体として回転させる回転ガントリ７（回転照射装置）が設置されている。

本実施形態の建屋５は、例えば３つの照射室６Ａと、１つの照射室６Ｂとを備えている。輸送ライン３は、所定の位置で分岐され、照射室６Ａへ導入されるライン３ａと、照射室６Ｂへ導入されるライン３ｂを有する。以下の実施形態では、照射室６Ａに設けられた回転ガントリ７及び回転ガントリ７を用いた陽子線照射に関して説明する。粒子加速器1つに対する照射室の数は適宜変更でき、例えば粒子加速器１つに対して照射室が１つであってもよい。

照射室６Ａは、放射線遮蔽壁５１によって、回転ガントリ７が設置される側のガントリ室９Ａと前室９Ｂとに区切られている。患者は、通常は前室９Ｂ側から照射室６Ａに入室し、前室９Ｂ側からガントリ室９Ａ内の回転ガントリ７内に移動して、陽子線ビームの照射を受ける。

図２は、回転ガントリの構造を説明する概略斜視図である。また、図３は、回転ガントリの一部破断上面図である。なお、図３では、図２，３の回転ガントリを９０度回転させた構成について示している。

図２及び図３に示すように、回転ガントリ７は、治療台３１を囲むように設けられた回転部１０、回転部１０内に配置されて内側の照射エリア７Ａに対して陽子線を照射する照射部（照射ノズル）１２、ライン３ａによって誘導された陽子線を照射部１２へ導入する導入ライン１３を備えている。患者（被照射体）が横たわる治療台３１（図３参照）が回転部１０の内側の照射エリア７Ａへ移動可能な寝台が設けられている。寝台については後述する。

回転ガントリ７は、図示されていないモータによって回転駆動され、図示されていないブレーキ装置によって回転が停止される。なお、以下の説明において、回転ガントリ７の正面とは、治療台３１が設置されて患者の出入りが可能になるように回転部１０が開放されている側（入口側）の側面を意味し、背面とは、その裏側の側面を意味する。

回転部１０は、軸心Ｐの周りに回転自在とされ、正面側から順に筒状部１４及びコーン部１５を備える。筒状部１４、コーン部１５は、同軸に配置され互いに固定されている。また、回転部１０より背面側に設けられる円筒部１６は、コーン部１５と同軸に配置されるがコーン部１５に対して回転可能とされている。

照射部１２は、筒状部１４の内面に配置され、筒状部１４の軸心方向に向けられている。筒状部１４の内側の軸心（回転軸線）Ｐ近傍には、治療台３１が配置される。円筒部１６は、筒状部１４より小径とされる。また、コーン部１５は、一端側の径は筒状部１４と同じくされ、他端側で円筒部１６と連結するように円錐状に形成されている。また、コーン部１５と筒状部１４の後端側とは、筒状部１４の外周に沿って設けられた軸線方向及び軸線方向に対して交差する方向に伸びる複数本の支柱によって接続されている。

筒状部１４の前端の外周部には外方に突出するリング部２１が設けられる。また、コーン部１５の前端外周部においても外方に突出するリング部２２が設けられる。筒状部１４及びコーン部１５は、筒状部１４のリング部２１の下方に配置されたローラ装置２５（図２参照）と、コーン部１５のリング部２２の下方に配置されたローラ装置２６（図２参照）によって、回転可能に支持されている。リング部２１の外周部がローラ装置２５と当接すると共に、リング部２２の外周部がローラ装置２６と当接することにより、ローラ装置２５，２６によって筒状部１４及びコーン部１５に対して回転力が付与される。

導入ライン１３は、回転ガントリ７の背面側で輸送ライン３から分岐されたライン３ａに連結されている。導入ライン１３は、４５度の偏向電磁石を１セット備えると共に、１３５度の偏向電磁石を１セット備えている。導入ライン１３は、ライン３ａ（図１参照）に連絡して軸心Ｐに沿って径方向外方に向かって延在する軸方向導入ライン１３ａと、この軸方向導入ライン１３ａの後段に連続し、径方向に延在する径方向導入ライン１３ｂを有する。なお、導入ライン１３には、陽子線をその内部に通過させて輸送する真空管であるビーム輸送管（図示省略）が設けられている。

軸方向導入ライン１３ａは、円筒部１６内の軸心Ｐ上でライン３ａに連絡する始端部から、コーン部１５内で軸心Ｐに対して４５度湾曲して径方向に延在し、終端部が筒状部１４の外部に張り出している経路部分である。また、径方向導入ライン１３ｂは、軸方向導入ライン１３ａの終端部に連絡する始端部から回転部１０の径方向の内側へ向けて１３５度湾曲して終端部が照射部１２に連絡する経路部分である。

上記の回転ガントリ７では、ローラ装置４１，４２の駆動により、筒状部１４、コーン部１５、導入ライン１３が軸心Ｐを中心に一体的に回転する。これらが回転することで治療台３１に対する照射部１２の位置を変更させた上で照射部１２から治療台３１上の患者に対して陽子線を出射することで、患者の内部の病巣（例えば腫瘍等）に対して、任意の方向から陽子線（荷電粒子線）が照射される。すなわち、被照射体に対して陽子線を照射する照射エリア７Ａが回転ガントリ７の筒状部１４の内部に形成される。

次に、図４及び図５を参照しながら、照射室６Ａ内に設置される回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口付近について説明する。回転ガントリ７が設けられるガントリ室９Ａ（図１参照）と、前室９Ｂとは放射線遮蔽壁５１によって区切られている。そして、回転ガントリ７への入口となる部分には放射線遮蔽壁５１の開口５２が設けられ、この開口５２が回転ガントリ７の照射エリア７Ａと前室９Ｂとを接続している。前室９Ｂには、治療台３１を含んで構成される寝台３０が取り付けられている。

寝台３０は、治療台３１と、治療台３１を支持する可動式の支持部３２と、治療台３１及び支持部３２を建屋５に対して固定する固定部３３とを含んで構成される。

支持部３２は、例えば６軸型のロボットアーム等によって実現される。支持部３２は、治療時には、照射エリア７Ａの内側に治療台３１を移動させると共に、非治療時には、前室９Ｂ側に移動させることができる。図５に示すように、固定部３３は、照射室６Ａのうち、前室９Ｂの天井９２において建屋５に対して固定される。このため、回転ガントリ７の筒状部１４の回転とは関連がなく治療台３１を移動させることができる。

ここで、従来の荷電粒子線治療装置では、回転ガントリ７内の照射エリア７Ａへ移動することができる可動式の寝台は、回転ガントリ７の正面であって、前室９Ｂの床面９１に対して固定されていることが一般的であった。この場合、放射線遮蔽壁５１の開口５２の近傍に寝台の固定部が配置されることになり、回転ガントリ７の照射エリア７Ａ内へのアクセス性が低下する可能性があった。

照射エリア７Ａ内へのアクセス性に関して、患者の治療時には、患者が横たわった治療台が回転ガントリ７の照射エリア７Ａへ移動すればよいので概ね問題にはならない。しかしながら、回転ガントリ７内の部品を設置又は交換する場合、或いは、品質管理等を目的として回転ガントリ７内に測定装置を配置する場合等に、寝台があることによって回転ガントリ７内に搬入することができる部品及び装置等の大きさに制限が生じていた。従来の荷電粒子線治療装置において用いられる寝台においても治療台は可動式であるため、治療台を回転ガントリ７の正面から退避させることはできる。しかし、治療台を回転ガントリ７の正面から退避させたとしても、建屋５に対して寝台を固定するための固定部を床面９１から移動させることはできず、アクセス性という課題を十分に解消することはできていなかった。

これに対して、本実施形態の荷電粒子線治療装置１では、寝台３０の固定部３３が従来の床面９１とは離間した位置、すなわち、前室９Ｂの天井９２に対して固定されている。これにより、回転ガントリ７の正面の入口付近、具体的には放射線遮蔽壁５１の開口５２前、特に床面９１に固定される部品等が減るため、回転ガントリ７内の照射エリア７Ａへのアクセス性が向上する。したがって、より大きな部品又は装置等を回転ガントリ７内に搬入することが可能となる。また、回転ガントリ７内へ搬入することが必要な部品又は装置の大きさと、回転ガントリ７内へのアクセス性とによって回転ガントリ７の照射エリア７Ａを大きくせざるを得なかった場合には、本実施形態の構成を採用することにより回転ガントリ７内へのアクセス性が向上するため、照射エリア７Ａの小型化を実現することもできる。

なお、固定部３３の設置位置は、アクセス性の観点から、回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口から離間していることが好ましいが、特に限定されない。また、回転ガントリ７の照射エリア７Ａの天井及び放射線遮蔽壁５１の開口５２の天井よりも前室９Ｂの天井９２が十分に高い場合には、固定部３３が回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口付近に設けられたとしても、アクセス性の向上が妨げられる可能性を低減させることができる。

上記実施形態では、寝台３０の固定部３３が前室９Ｂの天井９２に取り付けられる場合について説明したが、少なくとも前室９Ｂの床面９１から離間した位置で寝台３０を建屋５に対して固定する固定部３３が設けられていればよい。以下では、天井９２とは異なる位置に固定部３３を設ける例について説明する。

図６は、第１の変形例を説明する図であり、回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口付近の上面図である。図６に示す寝台３０Ａでは、前室９Ｂの天井ではなく前室９Ｂの側壁に相当する放射線遮蔽壁５１に固定部３３が取り付けられている。これにより、放射線遮蔽壁５１に固定された状態で、支持部３２を介して治療台３１が回転ガントリ７の照射エリア７Ａ内に移動可能に支持されている。このように、寝台３０Ａの固定部３３が前室９Ｂの側壁に設けられた場合にも、床面９１に設けられる場合と比較して、照射エリア７Ａへの入口付近に固定される部材を減らすことができるため、照射エリア７Ａへのアクセス性が向上する。

なお、固定部３３を取り付ける位置は、照射室６Ａ内に設けられた放射線遮蔽壁５１ではなく、前室９Ｂを含む照射室６Ａ自体の側壁（例えば、図６に示す側壁６１等）であってもよい。

図７は、第２の変形例を説明する図であり、前室９Ｂから回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口方向を見た図である。図７に示す寝台３０Ｂは、前室９Ｂの床面９１に設けられた凹部９５に固定部３３が取り付けられ、治療台３１及び支持部３２を含む寝台３０全てが凹部９５内に収納可能とされている。凹部９５は、寝台３０Ｂを使用しない場合は、板状の蓋部材（図示せず）によって上面が覆われることで、床面９１の一部を形成する。そして、寝台３０Ｂを使用する際には、凹部９５の底面を移動させて、図７において破線で示すように固定部３３を含む寝台３０Ｂを床面９１上まで移動させる構成とすることができる。その他、凹部９５及び固定部３３は移動させずに、支持部３２の形状を変更することで治療台３１を床面９１よりも上方まで移動させる構成としてもよい。このように、寝台３０Ｂの固定部３３が前室９Ｂの床面９１より下方の凹部９５内に設けられると共に凹部９５内に寝台３０Ｂが収容可能な構成とすることで、床面９１に設けられる場合と比較して、照射エリア７Ａへの入口付近に固定される部材を減らすことができるため、照射エリア７Ａへのアクセス性が向上する。

なお、凹部９５を形成する位置は、前室９０Ｂの床面９１であれば特に限定されず、例えば回転ガントリ７の正面付近としてもよいし、照射エリア７Ａへの入口からは離間した位置としてもよい。

図８は、第３の変形例を説明する図であり、回転ガントリ７の照射エリア７Ａへの入口付近の上面図である。図８に示す寝台３０Ｃでは、前室９Ｂの天井ではなく、照射エリア７Ａに対して入口側とは逆側、すなわち、ガントリ室９Ａにおいて、建屋５に対して固定部３３が取り付けられている。この場合、照射エリア７Ａの背面側の壁面１４ａを開閉可能とすることで、寝台３０Ｃを使用しない場合には、照射エリア７Ａの背面側に寝台３０Ｂを格納することができる。このように、寝台３０Ｃの固定部３３が照射エリア７Ａの入口側とは逆側に設けられた場合にも、前室９Ｂの床面９１に設けられる場合と比較して、照射エリア７Ａへの入口付近に固定される部材を減らすことができるため、照射エリア７Ａへのアクセス性が向上する。なお、固定部３３をガントリ室９Ａに設ける場合、回転ガントリ７と寝台３０Ｃとが干渉しないように、回転ガントリ７の形状を適宜変更することができる。

なお、建屋５に対して固定部３３を取り付ける位置は、照射エリア７Ａの入口側とは逆側であれば特に限定されず、回転ガントリ７の形状に応じて適宜変更することができる。

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、寝台の治療台、支持部及び固定部の形状は上記実施形態において説明したものに限定されない。また、回転ガントリ７についても上記の構成に限定されない。

１…荷電粒子線治療装置、２…サイクロトロン（粒子加速器）、３…輸送ライン、５…建屋、６Ａ，６Ｂ…照射室、７…回転ガントリ、７Ａ…照射エリア、９Ａ…ガントリ室、９Ｂ…前室、１０…回転部、１２…照射部、１３…導入ライン、１４…筒状部、１５…コーン部、１６…円筒部、２１，２２…リング部、２５，２６…ローラ装置、３０…寝台、３１…治療台、３２…支持部、３３…固定部、５１…放射線遮蔽壁、６１…側壁、９１…床面、９２…天井。

Claims (5)

1. 回転軸周りに回転可能な回転部を有し、前記回転部の内側に粒子加速器で生成された荷電粒子線を照射する照射エリアを有する回転照射装置と、
   前記回転照射装置を設置する照射室を有する建屋と、
   前記照射室に設けられる寝台と、
   を備える荷電粒子線治療装置であって、
   前記寝台は、
   前記荷電粒子線が照射される被照射体が載置され、前記照射エリアの入口から前記照射エリア内に移動可能な治療台と、
   前記照射エリアの前記入口前の床面とは異なる位置で、前記治療台を前記建屋に対して固定する固定部と、
   を有する荷電粒子線治療装置。
2. 前記固定部は、前記照射室の天井に取り付けられる請求項１記載の荷電粒子線治療装置。
3. 前記固定部は、前記照射室の側壁に取り付けられる請求項１記載の荷電粒子線治療装置。
4. 前記固定部は、前記照射エリアに対して前記入口側とは逆側に取り付けられる請求項１記載の荷電粒子線治療装置。
5. 前記固定部は、前記照射室の前記入口前の床面に形成された凹部に取り付けられ、
   前記凹部に前記寝台が収容可能である請求項１記載の荷電粒子線治療装置。
   

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