JP6980598B2 - 粒子線治療装置および粒子線治療装置の移動床の移動方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、粒子線治療装置および粒子線治療装置の移動床の移動方法に関する。

従来、回転ガントリ内の治療室内のベッド上に患者を配置し、この患者の患部（がん）に照射ポートから粒子線ビームを照射して治療を行う技術が知られている。照射ポートは、回転ガントリの回転とともに回転し、患者に対して様々な方向から粒子線ビームを照射することができる。治療室の床面は、照射ポートの回転とともに移動される移動床により形成されている。

特許第５４５２２６２号公報

前述の技術では、回転ガントリおよび照射ポートが回転されたときに、これらの動作に応じて移動床を移動させるための制御装置が必要である。回転ガントリおよび照射ポートの動作は、単純な円運動であるものの、移動床は、円弧部と水平部を有する略Ｄ字状を成すレールに沿って移動されるので、制御装置による移動床の制御が煩雑になるという課題がある。

本発明の実施形態は、このような事情を考慮してなされたもので、煩雑な制御を行わずに移動床を移動させることができる粒子線治療装置の移動床の移動技術を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る粒子線治療装置は、円筒形状を成し、粒子線治療を行う治療室が内部に設けられる回転ガントリと、前記回転ガントリの内周面に固定され、前記回転ガントリの回転とともに回転可能な照射ポートと、前記回転ガントリの内周面に沿う円弧部と前記治療室の床面に沿う水平部とが形成され、前記回転ガントリの一端と他端に設けられた２つの環状の軌道レールと、前記軌道レールの間に架け渡され、前記軌道レールに沿って並び、かつ自重で移動可能な複数の移動床と、を備え、前記照射ポートが前記円弧部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記水平部にある前記移動床同士が密接し、前記照射ポートが前記水平部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記照射ポートと前記移動床とが密接することを特徴とする。

本発明の実施形態により、煩雑な制御を行わずに移動床を移動させることができる粒子線治療装置の移動床の移動技術が提供される。

第１実施形態の粒子線治療装置を示す断面図。 軌道レールおよび移動床を示す斜視図。 軌道レールおよび移動床を示す断面図。 移動床を示す斜視図。 回転ガントリの回転角度が０度のときの移動床を示す正面図。 回転ガントリの回転角度が４５度のときの移動床を示す正面図。 回転ガントリの回転角度が１３５度のときの移動床を示す正面図。 回転ガントリの回転角度が１８０度のときの移動床を示す正面図。 第２実施形態の移動床を示す正面図。 第３実施形態の粒子線治療装置を示す断面図。 第３実施形態の移動床を示す正面図。

（第１実施形態）
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第１実施形態の粒子線治療装置について図１から図８を用いて説明する。以下、図１の紙面右側を粒子線治療装置の正面側（前方側）として説明する。図１の符号１は、粒子線治療装置である。この粒子線治療装置１では、炭素イオンの粒子線ビーム２を被検体としての患者３の病巣組織（がん）に照射して治療を行う。

粒子線治療装置１を用いた放射線治療技術は、重粒子線がん治療技術とも称される。この技術は、がん病巣（患部）を炭素イオンがピンポイントで狙い撃ちし、がん病巣にダメージを与えながら、正常細胞へのダメージを最小限に抑えることが可能とされる。なお、粒子線とは、放射線のなかでも電子より重いものと定義され、陽子線、重粒子線が含まれる。このうち重粒子線は、ヘリウム原子より重いものと定義される。

重粒子線を用いるがん治療では、従来のエックス線、ガンマ線、陽子線を用いたがん治療と比較してがん病巣を殺傷する能力が高く、患者３の体の表面では放射線量が弱く、がん病巣において放射線量がピークになる特性を有している。そのため、照射回数と副作用を少なくすることができ、治療期間をより短くすることができる。

特に図示はしないが、粒子線治療装置１は、荷電粒子である炭素イオンを生成するイオン源と、炭素インを加速する前段加速器である線形加速器と、炭素イオンを加速して粒子線ビーム２とするリング状の円形加速器と、円形加速器から出射された粒子線ビーム２を輸送するビーム輸送ラインとを備える。なお、円形加速器は、磁場と加速電場の周波数を制御することで粒子線ビーム２を加速する高周波加速空洞を備える。

図１に示すように、粒子線治療装置１は、ビーム輸送ラインにより粒子線ビーム２が導かれ、この粒子線ビーム２の照射対象となる患者３が配置される回転ガントリ４を備える。

まず、イオン源で生成された炭素イオンは、線形加速器で光速の約１０％まで加速され、粒子線ビーム２となって円形加速器に入射される。この粒子線ビーム２は、円形加速器を約百万回周回する間に光速の約７０％まで加速され、粒子線ビーム２となる。そして、この粒子線ビーム２がビーム輸送ラインを介して回転ガントリ４まで導かれる。

線形加速器、円形加速器およびビーム輸送ラインは、内部が真空にされるビームパイプとしての真空ダクト５を備える。線形加速器、円形加速器およびビーム輸送ラインの真空ダクト５が一体となり、粒子線ビーム２をイオン源から回転ガントリ４まで導く輸送経路が構成される。つまり、真空ダクト５は、粒子線ビーム２を通過させるのに充分な真空度を有する密閉された連続空間である。そして、真空ダクト５の内部を粒子線ビーム２が進行する。

線形加速器、円形加速器およびビーム輸送ラインは、粒子線ビーム２を制御する複数の電磁石装置６を備える。それぞれの電磁石装置６は、真空ダクト５の外周を囲むように配置される。また、複数の電磁石装置６が、真空ダクト５が延びる方向に沿って並んでいる。

これらの電磁石装置６には、様々な種類のものが用いられる。例えば、粒子線ビーム２の収束および発散を制御する制御用の四極電磁石装置、粒子線ビーム２の進行方向の変更に用いられる偏向電磁石装置である。

図１に示すように、回転ガントリ４は、円筒形状を成す大型の装置である。この回転ガントリ４は、その円筒の軸Ｊが水平方向を向くように設置される。そして、この軸Ｊを中心として回転ガントリ４が回転可能となっている。また、回転ガントリ４の下部には、回転ガントリ４を回転可能な状態で支持する支持ローラ７と、この回転ガントリ４を回転させる駆動モータ８が設けられる。なお、回転ガントリ４は、その外周に固定されたエンドリング９を介して支持ローラ７に支持される。駆動モータ８の回転駆動力は、支持ローラ７およびエンドリング９を介して回転ガントリ４に与えられる。

なお、回転ガントリ４には、ビーム輸送ラインから延長された真空ダクト５および電磁石装置６が取り付けられる。回転ガントリ４において、真空ダクト５は、まず、回転ガントリ４の外部からその水平軸Ｊに沿って導かれ、回転ガントリ４の円筒外周側へ向けて一旦延びた後に、再び回転ガントリ４の内周側に向けて延びる。

また、真空ダクト５の端部には、ビーム輸送ラインにより導かれた粒子線ビーム２を患者３に向けて照射する照射ポート１０が設けられる。この照射ポート１０は、回転ガントリ４の内周面に固定されている。なお、粒子線ビーム２は、水平軸Ｊに対して直交する方向に照射ポート１０から照射される。

なお、真空ダクト５の端部において、回転ガントリ４の水平軸Ｊに沿う部分には、回転機構（図示略）が設けられている。そして、この部分が回転ガントリ４の回転とともに回転するようになっている。

さらに、真空ダクト５の端部近傍には、スキャニング電磁石１１が設けられる。このスキャニング電磁石１１は、粒子線ビーム２を、Ｘ方向に偏向走査するＸ偏向走査磁石（図示略）とＹ方向に偏向走査するＹ偏向走査磁石（図示略）とを有している。そして、スキャニング電磁石１１は、粒子線ビーム２を制御することで、細い粒子線ビーム２を患者３の患部形状に３次元的に合致させて走査することができる。つまり、照射ポート１０から照射される粒子線ビーム２は、ビーム進行方向に対して直交する２方向（Ｘ方向およびＹ方向）に走査可能となっている。

なお、回転ガントリ４の内部には、粒子線治療を行う治療室１２が設けられる。患者３は、この治療室１２に設けられた治療台１３に載置される。この治療台１３は、患者３を載置した状態で移動可能となっている。この治療台１３の移動によって患者３を粒子線ビーム２の照射位置に移動させて位置合わせを行うことができる。そのため、患者３の病巣組織に最適な精度で粒子線ビーム２を照射することができる。

また、回転ガントリ４を回転させることで、患者３を中心として照射ポート１０を回転させることができる。例えば、患者３（水平軸Ｊ）を中心として照射ポート１０を、正面視で右回り（時計回り）または左回り（反時計回り）に１８０度ずつ回転させることができる（図５から図８参照）。そして、患者３の周囲のいずれの方向からも粒子線ビーム２を照射させることができる。つまり、回転ガントリ４は、ビーム輸送ラインにより導かれた粒子線ビーム２の患者３に対する照射方向を変更可能な装置である。そのため、患者３の負担を軽減しつつ、最適な方向から粒子線ビーム２を正確に患部に照射することができる。

本実施形態では、回転ガントリ４および照射ポート１０の回転方向において、正面視で右回り（時計回り）を正方向の回転とし、左回り（反時計回り）を負方向の回転として説明する。なお、正方向の回転をした場合の１８０度の位置と、負方向の回転をした場合の−１８０度の位置は、同じ位置である。

粒子線ビーム２は、患者３の体内を通過する際に運動エネルギーを失って速度が低下するとともに、速度の二乗にほぼ反比例する抵抗を受け、ある一定の速度まで低下すると急激に停止する。そして、粒子線ビーム２の停止点近傍では、ブラッグピークと呼ばれる高エネルギーが放出される。粒子線治療装置１は、このブラッグピークを患者３の病巣組織（患部）の位置に合わせることにより、正常組織のダメージを抑えつつ、病巣組織のみを死滅させることができる。

図１に示すように、回転ガントリ４の内部に設けられた治療室１２は、建屋１４から繋がる部屋１５と一体を成すように形成されている。この建屋１４側の部屋１５の床と壁と天井とが、治療室１２と連なるように設けられる。なお、治療台１３は、建屋１４側の部屋１５の床に固定される。つまり、回転ガントリ４および照射ポート１０が回転されても、治療台１３の位置は変化しないようになっている。

回転ガントリ４の内部には、内壁部１６が設けられる。この内壁部１６は、円盤状を成し、その周縁が、回転ガントリ４の内周面の全周に亘って設けられたサポート部１７に支持される。この内壁部１６は、サポート部１７により周方向に回転自在に支持される。この内壁部１６により、回転ガントリ４の内部が、治療室１２の部分とそれ以外の部分とに仕切られる。

内壁部１６において、治療室１２と反対側の中央部には、逆回転同期モータ１８が接続される。この逆回転同期モータ１８は、回転ガントリ４の内周面に固定される。駆動モータ８の駆動力により回転ガントリ４が回転されたときに、逆回転同期モータ１８が内壁部１６を回転ガントリ４の回転方向とは逆方向に回転させる。

例えば、回転ガントリ４を正面視で右回りに回転させるときに、内壁部１６を左回りに回転させる。このとき、回転ガントリ４の回転速度と内壁部１６の回転速度とを同一にする。つまり、内壁部１６は、回転ガントリ４が回転されても、見かけ上、静止しているようになる。なお、内壁部１６の治療室１２側には、この内壁部１６を治療室１２側から見えないように隠蔽する化粧壁１９が設けられる。

回転ガントリ４の内部には、その一端側（前方側）と他端側（後方側）に設けられた２つの環状の軌道レール２０と、これらの軌道レール２０の間に架け渡される複数の移動床２１とが設けられる。

移動床２１は、前後方向に長い長方形の板状を成す部材である。これらの移動床２１より治療室１２の床と壁と天井とが形成される。なお、前方側の軌道レール２０が内壁部１６に固定される。一方、後方側の軌道レール２０が、建屋１４側の部屋１５の床と壁と天井に固定される。回転ガントリ４および照射ポート１０が回転した場合であっても、前後の軌道レール２０は、回転せずに静止される。

図２および図５に示すように、軌道レール２０には、回転ガントリ４の内周面に沿う円弧部２２と治療室１２の床面に沿う水平部２３とが形成される。これらの軌道レール２０は、正面視で円弧部分と水平部分とを有するＤ字形状を成す。そして、互いの軌道レール２０の間に照射ポート１０および移動床２１が配置される。治療室１２は、軌道レール２０の形状に合わせたドーム型（板蒲鉾型）の形状となる。

また、軌道レール２０に架け渡された移動床２１は、軌道レール２０に沿って並び、かつ軌道レール２０に沿って自重で移動可能となっている。回転ガントリ４の回転とともに、照射ポート１０が回転されると、この照射ポート１０の回転に連れ立って移動床２１が移動される。そして、照射ポート１０がいずれの位置に移動されても、移動床２１により治療室１２の床と壁と天井とが維持される（図５から図８参照）。

移動床２１において床に相当する部分は、建屋１４の部屋１５の床と面一となるように設けられる。治療の準備をするときには、この移動床２１により構成された床面上を、患者３および技師が歩行することができる。移動床２１が常に治療室１２の床と壁と天井を形成しているので、回転ガントリ４の内周面が治療室１２側から見えないように隠蔽される。

また、照射ポート１０は、粒子線ビーム２を患者３に向けて照射する照射部２４と、この照射部２４を支持する台形を成す胴カバーとしての基台部２５とを備える。この基台部２５は、正面視で軌道レール２０に対応する部分に配置される。なお、基台部２５は、回転ガントリ４の中心に向かって窄まる形状を成す。つまり、基台部２５は、照射部２４から回転ガントリ４の内周面と接触する部分に向かって拡大する形状である。

なお、基台部２５の側面は、軌道レール２０が延びる方向に対して垂直に交差し難いように、所定の角度で傾斜されている。回転ガントリ４の回転とともに照射ポート１０が回転されると、基台部２５の側面に移動床２１が接触し、この基台部２５に押されることで、移動床２１が軌道レール２０に沿って移動される（図６から図８参照）。

本実施形態では、照射ポート１０の基台部２５と少なくとも２つの移動床２１とが接触可能かつ離間可能である。さらに、照射ポート１０が回転ガントリ４の回転とともに移動されたときに、照射ポート１０の基台部２５に押されて移動床２１が移動される。このようにすれば、照射ポート１０を移動させる回転ガントリ４の回転力により移動床２１を移動させることができる。また、それぞれの移動床２１は、軌道レール２０に沿って自重で落下可能となっている。

図３に示すように、軌道レール２０は、断面視でＣ字形状を成す。また、それぞれの移動床２１の前後端部には、摺動ローラ２６が設けられる。これらの摺動ローラ２６が軌道レール２０に保持される。これらの摺動ローラ２６は、それぞれの移動床２１が軌道レール２０に沿って自重で落下するときに、その落下速度を調整する制動装置を備える。この制動装置を予め調整しておくことで、移動床２１が落下して照射ポート１０と接触しても、その接触時の衝撃を緩和することができる。

図４および図５に示すように、軌道レール２０に沿って並ぶ２４枚の移動床２１が設けられる。また、複数の移動床２１が連結部材２７を介して互いに連結される。これら連結された移動床２１により移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が形成される。そして、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が軌道レールに沿って並んで設けられる。このようにすれば、回転ガントリ４がいずれの位置に回転されても、照射ポート１０の両側部に移動床ユニットＵ１〜Ｕ３を配置させることができる。

第１実施形態では、８枚ずつの移動床２１が互いに連結され、第１から第３までの３つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が形成される。なお、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士は連結されておらず、互いに離間可能となっている。

第１移動床ユニットＵ１は、一端側の移動床２１Ａが照射ポート１０に隣接され、他端側の移動床２１Ｂが第２移動床ユニットＵ２に隣接される。第２移動床ユニットＵ２は、一端側の移動床２１Ｃが第１移動床ユニットＵ１に隣接され、他端側の移動床２１Ｄが第３移動床ユニットＵ３に隣接される。第３移動床ユニットＵ３は、一端側の移動床２１Ｅが第２移動床ユニットＵ２に隣接され、他端側の移動床２１Ｆが照射ポート１０に隣接される。

連結部材２７は、移動床２１の摺動ローラ２６の軸部に保持される。なお、連結部材２７は、移動床２１に対して摺動ローラ２６の軸部を中心として揺動される。つまり、隣接する移動床２１同士は、互いに揺動自在な状態となる。そして、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３全体の形状は、軌道レール２０の形状に合わせて変形可能となっている。例えば、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が軌道レール２０の円弧部２２にあるときには円弧を成し、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が軌道レール２０の水平部２３にあるときには水平を成す。

また、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３において、互いに連結された移動床２１同士の隙間は、所定寸法（例えば３ｃｍ）以下になるように調整される。そのため、移動床２１同士の隙間に、移動床２１上を歩行する者の爪先が挟まることがないようにしている。

図４に示すように、第１移動床ユニットＵ１および第３移動床ユニットＵ３において、照射ポート１０の基台部２５に近接する端部側の移動床２１の側部には、基台部２５の側面に接触される接触ローラ２８が設けられる。移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が基台部２５に押されるとき、または、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が自重で落下したときに、接触ローラ２８が基台部２５の側面に接触されるので、基台部２５または移動床２１を疵付けることがない。また、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士のそれぞれの端部の移動床２１に接触ローラ２８を設けても良い。

図５から図８に示すように、照射ポート１０と移動床ユニットＵ１，Ｕ３との間、および移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士の間には、スクリーン部２９，３０が設けられる。第１実施形態では、照射ポート１０と移動床ユニットＵ１，Ｕ３との間に設けられ、これらの間に生じる隙間を塞ぐ第１種スクリーン部２９と、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士の間に設けられ、これらの間に生じる隙間を塞ぐ第２種スクリーン部３０とが設けられる。

これらのスクリーン部２９，３０は、その両端に巻取部３１を備える。なお、巻取部３１は、布状を成すスクリーン部２９，３０をロール状に巻き取る巻取装置を備える。第１種スクリーン部２９は、照射ポート１０の基台部２５と移動床ユニットＵ１，Ｕ３の端部側の移動床２１とに接続される。第２種スクリーン部３０は、２つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３の端部側のそれぞれの移動床２１に接続される。

スクリーン部２９，３０は、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が軌道レール２０に沿って自重で落下したときに、照射ポート１０と移動床ユニットＵ１，Ｕ３との間、または移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士の間に生じる隙間を塞ぐようになっている。このようにすれば、移動床ユニットＵ１〜Ｕ３の移動により生じる隙間がスクリーン部２９，３０により閉塞されるので、治療室１２側の患者３から回転ガントリ４の内周面の構造物が見えないように隠蔽することができる。

また、第１種スクリーン部２９と第２スクリーン部３０の２つの種類のものが設けられることで、照射ポート１０と移動床ユニットＵ１，Ｕ３とが離間された場合、および移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士が離間された場合のいずれであっても、患者３から回転ガントリ４の内周面の構造物が見えないように隠蔽することができる。

また、照射ポート１０と移動床ユニットＵ１，Ｕ３との隙間、および移動床ユニットＵ１〜Ｕ３同士の隙間は、照射ポート１０および移動床ユニットＵ１〜Ｕ３の移動とともに、その幅寸法が変化する。スクリーン部２９，３０は、巻取部３１により適宜巻き取られるので、その幅寸法が隙間の幅寸法に応じて変化する。

次に、回転ガントリ４の回転角度が０度から１８０度まで右回り（時計回り）に回転される態様を説明する。図５に示すように、回転ガントリ４の回転角度が０度の場合に、照射ポート１０が軌道レール２０の頂点位置Ｖに配置される。この位置を基準として、回転ガントリ４および照射ポート１０が正面視で右回り（正方向）または左回り（負方向）に１８０度ずつ回転可能となっている。

照射ポート１０が軌道レール２０の頂点位置Ｖ（円弧部２２）にあるときに、第２移動床ユニットＵ２が軌道レール２０の水平部２３に配置され、治療室１２の床面を形成する。また、第１移動床ユニットＵ１および第３移動床ユニットＵ３が軌道レール２０の円弧部２２に配置され、治療室１２の壁面を形成する。

このときに、第１移動床ユニットＵ１および第３移動床ユニットＵ３は、照射ポート１０の基台部２５から離れ、軌道レール２０に沿って自重で落下して、水平部２３にある第２移動床ユニットＵ２に密接される。

図６に示すように、回転ガントリ４が０度から正面視で右回りに４５度になるように回転されると、照射ポート１０の基台部２５の側面が第１移動床ユニットＵ１の一端側の移動床２１Ａに接触する。そして、第１移動床ユニットＵ１が基台部２５に押されて、軌道レール２０に沿って右回りに下方に移動される。

また、第１移動床ユニットＵ１の他端側の移動床２１Ｂが第２移動床ユニットＵ２の一端側の移動床２１Ｃに接触する。そして、第２移動床ユニットＵ２が第１移動床ユニットＵ１に押されて、軌道レール２０に沿って移動される。

また、第２移動床ユニットＵ２の他端側の移動床２１Ｄが第３移動床ユニットＵ３の一端側の移動床２１Ｅに接触する。そして、第３移動床ユニットＵ３が第２移動床ユニットＵ２に押されて、軌道レール２０に沿って移動される。

図７に示すように、回転ガントリ４が４５度から正面視で右回りに１３５度になるように回転されると、照射ポート１０に押されて、第１から第３移動床ユニットＵ１〜Ｕ３が移動される。そして、照射ポート１０が軌道レール２０の水平部２３に到達する。ここで、第３移動床ユニットＵ３を形成する複数枚の移動床２１のうち、半分以上の枚数の移動床２１が軌道レール２０の頂点位置Ｖを超えると、第３移動床ユニットＵ３が軌道レール２０に沿って右回りに自重で落下する。

第３移動床ユニットＵ３が落下されると、この第３移動床ユニットＵ３の一端側の移動床２１Ｅが第２移動床ユニットＵ２と離れる。そして、第３移動床ユニットＵ３の他端側の移動床２１Ｆが照射ポート１０の基台部２５の側面に密接される。

図８に示すように、回転ガントリ４が１３５度から正面視で右回りに１８０度になるように回転されると、照射ポート１０に押されて、第１から第２移動床ユニットＵ１，Ｕ２が移動される。なお、第３移動床ユニットＵ３は、照射ポート１０と接触した状態で、この照射ポート１０の移動とともに自重で移動される。

次に、回転ガントリ４の回転角度が１８０度から０度まで左回り（反時計回り）に回転される態様を説明する。図８に示すように、回転ガントリ４の回転角度が１８０度の場合に、照射ポート１０の基台部２５の両側面に第１移動床ユニットＵ１と第３移動床ユニットＵ３が密接される。また、第２移動床ユニットＵ２は、第１移動床ユニットＵ１に支持されて、軌道レール２０の円弧部２２に配置される。

図７に示すように、回転ガントリ４が１８０度から正面視で左回りに１３５度になるように回転されると、照射ポート１０の基台部２５の側面が第３移動床ユニットＵ３の他端側の移動床２１Ｆを押すようになる。そして、第３移動床ユニットＵ３が基台部２５に押されて、軌道レール２０に沿って左回りに上方に移動される。

照射ポート１０が右回りに移動されると、第１移動床ユニットＵ１と第２移動床ユニットＵ２とがその自重により移動される。ここで、第１移動床ユニットＵ１は、軌道レール２０の水平部２３に沿って水平に移動し、第２移動床ユニットＵ２は、軌道レール２０の円弧部２２に沿って右回りに下方に移動する。

図６に示すように、回転ガントリ４が１３５度から正面視で左回りに４５度になるように回転されると、照射ポート１０の軌道レール２０の水平部２３から離れる。この照射ポート１０に押されて、第３移動床ユニットＵ３が移動される。ここで、第３移動床ユニットＵ３を形成する複数枚の移動床２１のうち、半分以上の枚数の移動床２１が軌道レール２０の頂点位置Ｖを超えると、第３移動床ユニットＵ３が軌道レール２０に沿って左回りに自重で落下する。

第３移動床ユニットＵ３が落下されると、この第３移動床ユニットＵ３の他端側の移動床２１Ｆが照射ポート１０の基台部２５の側面から離れる。そして、第３移動床ユニットＵ３の一端側の移動床２１Ｅが第２移動床ユニットＵ２に密接される。ここで、第１移動床ユニットＵ１は、第２移動床ユニットＵ２および第３移動床ユニットＵ３の自重により押され、軌道レール２０の円弧部２２に沿って左回りに上方に移動される。

図５に示すように、回転ガントリ４が４５度から正面視で左回りに０度になるように回転されると、第１移動床ユニットＵ１の一端側の移動床２１Ａが照射ポート１０の基台部２５の側面から離れる。そして、照射ポート１０が軌道レール２０の頂点位置Ｖに配置される。ここで、第１移動床ユニットＵ１の他端側の移動床２１Ｂが第２移動床ユニットＵ２の一端側の移動床２１Ｃと密接される。また、第３移動床ユニットＵ３の一端側の移動床２１Ｅが第２移動床ユニットＵ２の他端側の移動床２１Ｄと密接される。

なお、回転ガントリ４は、その回転角度が０度から−１８０度まで左回り（反時計回り）に回転されることも可能であり、その回転角度が−１８０度から０度まで右回り（時計回り）に回転されることも可能である。

本実施形態では、回転ガントリ４を回転させる駆動モータ８の回転駆動力により、照射ポート１０が回転し、この照射ポート１０を回転させる力で、移動床２１を移動させることができる。そのため、移動床２１を移動させるためのモータなどの動力源を設ける必要がなく、かつ移動床２１の煩雑な制御を行わずに済むようになる。さらに、軌道レール２０の水平部２３には、常に移動床２１または照射ポート１０が密接して配置されるので、治療室１２の床面を隙間なく形成することができる。

また、軌道レール２０の全周うちの少なくとも４分の３の範囲に亘って移動床２１と照射ポートとが設けられる。このようにすれば、回転ガントリ４がいずれの位置に回転されても、移動床２１を軌道レール２０の水平部２３に配置することができる。

また、移動床２１の回転ガントリ４の回転方向における長さを移動床長と称し、１つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３の回転ガントリ４の回転方向における長さをユニット長と称する。また、軌道レール２０の円弧部２２において、照射ポート１０が重なる距離を重複距離と称する。ここで、移動床長は、円弧部２２が沿う仮想円の円周の５分の４である。また、重複距離は、円弧部２２が沿う仮想円の円周の５分の１以下である。そして、３つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３の各ユニット長は等しく、いずれも８枚の移動床２１から構成される。さらに、軌道レール２０の水平部２３の長さは、１つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３のユニット長とほぼ等しくなっている。

また、移動床２１が自重で落下可能となっていることで、移動床２１を移動させるための煩雑な制御を行わずに済むようになっている。さらに、移動床２１を移動させるための駆動力を付与する専用のモータを設ける必要がなくなるので、粒子線治療装置１のコストダウンが図れる。また、粒子線治療装置１のメンテナンスを容易に行えるようになる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態の移動床２１について図９を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図９に示すように、軌道レール２０に沿って並ぶ２４枚の移動床２１が設けられる。第２実施形態では、６枚ずつの移動床２１が互いに連結され、第１から第４までの４つの移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４が形成される。

第１移動床ユニットＵ１４は、一端側の移動床２１Ｇが照射ポート１０に隣接され、他端側の移動床２１Ｈが第２移動床ユニットＵ１２に隣接される。第２移動床ユニットＵ１２は、一端側の移動床２１Ｊが第１移動床ユニットＵ１１に隣接され、他端側の移動床２１Ｋが第３移動床ユニットＵ１３に隣接される。第３移動床ユニットＵ１３は、一端側の移動床２１Ｌが第２移動床ユニットＵ１２に隣接され、他端側の移動床２１Ｍが第４移動床ユニットＵ１４に隣接される。第４移動床ユニットＵ１４は、一端側の移動床２１Ｎが第３移動床ユニットＵ１３に隣接され、他端側の移動床２１Ｐが照射ポート１０に隣接される。

照射ポート１０が軌道レール２０の頂点位置Ｖ（円弧部２２）にあるときに、第２移動床ユニットＵ１２および第３移動床ユニットＵ１３が軌道レール２０の水平部２３に配置され、治療室１２の床面を形成する。また、第１移動床ユニットＵ１１および第４移動床ユニットＵ１４が軌道レール２０の円弧部２２に配置され、治療室１２の壁面を形成する。つまり、照射ポート１０が軌道レール２０の円弧部２２にあるときに、移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４が軌道レール２０に沿って自重で落下して水平部２３にある移動床ユニットＵ１２，Ｕ１３同士が密接する。

回転ガントリ４の回転角度が０度から１８０度まで右回り（時計回り）に回転される場合には、照射ポート１０の基台部２５が第１移動床ユニットＵ１１の一端側の移動床２１Ｇに接触する。そして、第１移動床ユニットＵ１１が基台部２５に押されて、軌道レール２０に沿って右回りに下方に移動される。このときに、第２移動床ユニットＵ１２が第１移動床ユニットＵ１１に押されて軌道レール２０に沿って右回りに移動される。さらに、第３移動床ユニットＵ１３および第４移動床ユニットＵ１４も軌道レール２０に沿って右回りに移動される。

照射ポート１０が軌道レール２０の水平部２３に到達し、第４移動床ユニットＵ１４を形成する複数枚の移動床２１のうち、半分以上の枚数の移動床２１が軌道レール２０の頂点位置Ｖを超えると、第４移動床ユニットＵ１４が軌道レール２０に沿って右回りに自重で落下する。そして、第４移動床ユニットＵ１４の他端側の移動床２１Ｐが照射ポート１０の基台部２５に密接する。つまり、照射ポート１０が軌道レール２０の水平部２３にあるときに、移動床ユニットＵ１４が軌道レール２０に沿って自重で落下して照射ポート１０と移動床ユニットＵ１４とが密接する。

また、第３移動床ユニットＵ１３を形成する複数枚の移動床２１のうち、半分以上の枚数の移動床２１が軌道レール２０の頂点位置Ｖを超えると、第３移動床ユニットＵ１３が軌道レール２０に沿って右回りに自重で落下する。そして、回転ガントリ４の回転角度が１８０度になり、照射ポート１０が最下部の位置まで移動されると、この照射ポート１０の左右のそれぞれに２つずつの移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４が配置される。

第２実施形態では、４つの移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４を設けることで、軌道レール２０の左右に２つずつの移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４が均等に振り分けられ易くなる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態の粒子線治療装置１Ａについて図１０から図１１を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。

図１０および図１１に示すように、第３実施形態では、軌道レール２０に沿って並ぶ２４枚の移動床２１が設けられる。これらの移動床２１は、互いに連結されていない。つまり、第３実施形態では、移動床ユニットが設けられていない構成となっている。

第３実施形態では、回転ガントリ４の内部には、その一端側（前方側）と他端側（後方側）に設けられた２つの円形状を成すスクリーンレール３２と、これらのスクリーンレール３２の間に架け渡される１枚のスクリーン部３３とが設けられる。

スクリーンレール３２は、軌道レール２０の外周側、かつ回転ガントリ４の内周面に近接する位置に設けられる。なお、前方側のスクリーンレール３２が内壁部１６に固定される。一方、後方側のスクリーンレール３２が、建屋１４側の部屋１５の床と壁と天井に固定される。回転ガントリ４および照射ポート１０が回転した場合であっても、前後のスクリーンレール３２は、回転せずに静止される。

スクリーン部３３は、回転ガントリ４の内周面に沿うほぼ円筒形を成し、回転ガントリ４の内周面の全体に亘って広がる部材となっている。このスクリーン部３３は、布状であっても良いし、板状であっても良い。そして、スクリーン部３３は、照射ポート１０の基台部２５の側面に固定部３４により固定される。

回転ガントリ４の回転とともに照射ポート１０が回転されると、この照射ポート１０とともにスクリーン部３３も回転される。そして、照射ポート１０の基台部２５の側面と移動床２１の間、または、移動床２１同士の間に隙間が生じても、この隙間がスクリーン部３３により閉塞されるので、治療室１２側の患者３から回転ガントリ４の内周面の構造物が見えないように隠蔽することができる。

第３実施形態では、スクリーン部３３が回転ガントリ４の内周面の全体に亘って一体的に設けられるので、スクリーン部３３の構造を簡素化することができる。

本実施形態に係る粒子線治療装置を第１実施形態から第３実施形態に基づいて説明したが、いずれか１の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。

なお、本実施形態では、少なくとも２つの移動床２１が、照射ポート１０と接触可能かつ離間可能であるが、少なくとも１つの移動床２１が照射ポート１０と接触可能かつ離間可能であっても良い。例えば、照射ポート１０の左右に配置される移動床２１のうち、いずれか一方の移動床２１が照射ポート１０に固定されていても良い。

なお、本実施形態では、３つの移動床ユニットＵ１〜Ｕ３または４つの移動床ユニットＵ１１〜Ｕ１４が設けられる形態を例示したが、その他の数の移動床ユニットを設けても良い。例えば、軌道レール２０に沿って並ぶ２４枚の移動床２１のうち、１２枚ずつ移動床２１を連結して、２つの移動床ユニットが設けられても良い。また、５つ以上の移動床ユニットが設けられても良い。また、移動床ユニットの個数は、偶数であっても良いし、奇数であっても良い。

なお、本実施形態では、軌道レール２０に沿って並ぶ２４枚の移動床２１の形態を例示したが、その他の枚数の移動床２１が設けられても良い。例えば、１８枚の移動床２１を設けても良いし、２８枚の移動床２１を設けても良い。また、移動床２１の枚数は、偶数枚が好ましいが、奇数枚であっても良い。

以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、軌道レールの間に架け渡され、軌道レールに沿って並び、かつ自重で移動可能な複数の移動床を備えることにより、煩雑な制御を行わずに移動床を移動させることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。

１（１Ａ）…粒子線治療装置、２…粒子線ビーム、３…患者、４…回転ガントリ、５…真空ダクト、６…電磁石装置、７…支持ローラ、８…駆動モータ、９…エンドリング、１０…照射ポート、１１…スキャニング電磁石、１２…治療室、１３…治療台、１４…建屋、１５…部屋、１６…内壁部、１７…サポート部、１８…逆回転同期モータ、１９…化粧壁、２０…軌道レール、２１（２１Ａ〜２１Ｐ）…移動床、２２…円弧部、２３…水平部、２４…照射部、２５…基台部、２６…摺動ローラ、２７…連結部材、２８…接触ローラ、２９，３０…スクリーン部、３１…巻取部、３２…スクリーンレール、３３…スクリーン部、３４…固定部、Ｊ…軸、Ｕ１〜Ｕ３…移動床ユニット、Ｕ１１〜Ｕ１４…移動床ユニット、Ｖ…頂点位置。

Claims (8)

1. 円筒形状を成し、粒子線治療を行う治療室が内部に設けられる回転ガントリと、
   前記回転ガントリの内周面に固定され、前記回転ガントリの回転とともに回転可能な照射ポートと、
   前記回転ガントリの内周面に沿う円弧部と前記治療室の床面に沿う水平部とが形成され、前記回転ガントリの一端と他端に設けられた２つの環状の軌道レールと、
   前記軌道レールの間に架け渡され、前記軌道レールに沿って並び、かつ自重で移動可能な複数の移動床と、
   を備え、
   前記照射ポートが前記円弧部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記水平部にある前記移動床同士が密接し、
   前記照射ポートが前記水平部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記照射ポートと前記移動床とが密接することを特徴とする粒子線治療装置。
2. 前記照射ポートと少なくとも１つの前記移動床とが接触可能かつ離間可能であり、
   前記照射ポートが前記回転ガントリの回転とともに移動されたときに、前記照射ポートに押されて前記移動床が移動される請求項１に記載の粒子線治療装置。
3. 前記軌道レールの全周うちの少なくとも４分の３の範囲に亘って前記移動床と前記照射ポートとが設けられる請求項１または請求項２に記載の粒子線治療装置。
4. 複数の移動床が互いに連結された移動床ユニットを備え、
   少なくとも２つの前記移動床ユニットが前記軌道レールに沿って並んで設けられる請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
5. 前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下したときに、前記照射ポートと前記移動床との間、または前記移動床同士の間に生じる隙間を塞ぐスクリーン部を備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
6. 前記スクリーン部は、
   前記照射ポートと前記移動床との間に設けられ、これらの間に生じる隙間を塞ぐ第１種スクリーン部と、
   前記移動床同士の間に設けられ、これらの間に生じる隙間を塞ぐ第２種スクリーン部と、
   から成る請求項５に記載の粒子線治療装置。
7. 前記スクリーン部は、前記回転ガントリの内周面の全体に亘って設けられる請求項５に記載の粒子線治療装置。
8. 円筒形状を成し、粒子線治療を行う治療室が内部に設けられる回転ガントリと、
   前記回転ガントリの内周面に固定され、前記回転ガントリの回転とともに回転可能な照射ポートと、
   前記回転ガントリの内周面に沿う円弧部と前記治療室の床面に沿う水平部とが形成され、前記回転ガントリの一端と他端に設けられた２つの環状の軌道レールと、
   前記軌道レールの間に架け渡され、前記軌道レールに沿って並び、かつ自重で移動可能な複数の移動床と、
   を備える粒子線治療装置が設けられ、
   前記照射ポートが前記円弧部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記水平部にある前記移動床同士が密接するステップと、
   前記照射ポートが前記水平部にあるときに、前記移動床が前記軌道レールに沿って自重で落下して前記照射ポートと前記移動床とが密接するステップと、
   を含むことを特徴とする粒子線治療装置の移動床の移動方法。

Images