JP6719344B2 - 粒子線治療システム及びシステム導入手法 - Google Patents

Description

本発明は、陽子や重イオンなどの荷電粒子ビーム（イオンビーム）を利用した粒子線治療システムにおいて、粒子線治療を継続しながら、新システムの導入、システム更新を行う場合に好適なものである。

がんの放射線治療として、陽子または重イオン等のイオンビームを患者のがん患部に照射して治療する粒子線治療が知られている。粒子線治療システムでは、イオンビームを患部へ導入するために高精度なビーム位置調整が必要であり、その調整、試験には多大な時間がかかる。粒子線治療システムの調整、試験については特許文献１や特許文献２に記載されている。

既設システムの老朽化、技術進歩による改善適用等により、既設システムから新たなシステムに同じ敷地内で更新する必要が生じた場合、システムを停止し、既存のシステムと新たなシステムを入替え、試験を終えてから新たなシステムでの治療を開始する流れが考えられる。しかし、更新時の調整、試験には時間がかかり、治療停止期間が長くなってしまうため、その間、患者の治療ができず、設備の維持/従業員の維持が難しいなど、システム更新にはデメリットが発生するため、長期間の治療停止は避けたいという意向がある。

特許第5409521号 米国特許出願公開第2014/0296610号

治療システムを更新の為にまるごと1式交換すると調整、試験には時間がかかるため、治療停止期間が長期化してしまい、既設システムが稼動していた場合に治療できていた患者数を治療できなくなってしまうことが問題となる。設備維持のための収入源の低下、治療患者の需要に対する設備供給不足が懸念される。既設の治療システムを更新する場合、制御システムや設備などを細分化して部品ごとの交換を徐々に実施することは可能だが、大幅な設備更新を考えると、既設の部分と新規の部分の組合せによる調整、試験は必須となるため、既設システムの治療時間外（たとえば夜間や休日など）での対応では明らかに時間が足りない部分が出てくる。さらに、更新後の新規システムに問題があった場合、既設のシステムに戻してもすぐに元通り使えるわけではなく調整、試験が必要となるので、更新作業を行うリスクも高い。

そのため、本発明の目的は、既設システムでの治療を維持した状態で、夜間や休日など治療していない時間に更新作業（新たなシステムの追設、調整、試験）を実施できるような更新方法とすることで、既設システムでの治療停止の影響を低減することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、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、粒子線治療システムのシステム更新方法であって、前記粒子線治療システムの既設ビーム輸送系から分岐するように、新たなビーム輸送系を設けるステップと、前記新たなビーム輸送系に接続された新たな設備を設けるステップと、新たな制御システムを設けるステップと、
前記新たな制御システムと新たな治療室に関する設備を組み合わせた制御を試験するステップと、前記既設の治療室に関する設備の接続先を、前記新たな制御システムを用いた制御の試験から既設の制御システムに切り替えて、前記既設の治療室を前記既設の制御システムで制御するステップと、を有し、前記分岐は、前記既設ビーム輸送系の直線部分に設けることを特徴とする。

本発明によれば、既設システムに最小限の影響で治療室を追加させることができる。

また、既設システムでの治療を維持した状態で、夜間や休日など治療していない時間に更新作業（新たなシステムの追設、調整、試験）を実施できるような更新方法とすることで、既設システムでの粒子線治療を維持した状態で治療システムの更新ができる。

粒子線治療システムの構成図 粒子線治療システムの構成簡略図 治療システムの治療室に関わる更新手順を説明するための図 治療システムの治療室に関わる更新手順を説明するための補足図 治療システムの加速器に関わる更新手順を説明するための図 治療システムの加速器に関わる更新手順を説明するための補足図1 治療システムの加速器に関わる更新手順を説明するための補足図2 治療システムの制御システムに関わる更新手順を説明するための図 治療システムの制御システムに関わる更新手順を説明するための補足図1 治療システムの治療室に関わる更新手順を説明するためのフローチャート１ 治療システムの制御システムに関わる更新手順を説明するためのフローチャート２ 治療システムの制御システムに関わる更新手順を説明するためのフローチャート３

以下に本発明の実施形態を、図面を用いて説明する。

まず、本発明の粒子線照射システムの構成について、図１を用いて説明する。

図１は本発明の粒子線照射システムの第１の実施形態の全体構成を示す構成である。

本実施形態の粒子線照射システムは、荷電粒子ビーム発生装置１、ビーム輸送系２、ビーム照射装置３および制御システム４を概略備えている。

荷電粒子ビーム発生装置１は、イオン源（図示せず）、前段加速器１５および円形加速器（シンクロトロン）１６を有する。本実施形態では、円形加速器１６としてシンクロトロンを例に説明するが、サイクロトロン等の他の加速器であってもよい。前段加速器１５の上流側にイオン源が接続され、前段加速器１５の下流側に円形加速器１６が接続される。

ビーム輸送系（ビーム輸送系）２は、荷電粒子ビーム発生装置１の下流側に接続されており、荷電粒子ビーム発生装置１とビーム照射装置３とを接続する。荷電粒子ビーム１２は、ビーム輸送系２を通って、偏向電磁石９によって各治療室のビーム照射装置３へ誘導される。ビーム照射装置３は複数設けることができ、その場合は複数設けられた偏向電磁石９のうち、対応する偏向電磁石９を制御することで、ビーム照射を行う照射装置へ荷電粒子ビーム１２は誘導される。

ビーム照射装置３は、荷電粒子ビーム１２を患者の患部に照射するための装置であり、図１に示すように、患者１３を載せる治療台１０、照射ノズル（ノズル装置）１１および回転ガントリ１４を概略備える。

治療台１０は、治療室内に配置されており、患者１３を載せて、患部の位置決めを行う。

照射ノズル１１には、上流ビームモニタ、走査電磁石、線量モニタ、下流ビームモニタがビーム経路に沿って配置され、照射ノズル１１にてビームの照射野を形成する。

上流ビームモニタは、照射ノズル１１内に入射された荷電粒子ビーム１２の通過位置およびビーム幅（ビーム径）を計測する。

走査電磁石は、通過する荷電粒子ビームを第一の方向（例えば、Ｘ軸方向）に偏向・走査する第１走査電磁石と、第一の方向と垂直な第二の方向（例えば、Ｙ軸方向）に荷電粒子ビームを偏向・走査する第２走査電磁石を備える。ここで、Ｘ軸方向とは、照射ノズル１１に入射された荷電粒子ビームの進行方向に垂直な平面内の一方向であり、Ｙ軸方向とは、当該平面内であってＸ軸と垂直な方向を示す。

線量モニタは、通過する荷電粒子ビームの照射線量を計測する。すなわち、線量モニタは、患者に照射された荷電粒子ビームの照射線量を監視するモニタである。

下流ビームモニタは、走査電磁石の下流側に設置され、通過する荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を計測する。すなわち、下流ビームモニタは、走査電磁石によって走査された荷電粒子ビームの位置およびビーム幅を計測するモニタである。

回転ガントリ１４は、アイソセンタ（図示せず）を中心に回転可能な構成であり、ビームの照射角度を決める。回転ガントリ１４が回転することによって、患者１０に照射する荷電粒子ビーム１２の照射角度を変更することができる。

制御システム４は、図１に示すように、中央制御装置５、加速器・輸送系制御システム７および照射制御システム８を概略備える。

中央制御装置５は、治療計画装置６、加速器・輸送系制御システム７、照射制御システム８および操作端末４０に接続される。この中央制御装置５は、治療計画装置６からの設定データに基づいて、加速器運転のための運転パラメータの設定値、照射野を形成するための運転パラメータ、計画されるビーム位置およびビーム幅、線量の設定値を算出する機能を備えている。これらの運転パラメータおよびモニタ設定値は、中央制御装置５から加速器制御システム７および照射制御システム８に出力される。

加速器・輸送系制御システム７は、荷電粒子ビーム発生装置１およびビーム輸送系２に接続され、荷電粒子ビーム発生装置１およびビーム輸送系２を構成する機器を制御する。

照射制御システム８は、ビーム照射装置３に接続され、ビーム照射装置３を構成する機器を制御する。

操作端末４０は、操作者（医者、オペレータ等の医療従事者）がデータや指示信号を入力する入力装置および表示画面を備えている。

図２には、図１を簡略化した形での粒子線治療システムの簡略図を示す。以降、本簡略図を元に実施例を図示し説明する。

なお、ビーム照射装置３は回転ガントリ１４を有さない固定照射装置とすることも出来る。

＜第１の実施形態＞
本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、既設の治療システムとして、１つの円形加速器1と２つの治療室を有する治療システムを考え、治療室に関わる設備と制御システムの更新に関し、以下に述べる手順を実行する。なお、治療室数や配置などは設備ごとに変わるため、代表例として説明する。また、手順については図１０に記載されている。

図３(Ａ)に示すように、既設の治療システムとして、前段加速器１５ａ、円形加速器１６ａ、ビーム輸送系２a、２b、偏向電磁石９ａ，９ｂ、治療室A、Bがある。円形加速器１６ａで所望のエネルギーに加速された荷電粒子ビームが偏向電磁石９ａ，９ｂのＯＮ・ＯＦＦ切り替えによって所望の治療室Aに設けられたビーム照射装置３ａ、治療室Bに設けられたビーム照射装置３ｂへ運ばれ、治療に使われている。

まず、治療期間外の停止期間に、図３(Ｂ)に示すように、新たな治療室Cとそれに伴うビーム照射装置３ｃ(カウチ、ガントリ、ビームモニタ、走査電磁石などの設備を含む)を設置し(S101、S102)、新たな偏向電磁石９ｃから分岐し新たな治療室Cにビームを導くビーム輸送系２ｃを設け(S103)、新たな偏向電磁石９ｃをビーム輸送系２に設置する(S104)。新たな偏向電電磁石９ｃとは、励磁状態によりビームを誘導するコースを切り替えることが出来る磁石である。この際、既設システムのビーム輸送系２の直線部分に偏向電磁石９ｃを設置する。それにより、更新作業期間中であっても既設システムのビーム輸送系をそのまま大きな調整をすることなく利用し、治療施設を継続的に稼働することができる。偏向電磁石９ｃはそこを通るビームに影響を与えない動作状態を有する。例えば、偏向電磁石９ｃをOFFしていれば、偏向電磁石９ｃの設置前後でそこを通るビームの性状にほとんど影響をあたえないようにすることができる。

これら機器を設置する治療期間外の停止期間とは、例えば治療を行っていない夜間や、治療施設の通常の休業日や、増設作業のために設定された短い特別な休業期間とすることができる。

更新作業期間とは、例えば、更新の為の新たな機器の設置を開始してから、更新作業が完了し、新たな装置を使って治療システムを運転することが出来るようになるまでの期間である。

新たな治療室は、遮蔽壁を新たに設けることで設置することもできるし、もともと既設の治療システムの周囲に用意された部屋を用いることもできる。

次に、この偏向電磁石９ｃと、治療室Cに設けられたビーム照射装置３ｃ等に関わる更新設備２０を制御するために、新規の制御システム４ｂを設置し(S105)、更新設備２０との配線接続を完了しておく(S106)。本実施例では、将来的に既設の制御システム4aに置換えて、新規の制御システム４ｂが更新後の制御システムの位置づけとなる。しかし、更新作業期間に治療を継続する際に利用する制御システムは、すでに既設設備１９と安定した動作が確認されている既設の制御システム4aであることが望ましい。また更新設備２０を試験する際は、制御システム4bを使って更新設備２０と、加速器や輸送系等を含む既存設備１９の一部を組み合わせて制御しなければならない。そのため、既設設備１９との配線接続の切替えを考え、治療期間中は既設の制御システム４ａでの制御、治療期間外に新規の制御システム４ｂによる既設設備１９と更新設備２０を組み合わせた制御が必要であるため、下記に記載するように既設設備１９からの配線は簡単に、制御システム４ａと、制御システム４ｂに切替え可能な状態で接続する(S107)。

(S101〜S106)の作業は既設設備１９に変更を加えるわけではないので、既設設備１９の運用に支障が無ければ治療期間中にも一部の作業をすることが出来る。また(S107)にて既設制御システムと既設設備１９の間の接続を切替可能な状態とするだけなので、治療期間外に(S101〜S107)の各作業を行えば、治療スケジュールに大きな影響を与えることなく、既設設備１９を用いて治療を継続することが出来る。

図８(Ａ)に示すように、既設設備１９と既設システムの制御システム４ａは設備側からの配線をコネクタ端子台１８にて集約し、コネクタケーブル接続にて制御システム４ａに接続されているとする。図８(Ｂ)に示すように、制御システム４ｂと更新設備２０との配線接続は完了しており、治療期間外に更新後の制御システム４ｂを使い更新設備２０のビーム調整等を行う際(S111)には、既設設備１９と更新後の制御システム４ｂのケーブルの繋ぎかえを実施して切替える(S110)。既設システムを利用した治療をする際(S109)には既設制御システム４ａにケーブルを繋ぎかえる(S108)。制御システムに関わる全ての更新が終わった際には、既設設備１９および新規設備２０からの配線は図８(Ｄ)に示すように制御システム４ｂの接続だけで治療システムを運用可能となるため、制御システム４ａを撤去(S206)しても構わない。

図８(Ｂ)のケーブル繋ぎかえによる既設の制御システム４ａ、更新の制御システム４ｂの切替えに関しては、図９(Ｂ)に示すようにスイッチング機能を持つ端子台やアイソレータなどの切替器２１を介しての切替えとしてもよい。

図８(Ｃ)のように、既設制御システムと新たな制御システムを一体に設けることもできる。その場合(S105〜S107)に変えて、更新設備２０を制御する新規制御部と、既設設備１９を制御する既設制御部を有する新たな制御システム４ｂを設置し、更新設備２０で調整、試験するモードと、既設設備１９で治療するモードを切り替えることが出来るように各システムと設備を接続する。

また、既設設備１９からの信号に関わる既設の制御システム４ａと更新の制御システム４ｂの繋ぎかえに関しては、図９(Ａ)に示すように制御システム４ｂ内に既設制御システム４ａにて利用している信号のみ制御システム４ａへ渡すようにする形で実現してもよい。その場合(S106〜S107)に変えて、まず既設設備１９と既設制御システム４aの接続を切り離し、更新設備２０と既設設備１９を両方とも新たな制御システム４ｂに接続し、必要な信号を既設制御システム４aに伝達できるように既設制御システム４aと新たな制御システム４ｂを接続する。既設制御システム４ｂで既設設備２０を制御し治療するモードと、既設設備１９を新たな制御システム４aを用いて試験するモードを有し、これらを切り替えることが出来る。

図３(Ｂ)に示すように、治療期間内(平日の日中など)は、偏向電磁石９ｃをOFFに固定しながら、制御システム４ａを利用して治療室Aに設けられたビーム照射装置３ａ、治療室Bに設けられたビーム照射装置３ｂにて患者の治療を進め(S109)、治療期間外(夜間や休日など)は制御システム４ｂを利用して、偏向電磁石９ｃを適宜ONにしながら治療室Cに設けられたビーム照射装置３ｃとの組合せ試験、ビーム調整などを行う(S111)。

ここまでに、新たな治療室Cに関連する更新設備を設置し(S101〜104)、新たな制御システムを設置し(S105)、新たな制御システム４ｂにて追加の治療室Cに関する設備を制御する調整、組み合わせ試験(S111)を行う手順について説明した。次に、図３及び図１２を用いて、既存の治療室の設備更新の手順について説明する。

治療室Cに設けられたビーム照射装置３ｃが治療に利用できる所まで調整完了したら、既設の制御システム４ａの機能を更新後の制御システム４ｂへ追加し、若しくは予め新たな制御すステム４ｂに組み込まれていた既設の制御システム４aの機能をONにして、制御システム４ｂのみを利用して既設の治療室Aに設けられたビーム照射装置３ａ、治療室Bのビーム照射装置３ｂの制御を可能にするように試験を実施する(S204)。この際にもスイッチによるハード上の若しくはモード切り替えによるソフト上の制御システム切替えを利用して(S201,S203)、治療期間内は制御システム４ａによる治療(S202)、治療期間外は制御システム４ｂによる制御機能の確認試験(S204)を実施する。

制御システム４ｂにより治療室Aのビーム照射装置３ａ、治療室Bのビーム照射装置３ｂでの治療が可能となったら、図３(Ｃ)に示すように、更新後の制御システム４ｂを利用した治療を開始する(S205)。なお、治療室Cで治療を開始する(S208)前に、既設の治療室Bのビーム照射装置３ｂの治療スケジュールを治療室Cのビーム照射装置３ｃでの治療に移行しておいてもよい(S204)。それにより設備更新に伴うスケジュール調整を滞ることなく容易に行うことが出来る。不要となった既設制御システム４aは撤去しても構わない(S206)。

その後、治療室Bのビーム照射装置３ｂに関わる設備の更新作業(設備の入替え、追加、削除、制御システムの変更など)を行う(S301)。設備の更新が制御システムの更新を伴う場合は、既設の制御システム４ａの機能の内必要なものは既に全て制御システム４ｂ内に移行されているため、若しくは制御システム４ｂ内で予め用意されたものに切り替わっているためハードによる切替えは不要である。治療期間中は治療室Aのビーム照射装置３ａ、治療室Cのビーム照射装置３ｃでの治療を行い(S302)、治療時間外に新たに設置した治療室Bのビーム照射装置３ｂに関わる更新設備に対し、調整、試験を実施する(S303)。その際、治療期間中は更新作業中の治療室Bに繋がる偏向電磁石９ｂは常にOFFとなるように制御される。望ましくはロックされている。それにより、ニュートロンシャッター等を設置しなくても、治療中のビームが更新作業中の治療室に誘導されることは無いため、作業の安全性が担保され、更新作業中の治療室内でクローズする機器設置等の作業は実施可能である。

治療スケジュールの移行は、例えば治療室Bで治療を予定していた患者を治療室Cでの治療予定に変更することで実現される。または、設備更新しなければそのまま治療室Bで治療スケジュールをたてるはずだった人数の患者を治療室Cで治療できるようにスケジュールすることでも実現できる。

更新後の治療室Bのビーム照射装置３ｂが治療に利用できる所まで完了したら、図３(Ｄ)に示すように、既設の治療室Aのビーム照射装置３ａで治療していた患者を治療室Bのビーム照射装置３ｂでの治療に移行し(S304)、治療室Bでの治療を開始し(S305)、治療室Aのビーム照射装置３ａに関わる設備の更新作業を行う(S401)。治療期間中は治療室Bのビーム照射装置３ｂ、治療室Cのビーム照射装置３ｃでの治療し(S402)、治療時間外に治療室Aのビーム照射装置３ａに関わる調整、試験を実施する(S403)。

更新後の治療室Aのビーム照射装置３ａが治療に利用できる所まで完了すると、図３(Ｅ)に示すように、既設の治療に影響を与えることなく、新たな治療室を追加し、既設の治療室についても制御システム、治療室ビーム照射装置に関わる設備が更新できたこととなる。治療室Cの治療スケジュールを更新後の治療室Aに移し(S404)治療開始すれば(S405)、既設治療室A,Bで治療していた患者数を更新後の治療室A,Bで治療することとなり、治療患者数に影響を与えることなく更新完了できたこととなる。もちろん、治療室Cでの治療スケジュールはそのままとして、更新後の治療室Aに新たな患者の治療を増やして、治療室Aの治療を開始(S405)しても良い。新たな治療室Cを維持するスペース確保が困難、若しくは患者数の維持が困難等の理由から、治療室Cを増設することなく、単に既設治療室の設備更新のみを行い、既設と同構成にて運用するということであれば、図３(Ｆ)に示すように治療室Cのビーム照射装置３ｃに関わる設備は治療患者数維持のための一時的な治療室として扱い、既設の治療室の設備更新が終わった後に撤去してしまっても構わない(S407)。

なお、図３(Ｂ)にて示した治療室Cに設けられたビーム照射装置３ｃの追加に関しては、望ましくは輸送系の途中に偏向電磁石を設置し分岐した方がよいが、図４(Ａ)に示すように輸送系２の末端にある既設の偏向電磁石９ｂ部分に分岐を設け、ビーム輸送系を直線的に取り出す形としても、既設の偏向電磁石をOFFした場合のみ新規の治療室Cに設けられたビーム照射装置３ｃへビームを誘導することができるため、既設システムに影響を与えず治療室の追加が可能である。

また、治療室の追加が難しい場合は、図４(Ｂ)に示すように、治療室を1室ずつ更新(既設と更新後のシステムで切り替えて運用)すれば、治療患者数は減るが、治療を継続しながらの更新は可能である。その場合、既設の治療室Bの治療を停止し、治療室Aでの治療を治療期間中に継続し、その他の時間で治療室Bに更新設備を導入し、それを制御する新たな制御システム（図示せず）を設け、治療期間外に更新設備と制御システムの試験を行い、治療室Bの更新が完了したら、スケジュールを治療室AからBに移し、治療室Aの設備更新と試験を行う流れは、
先に説明したとおりである。

本実施例では円形加速器としたが、直線加速器でも実施することが出来る。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、図５（Ａ）に示すように、既設の治療システムとして、1つの円形加速器と2つの治療室を有する治療システムを考え、加速器に関わる設備と制御システムの更新に関し、以下に述べる手順を実行する。なお、治療室数や配置などは設備ごとに変わるため、代表例として説明する。

図５(Ａ)の既設システムの例に対して、治療期間外の停止期間に、図５(Ｂ)に示すように、新規の前段加速器１５ｂ、円形加速器１６ｂ、偏向電磁石９ｄを設置し、既設のビーム輸送系２に分岐を設け、既設の治療室へビームを輸送できるように、加速器１６ｂとビーム輸送系２の分岐箇所を接続するビーム輸送系２ｄを設ける。この際、既設のビーム輸送系２の直線部分に偏向電磁石９ｄを設置することで、既設のビーム輸送系２を利用する場合には、新規の前段加速器１５ｂ、縁研加速器１６ｂ、偏向電磁石９ｄをOFFしておけば影響がないようにビーム輸送系を設置できる。

次に、この新たに追加した前段加速器１５ｂ、円形加速器１６ｂ、偏向電磁石９ｄに関わる設備を制御するために、更新の制御システム４ｂを設置し、更新設備２０との配線接続を完了しておく。制御システム４ｂが将来的に更新後の制御システムの位置付けとなる。既設設備１９との配線接続の切替えが必要であり、治療期間中は既設の制御システム４ａでの制御、治療期間外に更新の制御システム４ｂによる既設設備１９と更新設備２０を組み合わせた制御が必要であるため、実施例1同様、制御システム４ａ、制御システム４ｂを切替えて、治療と更新作業を行う。

制御システム４ｂ、前段加速器１５ｂ、円形加速器１６ｂ、偏向電磁石９ｄを利用して既設の治療室Aのビーム照射装置３ａ、治療室Bのビーム照射装置３ｂの治療ができるところまで完了したら、図５(Ｃ)に示すように、既設の治療に影響を与えることなく、加速器に関わる設備が更新できたこととなる。

制御システムの切替えにより、既設と更新後の加速器のどちらも使える状態ではあるが、既設の制御システム４ａ、前段加速器１５ａ、円形加速器１６ａに関わる設備は不要となるため、図５(Ｄ)に示すように撤去してしまってもよい。

なお、図５(Ｂ) にて示した加速器の追加に関しては、図６に示すように既設の偏向電磁石5 ９ｅ部分に分岐を設け、加速器2ビーム輸送系２ｄを直線的に接続する形としても、既設の偏向電磁石９ｅをOFFした場合に、新規の治療室３ｃに設けられたビーム照射装置へビームを誘導することができるため、既設システムに影響を与えず加速器の追加が可能である。

また、図７に示すように、追加の加速器と既設ビーム輸送系の間に遮蔽体（ニュートロンシャッター１７など）を設置するなどして分離すれば、既設システムでの治療中に、追加の加速器単体の調整、試験が可能となり、更新にかかる期間の短縮に繋がる。

実施例１では、既設のシステムに影響を与えないよう新たな治療室を1室設け、時間当たりの治療患者数を維持したまま、既設システムの治療時間外での調整、試験を実施し、新治療室での治療を開始後、既設治療室の患者を新たな治療室での治療に移行し、既設システムの1治療室を不使用とし、その治療室に関わる既設設備および制御システムの更新を治療患者数を維持した状態で行う。

実施例２では、既設システムを利用した治療患者数に与える影響をなくすため新たな加速器設備を1式追加し、既設システムの治療時間外に新たな加速器と既設ビーム輸送系の調整、治療室との組合せ試験を実施し、新たな加速器での治療が可能となった時点で、既設の加速器からの置き換え：更新が完了となる。

なお、制御システムの更新に当たっては、その更新箇所に合わせて、既設の制御システムを利用するか、新たな制御システムを利用するかは、既設設備からの配線をコネクタ端子台にて集約後のケーブルの接続先により切り分ける形で単純に切り替えることで対応する。

これら治療室、加速器などの設備、制御システムの更新をフェーズごとに分け、徐々に実施することで、治療期間外(たとえば夜間、休日)に更新後のシステムの設置、調整、試験を行い、治療期間(平日の日中)には既設システム、更新完了したシステムを利用して従来通りの治療を行っているため、従来の患者治療に与える影響はなく、粒子線治療を継続したままでの新システムへの更新が可能となる。

既設システムに与える影響を最小限とするポイントとしては、既設システムのビーム輸送系の直線部分に対して、新たな偏向電磁石を設置し、この電磁石を起動した場合のみ利用できる新たなビーム輸送系を設置、その先に新たな治療室を設ける点である。なお、既設システムのビームが曲げられる偏向電磁石部分に対して、直線方向に新たなビーム輸送系、新たな治療室を設ける場合も、電磁石を起動した場合に既設システムの治療室へのビーム誘導、電磁石を起動しない場合に新たな治療室へのビーム誘導、ができるため、同様に既設システムの治療患者数に与える影響はなくなる。

実施例１によれば、既設システムのビーム輸送系の直線部分に対して、新たな偏向電磁石を設置し、この電磁石を起動した場合のみルートが変わる新たなビーム輸送系を設置、その先に新たな治療室を設けることで、既設システムに最小限の影響で治療室を追加させることができる。また、追加した治療室は、既設システムの治療期間外に新たな制御システムにて組合せ試験、調整を実施して治療できるようにし、既設治療室の患者を新たな治療室に移行して治療する形とすれば、従来の患者治療数を継続した状態で、既設治療室を停止、更新することができる。

既設システムでの治療を維持した状態で、夜間や休日など治療していない時間に更新作業（新たなシステムの追設、調整、試験）を実施できるような更新方法とすることで、既設システムでの粒子線治療を維持した状態で治療システムの更新ができる。

また、既設のビーム輸送系の直線部に偏向電磁石を設置し、そこから分岐するように新たな設備を設けることで、そこにニュートロンシャッター等を設けなくても、治療時の照射ビーム誘導による線量被ばくの可能性は無く、更新/新設する治療室で機器設置などの一部更新作業を安全に行うことも出来る。

１…荷電粒子ビーム発生装置、
２…ビーム輸送系、
２ａ…治療室Aビーム輸送系、
２ｂ…治療室Bビーム輸送系、
２ｃ…治療室Cビーム輸送系、
２ｄ…加速器ビーム輸送系、
３…ビーム照射装置、
３ａ…治療室A ビーム照射装置、
３ｂ…治療室B ビーム照射装置、
３ｃ…治療室Cビーム照射装置、
４…制御システム、
４ａ…制御システム（既設）、
４ｂ…制御システム（更新）、
５…中央制御装置、
６…治療計画装置、
７…加速器・輸送系制御システム、
８…照射制御システム、
９…偏向電磁石、
９ａ…偏向電磁石（治療室Aビーム輸送系用）、
９ｂ…偏向電磁石（治療室Bビーム輸送系用）、
９ｃ…偏向電磁石（治療室Cビーム輸送系用）、
９ｄ…偏向電磁石（加速器ビーム輸送系用）、
９ｅ…偏向電磁石（加速器ビーム輸送系用）、
１０…治療台、
１１…照射ノズル、
１２…荷電粒子ビーム、
１３…患者・患部、
１４…回転ガントリ、
１５…前段加速器、
１５ａ…前段加速器(既設)、
１５ｂ…前段加速器(更新)、
１６…円形加速器(Synchrotron)、
１６ａ…円形加速器(既設)、
１６ｂ…円形加速器(更新)、
１７…ニュートロンシャッター、
１８…コネクタ端子台、
１９…既設設備、
２０…更新設備、
４０…操作端末、

Claims (13)

1. 粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
   前記粒子線治療システムの既設ビーム輸送系から分岐するように、新たなビーム輸送系を設けるステップと、
   前記新たなビーム輸送系に接続された新たな設備を設けるステップと、
   新たな制御システムを設けるステップと、
   前記新たな制御システムと新たな治療室に関する設備を組み合わせた制御を試験するステップと、
   前記新たな制御システムと前記粒子線治療システムの既設の治療室に関する設備を組み合わせた制御を試験するステップと、
   前記既設の治療室に関する設備を制御するシステムを、前記新たな制御システムを用いた制御システムから既設の制御システムに切り替えるステップと、
   を有し、
   前記分岐は、前記既設ビーム輸送系の直線部分に設けることを特徴とする粒子線治療システム更新方法。
2. 請求項１に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記新たなビーム輸送系の分岐に、新たな偏向電磁石を設けるステップを有することを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
3. 請求項１に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記粒子線治療システムの既設の制御システムを撤去するステップを有することを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
4. 請求項１に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記新たな設備が新たな治療室であることを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
5. 請求項１に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記新たな設備が新たな加速器であることを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
6. 請求項２に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記新たな偏向電磁石は、前記既設ビーム輸送系を通るビームに影響を与えない動作モードを有することを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
7. 請求項１に記載された粒子線治療システム更新方法であって、
   前記新たなビーム輸送系は、既設のビーム輸送系の最も下流にある既設の偏向電磁石から分岐していることを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
8. 請求項４に記載の粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
   前記粒子線治療システムの既設の治療室からの信号配線と、前記新たな治療室からの信号配線をコネクタ端子台にて配線を集約させるステップと、
   前記既設の治療室からの信号配線と、前記新たな治療室からの信号配線の接続を切り替えるステップとを有することを特徴とする粒子線治療システムのシステム更新方法。
9. 請求項４に記載の粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
   前記粒子線治療システムの既設の治療室からの信号配線と、前記新たな治療室からの信号配線をスイッチング機能を持つ切替器に集約させるステップを有することを特徴とするシステムの更新方法。
10. 粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
    治療期間外に新たな治療室を設けて前記新たな治療室を試験し、治療期間内に既設の制御システムが前記粒子線治療システムの既設の治療室に関する設備を運転するステップと、
    治療期間外に前記既設の治療室を更新して前記既設の治療室を試験し、治療期間内に新たな制御システムが前記新たな治療室に関する設備を運転するステップと、
    を有することを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
11. 請求項１０に記載の粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
    前記新たな治療室は、前記粒子線治療システムの既設のビーム輸送系の直線部分から分岐するように設けられた新たなビーム輸送系に接続されていることを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
12. 請求項１０に記載の粒子線治療システムのシステム更新方法であって、
    前記治療期間外に前記既設の治療室を更新して前記既設の治療室を試験し、治療期間内に前記新たな治療室に関する設備を運転するステップの前に、
    前記既設の治療室の治療スケジュールを前記新たな治療室に移すステップを有することを特徴とする粒子線治療システムの更新方法。
13. 粒子線治療システムであって、
    粒子を加速する加速器と、加速された粒子を輸送する第一の輸送系と、輸送された粒子を照射する照射装置が設けられた第一の治療室と、
    前記第一の輸送系に後から設置された偏向電磁石と、
    前記偏向電磁石に接続された第二の輸送系と、
    前記第二の輸送系に接続された照射装置が設けられた第二の治療室と、
    第一の制御システムと第二の制御システムと、を有し、
    前記偏向電磁石は、粒子線治療システムの治療期間中に動作させず、
    前記第一の制御システムは治療期間内に前記第一の治療室及び前記加速器を制御し、
    前記第二の制御システムは治療期間外に前記第二の治療室及び前記加速器を制御することを特徴とする
    粒子線治療システム。

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