JP6370745B2 - 粒子線治療装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、照射ポートを通じて治療台へ向けて粒子線を照射する粒子線治療装置に関する。

粒子線治療装置では、患者の患部へ向けて粒子線を照射する照射ポートは、治療台上の患者の精神的負担軽減や安全確保のため、または技師や作業員の安全確保のため、更にはデザイン性を考慮してカバーで覆われている。

ところが、このカバーは、粒子線治療時における粒子線の品質を保証するために粒子線治療に先立って行なう粒子線特性の計測時には、計測機器を照射ポートに装着する必要から取り外される（特許文献１参照）。

特開平１１−６４５３０号公報

しかしながら、照射ポートからカバーを取り外した状態で、この照射ポートから照射される粒子線を計測機器により計測すると、実際の粒子線治療中に照射ポートからカバーを通過して照射台へ向けて照射される場合に比べて、カバーが存在しない分だけ粒子線特性が微妙に変化してしまう。このため、粒子線治療に先立って実施される上述の粒子線特性の計測は、粒子線治療中の粒子線特性の計測とは異なってしまうという課題が発生する。

本発明における実施形態の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、粒子線治療に先立って行なう粒子線特性の計測を、粒子線治療中の粒子線特性と同一の状態で正確に計測できる粒子線治療装置を提供することにある。

本発明の実施形態における粒子線治療装置は、照射ポートを通じて粒子線を照射する粒子線治療装置において、前記照射ポートは、粒子線が透過する透過部とフレームとを有すると共に、粒子線治療時に装着されて前記フレームを覆うカバーを備え、前記カバーは、前記透過部を覆う第１カバー部と、前記照射ポートにおける前記透過部を除く領域を覆う第２カバー部とに分割され、前記第１カバー部を通過した粒子線の粒子線特性を計測する計測機器を使用する際に前記第２カバー部が独立して取り外されるよう構成されたことを特徴とするものである。

本発明の実施形態によれば、粒子線治療に先立って行なう粒子線特性の計測を、粒子線治療中の粒子線特性と同一の状態で正確に計測できる。

本実施形態に係る粒子線治療装置を、粒子線発生・加速装置と共に示す概略平面図。 図１の照射ポートを示す縦断面図。 図２のＩＩＩ矢視図。 図２の照射ポートから第２カバー部を取り外して計測機器を装着した状態を示す縦断面図。

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態に係る粒子線治療装置を、粒子線発生・加速装置と共に示す概略平面図である。この図１に示す粒子線治療装置１０は、治療室１１内に配置される治療台１２上の患者１の患部（つまり図２の照射対象２）へ、治療室１１に設置された照射ポート１４から粒子線３を照射して治療するものであり、照射ポート１４へは粒子線発生・加速装置１５から粒子線３が輸送される。ここで、粒子線３は、例えば陽子線（Ｈ^＋）や重粒子線（Ｃ^６＋）などである。

粒子線発生・加速装置１５は、陽子や重粒子を発生するイオン源を備えた入射器１６と、この入射器１６からの粒子を加速して粒子線３とするサブ加速器系１７と、このサブ加速器系１７にて加速された粒子線３を治療に必要なエネルギーレベルまで更に加速するシンクロトロンと称されるメイン加速器系１８と、このメイン加速器系１８にて加速された粒子線３を、照射野形成電磁石２０を経て照射ポート１４へ輸送するビーム輸送系１９と、を有して構成される。

サブ加速器系１７及びメイン加速器系１８は、電磁石群２１の作用で粒子線３を加速し、ビーム輸送系１９は、電磁石群２１の作用で粒子線３のエネルギーを維持する。ここでの電磁石群２１は、偏向電磁石、四極電磁石、六極電磁石、ステアリング電磁石などの種々の電磁石から、それぞれ適切な電磁石の組合せで構成されている。また、照射野形成電磁石２０は、ビーム輸送系１９から輸送された粒子線３のビーム位置等を調整して、照射ポート１４から照射される粒子線３が患者１の照射対象２（患部）の形状に適合するように照射野を形成する。

照射ポート１４は、治療室１１の壁または天井に設置される固定式の場合と、治療台１２の周囲を３６０度回転する回転ガントリ（不図示）に設置される回転式の場合とがある。いずれの場合にも、照射ポート１４は、治療台１２上の患者１の照射対象２へ向かって粒子線３を照射するものであり、図２及び図３に示すように、真空ダクト２３、モニタ類２４、第１フレーム２５及び第２フレーム２６、並びに第１カバー部２７、第２カバー部２８及び第３カバー部２９を備えてなるカバー３０を有して構成される。照射ポート１４の近傍または内部（図２では近傍）には、患者１の位置決め時に使用するＦＰＤ４１などのＸ線画像撮像装置も配置される。

真空ダクト２３は、筒形状（例えば円筒形状）に形成されて端部に真空窓３１を備え、内側が真空状態に保持される。真空ダクト２３内及び真空窓３１を、照射野形成電磁石２０を経て導かれた粒子線３が透過する。また、この真空ダクト２３は、第１フレーム２５よりも外側に配置された第２フレーム２６に、取付ステー３２を用いて支持される。この第２フレーム２６は、照射ポート１４が固定式の場合には治療室１１の壁または天井に、照射ポート１４が回転式の場合には回転ガントリ（不図示）にそれぞれ設置される。

モニタ類２４は、位置モニタ及び線量モニタなどを有して構成され、真空ダクト２３内及び真空窓３１を透過した粒子線３が透過する。そして、このモニタ類２４は、照射野形成電磁石２０にて形成された照射野における粒子線３のビーム位置やビーム線量（エネルギー強度）などの粒子線特性を計測する。また、モニタ類２４は、第２フレーム２６に取付ステー３４を介して固定された第１フレーム２５に支持される。ここで、照射ポート１４においては、真空ダクト２３内、真空窓３１及びモニタ類２４を粒子線３が透過する領域を透過部３３と称する。

ところで、上述の照射ポート１４は、患者１の心理的負担軽減や安全確保のために、または技師や作業員の安全確保のために、更にはデザイン性を重視する観点から、真空ダクト２３、モニタ類２４、第１フレーム２５及び第２フレーム２６の周囲がカバー３０にて覆われている。このカバー３０は、例えば第１カバー部２７、第２カバー部２８、第３カバー部２９に分割されて構成される。

第１カバー部２７は、照射ポート１４の透過部３３を覆うものであり、第１フレーム２５に固定して取り付けられる。また、第２カバー部２８は、照射ポート１４における透過部３３を除く領域の一部を覆うものであり、第２フレーム２６に独立して着脱可能に取り付けられる。第３カバー部２９は、照射ポート１４における透過部３３を除く領域であって、第２カバー部２８によっても覆われていない領域を覆うものであり、第２フレーム２６に固定して取り付けられる。ここで、第１カバー部２７と第２カバー部２８との境界は、特に図３の左右方向について、可能な限り透過部３３に近づけて設けられる。また、第２カバー部２８と第３カバー部２９との境界は、照射ポート下面には設けられない。

第２カバー部２８は、第１カバー部２７と接する接合部２８Ａが、第１カバー部２７の裏面側へ延びる鉤形状に形成されて、第１カバー部２７と第２カバー部２８との隙間を通して照射ポート１４の内部が目視され得ないよう考慮されている。また、この第２カバー部２８は、例えばマグネット３５の磁力などによって第２フレーム２６に離脱可能に磁着される。

従って、第２カバー部２８の取り外しに際しては、まず、第２カバー部２８を第１カバー部２７に対して照射ポート１４の内側（図２の上方）へ持ち上げて、マグネット３５と第２フレーム２６とを離脱させる。次に、この状態で、第２カバー部２８を第１カバー部２７に対して図３の矢印Ｐ方向にスライドさせる。このようにして第２カバー部２８を照射ポート１４から独立して取り外す。

なお、第２カバー部２８は、第２フレーム２６にマグネット３５を用いて取り付けられる場合に限らず、第２カバー部２８の外側から操作可能な取付ボルトやクランプ等を用いて第２フレーム２６に離脱可能に取り付けられてもよい。

更に、第２カバー部２８は、例えば長さに余裕のある紐やチェーンなどで第２フレーム２６に連結されていたり、フックなどの係合手段を備えて第２フレーム２６に係合可能に設けられたりすることで、照射ポート１４から取り外された際にも照射ポート１４から完全に分離されないように考慮されている。

上述のように第２カバー部２８が照射ポート１４から独立して取り外されたときには、第２フレーム２６における先端部分が露出する。この第２フレーム２６の先端部分には取付穴３６が形成されている。この取付穴３６は、図４に示す計測機器３７を照射ポート１４に装着可能とするために設けられたものであり、計測機器３７の取付フレーム３８の先端部が、取付穴３６に係脱可能に係合される。

計測機器３７は、粒子線治療装置１０による患者１の治療に先立って、照射ポート１４の透過部３３を透過し且つ第１カバー部２７を通過した粒子線３の粒子線特性（ビーム線量及びビーム位置など）を計測するために使用される。この計測機器３７による計測によって、照射ポート１４に第１カバー部２７、第２カバー部２８及び第３カバー部２９の全てが装着された実際の粒子線治療において、照射ポート１４の透過部３３を透過し且つ第１カバー部２７を通過した粒子線３が所望の粒子線特性（ビーム線量及びビーム位置など）を備えているか否かを確認する粒子線の品質保証が可能になる。

上述の計測機器３７は、人体による吸収を模擬するよう水で満たされた水槽中に配置されて粒子線３のビーム線量を計測する線量モニタや、粒子線３のビーム位置を計測する位置モニタとしてのスクリーンモニタなどである。

これらの計測機器３７は、特に照射ポート１４が回転式である場合には、照射ポート１４内に収容された電源ケーブル３９に接続されて給電可能に構成される。つまり、計測機器３７が照射ポート１４に装着されたとき、この計測機器３７の電源ケーブル４０のコネクタ４０Ａが、照射ポート１４内の電源ケーブル３９のコネクタ３９Ａに連結されて計測機器３７に給電がなされる。

以上のように構成されたことから、本実施形態によれば、次の効果（１）から（３）を奏する。
（１）図２及び図４に示すように、照射ポート１４では、透過部３３が第１カバー部２７により覆われた状態で、この透過部３３を除く領域を覆う第２カバー部２８が独立して着脱可能に構成されている。従って、粒子線治療時における粒子線３の品質を保証するために、第２カバー部２８を独立して取り外して計測機器３７を照射ポート１４に装着し、この計測機器３７によって、照射ポート１４の透過部３３から第１カバー部２７を通過した粒子線３の粒子線特性（ビーム線量及びビーム位置など）を計測できる。

このように、計測機器３７による粒子線特性の計測時に照射ポート１４の透過部３３を覆う第１カバー部２７が取り外されることがないので、この計測機器３７により計測される粒子線３の粒子線特性（ビーム線量及びビーム位置など）は、照射ポート１４に第１カバー部２７、第２カバー部２８及び第３カバー部２９の全てが装着される実際の粒子線治療時において照射ポート１４から治療台１２へ向けて照射される粒子線３の粒子線特性と同一になる。従って、粒子線治療に先立って行なう粒子線特性の計測を、粒子線治療中の粒子線特性と同一の状態で正確に計測できる。この結果、粒子線治療時における粒子線３の品質保証を容易且つ確実に実施できる。

（２）図３に示すように、第１カバー部２７と第２カバー部２８との境界は、特に図３の左右方向について、可能な限り透過部３３に近づけて設けられる。また、第２カバー部２８と第３カバー部２９との境界は、照射ポート下面には設けられない。従って、患者１の位置決め時に使用するＦＰＤ４１などのＸ線画像撮像装置を照射ポート１４の近傍または内部に配置しても、各カバー部の境界(第１カバー部２７と第２カバー部２８との境界、第２カバー部２８と第３カバー部２９との境界)が、Ｘ線画像撮像装置の視野から外れた位置に設けられることで、Ｘ線画像撮像装置のＸ線領域４２に各カバー部の境界が干渉しない。この結果、Ｘ線画像撮像装置が撮影した画像に各カバー部の境界が映りこむことがないので、良好な画像を取得できる。

（３）照射ポート１４の第２フレーム２６に計測機器３７が装着された状態で、この計測機器３７の電源ケーブル４０が、照射ポート１４内に収容された電源ケーブル３９に接続されて計測機器３７に給電が行われる。この結果、照射ポート１４が特に回転式である場合にも、計測機器３７への給電を確実に実施できる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この実施形態は、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、変更を行なうことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、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。

３ 粒子線
１０ 粒子線治療装置
１２ 治療台
１４ 照射ポート
１５ 粒子線発生・加速装置
２５ 第１フレーム
２６ 第２フレーム
２７ 第１カバー部
２８ 第２カバー部
２９ 第３カバー部
３０ カバー
３３ 透過部
３６ 取付穴
３７ 計測機器
３９、４０ 電源ケーブル

Claims (6)

1. 照射ポートを通じて粒子線を照射する粒子線治療装置において、
   前記照射ポートは、粒子線が透過する透過部とフレームとを有すると共に、粒子線治療時に装着されて前記フレームを覆うカバーを備え、
   前記カバーは、前記透過部を覆う第１カバー部と、前記照射ポートにおける前記透過部を除く領域を覆う第２カバー部とに分割され、前記第１カバー部を通過した粒子線の粒子線特性を計測する計測機器を使用する際に前記第２カバー部が独立して取り外されるよう構成されたことを特徴とする粒子線治療装置。
2. 照射ポートを通じて粒子線を照射する粒子線治療装置において、
   前記照射ポートは、粒子線が透過する透過部とフレームとを有すると共に、粒子線治療時に装着されて前記フレームを覆うカバーを備え、
   前記カバーは、前記透過部を覆う第１カバー部と、前記照射ポートにおける前記透過部を除く領域を覆う第２カバー部と、前記照射ポートにおける前記透過部を除く領域であって前記第２カバー部によっても覆われていない領域を覆う第３カバー部に分割され、前記第１カバー部を通過した粒子線の粒子線特性を計測する計測機器を使用する際に前記第２カバー部が独立して取り外されるよう構成されたことを特徴とする粒子線治療装置。
3. 前記第１カバー部は、前記照射ポートにおける第１フレームに取り付けられ、前記第２カバー部は、前記照射ポートにおける前記第１フレームの外側に配置された第２フレームに取り付けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の粒子線治療装置。
4. 前記第２フレームは、前記第２カバー部の取り外しにより露出され、前記第２フレームに、治療に先立ち実施する粒子線特性計測に使用する計測機器が設置可能に構成されたことを特徴とする請求項３に記載の粒子線治療装置。
5. 前記計測機器は、前記照射ポート内に収容された電源ケーブルに接続されて給電可能に構成されたされたことを特徴とする請求項４に記載の粒子線治療装置。
6. 前記第１カバー部と前記第２カバー部との境界が、前記照射ポート近傍または内部に配置する撮像装置の視野から外れた位置に設けられるよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。

Images