KR102354234B1 - 환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템 - Google Patents

환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템 Download PDF

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KR102354234B1
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요우스케 하라
유카 마츠자키
타이시 마스다
다쿠지 후루카와
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비 닷 메디컬 아이엔씨.
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Abstract

본 발명은 환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템을 제공한다. 본 발명의 일 실시형태의 환자 반송 대차는 환자를 태우는 천판(110)과, 천판을 이동 및/또는 회전시키는 천판 구동부(120)와, 천판 구동부를 재치하는 베이스(131)를 포함하는 반송부(130)를 구비하고, 환자 반송 대차(100)의 홈 포지션 상태에서, 천판 및 천판 구동부의 제1 및 제2 암이 높이 방향(Z축)으로 절첩한 상태가 되도록 구성되며, 제2 암에 접속된 지지부가, 평면도로 보았을 때 베이스의 중심으로부터 벗어난 위치에 고정되고, 이로써 상기 베이스에는 개호자가 탈 수 있는 개호자 스페이스(135)가 확보되고, 지지부는 베이스에 마련된 오목부(138)에 고정되어 있다.

Description

환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템{PATIENT SHUTTLE SYSTEM AND IRRADIATION SYSTEM FOR PARTICLE THERAPY}
본 발명은 환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템에 관한 것이다.
입자선 치료에서 가속기로부터 취출된 양성자, 중입자선 또는 중성자선 등의 입자선을 병소나 암 등의 종양 부분 등(표적)에 조사하는 치료법이 행하여지고 있다. 표적에 대한 입자선의 선량의 집중성을 높이면서 정상 조직에 대한 영향을 억제하기 위하여 입자선은 표적에 고정밀도로 조사된다.
종래에는 입자선을 환자에게 조사하기 전에, 입자선의 조사 노즐이 설치된, 입자선 치료를 행하는 방(이하 '입자선 치료실'이라고 함)에 놓인 치료대에 환자를 태우고, 조사 노즐로부터 조사되는 입자선의 위치와 입자선을 조사해야 할 부위와의 위치 맞춤(환자 위치 설정이나 위치 결정 처리라고 함)이 행하여진다. 즉, 조사 노즐로부터 조사되는 입자선이 환자 내의 표적에 높은 정밀도로 맞도록, 입자선 조사 위치와 환자 위치가 조정된다.
환자 위치 설정에서는, 먼저 환자와 치료대와의 사이의 어긋남을 억제하기 위하여, 고정구를 이용하여 환자를 치료대의 천판(天板)에 고정한다. 이어서, 입자선 치료실 내에 설치된 레이저 포인터 등을 이용하여, 환자의 피부 위로부터, 입자선이 조사되는 위치와 입자선을 조사해야 할 부위와의 사이의 대략의 위치 결정을 행한다. 이후 환자의 X선 화상, CT 화상 또는 MRI 화상을 촬상하고, 그것을 보면서 환자가 탄 천판의 위치나 경사 등을 조정하여, 입자선을 조사하는 위치를 고정밀도로(예컨대 mm 단위) 결정한다. 그리고 환자 위치 설정 후에 입자선의 치료가 개시된다.
일반적으로, 환자 위치 설정에는 수 분~수십 분의 시간을 요하고, 입자선 치료의 치료 시간의 대부분을 차지한다. 입자선 치료실 내에서의 장시간의 환자 위치 설정은 환자 1인당의 입자선 치료실의 점유 시간도 증가시킨다. 그 결과, 단위 시간당 치료 인수(人數)를 늘릴 수 없는 것이나, 안전한 치료 조사를 담보하기 위한 입자선의 Quality Assurance(QA) 측정을 행하는 시간을 압박하고, 의사나 간호사, 방사선 기사 등의 의료 종사자에 대한 부담을 크게 한다.
일본특허공보 제6596679호는 입자선 치료실에 설치된 치료대에 환자가 탄 천판을 옮겨 바꿈으로써 생기는 위치 어긋남이나, 입자선 치료실 내에 상설한 고정의 치료대가 입자선 치료실을 크게 하여, QA 측정용 기기의 설치가 저해되는 등의 문제에 대처하는 발명을 개시한다. 일본특허공보 제6596679호는 환자를 태우는 천판과, 상기 천판을 평행 이동 및/또는 회전시키는 구동부와 입자선 치료실에 마련된 환자 위치 설정 장치로부터 수신한, 상기 천판의 평행 이동량 및/또는 회전량에 따라, 상기 구동부에 의한 상기 천판의 평행 이동 및/또는 회전을 제어하는 구동 제어부와, 상기 입자선 치료실에 마련된 잠금 리시빙부와 계합하여 환자 반송 대차를 상기 입자선 치료실에 고정하는 베이스 잠금 기구를 구비하는 환자 반송 대차를 개시한다.
미국특허공보 제9554953호는 운동면 위에서 임의의 방향으로 의료 기기를 움직일 수 있는 전(全) 방향성 섀시를 개시한다. 미국특허공보 제9554953호의 섀시는 의료 기기의 움직임의 방향을 바꾸기 위하여 해당 의료 기기를 회전하지 않고, 임의의 소정의 방향으로 방향을 바꾸는 구성을 구비한다. 일본 특허공개공보 제2018-122013호는 종래의 환자 위치 설정을 위한 치료실에 고정된 로봇 암을 갖는 치료대에 대하여, 환자가 타고 내리기 쉬운 천판 위치의 가동 범위를 실현하는 발명을 개시한다.
일본특허공보 제6596679호에 기재된 기술에서는, 입자선 치료실의 점유 시간이 단축되어 치료 효율의 개선이 이루어진다. 한편, 환자는 환자 반송 대차의 천판에 고정된 채로 입자선 치료실로 이송되기 때문에, 안전을 위하여 간호사 등의 개호자가 환자 반송 대차와 함께 이동하는 경우가 있다. 병원 내에서는 다양한 장애물, 다른 환자 등에 대한 배려 및 슬로프 등이 있는 상황 하에서 환자 반송 대차는 안정적으로 주행할 것이 요구된다. 또한, 일본 특허공개공보 제2018-122013호에 기재된 기술은, 치료실의 바닥 아래에 내장하는 고정형의 치료대이며, 대형인 장치가 필요해진다.
이와 같은 사정을 감안하여, 본 발명은 환자 반송 대차 및 입자선 조사 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에는 이하의 태양이 포함된다.
〔1〕
환자를 태우는 천판(110)과,
상기 천판을 이동 및/또는 회전시키는 천판 구동부(120)와,
상기 천판 구동부를 재치(載置)하는 베이스(131)를 갖는 반송부(130)
를 구비한 환자 반송 대차(100)로서,
상기 천판 구동부는,
상기 천판에 접속되고, 상기 천판을 회전하도록 구성된 제1 회전 기구(121),
상기 제1 회전 기구에 접속된 제1 암(124),
상기 제1 암에 접속되고, 상기 제1 암을 회전하도록 구성된 제2 회전 기구(122),
상기 제2 회전 기구에 접속된 제2 암(125),
상기 제2 암에 접속되고, 상기 제2 암을 회전하도록 구성된 제3 회전 기구(123), 및
상기 제3 회전 기구에 접속된 지지부(126)
를 구비하며,
상기 환자 반송 대차의 홈 포지션 상태에서, 상기 천판, 상기 제1 암 및 상기 제2 암이 높이 방향(Z축)으로 절첩한 상태가 되도록, 상기 제1 회전 기구, 상기 제1 암, 상기 제2 회전 기구, 상기 제2 암, 상기 제3 회전 기구 및 상기 지지부는 높이 방향(Z축)에서 상기 천판과 중첩하도록 구성되고,
상기 지지부는, 평면도로 보았을 때 상기 베이스의 중심으로부터 벗어난 위치에 고정되고, 이로써 상기 베이스에는 개호자가 탈 수 있는 개호자 스페이스(135)가 확보되어 있으며,
상기 지지부는, 상기 베이스에 마련된 오목부(138)에 고정되어 있는, 상기 환자 반송 대차.
〔2〕
상기 Z축의 주위의 회전을 요 회전으로 하고, 상기 Z축에 수직인 평면에서 서로 직교하는 X축 및 Y축을 취하면, 상기 X축의 주위의 회전을 롤 회전으로 하며, 상기 Y축의 주위의 회전을 피치 회전으로 하면,
상기 제1 회전 기구는, 상기 천판을 롤 회전, 피치 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있고,
상기 제2 회전 기구는, 상기 제1 암을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있으며,
상기 제3 회전 기구는, 상기 제2 암을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있는, 〔1〕에 기재된 환자 반송 대차.
〔3〕
상기 베이스에 3개 이상의 차륜(132)이 장착되어 있으며, 상기 차륜은 전(全) 방향 구동 차륜인, 〔1〕 또는 〔2〕에 기재된 환자 반송 대차.
〔4〕
〔1〕~〔3〕 중 어느 한 항에 기재된 환자 반송 대차와,
환자에 입자선을 조사하는 입자선 조사 장치(210)와,
상기 환자 반송 대차의 주행을 제어하는 통괄 제어 장치(260)
를 포함하는 입자선 조사 시스템(200)으로서,
상기 통괄 제어 장치는,
상기 입자선 조사 시스템이 마련된 시설 내의 기점으로부터 종점을 연결하는 복수의 경로를 생성하는 경로 생성부(261)와,
상기 경로 생성부에 의해 생성된 복수의 경로 중에서 선택한 경로를 통과하도록 상기 환자 반송 대차에 지시하는 교통 관제부(262)
를 포함하는, 상기 입자선 조사 시스템.
〔5〕
상기 반송부는 센서(136)를 더 갖고,
상기 환자 반송 대차는, 상기 통괄 제어 장치에 의해 지시된 경로를 이동 중에 상기 센서에 의해 상기 경로를 포함하는 공간의 정보를 취득하며, 상기 공간의 정보를 기지(旣知)의 지도 정보와 조합(照合)하는 것에 의해 산출한 상기 환자 반송 대차의 위치 정보를 상기 통괄 제어 장치에 송신하고,
상기 환자 반송 대차는, 상기 경로를 이동 중에 상기 센서에 의해 장애물을 검지하면, 검지 신호를 상기 통괄 제어 장치에 송신하며,
상기 통괄 제어 장치의 상기 교통 관제부는, 상기 경로 생성부에 의해 생성된 복수의 경로 중으로부터 다른 경로를 통과하도록 상기 환자 반송 대차에 지시하는, 〔4〕에 기재된 입자선 조사 시스템.
〔6〕
상기 기점이 상기 시설 내의 위치 결정실이고, 상기 종점이 상기 시설 내의 입자선 치료실이며,
상기 환자 반송 대차는, 상기 홈 포지션 상태인 채로 상기 위치 결정실로부터 상기 입자선 치료실로 이동하는, 〔4〕또는 〔5〕에 기재된 입자선 조사 시스템.
〔7〕
상기 입자선 조사 시스템은,
상기 입자선의 아이소센터에 대한 환자의 환부의 위치 결정을 위하여 상기 시설의 위치 결정실 및 입자선 치료실에 각각 마련된 환자 위치 설정 장치(220, 230)와,
상기 위치 결정실의 상기 환자 위치 설정 장치(220) 및 상기 위치 결정실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 위치 결정실 관리 장치(240)와,
상기 입자선 치료실의 상기 환자 위치 설정 장치(230) 및 상기 입자선 치료실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 치료실 관리 장치(250)
를 더 포함하고,
상기 위치 결정실 관리 장치와 상기 치료실 관리 장치는, 네트워크(270)를 통하여, 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각의 상기 환자 위치 설정 장치를 이용하여 생성한 위치 결정 데이터를 공유하며,
상기 환자 반송 대차는, 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각에 마련된 잠금 리시빙부(225, 235)와 계합하여, 상기 환자 반송 대차를 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실에 대하여 고정하는 베이스 잠금 기구(137)를 더 구비하고,
상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와 계합하면, 상기 반송부는 대기 상태가 되고, 상기 천판 구동부는 대기 상태로부터 회복하며,
상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와의 계합을 해제하면, 상기 반송부는 대기 상태로부터 회복하고, 상기 천판 구동부는 대기 상태가 되는, 〔4〕~ 〔6〕 중 어느 한 항에 기재된 입자선 조사 시스템.
〔8〕
입자선 조사 중에, 상기 치료실 관리 장치는, 상기 천판 구동부 및/또는 상기 반송부로부터 에러 신호를 수신하면, 상기 입자선 조사 장치에 신호를 보내고, 상기 입자선 조사 장치의 입자선의 조사를 정지시키는, 〔7〕에 기재된 입자선 조사 시스템.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 환자 반송 대차의 개략 구성도이다.
도 2는 환자 반송 대차의 천판의 이동 및 회전을 설명하는 도이다.
도 3은 환자 반송 대차의 구동 제어부의 블록도이다.
도 4는 환자 반송 대차의 반송 제어부의 블록도이다.
도 5는 시설 내의 입자선 조사 시스템의 개략도이다.
도 6은 입자선 조사 시스템의 위치 결정실의 개략도이다.
도 7은 입자선 조사 시스템의 입자선 치료실의 개략도이다.
도 8은 입자선 조사 시스템의 제어 블록도이다.
도 9는 환자 반송 대차의 경로를 설명하는 도이다.
도 10은 입자선 조사 시스템을 이용한 입자선 치료의 일련의 흐름을 나타내는 플로우차트이다.
〔환자 반송 대차〕
본 발명의 일 실시형태에 따른 환자 반송 대차(100)에 대하여 설명한다. 도 1(a)는 환자 반송 대차(100)의 개략 구성도이며, (b)는 그 평면도이다.
본 발명에서 환자 반송 대차(100)의 높이 방향을 Z축으로 하고, Z축에 수직인 평면에서 서로 직교하는 축을 X축 및 Y축으로 한다. X축의 주위의 회전을 롤 회전으로 하고, Y축의 주위의 회전을 피치 회전으로 하며, Z축의 주위의 회전을 요 회전으로 한다. 도 1의 예에서는 평면도로 보았을 때 장방형 형상인 천판(110)의 단변 방향을 X축으로 하고, 천판(110)의 장변 방향을 Y축으로 하며, 환자 반송 대차(100)의 높이 방향을 Z축으로 하고 있다. 또한, 천판(110)이 타원 형상인 경우는, 단축을 X축, 장축을 Y축 및 양축에 수직인 축을 Z축으로 하여도 된다.
환자 반송 대차(100)는 환자를 태우는 천판(110)과, 천판(110)을 이동 및 회전시키는 천판 구동부(120)와, 천판(110) 및 천판 구동부(120)를 싣고 이동하는 반송부(130)를 구비한다.
천판(110)은 평면도로 보았을 때 직사각형상(장방형 또는 정방형)인 것에 한정하지 않고, 타원 형상(원을 포함함)인 것이어도 된다. 천판(110)은 환자가 타도 안정적이며(휘지 않음), 환자가 움직이지 않도록 고정할 수 있는 형상 및 사이즈를 갖는다.
천판(110)은 환자의 신체를 고정하기 위한 고정구(도시하지 않음)를 구비한다. 고정구는 환자의 두부를 고정하는 기구, 환자의 수족을 고정하는 기구, 환자의 동체를 고정하는 기구 및/또는 환자의 신체의 형상을 따라 형성된 쿠션재 등이다. 또한 천판(110)은 환자의 머리 부분, 다리 부분 및/또는 동체에 해당하는 부분 등 천판(110)의 일부가 경사지도록 구성되어 있어도 된다. 또한 환자가 천판(110) 위에서 엎드린 상태에서도 고정할 수 있도록 천판(110)에 호흡 구멍 등이 마련되어 있어도 된다.
천판 구동부(120)는 천판(110)에 접속되고 또한 천판(110)을 회전하도록 구성된 제1 회전 기구(121)와, 제1 회전 기구(121)에 접속된 제1 암(124)과, 제1 암(124)에 접속되고 또한 제1 암(124)을 회전하도록 구성된 제2 회전 기구(122)와, 제2 회전 기구(122)에 접속된 제2 암(125)과, 제2 암(125)에 접속되고 또한 제2 암(125)을 회전시키는 제3 회전 기구(123)를 구비한다.
제1~제3 회전 기구(121~123)는 환자 반송차(100)에 적재된 배터리(도시하지 않음)로부터의 전력을 받아 천판(110), 제1 암(124) 및 제2 암(125)을 이동 및 회전시키는 구동 모터(도 3의 부호 121a~123a)와, 이동량 및 회전량(회전 방향)을 산출하고 구동 제어부(133)에 출력하는 인코더(도 3의 부호 121b~123b) 등을 구비한다.
제1 암(124)은 제1 및 제2 회전 기구(121, 122)에 접속되고, 제2 암(125)은 제2 및 제3 회전 기구(122, 123)에 접속되어 있다. 제1 및 제2 암(124, 125)은 신축하도록 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 제1 및 제2 암(124, 125)은 환자 반송차(100)에 적재된 배터리(도시하지 않음)로부터의 전력을 받아, 제1 및 제2 암(124, 125)을 신축시키는 구동 모터(도 3의 부호 124a, 125a)와, 신축량을 산출하고 구동 제어부(133)에 출력하는 인코더(도 3의 부호 124b, 125b) 등을 구비한다. 제1 및 제2 암(124, 125)은, 신축하지 않는 구성의 경우, 이들 구동 모터 및 인코더를 구비하지 않는다.
일 실시예에서는, 제1 회전 기구(121)는 천판(110)을 롤 회전, 피치 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있다. 제2 회전 기구(122)는 제1 암(124)을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있다. 제3 회전 기구(123)는 제2 암(125)을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있다. 또한, 제1 및 제2 암(124, 125)은 신축하지 않는다.
제3 회전 기구(123)는 지지부(126)에 의해 지지되고, 지지부(126)는 반송부(130)의 베이스(131)에 마련된 오목부(138)에 고정된다. 오목부(138)는 베이스(131)의 표면으로부터 내려간 부분이고, 바람직하게는 지지부(126) 전체를 베이스(131) 내에 내장시키는 바와 같은 사이즈로 형성되어 있다. 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 지지부(126)는 평면도로 보았을 때 베이스(131)의 중심으로부터 벗어난 위치에 배치된다. 이로써 높이 방향(Z축)으로 서로 중첩하는 천판(110), 제1~제3 회전 기구(121~123), 제1 및 제2 암(124, 125), 및 지지부(126)는 평면도로 보았을 때 중심으로부터 벗어난 위치에 배치되게 되고, 베이스(131)에 개호자가 탈 수 있는 개호자 스페이스(135)가 확보된다. 베이스(131)의 중심은 베이스(131)가 평면도로 보았을 때 직사각형인 경우는 대각선의 교점이며, 베이스(131)가 평면도로 보았을 때 원(또는 타원)인 경우는 원 중심(또는 단축과 장축의 교점)이다. 개호자 스페이스(135)는 적어도 1명의 개호자가 설 수 있는(또는 앉을 수 있는) 정도의 면적이면 되고, 예컨대 0.1m2 이상, 0.3m2 이상, 0.5m2 이상, 0.7m2 이상, 1m2 이상, 1.2m2 이상, 1.5m2 이상 또는 2m2 이상이면 된다.
도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 천판(110), 제1~제3 회전 기구(121~123), 및 제1 및 제2 암(124, 125)은 높이 방향(Z축)에서 중첩되도록 절첩한 상태에서 수용할 수 있도록 구성되어 있다. 이 상태를 환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에 있다고 칭한다. 즉, 환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에서 천판(110), 제1 암(124) 및 제2 암(125)이 높이 방향(Z축)으로 절첩한 상태가 된다.
더 설명하면, 환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에서 천판(110)의 일단에 접속된 제1 회전 기구(121), 천판(110)의 타단 아래에 배치된 제2 회전 기구(122), 및 제1 및 제2 회전 기구(121, 122)에 접속된 제1 암(124)은 높이 방향(Z축)에서 천판(110)과 중첩하도록 구성되어 있다. 또한 환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에서 제2 암(125) 및 제3 회전 기구(123)는 높이 방향(Z축)에서 제2 회전 기구(122) 및 제1 암(124)(및 제1 회전 기구(121))과 중첩하도록 구성되어 있다.
이와 같이 환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에 있으면, 천판(110) 및 천판 구동부(120)의 평면 방향(XY 평면)의 확장을 억제할 수 있다. 환자 반송차(100)는 이 홈 포지션 상태인 채로, 천판(110)에 환자를 태우고 병원 등의 시설 내를 이동한다.
천판 구동부(120)는 제1~제3 회전 기구(121~123)에 의해 천판(110)과 제1 및 제2 암(124, 125)을 이동 및 회전(제1 및 제2 암(124, 125)이 신축하는 경우는 그 들의 신축도)시켜 천판(110)을 임의의 위치로 움직인다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 지지부(126)는 베이스(131)의 오목부(138)에 내장되도록 설치되어, 홈 포지션 시의 천판의 높이를 가능한 한 낮게 하고, 또한 제3 회전 기구(123)가 바닥면과 높이 방향으로 스페이스를 유지하고 있기 때문에, 제2 암(125)은 높이 방향에서 천판을 낮출 수 있다. 예컨대, 도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 천판 구동부(120)는 천판(110)을 바닥면 가까이까지 내릴 수 있고, 이로써 환자는 천판(110)에 타고 내리기 쉬워진다. 또한, 도 2(b)~(d)에 나타내는 바와 같이, 천판 구동부(120)는 입자선 치료 시에 천판(110)을 이동 및 회전시켜 환자를 임의의 자세가 되도록 움직일 수 있다.
제1~제3 회전 기구(121~123)에 의한 천판(110), 제1 암(124) 및 제2 암(125)의 회전 방향(롤 회전, 피치 회전 및/또는 요 회전) 및 회전량은 구체화할 시에 적절히 조정된다. 제1 및 제2 암(124, 125)이 신축하는 구성의 경우, 제1 및 제2 암(124, 125)의 신축량도 구체화할 시에 적절히 조정된다.
반송부(130)는 베이스(131)와, 베이스(131)에 장착된 복수(3개 이상)의 차륜(132)과, 베이스(131)에 재치된 구동 제어부(133) 및 반송 제어부(134)와, 베이스(131)에 마련된 하나 또는 복수의 센서(136)와, 베이스(131)에 마련된 베이스 잠금 기구(137)를 구비한다. 센서(136)는 공간 인식 센서와 장애물 센서를 구비한다. 공간 인식 센서는, 예컨대 2D, 3D 레이저 거리계(3D 측역 센서(LiDAR)) 등이며, 환자 반송 대차(100)의 위치를 추정하기 위하여 주위의 환경을 인식하고, 예컨대 3차원 점군(點群) 데이터(공간 정보)를 생성한다. 공간 인식 센서로부터의 공간 정보는 기지의 지도 정보와 조합됨으로써, 환자 반송 대차(100)의 위치가 추정되며, 위치 정보가 생성된다. 센서(136)는 환자 반송 대차(100)의 이동 시에, 공간 인식을 할 수 있고, 장애물을 검지할 수 있는 위치(전후, 네 모퉁이 등)에 마련되며, 베이스 잠금 기구(137)는 베이스(131)의 바닥면 측, 또는 전후 좌우 중 어느 하나 이상의 측면에 마련된다. 환자 반송 대차(100)는 후술하는 통괄 제어 장치(260)에 의해 지시된 경로를 이동 중에, 센서(136)에 의해 해당 경로를 포함하는 공간의 정보를 취득하고, 해당 공간의 정보를 환자 반송 대차(100)에 미리 기억된 기지의 지도 정보와 조합하는 것에 의해, 자기(환자 반송 대차(100))의 위치 정보를 산출하고, 해당 산출한 위치 정보를 상기 통괄 제어 장치로 송신한다. 이로써 통괄 제어 장치(260)는 환자 반송 대차(100)의 위치를 파악할 수 있다.
환자 반송 대차(100)는 공지의 기술을 이용하여 시설 내를 스스로 주행한다. 바람직하게는 자기 위치 추정 기능과 주행 제어 기능을 가진 자율 이동식이지만, 자기(磁氣) 유도식, 전자(電磁) 유도식, 또는 이차원 코드 등의 화상 인식 방식, 또는 레이저 유도식이어도 된다. 또한 개호자 등에 추종, 또는 협조하여 이동하는 추종식이어도 되고, 상황에 따라 주행 모드를 절환할 수 있는 조합이어도 된다.
차륜(132)은 전(全) 방향으로 이동 가능한 구동 차륜(전 방향 구동 차륜)이며, 바람직하게는 메카넘 휠 또는 옴니 휠이다. 차륜(132)은 반송 제어부(134)의 제어에 의해 차륜용의 구동 모터(도시하지 않음)의 힘을 받아 회전하고, 환자 반송 대차(100)를 주행시킨다. 환자 반송 대차(100)는 스스로 주행하는 것이지만, 개호자 등이 수동으로 움직일 수도 있다.
환자 반송 대차(100)는 주행할 때, 개호자 스페이스(135)에 탄 개호자에 의해 수동 주행할 수 있도록 조작 패널(도시하지 않음)이나 안전 기능으로서 비상 정지 버튼(도시하지 않음)을 구비하여 긴급 시에 환자 반송 대차(100)를 긴급 정지시키도록 하여도 된다. 환자 반송 대차(100)에 구동 제어부(133)와 유선 또는 무선으로 통신하는 펜던트(리모컨)를 마련하고, 개호자 등이 해당 펜던트로부터 천판 구동부(120)의 이동을 지시할 수 있도록 하여도 된다. 예컨대, 환자 용태 급변 시 등에 시설 내의 어디에서도 환자를 천판(110)으로부터 타고 내리도록 하여도 되고, 개호자 스페이스(135)로부터 타고 내리도록 하여도 된다. 또한, 환자 반송 대차(100)가 이동 중에, 예컨대 바닥에 있는 작은 장애물이 차륜(132)에 말려 들지 않도록, 작은 장애물을 물리치는 배장기(排障器)(도시하지 않음)를 베이스(131)에 마련하도록 하여도 된다. 또한 환자 반송 대차(100)는 주행 시, 안전 기능으로서 발광 유닛이나 음성 유닛(어느 것도 도시하지 않음)을 구비하여도 된다. 발광 유닛은 LED 라이트 등으로 구성되고, 환자 반송 대차(100)의 현재 상태(주행 중/대기 중/감속 정지 중/이상 상태 등)를 용이하게 확인할 수 있도록, 광의 색이나 점멸의 방법으로 표시한다. 또한, 윙커 기능이어도 된다. 음성 유닛은 진행 방향이나 방향 지시를 멜로디나 음성으로 주위에 알린다.
구동 제어부(133)는 후술하는 입자선 조사 시스템(200)의 관리 장치(후술하는 위치 결정실 관리 장치(240) 및 치료실 관리 장치(250))와 무선 통신하는 안테나 등의 인터페이스와, 상기 관리 장치로부터의 지시(제어 신호)에 기초하여 천판 구동부(120)를 제어하기 위한 프로그램 및 프로세서(또는 ASIC 등)와, 프로그램이나 각종 정보를 기억하는 메모리 등을 구비한 컴퓨터이다. 구동 제어부(133)는 상기 관리 장치로부터 무선 통신을 통하여 수신한 지시에 따라, 제1~제3 회전 기구(121~123) 및 제1 및 제2 암(124, 125)의 구동을 제어하여, 천판(110)의 이동, 회전 및 경사를 제어한다.
도 3은 구동 제어부(133)의 기능 블록도이다. 구동 제어부(133)는 메모리에 기억된 프로그램 및 프로세서가 협동하는 등 하여 실현되는 기능부로서, 상기 관리 장치와 정보를 송수신하는 송수신부(133a), 및 제1~제3 회전 기구(121~123)를 각각 제어하는 제1 회전 기구 제어부(133b), 제2 회전 기구 제어부(133c) 및 제3 회전 기구 제어부(133d)를 구비한다.
제1 회전 기구 제어부(133b)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여 제1 회전 기구(121)의 구동 모터(121a)를 제어하여 천판(110)의 회전(롤 회전, 피치 회전 및/또는 요 회전)을 제어한다. 회전량(롤 회전의 회전량, 피치 회전의 회전량, 및/또는 요 회전의 회전량)은 인코더(121b)에 의해 산출되고, 제1 회전 기구 제어부(133b)에 출력된다. 제1 회전 기구 제어부(133b)는 송수신부(133a)를 통하여 회전량의 정보를 상기 관리 장치로 송신한다. 상기 관리 장치는 당해 정보에 기초하여 제1 회전 기구(121)의 회전량을 파악한다.
제2 회전 기구 제어부(133c)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여 제2 회전 기구(122)의 구동 모터(122a)를 제어하여, 제1 암(124)의 회전(롤 회전, 피치 회전 및/또는 요 회전)을 제어한다. 회전량(롤 회전의 회전량, 피치 회전의 회전량 및/또는 요 회전의 회전량)은 인코더(122b)에 의해 산출되고, 제2 회전 기구 제어부(133c)에 출력된다. 제2 회전 기구 제어부(133c)는 송수신부(133a)를 통하여 회전량의 정보를 상기 관리 장치로 송신한다. 상기 관리 장치는 당해 정보에 기초하여 제2 회전 기구(122)의 회전량을 파악한다.
마찬가지로, 제3 회전 기구 제어부(133d)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여 제3 회전 기구(123)의 구동 모터(123a)를 제어하여, 제2 암(125)의 회전(롤 회전, 피치 회전 및/또는 요 회전)을 제어한다. 회전량(롤 회전의 회전량, 피치 회전의 회전량 및/또는 요 회전의 회전량)은 인코더(123b)에 의해 산출되고, 제3 회전 기구 제어부(133d)에 출력된다. 제3 회전 기구 제어부(133d)는 송수신부(133a)를 통하여 회전량의 정보를 상기 관리 장치로 송신한다. 상기 관리 장치는 당해 정보에 기초하여 제3 회전 기구(123)의 회전량을 파악한다.
제1 및 제2 암(124, 125)이 신축할 수 있는 구성의 경우, 구동 제어부(133)는 제1 암 제어부(133e) 및 제2 암의 제어부(133f)를 더 구비한다. 제1 암 제어부(133e)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여, 제1 암(124)의 구동 모터(124a)를 제어하여 제1 암(124)의 신축을 제어한다. 신축량은 인코더(124b)에 의해 산출되고, 제1 암 제어부(133e)에 출력된다. 제1 암 제어부(133e)는 송수신부(133a)를 통하여 신축량의 정보를 상기 관리 장치로 송신한다. 상기 관리 장치는 당해 정보에 기초하여 제1 암(124)의 신축량을 파악한다. 제2 암 제어부(133f)에 대해서도 마찬가지이며 설명은 생략한다.
반송 제어부(134)는 후술하는 입자선 조사 시스템(200)의 관리 장치(후술하는 위치 결정실 관리 장치(240), 치료실 관리 장치(250) 및 통괄 제어 장치(260))와 무선 통신하는 안테나 등의 인터페이스와, 상기 관리 장치로부터의 지시에 기초하여 반송부(130)를 제어하기 위한 프로그램 및 프로세서(또는 ASIC 등)와, 프로그램이나 각종 정보를 기억하는 메모리 등을 구비한 컴퓨터이다.
도 4는 반송 제어부(134)의 기능 블록도이다. 반송 제어부(134)는 메모리에 기억된 프로그램 및 프로세서가 협동하는 등 하여 실현되는 기능부로서, 상기 관리 장치와 신호를 송수신하는 송수신부(134a), 차륜(132)을 제어하는 차륜 제어부(134b), 및 베이스 잠금 기구(137)를 제어하는 베이스 잠금 기구 제어부(134c)를 구비한다.
차륜 제어부(134b)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여 구동 모터(132a)를 제어하여 차륜(132)의 회전 및 방향을 제어한다. 상기 관리 장치로부터의 지시에 따라, 반송 제어부(134)는 차륜(132)을 제어하고, 환자 반송 대차(100)는 시설 내를 스스로 주행한다. 차륜(132)의 회전량(속도 및 이동 거리 등)은 인코더(132b)에 의해 산출되고, 차륜 제어부(134b)에 출력된다. 차륜 제어부(134b)는 송수신부(134a)를 통하여 회전량의 정보를 상기 관리 장치로 송신한다.
베이스 잠금 기구 제어부(134c)는 상기 관리 장치로부터 수신한 지시에 기초하여, 구동 모터(137a)를 제어하고 베이스 잠금 기구(137)의 잠금 상태(베이스(131)로부터 돌출하여 잠금 리시빙부와 계합하는 것) 또는 잠금 해제 상태(잠금 리시빙부와의 계합을 풀고, 베이스(131)에 격납하는 것)를 제어한다.
센서(136)에 포함되는 장애물 센서는 비접촉식으로, 환자 반송 대차(100)로부터 소정의 범위(예컨대 수 cm~수 m)에 있는 주위의 장애물을 검지하는 것이며, 예컨대 2차원 또는 3차원 광학 센서, 레이저 측정 센서, 음향 센서, 자장 센서, 전계 센서, 유도 센서, 전파 센서, 또는 이들의 조합이다. 센서(136)가 장애물을 검지하면, 반송 제어부(134) 및 후술하는 통괄 제어 장치에 검지 신호를 송신하고, 이를 받아 반송 제어부(134) 및 통괄 제어 장치(260)는 환자 반송 대차(100)를 정지시키거나, 장애물을 회피시키도록 제어한다. 또한 장애물을 검출하는 센서로서, 접촉식 센서를 구비하여도 된다. 베이스(131)나 천판(110) 등의 평면 방향(XY 평면)으로 확장이 최대가 될 가능성이 있는 부분의 주위에 구비되고, 장애물에 접촉하면, 반송 제어부는 환자 반송 대차(100)를 감속 정지시킨다.
베이스 잠금 기구(137)는 입자선 치료실 및 위치 결정실 바닥이나 벽 등에 마련된 잠금 리시빙부(도 6의 225, 도 7의 235)와 기계적으로 계합하여(잠금 상태), 환자 반송 대차(100)가 바닥에 대하여 움직이지 않도록 고정하기 위한 기구이다. 베이스 잠금 기구(137)와 잠금 리시빙부는 기계적으로 계합하는 기구를 대신하여 또는 추가하여, 공압을 이용하는 에어 클램프나 자력(磁力)을 이용하여 고정하는 것이어도 된다. 베이스 잠금 기구(137), 입자선 치료실 및 위치 결정실의 바닥이나 벽 등에 마련된 잠금 리시빙부에 의해, 환자 반송 대차(100)를 방에 고정하고, 베이스(131)에 대하여 비대칭인 위치에 천판 구동부를 이동시킨 경우에도, 소망하는 환자의 자세를 유지하고 정지시킬 수 있다. 또한 베이스 잠금 기구(137)와 잠금 리시빙부를 계합하는 기구는, 베이스 잠금 기구(137) 측이 아니라 잠금 리시빙부 측에 마련하도록 하여도 된다.
베이스 잠금 기구(137)는, 잠금 리시빙부와 계합하고 있지 않은 상태(잠금 해제 상태)에서, 환자 반송 대차(100)의 이동 시에 방해가 되지 않도록 베이스(131) 내에 격납되고, 입자선 치료실 등에 마련된 잠금 리시빙부와 계합할 때에 베이스(131)로부터 돌출하여 잠금 리시빙부와 계합하도록 구성되어 있어도 된다. 또한 잠금 리시빙부가 입자선 치료실 등의 벽면 등에 마련되는 경우에는 그에 맞추어 베이스 잠금 기구(137)도 베이스(131)의 측방 등에 마련된다.
또한 베이스 잠금 기구(137)의 변형예로서, 베이스 잠금 기구는 환자 반송 대차(100)에 비치된 것이 아니라, 입자선 치료실 등의 벽이나 바닥에 격납되어 있어도 된다. 이 경우 베이스 잠금 기구는 베이스(131)에 구비된 잠금 리시빙부와 계합하고 있지 않은 상태(잠금 해제 상태)에서 환자 반송 대차(100)의 이동 시에 방해가 되지 않도록 입자선 치료실 등의 벽이나 바닥에 격납되고, 잠금 리시빙부와 계합할 때, 베이스 잠금 기구가 벽이나 바닥으로부터 돌출하여 잠금 리시빙부와 계합하도록 구성되어 있어도 된다. 또한 베이스 잠금 기구에 XYZ 스테이지를 구비하고, 고정하는 위치를 선택할 수 있도록 하여도 된다. 이로써 환자 반송 대차(100)와 베이스 잠금 기구의 계합 위치를 고정하지 않고, 소망하는 위치로 할 수 있다. 또한 베이스 잠금 기구에 비치된 변위 센서(도시하지 않음)에 의해, 환자 반송 대차(100)와 베이스 잠금 기구와의 사이의 거리를 측정하고, 그 근접량에 따라 반송 제어부(134)가, 잠금 리시빙부와의 고정 위치로 유도하도록 반송부(130)의 차륜(132)을 동작시키도록 하여도 된다. 해당 변위 센서는 환자 반송 대차(100)가 정위치에 설치된 베이스 잠금 기구에 접촉하였을 때에 받는 힘 또는 근접한 것에 의한 장(場)의 변화 등을 검지하는 센서이며, 예컨대, 접촉식 센서, 광학식 센서, 와전류식 센서, 또는 이들의 조합이다.
환자 반송차(100)에 적재된 배터리는 베이스 잠금 기구(137) 등에 구비된 오토 커넥터(도시하지 않음)를 통하여 충전되도록 하여도 된다.
이상과 같이 본 실시형태에 따른 환자 반송 대차(100)는 주로 이하의 구성을 구비하는 것을 특징으로 한다. 환자 반송 대차(100)는 환자를 태우는 천판(110)과, 천판(110)을 임의의 위치로 이동 및 회전시키는 천판 구동부(120)와, 환자 반송 대차(100)를 이동시키는 반송부(130)를 구비한다.
천판 구동부(120)는 제1~제3 회전 기구(121~123)에 의해 제1 및 제2 암(124, 125)을 이동 및 회전(제1 및 제2 암(124, 125)이 신축하는 경우는 그들의 신축도)시켜 천판(110)을 임의의 위치로 움직인다. 이로써 예컨대, 천판 구동부(120)는 천판(110)을 바닥면 부근에 이동시킬 수 있으며, 환자는 천판(110)으로의 타고 내리기가 용이해진다.
환자 반송 대차(100)가 홈 포지션 상태에서 천판(110), 제1 암(124) 및 제2 암(125)이 높이 방향(Z축)으로 절첩한 상태가 되도록, 제1~제3 회전 기구(121~123), 및 제1 및 제2 암(124, 125)은 높이 방향(Z축)에서 천판(110)과 중첩하도록 구성되어 있다. 이로써 천판(110) 및 천판 구동부(120)의 평면 방향(XY 평면)의 확장을 억제할 수 있으며, 환자 반송 대차(100)의 이동 시의 방해가 되기 어려워진다. 또한 지지부(126)는, 베이스(131)의 오목부(138)에 내장되도록 설치되어 있기 때문에, 홈 포지션 시의 천판의 높이를 가능한 한 낮게 할 수 있어, 환자의 승강 시에 천판(110)을 가능한 한 바닥면 부근까지 내릴 수 있어 환자의 승강이 용이해진다.
또한, 제3 회전 기구(123)를 지지하는 지지부(126)는 평면도로 보았을 때 베이스(131)의 중심으로부터 벗어난 위치에 고정되고, 이로써 베이스(131)에는 개호자가 탈 수 있는 개호자 스페이스(135)가 확보된다.
〔입자선 조사 시스템〕
본 실시형태에 따른 환자 반송 대차(100)를 이용하는 입자선 조사 시스템(200)에 대하여 설명한다. 입자선 조사 시스템(200)은 하나 또는 복수의 환자 반송 대차(100), 및 입자선 조사 장치(210), 환자 위치 설정 장치(220, 230), 위치 결정실 관리 장치(240), 치료실 관리 장치(250) 및 통괄 제어 장치(260)를 포함한다.
도 5는 입자선 치료를 행하는 시설(예를 들어 병원)에 마련된 입자선 조사 시스템(200)의 예이다. 입자선 치료를 행하는 시설에는 환자에게 입자선을 조사하는 입자선 조사 장치(210)가 배치된 하나 또는 복수의 입자선 치료실과, 입자선 조사 장치(210)의 조사 위치(아이소센터(IC))에 대하여 환자의 환부의 위치를 일치시키는 위치 결정 처리가 행하여지는 하나 또는 복수의 위치 결정실이 적어도 포함된다.
입자선 조사 장치(210)는 입자선을 생성하는 가속기(211), 내부를 입자선이 통과하는 진공 덕트나 입자선의 방향, 강도 및 사이즈 등을 조정하는 각종 전자석 장치를 포함하는 입자선 가이드(212), 입자선을 환자의 조사해야 할 부위를 향하여 출사하는 조사 노즐(213), 및 입자선 조사 장치(210) 전체를 제어하는 조사 제어부(214)를 포함한다.
가속기(211)는 양자선, 중성자선 또는 중입자선인 입자선을 생성하는 장치이며, 예컨대 싱크로트론, 사이클로트론, 싱크로사이클로트론 또는 선형 가속기이다. 가속기(211)에서 생성된 입자선은 입자선 가이드(212)에 의해 조사 노즐(213)에 유도된다. 입자선 가이드(212)의 각종 전자석 장치에는 일본특허공보 제6364141호, 일본특허공보 제6387476호, 및 일본특허공보 제6734610호에 기재된 4극 전자석 장치, 스티어링 전자석 장치, 편향(bending) 전자석 장치, 집속 전자석 장치 및/또는 초전도 전자석 장치 등이 포함된다. 또한 입자선 가이드(212)의 각종 전자석 장치에는 입자선의 형상 및/또는 선량을 조정하는 빔 슬릿 장치나, 입자선의 빔 위치를 미세 조정하기 위한 스티어링 전자석 장치를 더 포함하는 것이어도 된다. 이들 일본특허공보 제6364141호, 일본특허공보 제6387476호 및 일본특허공보 제6734610호에 기재된 내용은 참조에 의해 본 발명에 포함된다.
조사 노즐(213)은 입자선 치료실 내에 마련되고, 입자선 가이드(212)로부터의 입자선을 환부를 향하여 출사한다. 조사 노즐(213)은 주사 전자석(213a), 빔 모니터(213b) 및 에너지 변조 수단(213c)을 구비한다(도 7). 조사 노즐(213)은, 예컨대 일본특허공보 제6387476호에 기재된 조사 노즐이다.
주사 전자석(213a)은 흐르는 전류량이나 전류의 방향을 조정함으로써, 조사 노즐(213)로부터 출사하는 입자선의 진행 방향을 미세 조정하고, 소정의 범위 내에서 스캔(주사) 가능하게 하기 위한 전자석이다. 빔 모니터(213b)는 입자선을 감시하고, 선량이나 빔의 위치 및 평탄도를 계측하는 모니터이다. 계측한 정보는 빔 모니터(213b)로부터 입자선 조사 장치(210)의 조사 제어부(214)에 피드백되어, 주사 전자석(213a)의 제어나 입자선의 고정밀도의 조사에 이용된다. 에너지 변조 수단(213c)은 입자선의 에너지를 조정하여 입자선의 환자 내의 도달하는 깊이를 조정하는 것이며, 예컨대, 레인지 모듈레이터, 산란체, 리지 필터, 환자 콜리메이터, 환자 볼러스 또는 애플리케이터 등이다.
조사 제어부(214)는 입자선 치료실의 치료실 관리 장치(250)와 통신하고, 치료실 관리 장치(250)로부터 입자선 조사 장치(210)의 지시를 수취하고, 해당 지시에 기초하여 입자선 조사 장치(210)의 가속기(211), 입자선 가이드(212) 및 조사 노즐(213)을 제어하는 컴퓨터이다.
위치 결정실에는 환자 위치 설정 장치(220)와, 환자 반송 대차(100)의 베이스 잠금 기구(137)와 계합하는 잠금 리시빙부(225)가 비치된다(도 6). 환자를 태운 환자 반송 대차(100)는 시설 내를 통과하여 위치 결정실 내로 반송되고, 위치 결정실에 마련한 잠금 리시빙부(225)에 베이스 잠금 기구(137)를 계합시켜 고정한 후, 위치 결정용의 측정대로서 그대로 이용된다. 환자를 반송하는 대차로부터 위치 결정용의 측정대로 옮길 필요가 없어, 환자의 부담은 경감된다. 또한 위치 결정실 내에 고정의 측정대를 비치하여 둘 필요가 없어, 위치 결정실의 스페이스의 저감에 이바지한다.
도 6의 구성에서는, 잠금 리시빙부(225)는 바닥면에 형성되어 있지만, 베이스 잠금 기구(137)가 베이스(131)의 측면(또는 그 외의 부위) 등의 다른 부분에 마련되는 경우는, 그에 대응하는 위치에 설치된다. 또한 환자 반송 대차(100)에 복수의 베이스 잠금 기구(137)가 마련되어 있는 경우는, 그 수에 대응하는 수의 잠금 리시빙부(225)가 위치 결정실 내에 비치된다.
환자 위치 설정 장치(220)는 복수의 X선관(221)(도 중 221a, 221b)과, CCD 에어리어 이미지 센서, CMOS 에어리어 이미지 센서 또는 플랫 패널 디텍터 등의 X선을 검출하는 복수의 검출기(222)(도 중 222a, 222b)를 구비한다. 환자 위치 설정 장치(220)는 예컨대 X선 촬상 장치 또는 X선 CT 장치이다. 환자 위치 설정 장치(220)로서 MRI 장치를 이용하여도 되고, 이 경우 X선관(221) 대신에 자장 발생 장치(전자석 등)를 이용하고, 검출기(222)로서 자장 검출 장치(RF 수신 코일 등)를 이용하게 된다.
도 6에는 X선관(221a, 221b)과 대응하는 검출기(222a, 222b)가 2세트 그려져 있지만, 이들은 1세트이어도 되고, 3세트 이상이어도 된다. 수가 많을수록 정밀도는 향상되지만 처리가 번잡해지기 때문에, 2~4세트가 바람직하다.
위치 결정실에서는 환자 위치 설정 장치(220)를 이용하여 입자선의 조사 위치 (아이소센터(IC))의 위치에 대한 환부의 위치 결정이 행하여진다(도 6(a)). 아이소센터 좌표 데이터(XYZ 좌표) 및 X선 화상 데이터와, 천판 구동부(120)의 제1~제3 회전 기구(121~123) 및 제1 및 제2 암(124, 125)의 위치 결정 데이터(즉, 위치 결정 시에 취해둔 천판(110) 및 천판 구동부(120)의 자세를 입자선 치료실에서 재현하기 위한 각종 데이터)는 위치 결정실 관리 장치(240)로 보내지고, 위치 결정실 관리 장치(240)로부터 네트워크(270)를 통하여 치료실 관리 장치(250)에 보내진다. 위치 결정실에서 입자선 조사 위치의 위치 결정이 완료한 후, 환자 반송 대차(100)는 환자를 천판(110)에 태운 채 홈 포지션에 있는 상태로 돌아가(도 6(b)), 그대로 입자선 치료실로 이동한다.
입자선 치료실은 외부로의 불필요한 방사선의 누설을 방지하기 위하여 주위를 두꺼운 콘크리트 등의 차폐체에 의해 둘러싸여 있다(도 5). 입자선 치료실의 입구는 모퉁이를 포함하는 미로 구조로 되어 있으며, 입자선의 누설 방지책이 실시되어 있다.
입자선 치료실에는 입자선 조사 장치(210)(특히 조사 노즐(213))와, 입자선 조사 위치의 위치 결정을 행하는 환자 위치 설정 장치(230)와, 환자 반송 대차(100)의 베이스 잠금 기구(137)와 계합하는 잠금 리시빙부(235)가 비치되어 있다(도 7). 환자를 태운 환자 반송 대차(100)는, 시설 내를 통과하여 입자선 치료실 내로 반송되고, 입자선 치료실에 마련한 잠금 리시빙부(235)에 베이스 잠금 기구(137)를 계합시켜 고정시킨 후, 입자선 치료용의 대(台)로서 그대로 이용된다. 환자를 반송하는 대차로부터 환자 치료용의 대로 옮길 필요가 없어, 환자에 대한 부담은 경감된다. 또한 입자선 치료실 내에 고정의 치료대를 비치해 둘 필요가 없어, 입자선 치료실의 스페이스를 저감할 수 있다.
도 7에서는 잠금 리시빙부(235)는 바닥면에 형성되어 있지만, 베이스 잠금 기구(137)가 베이스(131)의 측면(또는 그 외의 부위)에 마련되는 경우는, 그에 대응하는 위치에 배치된다. 또한 베이스 잠금 기구(137)가 복수인 경우는 그 수에 대응하는 수의 잠금 리시빙부(235)가 입자선 치료실 내에 비치된다.
입자선 치료실에서는, 위치 결정실 관리 장치(240)로부터 수신한 위치 결정 데이터에 기초하여 재차 입자선의 조사 위치에 대한 환부의 위치 결정 처리가 행하여진다. 또한, 입자선 치료실에 비치되는 환자 위치 설정 장치(230)는 위치 결정실에 비치되는 환자 위치 설정 장치(220)와 상이한 구성이어도 되지만, 동일한 구성으로 함으로써, 입자선 치료실에서의 위치 결정과 위치 결정실에서의 위치 결정과의 사이의 위치 맞춤이 용이해지기 때문에 바람직하다.
위치 결정실의 환자 위치 설정 장치(220)는 일부가 위치 결정실 내에 마련되고, 나머지의 부분이 위치 결정실 외에 마련되어 있어도 된다. 마찬가지로 입자선 치료실의 환자 위치 설정 장치(230)는 일부가 입자선 치료실 내에 마련되고, 나머지의 부분이 입자선 치료실 외에 마련되어 있어도 된다. 그 때문에 환자 위치 설정 장치(220, 230)의 일부가 위치 결정실 또는 입자선 치료실 내에 마련되어 있으면, '위치 결정실에 마련된 환자 위치 설정 장치' 및 '입자선 치료실에 마련된 환자 위치 설정 장치'라는 것이 된다.
환자 위치 설정 장치(220)는 각종 통신 인터페이스와, 각종 제어를 위한 프로그램 및 프로세서(또는 ASIC 등)와, 위치 결정 처리 시의 변위량의 계산이나 취득 화상을 읽어들이는 메모리 등을 구비한다. 환자 위치 설정 장치(220)는 메모리에 기억된 프로그램 및 프로세서가 협동하는 등 하여 실현되는 환자 위치 설정 장치(220)의 기능부로서, X선 촬상 제어부를 구비한다(도시하지 않음).
X선 촬상 제어부는, 위치 결정실 관리 장치(240)로부터의 지시에 따라 또는 소정의 주기로 X선관(221) 및 검출기(222)를 제어하여, 환자의 환부의 X선 화상을 생성하고, 환자 위치 설정부에 출력한다. 환자 위치 설정부는 입력한 X선 화상과, 미리 기억해 둔 해당 환자의 환부에 관한 기준 X선 화상을 비교하여, 양자의 오차량(위치 오차)을 산출하고, 그 정보를 위치 결정실 관리 장치(240)에 출력한다. 또한 베이스 잠금 기구(137)에 구비된 변위 센서에 의해 검지된, 베이스 잠금 기구와 베이스(131)(즉, 환자 반송 대차(100))의 사이의 근접량은 환자 반송 대차(100)의 고정 위치에 대한 보정량으로서 위치 결정실 관리 장치(240)에 송신되고, 위치 오차에 보정량을 가하여 위치 오차를 갱신하여도 된다.
위치 결정실 관리 장치(240)는 상기 위치 오차가 저감되도록(또는 제로가 되도록) 환자 반송 대차(100)의 천판(110) 및 천판 구동부(120)의 이동량 및/또는 회전량을 산출하고, 그 정보를 환자 반송 대차(100)의 구동 제어부(133)로 보낸다. 이를 받아 구동 제어부(133)는 천판 구동부(120)를 움직여, 천판(110)의 위치를 조정한다. 또한 위치 결정실 관리 장치(240)는 환자 반송 대차(100)로부터 실제로 움직인 이동량 및/또는 회전량의 정보를 수취한다.
위치 결정실 관리 장치(240)는 네트워크(270)를 통하여 치료실 관리 장치(250)에 각종 정보를 보낸다. 각종 정보에는 위치 결정실 관리 장치(240)가 구동 제어부(133)로부터 수신한 이동량 및/또는 회전량의 정보가 포함된다. 또한 환자 반송 대차(100)나 베이스 잠금 기구(137)에 문제 등이 있었던 경우에는 환자 반송 대차(100)로부터 에러 신호가 위치 결정실 관리 장치(240)에 보내진다. 에러 신호를 받은 위치 결정실 관리 장치(240)는 위치 결정 처리를 다시 하도록 환자 위치 설정 장치(220)의 표시 화면 등에 경고를 표시하거나, 조작자에게 에러 표시를 나타내 환자의 안전을 확보하도록 촉구하는 등의 작동을 행한다.
입자선 치료실의 환자 위치 설정 장치(230) 및 치료실 관리 장치(250)에 대해서도 위치 결정실의 환자 위치 설정 장치(220) 및 위치 결정실 관리 장치(240)와 마찬가지이며, 설명은 생략한다. 특히 치료실 관리 장치(250)는 입자선 치료(조사) 중에 환자 반송 대차(100)의 천판 구동부(120) 및/또는 반송부(130)로부터 이동이나 오작동 등에 기인하는 에러 신호를 수신하면, 입자선 조사 장치(210)에 신호를 보내고, 입자선 조사 장치(210)에 의한 입자선의 조사를 정지시키는 긴급 행동을 행한다.
통괄 제어 장치(260)는 환자 반송 대차(100)의 주행을 관리하는 컴퓨터이다. 통괄 제어 장치(260)는 환자 반송 대차(100)의 구동 제어부(133) 및 반송 제어부(134)와 통신하고, 이들을 제어함과 함께 각종 정보를 주고받는다. 또한 통괄 제어부(260)는 위치 결정실 관리 장치(240) 및 치료실 관리 장치(250)와 통신하여 각종 정보를 주고받는다(도 8).
통괄 제어 장치(260)는 인터페이스, 입자선 조사 시스템(200) 전체를 제어하기 위한 프로그램 및 프로세서(또는 ASIC 등)와, 프로그램이나 각종 정보를 기억하는 메모리 등을 구비한 컴퓨터이다. 통괄 제어 장치(260)는 메모리에 기억된 프로그램 및 프로세서가 협동하는 등 하여 실현되는 기능부로서, 환자 반송 대차(100)의 이동을 제어하기 위한 경로 생성부(261) 및 교통 관제부(262)를 구비한다.
입자선 치료의 효율화를 위하여, 1인당 환자의 치료실 점유 시간을 단축하는 것이나, 환자의 입자선 치료 종료 후에 바로 다음 환자가 입자선 치료실로 들어갈 것이 요구된다. 입자선 치료실이나 입자선 치료실 외의 시설을 운행하는 환자 반송 대차는 복수 있는 경우가 있으며, 복수 대의 환자 반송 대차의 운행에는 각 환자 반송 대차의 상황을 파악하는 관리 장치가 요구된다. 이와 같은 사정을 감안하여, 통괄 제어 장치(260)는 시설 내에서의 환자 반송 대차(100)의 이동을 관리한다.
경로 생성부(261)는 입자선 치료실 내의 지도를 생성하고 기억하는 기능을 갖는다. 경로 생성부(261)는 입자선 치료 시설 내의 하나 또는 복수의 입자선 치료실 및 하나 또는 복수의 위치 결정실 각각을 기점, 종점으로 한 경우, 기점 및 종점을 연결하는 복수의 경로를 생성한다. 여기서 일반적으로 입자선 치료 시설 내에서는 환자끼리가 만나지 않도록 하기 위함이거나 의료 종사자의 동선 확보를 위하여 동일한 기점과 종점과의 사이의 경로이더라도, 복수의 경로가 존재하는 경우가 있다.
경로 생성부(261)는 기점 및 종점 사이의 경로 생성을 행함에 있어, 공지의 기술을 이용하여 시설 내의 구조를 사전에 매핑한다. 경로 생성부(261)는, 바람직하게는 NFN 방식(내추럴·피처·내비게이션)을 이용하여 매핑하는 것이다. 경로 생성부(261)에서 생성된 복수의 경로는 교통 관제부(262)에 공유된다.
교통 관제부(262)는, 경로 생성부(261)가 생성한 복수의 이동 경로로부터 최적인 경로를 선택하고, 환자 반송 대차(100)의 반송 제어부(134)에 선택한 경로를 이동하도록 지시한다. 반송 제어부(134)는 교통 관제부(262)로부터의 지시에 따라 반송부(130)를 동작시켜, 환자 반송 대차(100)를 선택된 경로를 따라 이동시킨다.
복수의 환자 반송 대차(100)가 시설 내를 주행하는 경우, 통로상에서 정체하는 경우가 있다. 어느 제1 환자 반송 대차(100)가 입자선 치료실 A를 기점으로 하고, 다른 제2 환자 반송 대차(100)가 입자선 치료실 A를 종점으로 하는 경우, 치료실 A를 기점으로 하는 제1 환자 반송 대차(100)가 치료실 A로부터 퇴실하여 있지 않으면, 제2 환자 반송 대차(100)는 대기하여야 하며, 시설 전체의 치료 효율을 저하시키게 된다. 그 때문에 교통 관제부(262)는 각 환자 반송 대차(100)의 위치 정보를 일정 주기(예컨대 1초 주기)로 취득하고 그 때마다 최적인 경로를 선택한다.
예컨대, 도 9에서는 경로 생성부(261)가 생성한, 위치 결정실 1(기점)로부터 입자선 치료실 1(종점)로의 3개의 경로(R1~R3)가 존재하고, 위치 결정실 2(기점)로부터 입자선 치료실 3(종점)으로의 3개의 경로(R4~R6)가 존재하는 경우를 나타낸다.
예컨대, 어느 환자 반송 대차(100)가 위치 결정실 1에서 위치 결정 완료 후에 입자선 치료실 1을 향하는 경우, 경로(R1~R3) 중 어느 하나로 이동하게 된다. 그때, 교통 관제부(262)는 입자선 치료실 1로부터 준비실로 돌아가는 다른 환자 반송 대차(100)가 있다고 판단한 경우에는(도 9의 파선), 양 환자 반송 대차의 충돌이나 정체를 피하기 위하여, 위치 결정실 1로부터 나오는 환자 반송 대차(100)의 경로를 R1 또는 R2로 지정하여 지시를 보낸다.
예컨대, 어느 환자 반송 대차(100)가 위치 결정실 2에서 위치 결정의 완료 후에 입자선 치료실 3으로 향하는 경우, 경로(R4~R6) 중 어느 하나로 이동하게 된다. 그때, 입자선 치료실 3으로부터 준비실로 돌아가는 다른 환자 반송 대차(100)가 약간 시간이 걸려 늦어지고 있다고 판단하면, 양 환자 반송 대차의 충돌이나 정체를 피하기 위하여, 교통 관제부(262)는 위치 결정실 2로부터 나오는 환자 반송 대차(100)의 경로로서, 최단 경로의 R4가 아닌 우회 경로의 R5를 지정한다. 또한 환자 반송 대차(100)가 경로 R5로 이동 중에 환자 반송 대차(100)의 센서(136)가 예기치 않은 장애물을 검지하면, 검지 신호를 통괄 제어 장치(260)로 보낸다. 당해 신호를 수신하고 교통 관제부(262)가 경로 R5에서는 통행할 수 없다고 판단한 경우, 교통 관제부(262)는 이동 중의 다른 환자 반송 대차(100)의 위치를 고려하면서, 환자 반송 대차(100)에 경로를 R5로부터 경로 R6 또는 R4로 절환하도록 지시를 보낸다.
예컨대, 어느 환자 반송 대차(100)가 위치 결정실 2에서 위치 결정의 완료 후에 입자선 치료실 3을 향하는 경우, 입자선 치료실 3에서 치료실 관리 장치로부터 다른 환자 반송 대차(100)의 반송 제어부(134)를 대기 상태(스탠바이 상태)로부터 회복하는 지시를 통괄 제어 장치(260)가 수신하고 있지 않다고 한다. 그때 통괄 제어 장치(260)는 치료실 3에서는 치료 완료하고 있지 않다고 판단하고, 방사선 치료의 스케줄 관리 장치(도시하지 않음)와 통신하는 것에 의해, 해당 환자를 비어 있는 치료실 중 어느 하나에 할당함으로써, 치료 스케줄을 재생성한다. 예컨대 치료실 2에 할당되었다고 하면, 통괄 제어 장치(260)는 위치 결정실 2로부터 나오는 환자 반송 대차(100)의 경로를 R7로 지정하고, 지시를 보낸다. 방사선 치료의 스케줄 관리 장치는, 예컨대 일본특허공보 제6632015호에 기재된 장치이다.
환자 반송 대차(100)에 구비된 센서(136)에 의해, 경로 생성부(261)에서 파악되어 있지 않는 장애물을 검지하면, 환자 반송 대차(100)는 장애물의 회피 행동(주행 정지를 포함함)을 행하도록 제어된다. 경로 생성부(261)에 파악되지 않는 장애물은, 예컨대 통로를 보행하는 의료 종사자나 환자, 일시적으로 통로에 있는 것과 같은 하물 등이다. 센서(136)에 의해 장애물이 검지되면 검지 신호가 교통 관제부(262)에 송신되고, 교통 관제부(262)로부터의 지시에 따라 반송 제어부(134)는 장애물을 회피하도록 반송부(130)의 차륜(132)을 동작시킨다. 환자 반송 대차(100)끼리가 엇갈리는 경우도 마찬가지로, 각각의 센서(136)가 서로를 장애물로서 검지하여 검지 신호가 교통 관제부(262)에 송신된다. 교통 관제부(262)는 환자 반송 대차(100) 각각에 어떻게 회피해야 할지를 각각의 반송 제어부(134)에 지시하고, 각각의 주행이 방해되지 않도록 한다.
다음으로, 위치 결정실 및 입자선 치료실에 입실한 때에, 환자 반송 대차(100)의 제어의 절환에 대하여 설명한다.
환자 반송 대차(100)가 위치 결정실로 들어가, 베이스 잠금 기구(137)와 잠금 리시빙부(225)와의 계합이 완료하면(잠금 상태), 잠금 상태가 된 것을 나타내는 신호가 위치 결정실 관리 장치(240)에 송신된다. 이를 받아, 위치 결정실 관리 장치(240)는 환자 반송 대차(100)가 갑작스럽게 움직여 버리는 것을 방지하기 위하여, 반송 제어부(134)를 대기 상태(스탠바이 상태)로 하는 지시와, 구동 제어부(133)를 대기 상태로부터 회복하는 지시를 보낸다.
위치 결정이 완료한 후, 위치 결정실 관리 장치(240)는 구동 제어부(133)에 위치 결정 완료 신호를 보내고, 구동 제어부(133)는 이를 받아, 천판(110)을 홈 포지션 상태로 되돌린다. 홈 포지션 상태로 돌아온 후, 구동 제어부(133)는 홈 포지션 상태로 돌아온 것을 나타내는 신호를 위치 결정실 관리 장치(240)로 송신한다. 이를 받아 위치 결정실 관리 장치(240)는 반송 제어부(134)에 지시를 보내고, 위치 결정실 관리 장치(240)로부터의 지시를 수신하면 반송 제어부(134)는 대기 상태로부터 회복하여, 구동 제어부(133)는 대기 상태로 된다. 그리고 반송 제어부(134)는 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 해제 상태로 하고, 잠금 해제 상태가 된 것을 나타내는 신호를 위치 결정실 관리 장치(240)로 송신한다. 이를 받아 위치 결정실 관리 장치(240)는 반송 제어부(134)에 환자 반송 대차(100)의 이동을 허가하는 지시(경로의 지정을 포함함)를 보낸다. 이를 받아 반송 제어부(134)는 환자 반송 대차(100)를 이동시켜 위치 결정실로부터 퇴실하고 입자선 치료실로 이동한다.
마찬가지로, 환자 반송 대차(100)가 입자선 치료실로 들어가, 베이스 잠금 기구(137)와 잠금 리시빙부(235)와의 계합이 완료하면, 잠금 상태가 된 것을 나타내는 신호가 치료실 관리 장치(250)에 송신된다. 이를 받아, 치료실 관리 장치(250)는 환자 반송 대차(100)가 갑작스럽게 움직여 버리는 것을 방지하기 위하여, 반송 제어부(134)를 대기 상태로 하는 지시와, 구동 제어부(133)를 대기 상태로부터 회복하는 지시를 보낸다.
입자선 치료가 완료한 후, 치료실 관리 장치(250)는 구동 제어부(133)에 구동부(120)의 홈 포지션으로의 회귀 신호를 보내고, 구동 제어부(133)는 이를 받아 천판(110)을 홈 포지션 상태로 되돌린다. 홈 포지션 상태로 돌아온 후, 구동 제어부(133)는 홈 포지션 상태로 돌아온 것을 나타내는 신호를 치료실 관리 장치(250)에 송신한다. 이를 받아 치료실 관리 장치(250)는 반송 제어부(134)에 지시를 보내고, 치료실 관리 장치(250)로부터의 지시를 수신하면 반송 제어부(134)는 대기 상태로부터 회복하고, 구동 제어부(133)는 대기 상태가 된다. 그리고 반송 제어부(134)는 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 해제 상태로 하고, 잠금 해제 상태가 된 것을 나타내는 신호를 치료실 관리 장치(250)에 송신한다. 이를 받아 치료실 관리 장치(250)는 반송 제어부(134)에 환자 반송 대차(100)의 이동을 허가하는 지시(경로 지정을 포함함)를 보낸다. 이를 받아 반송 제어부(134)는 환자 반송 대차(100)를 이동시켜, 입자선 치료실로부터 퇴실한다.
도 10은 입자선 조사 시스템(200)에서의 입자선 치료의 일련의 흐름을 설명하는 플로우차트이다. 또한, 이 플로우차트의 스텝 순서는 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 적절하게 조정된다.
입자선 치료 시에, 시설에 내원한 환자는 준비실 등에서 환자 반송 대차(100)를 타고 고정구로 움직이지 않도록 천판(110)에 고정된다. 환자가 천판(110)에 탈 때는, 구동 제어부(133)가 천판 구동부(120)를 움직여, 천판(110)을 바닥면 부근으로 이동시켜 환자가 타기 쉽게 한다(도 2(a)). 환자를 태운 천판(110)은 홈 포지션 상태로 돌아가고 환자 반송 대차(100)의 이동 준비가 된다.
이동 준비가 완되료었음을 나타내는 신호가 반송 제어부(134)로부터 통괄 제어 장치(260)에 보내지고, 통괄 제어 장치(260)의 교통 관제부(262)는 환자 반송 대차(100)의 반송 제어부(134)에 지시(경로 지정을 포함함)를 보낸다. 이를 받아 구동 제어부(133)는 대기 상태가 되고, 반송 제어부(134)는 지정된 경로를 따라 환자 반송 대차(100)를 지정의 위치 결정실로 이동시킨다(스텝 S1).
위치 결정실 내에서 반송 제어부(134)는 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 상태로 하고, 잠금이 완료되었다는 것을 나타내는 신호를 위치 결정실 관리 장치(240)로 보낸다(스텝 S2). 이를 받아 위치 결정실 관리 장치(240)는 반송 제어부(134)를 대기 상태로 하는 지시와, 구동 제어부(133)를 대기 상태로부터 회복하는 지시를 보낸다(스텝 S3). 구동 제어부(133)는 천판(110) 및 천판 구동부(120)를 움직여, 입자선의 조사 위치의 위치 결정을 행한다(단계 S4). 위치 결정 데이터는 위치 결정실 관리 장치(240)로부터 네트워크(270)를 통하여 치료실 관리 장치(250)에 보내진다.
위치 결정이 완료되면 위치 결정실 관리 장치(240)는, 구동 제어부(133)에 구동부(120)의 홈 포지션으로의 회귀 신호를 보내고, 이를 받아 구동 제어부(133)는 천판(110)을 홈 포지션 상태로 되돌린다. 그 후, 구동 제어부(133)는 홈 포지션 상태로 돌아온 것을 나타내는 신호를 위치 결정실 관리 장치(240)로 송신하고, 위치 결정실 관리 장치(240)는 반송 제어부(134)를 대기 상태로부터 회복하는 지시와 구동 제어부(133)를 대기 상태로 하는 지시를 보낸다. 이를 받아 구동 제어부(133)는 대기 상태가 되고, 반송 제어부(134)는 대기 상태로부터 회복한다(스텝 S5). 반송 제어부(134)는 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 해제 상태로 한다(스텝 S6).
반송 제어부(134)는 잠금 해제 상태가 된 것을 나타내는 신호를 위치 결정실 관리 장치(240)로 송신하고, 이를 받은 위치 결정실 관리 장치(240)는 통괄 제어 장치(260)에 환자 반송 대차(100)를 이동시켜도 되는 것을 허가하는 지시를 보낸다. 이를 받아, 반송 제어부(134)는 통괄 제어 장치(260)에 의해 지정된 경로를 따라 입자선 치료실로 환자 반송 대차(100)를 이동시킨다(스텝 S7).
입자선 치료실 내에서 반송 제어부(134)는, 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 상태로 하고, 잠금 상태가 된 것을 나타내는 신호를 치료실 관리 장치(250)로 보낸다 (스텝 S8). 이를 받아 치료실 관리 장치(250)는 반송 제어부(134)를 대기 상태로 하는 지시와, 구동 제어부(133)를 대기 상태로부터 회복하는 지시를 보낸다. 이를 받아 반송 제어부(134)는 대기 상태가 되고, 구동 제어부(133)는 대기 상태로부터 회복하여, 천판(110) 및 천판 구동부(120)를 제어할 수 있게 된다(스텝 S9). 구동 제어부(133)는 치료실 관리 장치(250)로부터 위치 결정실에서 결정한 입자선의 조사 위치의 정보(천판(110) 및 천판 구동부(120)의 자세 정보를 포함함)를 수신하고, 그 정보에 기초하여 환자 위치를 재현한다(스텝 S10). 그 후, 필요하다면 입자선 치료실의 환자 위치 설정 장치(230)에 의해 더욱 위치 결정 처리(스텝 S11)를 행하도록 하면 된다.
위치 결정이 완료되면 통괄 제어 장치(260)는 입자선 조사 장치(210)를 작동시켜 입자선 치료가 개시된다(스텝 S12).
입자선 치료가 종료되면 치료실 관리 장치(250)는, 구동 제어부(133)에 환자 위치 결정이 완료되었다는 것을 나타내는 신호를 보내고, 구동 제어부(133)는 이를 받아 천판(110)을 홈 포지션 상태로 되돌린다. 치료실 관리 장치(250)는 반송 제어부(134)를 대기 상태로부터 회복하는 지시와, 구동 제어부(133)를 대기 상태로 하는 지시를 보낸다. 이를 받아 구동 제어부(133)는 대기 상태가 되고, 반송 제어부(134)는 대기 상태로부터 회복한다(스텝 S13). 그리고 반송 제어부(134)는 베이스 잠금 기구(137)를 잠금 해제 상태로 한다(스텝 S14). 반송 제어부(134)는 잠금 해제 상태가 된 것을 나타내는 신호를 치료실 관리 장치(250)에 송신하고, 이를 받은 치료실 관리 장치(250)는 반송 제어부(134)에 환자 반송 대차(100)를 이동시켜도 되는 것을 허가하는 지시를 보낸다. 이를 받아 반송 제어부(134)는 환자 반송 대차(100)를 이동시켜, 입자선 치료실로부터 퇴출하고 준비실 등으로 이동한다(스텝 S15).
상기 실시형태에서 설명되는 치수, 재료, 형상, 구성 요소의 상대적인 위치 등은 임의이며, 당업자라면 본 발명이 적용되는 장치의 구조 또는 다양한 조건에 따라 변경된다고 이해한다. 또한, 본 발명은 구체적으로 기재된 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
100 환자 반송 대차
110 천판
120 천판 구동부
121 제1 회전 기구
122 제2 회전 기구
123 제3 회전 기구
124 제1 암
125 제2 암
126 지지부
130　반송부
131 베이스
132 차륜
133 구동 제어부
134　반송 제어부
135 개호자 스페이스
136 센서
137 베이스 잠금 기구
138 오목부
200 입자선 조사 시스템
210 입자선 조사 장치
220, 230 환자 위치 설정 장치
240 위치 결정실 관리 장치
250 치료실 관리 장치
260 통괄 제어 장치
270 네트워크

Claims (9)

  1. 환자를 태우는 천판(天板)(110)과,
    상기 천판을 이동 및/또는 회전시키는 천판 구동부(120)와,
    상기 천판 구동부를 재치하는 베이스(131)를 포함하는 반송부(130)
    를 구비한 환자 반송 대차(100)로서,
    상기 천판 구동부는,
    상기 천판에 접속되고, 상기 천판을 회전하도록 구성된 제1 회전 기구(121),
    상기 제1 회전 기구에 접속된 제1 암(124),
    상기 제1 암에 접속되고, 상기 제1 암을 회전하도록 구성된 제2 회전 기구(122),
    상기 제2 회전 기구에 접속된 제2 암(125),
    상기 제2 암에 접속되고, 상기 제2 암을 회전하도록 구성된 제3 회전 기구(123), 및
    상기 제3 회전 기구에 접속된 지지부(126)
    를 구비하며,
    상기 환자 반송 대차의 홈 포지션 상태에서, 상기 천판, 상기 제1 암 및 상기 제2 암이 높이 방향(Z축)으로 절첩한 상태가 되도록, 상기 제1 회전 기구, 상기 제1 암, 상기 제2 회전 기구, 상기 제2 암, 상기 제3 회전 기구, 및 상기 지지부는 높이 방향(Z축)에서 상기 천판과 중첩하도록 구성되고,
    상기 지지부는 평면도로 보았을 때 상기 베이스의 중심으로부터 벗어난 위치에 고정되고, 이로써 상기 베이스에는 개호자가 탈 수 있는 개호자 스페이스(135)가 확보되어 있으며,
    상기 지지부는 상기 베이스에 마련된 오목부(138)에 고정되어 있는, 상기 환자 반송 대차.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 Z축의 주위의 회전을 요 회전으로 하고, 상기 Z축에 수직인 평면에서 서로 직교하는 X축 및 Y축을 취하면, 상기 X축의 주위의 회전을 롤 회전으로 하며, 상기 Y축의 주위의 회전을 피치 회전으로 하면,
    상기 제1 회전 기구는, 상기 천판을 롤 회전, 피치 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있으며,
    상기 제2 회전 기구는 상기 제1 암을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있고,
    상기 제3 회전 기구는 상기 제2 암을 롤 회전 및 요 회전시키도록 구성되어 있는, 환자 반송 대차.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베이스에 3개 이상의 차륜(132)이 장착되어 있으며, 상기 차륜은 전(全) 방향 구동 차륜인, 환자 반송 대차.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 환자 반송 대차와,
    환자에 입자선을 조사하는 입자선 조사 장치(210)와,
    상기 환자 반송 대차의 주행을 제어하는 통괄 제어 장치(260)
    를 포함하는 입자선 조사 시스템(200)으로서,
    상기 통괄 제어 장치는,
    상기 입자선 조사 시스템이 마련된 시설 내의 기점으로부터 종점을 연결하는 복수의 경로를 생성하는 경로 생성부(261)와,
    상기 경로 생성부에 의해 생성된 복수의 경로 중에서 선택한 경로를 통과하도록 상기 환자 반송 대차에 지시하는 교통 관제부(262)
    를 포함하는, 상기 입자선 조사 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반송부는 센서(136)를 더 포함하고,
    상기 환자 반송 대차는 상기 통괄 제어 장치에 의해 지시된 경로를 이동 중에 상기 센서에 의해 상기 경로를 포함하는 공간의 정보를 취득하고, 상기 공간의 정보를 기지의 지도 정보와 조합(照合)하는 것에 의해 산출한 상기 환자 반송 대차의 위치 정보를 상기 통괄 제어 장치에 송신하고,
    상기 환자 반송 대차는 상기 경로를 이동 중에 상기 센서에 의해 장애물을 검지하면 검지 신호를 상기 통괄 제어 장치에 송신하고,
    상기 통괄 제어 장치의 상기 교통 관제부는 상기 경로 생성부에 의해 생성된 복수의 경로 중에서 다른 경로를 통과하도록 상기 환자 반송 대차에 지시하는, 입자선 조사 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기점이 상기 시설 내의 위치 결정실이고, 상기 종점이 상기 시설 내의 입자선 치료실이며,
    상기 환자 반송 대차는 상기 홈 포지션 상태인 채로, 상기 위치 결정실로부터 상기 입자선 치료실로 이동하는, 입자선 조사 시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 입자선 조사 시스템은,
    상기 입자선의 아이소센터에 대한 환자의 환부의 위치 결정을 위하여 상기 시설의 위치 결정실 및 입자선 치료실에 각각 마련된 환자 위치 설정 장치(220, 230)와,
    상기 위치 결정실의 상기 환자 위치 설정 장치(220) 및 상기 위치 결정실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 위치 결정실 관리 장치(240)와,
    상기 입자선 치료실의 상기 환자 위치 설정 장치(230) 및 상기 입자선 치료실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 치료실 관리 장치(250)
    를 더 포함하고,
    상기 위치 결정실 관리 장치와 상기 치료실 관리 장치는, 네트워크(270)를 통하여, 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각의 상기 환자 위치 설정 장치를 이용하여 생성한 위치 결정 데이터를 공유하며,
    상기 환자 반송 대차는 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각에 마련된 잠금 리시빙부(225, 235)와 계합하여, 상기 환자 반송 대차를 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실에 대하여 고정하는 베이스 잠금 기구(137)를 더 구비하고,
    상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와 계합하면, 상기 반송부는 대기 상태가 되며, 상기 천판 구동부는 대기 상태로부터 회복하고,
    상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와의 계합을 해제하면, 상기 반송부는 대기 상태로부터 회복하고, 상기 천판 구동부는 대기 상태가 되는, 입자선 조사 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 입자선 조사 시스템은,
    상기 입자선의 아이소센터에 대한 환자의 환부의 위치 결정을 위하여 상기 시설의 위치 결정실 및 입자선 치료실에 각각 마련된 환자 위치 설정 장치(220, 230)와,
    상기 위치 결정실의 상기 환자 위치 설정 장치(220) 및 상기 위치 결정실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 위치 결정실 관리 장치(240)와,
    상기 입자선 치료실의 상기 환자 위치 설정 장치(230) 및 상기 입자선 치료실로 들어간 상기 환자 반송 대차를 관리하는 치료실 관리 장치(250)
    를 더 포함하고,
    상기 위치 결정실 관리 장치와 상기 치료실 관리 장치는, 네트워크(270)를 통하여, 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각의 상기 환자 위치 설정 장치를 이용하여 생성한 위치 결정 데이터를 공유하며,
    상기 환자 반송 대차는 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실 각각에 마련된 잠금 리시빙부(225, 235)와 계합하여, 상기 환자 반송 대차를 상기 위치 결정실 및 상기 입자선 치료실에 대하여 고정하는 베이스 잠금 기구(137)를 더 구비하고,
    상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와 계합하면, 상기 반송부는 대기 상태가 되고, 상기 천판 구동부는 대기 상태로부터 회복하며,
    상기 베이스 잠금 기구가 상기 잠금 리시빙부와의 계합을 해제하면, 상기 반송부는 대기 상태로부터 회복하고, 상기 천판 구동부는 대기 상태가 되는, 입자선 조사 시스템.
  9. 제7항에 있어서,
    입자선 조사 중에 상기 치료실 관리 장치는, 상기 천판 구동부 및/또는 상기 반송부로부터 에러 신호를 수신하면, 상기 입자선 조사 장치에 신호를 보내고, 상기 입자선 조사 장치의 입자선의 조사를 정지시키는, 입자선 조사 시스템.
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