JP2017064018A - 粒子線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で良質なＸ線画像を取得できるとともに治療時間の短い粒子線治療装置を提供する。
【解決手段】粒子線治療装置１０は、粒子線ビームＢを出射する粒子線ビーム照射機１６と、粒子線ビーム照射機１６を支持する可動な支持体２１と、粒子線ビーム照射機１６の変位軌道上に設けられるとともに被照射体１３を載置する天板１８の下方で略水平な包絡面を形成するよう複数で構成され、少なくともその一つが第１床部材とＸ線の透過率が第１床部材より大きい第２床部材とを備える移動板３７と、粒子線ビーム照射機１６、支持体２１および移動板３７のいずれにも衝突しない非衝突エリア３１に設けられるＸ線発生器２７ａと、Ｘ線発生器２７ａと対向する位置に設置され第１床部材を透過するＸ線を検出するＸ線検出器２７ｂと、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明の実施形態は、回転ガントリが設けられた粒子線治療装置に関する。

近年のがん治療では、陽子または炭素イオンなどの荷電粒子を高エネルギーに加速した粒子線ビーム（以下、単に「粒子線」という）をがん患部に照射する粒子線治療法が広く用いられている。

この粒子線治療法では、重要な臓器を避けてがん患部に粒子線を照射するため、ビームの照射角度を様々に変更しながら照射することが要求される。
そこで、例えば、円筒状の回転ガントリに粒子線ビーム照射機を固定し、この回転ガントリ粒子線ビーム照射機ごと回転させることで照射角度を変更している。

治療室となる回転ガントリの内部空間には、回転ガントリの回転とは無関係に水平でフラットな床面を維持する移動床が設けられている。
この移動床を利用して、治療の前後で技師が患者にアクセスしたり、緊急時に患者が治療台から降りたりする。
この移動床は、粒子線ビーム照射機の先端で治療室に突出して固定された先端部の変位を阻害しないように、この先端部に合わせて摺動する。

粒子線の照射前や照射中には、Ｘ線撮影がなされて、患部の位置および形状が正確に把握される。
よって治療空間には、患者に向けてＸ線を照射するＸ線発生器および患者を透過したＸ線を検出するＸ線検出器（以下、「Ｘ線撮影機器」という）が配置される。
上述のように粒子線治療装置には相対位置が変化する複数の機器があるため、このＸ線撮影機器の配置には、この相対位置の変化を考慮する必要がある。

例えば、治療室のいずれの機器とも衝突しない箇所にＸ線撮影機器にアームを接続してこのアームとともに収納しておく方法が知られている。
この場合、Ｘ線照射時のみ他の機器の変位を阻害しないようにアームを制御しながらＸ線発生器を患部の付近に配置して撮影して、撮影後には退避させる。

特許第３５１９２４８号公報 特許第３９２７３４８号公報 特許第４１３０６８０号公報

しかしながら、上記の技術では、アームおよびその制御機構などによって粒子線治療装置が複雑化するとともに、Ｘ線撮影機器の配置時間および退避時間の分だけ、治療時間が長期化するという課題があった。
一方で、Ｘ線撮影で取得されるＸ線画像が患部の位置を正確に特定できる程度に鮮明であることは必要である。

本発明はこのような事情を考慮し、上記課題を解決するためになされたもので、簡素な構成で良質なＸ線画像を取得できるとともに治療時間の短い粒子線治療装置を提供することを目的とする。

本実施形態にかかる粒子線治療装置は、粒子線ビームを出射する粒子線ビーム照射機と、粒子線ビーム照射機を支持する可動な支持体と、粒子線ビーム照射機の変位軌道上に設けられるとともに被照射体を載置する天板の下方で略水平な包絡面を形成するよう複数で構成され、少なくともその一つが第１床部材とＸ線の透過率が第１床部材より大きい第２床部材とを備える移動板と、粒子線ビーム照射機、支持体および移動板のいずれにも衝突しない非衝突エリアに設けられるＸ線発生器と、Ｘ線発生器と対向する位置に設置され第１床部材を透過するＸ線を検出するＸ線検出器と、を備える。

本発明により、簡素な構成で良質なＸ線画像を取得できるとともに治療時間の短い粒子線治療装置が提供される。

実施形態にかかる粒子線治療装置の概略構成図。 第１実施形態にかかる粒子線治療装置の一例であって全周回転ガントリを用いた例を示す図。 （Ａ）は第１実施形態にかかる粒子線治療装置であって回転ガントリの中心軸に沿った断面図、（Ｂ）は第１実施形態にかかる粒子線治療装置であって回転ガントリの中心軸に垂直な方向の粒子線治療装置の断面図。 支持ガイドに設けられた移動床の一例を示す斜視図。 移動床の変形例であって横スライド式のものを示す上面図。 （Ａ）は第１実施形態にかかる粒子線治療装置の移動板の一例を示す斜視図、（Ｂ）は（Ａ）で示される移動板にＸ線を照射させたときの説明図。 第２実施形態にかかる粒子線治療装置の概略構成図。 部分回転ガントリの治療空間の概略構成図。 （Ａ）は第３実施形態にかかる粒子線治療装置であって回転ガントリの中心軸に沿った断面図、（Ｂ）は第３実施形態にかかる粒子線治療装置であって回転ガントリの中心軸に垂直な方向に切断した粒子線治療装置の断面図。 第３実施形態にかかる粒子線治療装置が備える移動シートの概略断面図。 （Ａ）は第４実施形態にかかる粒子線治療装置が備える移動板の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）に示されるＩ-Ｉ断面の断面図、（Ｃ）は（Ａ）に示されるＩＩ-ＩＩ断面の断面図。 第３実施形態にかかる粒子線治療装置の動作手順を示すフローチャート。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、実施形態にかかる粒子線治療装置１０（以下、単に「治療装置１０」という）の概略構成図である。
イオン源１１から放出された陽子または炭素イオンなどの荷電粒子は、粒子線加速器１２で加速された粒子線ビームＢ（粒子線Ｂ）となる。

粒子線Ｂは、磁場を利用して被照射体の患者１３のいる治療建屋１４まで誘導される。
さらに、粒子線Ｂは、加速器１２と回転接合部２０を介して接続された粒子線ビーム照射機１６（以下、単に「粒子線照射機１６」という）に誘導される。
そして、粒子線Ｂは、粒子線ビーム照射機１６の先端部から、天板１８に固定された患者１３の患部１９に向けて出射される。

照射角度を様々に変更する粒子線照射機１６の姿勢を維持するため、粒子線照射機１６は、回転ガントリ２１に支持される。
回転ガントリ２１は、粒子線照射機１６の支持体として設けられる回転構造体である。
回転ガントリ２１が治療建屋１４に対して回転等の変位をすることで、粒子線照射機１６は様々な姿勢に変位することができる。

また、治療建屋１４に構築された基礎２２に固定された治療台に配置される天板１８も、患者１３に過剰な負荷がかからない範囲で姿勢を変えることができる。
患者１３または技師３８（図２（Ｂ））などが天板１８の周囲へアクセスするため、天板１８の下方には、回転ガントリ２１の変位とは無関係に水平を維持する床面が配置される。
この床面のうち粒子線照射機１６の通過軌道上に配置された部分が変位しないものであると、粒子線照射機１６の変位を阻害する。

そこで、少なくともこの通過軌道上の床面は、粒子線照射機１６の通過に合わせて粒子線照射機１６による占有範囲２３（図５）から退避する移動床２４にする必要がある。
移動床２４は、基礎２２に直接または床面を介して固定、あるいは回転ガントリ２１内に配置される支持ガイド２６ａに摺動自在に係合されることで摺動する。
移動床２４の詳細については、後に詳述する。

また、治療装置１０には患者１３に向けて設置されてＸ線を放出するＸ線発生器２７ａ（２７）と、患者１３を透過したＸ線を検出するＸ線検出器２７ｂ（２７）（ Flat Panel Detector：ＦＰＤ）と、が備えられている。
以下、これらＸ線発生器２７ａおよびＦＰＤ２７ｂを適宜まとめて、Ｘ線撮影機器２７という。
Ｘ線で患部１９の周辺を鮮明に撮影するため、Ｘ線撮影機器２７は、少なくともＸ線撮影時には粒子線照射機１６の通過軌道上またはその付近に配置される必要がある。

そこで、実施形態にかかる治療装置１０では、Ｘ線撮影機器２７が、非衝突エリア３１に固定され、Ｘ線発生器２７ａとＦＰＤ２７ｂとが、移動床２４を挟んで対向する位置に設置される。
非衝突エリア３１とは、電子的な位置制御機構を用いなくてもＸ線撮影機器２７が粒子線照射機１６、回転ガントリ２１および移動床２４のいずれにも衝突しないエリアのことである。
以下、非衝突エリア３１の説明も含めて、図２から図１２に示される治療装置１０の具体例を説明する。

〔第１実施形態〕
図２は、第１実施形態にかかる治療装置１０の一例であって全周回転ガントリ２１ａを用いた例を示す図である。
粒子線照射機１６には、図示を省略しているが、真空ダクト、ビーム偏向電磁石、照射野形成電磁石、各種モニタ、架台、その他の構造物が多数設けられており、重量が非常に大きい。
よって、この重量の大きい粒子線照射機１６を安定して支持して変位させるため、多くの場合、図２に示されるような円筒状の全周回転ガントリ２１ａ（２１）が用いられる。

このような全周回転ガントリ２１ａは、例えば、基礎２２に設置された回転駆動部３４に載置されて、この回転駆動部３４の回転によって円筒の中心軸（Ｚ軸）の周りを回転する。

粒子線照射機１６は、治療空間３６に粒子線照射機１６の先端部を突出させて固定される。
全周回転ガントリ２１ａの胴部の周辺で基礎２２を凹型にすることで、全周回転ガントリ２１ａは、粒子線照射機１６の外突部が基礎２２に衝突することなく中心軸の周りを３６０度回転することができる。

そして、図３（Ａ）は、図２で示した全周回転ガントリ２１ａの治療装置１０であって全周回転ガントリ２１ａの中心軸に沿った断面図である。
また、図３（Ｂ）は、この中心軸に垂直な方向の治療装置１０の断面図である。
さらに、図４は、支持ガイド２６ａに設けられた移動床２４の一例を示す斜視図である。

（移動床２４の配置）
図３（Ａ）および図４に示されるように、移動床２４は、例えば、長手形状の移動板３７の群が支持ガイド２６ａに沿って並置されて形成される。
支持ガイド２６ａは、例えば、天板１８の下方で水平になる水平部、および全周回転ガントリ２１ａの内周面に沿って湾曲してこの水平部の両端に接続される湾曲部で構成される。

このような形状の２つの支持ガイド２６ａが、互いに対向する対になって移動板３７の長手方向の両端部に係合される。
移動板３７は、モータで回転するローラ（図示せず）などを介して支持ガイド２６ａに係合されることよって、支持ガイド２６ａに沿って摺動可能になる。
そして、天板１８の下方における移動板３７の群は、水平な包絡面を形成して移動床２４になる。
なお、本明細書において「摺動」とは、接触する部材が摺り合うようにして相対的に移動することを意味する。
例えば、ローラまたはギアなどによって相対的に移動する場合や、接触した滑らかな面上を滑らせることなどが摺動に含まれる。

粒子線照射機１６は、支持ガイド２６ａの対に挟まれる位置に先端部が挿入されて固定される。
すなわち、支持ガイド２６ａの全周のうち一部は移動板３７が存在しない領域があり、この領域に先端部が挿入されている。

全周回転ガントリ２１ａの回転によって粒子線照射機１６が回転すると、移動板３７が粒子線照射機１６に押されて粒子線照射機１６の周回方向に沿って摺動する。
つまり、移動板３７を粒子線照射機１６の進行方向に摺動させて、粒子線照射機１６による占有範囲２３（図５）から退避させる。

なお、図５の移動床２４の変形例であって横スライド式のものを示す上面図で示されるように、移動板３７の退避方向は、粒子線照射機１６の周回方向に対して垂直であってもよい。
横スライド式の移動床２４の場合、例えば、複数の直線状の支持ガイド２６ｂが全周回転ガントリ２１ａの中心軸に沿って設けられる。
そして、通過センサ３９で粒子線照射機１６の回転ガントリの中心軸を軸とする周角度を検出した摺動駆動部３５が移動板３７に接続されたシャフト４１を支持ガイド２６ｂに沿って摺動させる。

ここで、「周角度」とは、粒子線照射機１６が鉛直上方で停止した位置を０度と規定し、この角度から回転ガントリ２１の中心軸を中心に回転した角度を意味する。以下においても同様である。
移動床２４は、シャフト４１に引っ張られて粒子線照射機１６による占有範囲２３から退避する。

（Ｘ線撮影機器２７の配置）
一方、回転ガントリ２１が全周回転ガントリ２１ａである場合、Ｘ線発生器２７ａは、例えば、全周回転ガントリ２１ａの胴部に固定される。
Ｘ線発生器２７ａを全周回転ガントリ２１ａに固定することで全周回転ガントリ２１ａとともにＸ線発生器２７ａも回転するので、Ｘ線発生器２７ａが粒子線照射機１６に衝突することはない。
つまり、全周回転ガントリ２１ａの胴部の壁面内部およびこの胴部の内周面と移動床２４の湾曲面とで形成される間隙は、非衝突エリア３１である。
すなわち、このエリアは、電子的な位置制御機構を用いなくてもＸ線発生器２７ａが粒子線照射機１６などに衝突しない非衝突エリア３１である。

また、この場合、粒子線照射機１６の先端部にＦＰＤ２７ｂを設ければ、ＦＰＤ２７ｂとＸ線発生器２７ａとの相対角度は変動せず、Ｘ線検出面の設置角度を固定することができる。
粒子線照射機１６そのものに設置されたＦＰＤ２７ｂは、粒子線照射機１６に衝突して、粒子線照射機１６の変位を阻害することがない。
つまり、ＦＰＤ２７ｂが粒子線照射機１６に固定されている場合は、粒子線照射機１６の先端部付近は、ＦＰＤ２７ｂが粒子線照射機１６の変位を阻害しない範囲内で、非衝突エリア３１である。

また、全周回転ガントリ２１ａの内部へ突出した粒子線照射機１６の突出部には、この突出部を被覆するカバー１７が設けられる。
ＦＰＤ２７ｂをカバー１７の内表面または外表面に設けた場合も、ＦＰＤ２７ｂは粒子線照射機１６などの変位を阻害しない。
よって、カバー１７の内表面および外表面にＦＰＤ２７ｂを設けた場合も、ＦＰＤ２７ｂは非衝突エリア３１に設けられたことになる。

なお、ＦＰＤ２７ｂは、設置角度を固定することができる場合であっても、粒子線照射機１６またはカバー１７に収納されるものであってもよい。
また、全周回転ガントリ２１ａの内周面であって粒子線照射機１６の固定部分が、治療空間３６に突出して露出している場合もある。
この場合、この露出部（図示せず）にＦＰＤ２７ｂを設置してもよく、この露出部付近も非衝突エリア３１である。

なお、Ｘ線撮影機器２７は、ビーム照射軸から±４５度の角度に２組設置されることが望ましい。
２方向からのＸ線画像を取得することで、患部１９の３次元の位置を把握することができる。

また、水平方向および鉛直方向にそれぞれ設置することで、従来の固定式の照射室と共通の画像処理方式を用いることができる。
また、Ｘ線発生器２７ａとＦＰＤ２７ｂとの位置を逆転して、Ｘ線発生器２７ａを粒子線照射機１６の先端部付近など治療空間３６の内部に、ＦＰＤ２７ｂを全周回転ガントリ２１ａに設置してもよい。
以下、特に明示しないが、全ての例においてＸ線発生器２７ａとＦＰＤ２７ｂの位置は交換可能である。

（移動板３７の構成）
このように全周回転ガントリ２１ａにＸ線発生器２７ａが設置されて粒子線照射機１６などにＦＰＤ２７ｂが設置されると、これらの間には、移動床２４が配置されることになる。
つまり、移動床２４によってＸ線発生器２７ａから出射されたＸ線は、移動床２４で遮蔽されて、移動床２４についてＸ線発生器２７ａと反対の側のＦＰＤ２７ｂまで到達しないことになる。
そこで、図６（Ａ）の移動板３７の一例で示されるように、移動板３７をＸ線の透過率の異なる第１床部材３７ａと第２床部材３７ｂ（３７）とで構成する。

移動板３７の母材となる第２床部材３７ｂは、例えば幅４００ｍｍ、長さ２０００ｍｍ程度のアルミ合金（例えば、ＪＩＳＡ５０５２）などであり、患者１３が乗り降りする床面として十分な強度を有する。
一方、第１床部材３７ａ（３７）は、第２床部材３７ｂよりもＸ線の透過率の高い材料で構成される。
つまり、第２床部材３７ｂに対する第１床部材３７ａの透過率の比率ηが１より大きいものが選択される。

例えば、炭素繊維強化プラスチック（carbon-fiber-reinforced plastic, ＣＦＲＰ）は、Ｘ線の透過率に対して強度が高く、第１床部材３７ａの材料として好適である。
ＣＦＲＰのＸ線透過率は同一の厚さのアルミニウムと比較して、５倍程度であることが知られている。

なお、第１床部材３７ａの材質は、第２床部材３７ｂと同一のものである場合もある。
第１床部材３７ａと第２床部材３７ｂとが同一の材質であったとしても、第１床部材３７ａの厚さを薄くすることで、Ｘ線の透過率を上げることができる。

（第１床部材３７ａの設置位置）
図６（Ｂ）は、図６（Ａ）で示される移動板３７にＸ線を照射させたときの説明図である。
Ｘ線発生器２７ａから出射されるＸ線の照射範囲は、一定の広がりを有する。
患者１３には、患部１９または患部１９の周辺に埋め込まれたマーカーなど位置を特定することができる最低限のＸ線が照射されればよい。
つまり、Ｘ線発生器２７ａから出射されるＸ線のうちの一部が患者１３に到達し、その後ＦＰＤ２７ｂにて検出される。

そこで、第１床部材３７ａは、図６（Ｂ）に示されるように、移動板３７のうちこの照射範囲との交差面３０(図６（Ｂ）)を含む範囲に設けられる。
第１床部材３７ａは、例えば図６（Ｂ）に示されるように、枠材４３が設けられ、この枠材４３を介して第２床部材３７ｂに結合される。
なお、枠材４３は、Ｘ線を透過させるような材料選択などをしている場合を除き、第２床部材３７ｂに含まれるものとする。

また、ここでいう「結合される」には、第２床部材３７ｂが穿孔されて、この穿孔部に第１床部材３７ａが嵌め込まれる場合も当然含むものとする。
第１床部材３７ａの結合にネジなどを用いると、第１床部材３７ａの取外しが容易になり、移動板３７の全体を取外さなくてもＸ線発生器２７ａを確認することができる。
ネジによる結合以外にも、接着剤による接着または溶接などを用いてもよく、結合方法は限定されない。

また、穿孔部の大きさをＸ線発生器２７ａより一回り大きくすることで、この穿孔部からＸ線発生器２７ａを容易に出し入れすることができる。
なお、第１床部材３７ａを設けた移動板３７は、第１床部材３７ａを設けていない移動板３７に比較して、強度が低くなることが多い。
そこで、最小限となる特定の移動板３７のみに第１床部材３７ａを設けるのが望ましい。

例えば、２組のＸ線撮影機器２７は、上述の理由から、粒子線照射機１６の照射軸から±４５度の角度に固定されることが多い。
よって、この場合は、第１床部材３７ａを設けた移動床２４も、照射軸から±４５度の角度およびその周辺の数枚の移動板３７に設ける。

以上のように、第１実施形態にかかる治療装置１０によれば、簡素な構成で良質なＸ線画像を取得することができる。
また、Ｘ線撮影機器２７を随時退避させる必要がないため、治療時間を短縮することができる。

〔第２実施形態〕
（部分回転ガントリ２１ｂ）
図７は、第２実施形態にかかる治療装置１０の概略構成図である。
近年、図７に示されるようにレール軌道４０、あるいは円筒の一部等を用いた部分回転ガントリ２１ｂ（２１）も知られてきている。
なお、図７においては、粒子線照射機１６に接続されて粒子線照射機１６との重量のバランスをとるバランスウェートなどの各種付随機器は省略している。

図７に示されるような部分回転ガントリ２１ｂでは、湾曲形状で３６０度より小さい角度範囲の２本のレール軌道４０が設けられる。
そして、この２つのレール軌道４０に２つの回転補助体２５が係合される。
粒子線照射機１６は、この回転補助体２５に支持されて、天板１８に固定される患者１３を中心に３６０度より小さい角度で回転する。

部分回転ガントリ２１ｂを用いる場合、粒子線照射機１６の変位角度を制限する一方で天板１８を水平に回転させることで、全周回転ガントリ２１ａと同様に任意の角度からの粒子線Ｂの照射が可能となる。
変位角度を制限することで、天板１８の付近に大きな非衝突エリア３１を確保することができる。
第２実施形態では、治療装置１０を部分回転ガントリ２１ｂに適用した場合について説明する。

図８は、部分回転ガントリ２１ｂの治療空間の概略構成図である。
第２実施形態にかかる治療装置１０は、図８に示されるように、第１実施形態と異なり、回転ガントリ２１の胴部の位置から中心軸と垂直な方向から入退室することができる。
よって、治療中も天板１８が基礎２２に近い位置に配置される。

そこで、例えば、２つのうち１つのＸ線発生器２７ａが基礎２２などの部分回転ガントリ２１ｂが回転しても変位しない箇所に固定される。
Ｘ線が基礎２２に固定されたＸ線発生器２７ａから出射される場合、ＦＰＤ２７ｂへ出射されたＸ線は、移動床２４によって遮蔽されることなく患者１３に照射される。
よって、基礎２２に固定されたＸ線発生器２７ａを含むＸ線撮影機器２７については、移動板３７について第１実施形態のような工夫は不要となる。

しかし、前述のように、患部１９の３次元の位置座標を取得するためには、２つのＸ線発生器２７ａは、例えば９０度の角度で設置される必要がある。
よって、部分回転ガントリ２１ｂであっても、２つのうち残りの１つのＸ線発生器２７ａは、第１実施形態と同様に移動床２４を挟んでＦＰＤ２７ｂと対向する位置に設けられることになる。

そこで、第１実施形態と同様に移動板３７に第１床部材３７ａを設けて、この残りの１組のＸ線撮影機器２７においても、Ｘ線撮影をすることができるようにする。
図示を省略しているが、基礎２２に設けられたＸ線発生器２７ａと対になるＰＤＦについては、例えば粒子線照射機１６の先端に設けられる。
また、部分回転ガントリ２１ｂに設けられたＸ線発生器２７ａと対になるＰＤＦは、例えば、基礎２２に設けられる。

このように第２実施形態によれば、部分回転ガントリ２１ｂが部分回転ガントリ２１ｂである場合も、第１実施形態と同様の効果を有することができる。

なお、回転ガントリ２１が部分回転ガントリ２１ｂであること以外は、第２実施形態は第１実施形態と同じ構造となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第２実施形態にかかる治療装置１０においても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
（第１床部材３７ａおよび粒子線照射機１６の相対周角度の補正）
図９（Ａ）および図９（Ｂ）は、第３実施形態にかかる治療装置１０を示す概略断面図である。
図９（Ａ）は、図３（Ａ）と同様に、図２で示した全周回転ガントリ２１ａの治療装置１０であって全周回転ガントリ２１ａの中心軸に沿った断面図である。
また、図９（Ｂ）は、図３（Ｂ）と同様に、この中心軸に垂直な方向の治療装置１０の断面図である。

第３実施形態にかかる治療装置１０は、図９に示されるように、第１実施形態の構成に加えて、第１床部材３７ａの位置を検出するセンサ部４４と、この第１床部材３７ａの位置に基づいて移動板３７を摺動させて第１床部材３７ａをＸ線撮影機器２７の照射領域上に配置する位置調整部４６と、をさらに備える。

Ｘ線発生器２７ａが全周回転ガントリ２１ａに設置されているとき、Ｘ線発生器２７ａは、中心軸の周りを略真円状に回転する。
一方、移動床２４は支持ガイド２６ａに沿って移動するため、移動床２４もまた湾曲部および水平部を形成する。

この水平部では、回転の中心角に対する移動床２４の長さが湾曲部よりも短くなる。
よって、全周回転ガントリ２１ａと移動板３７とが等しい角速度で回転すると、粒子線照射機１６の周角度と移動板３７の周角度がずれてくる。
つまり、ある周角度では４５度の周角度差にあった第１床部材３７ａが、別の周角度ではＸ線発生器２７ａの照射領域上からずれてしまうことがある。

これら第１床部材３７ａとＸ線発生器２７ａとの位置関係がずれると、Ｘ線画像の視野が狭くなる場合や、Ｘ線が遮蔽されてＸ線画像が取得できなくなる場合がある。
粒子線照射機１６の周角度差が増加すると、このずれは顕著になる。

そこで、通常、水平部におけるこのようなずれの発生を考慮して、第１床部材３７ａは、２以上の隣り合う移動板３７に設けられる。
しかし、２以上の隣り合う移動板３７に第１床部材３７ａが設けられている場合も、枠材４３がＸ線を遮蔽してしまいマーカーや特徴のある骨部位を適切に特定することができないことがある。

そこで、移動床２４の少なくとも一部は、粒子線照射機１６と連結されずに、粒子線照射機１６とは独立して支持ガイド２６ａ上を摺動するための裕度を有して係合される。
ここで、図１０は、第３実施形態にかかる治療装置１０が備える移動シート４７の概略断面図である。

具体的には、例えば、図１０に示されるように、移動板３７は数枚ごとにグループに分けられる。
グループ内の隣接する移動板３７同士は、間隔を維持して可動に連結されて一枚の移動シート４７を形成する。
そして、隣接する他の移動シート４７と位置の重複可能に支持ガイド２６ａに係合される。

例えば、支持ガイド２６ａに内周側のレーンおよび外周側のレーンの２つのレーン（図示せず）を設ける。
そして、隣接する移動シート４７を内周側のレーンと外周側のレーンとに交互に係合させる。
隣接する移動シート４７同士は、間隙の発生を防止するため、隣接する端部を重複させて背面ローラ４８で摺動可能に接続される。
このように、移動シート４７同士の重心間距離が変化する裕度を有して係合されることで、粒子線照射機１６と第１床部材３７ａとの周角度を一致させることができる。

なお、粒子線照射機１６の胴体部には、複数のうちの一部の移動シート４７が固定して接続されている。
基礎２２など変位しない箇所に設置されたセンサ部４４は、このように相互に係合された移動シート４７に向けて設置され第１床部材３７ａの位置を検出する。Ｘ線発生器２７ａが全周回転ガントリ２１ａに固定されている場合は、センサ部４４は粒子線照射機１６の先端付近に設置してもよい。
検出の方法には、例えば枠材４３に蛍光ステッカを張り付け、この蛍光ステッカの反射を光学的に検出する方法がある。

また、センサ部４４を用いずに、粒子線照射機１６の停止する周角度と第１床部材３７ａの周角度との関係を予め記憶しておき、この関係に基づいて、検出した粒子線照射機１６の停止した周角度に対応する角度補正量を求めてもよい。

いずれの場合であっても、この情報は位置調整部４６に送られて、位置調整部４６で第１床部材３７ａとＸ線発生器２７ａの照射領域とが一致するように補正される。
角度補正量の算出では、移動床の水平部で移動シート４７間の間隙ができるだけ小さくなるように算出するのが好ましい。
角度補正量が移動シート４７の重複した端部の裕度を超えて大きい場合に、移動床２４の水平部に間隙ができてしまうからである。

さらに、水平部における移動シート４７の端部には、間隙ができてしまった場合の小物の落下や挟まれ防止のためにロールスクリーンなどのガードを設けるのが望ましい。また、なるべく水平部に間隙が生じないよう各移動シート４７を駆動させることが望ましい。
位置調整部４６は、第１実施形態とＸ線発生器２７ａとの相対周角度に基づいて移動シート４７を摺動させて第１床部材３７ａを照射領域上に配置する。

以上のように、任意の周角度においてＸ線発生器２７ａと第１床部材３７ａとを一致させることができるので、任意の周角度からのＸ線撮影が可能となる。

次に、第３実施形態にかかる治療装置１０方法の動作手順を、図１２のフローチャートを用いて説明する（適宜図９を参照）。
まず、粒子線照射機１６の周角度を４５度にすることで、Ｘ線の出射方向を水平方向および鉛直方向にする（Ｓ１１）。

次に、センサ部４４で第１床部材３７ａの位置を検出して、第１床部材３７ａの周角度を調節してＸ線発生器２７ａの周角度と揃え（Ｓ１２）、Ｘ線撮影をする（Ｓ１３）。
Ｘ線は、第１床部材３７ａを透過して、さらに患者１３の患部１９付近を透過して粒子線照射機１６に固定されたＦＰＤ２７ｂで検出される。
治療計画で設定した患部１９に粒子線Ｂが正確に照射できるよう取得されたＸ線画像をもとに患者１３の位置を調節する（Ｓ１４）。

患者１３の位置調節後、Ｘ線で再度撮影をする（Ｓ１５）。
再度の撮影で取得されたＸ線画像を確認して、患者１３の位置が適切になるまでＸ線撮影および患者１３の位置調節を繰り返す（Ｓ１６：ＮＯ：Ｓ１４へ）。
位置決めの前後では、患者１３の姿勢や状況を確認するために技師３８が移動床２４に乗って患者１３にアクセスすることもある。
患者１３の位置が適切であれば位置決めを完了する（Ｓ１６：ＹＥＳ）。

次に、粒子線照射機１６を回転して出射位置に配置する（Ｓ１７）。
センサ部４４で第１床部材３７ａの位置を検出し、第１床部材３７ａを摺動して周角度をＸ線発生器２７ａの周角度に一致させる（Ｓ１８）。
なお、第１床部材３７ａをＸ線発生器２７ａの周角度に完全に一致させることができない場合などは、Ｘ線の照射領域に第１床部材３７ａが含まれるようにすればよい。
呼吸同期照射しない場合、そのまま粒子線照射機１６が粒子線Ｂを照射する（Ｓ１９：ＮＯ：Ｓ２０）。
治療計画に従って、所定の線量を照射したら、照射を終了する（Ｓ２１）。
別の周角度でも照射をする場合、粒子線照射機１６を回転させて次の周角度に配置する（Ｓ２２：ＹＥＳ：Ｓ１７へ）。
計画された全ての周角度で照射をした後（Ｓ２２：ＮＯ）、粒子線治療を終了する。

また、粒子線治療方法には、患者１３の呼吸による患部１９の周期的な変位にタイミングを合わせて粒子線Ｂを照射する呼吸同期照射法がある。
呼吸同期照射法を実施する場合、Ｘ線撮影をして患部１９の位置を確認する（Ｓ１９：ＹＥＳ：Ｓ２３）。

そして、患部１９が最適な位置にきたときに、タイミングを合わせて粒子線Ｂを照射する（Ｓ２４）。
照射を終了するまで、Ｘ線撮影および粒子線Ｂの照射をする（Ｓ２５：ＮＯ：Ｓ２３へ）。
特定の周角度での粒子線Ｂの照射終了後は、通常の照射治療法と同様に、全周回転ガントリ２１ａを回転させて粒子線照射機１６を別の周角度に移動する（Ｓ２５：ＹＥＳ：Ｓ２２：ＹＥＳ：Ｓ１７へ）。

なお、第１床部材３７ａの周角度を調整することができるので、粒子線照射機１６を当初の４５度の周角度に戻さずに、停止している周角度で何度もＸ線撮影を実施することができる。
さらに、例えば、ビーム照射直前で患者の体調が悪化し、一度退室、再度治療台に戻った場合でも、上記のように停止している粒子線照射機１６の周角度に合わせて第１床部材３７ａの周角度を調整すれば、粒子線照射機１６の周角度を初期角度（位置決め角度）に戻すことなく、良好なＸ線撮影が可能になる。

粒子線照射機１６の回転、Ｘ線装置の駆動システムなしに、短時間で位置決め確認および治療再開が可能となる。
なお、全周回転ガントリ２１ａについて説明したが、第３実施形態では部分回転ガントリ２１ｂでも同様に適用することができる。

なお、移動床２４を移動シート４７に分けて停止した周角度の補正をすること以外は、第３実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第３実施形態にかかる治療装置１０によれば、第１実施形態の効果に加え、任意の周角度からもＸ線発生器２７ａと第１床部材３７ａとの周角度を一致させることができるので、任意の周角度におけるＸ線撮影が可能となる。

また、Ｘ線撮影の度に粒子線照射機１６を治療開始時の周角度（位置決め角度）に戻す必要がないので、治療時間も短縮することができる。
同様に治療開始時の周角度（位置決め角度）に戻す必要がないので、粒子線の照射中の患者１３の呼吸や僅かな体位の変更による患部１９のずれに同期または追尾する呼吸同期照射または動体追尾照射も可能となる。
さらに、任意の周角度からＸ線撮影ができるので、患部１９との関係で最適な周角度からＸ線照射をすることができる。

〔第４実施形態〕
図１１（Ａ）は、第４実施形態にかかる治療装置１０の移動板３７の斜視図である。
また、図１１（Ｂ）は、図１１（Ａ）に示されるＩ-Ｉ断面、すなわち第２床部材３７ｂの断面図である。
また、図１１（Ｃ）は、図１１（Ａ）に示されるＩＩ-ＩＩ断面、すなわち第１床部材３７ａの断面図である。

第４実施形態にかかる治療装置１０は、図１１（Ａ）に示されるように、周回方向に隣り合う２つ以上の移動板３７に設けられる第１床部材３７ａが、第２床部材３７ｂを挟まずに連続している。
つまり、第１実施形態で示した枠材４３（図６）を含まずに、周回方向に第１床部材３７ａが連続して配置される。

すなわち、周回方向に沿って２つに分けられた第２床部材３７ｂに、第１床部材３７ａが結合されることで接続している。
第１床部材３７ａの剛性を確保するため、第１床部材３７ａと第２床部材３７ｂとの結合部位にリブ（図示せず）を設けて第１床部材３７ａと第２床部材３７ｂを結合してもよい。

（透過経路長の条件）
連続して配置される第１床部材３７ａは、第２床部材３７ｂの形状に合わせて、例えば、Ｌ字型またはコ字型の形状を有する場合がある。
しかし、このような形状の第１床部材３７ａをＸ線が透過すると、第１床部材３７ａへの入射地点および入射角度が連続的に変わるとき、その透過経路長は、不連続に急変する。

つまり、第１床部材３７ａが直角形状のような鋭利な形状をしている場合、第１床部材３７ａとＸ線発生器２７ａとの相対角度の連続的な変化によって、透過経路長は不連続に急変することになる。

このような透過経路長の急変によって、ＦＰＤ２７ｂには、何かしらの物体があると認識される急なピークが発生するおそれがある。
そこで、第１床部材３７ａとＸ線発生器２７ａとの位置関係が変化したときに、第１床部材３７ａに進入するＸ線の透過経路長が急変しない形状にされる。
例えば、図１１（Ｃ）に示されるように、第１床部材３７ａの各頂角はできるだけ滑らかで緩やかに湾曲させることが望ましい。

また、第１床部材３７ａの形状をできるだけ平坦にして、厚さの変化のないものにする。
例えば、図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）を比較してわかるように、第１床部材３７ａの屈曲している端部は、この屈曲部の長さをできるだけ短くすることが望ましい。

また、第１床部材３７ａとＸ線発生器２７ａとがとりうる任意の相対位置からのＸ線の入射に対しても、許容上限として設定した長さを超えないような形状にすることが望ましい。

なお、第１床部材３７ａを枠材４３を設けずに連続して配置することおよび移動板３７の形状を規定したこと以外は、第４実施形態は第１実施形態と同じ構造および動作手順となるので、重複する説明を省略する。
図面においても、共通の構成または機能を有する部分は同一符号で示し、重複する説明を省略する。

このように、第４実施形態にかかる治療装置１０によれば、第３実施形態の効果に加え、センサ部４４および位置調整部４６などによるＸ線発生器２７ａと移動床２４の相対位置の角度補正をしなくても、Ｘ線撮影をすることができる。

以上述べた少なくとも一つの実施形態の治療装置１０または粒子線治療方法によれば、移動板３７に第１床部材３７ａを設けることにより、簡素な構成で良質なＸ線画像を取得できるとともに治療時間の短縮化することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。
これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１０…粒子線治療装置（治療装置）、１１…イオン源、１２…粒子線加速器、１３…患者（被照射体）、１４…治療建屋、１６…粒子線ビーム照射機（粒子線照射機）、１７…カバー、１８…天板、１９…患部、２１…回転ガントリ（支持体、回転構造体）、２１ａ（２１）…全周回転ガントリ、２１ｂ（２１）…部分回転ガントリ、２２…基礎、２３…占有範囲、２４…移動床、２５…回転補助体、２６（２６ａ，２６ｂ）…支持ガイド、２７（２７ａ，２７ｂ）…Ｘ線撮影機器（Ｘ線発生器，Ｘ線検出器）、３１…非衝突エリア、３４…回転駆動部、３５…摺動駆動部、３６…内部空間、３７（３７ａ，３７ｂ）…移動板（第１床部材，第２床部材）、３８…技師、３９…通過センサ、４０…レール軌道４１…シャフト、４３…枠材、４４…センサ部、４６…位置調整部、４７…移動シート、４８…背面ローラ、４９…リブ、Ｂ…粒子線ビーム（粒子線）、η…透過率の比率。

Claims (13)

1. 粒子線ビームを出射する粒子線ビーム照射機と、
   前記粒子線ビーム照射機を支持する可動な支持体と、
   前記粒子線ビーム照射機の変位軌道上に設けられるとともに被照射体を載置する天板の下方で略水平な包絡面を形成するよう複数で構成され、少なくともその一つが第１床部材と前記Ｘ線の透過率が前記第１床部材より大きい第２床部材とを備える移動板と、
   前記粒子線ビーム照射機、前記支持体および前記移動板のいずれにも衝突しない非衝突エリアに設けられるＸ線発生器と、
   前記Ｘ線発生器と対向する位置に設置され前記第１床部材を透過するＸ線を検出するＸ線検出器と、を備えたことを特徴とする粒子線治療装置。
2. 前記Ｘ線発生器は前記支持体に支持される請求項１に記載の粒子線治療装置。
3. 前記Ｘ線検出器は前記支持体に支持される請求項１に記載の粒子線治療装置。
4. 隣り合う２つ以上の前記移動板に前記第１床部材が設けられる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
5. 隣り合う２つ以上の前記移動板が設けられる前記第１床部材が、前記第２床部材を挟まずに連続している請求項４に記載の粒子線治療装置。
6. 前記第１床部材の位置を検出するセンサ部と、
   前記位置に基づいて前記移動板を移動させて前記第１床部材を前記照射領域上に配置する位置調整部と、を備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
7. 前記移動板は、複数のグループに分けられ、
   前記グループ内の隣接する前記移動板同士は連結されて一枚の移動シートを形成し、
   前記移動シートと隣接する他の移動シートとの重心間距離が変化する請求項１から請求項６に記載の粒子線治療装置。
8. 前記第１床部材と前記Ｘ線発生器との位置関係が変化したときに前記第１床部材に進入するＸ線の透過経路長が急変しない請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
9. 前記第１床部材を構成する材質はＣＦＲＰである請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
10. 前記支持体は、前記被照射体を中心として回転する円筒状の回転構造体である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
11. 前記支持体は、前記被照射体を中心として２７０度以下の角度で回転する請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
12. 前記移動板は、前記粒子線ビーム照射機の周回方向に沿って移動する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
13. 前記移動板は、前記粒子線ビーム照射機の周回方向に垂直な方向に移動する請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。

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