JP2023148368A - 粒子線治療装置 - Google Patents

Abstract

【課題】照射部の磁気共鳴イメージング部の磁場に対する影響を低減できる粒子線治療装置を提供できる。【解決手段】粒子線治療装置１は、腫瘍１４に対して粒子線Ｂを照射する照射部２と、磁場によって腫瘍１４の画像を取得するＭＲＩ装置６０と、を備える。従って、照射部２は、ＭＲＩ装置６０で取得された画像に基づいて、腫瘍１４に対する粒子線Ｂの照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置１は、照射部２とＭＲＩ装置６０との間に設けられた磁場遮蔽部材７０と、を備える。そのため、磁場遮蔽部材７０は、照射部２によるＭＲＩ装置６０の磁場に対する影響を低減することができる。【選択図】図４

Description

本発明は、粒子線治療装置に関する。

従来、患者の患部に粒子線を照射することによって治療を行う粒子線治療装置として、例えば、特許文献１に記載された装置が知られている。特許文献１に記載の粒子線治療装置では、粒子線を照射部から照射している。

特開２０１７－２０９３７２号公報

ここで、治療の対象物の画像を取得する方法として、磁場によって画像を取得する磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）を用いることが知られている。粒子線治療装置に磁気共鳴イメージング部を組み込むことにより、粒子線を照射する被照射体の状態を取得した画像に基づいて把握することが可能となる。しかし、粒子線治療装置の照射部に設けられた磁石が磁気共鳴イメージング部の磁場に影響を与える可能性がある。

従って、本発明は、照射部の磁気共鳴イメージング部の磁場に対する影響を低減できる粒子線治療装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面に係る粒子線治療装置は、被照射体に対して前記粒子線を照射する照射部と、磁場によって被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、照射部と磁気共鳴イメージング部との間に設けられた磁場遮蔽部材と、を備える。

粒子線治療装置は、被照射体に対して前記粒子線を照射する照射部と、磁場によって被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、を備える。従って、照射部は、磁気共鳴イメージング部で取得された画像に基づいて、被照射体に対する粒子線の照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置は、照射部と磁気共鳴イメージング部との間に設けられた磁場遮蔽部材と、を備える。そのため、磁場遮蔽部材は、照射部による磁気共鳴イメージング部の磁場に対する影響を低減することができる。以上より、照射部の磁気共鳴イメージング部の磁場に対する影響を低減できる。

照射部は、走査電磁石を有し、粒子線を走査させながら粒子線を被照射体に照射してよい。照射部の走査電磁石は、磁気共鳴イメージング部の磁場に対して影響を及ぼし易い部材である。これに対し、粒子線治療装置が前述の磁場遮蔽部材を有することで、走査電磁石の影響を低減することができる。

磁場遮蔽部材は、前記磁気共鳴イメージング部を取り囲む形状の筒状の部材を有してよい。この場合、磁気共鳴イメージング部部付近を全周にわたって磁場遮蔽部材でシールドすることができる。

粒子線治療装置は、照射部を被照射体の周りを回転可能に支持する回転ガントリを更に備え、磁場遮蔽部材は、回転ガントリにおける構造部材として構成されてよい。この場合、磁場遮蔽部材を回転ガントリにおける構造部材として兼用することで、回転ガントリの小型化を図ることができる。

磁場遮蔽部材は、回転ガントリにおける筒状の回転軸部材として構成され、照射部に対して内周側に配置されてよい。この場合、磁場遮蔽部材を回転ガントリにおける構造部材である回転軸部材として兼用することができる。当該回転軸部材は、照射部に対して内周側に配置されているため、直径を小さく抑えることができる。以上より、回転ガントリの小型化を図ることができる。

磁気共鳴イメージング部は、磁場を発生するコイルを有し、コイルの中心軸は、照射部から照射される粒子線の基軸と直交する方向へ延びてよい。

照射部による粒子線の照射と、磁気共鳴イメージング部による撮影を交互に行ってよい。この場合、粒子線の照射に伴って電磁石が励起されるタイミングと、磁気共鳴イメージング部が撮影を行うタイミングとをずらすことができる。そのため、磁気共鳴イメージング部が撮影を行うときに、照射部の電磁石の励磁の影響を回避することができる。

本発明によれば、照射部の磁気共鳴イメージング部の磁場に対する影響を低減できる粒子線治療装置を提供できる。

本発明の一実施形態に係る粒子線治療装置を示す概略構成図である。 図１の粒子線治療装置の照射部付近の概略構成図である。 腫瘍に対して設定されたレイヤーを示す図である。 回転ガントリ周辺の構造を示す概略断面図である。 回転ガントリ周辺の構造を示す概略正面図である。 粒子線の照射及びＭＲＩ装置で撮影を行うときの制御部の動作を示す図である。 比較例に係る粒子線治療装置の回転ガントリ周辺の構造を示す概略断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る粒子線治療装置について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、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粒子線治療装置１を示す概略構成図である。粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用されるシステムである。粒子線治療装置１は、イオン源装置で生成した荷電粒子を加速して粒子線Ｂとして出射する加速器３と、粒子線Ｂを患者１５へ照射する照射部２と、加速器３から出射された粒子線Ｂを照射部２へ輸送するビーム輸送ライン２０と、を備えている。照射部２は、治療台６及びＭＲＩ装置６０を取り囲むように設けられた回転ガントリ１７（ガントリ構造）に取り付けられている。照射部２は、回転ガントリ１７によって中心軸ＣＬを回転中心として、患者１５を配置する配置部である治療台６の周りに回転可能とされている。また、粒子線治療装置１は、磁場によって患者１５の画像を取得するＭＲＩ装置６０（ＭＲＩ：Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ Ｉｍａｇｉｎｇ、磁気共鳴イメージング部）を備える。なお、加速器３、照射部２、ビーム輸送ライン２０、及びＭＲＩ装置６０の更に詳細な構成については、後述する。

ビーム輸送ライン２０は、粒子線Ｂを輸送するビームダクト２１と、粒子線Ｂを絞る四極電磁石等の電磁石２２と、粒子線Ｂの軌道を曲げる偏向電磁石２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２２Ｄと、を備える。偏向電磁石２３Ａ，２３Ｂは、加速器３から回転ガントリ１７へ向かう粒子線Ｂを、中心軸ＣＬに対する外周側へ軌道を曲げる。偏向電磁石２３Ｃ，２３Ｄは、中心軸ＣＬから外周側へ離間した位置にて、中心軸ＣＬに対して外周側へ向かう粒子線Ｂの軌道を曲げて、内周側へ向かわせる。また、偏向電磁石２３Ｄは、中心軸ＣＬと垂直をなす方向へ向かうように、粒子線Ｂの軌道を曲げて照射部２へ案内する。

図２は、図１の粒子線治療装置１の照射部付近の概略構成図である。なお、以下の説明においては、「Ｘ軸方向」、「Ｙ軸方向」、「Ｚ軸方向」という語を用いて説明する。「Ｚ軸方向」とは、粒子線Ｂの基軸ＡＸが延びる方向であり、粒子線Ｂの照射の深さ方向である。なお、「基軸ＡＸ」とは、後述の走査電磁石５０で偏向しなかった場合の粒子線Ｂの照射軸とする。図２では、基軸ＡＸに沿って粒子線Ｂが照射されている様子を示している。「Ｘ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内における一の方向である。「Ｙ軸方向」とは、Ｚ軸方向と直交する平面内においてＸ軸方向と直交する方向である。

まず、図２を参照して、本実施形態に係る粒子線治療装置１の概略構成について説明する。粒子線治療装置１はスキャニング法に係る照射装置である。なお、スキャニング方式は特に限定されず、ラインスキャニング、ラスタースキャニング、スポットスキャニング等を採用してよい。図２に示されるように、粒子線治療装置１は、加速器３と、照射部２と、ビーム輸送ライン２０と、制御部７と、ＭＲＩ装置６０と、治療計画装置９０と、記憶部９５と、を備えている。

加速器３は、荷電粒子を加速して予め設定された強度の粒子線Ｂを出射する装置である。加速器３として、例えば、サイクロトロン、シンクロサイクロトロン等が挙げられる。この加速器３は、制御部７に接続されており、供給される電流が制御される。加速器３で発生した粒子線Ｂは、ビーム輸送ライン２０によって照射部２へ輸送される。ビーム輸送ライン２０は、加速器３と、照射部２と、を接続し、加速器３から出射された粒子線Ｂを照射部２へ輸送する。

照射部２は、患者１５の体内の腫瘍（被照射体）１４に対し、粒子線Ｂを照射するものである。粒子線Ｂとは、電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。具体的に、照射部２は、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速する加速器３から出射されてビーム輸送ライン２０で輸送された粒子線Ｂを腫瘍１４へ照射する装置である。照射部２は、走査電磁石５０、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、コリメータ４０、及びディグレーダ３０を備えている。走査電磁石５０、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂ、四極電磁石８、及びディグレーダ３０は、収容体としての照射ノズル９に収容されている。このように、照射ノズル９に各主構成要素を収容することによって照射部２が構成されている。なお、四極電磁石８、プロファイルモニタ１１、ドーズモニタ１２、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂ、及びディグレーダ３０は省略してもよい。

走査電磁石５０として、Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂが用いられる。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａ及びＹ軸方向走査電磁石５０Ｂは、それぞれ一対の電磁石から構成され、制御部７から供給される電流に応じて一対の電磁石間の磁場を変化させ、当該電磁石間を通過する粒子線Ｂを走査する。Ｘ軸方向走査電磁石５０Ａは、Ｘ軸方向に粒子線Ｂを走査し、Ｙ軸方向走査電磁石５０Ｂは、Ｙ軸方向に粒子線Ｂを走査する。これらの走査電磁石５０は、基軸ＡＸ上であって、加速器３よりも粒子線Ｂの下流側にこの順で配置されている。なお、走査電磁石５０は、治療計画装置９０で予め計画されたスキャンパターンで粒子線Ｂが照射されるように、粒子線Ｂを走査する。走査電磁石５０をどのように制御するかについては、後述する。

四極電磁石８は、Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂを含む。Ｘ軸方向四極電磁石８ａ及びＹ軸方向四極電磁石８ｂは、制御部７から供給される電流に応じて粒子線Ｂを絞って収束させる。Ｘ軸方向四極電磁石８ａは、Ｘ軸方向において粒子線Ｂを収束させ、Ｙ軸方向四極電磁石８ｂは、Ｙ軸方向において粒子線Ｂを収束させる。四極電磁石８に供給する電流を変化させて絞り量（収束量）を変化させることにより、粒子線Ｂのビームサイズを変化させることができる。四極電磁石８は、基軸ＡＸ上であって加速器３と走査電磁石５０との間にこの順で配置されている。なお、ビームサイズとは、ＸＹ平面における粒子線Ｂの大きさである。また、ビーム形状とは、ＸＹ平面における粒子線Ｂの形状である。

プロファイルモニタ１１は、初期設定の際の位置合わせのために、粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出する。プロファイルモニタ１１は、基軸ＡＸ上であって四極電磁石８と走査電磁石５０との間に配置されている。ドーズモニタ１２は、粒子線Ｂの線量を検出する。ドーズモニタ１２は、基軸ＡＸ上であって走査電磁石５０に対して下流側に配置されている。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、粒子線Ｂのビーム形状及び位置を検出監視する。ポジションモニタ１３ａ，１３ｂは、基軸ＡＸ上であって、ドーズモニタ１２よりも粒子線Ｂの下流側に配置されている。各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂは、検出した検出結果を制御部７に出力する。

ディグレーダ３０は、通過する粒子線Ｂの強度を低下させて当該粒子線Ｂの強度の微調整を行う。本実施形態では、ディグレーダ３０は、照射ノズル９の先端部９ａに設けられている。なお、照射ノズル９の先端部９ａとは、粒子線Ｂの下流側の端部である。

コリメータ４０は、少なくとも走査電磁石５０よりも粒子線Ｂの下流側に設けられ、粒子線Ｂの一部を遮蔽し、一部を通過させる部材である。ここでは、コリメータ４０は、ポジションモニタ１３ａ，１３ｂの下流側に設けられている。コリメータ４０は、当該コリメータ４０を移動させるコリメータ駆動部５１と接続されている。

制御部７は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等により構成されている。この制御部７は、各モニタ１１，１２，１３ａ，１３ｂから出力された検出結果に基づいて、加速器３、走査電磁石５０、四極電磁石８、及びコリメータ駆動部５１を制御する。

また、粒子線治療装置１の制御部７は、粒子線治療の治療計画を行う治療計画装置９０、及び各種データを記憶する記憶部９５と接続されている。治療計画装置９０は、治療前に患者１５の腫瘍１４をＣＴ等で測定し、腫瘍１４の各位置における線量分布（照射すべき粒子線の線量分布）を計画する。具体的には、治療計画装置９０は、腫瘍１４に対してスキャンパターンを作成する。治療計画装置９０は、作成したスキャンパターンを制御部７へ送信する。治療計画装置９０が作成したスキャンパターンでは、粒子線Ｂがどのような走査経路をどのような走査速度で描くかが計画されている。

スキャニング法による粒子線の照射を行う場合、腫瘍１４をＺ軸方向に複数のレイヤーに仮想的に分割し、一のレイヤーにおいて粒子線を治療計画において定めた走査経路に従うように走査して照射する。そして、当該一のレイヤーにおける粒子線の照射が完了した後に、隣接する次のレイヤーにおける粒子線Ｂの照射を行う。

図２に示す粒子線治療装置１により、スキャニング法によって粒子線Ｂの照射を行う場合、通過する粒子線Ｂが収束するように四極電磁石８を作動状態（ＯＮ）とする。

続いて、加速器３から粒子線Ｂを出射する。出射された粒子線Ｂは、走査電磁石５０の制御によって治療計画において定めたスキャンパターンに従うように走査される。これにより、粒子線Ｂは、腫瘍１４に対してＺ軸方向に設定された一のレイヤーにおける照射範囲内を走査されつつ照射されることとなる。一のレイヤーに対する照射が完了したら、次のレイヤーへ粒子線Ｂを照射する。

制御部７の制御に応じた走査電磁石５０の粒子線照射イメージについて、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。図３（ａ）は、深さ方向において複数のレイヤーに仮想的にスライスされた被照射体を、図３（ｂ）は、深さ方向から見た一のレイヤーにおける粒子線の走査イメージを、それぞれ示している。

図３（ａ）に示すように、被照射体は照射の深さ方向において複数のレイヤーに仮想的にスライスされており、本例では、深い（粒子線Ｂの飛程が長い）レイヤーから順に、レイヤーＬ_１、レイヤーＬ_２、…レイヤーＬ_ｎ－１、レイヤーＬ_ｎ、レイヤーＬ_ｎ＋１、…レイヤーＬ_Ｎ－１、レイヤーＬ_ＮとＮレイヤーに仮想的にスライスされている。また、図３（ｂ）に示すように、粒子線Ｂは、走査経路ＴＬに沿ったビーム軌道を描きながら、連続照射（ラインスキャニング又はラスタースキャニング）の場合はレイヤーＬ_ｎの走査経路ＴＬに沿って連続的に照射され、スポットスキャニングの場合はレイヤーＬ_ｎの複数の照射スポットに対して照射される。粒子線Ｂは、Ｘ軸方向に延びる走査経路ＴＬ１に沿って照射され、走査経路ＴＬ２に沿ってＹ軸方向に僅かにシフトし、隣の走査経路ＴＬ１に沿って照射される。このように、制御部７に制御された照射部２から出射した粒子線Ｂは、走査経路ＴＬ上を移動する。

次に、図１を参照して、ＭＲＩ装置６０について説明する。ＭＲＩ装置６０は、照射部２と共に回転ガントリ１７に設けられている。ＭＲＩ装置６０は、回転ガントリ１７によって中心軸ＣＬを回転中心として、治療台６の周りに回転可能とされている。ＭＲＩ装置６０は、磁場の発生源である複数（図１では一対）のコイル６１を備える。ＭＲＩ装置６０は、コイル６１で発生する磁束を鉄のヨーク６２で戻すパッシブシールド式の装置である。ＭＲＩ装置６０は、磁気共鳴現象を起こしかつその信号を収集するための図示されない傾斜磁場コイル及び高周波送受信系を備える。また、ＭＲＩ装置６０は、傾斜磁場コイルへの通電制御、高周波送受信系の検出値からＭＲＩ画像を生成して制御部７へ出力する処理部６３（図２参照）を備える。

一対のコイル６１は、中心軸ＣＬを中心とする円環状の形状を有する。一対のコイル６１は、照射部２を挟んで、中心軸ＣＬが延びる方向に互いに離間している。これにより、ＭＲＩ装置６０が発生する磁場は、中心軸ＣＬが延びる方向と平行、すなわち粒子線Ｂの基軸ＡＸと垂直となる。このとき、コイル６１の中心軸ＣＬは、照射部２から照射される粒子線Ｂの基軸ＡＸと直交する方向へ延びる。これにより、ＭＲＩ装置６０のコイル６１が生成する均一磁場内に腫瘍１４（図２参照）が入るように患者１５が治療台６に設置され、腫瘍１４の周辺のＭＲＩ画像が撮影される。

ＭＲＩ装置６０のヨーク６２は、シールド部材６６と、リターンヨーク部６７と、を備える。シールド部材６６は、中心軸ＣＬを中心とする円筒状の部材である。シールド部材６６には、照射部２と径方向に対向する位置に開口部６８が形成される。開口部６８は、照射部２から照射された粒子線Ｂを通過させてシールド部材６６の内部へ導く。リターンヨーク部６７は、回転ガントリ１７の奥側でシールド部材６６の内部で中心軸ＣＬと垂直な方向へ広がり、シールド部材６６の内周面に接続される部材である。このリターンヨーク部６７とシールド部材６６とが磁束の通過経路、すなわち磁気回路となる。

次に、図４及び図５を参照して、回転ガントリ１７周辺の構造について説明する。加速器３について更に詳細に説明する。図４は、回転ガントリ１７周辺の構造を示す概略断面図である。図５は、回転ガントリ１７周辺の構造を示す概略正面図である。

粒子線治療装置１は、照射部２とＭＲＩ装置６０との間に設けられた磁場遮蔽部材７０を備える。磁場遮蔽部材７０は、ＭＲＩ装置６０を取り囲む形状の筒状の部材を有する。本実施形態において、シールド部材６６が、磁場遮蔽部材７０の筒状の部材に該当する。

磁場遮蔽部材７０は、回転ガントリ１７における構造部材として構成される。磁場遮蔽部材７０は、回転ガントリ１７における筒状の回転軸部材７１として構成される。磁場遮蔽部材７０は、中心軸ＣＬを中心として回転する。磁場遮蔽部材７０は、Ｙ軸方向から見て、治療台６及びＭＲＩ装置６０を全周にわたって取り囲むように円形に構成される（図５参照）。開口部６８は、照射部２と径方向に対向する領域に形成されている。照射部２の走査電磁石５０は、コイル５３及びヨーク５２を有する。従って、ヨーク５２をＭＲＩ装置６０の近くに配置することによる影響、コイル５３をＭＲＩ装置６０の近くで励磁することによる影響が発生し得る。これらの影響は磁場遮蔽部材７０で抑制することができるが、開口部６８では磁場を遮蔽することができない。従って、開口部６８は、照射部２の走査電磁石５０が、ＭＲＩ装置６０へなるべく影響を及ぼさないように、小さい範囲に抑えられている。例えば、開口部６８は、径方向から見たときに、照射部２からはみ出ない大きさに抑えられている。

磁場遮蔽部材７０のＹ軸方向の負側（加速器３側）の端部７０ａは、リターンヨーク部６７及び偏向電磁石２３ＢよりもＹ軸方向の負側に延びて、偏向電磁石２３Ａ付近の位置まで延びている。磁場遮蔽部材７０のＹ軸方向の正側の端部７０ｂは、照射部２よりもＹ軸方向の正側に延びている。磁場遮蔽部材７０の端部７０ａ付近は、軸受７２Ａによって回転可能に支持されている。磁場遮蔽部材７０の端部７０ｂ付近は、軸受７２Ｂによって回転可能に支持されている。軸受７２Ａ，７２Ｂは、建屋の構造物に固定されている。従って、磁場遮蔽部材７０、すなわち回転軸部材７１は、照射部２、電磁石２２、偏向電磁石２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ，２３Ｄ、ビームダクト２１、及びＭＲＩ装置６０と共に中心軸ＣＬ周りに回転する。

磁場遮蔽部材７０としての回転軸部材７１は、照射部２に対して内周側に配置される。すなわち、回転軸部材７１は、比較例に係る粒子線治療装置１００の回転ガントリ１０７のように大きな直径を有するものとは異なり（図７参照）、照射部２に内周側の範囲に収まる小さい直径の部材として構成することができる。

次に、粒子線Ｂの照射及びＭＲＩ装置６０で撮影を行うときの制御部７の動作について説明する。図６に示すように、制御部７は、照射部２による粒子線Ｂの照射と、ＭＲＩ装置６０による撮影を交互に行う。図６において、グラフＧ１は、照射部２の照射ゲートのＯＮ／ＯＦＦ状況を示している。照射ゲートをＯＮとしているときにグラフＧ１が立ち上がった状態となり、このとき照射部２による照射が可能となる。照射ゲートをＯＦＦとしてるときにグラフＧ１が０となり、このとき照射部２による照射が許可されない状態となる。照射ゲートがＯＮになっているときに、レイヤーＬ_ｎ－１に対する照射動作、レイヤーＬ_ｎ－１からレイヤーＬ_ｎへのレイヤーの切り替え動作、レイヤーＬ_ｎに対する照射動作、レイヤーＬ_ｎからレイヤーＬ_ｎ＋１へのレイヤーの切り替え動作が行われる。

このように、照射ゲートがＯＮになっているときに、所定のレイヤーへの照射動作と、レイヤーの切り替え動作が交互に行われる。照射動作が行われているとき、走査電磁石５０の励磁が行われる。図６に示すように、レイヤーの切り替え動作のタイミングにて、ＭＲＩ装置６０による撮影制御Ｓ１が行われる。次に、所定のレイヤーの照射タイミングにて、照射部２による照射制御Ｓ２が行われる。このように、レイヤーの切り替え動作と照射動作が交互に行われることに伴い、撮影制御Ｓ１と照射制御Ｓ２が交互に行われる。照射ゲートがＯＦＦとなっているときに、撮影制御Ｓ１が繰り返し行われる。一層のレイヤーに対する照射時間は０．２～０．６ｓ程度であるため、各制御Ｓ１，Ｓ２の時間ｔ１は、０．２５ｓ程度に設定してよい。照射部２は、撮影制御Ｓ１で得られた画像に基づいて、腫瘍１４の移動に伴って照射位置を調整する動態追尾を行ってよい。

次に、本実施形態に係る粒子線治療装置１の作用・効果について説明する。

粒子線治療装置１は、腫瘍１４に対して粒子線Ｂを照射する照射部２と、磁場によって腫瘍１４の画像を取得するＭＲＩ装置６０と、を備える。従って、照射部２は、ＭＲＩ装置６０で取得された画像に基づいて、腫瘍１４に対する粒子線Ｂの照射を行うことができる。ここで、粒子線治療装置１は、照射部２とＭＲＩ装置６０との間に設けられた磁場遮蔽部材７０と、を備える。そのため、磁場遮蔽部材７０は、照射部２によるＭＲＩ装置６０の磁場に対する影響を低減することができる。以上より、照射部２のＭＲＩ装置６０の磁場に対する影響を低減できる。なお、本実施形態に係る粒子線治療装置１のＭＲＩ装置６０の磁場は、ビーム輸送系の磁石の影響も回避できる。

照射部２は、走査電磁石５０を有し、粒子線Ｂを走査させながら粒子線Ｂを腫瘍１４に照射してよい。照射部２の走査電磁石５０は、ＭＲＩ装置６０の磁場に対して影響を及ぼし易い部材である。これに対し、粒子線治療装置１が前述の磁場遮蔽部材７０を有することで、走査電磁石５０の影響を低減することができる。

磁場遮蔽部材７０は、ＭＲＩ装置６０を取り囲む形状の筒状のシールド部材６６を有してよい。この場合、ＭＲＩ装置６０付近を全周にわたって磁場遮蔽部材７０でシールドすることができる。

粒子線治療装置１は、照射部２を腫瘍１４の周りを回転可能に支持する回転ガントリ１７を更に備え、磁場遮蔽部材７０は、回転ガントリ１７における構造部材として構成されてよい。この場合、磁場遮蔽部材７０を回転ガントリ１７における構造部材として兼用することで、回転ガントリ１７の小型化を図ることができる。

磁場遮蔽部材７０は、回転ガントリ１７における筒状の回転軸部材７１として構成され、照射部２に対して内周側に配置されてよい。この場合、磁場遮蔽部材７０を回転ガントリ１７における構造部材である回転軸部材７１として兼用することができる。当該回転軸部材７１は、照射部２に対して内周側に配置されているため、直径を小さく抑えることができる。以上より、回転ガントリ１７の小型化を図ることができる。

ここで、図７を参照して、比較例に係る粒子線治療装置１００について説明する。比較例に係る粒子線治療装置１００は、治療室空間を大きく確保するために、回転ガントリ１０７を支持し、ローラ１１１で回転可能に支持された支持リング１１０Ａ，１１０Ｂを偏向電磁石２３Ｃ，２３Ｄよりも外周側へ配置する必要がある。そのため、回転ガントリ１０７が大型化するという問題がある。これに対し、本実施形態に係る粒子線治療装置１００は、図４に示すように、回転ガントリ１７が照射部２よりも内周側の範囲に収めることができる。このように、回転ガントリ１７の小型化を図ることができる。

ＭＲＩ装置６０は、磁場を発生するコイル６１を有し、コイル６１の中心軸ＣＬは、照射部２から照射される粒子線Ｂの基軸ＡＸと直交する方向へ延びてよい。

照射部２による粒子線Ｂの照射と、ＭＲＩ装置６０による撮影を交互に行ってよい。この場合、粒子線Ｂの照射に伴って走査電磁石５０が励起されるタイミングと、ＭＲＩ装置６０が撮影を行うタイミングとをずらすことができる。そのため、ＭＲＩ装置６０が撮影を行うときに、照射部２の走査電磁石５０の励磁の影響を回避することができる。

なお、照射部２による粒子線Ｂの照射と、ＭＲＩ装置６０による撮影が交互に行うのみならず、照射シーケンスを計画することや、イメージング時間に合わせて照射時間を最適化することなどによって同様の効果を得てもよい。

ＭＲＩ装置６０とスキャニング式の照射部２を組み合わせた場合、走査電磁石５０で励起される磁場が、ＭＲＩ装置６０の主磁場に影響を与える。従来のアクティブシールドでは照射部２の走査電磁石５０や、ヨーク５２の少量の鉄でも撮像領域の磁場に影響を与える。そこで、本実施形態では、パッシブシールド式の構造を採用して鉄の磁場遮蔽部材７０を設けることで擾乱を受ける影響を小さくすることができる。更に、粒子線Ｂの照射に伴って走査電磁石５０が励起されるタイミングと、ＭＲＩ装置６０が撮影を行うタイミングとをずらすことで、走査電磁石５０の励磁の影響を回避することができる。この場合、磁場遮蔽部材７０の大きさは、走査電磁石５０のヨーク５２の影響のみを相殺できる大きさに設定することができる。これにより、回転ガントリ１７の小型化・軽量化を図ることができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

図１では、加速器としてサイクロトロンが例示されていたが、例えば、シンクロサイクロトロン、直線加速器（ライナック）等、種々の加速器に対しても本発明の構成が採用されてよい。

また、磁場遮蔽部材７０は、照射部２とＭＲＩ装置６０との間に設けられていればよく、具体的な構造は特に限定されない。上述の実施形態では、回転ガントリ１７の回転軸部材７１が磁場遮蔽部材７０として構成されていたが、これに限定されない。また、シールド部材６６が磁場遮蔽部材７０として構成されていたが、これに限定されない。

１…粒子線治療装置、２…照射部、３…加速器、７…回転ガントリ、１４…腫瘍（被照射体）、５０…走査電磁石、６０…ＭＲＩ装置（磁気共鳴イメージング部）、６１…コイル、６６…シールド部材、７０…磁場遮蔽部材、７１…回転軸部材。

Claims (7)

1. 被照射体に対して粒子線を照射する照射部と、
   磁場によって前記被照射体の画像を取得する磁気共鳴イメージング部と、
   前記照射部と前記磁気共鳴イメージング部との間に設けられた磁場遮蔽部材と、を備える、粒子線治療装置。
2. 前記照射部は、走査電磁石を有し、前記粒子線を走査させながら前記粒子線を前記被照射体に照射する、請求項１に記載の粒子線治療装置。
3. 前記磁場遮蔽部材は、前記磁気共鳴イメージング部を取り囲む形状の筒状の部材を有する、請求項１又は２に記載の粒子線治療装置。
4. 前記照射部を前記照射体の周りを回転可能に支持する回転ガントリを更に備え、
   前記磁場遮蔽部材は、前記回転ガントリにおける構造部材として構成される、請求項１～３の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
5. 前記磁場遮蔽部材は、前記回転ガントリにおける筒状の回転軸部材として構成され、前記照射部に対して内周側に配置される、請求項４に記載の粒子線治療装置。
6. 前記磁気共鳴イメージング部は、磁場を発生するコイルを有し、
   前記コイルの中心軸は、前記照射部から照射される粒子線の基軸と直交する方向へ延びる、請求項１～５の何れか一項に記載の粒子線治療装置。
7. 前記照射部による前記粒子線の照射と、前記磁気共鳴イメージング部による撮影を交互に行う、請求項１～６の何れか一項に記載の粒子線治療装置。

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