JP6858027B2 - Treatment table - Google Patents
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本発明は、治療台に係わり、特に、患者のまわりに任意の角度でビームを照射することができる回転ガントリーを有する放射線治療装置に対して好適な治療台に関する。 The present invention relates to a treatment table and is particularly suitable for a radiation therapy device having a rotating gantry capable of irradiating a beam around a patient at any angle.
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(例えば陽子線)が注目されている。 In the treatment of cancer by radiation, particle beams (for example, proton beams) that can be treated without relatively damaging normal cells have been attracting attention in recent years.
患者に対して任意の角度でビームを照射するため、粒子線治療装置には、ビーム照射口(照射ノズル)を360°回転するができる回転ガントリーが用いられる。 In order to irradiate the patient with a beam at an arbitrary angle, a rotating gantry capable of rotating the beam irradiation port (irradiation nozzle) by 360 ° is used in the particle beam therapy device.
アイソセンタと呼ばれるビーム照射のための基準点は、回転ガントリーの中心軸上で、照射ノズルの正面に位置している。 A reference point for beam irradiation, called an isocenter, is located on the central axis of the rotating gantry, in front of the irradiation nozzle.
患者を乗せる治療台は、回転ガントリーの開口部に配置され、アイソセンタで治療するために片持ち支持で患者を保持する。
この粒子線を用いた放射線治療用治療台の一例が、特許文献1に記載されている。放射線治療用治療台は、垂直方向のZ軸と、ガントリー回転軸と平行なY軸と、Z・Y軸と直交するX軸の、合計3軸平行移動機構の上に、垂直軸まわりに回転する回転軸(以下θ軸)、から構成されている。
The treatment table on which the patient is placed is placed in the opening of the rotating gantry and holds the patient in a cantilever support for treatment with the isocenter.
An example of a radiotherapy treatment table using this particle beam is described in
また、ロボットアーム型の治療台が、特許文献2〜5に記載されている
Further, a robot arm type treatment table is described in
放射線治療用治療台は、車いすを使う患者であっても不自由なく乗り降りできるように、乗降時に天板を低くすることができるようにする課題がある。 The radiotherapy treatment table has a problem that the top plate can be lowered when getting on and off so that even a patient using a wheelchair can get on and off without any inconvenience.
特許文献1に記載の治療台は、床と天板の間に第1アームの厚さがあることから、「天板高さ」を下げることができなかった。
In the treatment table described in
また、特許文献2に記載の治療台は、手首部に加えてロボットアームの根元近くに、縦方向に回転する軸を合計2つ以上設けることで天板を下げることができる。しかし、ロボットアームの先端に片持ち梁状に患者が乗り降りする重い天板を支持するため、縦回転に駆動する軸が増えると、放射線治療が要求する位置決め精度を向上させることが困難であった。
Further, in the treatment table described in
また、特許文献3に記載の治療台は、第1アームを床下に収納できるようにすることで、天板を下げることができるが、床面の構造が複雑になる課題がある。
Further, in the treatment table described in
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、天板と、前記天板を支持する第2のアームと、前記第2のアームを支持する第1のアームと、前記第1のアームに対して前記第2のアームを旋回できる旋回機構とを有し、前記第1のアームと前記第2のアームの取り付け部分が傾斜していることを特徴とする。
In order to solve the above problems, for example, the configuration described in the claims is adopted.
The present invention includes a plurality of means for solving the above problems, and to give an example thereof, a top plate, a second arm for supporting the top plate, and a first arm for supporting the second arm. The arm is provided with a swivel mechanism capable of swiveling the second arm with respect to the first arm, and the mounting portions of the first arm and the second arm are inclined. To do.
本実施形態の治療台によれば、複雑な構造を用いずに、高い位置決め精度と、患者積載のための低い天板高さと、広い位置決め可動範囲との、少なくともいずれかの効果を達成することができる。 According to the treatment table of the present embodiment, at least one of the effects of high positioning accuracy, low top plate height for patient loading, and wide positioning movable range can be achieved without using a complicated structure. Can be done.
以下、本発明の一実施形態を図面を参照し説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
粒子線照射装置を、図1を用いて説明する。図1(a)はガントリー回転軸方向から見た図で、図1(b)は水平横方向から見た図である。 The particle beam irradiation device will be described with reference to FIG. FIG. 1 (a) is a view seen from the gantry rotation axis direction, and FIG. 1 (b) is a view seen from the horizontal horizontal direction.
粒子線照射装置1は、荷電粒子ビームを生成する加速器(図示せず)と、輸送系2と、荷電粒子ビーム照射口である照射ノズル3と、照射ノズル3が取り付けられて患者のまわりに360°回転可能な回転ガントリー4を備える。回転ガントリー4には、イオン源(図示せず)で生成した荷電粒子を、シンクロトロンなどの加速器(図示せず)で加速した、荷電粒子ビームを曲げるための電磁石41が積載される。照射ノズル3は、運ばれてきたビームを、治療するために必要な形状(患部の形状)に形成することができる。回転ガントリー4は、照射ノズル3を患者5のまわりに360°の任意の角度に移動することができる。患者5は、治療台6の上の天板61に載せられる。治療台6は、患者5の患部がアイソセンタ9位置になるように移動することができる。
The particle
さらに、治療台6と接続され制御する治療台制御装置81と、回転ガントリー4と接続され制御する回転ガントリー制御装置82があり、治療台制御装置81や回転ガントリー制御装置82と接続された全体制御装置83が設けられている。
Further, there is a treatment
本実施形態の治療台を図2を用いて説明する。 The treatment table of this embodiment will be described with reference to FIG.
治療台6の駆動部は、下から順に、Z軸駆動機構71、第1アーム旋回機構72、第2アーム旋回機構73、ロボット手首部分のピッチ・ロール・ヨーの回転機構74からなる。
Z軸駆動機構71は、支柱64(Z軸駆動機構71の一部)を重力方向に移動可能とする駆動軸である。リニアガイドおよびボールねじを用いた直線駆動機構で構成される。第1アーム旋回機構72、第2アーム旋回機構73は、バックラッシの少ない減速機を用いた回転機構である。
The drive unit of the treatment table 6 includes a Z-
The Z-
第1アーム63は支柱64に対して水平に旋回する。第2アーム62の取付け部分は、第1アーム63先端部分で傾斜して取り付けされる。つまり、第1アーム63と第2アーム62は床面に対して傾斜している。具体的には、第1アーム63はテーパ形状を有している。第1アーム63の取付け面が水平面に対して傾斜しており、その上に接続された第2アーム62は、第1アーム63上面に平行に、かつ床面に対して傾斜するように第1アーム63に接続される。また、別の側面から説明すると、第1アーム63と第2アーム62を接続する第2アーム旋回機構73の軸は床面に垂直な方向から傾斜している。
The
傾斜量(角度)は、第1アーム63と第2アーム62をまっすぐに配置した状態で、第2アームの先端(天板支持部)は床との隙間が小さくなるように決定されている。具体的には、第2アーム62の最下点が、第1アーム63の厚みより小さくなるように傾斜している。
The amount of inclination (angle) is determined so that the gap between the tip of the second arm (top plate support portion) and the floor becomes small while the
図2(a)は、支柱64を下げて第1アーム63の下面が床面に近接した状態で、第2アーム62の先端が床面に近接しており、最も天板の高さを低く設定した場合の図である。
FIG. 2A shows a state in which the lower surface of the
図2(a)(b)(c)に、本実施形態の治療台6と、他の構造の治療台101および治療台102との構造比較を示す。 2 (a), (b) and (c) show a structural comparison between the treatment table 6 of the present embodiment and the treatment table 101 and the treatment table 102 having other structures.
治療台101は、Z軸駆動機構の上に第1アームが取付けされ、第2アームは第1アームの上に取付けされる構造である。第1アームと第2アームは水平に取付けされ、第1アームの厚さがあるために手首部分を床面ギリギリまで低く設定することができない。 The treatment table 101 has a structure in which the first arm is mounted on the Z-axis drive mechanism and the second arm is mounted on the first arm. The first arm and the second arm are mounted horizontally, and due to the thickness of the first arm, the wrist portion cannot be set as low as the floor surface.
治療台102は、Z軸駆動機構の上に第1アームが取付けされるが、第2アームは第1アームの下に取付けされる構造である。第1アームが第2アームよりも上に配置されているため、治療台101と比較して手首部分を床面ギリギリまで低く設定することができる。 The treatment table 102 has a structure in which the first arm is mounted on the Z-axis drive mechanism, but the second arm is mounted below the first arm. Since the first arm is arranged above the second arm, the wrist portion can be set as low as the floor surface as compared with the treatment table 101.
図3および図4に治療台101および治療台102における位置決め遷移図をそれぞれ示す。 3 and 4 show positioning transition diagrams of the treatment table 101 and the treatment table 102, respectively.
治療台101は、第2アームが第1アームの上に配置されているためにアーム同士の干渉がなく、水平面内でアームが届く限りどの場所でも位置決めが可能である。 Since the second arm is arranged on the first arm, the treatment table 101 does not interfere with each other and can be positioned anywhere within the horizontal plane as long as the arms can reach.
一方、治療台102は、第2アームや天板、手首部分などがZ軸駆動装置との干渉があり、水平面内の位置決めにおいて制限がある。 On the other hand, in the treatment table 102, the second arm, the top plate, the wrist portion, and the like interfere with the Z-axis drive device, and there is a limitation in positioning in the horizontal plane.
医療用粒子線照射装置では、治療台は、治療の計画に応じて、アイソセンタ9まわりに回転することが求められる。照射対象である患部を座標上同じ点に固定したまま、アイソセンタ9まわりに回転する運転方法を、アイソセントリック回転と呼ぶ。図5は本実施形態における治療台6をアイソセントリック回転動作の例を示す。図5(a)〜(e)は治療台6を上から見た図であり、図5(f)〜(j)は治療台6を水平方向から見た図である。
In the medical particle beam irradiator, the treatment table is required to rotate around the
本実施形態の治療台6では第1アーム63と第2アーム62の接続部が常に傾斜しているので、アイソセントリック回転時は、治療台制御装置81による制御により、第1アーム63と第2アーム62の位置決め姿勢に応じて、Z軸駆動機構71および天板支持部のピッチ・ロール・ヨーの回転機構74が連動して駆動する。具体的には、第2アーム62の先端若しくは天板の根元が、第1アーム63の根元若しくは支柱64に近づくように制御するときは、同時にZ軸駆動機構71により支柱64を低くなるように制御する。逆に、第2アーム62の先端若しくは天板の根元が、第1アーム63の根元若しくは支柱64から離れるように制御するときは、同時にZ軸駆動機構71により支柱64を高くするように制御する。これにより天板高さを一定に保つように制御する。傾斜量はあまり大きくない場合はZ軸駆動機構の移動量も軽微で、図5のように6度程度傾斜させた場合ではZ軸方向の連動移動量は小さい。
In the treatment table 6 of the present embodiment, since the connection portion between the
本発明の治療台において、天板高さを最も下に下げることができるのは第1アームと第2アームがまっすぐに配置された状態である(図2(a)の状態)。ユーザは、天板高さを最も下げた状態にしなければならない患者の場合はこの状態にアームを位置決めして使用する。一方、治療位置に位置決めする際(アイソセンタに位置決めする際)は図5のように、任意の位置、高さに天板を位置決めすることができる。 In the treatment table of the present invention, the height of the top plate can be lowered to the lowest position when the first arm and the second arm are arranged straight (the state of FIG. 2A). The user positions and uses the arm in this state in the case of a patient who must bring the top plate height to the lowest position. On the other hand, when positioning at the treatment position (when positioning at the isocenter), the top plate can be positioned at an arbitrary position and height as shown in FIG.
本実施形態の治療台6は、アーム間接続部に縦回転の駆動部を有さないことで、さらに望ましくはロボットアーム基部から傾斜部の間に縦回転の駆動部を有さないことで、さらに望ましくはロボットアームの手首部以外に縦回転の駆動部を有さないことで、ロボットアーム先端の荷重に対して耐性があり、位置決め精度を向上させることができる。 The treatment table 6 of the present embodiment does not have a vertical rotation drive unit at the connection portion between the arms, and more preferably does not have a vertical rotation drive unit between the robot arm base portion and the inclined portion. More preferably, by not having a vertically rotating drive unit other than the wrist portion of the robot arm, it is resistant to the load at the tip of the robot arm and the positioning accuracy can be improved.
本実施形態の治療台によれば、同じ構造でユーザは患者積載の位置決めと治療に使う位置決めを使い分けすることができ、治療台101および102ではできなかった、(1)患者積載のための低い天板高さ、と(2)広い位置決め可動範囲、の2つを同時に達成することができる。 According to the treatment table of the present embodiment, the user can use the positioning of the patient loading and the positioning used for the treatment properly in the same structure, which was not possible with the treatment tables 101 and 102, (1) low for patient loading. The height of the top plate and (2) a wide positioning movable range can be achieved at the same time.
本実施例の治療台は、高い位置決め精度と広い可動範囲が要求される放射線治療用途として特に好適であるが、それに限られない。 The treatment table of this embodiment is particularly suitable for radiotherapy applications that require high positioning accuracy and a wide range of motion, but is not limited thereto.
前述の実施形態と重複する箇所についての説明は省略する。 The description of the parts that overlap with the above-described embodiment will be omitted.
図6に本実施形態の治療台103の略図を示す。本実施例治療台103は、Z軸方向に動く支柱201と、第1アーム203と、第2アーム205と、支柱201と第1アーム203の間の旋回機構202と、第1アーム203と第2アーム205の間の旋回機構204を有する。
FIG. 6 shows a schematic diagram of the treatment table 103 of the present embodiment. The treatment table 103 of the present embodiment includes a
本実施例治療台103は、第1アーム203を旋回する旋回機構202が床面に垂直な方向から傾斜しており、第1アーム203が傾斜している。
In the treatment table 103 of the present embodiment, the
これにより、患者乗降のために、Z軸方向に治療台を下げた時に、第2アームの先端である手首部分を床面に近接させることができ、天板を低く下げることができる。 As a result, when the treatment table is lowered in the Z-axis direction for getting on and off the patient, the wrist portion, which is the tip of the second arm, can be brought close to the floor surface, and the top plate can be lowered.
1 粒子線照射装置
3 照射ノズル
4 回転ガントリー
6 治療台
9 アイソセンタ
81 治療台制御装置
1 Particle
Claims (7)
前記天板を支持する第2のアームと、
前記第2のアームを支持する第1のアームと、
前記第1のアームに対して前記第2のアームを旋回できる旋回軸を有する旋回機構と、
記第2のアームを支持するZ軸駆動機構と、
制御装置と、
を有し、
前記第1のアームの取付け面が水平面に対して傾斜しており、前記第2のアームは、第1のアーム上面に平行に、かつ床面に対して傾斜するように第1のアームに接続され、
前記制御装置は、アイソセントリック回転させる際に、前記第1のアームの先端若しくは前記天板の根元が、前記第2のアームの根元若しくは前記Z軸駆動機構に近づくように制御するときは、前記Z軸駆動機構を低くなるように制御することを特徴とする治療台。 Top plate and
A second arm that supports the top plate and
The first arm that supports the second arm and
A swivel mechanism having a swivel shaft capable of swiveling the second arm with respect to the first arm,
The Z-axis drive mechanism that supports the second arm and
Control device and
Have,
The mounting surface of the first arm is inclined with respect to the horizontal plane, and the second arm is connected to the first arm so as to be parallel to the upper surface of the first arm and inclined with respect to the floor surface. Being done
When the control device controls the tip of the first arm or the base of the top plate to approach the base of the second arm or the Z-axis drive mechanism during isocentric rotation, A treatment table characterized in that the Z-axis drive mechanism is controlled to be low.
前記旋回軸が、床面に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする治療台。 The treatment table according to claim 1.
A treatment table characterized in that the swivel axis is inclined with respect to a direction perpendicular to the floor surface.
前記第2のアームの最下点の床面からの高さが、前記第1のアームの厚みより小さくなることを特徴とする治療台。 The treatment table according to claim 1.
A treatment table characterized in that the height of the lowest point of the second arm from the floor surface is smaller than the thickness of the first arm.
前記第2のアームが両側部の距離が先端に近づくにつれて小さくなるようなテーパ形状を有していることを特徴とする治療台。 The treatment table according to claim 1.
A treatment table characterized in that the second arm has a tapered shape such that the distance between the two side portions becomes smaller as the distance between the two sides approaches the tip.
前記第2のアームが前記第1のアームの上に設置されていることを特徴とする治療台。 The treatment table according to claim 1.
A treatment table characterized in that the second arm is installed on the first arm.
前記天板を支持する第2のアームと、
前記第2のアームを支持する第1のアームと、
前記第2のアームを支持しZ軸方向に駆動するZ軸駆動機構と、
前記天板を前記第1のアームに対してピッチ・ロール・ヨーに回転できる回転機構と、
前記第1のアームに対して前記第2のアームを旋回できる第1の旋回機構と、
前記第2のアームを前記Z軸駆動機構に対して旋回する第2の旋回機構と、を有し、
前記第1のアームの取付け面が水平面に対して傾斜しており、前記第2のアームは、第1のアーム上面に平行に、かつ床面に対して傾斜するように第1のアームに接続されることを特徴とする治療台。 Top plate and
A second arm that supports the top plate and
The first arm that supports the second arm and
A Z-axis drive mechanism that supports the second arm and drives it in the Z-axis direction,
A rotation mechanism capable of rotating the top plate in a pitch roll yaw with respect to the first arm,
A first swivel mechanism capable of swiveling the second arm with respect to the first arm,
It has a second swivel mechanism that swivels the second arm with respect to the Z-axis drive mechanism.
The mounting surface of the first arm is inclined with respect to the horizontal plane, and the second arm is connected to the first arm so as to be parallel to the upper surface of the first arm and inclined with respect to the floor surface. A treatment table characterized by being done.
加速器と、
照射ノズルとを有する放射線照射装置。 The treatment table according to any one of claims 1 or 6.
Accelerator and
A radiation irradiation device having an irradiation nozzle.
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