JP2017153908A - 粒子線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】がん治療を受ける患者の心理的負担を従来に比べてより低減することができる粒子線治療装置を提供する。
【解決手段】重粒子線を加速するシンクロトロン２０と、このシンクロトロン２０で加速されたビームを輸送するビーム輸送系１５と、このビーム輸送系１５により輸送されたビームを標的に照射する照射装置２５０を有する照射系１０ａ，１０ｂと、シンクロトロン２０、ビーム輸送系１５および照射系１０ａ，１０ｂを制御する制御装置１００と、照射系１０ａ，１０ｂの照射装置２５０が配置される治療室２００と、を備え、照射装置２５０のカバー３００と治療室２００の側壁２１０とが、なだらかな曲線でつながれた形状である。
【選択図】 図４

Description

本発明は、粒子線治療装置に関する。

特許文献１，２には、重粒子線を照射して腫瘍を殺傷する治療システムにおいて、病巣を検出し、位置決めし、その病巣を治療するための治療器で、この治療器を壁側，或いは天井に設置することが記載されている。

また、特許文献３には、ガイド構造体にガイドされる変形可能なバンドの形態で可動フロアを含むハドロン治療装置に関し、下方セグメントは、照射ユニットが第１の角度位置にあるときには、下方格納位置から実質的に水平なフロア表面を形成する位置まで、照射ユニットによって引出し可能であり、上方セグメントは、照射ユニットが第２の角度位置にあるときには、上方格納位置から実質的に水平なフロア表面を少なくとも部分的に形成する位置まで、照射ユニットによって引出し可能であり、下方セグメント及び上方セグメントは有限の長さのセグメントであることが記載されている。

意匠登録第１４０７３０１号公報 意匠登録第１４０７３０２号公報 米国特許出願公開第２０１５／０２３１４１２号明細書

放射線による癌治療において、近年、正常細胞に比較的障害を与えずに治療することができる粒子線（陽子線や重粒子線等）が注目されている。

この粒子線の照射を効率良く行うためには、患者の患部に精度良く粒子線ビームを照射する必要があり、照射ノズルを患者の最適な照射位置に設定可能な構造を有する放射線治療装置の開発がされてきた。

特許文献１，２に記載されているように照射ノズルを含めた照射装置を治療室の壁にそのまま設けたり、特許文献３のように任意の方向からビームを患部へ照射可能とするために回転ガントリーに照射装置とビームの輸送装置とを搭載する場合に照射装置のノズル可動部を壁面に設けたりすると、照射装置が室内に突出して配置されることになる。

照射装置が治療室内に突出していると、治療室に入った患者にとって照射装置を大きく感じることがあり、圧迫感を感じる憾みがある。そこで、照射装置の存在感を小さくすることによって、治療を受ける患者の圧迫感をより軽減し、心理的負担をより低減することができる粒子線治療装置の開発が待たれていた。

本発明は、がん治療を受ける患者の心理的負担を従来に比べてより低減することができる粒子線治療装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、粒子線を加速する加速器と、この加速器で加速された前記粒子線を輸送するビーム輸送系と、このビーム輸送系により輸送された前記粒子線を標的に照射する照射装置を有する照射系と、前記加速器、前記ビーム輸送系および前記照射系を制御する制御装置と、前記照射系の前記照射装置が配置される治療室と、を備え、前記照射装置と前記治療室の側壁とが、なだらかな曲線でつながれた形状であることを特徴とする。

本発明によれば、がん治療を受ける患者の心理的負担を従来に比べてより低減することができる。

本発明の好適な一実施形態である粒子線治療装置の構成図である。 図１の粒子線治療装置における制御装置の構成図である。 図１の粒子線治療装置における照射系や治療室の構成図である。 図１の粒子線治療装置の治療室の概略を示す図である。 図１の粒子線治療装置の治療室の上面図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図５のＢ−Ｂ断面図である。 図１の粒子線治療装置の照明制御装置の制御に用いるデータテーブルの図である。 図１の粒子線治療装置の照明制御装置の制御の流れを説明するフローである。 本発明の粒子線治療装置における治療室の他の一例を示す概略図である。 本発明の粒子線治療装置における治療室の更に他の一例を示す概略図である。

本発明の粒子線治療装置の実施形態を、図１乃至図１１を用いて説明する。本実施形態では、粒子線治療装置として炭素イオン等の重粒子を照射する粒子線治療装置を例にして説明する。

まず、図１に示す治療システムについて説明する。図１は本発明の好適な一実施形態である粒子線治療装置の構成を示す図である。

図１において、粒子線治療装置１は、重粒子線（以下、ビームとも記載）を加速するシンクロトロン２０と、シンクロトロン２０で加速されたビームを輸送するビーム輸送系１５と、ビーム輸送系１５により輸送されたビームを標的に照射する照射ノズル部１０５（図３参照）が設けられている照射装置２５０（図３参照）を有する照射系１０ａ，１０ｂと、照射制御装置１５０を有する制御装置１００と、照射系１０ａ，１０ｂの照射装置２５０が配置される治療室２００と、を備えている。

次に、制御系について図２を参照して説明する。図２は、図１の粒子線治療装置における制御装置の構成図である。

図２において、制御装置１００は、シンクロトロン２０、ビーム輸送系１５および照射系１０ａ，１０ｂ内の各機器の動作を制御する照射制御装置１５０と、治療室２００の照明４００（図４等参照）の照明色と照度とを制御する照明制御装置１２０とを有している。照明制御装置１２０は、照射制御装置１５０や照明４００等との情報の授受を行う通信部１２２と、照明４００の照度を制御する照度制御部１２４と、照明４００の照明色を制御する照明色制御部１２６と、照明４００のＯＮ／ＯＦＦや照明４００の点灯のモードの切り替えを入力するための入力装置１２８と、を有している。照明制御装置１２０の制御の詳細については後述する。

図１に戻り、シンクロトロン２０では、ビームが加速された後にビーム輸送系に対して出射される。出射されたビームは切替電磁石３０ａに導かれる。切替電磁石３０ａは、励磁されているときにビームを偏向して照射系１０ａに導き、励磁されていないときにはビームを偏向せずに直進させる。この切替電磁石３０ａは、電源４０ａから電力が供給されることによって励磁されるが、電源４０ａからの電力の供給は図示しない制御盤のスイッチを技師が操作することで制御される。つまり、照射系１０ａにおいて患者１０６の治療を行うときに、技師のスイッチ操作により電源４０ａから切替電磁石３０ａに電力を供給させ、照射系１０ａにおいて患者１０６の治療を行わないときには、技師のスイッチ操作により電源４０ａから切替電磁石３０ａへの電力の供給を停止させる。なお、照射制御装置１５０において、自動で切替を行ってもよい。照射系１０ａでは、導かれたビームを患者１０６の患部に照射するが、詳細については後述する。

照射系１０ｂで治療を行う場合は、切替電磁石３０ａへの電力の供給を停止させると共に、切替電磁石３０ｂに電力を供給する。切替電磁石３０ｂへの電力の供給は、前述の切替電磁石３０ａの場合と同様に、技師によるスイッチ操作によって電源４０ｂが制御されて行われる。切替電磁石３０ａへの電力の供給を停止し、切替電磁石３０ｂに電力を供給することによって、ビームは無励磁状態の切替電磁石３０ａを直進した後、励磁状態の切替電磁石３０ｂにて偏向されて照射系１０ｂに導かれる。照射系１０ｂにおける治療については、後述する照射系１０ａでの照射と略同じであるため、詳細は省略する。

なお、照射系１０ａ，１０ｂにて治療を行わない場合は、シンクロトロン２０からのビームの出射を停止するか、切替電磁石３０ａ，３０ｂを共に無励磁状態としてビームをビームダンプ５０に捨てる。

次に、図３を用いて照射系１０ａにおけるビームの照射について詳細に説明する。図３は図１の粒子線治療装置が有する照射系の構成を示す図である。なお、照射系１０ｂの構成は照射系１０ａと略同じであるため、詳細は省略する。

図３に示す本実施形態の照射系１０ａは、患者１０６に対して３方向からビームを照射できるように構成されている。つまり、床２１４に対して垂直に配置された真空ダクト１０２ａと、床２１４に対して４５°傾けて配置された真空ダクト１０２ｂと、床２１４に対して水平に配置された真空ダクト１０２ｃとが設けられている。照射系１０ａでは、ビームを導く真空ダクトを変えることによってビームの照射方向が変えられる。なお、本実施形態では、真空ダクト１０２ａ〜１０２ｃをそれぞれ照射ポート１０２ａ〜１０２ｃと呼ぶ。

床２１４に対して垂直な方向からビームを照射する場合、偏向電磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｄを励磁すると共に四極電磁石１０４ａ〜１０４ｆを励磁する。また、このとき偏向電磁石１０３ｃは無励磁状態とする。前述のようにシンクロトロン２０から出射されたビームは照射系１０ａの偏向電磁石１０３ａに導かれ、偏向電磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｄによって偏向されると共に、四極電磁石１０４ａ〜１０４ｆによってチューンが調節されて照射ポート１０２ａに導かれる。

ビームは照射ポート１０２ａから出力された後、照射ノズルを通って治療台１０８上の患者１０６に照射される。ここで、本実施形態の照射系１０ａにおける照射ノズルは、複数ある照射ポート１０２ａ〜１０２ｃ間を移動可能な照射ノズル部１０５を備えている。このため、照射ポート１０２ａから出力されたビームが通る位置（図３中のＡの位置）に照射ノズル部１０５を予め移動させておく。なお、照射ポート１０２ａから出力されたビームが通る位置には予めリミットスイッチが設けられており、照射ノズル部１０５に設けられた駆動装置（図示せず）を制御することによって照射ノズル部１０５をリミットスイッチの位置まで移動させる。このように、本実施形態では、照射ノズルを移動させるための移動機構として、リミットスイッチおよび駆動装置を用いている。以上のようにして、ビームを照射ポート１０２ａを介して照射することにより、床２１４に対して垂直な方向から患者１０６にビームを照射することができる。

照射ノズル部１０５内には、線量モニタ、ビームの平坦度を計測するビーム位置モニタ、ビームのエネルギーを調節してビームの到達する深さを調節するレンジモジュレータ（飛程調節器）、散乱体、リッジフィルタ患者コリメータ、患者ボーラス、アプリケータ等が設置されている。

次に、床２１４に対して４５°傾いた方向からビームを照射する場合について説明する。まず、照射ノズル部１０５を照射ポート１０２ｂから出力されたビームが通る位置（図３中のＢの位置）に移動させる。その後、偏向電磁石１０３ａ〜１０３ｃおよび四極電磁石１０４ａ〜１０４ｄ，１０４ｇ，１０４ｈを励磁状態とする。偏向電磁石１０３ａに導かれたビームは、偏向電磁石１０３ａ〜１０３ｃおよび四極電磁石１０４ａ〜１０４ｄ，１０４ｇ，１０４ｈによって照射ポート１０２ｂに導かれ、照射ポート１０２ｂおよび照射ノズル部１０５を介して患者１０６に照射される。このようにして、ビームを照射ポート１０２ｂを介して照射することにより、床２１４に対して４５°傾いた方向から患者１０６にビームを照射することができる。

更に、床２１４に対して水平な方向からビームを照射する場合について説明する。まず、照射ノズル部１０５を照射ポート１０２ｃから出力されたビームが通る位置（図３中のＣの位置）に移動させる。その後、四極電磁石１０４ｉ，１０４ｊを励磁状態とする。このとき偏向電磁石１０３ａは必ず無励磁状態とする。偏向電磁石１０３ａに導かれたビームは、偏向電磁石１０３ａで偏向されずに直進し、四極電磁石１０４ｉ，１０４ｊによってチューンを調節された後に照射ポート１０２ｃに導かれ、照射ポート１０２ｃおよび照射ノズル部１０５を介して患者１０６に照射される。このようにして、ビームを照射ポート１０２ｃを介して照射することにより、床２１４に対して水平な方向から患者１０６にビームを照射することができる。

以上の通り、本実施形態の照射系１０ａでは、３方向からビームを照射することができる。なお、本実施形態の照射系１０ａは、照射ポートを３つ設けて３方向からのビーム照射を可能としたのに加えて、治療台１０８として傾けることができるようなカウチを採用することにより患者１０６の向きを変え、患部に対するビームの照射方向を調節できるようにすることもできる。

更に、図３に示すように、照射ノズル部１０５が設置された治療室２００と、複数の照射ポート１０２ａ〜１０２ｃの設置された空間とは、照射装置２５０のカバー３００により隔てられている。このカバー３００は、照射装置２５０と治療室２００の側壁２１０とをなだらかな曲線でつなぐよう、曲面形状をしている。このカバー３００により、側壁２１０から照射装置２５０が突出して配置されていないように見えるようになっている。カバー３００は、照射ノズル部１０５が移動で通過する箇所の壁面を構成しており、照射ノズル部１０５を移動させる移動機構を患者の視界から隠している。カバー３００の具体的な構造については後述する。

次に、照射系１０ａ，１０ｂの具体的な制御方法について以下説明する。照射系１０ａ，１０ｂを構成する多数の機器は予め定められた治療計画に基づいて制御されるので、まず治療計画の立て方について説明する。

まず、技師が治療計画装置１６０に治療を行う患者１０６を特定するための情報を入力する。治療計画装置１６０では、予めＸ線ＣＴ装置により撮像して得られた患者１０６の画像データを、入力された患者特定情報に基づいて取得し、画像を表示させる。

技師は、表示された断層画像上に患部領域、照射中心位置、体輪郭、重要臓器、位置判別用マーカー等の情報を入力すると、断層画像と３次元人体画像とが表示される。

技師は、表示された断層画像と３次元人体画像を参照しながら患部に対するビームの照射方向を入力する。なお、本実施形態では、ビームを複数の方向から患部に照射するので、照射する順番を付加して複数の照射方向を入力する。治療計画装置１６０では、入力された複数の照射方向に基づいて複数の照射方向毎に使用する照射ポート１０２ａ〜１０２ｃと治療台１０８の傾きを決定する。

次に、治療計画装置１６０は、照射方向から見た患部の深さ位置、患部の厚さ、患部外形の２次元形状および患部底部の形状を計算し、必要に応じ、スキャニング照射であればシンクロトロン２０から出射するビームのエネルギー、走査電磁石１０９ａ〜１０９ｃの電流値等、ブロードビーム照射であれば更に、ワブラ電磁石に流す電流の値、散乱体の厚み、レンジモジュレータの形状、患者コリメータの形状、患者ボーラスの形状等の機器データを求める。なお、上記機器データは照射方向毎に求められる。

次に、治療計画装置１６０は、患者１０６に照射されるビームの線量分布を照射方向ごとに計算し、患者１０６の体内における線量分布の計算結果を表示させる。

技師は、表示された線量分布が良好であれば承認をし、例えば重要な臓器における線量が多い等の問題があれば照射方向を変更して良好な線量分布が得られるまで線量分布の計算を行わせる。

技師に承認された線量分布に対応する照射ポート１０２ａ〜１０２ｃ、治療台１０８の傾きおよび機器データ等の患者データは記憶され、制御装置１００の照射制御装置１５０の要求に応じて患者データを出力する。

また、必要に応じ、散乱体の厚み、レンジモジュレータの形状、患者コリメータの形状および患者ボーラスの形状に基づいて、散乱体、レンジモジュレータ、患者コリメータおよび患者ボーラスを作製する。

次に、先に作成された治療計画に基づいた実際の照射の際の照射系１０ａの制御方法について以下説明する。

照射制御装置１５０において、まず技師が治療を行う患者１０６の患者特定情報を入力すると共に使用する照射装置を選択し、患者特定情報と選択された照射装置を特定する情報が入力される（ここでは照射系１０ａが選択されたとする）。照射制御装置１５０では、入力された患者特定情報に基づいて対応する患者データを取り込む。取り込んだ患者データのうち、１番目に照射を行う照射方向が表示される。技師は、必要に応じ、表示された照射方向に応じて作製された散乱体、レンジモジュレータ、患者コリメータおよび患者ボーラスを照射ノズル部１０５に設置する。

照射制御装置１５０は、取り込んだ患者データから、１番目に照射を行う照射方向に対応する照射ポート（ここでは照射ポート１０２ａとする）の情報を読み出し、駆動部を制御し、照射ポート１０２ａから出力されたビームが通過する位置に照射ノズル部１０５を移動させる。また、照射系１０ａを構成する偏向電磁石のうち照射ポート１０２ａを使用する際に励磁しなければならない偏向電磁石（この場合は偏向電磁石１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｄ）および四極電磁石（この場合は四極電磁石１０４ａ〜１０４ｆ）を選択し、特定された偏向電磁石および四極電磁石に電力を供給させ、偏向電磁石および四極電磁石を励磁する。ここで、励磁する必要がない電磁石に対しては電力値として０を設定するか、電磁石を停止させるように設定する。更に、照射系電磁石に与える電流の値や治療台１０８の傾きの情報も取り出し、照射系電磁石や治療台１０８に入力される。照射系電磁石とは、スキャニング照射をする場合は図３等に示すような走査電磁石１０９ａであり、ワブラ照射をする場合はワブラ電磁石である。シンクロトロン２０から出射するビームのエネルギーも取り出し、与えられたビームエネルギーを持つビームが出射されるようにシンクロトロン２０を制御する。

以上のようにして、照射系１０ａの照射ポート１０２ａからビームを照射するための準備が行われる。

そして、準備が整った状態で技師から治療開始指令が入力されると、シンクロトロン２０よりビームを出射させ、シンクロトロン２０から出射されたビームは照射系１０ａに導かれ、照射ポート１０２ａから患者１０６に対して照射される。患部に照射されるビームの照射線量は照射ノズル部１０５に設けられた線量計にて測定され、その測定値が予め定められた設定値に達したら、シンクロトロン２０からのビームの出射を停止し、患部へのビーム照射を停止する。

以上のようにして１番目に照射を行う照射方向からのビーム照射が終了したら、次に２番目に照射を行う照射方向からビーム照射を行う。その手順は１番目の照射方向の場合と同様であるので詳細な説明は省略するが、照射方向を変更する際に照射ポート１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが変わる場合は、照射ノズル部１０５の位置や治療台１０８の傾き、励磁される照射系電磁石、偏向電磁石および四極電磁石が変更されると共に、必要に応じ、照射ノズル部１０５に設置される散乱体、レンジモジュレータ、患者コリメータおよび患者ボーラスも交換される。

このように、設定された各照射方向からの照射が全て終了するまでビーム照射を繰り返し、患者１０６の患部に対して複数の方向からのビーム照射が行われる。

次に、図４乃至図９を用いて照射装置２５０と治療室２００の側壁２１０とをなだらかな曲線でつなぐカバー３００の具体的構造について説明する。図４は図１の粒子線治療装置の治療室の概略を示す図、図５は治療室の上面図、図６は図５のＡ−Ａ断面図、図７は図５のＢ−Ｂ断面図、図８は照明制御装置の制御に用いるデータテーブルの図、図９は照明制御装置の動作を説明するフローである。

図４および図５に示すように、側壁２１０、天井２１２、床２１４とで構成される治療室２００には、照射装置２５０の一部、治療台１０８が配置されている。照射装置２５０として、治療室２００内には、照射ノズル部１０５、位置検出器２８０、レーザマーカ２９０が配置されている。

本実施形態では、図４等に示すように、照射装置２５０のカバー３００と治療室２００の側壁２１０とが、なだらかな曲線でつながれた形状となっている。カバー３００は、側壁２１０と基本的に同じ色、材質で構成されており、統一感を持たせている。

図４および図６に示すように、このカバー３００のなだらかな曲線の曲率が変化する部分には、側壁２１０や照射装置２５０とは色が異なるカバーライン部３０２が設けられている。このカバーライン部３０２は、図４および図７に示すように、照射ノズル部１０５の移動範囲においては、照射ノズル部１０５の移動方向に略平行に設けられている。また位置検出器２８０の設けられている範囲では、照射ノズル部１０５の移動範囲より幅が拡げられて設けられている。

カバーライン部３０２の色は、側壁２１０や照射装置２５０のカバー３００の色と同系統の色で構成されており、カバーライン部３０２が強調されずに統一感は保つようになっている。例えば、側壁２１０や照射装置２５０のカバー３００を白色とし、カバーライン部３０２を銀色とすることが考えられる。

また、照射ノズル部１０５についても、角張った部分を無くして曲線を意識した外観となっており、圧迫感の低減を図っている。

図４等に示すように、照射装置２５０は、患者１０６中の標的の位置を検出するための位置検出器２８０を有している。この位置検出器２８０の外壁も、先端が狭まるようななだらかな曲線で構成されており、先端に向かって緩やかな曲線形状の外観をしている。位置検出器２８０は、治療台１０８に固定された患者１０６内の標的の位置を確認するための機器であり、例えばＸ線発生器とＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）とから構成される。

図６および図７に示すように、位置検出器２８０とカバーライン部３０２との間には、段差２８６が形成されている。この段差２８６が設けられていることによって、位置検出器２８０がなだらかな曲線よりさらに小さく見えるようになっており、位置検出器２８０の存在感をより小さくするようになっている。

また、図４に示すように、カバーライン部３０２の位置検出器２８０が設けられている位置での鉛直方向の幅３０４と位置検出器２８０の鉛直方向の幅２８４とは、１：（１＋√５）／２の黄金比となっており、位置検出器２８０の圧迫感をより軽減する構成になっている。

図７に示すように、位置検出器２８０の曲線部２８１と曲線部２８２とは全く同じ曲率の曲線ではないものの、同じような曲率の曲線となっている。照射ノズル部１０５側の曲線部２８１は、照射ノズル部１０５の移動軌跡の描く曲率とは異なる曲率の曲線になっており、位置検出器２８０の存在による圧迫感を軽減する曲率となっている。

図５に示すように、治療室２００の天井２１２には、照射装置２５０との境界部分に照明４００が治療室２００を連続して一周するように設けられており、治療室２００と照射装置２５０との一体感を強調する配置となっている。なお、照明４００は、天井２１２と照射装置２５０との境界部分の少なくとも照射装置２５０の外周を覆う位置に設けられていればよいが、図５に示すように治療室２００の全周に連続して設けられているか、治療室２００の入り口を除いて連続して設けられていることが望ましい。

照明４００は、ＬＥＤ等の照度や照明色を自由に調整可能な光源が用いられている。この照明４００は、治療台１０８上の患者１０６が直接視認できないようになっており、室内を間接的に照明するよう配置されている。

具体的には、図６に示すように、照射装置２５０は、天井２１２との接続部分のあたりにＲ部２６０が設けられており、曲線の形状を有している。また、治療室２００の天井２１２は、その天板が窪んだ位置に照明４００が設けられており、照明４００の下部には、照明４００を治療台１０８の患者１０６から隠すための覆い部４１０が設けられている。これらＲ部２６０および覆い部４１０により、照明４００から放出された光は、図６に示すように、Ｒ部２６０または覆い部４１０によって治療台１０８の患者１０６に直接入射しないようになっており、直接視認することができない間接照明となっている。

なお、治療台１０８の周囲などに、技師の作業用の照明を別途設けることができる。

図４に戻って、カバー３００は、照射装置２５０と治療室２００の側壁２１０との境界部に照射装置２５０の駆動部（モータ軌跡２７０の部分等）にアクセスするためのメンテナンス用扉３１０，３１２を有している。メンテナンス用扉３１０は側壁２１０側を軸として開閉可能であり、メンテナンス用扉３１２はメンテナンス用扉３１０側を軸として開閉可能である。

また、治療台１０８は、広い可動範囲が必要であるため、アーム部１０８Ａ，１０８Ｂを備えた多関節ロボット（アーム型ロボット）に接続されているが、図４等に示すように、アーム部１０８Ａの床２１４の反対側は面取りが行われており、なだらかな曲線を意識した外観としている。

なお、本発明においては、治療台１０８に限られず、治療室２００内に配置される機器の外観は、角張った部分のないなだらかな曲線を意識した外観とすることが望ましい。

図４等に示す治療室２００では、制御装置１００の照明制御装置１２０により治療室２００の照明４００の照明色と照度とが制御される。照明制御装置１２０は、患者１０６内の標的への照射のフェーズごとに照明４００の照明色，照度を、照度制御部１２４および照明色制御部１２６により自動で切り替える制御を行う。特に、標的の位置合わせ中およびビームの照射中は、照射開始前や照射終了後より照明４００の照明色，照度を低くする制御を実行する。

より具体的には、照明制御装置は図８に示すようなデータテーブルに基づいて照明４００の照明色，照度を切り替える。データテーブルは、例えば、４つの照射フェーズに応じた４つのモード（入室・患者固定モード、位置合わせモード、照射モード、照射終了・退室モード）を有している。

入室・患者固定モードは、照度を高くし、また照明色を昼白等のように高くして、治療室２００内を明るい状態とするモードである。位置合わせモードは、レーザマーカ２９０による位置合わせのために、照度を極低とし、また照明色も黄色等のように低くして、暗い状態とするモードである。照射モードは、照度を低くし、また照明色を黄色等のように低くして、落ち着きのある状態とするモードである。照射終了・退室モードは、照射終了を演出することを目的として、照度を高くし、また照明色も昼白色等のように高くして、明るい状態とするモードである。

なお、これらの各モードの照度や照明色の状態は一例であり、任意に設定することができる。またモードの数も４つに限定されず、適宜設けることができる。例えば、治療装置のＰＲ，説明用のモード等を搭載することも可能である。

次に、図９を用いて、照射の流れとその際の照明制御装置１２０の制御について説明する。

患者１０６が治療室２００に入室すると、患者１０６を治療台１０８上に固定するため、照明制御装置１２０は、技師による入力装置１２８による指示等に基づいて治療室２００の照明４００をＯＮにする。次いで、照明制御装置１２０は、照明４００のモードとして入室・患者固定モードを読み込み、照度制御部１２４により照度を高くし、照明色制御部１２６により照明色を高くする（ステップＳ１０）。

次いで、患者１０６が治療台１０８上に固定されたことを認識した後は、レーザマーカ２９０を用いた照射位置の位置合わせが行われるため、レーザマーカ２９０のＯＮの信号などの入力を受けて、照明制御装置１２０は、照明４００のモードとして照射位置の位置合わせモードを読み込み、照度制御部１２４により照度を極力低くし、照明色制御部１２６により照明色を低くする（ステップＳ１２）。

位置合わせが終了したら照射が行われるため、照明制御装置１２０は、制御装置１００からの照射開始信号の入力を受けて、照明４００のモードとして照射モードを読み込み、照度制御部１２４により照度を低くし、照明色制御部１２６により照明色を低くする（ステップＳ１４）。

照射が終了したら、照明制御装置１２０は、制御装置１００からの照射終了信号の入力を受けて、照明４００のモードとして照射終了・退室モードを読み込み、照度制御部１２４により照度を高くし、照明色制御部１２６により照明色を高くする（ステップＳ１６）。

次に、本実施形態の効果について説明する。

上述した本実施形態の粒子線治療装置１では、照射装置２５０のカバー３００と治療室２００の側壁２１０とが、なだらかな曲線でつながれた形状となっている。治療室２００の側壁２１０と照射装置２５０とがなだらかに連続されていることにより、照射装置２５０と治療室２００の空間との境界をわかりづらくし、照射装置２５０を突出した装置として意識させないようにすることができる。これにより、不安をもって連日がん治療にのぞむ患者１０６が、「広い部屋（空間）で治療を受ける」という安らいだ感覚を持つことができ、従来に比べてよりリラックスした状態で治療に挑むことができるようになる。よって、患者の心理的負担を従来に比べてより低減することができる。また、なだらかな曲線が設けられていることから、治療室２００の外側に配置される機器の設置スペースを確保できるとともに、機器のメンテナンススペースの確保にもつながる、との効果も得られる。

また、治療室２００の天井２１２は、照射装置２５０との境界部分の少なくとも照射装置２５０の外周を覆う位置に間接的な照明４００が設けられたため、照射装置２５０と治療室２００（空間）の連続性を強調することができ、患者１０６の心理的負担をより低減することができる。また、照射装置２５０の周囲で照明ラインが分断されていないことで連続性が強調されているため、治療室２００全体の照度、色コントロール時にも効果的な照明ラインとすることができ、患者１０６の心理的負担の更なる低減に寄与することができる。

更に、制御装置１００は、治療室２００の照明４００を制御する照明制御装置１２０を備え、この照明制御装置１２０により照明４００の照明色と照度との少なくともいずれかを制御することで、治療室２００内の環境を患者がリラックスできる照度や照明色に切り替えることができ、患者１０６心理的負担をより効果的に低減することができる。

また、照射装置２５０のなだらかな曲線の曲率が変化する部分に、側壁２１０や照射装置２５０とは色が異なるカバーライン部３０２が設けられたことにより、このカバーライン部３０２の照射ノズル部１０５側のみが照射装置２５０に見えるように感じられ、照射装置２５０による圧迫感をより低減することができるようになる。

更に、照射装置２５０は、患者１０６中の標的の位置を検出するための位置検出器２８０を有し、この位置検出器２８０の外壁も、なだらかな曲線で構成されたことで、患者１０６の両サイドに配置される機器による圧迫感が低減されるため、更なる心理的負担の低減を図ることができる。

また、位置検出器２８０は、なだらかな曲線との間に、段差２８６を有することにより、位置検出器２８０の存在感をより小さくすることができ、更なる心理的負担の低減を図ることができる。

更に、照射装置２５０は天井２１２に向けた曲線（Ｒ部２６０）の形状を有しており、天井２１２は照明４００を標的から隠す覆い部４１０を有しており、Ｒ部２６０および覆い部４１０により、照明４００は間接照明となっていることで、患者１０６に対する刺激をより低減することができ、患者１０６の心理的負担の更なる低減を図ることができる。

また、照明制御装置１２０は、標的への照射のフェーズごとに照明４００の照明色，照度を自動で切り替える制御を行うことで、患者固定時に必要な明るさを確保できるとともに、その後の照射時に患者１０６がリラックスできる照度や照明色に自動で切り替えることができ、より簡易に患者１０６の心理的負担の低減を図ることができる。また、ビームのＯＮとＯＦＦの信号等にリンクして照明４００が切り替わるため、技師の作業性も考慮されている粒子線治療装置とすることができる。

また、標的の位置合わせ中およびビームの照射中は、照明４００の照明色，照度を照射開始前や照射終了後より低くすることにより、最も不安となる照射中の患者１０６の心理低負担の低減を図ることができるとともに、レーザマーカ２９０による位置合わせ中における技師の作業性も確保することができる。

更に、本実施形態では、照射装置２５０のカバー３００と治療室２００の側壁２１０とが、なだらかな曲線でつながれた形状となっていることから、照射ノズル部１０５を移動させるための駆動部の設置スペースが確保されているが、駆動部へアクセスすることが難しいことがある。しかし上述したようなメンテナンス用扉３１０，３１２を照射装置２５０のカバー３００に設けることで、駆動部へのアクセスも容易となり、メンテナンス性も確保することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限られず、種々の変形、応用が可能なものである。上述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。

例えば、治療室や照射装置の形状は、図５に示す形状に限られず、例えば図１０に示すような円を基調としたなだらかな曲線でつながれた治療室２００Ａと照射装置２５０Ａとすることができる。更には、図１１に示すようななだらかな曲線でつながれた治療室２００Ｂと照射装置２５０Ｂとすることもできる。

また、照明制御装置１２０が照度制御部１２４および照明色制御部１２６とを備え、照明４００の照度および照明色のいずれも制御する場合について説明したが、照明４００の制御は照度のみや照明色のみであってもよい。また照射フェーズごとに自動でモードが切り替わる場合について説明したが、入力装置１２８等の入力に基づいてモードを変更するようにすることもできる。

更に、照射装置に設置される四極電磁石の数は患部におけるビームパラメータを最適にするのに必要な数を設置すればよく、実施形態で説明した四極電磁石の数に限られるものではない。

また、照射ノズルに設けられる機器で走査電磁石やワブラ電磁石以外にも自動的に制御可能な機器があれば、その機器を照射制御装置１５０にて制御しても良い。

更に、上述の実施形態では、シンクロトロン２０に対して２つの照射系を設けた例について説明したが、照射系の数は２つに限られるものではない。

また、上述の実施形態では、照射ポートを３つ設けた場合について説明したが、照射ポートの数は３つに限られるものではなく、２つでも４つでもよく、複数であれば良い。

更に、重粒子線の加速器としてシンクロトロンを例に示したが、加速器はサイクロトロンやライナック等の他の加速器であってもよい。

また、炭素等の重粒子イオンを照射する重粒子線の照射装置を例に示したが、照射対象に照射する粒子線は重粒子イオンに限られず、重粒子より軽い陽子や、炭素以外の陽子より質量の重い粒子、中性子にも適用できる。

１…粒子線治療装置
１０ａ，１０ｂ…照射系
１５…ビーム輸送系
２０…シンクロトロン
３０ａ，３０ｂ…切替電磁石
４０ａ，４０ｂ…電源
５０…ビームダンプ
１００…制御装置
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ…照射ポート（真空ダクト）
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，１０３ｄ…偏向電磁石
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅ，１０４ｆ，１０４ｇ，１０４ｈ，１０４ｉ，１０４ｊ…四極電磁石
１０５…照射ノズル部
１０６…患者
１０８…治療台
１０８Ａ，１０８Ｂ…アーム部
１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ…走査電磁石
１２０…照明制御装置
１２２…通信部
１２４…照度制御部
１２６…照明色制御部
１２８…入力装置
１５０…照射制御装置
１６０…治療計画装置
２００，２００Ａ，２００Ｂ…治療室
２１０…側壁
２１２…天井
２１４…床
２５０，２５０Ａ，２５０Ｂ…照射装置
２６０…Ｒ部
２７０…モータ軌跡
２８０…位置検出器
２８１，２８２…曲線部
２８４…幅
２８６…段差
２９０…レーザマーカ
３００…カバー
３０２…カバーライン部
３０４…幅
３１０，３１２…メンテナンス用扉
４００…照明
４１０…覆い部

Claims (10)

1. 粒子線を加速する加速器と、
   この加速器で加速された前記粒子線を輸送するビーム輸送系と、
   このビーム輸送系により輸送された前記粒子線を標的に照射する照射装置を有する照射系と、
   前記加速器、前記ビーム輸送系および前記照射系を制御する制御装置と、
   前記照射系の前記照射装置が配置される治療室と、を備え、
   前記照射装置と前記治療室の側壁とが、なだらかな曲線でつながれた形状である
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
2. 請求項１に記載の粒子線治療装置において、
   前記治療室の天井は、前記照射装置との境界部分の少なくとも前記照射装置の外周を覆う位置に間接照明が設けられた
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
3. 請求項１に記載の粒子線治療装置において、
   前記制御装置は、前記治療室の照明を制御する照明制御装置を備え、
   この照明制御装置は、前記照明の照明色と照度との少なくともいずれかを制御する
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
4. 請求項１に記載の粒子線治療装置において、
   前記照射装置の前記なだらかな曲線の曲率が変化する部分に、前記側壁や前記照射装置とは色が異なるライン部が設けられた
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
5. 請求項１に記載の粒子線治療装置において、
   前記照射装置は、前記標的の位置を検出するための位置検出器を有し、
   この位置検出器の外壁も、なだらかな曲線で構成された
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
6. 請求項５に記載の粒子線治療装置において、
   前記位置検出器は、前記なだらかな曲線との間に、段差を有する
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
7. 請求項２に記載の粒子線治療装置において、
   前記照射装置は、前記天井に向けた曲線の形状を有しており、
   前記天井は前記間接照明を前記標的から隠す覆い部を有している
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
8. 請求項３に記載の粒子線治療装置において、
   前記照明制御装置は、前記標的への照射のフェーズごとに前記照明の前記照明色，前記照度を自動で切り替える制御を行う
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
9. 請求項８に記載の粒子線治療装置において、
   前記標的の位置合わせ中および前記粒子線の照射中は、前記照明の前記照明色，前記照度を照射開始前や照射終了後より低くする
   ことを特徴とする粒子線治療装置。
10. 請求項１に記載の粒子線治療装置において、
    前記照射装置と前記治療室の側壁との境界部に前記照射装置の駆動部にアクセスするための扉を有する
    ことを特徴とする粒子線治療装置。

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