JP7271142B2 - Particle beam therapy system - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、粒子線治療装置に関する。 An embodiment of the present invention relates to a particle beam therapy system.

従来、粒子線治療装置は、粒子線ビームのブラッグピークが生じる範囲をビームの進行方向に拡げるためのエネルギー変調用のフィルタを備える。このエネルギー変調用のフィルタにより粒子線ビームのブラッグピークが拡幅されることで、一度の粒子線ビームの照射で深さ方向に広い範囲で病巣組織を死滅させることができる。そのため粒子線ビームの照射回数を減らすことができる。 Conventionally, a particle beam therapy system includes an energy modulation filter for expanding the range in which the Bragg peak of the particle beam occurs in the direction of travel of the beam. By widening the Bragg peak of the particle beam with this energy modulation filter, it is possible to annihilate lesion tissue in a wide range in the depth direction with a single irradiation of the particle beam. Therefore, the number of times of particle beam irradiation can be reduced.

米国特許出願公開第2010/0264327号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2010/0264327

複数枚のエネルギー変調用のフィルタを重ねて使用することで、個々のフィルタの製作を容易にしているものがある。粒子線治療装置では、ブラッグピークが生じる範囲を患者に適したものとするために、使用するフィルタを変更することがある。ここで、複数枚のフィルタが存在すると、それぞれのフィルタの変更作業に手間がかかってしまうという課題がある。 In some cases, multiple filters for energy modulation are stacked to facilitate the manufacture of individual filters. In the particle beam therapy system, the filter used may be changed in order to make the range in which the Bragg peak occurs suitable for the patient. Here, if there are a plurality of filters, there is a problem that it takes time and effort to change each filter.

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、エネルギー変調部の変更作業を簡略化することができる粒子線治療技術を提供することを目的とする。 The embodiments of the present invention have been made in consideration of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a particle beam therapy technique capable of simplifying the work of changing the energy modulation section.

本発明の実施形態に係る粒子線治療装置は、粒子線ビームの照射時に前記粒子線ビームの軌道上に配置され、通過する前記粒子線ビームのブラッグピークを拡幅する第1エネルギー変調部と、前記軌道上から退避される位置と前記第1エネルギー変調部に重なり前記ブラッグピークを拡幅する前記軌道上の位置との間で移動可能な第2エネルギー変調部と、を備え、前記第2エネルギー変調部は、単体で用いた場合に生じさせるエネルギー分布がガウス分布に近似せず、前記軌道上の位置で前記第1エネルギー変調部と重なることで生じさせる前記エネルギー分布が前記ガウス分布に近似する性質を有する。 A particle beam therapy system according to an embodiment of the present invention includes a first energy modulation unit arranged on a trajectory of the particle beam during irradiation of the particle beam and widening a Bragg peak of the passing particle beam; a second energy modulation section movable between a position retracted from the orbit and a position on the orbit overlapping the first energy modulation section and widening the Bragg peak, wherein the second energy modulation section The energy distribution generated when used alone does not approximate a Gaussian distribution , and the energy distribution generated by overlapping with the first energy modulation unit at a position on the orbit approximates the Gaussian distribution. have

本発明の実施形態により、エネルギー変調部の変更作業を簡略化することができる粒子線治療技術が提供される。 An embodiment of the present invention provides a particle beam therapy technique capable of simplifying the work of changing the energy modulation section.

第1実施形態の粒子線治療装置の全体構成を示す概念図。1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a particle beam therapy system according to a first embodiment; FIG. 回転ガントリを示す断面図。Sectional drawing which shows a rotating gantry. 照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows an irradiation port. 開口部が開口された状態の照射ポートを示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the irradiation port with the opening opened. 第2エネルギー変調部の交換時の照射ポートを示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing an irradiation port when replacing the second energy modulation unit; 図4に対応する照射ポートを示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an irradiation port corresponding to FIG. 4; 図5に対応する照射ポートを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing an irradiation port corresponding to FIG. 5; エネルギー変調部としてのリッジフィルタを示す拡大斜視図。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a ridge filter as an energy modulation section; リッジバーを粒子線が通過する状態を示す拡大側面図。FIG. 4 is an enlarged side view showing a state in which a particle beam passes through a ridge bar; リッジバーを示す拡大側面図。FIG. 4 is an enlarged side view showing a ridge bar; 2枚のリッジフィルタの配置状態を示す斜視図。The perspective view which shows the arrangement|positioning state of the ridge filter of 2 sheets. 相対線量と深さとの関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between relative dose and depth. 患部に設定されるスライス面を示す説明図。Explanatory drawing which shows the slice plane set to the affected part. スライス面を走査する照射スポットを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an irradiation spot that scans a slice surface; リッジバーの各段部を示す拡大側面図。FIG. 4 is an enlarged side view showing each stepped portion of the ridge bar; 各段部とブラッグピークの関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between each step part and a Bragg peak. 第1エネルギー変調部を単体で用いた場合のガウス分布を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a Gaussian distribution when the first energy modulation section is used alone; 第2エネルギー変調部を単体で用いた場合のガウス分布を示す説明図。Explanatory drawing which shows Gaussian distribution at the time of using a 2nd energy modulation|alteration part independently. 第1エネルギー変調部と第2エネルギー変調部とを組み合わせて使用したときのガウス分布を示す説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a Gaussian distribution when the first energy modulation section and the second energy modulation section are used in combination; 粒子線治療装置のシステム構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram showing the system configuration of a particle beam therapy system; 第2エネルギー変調部の交換処理を示すフローチャート。6 is a flow chart showing replacement processing of the second energy modulator. 第2エネルギー変調部の交換処理を示すフローチャート。6 is a flow chart showing replacement processing of the second energy modulator. 粒子線治療処理を示すフローチャート。4 is a flowchart showing particle beam therapy processing; 第2実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 2nd Embodiment. 第3実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 3rd Embodiment. 第4実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 4th Embodiment. 第5実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 5th Embodiment. 第6実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 6th Embodiment. 第7実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 7th Embodiment. 第8実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。Sectional drawing which shows the irradiation port of the particle beam therapy apparatus of 8th Embodiment.

(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23を用いて説明する。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、炭素イオンなどの粒子線ビームを被検体としての患者の病巣組織(がん)に照射して治療を行う。
(First embodiment)
The present embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the particle beam therapy system of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 23. FIG. Reference numeral 1 in FIG. 1 denotes a particle beam therapy system. The particle beam therapy system 1 performs treatment by irradiating a beam of particles such as carbon ions to a lesion tissue (cancer) of a patient as a subject.

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などとも称される。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、重粒子線などが含まれる。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。 Radiation therapy technology using the particle beam therapy system 1 is also called heavy particle beam cancer therapy technology. With this technology, carbon ions are pinpointed at cancer lesions (affected areas), and it is possible to minimize damage to normal cells while damaging cancer lesions. Particle beams are defined as radiation heavier than electrons, and include proton beams, heavy particle beams, and the like. Heavy ions are defined as heavier than helium atoms.

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。 Cancer treatment using heavy ion beams has a higher ability to kill cancer lesions than conventional cancer treatments using X-rays, gamma rays, and proton beams. It has the characteristic that the radiation dose peaks at cancer lesions. Therefore, the number of times of irradiation and side effects can be reduced, and the treatment period can be shortened.

図1は、粒子線治療装置1の全体構成を概略的に示した平面図である。図2は、回転ガントリ5の側面視における断面図である。なお、図2の紙面左側を粒子線治療装置1の正面側(前方側)として説明する。 FIG. 1 is a plan view schematically showing the overall configuration of a particle beam therapy system 1. FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotating gantry 5 as viewed from the side. Note that the left side of the paper surface of FIG. 2 will be described as the front side (front side) of the particle beam therapy system 1 .

図1および図2示すように、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を有するビーム発生器2と、炭素イオンを加速して粒子線ビームBとするリング状の円形加速器3と、粒子線ビームBを輸送するビーム輸送ライン4と、粒子線ビームが照射される患者Pが配置される回転ガントリ5とを備える。 As shown in FIGS. 1 and 2, a particle beam therapy system 1 includes a beam generator 2 having an ion source that generates carbon ions, which are charged particles, and a ring-shaped beam generator 2 that accelerates the carbon ions to form a particle beam B. , a beam transport line 4 for transporting a particle beam B, and a rotating gantry 5 on which a patient P to be irradiated with the particle beam is placed.

まず、イオン源で生成された炭素イオンは、ビーム発生器2から円形加速器3に入射される。この炭素イオンは、円形加速器3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Bとなる。そして、この粒子線ビームBがビーム輸送ライン4を介して回転ガントリ5まで導かれる。 First, carbon ions generated by the ion source are injected from the beam generator 2 into the circular accelerator 3 . The carbon ions are accelerated to about 70% of the speed of light while circling the circular accelerator 3 about one million times, and become a particle beam B. This particle beam B is then guided to a rotating gantry 5 via a beam transport line 4 .

円形加速器3およびビーム輸送ライン4は、内部が真空にされる真空ダクトD(ビームパイプ)を備える。この真空ダクトDの内部を粒子線ビームBが進行する。円形加速器3およびビーム輸送ライン4が有する真空ダクトDが一体となり、粒子線ビームBを回転ガントリ5まで導く輸送経路を構成する。つまり、真空ダクトDは、粒子線ビームB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。 The circular accelerator 3 and the beam transport line 4 comprise vacuum ducts D (beam pipes) inside which are evacuated. A particle beam B travels through this vacuum duct D. As shown in FIG. The circular accelerator 3 and the vacuum duct D of the beam transport line 4 are integrated to form a transport path for guiding the particle beam B to the rotating gantry 5 . That is, the vacuum duct D is a closed continuous space having a degree of vacuum sufficient to allow the particle beam B to pass through.

円形加速器3は、磁場と加速電場の周波数を制御することで炭素イオンを加速する高周波加速空洞22と、粒子線ビームBの進行方向を円形に制御するための偏向電磁石23とを備える。 The circular accelerator 3 includes a high-frequency acceleration cavity 22 that accelerates carbon ions by controlling the frequencies of the magnetic field and acceleration electric field, and a bending electromagnet 23 that controls the traveling direction of the particle beam B to be circular.

また、ビーム輸送ライン4は、粒子線ビームBの進行方向の変更に用いられる偏向電磁石24と、粒子線ビームBの収束および発散を制御する制御用の四極電磁石25とを備える。 The beam transport line 4 also includes a bending electromagnet 24 that is used to change the traveling direction of the particle beam B, and a control quadrupole electromagnet 25 that controls the convergence and divergence of the particle beam B. FIG.

それぞれの電磁石23~25は、真空ダクトDの外周を囲むように配置される。また、複数の電磁石23~25が、真空ダクトDが延びる方向に沿って並んでいる。なお、その他の装置または電磁石が、円形加速器3またはビーム輸送ライン4に設けられていても良い。 Each of the electromagnets 23-25 is arranged so as to surround the outer circumference of the vacuum duct D. As shown in FIG. A plurality of electromagnets 23 to 25 are arranged along the direction in which the vacuum duct D extends. Note that other devices or electromagnets may be provided in the circular accelerator 3 or beam transport line 4 .

図2に示すように、回転ガントリ5は、円筒形状を成す大型の装置である。この回転ガントリ5は、その円筒の回転軸Jが水平方向を向くように設置される。この回転軸Jを中心として回転ガントリ5が回転可能となっている。 As shown in FIG. 2, the rotating gantry 5 is a large cylindrical device. The rotating gantry 5 is installed so that the rotation axis J of the cylinder is oriented horizontally. The rotary gantry 5 is rotatable around this rotary axis J. As shown in FIG.

また、回転ガントリ5の下部には、回転ガントリ5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5を回転軸J周りに回転させる回転駆動部としての駆動モータ8が設けられる。 A support roller 7 that rotatably supports the rotating gantry 5 and a drive motor 8 that rotates the rotating gantry 5 around the rotation axis J are provided below the rotating gantry 5 .

なお、回転ガントリ5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5に与えられる。 The rotating gantry 5 is supported by support rollers 7 via an end ring 9 fixed to its outer periphery. A rotational driving force of the drive motor 8 is applied to the rotating gantry 5 via the support rollers 7 and the end rings 9 .

回転ガントリ5には、ビーム輸送ライン4から延長された真空ダクトDおよび偏向電磁石6が取り付けられる。回転ガントリ5において、真空ダクトDは、まず、回転ガントリ5の外部からその回転軸Jに沿って導かれ、回転ガントリ5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5の内周側に向けて延びる。偏向電磁石6は、真空ダクトDに沿って粒子線ビームBの進行方向の変更するために用いられる。 A vacuum duct D extending from the beam transport line 4 and a bending electromagnet 6 are attached to the rotating gantry 5 . In the rotating gantry 5, the vacuum duct D is first led from the outside of the rotating gantry 5 along its rotation axis J, extends toward the cylindrical outer periphery of the rotating gantry 5, and then reaches the inner periphery of the rotating gantry 5 again. extending to the side. A bending electromagnet 6 is used to change the traveling direction of the particle beam B along the vacuum duct D. FIG.

また、真空ダクトDの端部には、ビーム輸送ライン4により導かれた粒子線ビームBを患者P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5の内周面に固定されている。なお、粒子線ビームBは、回転軸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。 An irradiation port 10 for irradiating the patient P with the particle beam B guided by the beam transport line 4 is provided at the end of the vacuum duct D. As shown in FIG. This irradiation port 10 is fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5 . The particle beam B is emitted from the irradiation port 10 in a direction perpendicular to the rotation axis J. As shown in FIG.

なお、真空ダクトDにおいて、回転ガントリ5の回転軸Jに沿う部分には、回転機構が設けられ、この部分が回転ガントリ5の回転とともに回転するようになっている。 A rotating mechanism is provided in a portion of the vacuum duct D along the rotation axis J of the rotating gantry 5 so that this portion rotates as the rotating gantry 5 rotates.

図3および図11に示すように、真空ダクトD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Bを、X方向に偏向走査するX偏向走査磁石とY方向に偏向走査するY偏向走査磁石とを有している。そして、スキャニング電磁石11は、粒子線ビームBを制御することで、細い粒子線ビームBを患者P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B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)の所定の走査範囲Fに亘って走査が可能となっている。 As shown in FIGS. 3 and 11, a scanning electromagnet 11 is provided near the end of the vacuum duct D. As shown in FIGS. The scanning electromagnet 11 has an X deflection scanning magnet that deflects and scans the particle beam B in the X direction and a Y deflection scanning magnet that deflects and scans the particle beam B in the Y direction. By controlling the particle beam B, the scanning electromagnet 11 can three-dimensionally conform the narrow particle beam B to the shape of the affected area of the patient P for scanning. That is, the particle beam B emitted from the irradiation port 10 can scan over a predetermined scanning range F in two directions (X direction and Y direction) perpendicular to the beam traveling direction.

図2に示すように、回転ガントリ5の内部には、粒子線治療を行う治療空間12が設けられる。患者Pは、この治療空間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P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Pを粒子線ビームB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Pの病巣組織に最適な精度で粒子線ビームBを照射することができる。 As shown in FIG. 2, inside the rotating gantry 5, a treatment space 12 for performing particle beam therapy is provided. A patient P is placed on a treatment table 13 provided in this treatment space 12 . The treatment table 13 is movable with the patient P placed thereon. By moving the treatment table 13, the patient P can be moved to the irradiation position of the particle beam B and aligned. Therefore, the lesion tissue of the patient P can be irradiated with the particle beam B with optimum accuracy.

また、回転ガントリ5を回転させることで、患者P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P(回転軸J)を中心として照射ポート10を、正面視で時計回りまたは反時計回りに180度ずつ回転させることができる。そして、患者Pの周囲のいずれの方向からも粒子線ビームBを照射させることができる。つまり、回転ガントリ5は、ビーム輸送ライン4により導かれた粒子線ビームBの患者P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Pの負担を軽減しつつ、最適な方向から粒子線ビームBを正確に患部に照射することができる。 Further, by rotating the rotating gantry 5, the irradiation port 10 can be rotated with the patient P as the center. For example, the irradiation port 10 can be rotated clockwise or counterclockwise by 180 degrees around the patient P (rotational axis J) when viewed from the front. Then, the particle beam B can be irradiated from any direction around the patient P. In other words, the rotating gantry 5 is a device capable of changing the irradiation direction of the particle beam B guided by the beam transport line 4 to the patient P. FIG. Therefore, it is possible to accurately irradiate the affected area with the particle beam B from the optimum direction while reducing the burden on the patient P.

粒子線ビームBは、患者P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。この粒子線ビームBの停止点はブラッグピークと呼ばれ、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P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。 The particle beam B loses its kinetic energy as it passes through the body of the patient P, slows down, receives resistance that is approximately inversely proportional to the square of the speed, and stops abruptly when it reaches a certain speed. This stopping point of the particle beam B is called a Bragg peak, and high energy is emitted. By aligning this Bragg peak with the position of the lesion tissue (affected area) of the patient P, the particle beam therapy apparatus 1 can kill only the lesion tissue while suppressing damage to normal tissue.

図2に示すように、回転ガントリ5の内部に設けられた治療空間12は、建屋14から繋がる治療室15と一体を成すように形成されている。この建屋14側の治療室15の床と壁と天井とが、治療空間12と連なるように設けられる。なお、治療台13は、建屋14側の治療室15の床に固定される。つまり、回転ガントリ5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。 As shown in FIG. 2 , a treatment space 12 provided inside the rotating gantry 5 is formed integrally with a treatment room 15 connected to a building 14 . The floor, walls, and ceiling of the treatment room 15 on the building 14 side are provided so as to be continuous with the treatment space 12 . The treatment table 13 is fixed to the floor of the treatment room 15 on the building 14 side. That is, even if the rotating gantry 5 and the irradiation port 10 are rotated, the position of the treatment table 13 does not change.

なお、患者Pは、治療室15を介して治療空間12に入る。この治療室15から照射ポート10を見たときに患者Pの視線方向G1に対向する面、つまり患者Pから見える面を照射ポート10の正面側とし、その反対側の面を照射ポート10の背面側として説明する。 In addition, the patient P enters the treatment space 12 through the treatment room 15 . When viewing the irradiation port 10 from the treatment room 15, the surface facing the line-of-sight direction G1 of the patient P, that is, the surface visible from the patient P is the front side of the irradiation port 10, and the opposite surface is the rear surface of the irradiation port 10. described as a side.

回転ガントリ5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5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5の内部が、治療空間12の部分とそれ以外の部分とに仕切られる。 An inner wall portion 16 is provided inside the rotating gantry 5 . The inner wall portion 16 has a disk shape, and its peripheral edge is supported by a support portion 17 provided along the entire inner peripheral surface of the rotating gantry 5 . The inner wall portion 16 is supported by a support portion 17 so as to be freely rotatable in the circumferential direction. The inner wall portion 16 partitions the inside of the rotating gantry 5 into a treatment space 12 portion and other portions.

内壁部16において、治療空間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5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5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5の回転方向とは逆方向に回転させる。 A reverse rotation synchronous motor 18 is connected to the central portion of the inner wall portion 16 on the side opposite to the treatment space 12 . This reverse rotation synchronous motor 18 is fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5 . When the rotating gantry 5 is rotated by the driving force of the drive motor 8 , the reverse rotation synchronous motor 18 rotates the inner wall portion 16 in a direction opposite to the rotating direction of the rotating gantry 5 .

例えば、回転ガントリ5を正面視で時計回りに回転させるときに、内壁部16を反時計回りに回転させる。このとき、回転ガントリ5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5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の治療空間12側には、この内壁部16を治療空間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。 For example, when rotating the rotating gantry 5 clockwise in a front view, the inner wall portion 16 is rotated counterclockwise. At this time, the rotational speed of the rotating gantry 5 and the rotational speed of the inner wall portion 16 are made the same. That is, the inner wall portion 16 appears stationary even when the rotating gantry 5 is rotated. A decorative wall 19 is provided on the treatment space 12 side of the inner wall portion 16 to hide the inner wall portion 16 from being seen from the treatment space 12 side.

回転ガントリ5の内部には、その一端側(前方側)に設けられた前方側の軌道レール20aと、他端側(後方側)に設けられた後方側の軌道レール20bと、これらの軌道レール20a,20bの間に架け渡される複数の移動床21とが設けられる。 Inside the rotating gantry 5, there are a front side track rail 20a provided on one end side (front side), a rear side track rail 20b provided on the other end side (rear side), and these track rails. A plurality of moving floors 21 spanning between 20a and 20b are provided.

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より治療空間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20aが建屋14側の治療室15の床と壁と天井に固定される。一方、後方側の軌道レール20bが、内壁部16に固定される。回転ガントリ5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20a,20bは、回転せずに静止される。 The moving floor 21 is a rectangular plate-like member elongated in the front-rear direction. The moving floor 21 forms the floor, walls and ceiling of the treatment space 12 . The track rail 20a on the front side is fixed to the floor, wall, and ceiling of the treatment room 15 on the building 14 side. On the other hand, the track rail 20 b on the rear side is fixed to the inner wall portion 16 . Even if the rotating gantry 5 and the irradiation port 10 rotate, the front and rear track rails 20a, 20b remain stationary without rotating.

また、軌道レール20a,20bに架け渡された移動床21は、軌道レール20a,20bに沿って並び、かつ軌道レール20a,20bに沿って移動可能となっている。回転ガントリ5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により治療空間12の床と壁と天井とが維持される。 The movable floor 21 spanned over the track rails 20a and 20b is aligned along the track rails 20a and 20b and is movable along the track rails 20a and 20b. When the irradiation port 10 is rotated along with the rotation of the rotating gantry 5, the movable bed 21 is moved along with the rotation of the irradiation port 10. FIG. Then, even if the irradiation port 10 is moved to any position, the moving floor 21 maintains the floor, walls, and ceiling of the treatment space 12 .

このように、治療空間12の床と壁と天井とが、化粧壁19と移動床21とにより形成されるので、治療空間12に居る患者Pには、回転ガントリ5を構成する機械的な部材が見えないようになっている。そのため、治療空間12の内装の見栄えを向上させることができる。また、患者Pに対して巨大な装置内部に居ることを感じさせないようにできるので、患者Pが心理的な圧迫感を生じることがない。 In this way, the floor, walls and ceiling of the treatment space 12 are formed by the decorative wall 19 and the moving floor 21, so that the patient P in the treatment space 12 does not need to use the mechanical members that make up the rotating gantry 5. is hidden from view. Therefore, the appearance of the interior of the treatment space 12 can be improved. In addition, since it is possible to prevent the patient P from feeling that he or she is inside a huge apparatus, the patient P does not feel a sense of psychological oppression.

図3から図5は、照射ポート10の背面視における断面図である。なお、図3では、照射ポート10が患者Pの上方に配置されている場合を図示している。ここで、照射ポート10は、回転ガントリ5の回転とともに回転されるので、照射ポート10が患者Pの下方に配置される場合もある。その場合は、図3の照射ポート10の構成が上下反転される。説明の便宜上、照射ポート10が患者Pの上方に配置されている状態を定位置とし、図3から図5の紙面上側を照射ポート10の上方側として説明する。また、図6から図7は、照射ポート10の平面視における断面図である。なお、図6から図7の紙面上側を照射ポート10の正面側(前方側)として説明する。 3 to 5 are cross-sectional views of the irradiation port 10 as viewed from the rear. In addition, in FIG. 3, the case where the irradiation port 10 is arrange|positioned above the patient P is illustrated. Here, since the irradiation port 10 is rotated along with the rotation of the rotating gantry 5, the irradiation port 10 may be arranged below the patient P in some cases. In that case, the configuration of the irradiation port 10 in FIG. 3 is inverted upside down. For convenience of explanation, the state in which the irradiation port 10 is arranged above the patient P is defined as a fixed position, and the upper side of the irradiation port 10 in FIGS. 6 and 7 are cross-sectional views of the irradiation port 10 in plan view. 6 and 7 are described as the front side (front side) of the irradiation port 10 .

図3に示すように、照射ポート10の内部には、ビーム出射部30が設けられる。このビーム出射部30を介して粒子線ビームBを患者Pの患部Kに向けて照射する。なお、回転ガントリ5の回転に応じてビーム出射部30の患者Pに対する位置および向きを変更可能となっている。 As shown in FIG. 3, inside the irradiation port 10, a beam emitting section 30 is provided. A particle beam B is emitted toward the affected area K of the patient P through the beam emitting unit 30 . The position and orientation of the beam emitting unit 30 with respect to the patient P can be changed according to the rotation of the rotating gantry 5 .

このビーム出射部30は、ビーム輸送ライン4から延びる真空ダクトDの下流端部であり、真空ダクトDに沿って導かれた粒子線ビームBが大気中へ出射される部分である。このビーム出射部30を形成している真空ダクトDの下流端部の開口は、ポリイミドフィルムで閉塞され、真空ダクトDの内部を真空に保ったまま粒子線ビームBを出射させることができる。つまり、真空ダクトDの下流端部の開口は、粒子線ビームBが飛び出す薄膜の真空窓となっている。 The beam emission part 30 is the downstream end of the vacuum duct D extending from the beam transport line 4, and is the part where the particle beam B guided along the vacuum duct D is emitted into the atmosphere. The opening at the downstream end of the vacuum duct D that forms the beam emission part 30 is closed with a polyimide film, so that the particle beam B can be emitted while the inside of the vacuum duct D is kept vacuum. That is, the opening at the downstream end of the vacuum duct D serves as a thin-film vacuum window through which the particle beam B emerges.

照射ポート10は、照射ポートカバー31と胴カバー32とを備える。さらに、照射ポート10は、照射ポートカバー31により覆われるビーム出射部30を備える。照射ポートカバー31は、患者Pに最も近接する背面視でほぼ正方形を成す部分である。胴カバー32は、背面視でほぼ台形を成す部分である。なお、照射ポートカバー31と胴カバー32とは、合成樹脂などの非金属材料(例えばGFRP)で形成されている。また、照射ポートカバー31と胴カバー32とは、回転ガントリ5の内周面に固定された架台33に取り付けられている。なお、回転ガントリ5の内部に配置される真空ダクトDは、照射ポートカバー31と胴カバー32により覆われる。 The irradiation port 10 has an irradiation port cover 31 and a body cover 32 . Furthermore, the irradiation port 10 has a beam output section 30 covered by an irradiation port cover 31 . The irradiation port cover 31 is the part that is closest to the patient P and forms a substantially square shape when viewed from the rear. The trunk cover 32 is a portion forming a substantially trapezoidal shape when viewed from the rear. The irradiation port cover 31 and the body cover 32 are made of a nonmetallic material such as synthetic resin (for example, GFRP). Also, the irradiation port cover 31 and the body cover 32 are attached to a frame 33 fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5 . A vacuum duct D arranged inside the rotating gantry 5 is covered with an irradiation port cover 31 and a body cover 32 .

架台33は、複数本の金属フレームが組み合されることにより形成されている。また、真空ダクトDおよびスキャニング電磁石11は、架台33に支持されている。 The mount 33 is formed by combining a plurality of metal frames. Also, the vacuum duct D and the scanning electromagnet 11 are supported by a frame 33 .

ビーム出射部30の下方側には、線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とが設けられる。線量モニタ34は、ビーム出射部30から出射された粒子線ビームBの線量を計測する装置である。位置モニタ35は、ビーム出射部30から出射された粒子線ビームBの位置を計測する装置である。レンジシフタ36は、粒子線ビームBの飛翔距離(停止位置)を調整する装置である。つまり、レンジシフタ36は、ブラッグピークが生じる位置を患者Pの体内の深さ方向に調整する。 A dose monitor 34 , a position monitor 35 and a range shifter 36 are provided below the beam emission unit 30 . The dose monitor 34 is a device that measures the dose of the particle beam B emitted from the beam emission section 30 . The position monitor 35 is a device that measures the position of the particle beam B emitted from the beam emission section 30 . The range shifter 36 is a device that adjusts the flight distance (stop position) of the particle beam B. FIG. That is, the range shifter 36 adjusts the position where the Bragg peak occurs in the depth direction inside the patient's P body.

線量モニタ34の内部には、粒子線ビームBの通過により電離されるガスが充填されている。そして、このガスが充填された空間に電極とワイヤが設けられている。粒子線ビームBが線量モニタ34を通過するとガスが電離され、電極とワイヤの間に電流が流れる。この原理を利用して粒子線ビームBの強度を計測する。 The inside of the dose monitor 34 is filled with gas that is ionized when the particle beam B passes through. Electrodes and wires are provided in the space filled with this gas. When the particle beam B passes through the dose monitor 34, the gas is ionized and current flows between the electrode and the wire. Using this principle, the intensity of the particle beam B is measured.

位置モニタ35の内部にも、粒子線ビームBの通過により電離されるガスが充填されている。そして、粒子線ビームBによりガスが電離され、電極とワイヤの間に電流が流れる原理を利用して粒子線ビームBの通過位置を計測する。 The inside of the position monitor 35 is also filled with gas that is ionized when the particle beam B passes through. Then, the gas is ionized by the particle beam B, and the passing position of the particle beam B is measured using the principle that the current flows between the electrode and the wire.

照射ポート10の内部において、線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とが設けられる部分のさらに下方側には、第1エネルギー変調部41と第2エネルギー変調部42とが設けられる。第1および第2エネルギー変調部41,42は、通過する粒子線ビームBのブラッグピークが生じる範囲をビームの進行方向に拡げるための部材である。 Inside the irradiation port 10, a first energy modulating section 41 and a second energy modulating section 42 are provided below the portion where the dose monitor 34, the position monitor 35, and the range shifter 36 are provided. The first and second energy modulators 41 and 42 are members for expanding the range in which the Bragg peak of the passing particle beam B occurs in the direction of travel of the beam.

第1実施形態では、粒子線ビームBの上流側から下流側に向かって、スキャニング電磁石11、線量モニタ34、位置モニタ35、レンジシフタ36、第2エネルギー変調部42、第1エネルギー変調部41の順で並んでいる。つまり、第1エネルギー変調部41が患者Pに最も近接する位置に設けられる。なお、粒子線ビームBの上流側とは、患者Pから離れる側であり、粒子線ビームBの下流側とは、患者Pに近接される側である。例えば、図3では、紙面上側が上流側である。 In the first embodiment, the scanning electromagnet 11, the dose monitor 34, the position monitor 35, the range shifter 36, the second energy modulating section 42, and the first energy modulating section 41 are arranged in order from the upstream side to the downstream side of the particle beam B. lined up with That is, the first energy modulation section 41 is provided at the position closest to the patient P. As shown in FIG. The upstream side of the particle beam B is the side away from the patient P, and the downstream side of the particle beam B is the side closer to the patient P. For example, in FIG. 3, the upper side of the paper is the upstream side.

第1および第2エネルギー変調部41,42は、スキャニング電磁石11と線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とを含む照射に関連する部品よりも下流側に設けられる。つまり、第1および第2エネルギー変調部41,42よりも下流側に照射に関連する部品が配置されない。なお、照射に関連する部品とは、粒子線ビームBの制御または計測に関する部品のことを示す。 The first and second energy modulators 41 and 42 are provided downstream of irradiation-related components including the scanning electromagnet 11 , the dose monitor 34 , the position monitor 35 and the range shifter 36 . In other words, components related to irradiation are not arranged downstream of the first and second energy modulation units 41 and 42 . In addition, the parts related to irradiation indicate the parts related to the control or measurement of the particle beam B. FIG.

第1実施形態の第1および第2エネルギー変調部41,42は、平板状を成すリッジフィルタから成る。これら第1および第2エネルギー変調部41,42は、平面視で正方形状を成す(図7参照)。なお、リッジフィルタは、ミニリッジフィルタまたはリップルフィルタとも呼ばれることがあるが、これらの用語は同義である。 The first and second energy modulators 41 and 42 of the first embodiment are composed of flat ridge filters. These first and second energy modulators 41 and 42 form a square shape in plan view (see FIG. 7). A ridge filter is sometimes called a mini-ridge filter or a ripple filter, but these terms are synonymous.

第1エネルギー変調部41は、粒子線ビームBの照射時に常に粒子線ビームBの軌道上に配置される。また、第2エネルギー変調部42は、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置と第1エネルギー変調部41に重なる位置との間で移動可能となっている。つまり、第2エネルギー変調部42は、交換可能になっている。なお、第1実施形態において、粒子線ビームBの退避される位置とは、照射ポートカバー31の外部のことである。 The first energy modulation unit 41 is always arranged on the trajectory of the particle beam B when the particle beam B is irradiated. In addition, the second energy modulation section 42 is movable between a position retracted from the trajectory of the particle beam B and a position overlapping the first energy modulation section 41 . That is, the second energy modulation section 42 is replaceable. In the first embodiment, the retracted position of the particle beam B is outside the irradiation port cover 31 .

図8に示すように、リッジフィルタとしての第1および第2エネルギー変調部41,42は、その表面に複数本のリッジバー43が形成されている。これらのリッジバー43は、側面視で山型形状(三角形状)を成し、平面視で直線状に延びる部分である。複数本のリッジバー43は、平面視で互いに平行を成すように配置される。つまり、複数本のリッジバー43が1次元方向に周期的に配置されている。なお、図8では、理解を助けるためにリッジバー43を拡大して図示してある。 As shown in FIG. 8, a plurality of ridge bars 43 are formed on the surfaces of the first and second energy modulation sections 41 and 42 as ridge filters. These ridge bars 43 are portions that form a mountain shape (triangular shape) in side view and extend linearly in plan view. The multiple ridge bars 43 are arranged parallel to each other in a plan view. That is, a plurality of ridge bars 43 are periodically arranged in one-dimensional direction. In addition, in FIG. 8, the ridge bar 43 is enlarged and shown in order to help an understanding.

リッジバー43の幅寸法R1は、充分に小さいものとして形成する必要がある。このリッジバー43の幅寸法R1は、粒子線ビームBのビーム径以下に形成される。例えば、粒子線ビームBのビーム径寸法が1mmである場合に、リッジバー43の幅寸法R1は1mm以下に形成される。なお、第1および第2エネルギー変調部41,42のリッジバー43の幅寸法R1は、それぞれ異なっていても良い。 The width dimension R1 of the ridge bar 43 must be sufficiently small. The width dimension R1 of this ridge bar 43 is formed to be equal to or less than the beam diameter of the particle beam B. As shown in FIG. For example, when the beam diameter dimension of the particle beam B is 1 mm, the width dimension R1 of the ridge bar 43 is formed to be 1 mm or less. Note that the width dimension R1 of the ridge bar 43 of the first and second energy modulation portions 41 and 42 may be different.

図9に示すように、1つのリッジバー43は、複数の段部44が形成されることにより側面視で山型を成している。これらリッジバー43が形成されることで、リッジフィルタには、厚みを有する山部分と、薄い谷部分とが形成される。 As shown in FIG. 9, one ridge bar 43 has a mountain shape in a side view by forming a plurality of stepped portions 44 . By forming these ridge bars 43, the ridge filter is formed with a thick peak portion and a thin valley portion.

例えば、山部分を通過した粒子線ビームB1は、谷部分を通過した粒子線ビームB2よりもエネルギーが減衰される。つまり、患者Pの体内において、山部分を通過した粒子線ビームB1は、谷部分を通過した粒子線ビームB2よりも浅い位置で停止される。このように、リッジフィルタは、リッジバー43によって各部分で厚みが異なることで、粒子線ビームBのエネルギーの分布を変化させることができる。 For example, the energy of the particle beam B1 that has passed through the peaks is attenuated more than the energy of the particle beam B2 that has passed through the valleys. That is, in the body of the patient P, the particle beam B1 that has passed through the peaks is stopped at a shallower position than the particle beam B2 that has passed through the valleys. Thus, the ridge filter can change the energy distribution of the particle beam B by having different thicknesses depending on the ridge bar 43 .

図12は、粒子線ビームBの照射により患者Pの体組織に与える線量と深さとの関係を示すグラフである。縦軸は、粒子線ビームBに基づく線量を規格化した相対線量を示し、横軸は、患者Pの体表面からの深さを示す。このグラフにおいて、実線は、リッジフィルタを用いて照射した粒子線ビームBを示し、点線は、リッジフィルタを用いずに照射した粒子線ビームBを示す。患者Pの体内の所定の深さ範囲Q1にある患部Kに向けて粒子線ビームBを照射している。 FIG. 12 is a graph showing the relationship between the dose given to the body tissue of the patient P by the irradiation of the particle beam B and the depth. The vertical axis indicates the normalized relative dose based on the particle beam B, and the horizontal axis indicates the depth from the patient's P body surface. In this graph, the solid line indicates the particle beam B emitted using the ridge filter, and the dotted line indicates the particle beam B emitted without using the ridge filter. A particle beam B is irradiated toward an affected area K within a predetermined depth range Q1 inside the patient's P body.

点線のグラフに示すように、リッジフィルタを通過していない場合の粒子線ビームBでは、ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲Q2、いわゆる幅が狭くなっている。これに対して、実線のグラフに示すように、リッジフィルタを通過した場合の粒子線ビームBでは、ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲Q2が拡がるようになる。つまり、粒子線ビームBがリッジフィルタを通過することで、ブラッグピークが拡幅されるようになる。 As shown in the dotted line graph, in the particle beam B that has not passed through the ridge filter, the range Q2 in the depth direction where the Bragg peak occurs, that is, the so-called width is narrow. On the other hand, as shown in the solid line graph, in the particle beam B that has passed through the ridge filter, the range Q2 in the depth direction where the Bragg peak occurs expands. That is, the Bragg peak is widened by passing the particle beam B through the ridge filter.

ブラッグピークの幅が狭い場合では、患部Kの範囲Q1の全体に亘って粒子線ビームBを照射するときに多数の照射を行わなければならない。これに対して、リッジフィルタによりブラッグピークが拡幅されることで、1回の照射で広い範囲にブラッグピークを生じさせることができるので、粒子線ビームBの照射回数を減らすことができる。つまり、粒子線ビームBの照射時間を短縮することができる。さらに、照射位置の誤差を緩和することができる。 When the width of the Bragg peak is narrow, when irradiating the entire area Q1 of the affected area K with the particle beam B, a large number of irradiations must be performed. On the other hand, since the Bragg peak is widened by the ridge filter, the Bragg peak can be generated in a wide range with one irradiation, so the number of times of irradiation with the particle beam B can be reduced. That is, the irradiation time of the particle beam B can be shortened. Furthermore, errors in irradiation positions can be mitigated.

具体的には、図13に示すように、粒子線ビームBを照射するときには、患部Kに体内の深度方向に並ぶ複数層のスライス面80が設定される。そして、それぞれのスライス面80に対応する出力で粒子線ビームBが順次照射される。なお、スライス面80の間隔に対応するようにリッジフィルタが選択され、粒子線ビームBのブラッグピーク幅が設定される。つまり、照射対象となる患部Kごとにリッジフィルタが設定される。 Specifically, as shown in FIG. 13, when the particle beam B is irradiated, a plurality of layers of slice planes 80 are set on the affected area K in a line in the depth direction of the body. Then, the particle beam B is sequentially irradiated with an output corresponding to each slice plane 80 . A ridge filter is selected so as to correspond to the interval of the slice planes 80, and the Bragg peak width of the particle beam B is set. That is, a ridge filter is set for each affected area K to be irradiated.

図14に示すように、スライス面80に粒子線ビームBが照射されるときの照射スポット81は、スライス面80に沿って走査される。この走査によって照射スポット81の位置が順次変更されることで、スライス面80の全体に亘って粒子線ビームBのエネルギーが付与される。さらに、全てのスライス面80に対して粒子線ビームBを照射することで、患部Kの全体に亘って粒子線ビームBのエネルギーが付与される。 As shown in FIG. 14 , an irradiation spot 81 is scanned along the slice plane 80 when the particle beam B is irradiated onto the slice plane 80 . By sequentially changing the position of the irradiation spot 81 by this scanning, the energy of the particle beam B is applied to the entire slice surface 80 . Furthermore, by irradiating all slice planes 80 with the particle beam B, the energy of the particle beam B is applied to the entire affected area K. FIG.

図9に示すように、リッジバー43においてそれぞれの段部44の高さ寸法R2と幅寸法R3は、一定の寸法でなくても良く、粒子線ビームBにより生じるブラッグピークに合わせて適宜設定される。それぞれの段部44の高さ寸法R2と幅寸法R3は、通過する粒子線ビームBの線量がガウス分布を示すように設定される。 As shown in FIG. 9, the height dimension R2 and the width dimension R3 of each stepped portion 44 in the ridge bar 43 do not have to be constant dimensions, and are appropriately set according to the Bragg peak generated by the particle beam B. . The height dimension R2 and the width dimension R3 of each stepped portion 44 are set so that the dose of the passing particle beam B exhibits a Gaussian distribution.

図17、図18および図19を用いてエネルギー変調部41,42とガウス分布91,92のグラフとの関係を説明する。グラフの横軸は深さ方向を示す。ここで、図17に示すように、第1エネルギー変調部41は、単体で用いた場合であっても、粒子線ビームBの線量がガウス分布91を示すように設定される。第1エネルギー変調部41を単体で用いた場合には、段部44のそれぞれに対応したブラッグピーク93により実際にはガウス分布91に近似したエネルギー分布95を生じさせる。 The relationship between the energy modulators 41 and 42 and the graphs of the Gaussian distributions 91 and 92 will be described with reference to FIGS. 17, 18 and 19. FIG. The horizontal axis of the graph indicates the depth direction. Here, as shown in FIG. 17, the dose of the particle beam B is set so that the dose of the particle beam B exhibits a Gaussian distribution 91 even when the first energy modulation section 41 is used alone. When the first energy modulation section 41 is used alone, an energy distribution 95 that approximates the Gaussian distribution 91 is actually produced by the Bragg peaks 93 corresponding to the stepped sections 44 .

図18に示すように、第2エネルギー変調部42を単体で用いた場合には、段部44のそれぞれに対応したブラッグピーク94aによりエネルギー分布96aを生じさせるが、隣り合う間隔が広いため、滑らかなエネルギー分布96aとはならない。つまり、エネルギー分布96aはガウス分布92に近似しない。 As shown in FIG. 18, when the second energy modulation section 42 is used alone, the energy distribution 96a is generated by the Bragg peaks 94a corresponding to the stepped sections 44. energy distribution 96a. That is, the energy distribution 96 a does not approximate the Gaussian distribution 92 .

図19に示すように、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41と組み合わせて使用することで、粒子線ビームBの線量がガウス分布92を示すように設定される。つまり、第1エネルギー変調部41は、通過する粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅することにより第2エネルギー変調部42で形成されるブラッグピークの拡幅を補うようになっている。このようにすれば、必要とする幅のブラッグピークを生じさせることができる。2枚のエネルギー変調部41,42を用いた場合には、ブラッグピーク94bにより、実際にはガウス分布92に近似したエネルギー分布96bを生じさせる。 As shown in FIG. 19 , the second energy modulation section 42 is used in combination with the first energy modulation section 41 to set the dose of the particle beam B so as to exhibit a Gaussian distribution 92 . That is, the first energy modulation section 41 widens the Bragg peak of the passing particle beam B to compensate for the widening of the Bragg peak formed by the second energy modulation section 42 . In this way, a Bragg peak of the required width can be generated. When two energy modulators 41 and 42 are used, an energy distribution 96b that approximates the Gaussian distribution 92 actually occurs due to the Bragg peak 94b.

例えば、必要とするブラッグピークの幅が、1mm、2mm、3mm、4mmの4種類である場合に、照射ポート10に常に配置される第1エネルギー変調部41は、最も小さい1mmに対応するものとする。ここで、3種類の第2エネルギー変調部42を適宜交換することで、1mm、2mm、3mm、4mmのいずれのブラッグピークの幅にも対応できるようにする。 For example, when there are four required Bragg peak widths of 1 mm, 2 mm, 3 mm, and 4 mm, the first energy modulation section 41 always arranged in the irradiation port 10 corresponds to the smallest width of 1 mm. do. Here, by appropriately exchanging the three types of second energy modulation sections 42, it is possible to correspond to any Bragg peak width of 1 mm, 2 mm, 3 mm, and 4 mm.

なお、リッジフィルタにリッジバー43を形成するときには、リッジフィルタの元となる平板の表面をドリルで削り、それぞれの段部44を形成する。つまり、削り出し加工によりリッジバー43が形成される。リッジバー43は、幅および高さが数ミリの微小な部分であり、かつ精度を要する部分であるため、リッジバー43が高くなるほど、その加工が困難になる。 When forming the ridge bar 43 on the ridge filter, the surface of the flat plate forming the base of the ridge filter is drilled to form each stepped portion 44 . That is, the ridge bar 43 is formed by cutting. The ridge bar 43 is a very small portion with a width and height of several millimeters, and requires precision.

具体的には、リッジバー43の構成により変化するブラッグピークは、それぞれの段部44の寸法により異なる。ここで、図15および図16を参照して段部44a,44bの寸法とブラッグピークとの関係を説明する。図15は、リッジバー43の寸法が異なるそれぞれの段部44a,44bを示す。図16は、それぞれの段部44a,44bに対応するブラッグピークを示す。このグラフの横軸は深さ方向を示す。 Specifically, the Bragg peak that varies depending on the configuration of the ridge bar 43 differs depending on the dimensions of each stepped portion 44 . Here, the relationship between the dimensions of the stepped portions 44a and 44b and the Bragg peak will be described with reference to FIGS. 15 and 16. FIG. FIG. 15 shows the steps 44a, 44b of the ridge bar 43 with different dimensions. FIG. 16 shows the Bragg peaks corresponding to each step 44a, 44b. The horizontal axis of this graph indicates the depth direction.

図15に示すように、最も高い高さ寸法R6を有する段部44aと、これよりも低い高さ寸法R7を有する段部44bを例示する。それぞれの段部44a,44bの寸法は、目的とするブラッグピーク83,84に応じて適宜設定される。 As shown in FIG. 15, a stepped portion 44a having the highest height dimension R6 and a stepped portion 44b having a lower height dimension R7 are illustrated. The dimensions of the stepped portions 44a and 44b are appropriately set according to the desired Bragg peaks 83 and 84. As shown in FIG.

図16では、リッジフィルタを用いていないときのブラッグピーク82と、高い段部44aを通過したときのブラッグピーク83と、低い段部44bを通過したときのブラッグピーク84とのグラフを示している。このグラフに示すように、リッジフィルタを用いていないときのブラッグピーク82よりも、低い段部44bを通過したときのブラッグピーク84が浅い位置に変位している。また、高い段部44aを通過したときのブラッグピーク83がさらに浅い位置に変位している。このように、所定のガウス分布90を生じさせるためには、これらのブラッグピーク83,84を適宜設定する必要がある。 FIG. 16 shows a graph of the Bragg peak 82 when no ridge filter is used, the Bragg peak 83 when passing the high step 44a, and the Bragg peak 84 when passing the low step 44b. . As shown in this graph, the Bragg peak 84 when passing through the low step portion 44b is displaced to a shallower position than the Bragg peak 82 when the ridge filter is not used. Also, the Bragg peak 83 when passing through the high stepped portion 44a is displaced to a shallower position. Thus, in order to generate a given Gaussian distribution 90, these Bragg peaks 83 and 84 must be set appropriately.

図15に示すように、高い段部44aの幅寸法R8は、低い段部44bの幅寸法R9よりも、狭くなるように形成する必要がある。つまり、段部44aは、高さ寸法R6が高くなるに連れてその幅寸法R8が狭くなる。そのため、リッジバー43が高くなるほど、その加工が困難になる。 As shown in FIG. 15, the width dimension R8 of the high stepped portion 44a needs to be narrower than the width dimension R9 of the low stepped portion 44b. That is, the width dimension R8 of the step portion 44a becomes narrower as the height dimension R6 increases. Therefore, the higher the ridge bar 43 is, the more difficult it is to process.

図10に示すように、第1エネルギー変調部41のリッジバー43の高さ寸法R4は、第2エネルギー変調部42のリッジバー43の高さ寸法R5よりも低くなっている。このようにすれば、リッジバー43の工作精度を維持することができる。また、第1エネルギー変調部41のリッジバー43および第2エネルギー変調部42のリッジバー43のそれぞれの高さ寸法をR4,R5を抑えることができる。例えば、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅する場合には、リッジバー43を高くする必要があるが、リッジバー43を高くしようとすると、リッジバー43が細長くなるので工作が難しくなる。本実施形態では、2枚のリッジフィルタを用いて、それぞれのリッジバー43の高さ寸法をR4,R5を抑えることで、ブラッグピークを拡幅しつつ、リッジバーの工作精度を維持することができる。 As shown in FIG. 10 , the height dimension R4 of the ridge bar 43 of the first energy modulation section 41 is lower than the height dimension R5 of the ridge bar 43 of the second energy modulation section 42 . In this way, the working accuracy of the ridge bar 43 can be maintained. Further, the height dimensions R4 and R5 of the ridge bar 43 of the first energy modulation section 41 and the ridge bar 43 of the second energy modulation section 42 can be suppressed. For example, in order to widen the Bragg peak of the particle beam B, the ridge bar 43 needs to be raised. However, if the ridge bar 43 is raised, the ridge bar 43 becomes elongated and difficult to machine. In this embodiment, two ridge filters are used to suppress the height dimensions R4 and R5 of the respective ridge bars 43, thereby widening the Bragg peak and maintaining the working accuracy of the ridge bars.

第1実施形態では、第1エネルギー変調部41は、単体でブラッグピークの拡幅が可能な性質を有する。このようにすれば、第1エネルギー変調部41を単体でブラッグピークの拡幅に使用することができる。また、第2エネルギー変調部42は、単体でブラッグピークの拡幅が不可能であり、第1エネルギー変調部41と重なることでブラッグピークの拡幅が可能な性質を有する。このようにすれば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する必要がないので、単体で用いる場合と比べて第2エネルギー変調部42の工作精度を落としてコストダウンを図ることができる。さらに第1エネルギー変調部41と第2エネルギー変調部42との組み合せの態様を単純化でき、第2エネルギー変調部42の交換手順の簡素化、装置の簡略化を図ることができる。 In the first embodiment, the first energy modulation section 41 has the property of being able to widen the Bragg peak by itself. In this way, the first energy modulation section 41 can be used alone for widening the Bragg peak. Further, the second energy modulation section 42 cannot widen the Bragg peak by itself, and has a property that it can widen the Bragg peak by overlapping with the first energy modulation section 41 . In this way, since it is not necessary to use the second energy modulating section 42 alone, it is possible to reduce the manufacturing accuracy of the second energy modulating section 42 and reduce the cost as compared with the case of using the second energy modulating section 42 alone. Furthermore, the mode of combination of the first energy modulating section 41 and the second energy modulating section 42 can be simplified, and the procedure for exchanging the second energy modulating section 42 can be simplified, and the device can be simplified.

例えば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する場合において、所定のブラッグピーク幅から別のブラッグピーク幅へと変更する際に、第1エネルギー変調部41を取り外し、代わりに第2エネルギー変調部42を組み込む、という2段階の手順が必要となる。一方、第1実施形態では、同様の変更を、第1エネルギー変調部41はそのままで、第2エネルギー変調部42を組み込む、という1段階の手順で済む。 For example, when using the second energy modulation unit 42 alone, when changing from a predetermined Bragg peak width to another Bragg peak width, the first energy modulation unit 41 is removed, and instead the second energy modulation unit A two-step procedure to incorporate 42 is required. On the other hand, in the first embodiment, the same change can be made in one step of incorporating the second energy modulation section 42 while leaving the first energy modulation section 41 as it is.

さらに、例えば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する場合において、第1エネルギー変調部41を取り外す可能性があるため、それぞれに対応する挿入および退避のための機構が必要となる。一方、第1実施形態では、第2エネルギー変調部42のみに対応する挿入および退避のための機構があればよく、部品点数を少なくできる。 Furthermore, for example, when the second energy modulating section 42 is used alone, there is a possibility that the first energy modulating section 41 may be removed, so a corresponding insertion and retraction mechanism is required. On the other hand, in the first embodiment, it is sufficient to have a mechanism for inserting and retracting only for the second energy modulation section 42, and the number of parts can be reduced.

第1実施形態の第1および第2エネルギー変調部41,42は、アルミニウムで形成されたリッジフィルタから成る。このようにすれば、第1および第2エネルギー変調部41,42を薄く形成することができる。 The first and second energy modulating sections 41 and 42 of the first embodiment consist of ridge filters made of aluminum. By doing so, the first and second energy modulation sections 41 and 42 can be formed thin.

なお、第1および第2エネルギー変調部41,42は、アクリルで形成されたリッジフィルタであっても良い。このようにすれば、工作が容易となるので、第1および第2エネルギー変調部41,42の製造コストを低減することができる。 Note that the first and second energy modulation sections 41 and 42 may be ridge filters made of acrylic. In this way, machining becomes easier, so the manufacturing cost of the first and second energy modulation sections 41 and 42 can be reduced.

なお、第1実施形態のリッジフィルタのリッジバー43は、側面視で山型形状(二等辺三角形状)を成しているが、リッジフィルタの各部分の厚みを異ならせるものであれば、リッジバー43が山型形状以外でも良い。例えば、リッジバーが半円形状、直角三角形状、四角形状、または台形状を成していても良い。 The ridge bar 43 of the ridge filter of the first embodiment has a mountain shape (isosceles triangle shape) in side view. may be other than mountain-shaped. For example, the ridge bar may be semicircular, right triangular, square, or trapezoidal.

図11に示すように、第1および第2エネルギー変調部41,42は、互いに上下に重ねて配置されるが、それぞれのリッジバー43の向きが90°異なるように配置される。例えば、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸(X方向、-X方向、Y方向、-Y方向)のうち、第1エネルギー変調部41のリッジバー43がY軸に沿うように延びる場合に、第2エネルギー変調部42のリッジバー43がX軸に沿うように延びる。つまり、平面視で第1および第2エネルギー変調部41,42のリッジバー43が互いに交差する。このようにすれば、通過する粒子線ビームBの線量が適切なガウス分布を示すようになる。 As shown in FIG. 11, the first and second energy modulators 41 and 42 are arranged one above the other, but are arranged such that the directions of the respective ridge bars 43 are different from each other by 90 degrees. For example, among the four axes (X direction, −X direction, Y direction, −Y direction) extending in four directions in the radial direction of the particle beam B, the ridge bar 43 of the first energy modulation unit 41 is on the Y axis. When extending along the X axis, the ridge bar 43 of the second energy modulation section 42 extends along the X axis. That is, the ridge bars 43 of the first and second energy modulation sections 41 and 42 intersect with each other in plan view. By doing so, the dose of the passing particle beam B will exhibit an appropriate Gaussian distribution.

図4に示すように、照射ポートカバー31は、断面視でU字状を成し、その底部に第1エネルギー変調部41が配置される。この第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31の底部の裏面、つまり患者Pから見えない面に設けられる。 As shown in FIG. 4, the irradiation port cover 31 has a U shape in cross section, and the first energy modulation section 41 is arranged at the bottom thereof. The first energy modulation section 41 is provided on the rear surface of the bottom of the irradiation port cover 31, that is, on the surface invisible to the patient P. As shown in FIG.

照射ポートカバー31の裏面には、第1エネルギー変調部41の縁辺を保持する接続部37が形成されている。この接続部37により第1エネルギー変調部41が照射ポートカバー31の患者Pに最も近接する部分に対応して設けられる。第1エネルギー変調部41は、接続部37に対してネジを用いて固定しても良い。なお、接続部37は、第1エネルギー変調部の位置を規定する位置規定部となっている。このようにすれば、第1エネルギー変調部41を照射ポートカバー31に対応する位置に設けることができる。 A connection portion 37 that holds the edge of the first energy modulation portion 41 is formed on the back surface of the irradiation port cover 31 . The connecting portion 37 provides the first energy modulating portion 41 corresponding to the portion of the irradiation port cover 31 closest to the patient P. As shown in FIG. The first energy modulation section 41 may be fixed to the connection section 37 using screws. Note that the connecting portion 37 serves as a position defining portion that defines the position of the first energy modulating portion. By doing so, the first energy modulation section 41 can be provided at a position corresponding to the irradiation port cover 31 .

第1実施形態の位置規定部としての接続部37は、第1エネルギー変調部41の縁辺に係合される係合片を成す。つまり、位置規定部は、照射ポートカバー31における第1エネルギー変調部41が配置される形状を成す部分である。このようにすれば、照射ポートカバー31に第1エネルギー変調部41が配置されるので、第1エネルギー変調部41の位置を正確に規定することができる。 The connecting portion 37 as the position regulating portion of the first embodiment constitutes an engaging piece engaged with the edge of the first energy modulating portion 41 . That is, the position defining portion is a portion of the irradiation port cover 31 that has a shape in which the first energy modulation portion 41 is arranged. In this way, since the first energy modulating section 41 is arranged on the irradiation port cover 31, the position of the first energy modulating section 41 can be defined accurately.

リッジフィルタには、粒子線ビームBを散乱させてしまうという副次的な性質がある。なお、散乱とは、粒子線ビームBの直径のサイズが拡がることを示す。粒子線ビームBが散乱されると、リッジフィルタから下流側に離れるに連れて、その直径が大きくなってしまう。これに対して、第1実施形態では、第1エネルギー変調部41の位置が、照射ポートカバー31の患者Pに最も近接する部分とほぼ一致するので、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームBの径方向の拡がりを最小限に抑えることができる。つまり、患部Kへの線量集中性を高めることができる。 The ridge filter has a secondary property of scattering the particle beam B. Scattering means that the diameter of the particle beam B expands. When the particle beam B is scattered, its diameter increases with distance from the ridge filter to the downstream side. On the other hand, in the first embodiment, since the position of the first energy modulation section 41 substantially coincides with the portion of the irradiation port cover 31 closest to the patient P, the Bragg peak of the particle beam B is widened. , the radial spread of the particle beam B can be minimized. That is, dose concentration to the affected area K can be enhanced.

なお、第1実施形態では、複数のエネルギー変調部41,42が粒子線ビームBの軌道に沿って並んで配置されているが、少なくとも1つのエネルギー変調部41が照射ポートカバー31に対応して設けられていれば良い。このようにすれば、複数のエネルギー変調部41,42により目的とするブラッグピークに対応できるので、個々のエネルギー変調部41,42の製造が容易になる。 In the first embodiment, a plurality of energy modulation units 41 and 42 are arranged along the trajectory of the particle beam B, but at least one energy modulation unit 41 corresponds to the irradiation port cover 31. It would be nice if it was provided. By doing so, the plurality of energy modulation sections 41 and 42 can correspond to the target Bragg peak, so that the individual energy modulation sections 41 and 42 can be manufactured easily.

第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31に支持されている。なお、照射ポートカバー31は、所定の接続治具を用いて架台33に対して着脱可能に取り付けられる。メンテナンス時において、第1エネルギー変調部41の取付作業または交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31を架台33から取り外してから作業を行うようにしている。この第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31とともに架台33に着脱可能に支持される。このようにすれば、照射ポートカバー31とともに第1エネルギー変調部41が着脱されるので、第1エネルギー変調部41のメンテナンス作業を容易に行うことができる。 The first energy modulation section 41 is supported by the irradiation port cover 31 . The irradiation port cover 31 is detachably attached to the pedestal 33 using a predetermined connection jig. During maintenance, when the first energy modulation unit 41 is to be attached or replaced, the irradiation port cover 31 is removed from the pedestal 33 before the work is performed. The first energy modulation section 41 is detachably supported by the mount 33 together with the irradiation port cover 31 . In this way, since the first energy modulation section 41 is attached and detached together with the irradiation port cover 31, the maintenance work of the first energy modulation section 41 can be easily performed.

第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31に固定的に配置され、患者P毎に交換する必要がない部材となっている。つまり、第1エネルギー変調部41は、患部Kに必要なブラッグピーク幅に関係なく、粒子線ビームBの照射時に常に粒子線ビームBの軌道上に配置される部材となっている。これに対して、第2エネルギー変調部42は、患部Kに必要なブラッグピーク幅に応じて交換可能な部材となっている。 The first energy modulation section 41 is fixedly arranged on the irradiation port cover 31 and is a member that does not need to be replaced for each patient P. As shown in FIG. In other words, the first energy modulation section 41 is a member that is always arranged on the trajectory of the particle beam B when the particle beam B is irradiated, regardless of the Bragg peak width required for the affected area K. On the other hand, the second energy modulation section 42 is a member that can be replaced according to the Bragg peak width required for the affected area K.

図4および図6に示すように、照射ポートカバー31を背面から見たときの右側の側面には、開口部38が開口されている。この開口部38の縦寸法M1および横寸法M2(開口寸法)は、第2エネルギー変調部42が通過可能な寸法となっている。このようにすれば、メンテナンス時に照射ポートカバー31を取り外さずに、開口部38を介して第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31に対して出し入れすることができる。 As shown in FIGS. 4 and 6, an opening 38 is formed on the right side surface of the irradiation port cover 31 when viewed from the back. A vertical dimension M1 and a horizontal dimension M2 (opening dimension) of the opening 38 are dimensions that allow the second energy modulation section 42 to pass therethrough. In this way, the second energy modulation section 42 can be put in and taken out of the irradiation port cover 31 through the opening 38 without removing the irradiation port cover 31 during maintenance.

照射ポートカバー31の内部には、第2エネルギー変調部42の挿入および退避を案内するガイド部45が設けられる。また、ガイド部45の少なくとも一部を保持し、ガイド部45を開口部38から出し入れさせる移動保持部46が設けられる。なお、移動保持部46は、架台33に固定されている。ガイド部45は、移動保持部46に対して移動可能に保持される。移動保持部46は、水平方向に延びるレールであり、ガイド部45は、このレールに沿って水平方向に移動可能となっている。 Inside the irradiation port cover 31, a guide portion 45 is provided to guide the insertion and withdrawal of the second energy modulation portion 42. As shown in FIG. Further, a movement holding portion 46 that holds at least part of the guide portion 45 and moves the guide portion 45 in and out of the opening portion 38 is provided. Note that the movable holding unit 46 is fixed to the base 33 . The guide portion 45 is movably held with respect to the movement holding portion 46 . The movement holding portion 46 is a rail extending in the horizontal direction, and the guide portion 45 can move in the horizontal direction along this rail.

なお、ガイド部45が照射ポートカバー31の内部に収納されたときに、第2エネルギー変調部42が配置される部分が、配置部47(接続部)となっている。この配置部47は、粒子線ビームBの軌道上の位置に設けられている。ガイド部45は、粒子線ビームBの軌道上の位置(配置部47)と、この軌道上から退避される位置との間で、第2エネルギー変調部42を移動させる。 A portion where the second energy modulation section 42 is arranged when the guide section 45 is housed inside the irradiation port cover 31 serves as a placement section 47 (connection section). This placement section 47 is provided at a position on the trajectory of the particle beam B. As shown in FIG. The guide section 45 moves the second energy modulation section 42 between a position on the trajectory of the particle beam B (placement section 47) and a position retracted from the trajectory.

また、ガイド部45は、照射ポートカバー31の内部に収納されたときに、移動保持部46が備える所定の固定機構により固定される。そのため、回転ガントリ5の回転とともに照射ポート10が傾いても、ガイド部45の架台33に対する固定状態を維持することができる。 Further, the guide part 45 is fixed by a predetermined fixing mechanism provided in the movement holding part 46 when stored inside the irradiation port cover 31 . Therefore, even if the irradiation port 10 is tilted as the rotating gantry 5 rotates, the fixed state of the guide portion 45 to the pedestal 33 can be maintained.

照射ポートカバー31には、開口部38を閉塞する蓋部39が設けられる。ガイド部45を出し入れさせるときには、蓋部39を開放する。なお、本実施形態では、蓋部39を開閉させる蓋駆動部51とガイド部45を駆動させるガイド駆動部52が設けられる(図20参照)。 The irradiation port cover 31 is provided with a lid portion 39 that closes the opening portion 38 . When the guide portion 45 is to be taken in and out, the lid portion 39 is opened. In addition, in this embodiment, a lid driving portion 51 for opening and closing the lid portion 39 and a guide driving portion 52 for driving the guide portion 45 are provided (see FIG. 20).

図4および図6に示すように、照射ポートカバー31の開口部38の近傍には、操作部40が設けられる。この操作部40を作業者が操作することで、蓋部39またはガイド部45が駆動される。また、ガイド部45には、第2エネルギー変調部42を拘束するラッチ部48(接続部)が設けられる。なお、本実施形態では、ラッチ部48を駆動させるラッチ駆動部53が設けられる(図20参照)。作業者が操作部40を操作することで、ラッチ部48による第2エネルギー変調部42の拘束と解除が自動的に行えるようになっている。このようにすれば、メンテナンスの作業者が照射ポートカバー31の外部からラッチ部48の拘束を解除することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 As shown in FIGS. 4 and 6 , an operation section 40 is provided near the opening 38 of the irradiation port cover 31 . When the operator operates the operating portion 40, the lid portion 39 or the guide portion 45 is driven. Further, the guide portion 45 is provided with a latch portion 48 (connection portion) that restrains the second energy modulation portion 42 . In addition, in this embodiment, a latch driving section 53 for driving the latch section 48 is provided (see FIG. 20). By operating the operation unit 40 by the operator, the restraint and release of the second energy modulation unit 42 by the latch unit 48 can be automatically performed. In this way, a maintenance worker can release the restraint of the latch portion 48 from the outside of the irradiation port cover 31, thereby improving maintainability.

ラッチ部48は、第2エネルギー変調部42を上下方向から挟み込み、かつ第2エネルギー変調部42の複数箇所を拘束する。このようにすれば、回転ガントリ5の回転により照射ポート10の上下が反転されても、第2エネルギー変調部42のガイド部45に対する固定状態を維持することができる。 The latch section 48 sandwiches the second energy modulating section 42 from above and below and restrains the second energy modulating section 42 at a plurality of locations. In this way, even if the irradiation port 10 is turned upside down due to the rotation of the rotating gantry 5, the fixed state of the second energy modulation section 42 with respect to the guide section 45 can be maintained.

なお、第2エネルギー変調部42の全体が開口部38から引き出される必要はなく、第2エネルギー変調部42の一部が開口部38から引き出されれば良い。また、作業者が開口部38から手を差し入れて、第2エネルギー変調部42にアクセスし、着脱作業を行うようにしても良い。 It should be noted that the entire second energy modulation section 42 does not need to be pulled out from the opening 38 , and a part of the second energy modulation section 42 may be pulled out from the opening 38 . Alternatively, the operator may put his or her hand through the opening 38 to access the second energy modulation section 42 and perform the attachment/detachment work.

図5および図7に示すように、配置部47に配置された第2エネルギー変調部42を、交換用の第2エネルギー変調部42’と交換する場合には、作業者が操作部40を操作することで、蓋部39が駆動されて開口部38が自動的に開放される。さらに、ガイド部45が駆動されて開口部38から第2エネルギー変調部42が自動的に引き出される。そして、作業者が操作部40を操作することでラッチ部48を解除し、ガイド部45から第2エネルギー変調部42を取り外す。その後、交換用の第2エネルギー変調部42’をガイド部45に取り付け、再びラッチ部48により第2エネルギー変調部42を拘束させる。そして、作業者が操作部40を操作することで、ガイド部45が自動的に照射ポートカバー31の内部に戻り、蓋部39により開口部38が閉塞される。 As shown in FIGS. 5 and 7, when replacing the second energy modulation section 42 arranged in the arrangement section 47 with a replacement second energy modulation section 42′, the operator operates the operation section 40. By doing so, the lid portion 39 is driven and the opening portion 38 is automatically opened. Further, the guide portion 45 is driven to automatically pull out the second energy modulation portion 42 from the opening portion 38 . Then, the operator operates the operation portion 40 to release the latch portion 48 and remove the second energy modulation portion 42 from the guide portion 45 . After that, the replacement second energy modulation section 42 ′ is attached to the guide section 45 , and the second energy modulation section 42 is restrained by the latch section 48 again. When the operator operates the operating portion 40 , the guide portion 45 automatically returns to the inside of the irradiation port cover 31 and the opening portion 38 is closed by the lid portion 39 .

第1実施形態では、移動保持部46に沿ってガイド部45が移動されるので、作業者は、このガイド部45を介して第2エネルギー変調部の出し入れを容易に行うことができる。 In the first embodiment, since the guide portion 45 is moved along the movable holding portion 46 , the operator can easily insert and remove the second energy modulation portion via the guide portion 45 .

なお、架台33には、ガイド部45が定位置に存在することを検出する位置検出センサ54が設けられている。つまり、位置検出センサ54により第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたことを確認することができる。また、ラッチ部48には、第2エネルギー変調部42が適切に拘束されていることを検出するとラッチセンサ55が設けられている。 Note that the mount 33 is provided with a position detection sensor 54 for detecting that the guide portion 45 exists at a fixed position. That is, it can be confirmed by the position detection sensor 54 that the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47 . In addition, the latch section 48 is provided with a latch sensor 55 that detects that the second energy modulation section 42 is properly restrained.

第1実施形態では、ラッチセンサ55により第2エネルギー変調部42が適切に拘束されたことを確認し、かつ位置検出センサ54により第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたことを確認する。 In the first embodiment, the latch sensor 55 confirms that the second energy modulation section 42 is properly restrained, and the position detection sensor 54 confirms that the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47. do.

第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されているときに、ラッチ部48により第2エネルギー変調部42が拘束されるので、第2エネルギー変調部42が配置部47から位置ずれを起こすことがなくなる。 Since the second energy modulation section 42 is constrained by the latch section 48 when the second energy modulation section 42 is arranged in the placement section 47, the position of the second energy modulation section 42 may be displaced from the placement section 47. disappears.

第1エネルギー変調部41には、第1タグ56が取り付けられているとともに、第2エネルギー変調部42には、第2タグ57が取り付けられている。これら第1および第2タグ56,57は、RFIDタグで構成されている。これら第1および第2タグ56,57には、それぞれのエネルギー変調部41,42を識別可能な識別情報が記憶されている。さらに、架台33には、第1タグ56を読み取る非接触式の第1タグ読取部58が設けられるとともに、第2タグ57を読み取る非接触式の第2タグ読取部59が設けられる。 A first tag 56 is attached to the first energy modulation section 41 , and a second tag 57 is attached to the second energy modulation section 42 . These first and second tags 56, 57 are composed of RFID tags. These first and second tags 56 and 57 store identification information that can identify the respective energy modulators 41 and 42 . Further, the mount 33 is provided with a non-contact first tag reader 58 for reading the first tag 56 and a non-contact second tag reader 59 for reading the second tag 57 .

第2エネルギー変調部42は、患部Kの深さ位置に応じて交換される部材である。そこで、第2タグ57の識別情報を読み取ることで、適切な第2エネルギー変調部42がセットされているか否かを確認することができる。この確認により、作業者が間違った第2エネルギー変調部42をセットした場合であっても、所定の報知を行って作業者に知らせることができる。なお、第1タグ56の識別情報を読み取ることで、適切な第1エネルギー変調部41がセットされているか否かを確認することができる。 The second energy modulation section 42 is a member that is replaced according to the depth position of the affected area K. As shown in FIG. Therefore, by reading the identification information of the second tag 57, it is possible to confirm whether or not the appropriate second energy modulator 42 is set. By this confirmation, even if the operator sets the wrong second energy modulating section 42, it is possible to inform the operator by giving a predetermined notification. By reading the identification information of the first tag 56, it is possible to confirm whether or not the appropriate first energy modulator 41 is set.

第1実施形態では、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31の内部から開口部38を介して一方向のみに出し入れされる。この第2エネルギー変調部42が出し入れされる方向を特定方向と称する。つまり、開口部38は、照射ポートカバー31の特定方向に対応する部分に開口されている。このようにすれば、照射ポートカバー31を架台33から取り外さなくても第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになり、交換作業を簡略化することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In the first embodiment, the second energy modulation section 42 is inserted and removed from the inside of the irradiation port cover 31 through the opening 38 only in one direction. A direction in which the second energy modulation section 42 is inserted and removed is called a specific direction. That is, the opening 38 is opened in a portion of the irradiation port cover 31 corresponding to the specific direction. In this way, the replacement work of the second energy modulation unit 42 can be easily performed without removing the irradiation port cover 31 from the pedestal 33, and the replacement work can be simplified, thereby improving maintainability. can be made

第1実施形態では、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸のうちの1つの軸に対応した特定方向に沿って第2エネルギー変調部42の挿入および退避を行えるようになっている。例えば、図11に示すように、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸(X方向、-X方向、Y方向、-Y方向)のうち、Y方向を照射ポートカバー31の前方とし、-Y方向を照射ポートカバー31の後方とした場合に、特定方向はX方向のみとなる。つまり、第2エネルギー変調部42は、配置部47に対して1つの特定方向に沿って挿入および退避がなされる。 In the first embodiment, the second energy modulation section 42 can be inserted and retracted along a specific direction corresponding to one of the four axes extending in the radial direction of the beam around the particle beam B. It has become. For example, as shown in FIG. 11, of the four axes (X direction, −X direction, Y direction, −Y direction) extending in four directions in the radial direction of the particle beam B, the Y direction is the irradiation port cover. 31, and the −Y direction is the rear side of the irradiation port cover 31, the specific direction is only the X direction. That is, the second energy modulating section 42 is inserted into and retracted from the arrangement section 47 along one specific direction.

このようにすれば、第2エネルギー変調部42の挿入および退避をさせるときの移動距離を短くすることができる。また、照射ポートカバー31の一方向からのみ第2エネルギー変調部42にアクセスする構成となるので、照射ポートカバー31の小型化を図ることができる。 In this way, the moving distance when inserting and retracting the second energy modulation section 42 can be shortened. In addition, since the second energy modulation section 42 is accessed only from one direction of the irradiation port cover 31, the size of the irradiation port cover 31 can be reduced.

図3に示すように、開口部38を閉塞しているときの蓋部39の外面が、照射ポートカバー31の外面と面一を成す。このようにすれば、開口部38の部分が目立たないようになるので、照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。 As shown in FIG. 3 , the outer surface of the lid portion 39 when closing the opening 38 is flush with the outer surface of the irradiation port cover 31 . By doing so, the opening 38 becomes inconspicuous, so that the appearance of the irradiation port cover 31 can be improved.

開口部38は、照射ポートカバー31の治療台13に対向する面以外の側面に設けられる。つまり、開口部38は、照射ポートカバー31の底面以外の側面に設けられる。このようにすれば、治療台13に載置された患者Pから開口部38が見えなくなるので照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。なお、照射ポートカバー31の正面または背面に開口部38を設けないようにする。 The opening 38 is provided on a side surface of the irradiation port cover 31 other than the surface facing the treatment table 13 . That is, the opening 38 is provided on the side surface of the irradiation port cover 31 other than the bottom surface. With this configuration, the opening 38 is not visible from the patient P placed on the treatment table 13, so that the appearance of the irradiation port cover 31 can be improved. The opening 38 should not be provided on the front or back of the irradiation port cover 31 .

図2および図3に示すように、回転ガントリ5の一方の端部から回転軸Jに沿う視線方向G2で見える面を照射ポートカバー31の正面としたときに、この正面以外の側面に開口部38が設けられる。このようにすれば、患者Pが治療空間12の入口側から照射ポートカバー31を見たときに、開口部38が見えなくなるので、照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。 As shown in FIGS. 2 and 3, when the surface visible from one end of the rotating gantry 5 in the line-of-sight direction G2 along the rotation axis J is the front of the irradiation port cover 31, an opening is provided on the side other than the front. 38 are provided. In this way, when the patient P looks at the irradiation port cover 31 from the entrance side of the treatment space 12, the opening 38 cannot be seen, so the appearance of the irradiation port cover 31 can be improved.

また、開口部38は、照射ポートカバー31の回転軸Jに対向する面以外の側面に設けられる。このようにすれば、治療台13に載せられて回転軸Jに居る患者Pから照射ポートカバー31を見たときの視線方向G2に対して、開口部38が見えなくなるので照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。また、開口部38のような機械を連想させる構成を患者Pから見えないようにできるので、患者Pに圧迫感を与えずに済むようになる。 Further, the opening 38 is provided on a side surface other than the surface facing the rotation axis J of the irradiation port cover 31 . With this configuration, the opening 38 is not visible in the line-of-sight direction G2 when the irradiation port cover 31 is viewed from the patient P who is placed on the treatment table 13 and is on the rotation axis J, so that the irradiation port cover 31 looks good. can be improved. In addition, since the structure reminiscent of a machine such as the opening 38 can be hidden from the patient P, the patient P does not feel oppressive.

図3および図11に示すように、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の上流側に配置される。このようにすれば、ブラッグピークの拡幅を主に設定する第1エネルギー変調部41が患者Pに近接するので、常に粒子線ビームBの径方向の拡がりを抑えることができる。 As shown in FIGS. 3 and 11 , the second energy modulating section 42 is arranged upstream of the first energy modulating section 41 in the direction in which the particle beam B travels. In this way, the first energy modulation section 41, which mainly sets the broadening of the Bragg peak, is close to the patient P, so that the radial spread of the particle beam B can be suppressed at all times.

第1および第2エネルギー変調部41,42の上流側にスキャニング電磁石11が配置されている。また、第1エネルギー変調部41の面積N1は、第2エネルギー変調部42の面積N2よりも広くなっている。なお、粒子線ビームBは、スキャニング電磁石11により横方向に揺れながら患部Kを走査するようになっている。 A scanning electromagnet 11 is arranged upstream of the first and second energy modulators 41 and 42 . Also, the area N1 of the first energy modulation section 41 is larger than the area N2 of the second energy modulation section 42 . The particle beam B scans the diseased area K while swinging laterally by the scanning electromagnet 11 .

第1実施形態では、第1エネルギー変調部41の面積N1は、第2エネルギー変調部42の面積N2よりも広くなっているので、それぞれのエネルギー変調部41,42の面積N1,N2を粒子線ビームBの走査範囲に応じたものとすることができる。 In the first embodiment, the area N1 of the first energy modulating section 41 is larger than the area N2 of the second energy modulating section 42, so the areas N1 and N2 of the energy modulating sections 41 and 42 are set to the particle beam. It can be according to the scanning range of the beam B.

次に、粒子線治療装置1のシステム構成を図20に示すブロック図を参照して説明する。 Next, the system configuration of the particle beam therapy system 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

図20に示すように、粒子線治療装置1は、照射ポート10を制御する照射制御システム50を備える。なお、照射制御システム50は、メモリまたはHDDに記憶されたプログラムがCPUによって実行されることで実現される。 As shown in FIG. 20 , the particle beam therapy system 1 includes an irradiation control system 50 that controls the irradiation port 10 . The irradiation control system 50 is realized by executing a program stored in a memory or HDD by a CPU.

照射制御システム50は、スキャニング電磁石11と、線量モニタ34と、位置モニタ35と、レンジシフタ36と、操作部40と、蓋駆動部51と、ガイド駆動部52と、ラッチ駆動部53と、位置検出センサ54と、ラッチセンサ55と、第1タグ読取部58と、第2タグ読取部59と、報知出力部60と、設定記憶部61と、配置判定部62と、タグ判定部63と、照射制御部64とを備える。 The irradiation control system 50 includes a scanning electromagnet 11, a dose monitor 34, a position monitor 35, a range shifter 36, an operation section 40, a lid drive section 51, a guide drive section 52, a latch drive section 53, and position detection. sensor 54, latch sensor 55, first tag reading unit 58, second tag reading unit 59, notification output unit 60, setting storage unit 61, placement determination unit 62, tag determination unit 63, irradiation and a control unit 64 .

報知出力部60は、第2エネルギー変調部42の交換作業するときに所定の報知を行う。この報知出力部60は、報知情報を表示するディスプレイでも良いし、報知音を出力するスピーカでも良い。なお、報知出力部60は、照射ポート10に設けられている。なお、報知出力部60は、技師が居る制御室の制御コンピュータに設けられていても良い。 The notification output unit 60 issues a predetermined notification when the second energy modulation unit 42 is replaced. The notification output unit 60 may be a display that displays notification information or a speaker that outputs notification sounds. Note that the notification output unit 60 is provided in the irradiation port 10 . Note that the notification output unit 60 may be provided in the control computer in the control room where the engineer is present.

設定記憶部61は、粒子線治療に必要な患者Pおよび患部Kに関する設定情報を記憶する。この設定情報には、患部Kの位置および範囲に関する情報、患部Kに照射する線量に関する情報、第1および第2エネルギー変調部41,42に関する情報が含まれる。なお、設定記憶部61は、制御室の制御コンピュータに設けられていている。設定記憶部61に対する設定情報の入力は、粒子線治療を開始する前、特に第2エネルギー変調部42の交換作業を行う前に予めなされる。 The setting storage unit 61 stores setting information regarding the patient P and the affected area K necessary for particle beam therapy. This setting information includes information on the position and range of the affected area K, information on the dose to be applied to the affected area K, and information on the first and second energy modulators 41 and 42 . The setting storage unit 61 is provided in the control computer in the control room. The setting information is input to the setting storage unit 61 before the particle beam therapy is started, especially before the second energy modulation unit 42 is replaced.

配置判定部62は、位置検出センサ54およびラッチセンサ55による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたか否かを判定する。この判定結果は、照射制御部64に送られる。このようにすれば、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置された否かを把握することができる。 The placement determination unit 62 determines whether or not the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47 based on detection by the position detection sensor 54 and the latch sensor 55 . This determination result is sent to the irradiation control unit 64 . By doing so, it is possible to grasp whether or not the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47 .

タグ判定部63は、タグ読取部58,59で読み取られた識別情報に基づいて、適切なタグ56,57がタグ読取部58,59で読み取られたか否かを判定する。この判定結果は、照射制御部64に送られる。なお、タグ判定部63による判定は、設定記憶部61に予め記憶された設定情報と比較することで行われる。 The tag determination section 63 determines whether or not the appropriate tags 56 and 57 have been read by the tag reading sections 58 and 59 based on the identification information read by the tag reading sections 58 and 59 . This determination result is sent to the irradiation control unit 64 . Note that the determination by the tag determination unit 63 is performed by comparing with setting information stored in the setting storage unit 61 in advance.

照射制御部64は、照射ポート10の各機器の制御を行う。この照射制御部64は、スキャニング電磁石11およびレンジシフタ36を制御する。なお、照射制御部64は、スキャニング電磁石11から粒子線ビームBの制御結果を示す情報を取得する。 The irradiation control unit 64 controls each device of the irradiation port 10 . This irradiation control unit 64 controls the scanning electromagnet 11 and the range shifter 36 . Note that the irradiation control unit 64 acquires information indicating the control result of the particle beam B from the scanning electromagnet 11 .

また、照射制御部64は、線量モニタ34および位置モニタ35から粒子線ビームBに関する情報を取得する。さらに、照射制御部64は、所定の報知を行うときに報知出力部60の制御を行う。 The irradiation control unit 64 also acquires information about the particle beam B from the dose monitor 34 and the position monitor 35 . Furthermore, the irradiation control unit 64 controls the notification output unit 60 when performing a predetermined notification.

また、照射制御部64は、設定記憶部61から設定情報を取得する。さらに、照射制御部64は、粒子線治療中または粒子線治療終了後に、治療に関する情報および各種フラグに関する情報を設定記憶部61に記憶させる。 Also, the irradiation control unit 64 acquires setting information from the setting storage unit 61 . Furthermore, the irradiation control unit 64 causes the setting storage unit 61 to store information on treatment and information on various flags during or after particle beam therapy.

操作部40は、蓋駆動部51とガイド駆動部52とラッチ駆動部53を制御する。なお、照射制御部64は、操作部40から蓋部39およびガイド部45の駆動に関する情報を取得する。また、操作部40は、粒子線治療が停止中であるか否か、つまり、蓋部39およびガイド部45の駆動を行っても安全であるか否かの情報を照射制御部64から取得する。 The operating section 40 controls the lid driving section 51 , the guide driving section 52 and the latch driving section 53 . It should be noted that the irradiation control unit 64 acquires information regarding driving of the lid unit 39 and the guide unit 45 from the operation unit 40 . Further, the operation unit 40 acquires from the irradiation control unit 64 information as to whether or not the particle beam therapy is being stopped, that is, whether or not it is safe to drive the lid portion 39 and the guide portion 45. .

なお、図示は省略するが、粒子線治療装置1は、ビーム発生器2と円形加速器3とビーム輸送ライン4を制御する加速器制御システムと、回転ガントリ5を制御するガントリ制御システムと、治療台13を制御する治療台制御システムを備える。照射制御システム50の照射制御部64は、加速器制御システム、ガントリ制御システムおよび治療台制御システムのそれぞれと双方向に制御情報のやり取りをしつつ、照射ポート10の制御を行う。 Although not shown, the particle beam therapy system 1 includes an accelerator control system that controls the beam generator 2, the circular accelerator 3, and the beam transport line 4, a gantry control system that controls the rotating gantry 5, and a treatment table 13. and a couch control system that controls the The irradiation control unit 64 of the irradiation control system 50 controls the irradiation port 10 while bidirectionally exchanging control information with each of the accelerator control system, the gantry control system, and the treatment table control system.

本実施形態のシステムは、CPU、ROM、RAM、HDDなどのハードウェア資源を有し、CPUが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の粒子線照射方法は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。 The system of this embodiment comprises a computer that has hardware resources such as a CPU, ROM, RAM, and HDD, and the CPU executes various programs to realize information processing by software using the hardware resources. be done. Furthermore, the particle beam irradiation method of this embodiment is implemented by causing a computer to execute a program.

次に、照射制御システム50が実行する第2エネルギー変調部42の交換処理について図21および図22のフローチャートを用いて説明する。なお、図20に示すブロック図を適宜参照する。 Next, replacement processing of the second energy modulator 42 executed by the irradiation control system 50 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 21 and 22. FIG. Note that the block diagram shown in FIG. 20 will be referred to as appropriate.

図21に示すように、まず、ステップS11において、照射制御部64は、粒子線治療装置1が停止中であるか否かを判定する。つまり、ビーム発生器2と円形加速器3とビーム輸送ライン4と回転ガントリ5が停止中であるか否かを判定する。ここで、粒子線治療装置1が停止中でない場合(ステップS11がNO)は、第2エネルギー変調部42の交換処理を終了する。一方、粒子線治療装置1が停止中である場合(ステップS11がYES)は、ステップS12に進む。 As shown in FIG. 21, first, in step S11, the irradiation control unit 64 determines whether or not the particle beam therapy system 1 is stopped. That is, it is determined whether the beam generator 2, the circular accelerator 3, the beam transport line 4, and the rotating gantry 5 are stopped. Here, if the particle beam therapy system 1 is not stopped (NO in step S11), the replacement process for the second energy modulation section 42 ends. On the other hand, if the particle beam therapy system 1 is stopped (YES in step S11), the process proceeds to step S12.

次のステップS12において、作業者が設定記憶部61に対して設定情報の入力を行う。ここで、交換用の第2エネルギー変調部42’に関する設定情報が入力される。なお、設定情報の入力は、上位系から所定のタイミングで自動的に行われてもよい。 In the next step S<b>12 , the operator inputs setting information to the setting storage section 61 . Here, the setting information regarding the replacement second energy modulation section 42' is input. The input of setting information may be automatically performed at a predetermined timing from a host system.

次のステップS13において、操作部40は、開口部38の開放操作があるか否かを判定する。ここで、作業者が操作部40による開放操作を行わなかった場合(ステップS13がNO)は、第2エネルギー変調部42の交換処理を終了する。一方、作業者が操作部40による開放操作を行った場合(ステップS13がYES)は、ステップS14に進む。 In the next step S<b>13 , the operation unit 40 determines whether or not there is an operation to open the opening 38 . Here, if the operator does not perform the opening operation using the operation unit 40 (NO in step S13), the replacement process for the second energy modulation unit 42 ends. On the other hand, when the operator performs the opening operation using the operation unit 40 (YES in step S13), the process proceeds to step S14.

次のステップS14において、操作部40は、蓋駆動部51により蓋部39を駆動し、開口部38を開放する。 In the next step S<b>14 , the operating section 40 drives the lid section 39 by the lid driving section 51 to open the opening section 38 .

次のステップS15において、操作部40は、ガイド駆動部52によりガイド部45を駆動し、開口部38からガイド部45を外部に突出させて、照射ポートカバー31から第2エネルギー変調部42を引き出す。なお、このときに、ガイド部45により配置部47から特定方向に沿って第2エネルギー変調部42が退避される。つまり、第2エネルギー変調部42が、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置に移動する。 In the next step S<b>15 , the operation unit 40 drives the guide unit 45 by the guide driving unit 52 to protrude the guide unit 45 from the opening 38 to pull out the second energy modulation unit 42 from the irradiation port cover 31 . . At this time, the guide portion 45 retracts the second energy modulation portion 42 from the arrangement portion 47 along the specific direction. That is, the second energy modulation section 42 moves to a position where it is retracted from the trajectory of the particle beam B. As shown in FIG.

次のステップS16において、操作部40は、ラッチ駆動部53によりラッチ部48を駆動し、第2エネルギー変調部42の拘束を解除する。 In the next step S<b>16 , the operating section 40 drives the latch section 48 with the latch driving section 53 to release the restraint of the second energy modulating section 42 .

次のステップS17において、ラッチ部48の解除が行われた状態で、作業者が第2エネルギー変調部42の交換を行う。つまり、作業者は、開口部38を介して第2エネルギー変調部42に対してアクセスすることができる。ここで、作業者が第2エネルギー変調部42の交換を終えたときに、操作部40による完了操作を行う。 In the next step S17, the operator replaces the second energy modulation section 42 with the latch section 48 released. That is, the operator can access the second energy modulation section 42 through the opening 38 . Here, when the operator finishes replacing the second energy modulation section 42 , the completion operation is performed by the operation section 40 .

次のステップS18において、操作部40は、ラッチ駆動部53によりラッチ部48を駆動し、第2エネルギー変調部42を拘束する。なお、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されると、その旨がラッチセンサ55により検出される。 In the next step S<b>18 , the operation unit 40 drives the latch unit 48 with the latch driving unit 53 to restrain the second energy modulation unit 42 . Note that when the second energy modulation section 42 is restrained by the latch section 48 , the latch sensor 55 detects this fact.

次のステップS19において、操作部40は、ガイド駆動部52によりガイド部45を駆動し、開口部38にガイド部45を挿入し、照射ポートカバー31の内部の第2エネルギー変調部42を引き込む。なお、このときに、ガイド部45により配置部47に対して特定方向に沿って第2エネルギー変調部42が挿入される。つまり、第2エネルギー変調部42が、第1エネルギー変調部41に重なる位置であり、かつ粒子線ビームBの軌道上の位置に移動する。 In the next step S<b>19 , the operation section 40 drives the guide section 45 with the guide driving section 52 to insert the guide section 45 into the opening 38 and pull the second energy modulation section 42 inside the irradiation port cover 31 . At this time, the second energy modulation section 42 is inserted into the placement section 47 along the specific direction by the guide section 45 . That is, the second energy modulation section 42 moves to a position overlapping the first energy modulation section 41 and on the trajectory of the particle beam B. FIG.

次のステップS20において、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたとき、つまり、ガイド部45が定位置まで移動されると、その旨が位置検出センサ54により検出される。なお、このときに、第2エネルギー変調部42が粒子線ビームBの軌道上に設けられる。 In the next step S<b>20 , when the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47 , that is, when the guide section 45 is moved to the fixed position, the position detection sensor 54 detects that fact. At this time, the second energy modulation section 42 is provided on the trajectory of the particle beam B. As shown in FIG.

次のステップS21において、操作部40は、蓋駆動部51により蓋部39を駆動し、開口部38を閉塞する。 In the next step S<b>21 , the operating section 40 drives the lid section 39 by the lid driving section 51 to close the opening section 38 .

図22に示すように、次のステップS22において、第1タグ読取部58は、照射ポートカバー31に配置された第1エネルギー変調部41の第1タグ56の識別情報を読み取る。 As shown in FIG. 22 , in the next step S 22 , the first tag reader 58 reads the identification information of the first tag 56 of the first energy modulator 41 arranged on the irradiation port cover 31 .

次のステップS23において、タグ判定部63は、設定記憶部61に記憶された第1エネルギー変調部41に関する設定情報と、第1タグ読取部58で読み取られた第1タグ56の識別情報とを比較し、第1エネルギー変調部41が適切なものであるか否かを判定する。ここで、第1エネルギー変調部41が適切なものでない場合(ステップS23がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第1エネルギー変調部41が適切なものである場合(ステップS23がYES)は、ステップS24に進む。 In the next step S23, the tag determination unit 63 compares the setting information about the first energy modulation unit 41 stored in the setting storage unit 61 and the identification information of the first tag 56 read by the first tag reading unit 58. By comparison, it is determined whether or not the first energy modulation section 41 is appropriate. Here, if the first energy modulation unit 41 is not suitable (NO in step S23), the process proceeds to step S31, the abnormality notification is performed by the notification output unit 60, and the process ends. On the other hand, if the first energy modulator 41 is suitable (YES in step S23), the process proceeds to step S24.

次のステップS24において、照射制御部64は、開口部38が蓋部39により閉塞されているか否かを判定する。ここで、開口部38が蓋部39により閉塞されていない場合(ステップS24がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、開口部38が蓋部39により閉塞されている場合(ステップS24がYES)は、ステップS25に進む。 In the next step S<b>24 , the irradiation control section 64 determines whether or not the opening section 38 is closed by the lid section 39 . Here, if the opening 38 is not closed by the lid 39 (NO in step S24), the process proceeds to step S31, the abnormality is notified by the notification output unit 60, and the process ends. On the other hand, if the opening 38 is closed by the lid 39 (YES in step S24), the process proceeds to step S25.

次のステップS25において、配置判定部62は、ラッチセンサ55による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されているか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されていない場合(ステップS25がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されている場合(ステップS25がYES)は、ステップS26に進む。 In the next step S<b>25 , the arrangement determination section 62 determines whether or not the second energy modulation section 42 is restrained by the latch section 48 based on detection by the latch sensor 55 . Here, if the second energy modulation section 42 is not restrained by the latch section 48 (NO in step S25), the process proceeds to step S31, the abnormality notification is performed by the notification output section 60, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulation section 42 is restrained by the latch section 48 (YES in step S25), the process proceeds to step S26.

次のステップS26において、配置判定部62は、位置検出センサ54による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されているか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていない場合(ステップS26がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されている場合(ステップS26がYES)は、ステップS27に進む。 In the next step S<b>26 , the placement determination section 62 determines whether or not the second energy modulation section 42 is placed in the placement section 47 based on detection by the position detection sensor 54 . Here, if the second energy modulation section 42 is not arranged in the arrangement section 47 (NO in step S26), the process proceeds to step S31, the abnormality notification is performed by the notification output section 60, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47 (YES in step S26), the process proceeds to step S27.

次のステップS27において、第2タグ読取部59は、配置部47に配置された第2エネルギー変調部42の第2タグ57の識別情報を読み取る。 In the next step S<b>27 , the second tag reader 59 reads the identification information of the second tag 57 of the second energy modulator 42 arranged in the arrangement section 47 .

次のステップS28において、タグ判定部63は、設定記憶部61に記憶された第2エネルギー変調部42に関する設定情報と、第2タグ読取部59で読み取られた第2タグ57の識別情報とを比較し、第2エネルギー変調部42が適切なものであるか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42が適切なものでない場合(ステップS28がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42が適切なものである場合(ステップS28がYES)は、ステップS29に進む。 In the next step S28, the tag determination unit 63 compares the setting information about the second energy modulation unit 42 stored in the setting storage unit 61 and the identification information of the second tag 57 read by the second tag reading unit 59. By comparing, it is determined whether or not the second energy modulation section 42 is appropriate. Here, if the second energy modulation unit 42 is not appropriate (NO in step S28), the process proceeds to step S31, the abnormality notification is performed by the notification output unit 60, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulator 42 is suitable (YES in step S28), the process proceeds to step S29.

次のステップS29において、照射制御部64は、報知出力部60により、正常に交換作業が完了したことを知らせる完了報知を行う。 In the next step S29, the irradiation control unit 64 uses the notification output unit 60 to perform completion notification to notify that the replacement work has been normally completed.

次のステップS30において、照射制御部64は、照射許可フラグをセットし、処理を終了する。 In the next step S30, the irradiation control section 64 sets an irradiation permission flag and ends the process.

次に、照射制御システム50が実行する粒子線治療処理について図23のフローチャートを用いて説明する。なお、図20に示すブロック図を適宜参照する。 Next, particle beam therapy processing executed by the irradiation control system 50 will be described using the flowchart of FIG. 23 . Note that the block diagram shown in FIG. 20 will be referred to as appropriate.

図23に示すように、粒子線治療を開始するときにおいて、まず、ステップS41において、照射制御部64は、照射許可フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、照射許可フラグがセットされていない場合(ステップS41がNO)は、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、照射許可フラグがセットされている場合(ステップS41がYES)は、ステップS42に進む。 As shown in FIG. 23, when starting particle beam therapy, first, in step S41, the irradiation control unit 64 determines whether or not the irradiation permission flag is set. Here, if the irradiation permission flag is not set (NO in step S41), the process proceeds to step S52, the stop notification is performed by the notification output unit 60, and the process ends. On the other hand, if the irradiation permission flag is set (YES in step S41), the process proceeds to step S42.

次のステップS42において、照射制御部64は、加速器制御システムに照射許可信号を送信し、粒子線ビームBの出力を行う。 In the next step S42, the irradiation control unit 64 transmits an irradiation permission signal to the accelerator control system, and outputs the particle beam B. FIG.

次のステップS43において、照射制御部64は、スキャニング電磁石11による粒子線ビームBの走査方向の調整を行う。 In the next step S<b>43 , the irradiation control unit 64 adjusts the scanning direction of the particle beam B by the scanning electromagnet 11 .

次のステップS44において、照射制御部64は、線量モニタ34による粒子線ビームBの線量の計測を行い粒子線ビームBの線量が正常な範囲にあるか否かを判定する。ここで、粒子線ビームBの線量に異常がある場合(ステップS44がNO)は、粒子線ビームBの出力を停止し、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、粒子線ビームBの線量が正常な範囲にある場合(ステップS44がYES)は、ステップS45に進む。 In the next step S44, the irradiation control unit 64 measures the dose of the particle beam B by the dose monitor 34 and determines whether or not the dose of the particle beam B is within a normal range. Here, if there is an abnormality in the dose of the particle beam B (NO in step S44), the output of the particle beam B is stopped, the process proceeds to step S52, the stop notification is given by the notification output unit 60, and the process ends. do. On the other hand, if the dose of the particle beam B is within the normal range (YES in step S44), the process proceeds to step S45.

次のステップS45において、照射制御部64は、位置モニタ35による粒子線ビームBの位置の計測を行い、粒子線ビームBの位置が正常な範囲にあるか否かを判定する。ここで、粒子線ビームBの位置に異常がある場合(ステップS45がNO)は、粒子線ビームBの出力を停止し、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、粒子線ビームBの位置が正常な範囲にある場合(ステップS45がYES)は、ステップS46に進む。 In the next step S45, the irradiation control unit 64 measures the position of the particle beam B by the position monitor 35, and determines whether the position of the particle beam B is within a normal range. Here, if there is an abnormality in the position of the particle beam B (NO in step S45), the output of the particle beam B is stopped, the process proceeds to step S52, the stop notification is performed by the notification output unit 60, and the process ends. do. On the other hand, if the position of the particle beam B is within the normal range (YES in step S45), the process proceeds to step S46.

次のステップS46において、照射制御部64は、レンジシフタ36による粒子線ビームBの飛翔距離の調整を行う。 In the next step S46, the irradiation control unit 64 adjusts the flight distance of the particle beam B by the range shifter 36. FIG.

次のステップS47において、粒子線ビームBは、第2エネルギー変調部42を通過する。 In the next step S47, the particle beam B passes through the second energy modulator 42. As shown in FIG.

次のステップS48において、粒子線ビームBは、第1エネルギー変調部41を通過する。 In the next step S48, the particle beam B passes through the first energy modulator 41. As shown in FIG.

次のステップS49において、粒子線ビームBが患者に向けて照射され、第1および第2エネルギー変調部41,42によりブラッグピークが拡幅された粒子線ビームBが患部Kに到達する。 In the next step S49, the particle beam B is irradiated toward the patient, and the particle beam B whose Bragg peak is widened by the first and second energy modulation units 41 and 42 reaches the affected area K.

次のステップS50において、照射制御部64は、粒子線治療が終了したか否かを判定する。ここで、粒子線治療が終了していない場合(ステップS50がNO)は、前述のステップS42に戻る。一方、粒子線治療が終了した場合(ステップS50がYES)は、ステップS51に進む。 In the next step S50, the irradiation control unit 64 determines whether or not the particle beam therapy has ended. If the particle beam therapy has not ended (NO in step S50), the process returns to step S42. On the other hand, if the particle beam therapy has ended (YES in step S50), the process proceeds to step S51.

次のステップS51において、照射制御部64は、照射許可フラグをクリアし、処理を終了する。 In the next step S51, the irradiation control unit 64 clears the irradiation permission flag and ends the process.

第1実施形態では、照射許可フラグがセットされている場合にのみ、粒子線ビームBの照射がなされる。つまり、前述のステップS25において、第2エネルギー変調部42がラッチ部により拘束されていると判定された場合に粒子線ビームBの照射が許可される。このようにすれば、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されていないときに、粒子線ビームBが照射されないので、インターロックを構成することができる。 In the first embodiment, the particle beam B is irradiated only when the irradiation permission flag is set. In other words, the irradiation of the particle beam B is permitted when it is determined that the second energy modulation section 42 is restrained by the latch section in step S25 described above. In this way, when the second energy modulation section 42 is not restrained by the latch section 48, the particle beam B is not irradiated, so an interlock can be configured.

また、前述のステップS26において、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていると判定された場合に粒子線ビームBの照射が許可される。このようにすれば、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていないときに、粒子線ビームBが照射されないので、インターロックを構成することができる。 Further, when it is determined that the second energy modulation section 42 is arranged in the arrangement section 47 in step S26 described above, the irradiation of the particle beam B is permitted. In this way, when the second energy modulation section 42 is not arranged in the arrangement section 47, the particle beam B is not irradiated, so an interlock can be configured.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態の粒子線治療装置1Aの照射ポート10Aについて図24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。
(Second embodiment)
Next, the irradiation port 10A of the particle beam therapy system 1A of the second embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図24に示すように、第2実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31Aの底部の裏面に接続部37を介して着脱自在に取り付けられる。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。なお、第2実施形態では、照射ポートカバー31Aの底部の裏面が配置部47となっている。また、照射ポートカバー31Aの接続部37が位置規定部となっている。 As shown in FIG. 24, in the second embodiment, the first energy modulator 41 is fixed to the pedestal 33 . Also, the second energy modulation section 42 is detachably attached to the rear surface of the bottom of the irradiation port cover 31A via the connection section 37 . That is, the second energy modulation section 42 is provided below the first energy modulation section 41 . In addition, in the second embodiment, the rear surface of the bottom portion of the irradiation port cover 31A serves as the placement portion 47 . Also, the connecting portion 37 of the irradiation port cover 31A serves as a position defining portion.

このように、第2実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第2実施形態では、照射ポートカバー31Aの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 Thus, the second energy modulation section 42 of the second embodiment is arranged downstream of the first energy modulation section 41 in the direction in which the particle beam B travels. In addition, in the second embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side surface of the irradiation port cover 31A.

また、第2エネルギー変調部42の面積は、第1エネルギー変調部41の面積よりも広くなっている。このようにすれば、それぞれのエネルギー変調部41,42の面積を粒子線ビームBの走査範囲に応じたものとすることができる。 Also, the area of the second energy modulation section 42 is wider than the area of the first energy modulation section 41 . By doing so, the areas of the respective energy modulation units 41 and 42 can be set according to the scanning range of the particle beam B. FIG.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Aを架台33から取り外す。そして、照射ポートカバー31Aから第2エネルギー変調部42を取り外し、交換用の第2エネルギー変調部42’を取り付けるようにする。 When performing the replacement work of the second energy modulation unit 42 , the irradiation port cover 31 A is removed from the mount 33 . Then, the second energy modulation section 42 is removed from the irradiation port cover 31A, and a replacement second energy modulation section 42' is attached.

第2実施形態では、第2エネルギー変調部42を照射ポート10Aにおいて患者Pに最も近接する部分に設けることができる。また、粒子線ビームBの進行方向の下流側から第2エネルギー変調部42にアクセスし易くなるので、第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになる。 In the second embodiment, the second energy modulation section 42 can be provided in the portion closest to the patient P in the irradiation port 10A. In addition, since it becomes easier to access the second energy modulation section 42 from the downstream side in the traveling direction of the particle beam B, the replacement work of the second energy modulation section 42 can be easily performed.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態の粒子線治療装置1Bの照射ポート10Bについて図25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。
(Third embodiment)
Next, the irradiation port 10B of the particle beam therapy system 1B of the third embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図25に示すように、第3実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、照射ポートカバー31Bの底部には、第2エネルギー変調部42が配置される開口部71が開口されている。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。 As shown in FIG. 25 , in the third embodiment, the first energy modulating section 41 is fixed to the pedestal 33 . Further, an opening 71 in which the second energy modulation section 42 is arranged is opened at the bottom of the irradiation port cover 31B. That is, the second energy modulation section 42 is provided below the first energy modulation section 41 .

また、照射ポートカバー31Bの底部の開口部71の縁辺には、第2エネルギー変調部42が着脱可能に接続される接続部37が設けられる。なお、第3実施形態では、照射ポートカバー31Bの底部の開口部71が配置部となっている。また、照射ポートカバー31Bの接続部37が位置規定部となっている。 A connection portion 37 to which the second energy modulation portion 42 is detachably connected is provided on the edge of the opening 71 at the bottom of the irradiation port cover 31B. In addition, in the third embodiment, the opening 71 at the bottom of the irradiation port cover 31B serves as the arrangement portion. Also, the connecting portion 37 of the irradiation port cover 31B serves as a position defining portion.

このように、第3実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第3実施形態では、照射ポートカバー31Bの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 Thus, the second energy modulation section 42 of the third embodiment is arranged downstream of the first energy modulation section 41 in the direction in which the particle beam B travels. Note that in the third embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side surface of the irradiation port cover 31B.

また、照射ポートカバー31Bの底部の表面には、化粧カバー72が着脱可能に取り付けられる。この化粧カバー72により第2エネルギー変調部42を隠蔽することができるので、照射ポート10Bの見栄えを向上させることができる。 A decorative cover 72 is detachably attached to the bottom surface of the irradiation port cover 31B. Since the second energy modulation section 42 can be hidden by the decorative cover 72, the appearance of the irradiation port 10B can be improved.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Bから化粧カバー72を取り外す。そして、照射ポートカバー31Bの開口部71から第2エネルギー変調部42を取り外し、交換用の第2エネルギー変調部42’を取り付けるようにする。その後、化粧カバー72を再び取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation section 42, the makeup cover 72 is removed from the irradiation port cover 31B. Then, the second energy modulation section 42 is removed from the opening 71 of the irradiation port cover 31B, and a replacement second energy modulation section 42' is attached. After that, the decorative cover 72 is attached again.

第3実施形態では、第2エネルギー変調部42が第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される場合において、照射ポートカバー31Bを取り外さずに、第2エネルギー変調部42の交換作業を行うことができる。 In the third embodiment, when the second energy modulating section 42 is arranged downstream of the first energy modulating section 41 in the traveling direction of the particle beam B, the second energy modulating section 42 is arranged without removing the irradiation port cover 31B. The replacement work of the modulation section 42 can be performed.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態の粒子線治療装置1Cの照射ポート10Cについて図26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。
(Fourth embodiment)
Next, the irradiation port 10C of the particle beam therapy system 1C of the fourth embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図26に示すように、第4実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第1エネルギー変調部41よりも下方において、第2エネルギー変調部42が架台33に固定されている。つまり、第1および第2エネルギー変調部41,42の両方が架台33に支持されている。さらに、照射ポートカバー31Cの底部には、開口部73が開口されている。なお、架台33の下端は、開口部73に対応する位置に設けられる。 As shown in FIG. 26 , in the fourth embodiment, the first energy modulating section 41 is fixed to the pedestal 33 . Also, the second energy modulation section 42 is fixed to the pedestal 33 below the first energy modulation section 41 . That is, both the first and second energy modulating sections 41 and 42 are supported by the pedestal 33 . Furthermore, an opening 73 is opened at the bottom of the irradiation port cover 31C. Note that the lower end of the mount 33 is provided at a position corresponding to the opening 73 .

架台33の下端には、第2エネルギー変調部42が着脱可能に接続される接続部37が設けられる。第4実施形態では、架台33の下端が配置部47となっている。この架台33の下端は、照射ポートカバー31Cの開口部73の位置に対応して設定される。つまり、第4実施形態では、照射ポートカバー31Cの開口部73が位置規定部となっている。 A connecting portion 37 to which the second energy modulating portion 42 is detachably connected is provided at the lower end of the mount 33 . In the fourth embodiment, the lower end of the pedestal 33 serves as the placement portion 47 . The lower end of the mount 33 is set corresponding to the position of the opening 73 of the irradiation port cover 31C. That is, in the fourth embodiment, the opening 73 of the irradiation port cover 31C serves as the position defining portion.

このように、第4実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第4実施形態では、照射ポートカバー31Cの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 Thus, the second energy modulation section 42 of the fourth embodiment is arranged downstream of the first energy modulation section 41 in the direction in which the particle beam B travels. In addition, in the fourth embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side surface of the irradiation port cover 31C.

なお、照射ポートカバー31Cは、胴カバー32を介して架台33に支持される。照射ポートカバー31Cの開口部73の縁辺と、架台33との間には隙間が形成されている。 Note that the irradiation port cover 31C is supported by the frame 33 via the trunk cover 32. As shown in FIG. A gap is formed between the edge of the opening 73 of the irradiation port cover 31</b>C and the mount 33 .

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、架台33の接続部37から第2エネルギー変調部42を取り外す。そして、交換用の第2エネルギー変調部42’を架台33の接続部37に取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulating section 42 , the second energy modulating section 42 is removed from the connection section 37 of the mount 33 . Then, the replacement second energy modulation section 42 ′ is attached to the connection section 37 of the mount 33 .

第4実施形態では、第2エネルギー変調部42が架台33に支持されるので、第2エネルギー変調部42を強固に支持することができる。また、粒子線ビームBの進行方向の下流側から第2エネルギー変調部42にアクセスし易くなるので、第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになる。さらに、第2エネルギー変調部42を取り外すと、第1エネルギー変調部41にアクセスすることができる。 In the fourth embodiment, since the second energy modulation section 42 is supported by the pedestal 33, the second energy modulation section 42 can be firmly supported. In addition, since it becomes easier to access the second energy modulation section 42 from the downstream side in the traveling direction of the particle beam B, the replacement work of the second energy modulation section 42 can be easily performed. Furthermore, when the second energy modulating section 42 is removed, the first energy modulating section 41 can be accessed.

(第5実施形態)
次に、第5実施形態の粒子線治療装置1Dの照射ポート10Dについて図27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。
(Fifth embodiment)
Next, the irradiation port 10D of the particle beam therapy system 1D of the fifth embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図27に示すように、第5実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31Dの底部の表面に接続部37を介して着脱自在に取り付けられる。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。なお、第5実施形態では、照射ポートカバー31Dの底部の表面が配置部47となっている。また、照射ポートカバー31Dの接続部37が位置規定部となっている。 As shown in FIG. 27, in the fifth embodiment, the first energy modulator 41 is fixed to the pedestal 33 . Also, the second energy modulation section 42 is detachably attached to the bottom surface of the irradiation port cover 31</b>D via the connection section 37 . That is, the second energy modulation section 42 is provided below the first energy modulation section 41 . In addition, in the fifth embodiment, the surface of the bottom portion of the irradiation port cover 31</b>D serves as the placement portion 47 . Also, the connecting portion 37 of the irradiation port cover 31D serves as a position defining portion.

このように、第5実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第5実施形態では、照射ポートカバー31Dの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 Thus, the second energy modulation section 42 of the fifth embodiment is arranged downstream of the first energy modulation section 41 in the direction in which the particle beam B travels. In addition, in the fifth embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side surface of the irradiation port cover 31D.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Dの接続部37から第2エネルギー変調部42を取り外す。そして、交換用の第2エネルギー変調部42’を照射ポートカバー31Dの接続部37に取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation section 42, the second energy modulation section 42 is removed from the connection section 37 of the irradiation port cover 31D. Then, the replacement second energy modulation section 42' is attached to the connection section 37 of the irradiation port cover 31D.

第5実施形態では、第2エネルギー変調部42が照射ポートカバー31Dの表面に設けられているので、交換作業を容易に行うことができる。 In the fifth embodiment, since the second energy modulation section 42 is provided on the surface of the irradiation port cover 31D, replacement work can be easily performed.

(第6実施形態)
次に、第6実施形態の粒子線治療装置1Eの照射ポート10Eについて図28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。
(Sixth embodiment)
Next, the irradiation port 10E of the particle beam therapy system 1E of the sixth embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図28に示すように、第6実施形態では、第1エネルギー変調部41Eは、照射ポートカバー31Eの底部の裏面に設けられている。この第1エネルギー変調部41Eは、接続部37により照射ポートカバー31Eに取り付けられる。また、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41Eの上方のガイド部45に設けられる。つまり、第1エネルギー変調部41Eが第2エネルギー変調部42よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。 As shown in FIG. 28, in the sixth embodiment, the first energy modulation section 41E is provided on the rear surface of the bottom of the irradiation port cover 31E. The first energy modulation section 41E is attached to the irradiation port cover 31E by the connecting section 37. As shown in FIG. Also, the second energy modulation section 42 is provided in the guide section 45 above the first energy modulation section 41E. That is, the first energy modulating section 41E is arranged downstream of the second energy modulating section 42 in the direction in which the particle beam B travels.

第6実施形態の第1エネルギー変調部41Eは、多孔質の材質で形成された多孔質ブロックから成る。この多孔質ブロックは、合成樹脂の内部に微細な空洞が多数形成されている。つまり、多孔質ブロックの内部は、微細な空洞とブロックを構成する物質とが斑に配置されている。多孔質ブロックには、少数の空洞を通る経路と、多数の空洞を通る経路とが形成される。なお、ここで言う経路とは、第1エネルギー変調部41Eを一方の面から他方の面に向かって上下方向に通過する直線を示す。 The first energy modulation section 41E of the sixth embodiment is composed of a porous block made of a porous material. This porous block has a large number of fine cavities formed inside a synthetic resin. In other words, inside the porous block, fine cavities and substances constituting the block are arranged in a mottled manner. The porous block is formed with passages through a small number of cavities and passages through a large number of cavities. In addition, the path|route mentioned here shows the straight line which passes through the 1st energy modulation|alteration part 41E from one surface toward the other surface in an up-down direction.

例えば、少数の空洞を通る経路を通過した粒子線ビームBは、多数の空洞を通る経路を通過した粒子線ビームBよりもエネルギーが減衰される。つまり、患者Pの体内において、患者Pの体内において、少数の空洞を通過した粒子線ビームBは、多数の空洞を通過した粒子線ビームBよりも浅い位置で停止される。このように、第1エネルギー変調部41Eが多孔質ブロックから成ることで、粒子線ビームBのエネルギーの分布を変化させることができる。これにより粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させることができる。 For example, a particle beam B that has passed through a small number of cavities has its energy attenuated more than a particle beam B that has passed through a large number of cavities. That is, in the body of the patient P, the particle beam B that has passed through a small number of cavities is stopped at a shallower position than the particle beam B that has passed through a large number of cavities. Thus, the energy distribution of the particle beam B can be changed by forming the first energy modulation section 41E from the porous block. Thereby, the Bragg peak of the particle beam B can be widened.

なお、多孔質ブロックは、通過する粒子線ビームBの線量がガウス分布を示すように設定される。また、多孔質ブロックから成る第1エネルギー変調部41Eの厚み寸法T1は、リッジフィルタから成る第2エネルギー変調部42の厚み寸法T2よりも厚くなっている。 The porous block is set so that the dose of the passing particle beam B exhibits a Gaussian distribution. Also, the thickness dimension T1 of the first energy modulation section 41E made of the porous block is thicker than the thickness dimension T2 of the second energy modulation section 42 made of the ridge filter.

第6実施形態では、第1エネルギー変調部は、多孔質の材質で形成されることで、リッジフィルタで形成するときよりも、第1エネルギー変調部41Eを容易に製造することができる。 In the sixth embodiment, the first energy modulation section 41E can be manufactured more easily than when the first energy modulation section 41E is formed from a ridge filter by forming the first energy modulation section from a porous material.

また、厚みを有する第1エネルギー変調部41Eが照射ポートカバー31Eに固定され、これよりも薄い第2エネルギー変調部42が交換作業の対象となるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In addition, since the thick first energy modulation section 41E is fixed to the irradiation port cover 31E, and the second energy modulation section 42, which is thinner than this, is subject to replacement work, maintainability can be improved.

多孔質ブロックには、粒子線ビームBを散乱させてしまうという副次的な性質があるが、第6実施形態では、第1エネルギー変調部41Eの位置が、照射ポートカバー31Eの患者Pに最も近接する部分とほぼ一致するので、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームBの径方向の拡がりを抑えることができる。 Although the porous block has a secondary property of scattering the particle beam B, in the sixth embodiment, the position of the first energy modulation unit 41E is the most to the patient P of the irradiation port cover 31E. Since it substantially coincides with the adjacent portion, it is possible to suppress the spread of the particle beam B in the radial direction while widening the Bragg peak of the particle beam B.

(第7実施形態)
次に、第7実施形態の粒子線治療装置1Fの照射ポート10Fについて図29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。
(Seventh embodiment)
Next, the irradiation port 10F of the particle beam therapy system 1F of the seventh embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図29に示すように、照射ポートカバー31Fの底部が多孔質の材質で形成され、この部分が第1エネルギー変調部41Fとなっている。この照射ポートカバー31Fの底部が位置規定部となっている。また、リッジフィルタから成る第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41Fの上方のガイド部45に設けられる。 As shown in FIG. 29, the bottom portion of the irradiation port cover 31F is made of a porous material, and this portion serves as the first energy modulation portion 41F. A bottom portion of the irradiation port cover 31F serves as a position defining portion. Also, the second energy modulation section 42 made up of a ridge filter is provided in the guide section 45 above the first energy modulation section 41F.

第7実施形態では、第1エネルギー変調部41Fが露呈されているが、照射ポートカバー31Fと第1エネルギー変調部41Fが一体化されるので、第1エネルギー変調部41Fの部分を目立ち難くすることができる。そのため、照射ポート10Fの見栄えを向上させることができる。 In the seventh embodiment, the first energy modulation section 41F is exposed, but since the irradiation port cover 31F and the first energy modulation section 41F are integrated, the portion of the first energy modulation section 41F can be made inconspicuous. can be done. Therefore, the appearance of the irradiation port 10F can be improved.

(第8実施形態)
次に、第8実施形態の粒子線治療装置1Gの照射ポート10Gについて図30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。
(Eighth embodiment)
Next, the irradiation port 10G of the particle beam therapy system 1G of the eighth embodiment will be explained using FIG. The same reference numerals are assigned to the same components as those shown in the above-described embodiment, and overlapping descriptions are omitted.

図30に示すように、第8実施形態では、照射ポートカバー31Gの内部には、3つのガイド部45が設けられている。それぞれのガイド部45には、第2エネルギー変調部42が設けられる。つまり、3つの第2エネルギー変調部42が上下方向に並んで配置される。 As shown in FIG. 30, in the eighth embodiment, three guide portions 45 are provided inside the irradiation port cover 31G. Each guide portion 45 is provided with a second energy modulation portion 42 . That is, three second energy modulation units 42 are arranged side by side in the vertical direction.

照射ポートカバー31Gの内部には、それぞれの第2エネルギー変調部42に対応して配置部47が設けられる。これらの配置部47は、第1エネルギー変調部41に重なり、かつブラッグピークの拡幅を補う位置となっている。また、照射ポートカバー31Gの内部には、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置である退避部74が設けられる。 Placement portions 47 are provided corresponding to the respective second energy modulation portions 42 inside the irradiation port cover 31G. These arrangement portions 47 overlap the first energy modulation portion 41 and are positioned to compensate for the widening of the Bragg peak. Further, inside the irradiation port cover 31G, a retraction portion 74, which is a position retracted from the trajectory of the particle beam B, is provided.

ガイド部45が駆動されることで、第2エネルギー変調部42が配置部47と退避部74との間で移動される。つまり、予め複数の第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31Gの内部に配置しておくことができ、照射対象に応じて第2エネルギー変調部42を変更することができる。 By driving the guide portion 45 , the second energy modulation portion 42 is moved between the placement portion 47 and the retraction portion 74 . That is, a plurality of second energy modulation sections 42 can be arranged in advance inside the irradiation port cover 31G, and the second energy modulation section 42 can be changed according to the irradiation target.

照射ポートカバー31Gの側面には、大型の開口部38が開口されている。この開口部38は、蓋部39により閉塞される。開口部38を開口することで、作業者がそれぞれの第2エネルギー変調部42にアクセスすることができる。 A large opening 38 is opened in the side surface of the irradiation port cover 31G. This opening 38 is closed by a lid 39 . By opening the opening 38, the operator can access each second energy modulation section 42. FIG.

また、ガイド部45を開口部38から外部に突出させて、第2エネルギー変調部42の交換作業を行うこともできる。なお、3つの第2エネルギー変調部42は、ガイド部45の駆動により同一の特定方向に沿って移動される。この特定方向に対応して開口部38が形成されている。 Alternatively, the guide portion 45 can be protruded from the opening 38 to replace the second energy modulation portion 42 . In addition, the three second energy modulation sections 42 are moved along the same specific direction by driving the guide section 45 . An opening 38 is formed corresponding to this specific direction.

また、2つ以上の第2エネルギー変調部42を配置部47に配置した状態で粒子線ビームBの照射を行っても良い。さらに、全ての第2エネルギー変調部42を退避部74に退避した状態で粒子線ビームBの照射を行っても良い。 Moreover, the particle beam B may be irradiated with two or more second energy modulation units 42 arranged in the arrangement unit 47 . Furthermore, the particle beam B may be irradiated while all the second energy modulation sections 42 are retracted to the retraction section 74 .

第8実施形態では、予め複数の第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31Gの内部に配置しておき、照射対象に応じて第2エネルギー変調部42を変更することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In the eighth embodiment, a plurality of second energy modulation sections 42 are arranged in advance inside the irradiation port cover 31G, and the second energy modulation section 42 can be changed according to the irradiation target, so maintainability is improved. can be improved.

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8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。 The particle beam therapy apparatus according to this embodiment has been described based on the first to eighth embodiments, but the configuration applied in any one embodiment may be applied to another embodiment, You may combine the structure applied in each embodiment.

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。 In addition, in the flowchart of the present embodiment, each step is exemplified in a form in which each step is executed in series. good. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.

本実施形態のシステムは、専用のチップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)などの記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。 The system of this embodiment includes a dedicated chip, an FPGA (Field Programmable Gate Array), a GPU (Graphics Processing Unit), or a CPU (Central Processing Unit) processor such as a control device highly integrated, ROM (Read Only Memory) or RAM (Random Access Memory), external storage devices such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), display devices such as displays, and input devices such as mice or keyboards , and a communication interface. This system can be realized with a hardware configuration using a normal computer.

なお、本実施形態のシステムで実行されるプログラムは、ROMなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、CD-R、メモリカード、DVD、フレキシブルディスク(FD)などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。 It should be noted that the program executed by the system of the present embodiment is pre-installed in a ROM or the like and provided. Alternatively, this program can be stored as an installable or executable file on a non-transitory computer-readable storage medium such as CD-ROM, CD-R, memory card, DVD, flexible disk (FD), etc. may be stored and provided.

また、このシステムで実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、このシステムは、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。 Also, the program executed by this system may be stored on a computer connected to a network such as the Internet, downloaded via the network, and provided. In addition, this system can also be configured by combining separate modules that independently perform each function of the constituent elements and are interconnected by a network or a dedicated line.

なお、本実施形態では、重粒子線がん治療を行う施設を例示しているが、その他の施設にも本実施形態を適用できる。例えば、陽子線がん治療を行う施設に本実施形態を適用しても良い。 In this embodiment, a facility for heavy ion radiotherapy is exemplified, but this embodiment can also be applied to other facilities. For example, the present embodiment may be applied to facilities that perform proton beam cancer therapy.

なお、本実施形態の位置規定部は、エネルギー変調部41,42との接続部37でも良いし、エネルギー変調部41,42が配置される開口部71,73でも良いし、エネルギー変調部41,42が取付治具を介して間接的に照射ポートカバー31に接続される部分でも良い。 The position defining portion of the present embodiment may be the connection portion 37 connecting the energy modulation portions 41 and 42, the opening portions 71 and 73 in which the energy modulation portions 41 and 42 are arranged, or the energy modulation portions 41 and 42. 42 may be indirectly connected to the irradiation port cover 31 via a mounting jig.

なお、複数の第1エネルギー変調部41を重ねて使用し、粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。また、複数の第2エネルギー変調部42を重ねて使用し、粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。 Note that the Bragg peak of the particle beam B may be widened by using a plurality of first energy modulation units 41 stacked. Moreover, the Bragg peak of the particle beam B may be widened by using a plurality of second energy modulation units 42 stacked.

なお、第2エネルギー変調部42を用いずに、第1エネルギー変調部41のみを用いて粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。 Note that the broadening of the Bragg peak of the particle beam B may be performed using only the first energy modulation section 41 without using the second energy modulation section 42 .

なお、本実施形態のアクセスの用語は、作業者がエネルギー変調部42に触れることができる態様を含む。例えば、エネルギー変調部42を照射ポートカバー31の外部に移動させずに、作業者がエネルギー変調部42に触れることができることもアクセスに含まれる。また、アクセスの用語には、作業者がエネルギー変調部42に近接して、見ることができる態様を含む。 The term "access" in this embodiment includes a mode in which the operator can touch the energy modulation section 42 . For example, access includes allowing the operator to touch the energy modulation section 42 without moving the energy modulation section 42 out of the irradiation port cover 31 . The term access also includes aspects that the operator can see in close proximity to the energy modulator 42 .

なお、本実施形態の粒子線治療装置1は、回転ガントリ5を備えているが、回転ガントリ5が設けられておらず、照射ポート10が固定的に配置される固定照射室を備えた粒子線治療装置であっても良い。 Although the particle beam therapy system 1 of this embodiment includes the rotating gantry 5, the rotating gantry 5 is not provided, and the particle beam therapy apparatus 1 includes a fixed irradiation chamber in which the irradiation port 10 is fixedly arranged. It may be a therapeutic device.

なお、エネルギー変調部42を保持する枠部を設け、エネルギー変調部42と枠部とで開口部38に対して着脱可能なカートリッジ式の交換器具を構成しても良い。そして、枠部に開口部38を閉塞する蓋部39を一体的に設けるようにし、蓋部39を枠部とともに開口部38に対して着脱可能にしても良い。 A frame portion for holding the energy modulating portion 42 may be provided, and the energy modulating portion 42 and the frame portion may constitute a cartridge-type replacement device that can be attached to and detached from the opening 38 . A lid portion 39 that closes the opening portion 38 may be provided integrally with the frame portion, and the lid portion 39 may be detachable from the opening portion 38 together with the frame portion.

なお、本実施形態では、タグ56,57に記憶された識別情報に基づいて、適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しているが、タグ56,57以外の構成で適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しても良い。例えば、エネルギー変調部41,42の縁辺に、エネルギー変調部41,42毎に異なる形状の凹凸を設けるようにし、凹凸の形状を読み取ることで、適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しても良い。 In this embodiment, it is determined whether or not the appropriate energy modulators 41 and 42 are arranged based on the identification information stored in the tags 56 and 57. It may be determined whether or not appropriate energy modulation units 41 and 42 are arranged. For example, unevenness having a different shape is provided for each of the energy modulation sections 41 and 42 on the edges of the energy modulation sections 41 and 42, and by reading the shape of the unevenness, it is possible to determine whether the appropriate energy modulation sections 41 and 42 are arranged. You can judge no.

なお、本実施形態では、空気が無い真空ダクトDの内部を粒子線ビームBが進行することで、粒子線ビームBが空気で散乱されないようになっているが、この真空ダクトDの内部は必ずしも真空にしなくても良い。例えば、真空ダクトDの内部に粒子線ビームBの散乱が比較的少ないヘリウムガスがあっても良い。 In this embodiment, the particle beam B travels through the vacuum duct D, which has no air, so that the particle beam B is not scattered by the air. A vacuum is not required. For example, inside the vacuum duct D, there may be helium gas that scatters the particle beam B relatively little.

なお、本実施形態では、蓋部39を開閉させる蓋駆動部51が設けられているが、蓋部39をフラップ式とし、ガイド部45の移動に応じて開閉されるものとしても良い。また、蓋部39を作業者が手で押すことでバネにより開放されるプッシュ式としても良い。 In this embodiment, the lid driving portion 51 for opening and closing the lid portion 39 is provided. Moreover, it is good also as a push type opened by a spring when an operator pushes the cover part 39 by hand.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、照射ポートカバーの患者に最も近接する部分に対応して設けられ、通過する粒子線ビームのブラッグピークを拡幅するエネルギー変調部を備えることにより、粒子線ビームのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームの径方向の拡がりを抑えることができる。 According to at least one embodiment described above, the energy modulation section is provided corresponding to the portion of the irradiation port cover closest to the patient and widens the Bragg peak of the passing particle beam beam. It is possible to suppress the radial spread of the particle beam while widening the Bragg peak of the beam.

また、少なくとも1つの実施形態によれば、軌道上から退避される位置と第1エネルギー変調部に重なりブラッグピークの拡幅を補う軌道上の位置との間で移動可能な第2エネルギー変調部を備えることにより、エネルギー変調部の変更作業を簡略化することができる。 Further, according to at least one embodiment, the second energy modulating portion is movable between a position retracted from the orbit and a position on the orbit overlapping the first energy modulating portion to compensate for broadening of the Bragg peak. Thereby, the work of changing the energy modulation section can be simplified.

また、少なくとも1つの実施形態によれば、照射ポートカバーの特定方向に対応する部分に開口され、エネルギー変調部に対してアクセスを可能にする開口部を備えることにより、メンテナンス性を向上させることができる。 Further, according to at least one embodiment, maintenance is improved by providing an opening that is opened in a portion corresponding to a specific direction of the irradiation port cover and that allows access to the energy modulation unit. can.

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。 While several embodiments of the invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and spirit of the invention, as well as the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.

1(1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G)…粒子線治療装置、2…ビーム発生器、3…円形加速器、4…ビーム輸送ライン、5…回転ガントリ、6…偏向電磁石、7…支持ローラ、8…駆動モータ、9…エンドリング、10(10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G)…照射ポート、11…スキャニング電磁石、12…治療空間、13…治療台、14…建屋、15…治療室、16…内壁部、17…サポート部、18…逆回転同期モータ、19…化粧壁、20a,20b…軌道レール、21…移動床、22…高周波加速空洞、23,24…偏向電磁石、25…四極電磁石、30…ビーム出射部、31(31A,31B,31C,31D,31E,31F,31G)…照射ポートカバー、32…胴カバー、33…架台、34…線量モニタ、35…位置モニタ、36…レンジシフタ、37…接続部、38…開口部、39…蓋部、40…操作部、41(41E,41F)…第1エネルギー変調部、42…第2エネルギー変調部、43…リッジバー、44(44a,44b)…段部、45…ガイド部、46…移動保持部、47…配置部、48…ラッチ部、50…照射制御システム、51…蓋駆動部、52…ガイド駆動部、53…ラッチ駆動部、54…位置検出センサ、55…ラッチセンサ、56…第1タグ、57…第2タグ、58…第1タグ読取部、59…第2タグ読取部、60…報知出力部、61…設定記憶部、62…配置判定部、63…タグ判定部、64…照射制御部、71…開口部、72…化粧カバー、73…開口部、74…退避部、80…スライス面、81…照射スポット、82,83,84…ブラッグピーク、90,91,92…ガウス分布、93,94a,94b…ブラッグピーク、95,96a,96b…エネルギー分布、B(B1,B2)…粒子線ビーム、D…真空ダクト、F…走査範囲、G1,G2…視線方向、J…回転軸、K…患部、M1…開口部の縦寸法、M2…開口部の横寸法、N1…第1エネルギー変調部の面積、N2…第2エネルギー変調部の面積、P…患者、Q1…患者の体内の患部がある範囲、Q2…ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲、R1…リッジバーの幅寸法、R2…段部の高さ寸法、R3…段部の幅寸法、R4…第1エネルギー変調部のリッジバーの高さ寸法、R5…第2エネルギー変調部のリッジバーの高さ寸法、R6,R7…段部の高さ寸法、R8,R9…段部の幅寸法、T1…第1エネルギー変調部の厚み寸法、T2…第1エネルギー変調部の厚み寸法。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G)... Particle beam therapy apparatus, 2... Beam generator, 3... Circular accelerator, 4... Beam transport line, 5... Rotating gantry, 6... Bending electromagnet, 7 Support roller 8 Drive motor 9 End ring 10 (10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G) Irradiation port 11 Scanning electromagnet 12 Treatment space 13 Treatment table 14 Building 15 Treatment room 16 Inner wall 17 Support 18 Reverse-rotating synchronous motor 19 Decorative wall 20a, 20b Track rail 21 Moving floor 22 High-frequency acceleration cavity 23, 24... Bending electromagnet, 25... Quadrupole electromagnet, 30... Beam emitting part, 31 (31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F, 31G)... Irradiation port cover, 32... Body cover, 33... Base, 34... Dose monitor , 35... Position monitor 36... Range shifter 37... Connection part 38... Opening part 39... Lid part 40... Operation part 41 (41E, 41F)... First energy modulation part 42... Second energy modulation part , 43... Ridge bar, 44 (44a, 44b)... Step portion, 45... Guide part, 46... Movement holding part, 47... Placement part, 48... Latch part, 50... Irradiation control system, 51... Lid driving part, 52... Guide driving unit 53 Latch driving unit 54 Position detection sensor 55 Latch sensor 56 First tag 57 Second tag 58 First tag reading unit 59 Second tag reading unit 60 Notification output unit 61 Setting storage unit 62 Placement determination unit 63 Tag determination unit 64 Irradiation control unit 71 Opening 72 Decorative cover 73 Opening 74 Withdrawal unit 80 Slice surface 81 Irradiation spot 82, 83, 84 Bragg peak 90, 91, 92 Gaussian distribution 93, 94a, 94b Bragg peak 95, 96a, 96b Energy distribution B (B1, B2 ) ... particle beam, D ... vacuum duct, F ... scanning range, G1, G2 ... line of sight direction, J ... rotation axis, K ... affected part, M1 ... vertical dimension of opening, M2 ... horizontal dimension of opening, N1 ... Area of the first energy modulation part, N2... Area of the second energy modulation part, P... Patient, Q1... Range of diseased part in patient's body, Q2... Range in depth direction where Bragg peak occurs, R1... Width of ridge bar Dimensions, R2... height dimension of the step portion, R3... width dimension of the step portion, R4... height dimension of the ridge bar of the first energy modulation portion, R5... height dimension of the ridge bar of the second energy modulation portion, R6, R7 Height dimension of the step portion, R8, R9 Width dimension of the step portion, T1 Thickness dimension of the first energy modulation portion, T2 Thickness dimension of the first energy modulation portion.

Claims (11)

粒子線ビームの照射時に前記粒子線ビームの軌道上に配置され、通過する前記粒子線ビームのブラッグピークを拡幅する第1エネルギー変調部と、
前記軌道上から退避される位置と前記第1エネルギー変調部に重なり前記ブラッグピークを拡幅する前記軌道上の位置との間で移動可能な第2エネルギー変調部と、
を備え、
前記第2エネルギー変調部は、単体で用いた場合に生じさせるエネルギー分布がガウス分布に近似せず、前記軌道上の位置で前記第1エネルギー変調部と重なることで生じさせる前記エネルギー分布が前記ガウス分布に近似する性質を有する、
粒子線治療装置。
a first energy modulation unit arranged on the trajectory of the particle beam at the time of irradiation with the particle beam and widening a Bragg peak of the passing particle beam;
a second energy modulation section movable between a position retracted from the orbit and a position on the orbit overlapping the first energy modulation section and widening the Bragg peak;
with
The energy distribution generated when the second energy modulation section is used alone does not approximate a Gaussian distribution , and the energy distribution generated by overlapping with the first energy modulation section at the position on the orbit is the above has properties similar to Gaussian distribution ,
Particle therapy equipment.
前記第1エネルギー変調部は、単体で前記ブラッグピークの拡幅が可能な性質を有する請求項1に記載の粒子線治療装置。 2. The particle beam therapy system according to claim 1, wherein the first energy modulation section has a property capable of widening the Bragg peak by itself. 前記第2エネルギー変調部は、前記第1エネルギー変調部よりも前記粒子線ビームの進行方向の上流側に配置される請求項1または請求項2に記載の粒子線治療装置。 3. The particle beam therapy system according to claim 1, wherein the second energy modulation section is arranged upstream of the first energy modulation section in the traveling direction of the particle beam. 前記第1エネルギー変調部および前記第2エネルギー変調部の上流側に設けられ、前記粒子線ビームの走査方向を制御するスキャニング電磁石を備え、
前記第1エネルギー変調部の面積は、前記第2エネルギー変調部の面積よりも広い請求項3に記載の粒子線治療装置。
A scanning electromagnet provided upstream of the first energy modulation unit and the second energy modulation unit and controlling a scanning direction of the particle beam,
The particle beam therapy system according to claim 3, wherein the area of said first energy modulation section is larger than the area of said second energy modulation section.
前記第2エネルギー変調部は、前記第1エネルギー変調部よりも前記粒子線ビームの進行方向の下流側に配置される請求項1または請求項2に記載の粒子線治療装置。 3. The particle beam therapy system according to claim 1, wherein the second energy modulation section is arranged downstream of the first energy modulation section in the traveling direction of the particle beam. 前記第1エネルギー変調部および前記第2エネルギー変調部の上流側に設けられ、前記粒子線ビームの走査方向を制御するスキャニング電磁石を備え、
前記第2エネルギー変調部の面積は、前記第1エネルギー変調部の面積よりも広い請求項5に記載の粒子線治療装置。
A scanning electromagnet provided upstream of the first energy modulation unit and the second energy modulation unit and controlling a scanning direction of the particle beam,
The particle beam therapy system according to claim 5, wherein the area of said second energy modulation section is larger than the area of said first energy modulation section.
前記第1エネルギー変調部および前記第2エネルギー変調部は、リッジバーが形成されたリッジフィルタから成り、
前記第1エネルギー変調部の前記リッジバーの高さは、前記第2エネルギー変調部の前記リッジバーの高さよりも低い請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
The first energy modulation section and the second energy modulation section are composed of ridge filters formed with ridge bars,
The particle beam therapy system according to any one of claims 1 to 6, wherein the height of the ridge bar of the first energy modulation section is lower than the height of the ridge bar of the second energy modulation section.
前記粒子線ビームを患者に向けて出射するビーム出射部と、
前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーと、
前記第1エネルギー変調部を前記照射ポートカバーに着脱可能に接続する接続部と、
を備える請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
a beam emission unit that emits the particle beam toward a patient;
an irradiation port cover that covers the beam emitting part;
a connection section that detachably connects the first energy modulation section to the irradiation port cover;
The particle beam therapy system according to any one of claims 1 to 7, comprising:
前記粒子線ビームを患者に向けて出射するビーム出射部と、
前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーと、
前記第2エネルギー変調部を前記照射ポートカバーに着脱可能に接続する接続部と、
を備える請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
a beam emission unit that emits the particle beam toward a patient;
an irradiation port cover that covers the beam emitting part;
a connection section that detachably connects the second energy modulation section to the irradiation port cover;
The particle beam therapy system according to any one of claims 1 to 8, comprising:
前記粒子線ビームを患者に向けて出射するビーム出射部と、
前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーと、
前記照射ポートカバーに開口され、前記第2エネルギー変調部に対してアクセスを可能にする開口部と、
を備える請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
a beam emission unit that emits the particle beam toward a patient;
an irradiation port cover that covers the beam emitting part;
an opening in the illumination port cover to allow access to the second energy modulator;
The particle beam therapy system according to any one of claims 1 to 9, comprising:
前記軌道上に設けられ、前記第2エネルギー変調部を配置する配置部と、
前記配置部に対して前記第2エネルギー変調部の挿入および退避を案内するガイド部と、
を備える請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
an arrangement unit provided on the orbit for arranging the second energy modulation unit;
a guide portion that guides insertion and withdrawal of the second energy modulation portion with respect to the placement portion;
The particle beam therapy system according to any one of claims 1 to 10, comprising:
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