TWI641402B - 粒子線醫療裝置及其操作方法 - Google Patents

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TWI641402B
TWI641402B TW106123374A TW106123374A TWI641402B TW I641402 B TWI641402 B TW I641402B TW 106123374 A TW106123374 A TW 106123374A TW 106123374 A TW106123374 A TW 106123374A TW I641402 B TWI641402 B TW I641402B
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Abstract

粒子線醫療裝置(10)係具有：治療台(12)、照射埠(13)、軌道軌條(14)及移動地板群(15)，治療台(12)是配置於臥式筒狀之旋轉機架(11)的內側且用於載置患者；照射埠(13)，被搭載於前述旋轉機架，與該旋轉機架一起繞前述治療台旋轉並朝向該治療台照射粒子線；軌道軌條(14)，是在前述旋轉機架的內側形成由直線部和圓弧部所構成之桶型的軌道；移動地板群(15)，是由具有驅動馬達(16)且互相可彎曲自如地連結之複數片的移動地板(25)所構成，藉由前述照射埠的旋轉而沿前述軌道軌條移動；其特徵在於，前述照射埠(13)和前移動地板群(15)的端部(29A)、(29B)並未連結。

Description

粒子線醫療裝置及其操作方法
本發明的實施形態是關於具有旋轉機架(rotating gantry)之粒子線醫療裝置及其操作方法。
將質子、碳離子等的粒子線束照射於患者的患部(癌)來進行治療之粒子線治療被廣泛地實施。作為如此般的粒子線治療有一種粒子線醫療裝置，是在形成於大型旋轉機構(以下稱為「旋轉機架」)的內部之治療室內，將平躺載置於治療台上之患者予以定位而照射粒子線束。
如此般具備有旋轉機架之粒子線醫療裝置，是讓固定於旋轉機架之照射埠(port)旋轉、或在治療室內讓治療床移位，藉此從任意方向對患者的患部照射粒子線束。
而且，形成於旋轉機架內部之治療室，是由移動地板所形成，該移動地板是與旋轉機架的旋轉位置無關係而呈水平且具有平坦的地板面。
如此般利用移動地板來形成治療室，治療床和被粒子線束照射的空間之移動變容易。如此，可謀求技 師之作業性的提高、患者之精神上的壓迫感的降低。
而且，在習知技術，移動地板群之剖面形狀為具有平坦部分之桶(barrel)型，藉此形成水平地板部，該水平部的長度是依照射埠之旋轉角度而改變。因此，依旋轉機架上所搭載之照射埠的旋轉角度，在照射埠和移動地板之間會發生開口。當該開口發生時，技師難以接近(access)治療台，有用具落下的危險性，基於安全性及作業性的觀點有問題存在。
為了解決上述問題，已知有其他習知技術，係將照射埠和移動地板群的連結機構加以改良，並使移動地板成為分割構造。亦即，為了應付依照射埠的旋轉角度所產生之移動地板群的水平地板部之長度改變，該連結機構係具備：將移動地板群的一部分朝照射埠送出或回收之驅動裝置(汽缸臂，cylindr arm)、及控制該驅動裝置的動作之控制裝置，藉由控制裝置控制驅動裝置的動作，使連結於驅動裝置之移動地板群的一部分移動，而抑制開口的發生。如此，可將安全性及作業性上的問題予以解決。
然而，在上述其他習知技術，因為照射埠和移動地板是藉由驅動裝置(汽缸臂)連結，而存在驅動裝置所產生的聲音、移動地板的滑動音、保養性及對於移動地板之地板下的可接近性(accessibility)的問題，仍有改善的餘地。
為了解決上述其他習知技術的問題，已知有別的習知技術，為了應付因照射埠的旋轉所產生之移動地 板群的水平面部之長度改變，係具備：將照射埠和移動地板群之端部可沿旋轉機架之半徑方向滑動自如地進行連結之一對的滑動機構。在該別的習知技術所探討的構造，是與照射埠之旋轉角度連動而讓滑動連結機構動作，藉此在照射埠之所有的旋轉角度都能抑制開口發生。作為這種習知技術可列舉：日本特開平11-47287號公報(以下稱專利文獻1)、日本特開2001-353228號公報(以下稱專利文獻2)、以及日本特開2011-156263號公報(以下稱專利文獻3)。
然而，在上述習知技術，仍存在有因一對的滑動連結機構之接觸面的摩擦所產生之噪音等的問題。此外，因為移動地板群無法輕易地從滑動軌條(slide rail)分離，而存在對移動地板下方之可接近性差的問題。
本實施形態的粒子線醫療裝置，係具有治療台、照射埠、軌道軌條及移動地板群，該治療台是配置於臥式筒狀之旋轉機架的內側且用於載置患者；該照射埠，被搭載於前述旋轉機架，與該旋轉機架一起繞前述治療台旋轉並朝向該治療台照射粒子線；該軌道軌條，是在前述旋轉機架的內側形成由直線部和圓弧部所構成之桶型的軌 道；該移動地板群，是由具有驅動馬達且互相可彎曲自如地連結之複數片的移動地板所構成，藉由前述照射埠的旋轉而沿前述軌道軌條移動；其特徵在於，前述照射埠和前述移動地板群的端部並未連結。
此外，本實施形態的粒子線醫療裝置之操作方法，其特徵在於，在上述粒子線醫療裝置中，前述移動地板群是以維持一定距離的方式進行移動，當旋轉結束後對應於前述照射埠的位置而停止。
依據本發明的實施形態，移動地板群是以保持適當間隔的狀態來形成地板，在維修時僅讓地板移動就能輕易地接近地板的下側。
1‧‧‧患者
2‧‧‧技師
10、10A‧‧‧粒子線醫療裝置
11‧‧‧旋轉機架
12‧‧‧治療台
13‧‧‧照射埠
13A‧‧‧照射口
13B‧‧‧照射埠根基部
14‧‧‧軌道軌條
14A‧‧‧固定側軌條
14B‧‧‧移動側軌條
15‧‧‧移動地板群
16‧‧‧移動地板驅動馬達
16A‧‧‧近接開關
17‧‧‧支承滾子
18‧‧‧端環
19‧‧‧建築物
20‧‧‧支承滾子驅動部
21‧‧‧圓弧軌道部
22‧‧‧直線軌道部
23‧‧‧支承滾子
24‧‧‧反向旋轉同步驅動裝置
25‧‧‧移動地板
26‧‧‧圓弧部
27‧‧‧水平地板面部
28‧‧‧背面板
29A、29B‧‧‧移動地板群端部
30‧‧‧治療空間
圖1係顯示本發明的實施形態之粒子線醫療裝置的概略側剖面圖。
圖2係從圖1的箭頭II方向觀察之旋轉機架的旋轉角度180度的概略前視圖。
圖3係顯示圖1及圖2的移動地板群之立體圖。
圖4係顯示隨著圖1及圖2所示的旋轉機架及照射埠的旋轉(旋轉機架的旋轉角度135度)之移動地板群的移動狀況，是對應於圖2之概略前視圖。
圖5係顯示隨著圖1及圖2所示的旋轉機架及照射埠的旋轉(旋轉機架的旋轉角度90度)之移動地板群的移動狀況，是對應於圖2之概略前視圖。
圖6係顯示隨著圖1及圖2所示的旋轉機架及照射埠的旋轉(旋轉機架的旋轉角度0度)之移動地板群的移動狀況，是對應於圖2之概略前視圖。
圖7係顯示本發明的第2實施形態之粒子線醫療裝置的概略前視圖。
以下，針對本發明的實施形態，根據圖式做說明。
[A]第1實施形態(圖1~圖6)
圖1係顯示本發明的第1實施形態之粒子線醫療裝置的概略側剖面圖。此外，圖2係從圖1的箭頭II方向觀察之旋轉機架的旋轉角度180度之概略前視圖。
本第1實施形態的粒子線醫療裝置10，是用於對患者1從360度的任意方向照射粒子線而治療患部之裝置，係具有旋轉機架11、治療台12、照射埠13、軌道軌條14及移動地板群15。
旋轉機架11是呈臥式圓筒狀，藉由配置於前後的兩端部之端環(end ring)18、用於支承其之支承滾子17、及用於驅動該支承滾子17之支承滾子驅動部20而被 驅動成可繞軸心旋轉。此外，治療台12是設置於建築物19，用於讓患者1以仰臥等的方式載置。該治療台12，是將患者1搬運到藉由移動地板群15等而形成於旋轉機架11的內側之後述治療空間30內，且被從照射埠13照射粒子線之粒子線照射位置。
照射埠13搭載於旋轉機架11的內壁，是與該旋轉機架11一起在治療台12的周圍進行±180度旋轉。該照射埠13具備有照射口13A，藉由旋轉機架11的旋轉，該照射口13A對治療台12上的患者1從360度的任意方向照射粒子線。在該照射埠13中，如圖2所示般，將與旋轉機架11相接的部位稱為照射埠根基部13B。
軌道軌條14，是在旋轉機架11的內側且是在其前後方向(圖3之Z方向)的各位置配設固定側軌條14A、移動側軌條14B而構成，固定側軌條14A及移動側軌條14B是沿旋轉機架11的旋轉方向延伸。如圖3所示般，固定側軌條14A及移動側軌條14B是構成為由上部的圓弧軌道部21和下部的直線軌道部22滑順地結合而成之桶型，且如圖1所示般，固定側軌條14A是固定於建築物19。
此外，移動側軌條14B是透過支承滾子23而被支承於旋轉機架11的內壁面。再者，該移動側軌條14B，是藉由反向旋轉同步驅動裝置24而被旋轉驅動，反向旋轉同步驅動裝置24是相對於旋轉機架11的旋轉朝向相反方向進行同步旋轉。例如，隨著旋轉機架11之順時針方向的旋轉，照射埠13也會朝順時針方向旋轉，移動側軌條14B則 是藉由反向旋轉同步驅動裝置24而朝逆時針方向同步旋轉，因此該移動側軌條14B外觀上呈靜止，且與固定側軌條14A同樣的，直線軌道部22始終位於下方。
如圖1至圖3所示般，移動地板群15是由互相可彎曲地連結之複數片的移動地板25所構成，具有可乘載患者1、技師2、操作者等之充分的剛性。該移動地板群15之兩側分別被支承於固定側軌條14A、移動側軌條14B而形成為桶型，對應於照射埠13的旋轉，與旋轉機架11獨立地藉由移動地板驅動馬達16而沿著軌道軌條14(固定側軌條14A及移動側軌條14B)移動。在此，技師2是執行醫療行為者，操作者是實施維修者或可操作粒子線醫療裝置10的設施職員。
移動地板群15，是藉由固定側軌條14A及移動側軌條14B(軌道軌條14)而形成為直線部和圓弧部所構成的桶型，如圖3所示般，利用軌道軌條14的圓弧軌道部21來形成圓弧部26，且利用軌道軌條14的直線軌道部22來形成水平地板面部27。藉此形成被移動地板群15之該等的圓弧部26及水平地板面部27以及固定於移動側軌條14B之背面板28所包圍之治療空間30，在治療空間30的內部含有照射埠13及治療台12。此外，如圖2所示般，在移動地板群15的水平地板面部27，可乘載患者1、技師2、操作者使其移動而靠近治療台12。而且，令移動地板群15之地板寬度上的過剩部分往天花板側集結。
如圖2所示般，移動地板群15是以不妨礙隨著 旋轉機架11的旋轉而進行之照射埠13的旋轉的方式沿軌道軌條14移動。在旋轉機架11旋轉時，技師2為了安全上的考量而從移動地板群上退避。患者1因為平躺載置於治療台12上，沒有退避的必要。在該旋轉機架11的旋轉時，因為移動地板群15並未與照射埠13連設地連結，在旋轉開始前以維持一定距離的方式移動，當旋轉結束後是對應於照射埠的位置而停止。如此般移動地板群15，是藉由移動地板驅動馬達16對應於照射埠13的位置來控制位置。
該移動地板驅動馬達16是配置於移動地板群15之兩端部29A、29B，在讓移動地板群15朝天花板方向移動的情況，是將設置於天花板部位置之移動地板驅動馬達16驅動，使設置於地板側位置之移動地板驅動馬達16從動而讓移動地板群15朝天花板方向移動。又該移動地板驅動馬達16的驅動或從動亦可設定為相反，又利用移動地板群15的重量或移動地板驅動馬達16的動力而使兩端部29A、29B的移動地板驅動馬達16連動亦可。
此外，在讓移動地板群15朝地板方向移動的情況，是使設置於天花板部位置之移動地板驅動馬達16從動，將設置於地板側位置之移動地板驅動馬達16驅動而讓移動地板群15朝地板方向移動。又該移動地板驅動馬達16的驅動或從動亦可設定為相反，又利用移動地板群15的重量或移動地板驅動馬達16的動力而使兩端部的移動地板驅動馬達16連動亦可。
如此，使移動地板群15沿著桶型的軌道軌條14移動，藉此使所形成的移動地板群15之水平地板面部27的長度對應於照射埠13及旋轉機架11的旋轉角度逐漸改變。但當照射埠13在軌道軌條14之圓弧軌道部21相當位置移動時，移動地板群15的水平地板面部27的長度成為一定。
例如，如圖2所示般，當照射埠13位於治療台12的正下方時(旋轉機架11的旋轉角度為+180度)，照射埠13和移動地板群15的端部29A、29B抵觸，藉此使移動地板群15的水平地板面部27形成為在照射埠13的兩側不讓開口發生。
此外，如圖4所示般，當照射埠13位於治療台12之斜下方時(旋轉機架11的旋轉角度為+135度)，照射埠13之一照射埠根基部13B到達軌道軌條14之圓弧軌道部21相當位置。這時，照射埠13和移動地板群15之照射埠13側的移動地板群端部29A、29B抵觸而形成抵接，藉此使水平地板面部27形成為在照射埠13之一側不讓開口發生。
再者，如圖5所示般，當照射埠13位於治療台12之正側面時(旋轉機架11的旋轉角度為+90度)，照射埠13之一照射埠根基部13B位於軌道軌條14的圓弧軌道部21相當位置。這時，照射埠13和移動地板群15之照射埠13側的端部29A、29B抵觸而形成抵接，藉此使水平地板面部27形成為在照射埠13的一側不讓開口發生。
此外，如圖6所示般，當照射埠13位於治療台12的正上方時(旋轉機架11的旋轉角度為0度)，這時， 照射埠13和移動地板群15之照射埠13側的端部29A、29B分離，移動地板群15彼此是讓照射埠13側的端部29A、29B互相抵接，水平地板面部27形成為在地板部不讓開口發生。
如上述般，當照射埠13在軌道軌條14之圓弧軌道部21相當位置移動時(參照圖6)，移動地板群15之水平地板面部27的長度是一定的。相對於此，當照射埠13在軌道軌條14之直線軌道部22相當位置移動時(旋轉機架11的旋轉角度為+135度~+180度，參照圖2及圖4)，照射埠13和移動地板群15之照射埠13側的端部29A、29B抵觸而形成抵接，藉此使水平地板面部27形成為在照射埠13之一側不讓開口發生。
上述旋轉機架11之旋轉角度的數值僅為例示，可按照軌道軌條14之圓弧軌道部21及直線軌道部22的長度、照射埠13的尺寸而改變。此外，在上述例子，雖是說明旋轉機架11在+180度~0度的範圍進行旋轉的情況，但旋轉機架11也能在0度~-180度的範圍進行旋轉。因為旋轉機架11及照射埠13基本上成為鏡面對稱形狀，當旋轉機架11在0度~-180度的範圍進行旋轉的情況也是，照射埠13和移動地板群15的端部29A、29B抵觸，藉此使水平地板面部27形成為在照射埠13的一側不讓開口發生。
因為具有以上般的構造，依據本第1實施形態可發揮如下效果(1)~(3)。
(1)依據第1實施形態之粒子線醫療裝置10，如圖2及圖4、圖5所示般，照射埠13和移動地板群15之照射埠13側的端部29A、29B，是與隨著旋轉機架11的旋轉進行旋轉之照射埠13連動而移動，且令移動地板群15之地板寬度上的過剩部分往天花板側集結，在照射埠13的附近，利用移動地板群15的一部分而讓水平地板面部27形成為不讓開口發生。因此，藉由在該水平地板面部27讓患者1、技師2、操作者通過，能讓患者1、技師2等安全地靠近治療台12，且不會在開口發生工具等的物品落下，因此可確保安全性及作業性。此外，依據照射埠的位置而適切地隔開間隔，可吸收移動地板群15之周長的變動量。
(2)再者，依據本第1實施形態的粒子線醫療裝置10，如圖2所示般，照射埠13和移動地板群15之端部29A、29B是與照射埠13的旋轉連動而移動，因此用於形成移動地板群15的水平地板面部27之驅動裝置(汽缸臂)、控制裝置及動力源變得不需要。因此，可簡化粒子線醫療裝置10的構造而減少故障主要原因，而使粒子線醫療裝置10的經濟性及保養性提高。
再者，依據本第1實施形態的粒子線醫療裝置10，利用移動地板驅動馬達16，可使移動地板群15之照射埠13側的端部29A、29B與照射埠13分離而隔著間隔，因此旋轉機架11、照射埠13及移動地板群15的維修可輕易地實施。
(3)依據本第1實施形態的粒子線醫療裝置10，如圖2所示般，在旋轉機架11旋轉中，技師2不須進入 水平地板面部27，因此照射埠13和移動地板群15的端部29A、29B沒有必要接觸，當旋轉機架11的旋轉停止後令端部29A、29B靠近照射埠13，因此接觸所產生的聲音變小，可提高粒子線醫療裝置10的靜音性。此外，不管是像專利文獻3那樣的側面、前面之傾斜角度θ較大的照射埠、非幾何學形狀的照射埠、為了擴大治療空間之高度較矮之小型照射埠等之任何照射埠的形狀都能適用，因此能讓粒子線醫療裝置的通用性提高。
例如，現在，隨著粒子線治療的進步而要求照射技術之更進一步改善，治療效果更高之新型照射機器的開發、照射機器的改造正在進行中。隨著照射埠13內所設置之機器的形狀、尺寸之耐用性，照射埠13的形狀成為並非現今主流之漸縮形狀、箱型形狀的情況也是可想像的。因此，縱使是照射埠13的側面或前面的傾斜角度θ為45度以上的情況，仍能使照射埠13和移動地板群15的端部29A、29B抵觸，藉此使水平地板面部27形成為在照射埠13的一側不讓開口發生。因此，不論照射埠13的形狀如何，都能輕易地適用本發明。
此外，照射埠13及移動地板群15是與治療空間30鄰接，會被患者1看到，因此要求考慮到外觀性(design)的構造也是可想像的，縱使是非幾何學形狀的照射埠13，只要該照射埠13和移動地板群15的端部29A、29B未連結，不論照射埠13的形狀如何都能輕易地適用。再者，藉由做成高度較矮的小型照射埠13，可將治 療空間30設定為更寬廣。
[B]第2實施形態(圖7)
圖7係顯示本發明的第2實施形態之粒子線醫療裝置的前視圖。在該第2實施形態中，對於與第1實施形態同樣的部分是賦予同一符號而將其說明予以簡略化或省略。
本第2實施形態的粒子線醫療裝置10A，其與第1實施形態之不同點在於，在移動地板群15設置：用於計測移動地板群15和照射埠13間的距離、相鄰接的移動地板群15間的距離之近接開關16A。
利用該近接開關16A來控制旋轉機架11之旋轉時及停止時之移動地板群15和照射埠13間的距離。此外，利用其來控制移動地板群15間的距離亦可。
結果，利用近接開關16A可一邊監視狀態一邊實施移動地板群15的位置控制，因此可使位置控制邏輯簡化，且能將移動地板群15的位置控制予以省略。
以上是說明本發明之數個實施形態，但這些實施形態僅為例示，並非用於限定發明的範圍。這些實施形態也能以其他各種的形態來實施，在不脫離發明要旨的範圍內，可進行各種的省略、置換、變更，此外，這些置換、變更是包含於發明的範圍、要旨，且包含於申請專利範圍所記載的發明和其均等範圍內。

Claims (7)

  1. 一種粒子線醫療裝置，係具有治療台、照射埠、軌道軌條及移動地板群，該治療台是配置於臥式筒狀之旋轉機架的內側且用於載置患者；該照射埠，被搭載於前述旋轉機架，與該旋轉機架一起繞前述治療台旋轉並朝向該治療台照射粒子線；該軌道軌條，是在前述旋轉機架的內側形成由直線部和圓弧部所構成之桶型的軌道；該移動地板群，是由具有驅動馬達且互相可彎曲自如地連結之複數片的移動地板所構成，藉由前述照射埠的旋轉而沿前述軌道軌條移動；其特徵在於，前述照射埠和前述移動地板群的端部並未連結，前述旋轉機架旋轉時，前述移動地板群是在與前述照射埠之間以維持一定距離的方式移動，當前述旋轉機架旋轉結束後對應於前述照射埠的位置而停止。
  2. 如請求項1所述之粒子線醫療裝置，其中，在前述移動地板群設有：用於計測該移動地板群和前述照射埠間的距離、相鄰接的移動地板群間的距離之近接開關。
  3. 如請求項2所述之粒子線醫療裝置之操作方法，其中，當前述照射埠在前述軌道軌條的直線軌道部位置移動時，前述照射埠和前述移動地板群之前述照射埠側的端部抵觸。
  4. 如請求項2所述之粒子線醫療裝置之操作方法，其中，令前述移動地板群之地板寬度上的過剩部分往天花板側集結。
  5. 如請求項2所述之粒子線醫療裝置之操作方法，其中，當前述照射埠位於前述治療台之正上方時，將前述照射埠和前述移動地板群之照射埠側的端部分離，讓複數個前述移動地板群抵接而形成地板面部。
  6. 如請求項2所述之粒子線醫療裝置之操作方法，其中，前述移動地板群是與旋轉機架獨立地被驅動控制。
  7. 如請求項2所述之粒子線醫療裝置之操作方法，其中，計測前述移動地板群和前述照射埠間的距離及相鄰接之移動地板群間的距離，而避免移動地板群和照射埠之接觸、相鄰接之移動地板群間的接觸。
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