WO2023058299A1 - 回転ガントリーの冷却材供給装置および粒子線治療システム - Google Patents

回転ガントリーの冷却材供給装置および粒子線治療システム Download PDF

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WO2023058299A1
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rotating gantry
cable
spool
particle beam
supply device
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PCT/JP2022/028700
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French (fr)
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和仁 富田
康弘 湯口
新一 高真
希代彦 北川
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株式会社 東芝
東芝エネルギーシステムズ株式会社
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1081—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N2005/002—Cooling systems

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a rotating gantry coolant supply device.
  • a rotating gantry treatment table in the particle beam therapy system, the patient can be irradiated with the particle beam while the patient is stationary, which reduces the burden on the patient compared to a fixed treatment table.
  • a rotating gantry incorporates many instruments that rotate with the rotating gantry. Therefore, many cables required for power supply, control and communication need to be connected between the rotating gantry and stationary external equipment. The rotating gantry winds or unwinds the cable on the spool with each rotation.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a coolant supply device for a rotating gantry that can prevent delays in the supply of coolant to superconducting electromagnets.
  • FIG. 1 is a plan view showing the overall configuration of a particle beam therapy system according to a first embodiment;
  • FIG. 4 is a side view showing the spools of the rotating gantry;
  • FIG. 4 is a rear view of the rotating gantry corresponding to the IV-IV section of FIG. 3; Rear view showing the cover of the spool.
  • a cooling material supply device for a rotating gantry supports an irradiation nozzle that irradiates a particle beam and a transport unit that transports the particle beam to the irradiation nozzle, and has a horizontal axis that is oriented in the horizontal direction.
  • a rotating gantry that rotates about a center and a plurality of flexible hoses that are connected at one end to the rotating gantry and at the other end to a stationary device to supply coolant to the superconducting electromagnets of the transport unit are integrated in parallel. and a strip-shaped cable formed by molding.
  • the embodiment of the present invention provides a coolant supply device for a rotating gantry that can prevent the supply of coolant to the superconducting electromagnet from being delayed.
  • FIG. 2, 3, and 6 are described as the front side (front side) of the rotating gantry, and the right side as the back side (rear side) of the rotating gantry.
  • the vertical direction (vertical direction) orthogonal to this is the Y direction
  • the horizontal direction orthogonal to these is the X direction.
  • the X direction and the Y direction may be referred to as radial directions of the rotating gantry.
  • the direction of rotation around the axis along the outer peripheral surface of the rotating gantry may be referred to as the circumferential direction.
  • Reference numeral 1 in FIG. 1 is the particle beam therapy system of this embodiment.
  • a beam of particle beams such as carbon ions is irradiated to a lesion tissue (cancer) of a patient as a subject for treatment.
  • cancer lesion tissue
  • Radiotherapy technology using the particle beam therapy system 1 is also called heavy particle beam cancer therapy 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.
  • 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.
  • the particle beam therapy system 1 includes a beam generator 2, a circular accelerator 3, a beam transport line 4, and a rotating gantry 5.
  • the beam generator 2 has an ion source of carbon ions, which are charged particles, and generates a particle beam 7 (Fig. 2) from these carbon ions.
  • the circular accelerator 3 has a ring shape in plan view and accelerates the particle beam 7 generated by the beam generator 2 .
  • a beam transport line 4 transports the particle beam 7 accelerated by the circular accelerator 3 to the rotating gantry 5 .
  • a patient 8 ( FIG. 2 ) irradiated with a particle beam 7 is placed on the rotating gantry 5 .
  • a particle beam 7 of carbon ions generated by the beam generator 2 enters the circular accelerator 3 from the beam generator 2 .
  • This particle beam 7 is accelerated to approximately 70% of the speed of light while it circulates around the circular accelerator 3 approximately one million times.
  • This particle beam 7 is then guided to the rotating gantry 5 via the beam transport line 4 .
  • the beam generator 2, the circular accelerator 3 and the beam transport line 4 are equipped with a vacuum duct 6 (beam pipe) whose interior is evacuated. A particle beam 7 travels inside this vacuum duct 6 .
  • the beam generator 2 , the circular accelerator 3 , and the vacuum duct 6 of the beam transport line 4 are integrated to form a transport path for guiding the particle beam 7 to the rotating gantry 5 . That is, the vacuum duct 6 is a closed continuous space having a sufficient degree of vacuum to allow the particle beam 7 to pass through.
  • the rotating gantry 5 is a cylindrical device. This rotating gantry 5 is installed so that its cylindrical axis 9 is oriented horizontally. A rotating gantry 5 is rotatable around this horizontal axis 9 .
  • the rotating gantry 5 is supported by the building skeleton 10 that constitutes the treatment facility where the particle beam therapy system 1 is installed.
  • end rings 11 are fixed to the front and rear parts of the main body of the rotating gantry 5 .
  • a rotary drive unit 12 that supports the end rings 11 in a rotatable state and has a drive motor.
  • These rotary drive units 12 are supported by the frame 10 .
  • the driving force of the rotary drive unit 12 is applied to the rotating gantry 5 through the end ring 11 to rotate the rotating gantry 5 around the horizontal axis 9 .
  • the rotating gantry 5 is provided with a vacuum duct 6 extending from the beam transport line 4 (Fig. 1).
  • the vacuum duct 6 is first led inside the rotating gantry 5 along its horizontal axis 9 from the rear side.
  • the vacuum duct 6 once extends outward from the outer peripheral surface of the rotating gantry 5 and then extends inward of the rotating gantry 5 again.
  • the tip of this vacuum duct 6 extends to a position close to the patient 8 .
  • a predetermined rotating mechanism is provided in the vacuum duct 6 along the horizontal axis 9 of the rotating gantry 5 .
  • a portion of the vacuum duct 6 outside the rotating mechanism is stationary, and a portion inside the rotating mechanism rotates as the rotating gantry 5 rotates.
  • the rotating gantry 5 is also provided with an irradiation nozzle 13 that irradiates the patient 8 with the particle beam 7 and a transport section 14 that transports the particle beam 7 to the irradiation nozzle 13 . That is, the irradiation nozzle 13 and the transportation section 14 are supported by the rotating gantry 5 .
  • the transport section 14 includes a superconducting electromagnet 15 that generates a magnetic field that forms a path for transporting the particle beam 7 .
  • These superconducting electromagnets 15 are, for example, bending electromagnets that change the traveling direction of the particle beam 7 along the vacuum duct 6 or quadrupole electromagnets that control the convergence and divergence of the particle beam 7 .
  • the irradiation nozzle 13 is provided at the tip of the vacuum duct 6 and irradiates the patient 8 with the particle beam 7 guided by the transport section 14 .
  • This irradiation nozzle 13 is fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5 .
  • the particle beam 7 is emitted from the irradiation nozzle 13 in a direction perpendicular to the horizontal axis 9 .
  • a treatment space 16 for particle beam therapy is provided inside the rotating gantry 5 .
  • a patient 8 is placed on a treatment table 17 provided in this treatment space 16 .
  • the treatment table 17 is movable with the patient 8 placed thereon. By moving the treatment table 17, the patient 8 can be moved to the irradiation position of the particle beam 7 and aligned. Therefore, the particle beam 7 can be applied to an appropriate site such as a lesion tissue of the patient 8 .
  • the patient 8 is placed at the position of the horizontal axis 9, and by rotating the rotating gantry 5, the irradiation nozzle 13 can be rotated around the stationary patient 8.
  • the irradiation nozzle 13 can be rotated around the patient 8 (horizontal axis 9) clockwise (right) or counterclockwise (left) by 180 degrees in a rear view.
  • the particle beam 7 can be irradiated from any direction around the patient 8 .
  • the rotating gantry 5 is a device capable of changing the irradiation direction of the particle beam 7 guided by the beam transport line 4 to the patient 8 . Therefore, the affected area can be irradiated with the particle beam 7 from an appropriate direction with higher accuracy while reducing the burden on the patient 8 .
  • the particle beam 7 loses kinetic energy as it passes through the body of the patient 8, slows down, and receives a resistance that is almost inversely proportional to the square of the speed. When it reaches a certain speed, it stops suddenly. This stopping point of the particle beam 7 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 8, the particle beam therapy system 1 can kill only the lesion tissue while suppressing damage to normal tissue.
  • a treatment space 16 provided inside the rotating gantry 5 is formed integrally with a treatment room 18 on the front side of the rotating gantry 5 .
  • the treatment table 17 is fixed to the floor 19 of the stationary treatment room 18 . In other words, even if the rotating gantry 5 and the irradiation nozzle 13 are rotated, the position of the treatment table 17 does not change.
  • a counterweight 20 is fixed on the outer peripheral surface of the rotating gantry 5 on the side opposite to the portion where the transport section 14 is provided. This counterweight 20 is provided to balance the rotating gantry 5 with the transport 14 as the center. That is, the weight of the counterweight 20 is set corresponding to the weight of the transport section 14 .
  • a weight pit 21 is provided below the rotating gantry 5 and is formed in a concave shape in the frame 10 so that the counterweight 20 can pass therethrough as the rotating gantry 5 rotates.
  • cables 22 are led to the rotating gantry 5 from the outside.
  • These cables 22 are, for example, power supply cables, signal lines, flexible hoses for coolant, etc., and are used to supply power to predetermined devices provided on the rotating gantry 5 and to transmit control signals.
  • These cables 22 include flexible hoses 81 ( FIG. 6 ) that supply coolant to the superconducting electromagnets 15 of the transport section 14 .
  • a spool 23 is provided at the rear of the rotating gantry 5 for winding or unwinding the cable 22 as the rotating gantry 5 rotates.
  • the axis of the spool 23 coincides with the horizontal axis 9 of the rotating gantry 5 .
  • a cable pit 24 is provided which is recessed in the frame 10 and allows the cable 22 hanging down from the spool 23 to be arranged.
  • the width dimension of the cable pit 24 in the X direction is set to be larger than the diameter of the spool 23 .
  • the spool 23 is provided so as to protrude rearward from the rear portion of the rotating gantry 5 .
  • the spool 23 is a portion having a cylindrical shape, and is formed so as to have a smaller diameter than the main body of the rotating gantry 5 .
  • the spool 23 includes a disk-shaped flange 25 , a plurality of disk-shaped flange rings 26 , and a plurality of recessed lanes 27 ( FIG. 6 ) for holding the cable 22 .
  • the flange 25 is provided at the rear end of the spool 23.
  • a plurality of collar rings 26 are arranged side by side in the axial direction (Z direction) between the flange 25 and the rotating gantry 5 . These collar rings 26 are formed to have a smaller diameter than the diameter of the flange 25 .
  • the rear flange ring 26 closest to the flange 25 is provided at a position separated from the flange 25 .
  • a plurality of lanes 27 (FIG. 6) are formed between each collar ring 26 .
  • each lane 27 accommodates a plurality of cables 22 .
  • one lane 27 accommodates two or three cables 22 .
  • four or more cables 22 may be accommodated in one lane 27 .
  • a plurality of cables 22 are arranged side by side in the axial direction (Z direction) of the spool 23 in accordance with the arrangement of the flange ring 26 and the lane 27. , are arranged side by side in the radial direction of the spool 23 (X direction and Y direction). Moreover, when the cable 22 hangs down from the spool 23, the plurality of cables 22 are arranged side by side in the axial direction (Z direction) of the spool 23 and arranged side by side in the horizontal direction (X direction).
  • each lane 27 may be different according to the number or thickness of the cables 22 to be accommodated. Also, a plurality of cables 22 of different types or thicknesses may be accommodated in one lane 27 .
  • a chamfered portion 29 (bevel) is formed by notching both corners of the peripheral surface 28 of each flange ring 26 . That is, a chamfered portion 29 is formed on the peripheral edge of the flange ring 26 . In this way, when the cable 22 is accommodated in the lane 27, the cable 22 is less likely to get caught on the collar ring 26, and the friction or tension on the cable 22 caused by being caught on the collar ring 26 can be reduced. Winding can be suppressed.
  • the chamfered portion 29 is an inclined surface having an inclination of about 45° with respect to the projecting direction of the flange ring 26 .
  • a part of the peripheral surface 28 of the flange ring 26 remains even when the chamfered portion 29 is provided.
  • the peripheral surface 28 at the tip of the collar ring 26 is left. In this way, even if the cable 22 is caught on the flange ring 26, the cable 22 can be prevented from being cut or worn.
  • each cable 22 is connected to a stationary device 30 with one end connected to the spool 23 of the rotating gantry 5 and the other end stationary.
  • the fixing device 30 is fixed to the skeleton 10, for example.
  • the plurality of cables 22 includes, for example, power lines for supplying power, signal lines for transmitting control signals, flexible hoses 81 (FIG. 6) for supplying coolant, and the like.
  • the fixing device 30 is composed of, for example, a power supply, a terminal block, a coolant supply pump, and the like.
  • FIG. 4 is a rear view of the rotating gantry 5, the illustration of the main body of the rotating gantry 5, the rotation drive unit 12, the transportation unit 14, etc. is omitted for the sake of understanding.
  • a coolant supply device 80 for the rotating gantry 5 is provided in the particle beam therapy system 1 of this embodiment.
  • This coolant supply device 80 comprises at least a cable 22 .
  • the cable 22 of the coolant supply device 80 is provided to supply the coolant via the spool 23 to the superconducting electromagnet 15 of the transport section 14 provided on the rotating gantry 5 .
  • one cable 22 is formed by bundling a plurality of flexible hoses 81 to form a circular cross-sectional view.
  • a protective tape 82 is helically wound around the outer periphery of the bundle.
  • One cable 22 is formed by the flexible hose 81 and the protective tape 82 covering the surface.
  • a single cable 22 may be formed by bundling a plurality of flexible hoses 81 and housing them in a single large-diameter tube (not shown).
  • the flexible hose 81 has a hollow interior (FIG. 6) and is provided to supply a coolant such as liquid helium or liquid nitrogen to the superconducting electromagnet 15 (FIG. 2).
  • the flexible hose 81 is a pressure-resistant hose in which metal wires are woven to increase pressure resistance, and the coolant can be supplied at a predetermined pressure.
  • a plurality of flexible hoses 81 bundled as one cable 22 should have the same type, thickness, and hardness (rigidity). In this way, the bending degree of the flexible hose 81 bundled as one cable 22 can be made uniform, and it becomes easier to wind around the spool 23 . It should be noted that the types, thicknesses, and hardnesses of a plurality of flexible hoses 81 bundled as one cable 22 may be varied.
  • the plurality of cables 22 are divided into a first group G1 and a second group G2.
  • the first group G1 and the second group G2 may be divided according to the type of the cable 22, or may be divided according to the device to which the cable 22 is connected. Accordingly, a plurality of collar rings 26 around which the plurality of cables 22 of the first group G1 are wound and a plurality of collar rings 26 around which the plurality of cables 22 of the second group G2 are wound are provided.
  • the cables 22 of the first group G1 and the cables 22 of the second group G2 are wound in different directions around the spool 23.
  • the cables 22 of the first group G1 are wound around the spool 23 and the cables 22 of the second group G2 are let out from the spool 23 .
  • the rotating gantry 5 rotates clockwise, the cables 22 of the first group G1 are let out from the spool 23, and the cables 22 of the second group G2 are wound around the spool 23.
  • the coolant supply device 80 further includes a connector portion 32, a penetrating portion 33, and a cover . At least a part of the rotating gantry 5, the spool 23, and the flange ring 26 may be included in the configuration of the coolant supply device 80.
  • FIG. 1 A connector portion 32, a penetrating portion 33, and a cover .
  • the connector portion 32 is provided corresponding to the lane 27 ( FIG. 6 ) that holds the cable 22 on the spool 23 and protrudes in the radial direction of the spool 23 .
  • one connector portion 32 is provided corresponding to a plurality of lanes 27 in the first group G1.
  • the connector portion 32 is, for example, a plate member or a block that radially protrudes from the outer peripheral surface of the spool 23 .
  • the through portion 33 is a through hole formed in the connector portion 32, and is a portion that penetrates the spool 23 in the circumferential direction and allows the cable 22 to pass from the outside to the inside of the spool 23.
  • a through window 36 is formed in a portion of the spool 23 corresponding to the through portion 33 .
  • the cable 22 is introduced into the rotating gantry 5 via the penetration portion 33 and the penetration window 36 .
  • the cable 22 is then connected to devices such as the superconducting electromagnet 15 (FIG. 2) provided on the rotating gantry 5 .
  • the cable 22 is fixed to the through portion 33 .
  • Each cable 22 is wound in the circumferential direction along the outer circumference (lane 27) of the spool 23 from the portion of the through portion 33 that is fixed.
  • the cover 34 extends from the lane 27 to the tip of the connector portion 32 .
  • This cover 34 is a member having an inclined surface 35 that is inclined with respect to the outer peripheral surface of the spool 23 .
  • the cover 34 covers the through window 36 of the spool 23 .
  • the cable 22 can be gently wound from the lane 27 to the tip of the connector portion 32, so that the cable 22 can be prevented from buckling.
  • "buckling of the cable 22" indicates that the inside of the cable 22 is crushed or that the cable 22 is greatly bent to such an extent that the function is impaired.
  • the cable 22 is not greatly bent at the penetrating portion 33, and the function of supplying the coolant to the superconducting electromagnet 15 can be prevented from deteriorating.
  • twisting of the cable 22 generated inside the spool 23 can be prevented from being transmitted to the cable 22 outside the spool 23. Therefore, twisting of the cable 22 wound around the spool 23 can be prevented.
  • the connector part 32 when the cable 22 is replaced, replacement maintenance can be performed separately inside the spool 23 (inside the connector part 32) and outside (outside the connector part 32).
  • a connection part is provided in the connector part 32, one cable 22 can be detachably attached to the connection part, and maintenance of the cable 22 is performed separately inside and outside the spool 23. - ⁇ In this way, the load of maintenance work is reduced.
  • each flexible hose 81 is prevented from being twisted due to irregular winding, and the superconducting electromagnet 15 is cooled. It is possible to prevent the supply of materials from being delayed.
  • a plurality of flexible hoses 81 are bundled to form one cable 22, but other modes may be used.
  • a single cable 22 may be formed by bundling a plurality of power lines or a plurality of signal lines.
  • the flexible hose 81, the power line, and the signal line may be mixed and bundled to form one cable 22.
  • the cable 22A of the second embodiment has a band shape (flat plate shape) formed by integrating a plurality of flexible hoses 81 in parallel.
  • one cable 22A is formed by flattening a plurality of flexible hoses 81 and forming an oval shape in a cross-sectional view.
  • nine flexible hoses 81 are arranged in a straight line in a cross-sectional view, and a protective tape 82 is spirally wound around the outer periphery of the arrangement.
  • One cable 22 is formed by the flexible hose 81 and the protective tape 82 covering the surface.
  • a plurality of flexible hoses 81 may be arranged and accommodated in one tube (not shown) to form one cable 22 .
  • the spool 23 is provided with at least two collar rings 26A, and a recessed lane 27A having a frontage dimension larger than the width dimension of the cable 22 is formed between these collar rings 26A.
  • a plurality of cables 22A are held in a state of being stacked in the radial direction of the spool 23 with respect to one lane 27A. That is, the spool 23 can be wound or unwound while the cables 22A are radially stacked. In this way, a plurality of cables 22A can be wound around the spool 23 without causing random winding.
  • the flexible hose 81 is prevented from being twisted due to irregular winding, and the supply of the coolant to the superconducting electromagnet 15 (FIG. 2) is not delayed. can be done. Further, by flatly bundling the cable 22A, the number of collar rings 26A provided on the spool 23 can be reduced.
  • the cable 22B of the third embodiment has a strip shape (flat plate shape) formed by integrating a plurality of flexible hoses 81 in parallel. Furthermore, the cable 22B includes a band-shaped reinforcing member 83 .
  • nine flexible hoses 81 are arranged along one reinforcing member 83, and a protective tape 82 is helically wound around the outer periphery of the arrangement.
  • the plurality of flexible hoses 81 are integrated together with the reinforcing member 83 by the protective tape 82 .
  • the flexible hose 81, reinforcing member 83 and protective tape 82 form one cable 22B.
  • the reinforcing member 83 is provided on the outer peripheral side of the wound cable 22B when the belt-shaped cable 22B is wound around the spool 23 . This makes it easier to stack the cable 22B in the radial direction of the spool 23 .
  • the reinforcing member 83 makes it difficult for the cable 22B to twist, so that twisting of the flexible hose 81 can be suppressed. Further, when manufacturing the cable 22B, the flexible hoses 81 can be easily arranged in a straight line in a cross-sectional view, which facilitates manufacturing.
  • the flange ring 26B of the fourth embodiment has a semicircular peripheral edge in a cross-sectional view. That is, the curved surface 84 is formed by curving the peripheral surface of each collar ring 26B. This curved surface 84 constitutes the chamfered portion of the fourth embodiment. It should be noted that both corners of the peripheral surface of the flange ring 26B may be curved to form so-called R-chamfered chamfered portions.
  • the peripheral surface of the flange ring 26B is curved to form a curved surface 84, when the cable 22 is housed in the lane 27, the cable 22 is less likely to be caught by the flange ring 26B. Friction or tension on the cable 22 caused by the catching of the cable 22 can be reduced, and random winding can be suppressed. Even if the cable 22 is caught on the flange ring 26B, it is possible to prevent the cable 22 from being cut or worn.
  • a chamfered portion 86 is formed by notching one corner of the peripheral surface 85 thereof. That is, the chamfered portion 86 is formed only on one side of each flange ring 26C.
  • the chamfered portion 86 is an inclined surface having an inclination of about 30° with respect to the projecting direction of the collar ring 26C.
  • one flange ring 26C has a surface on which a chamfered portion 86 is formed facing the lane 27, and the other flange ring 26C has a chamfered portion 86. is facing toward lane 27.
  • the frontage dimension D1 of the lane 27 can be made wider than at least when the chamfered portion 86 is not formed.
  • the frontage dimension D2 can be made wider than at least the frontage dimension D1 of the other lanes 27 .
  • the chamfered portions 86 can be arranged on both sides of the lane 27' to make the frontage dimension D2 wider. . This makes it easier for the cable 22' to enter the lane 27', and as a result, it is possible to suppress random winding.
  • the coolant supply device for the rotating gantry has been described based on the first to fifth embodiments, the configuration applied in any one embodiment may be applied to other embodiments, and each embodiment may be applied. You may combine the structure applied in the form.
  • the chamfered portions 86 of both flange rings 26C sandwiching the cables 22A and 22B are aligned with the cable 22A. , 22B, and the frontage can be widened.
  • a facility that performs heavy ion radiotherapy is exemplified, but the above-described embodiment can also be applied to other facilities.
  • the above embodiments may be applied to facilities that perform proton beam cancer therapy.
  • buckling of the cable supplying the coolant to the superconducting electromagnet is prevented by providing the penetrating portion that penetrates the spool in the circumferential direction and allows the cable to pass from the outside to the inside of the spool. be able to.

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Abstract

実施形態によれば、回転ガントリー（５）の冷却材供給装置（８０）は、粒子線ビーム（７）を照射する照射ノズル（１３）と照射ノズル（１３）に粒子線ビーム（７）を輸送する輸送部（１４）とを支持して水平方向を向く水平軸（９）を中心に回転する回転ガントリー（５）と、一端が回転ガントリー（５）に接続されて他端が静止している装置（３０）に接続され、輸送部（１４）が有する超電導電磁石（１５）に冷却材を供給する複数のフレキシブルホース（８１）が並列に一体化されて形成された帯状を成すケーブル（２２Ａ）とを備える。

Description

回転ガントリーの冷却材供給装置および粒子線治療システム
　本発明の実施形態は、回転ガントリーの冷却材供給装置に関する。
　粒子線治療システムにおいて、回転ガントリーの治療台を採用すると、患者が静止した状態で粒子線を照射できるため、固定治療台に比べて患者の負担が軽減される。しかし、回転ガントリーには多くの機器が組み込まれ、これらの機器は回転ガントリーと一緒に回転する。そこで、電源、制御、通信のために必要な多くのケーブルを、回転ガントリーと静止している外部の機器との間で接続する必要がある。回転ガントリーでは、その回転の度にスプールに対するケーブルの巻き取りまたは繰り出しが行われる。
　また、超電導電磁石を用いることで回転ガントリーの小型化を図れるが、超電導電磁石を冷却する液体ヘリウムを外部から供給するホースが必要になる。しかし、スプールに多くのケーブルが巻かれると、乱巻き状態になる場合がある。ここで、超電導電磁石に冷却材を供給するために中空なフレキシブルホースを用いると、このフレキシブルホースが乱巻きで捩じれてしまい、超電導電磁石に対する冷却材の供給が滞ることなる。従来技術では、ケーブルベア（登録商標）を用いて複数のケーブルをまとめるものがある。しかし、ケーブルベア（登録商標）を用いると、コストが嵩むばかりか、装置の構成が増えるため、回転ガントリーを回転させるときの制御が煩雑になる。
特開平１０－３３００３７号公報 特開２００１－２５１７４８号公報 特開２００８－６７９０８号公報
　本発明が解決しようとする課題は、超電導電磁石に対して冷却材の供給が滞らないようにできる回転ガントリーの冷却材供給装置を提供することである。
第１実施形態の粒子線治療システムの全体構成を示す平面図。 回転ガントリーを示す側面図。 回転ガントリーのスプールを示す側面図。 図３のIV－IV断面に対応する回転ガントリーの背面図。 スプールのカバーを示す背面図。 第１実施形態のツバリングとケーブルを示す側面図。 第２実施形態のツバリングとケーブルを示す側面図。 第３実施形態のツバリングとケーブルを示す側面図。 第４実施形態のツバリングとケーブルを示す側面図。 第５実施形態のツバリングとケーブルを示す側面図。
　本発明の実施形態に係る回転ガントリーの冷却材供給装置は、粒子線ビームを照射する照射ノズルと前記照射ノズルに前記粒子線ビームを輸送する輸送部とを支持して水平方向を向く水平軸を中心に回転する回転ガントリーと、一端が前記回転ガントリーに接続されて他端が静止している装置に接続され、前記輸送部が有する超電導電磁石に冷却材を供給する複数のフレキシブルホースが並列に一体化されて形成された帯状を成すケーブルと、を備える。
　本発明の実施形態により、超電導電磁石に対して冷却材の供給が滞らないようにできる回転ガントリーの冷却材供給装置が提供される。
　（第１実施形態）
　以下、図面を参照しながら、粒子線治療システムおよび回転ガントリーの実施形態について詳細に説明する。まず、第１実施形態について図１から図６を用いて説明する。なお、図２、図３、図６の紙面左側を回転ガントリーの正面側（前方側）とし、紙面右側を回転ガントリーの背面側（後方側）として説明する。図面では、直交座標系において、回転ガントリーの軸方向をＺ方向とした場合に、これに直交する垂直方向（上下方向）をＹ方向とし、これらに直交する水平方向をＸ方向として図示している。なお、Ｘ方向およびＹ方向を回転ガントリーの径方向と称する場合がある。さらに、回転ガントリーの外周面に沿って軸回りに回転する方向を周方向と称する場合がある。
　図１の符号１は、本実施形態の粒子線治療システムである。この粒子線治療システム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。
　粒子線治療システム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。
　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。
　図１に示すように、粒子線治療システム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と回転ガントリー５とを備える。
　ビーム発生器２は、荷電粒子である炭素イオンのイオン源を有し、この炭素イオンによって粒子線ビーム７（図２）を生成する。円形加速器３は、平面視でリング状を成し、ビーム発生器２で生成された粒子線ビーム７を加速する。ビーム輸送ライン４は、円形加速器３で加速された粒子線ビーム７を回転ガントリー５に輸送する。回転ガントリー５には、粒子線ビーム７が照射される患者８（図２）が配置される。
　この粒子線治療システム１では、まず、ビーム発生器２で生成された炭素イオンの粒子線ビーム７が、ビーム発生器２から円形加速器３に入射される。この粒子線ビーム７は、円形加速器３を約百万回周回する間に光速の約７０％まで加速される。そして、この粒子線ビーム７がビーム輸送ライン４を介して回転ガントリー５まで導かれる。
　ビーム発生器２と円形加速器３とビーム輸送ライン４は、内部が真空にされる真空ダクト６（ビームパイプ）を備える。この真空ダクト６の内部を粒子線ビーム７が進行する。ビーム発生器２と円形加速器３とビーム輸送ライン４が有する真空ダクト６が一体となり、粒子線ビーム７を回転ガントリー５まで導く輸送経路が形成される。つまり、真空ダクト６は、粒子線ビーム７を通過させるために、充分な真空度を有する密閉された連続空間である。
　図２の断面図に示すように、回転ガントリー５は、円筒形状を成す装置である。この回転ガントリー５は、その円筒の軸９が水平方向を向くように設置される。この水平軸９を中心として回転ガントリー５が回転可能となっている。
　回転ガントリー５は、粒子線治療システム１が設けられている治療施設を構成する建屋の躯体１０に支持されている。例えば、この回転ガントリー５の本体部の前部と後部には、エンドリング１１が固定されている。これらのエンドリング１１の下方位置には、エンドリング１１を回転可能な状態で支持し、かつ駆動モータを備える回転駆動部１２が設けられている。これらの回転駆動部１２は、躯体１０に支持されている。回転駆動部１２の駆動力は、エンドリング１１を介して回転ガントリー５に与えられ、回転ガントリー５が水平軸９周りに回転される。
　回転ガントリー５には、ビーム輸送ライン４（図１）から延びる真空ダクト６が設けられている。真空ダクト６は、まず、回転ガントリー５の後方側からその水平軸９に沿って内部に導かれる。そして、真空ダクト６は、回転ガントリー５の外周面よりも外側に向けて一旦延びた後、再び回転ガントリー５の内側に向けて延びる。この真空ダクト６の先端部は、患者８に近接する位置まで延びる。
　なお、特に図示はしないが、真空ダクト６において、回転ガントリー５の水平軸９に沿う部分には、所定の回転機構が設けられている。真空ダクト６は、この回転機構よりも外側の部分が静止した状態であり、この回転機構よりも内側の部分が回転ガントリー５の回転とともに回転するようになっている。
　また、回転ガントリー５には、粒子線ビーム７を患者８に向けて照射する照射ノズル１３と、この照射ノズル１３に粒子線ビーム７を輸送する輸送部１４とが設けられている。つまり、照射ノズル１３と輸送部１４は、回転ガントリー５に支持されている。
　さらに、輸送部１４は、粒子線ビーム７を輸送する経路を形成する磁場を発生させる超電導電磁石１５を備えている。これらの超電導電磁石１５は、例えば、真空ダクト６に沿って粒子線ビーム７の進行方向を変更する偏向電磁石、または、粒子線ビーム７の収束および発散を制御する四極電磁石などである。
　照射ノズル１３は、真空ダクト６の先端部に設けられ、輸送部１４により導かれた粒子線ビーム７を患者８に向けて照射する。この照射ノズル１３は、回転ガントリー５の内周面に固定されている。なお、粒子線ビーム７は、照射ノズル１３から水平軸９に対して直交する方向に照射される。
　回転ガントリー５の内部には、粒子線治療を行う治療空間１６が設けられる。患者８は、この治療空間１６に設けられた治療台１７に載置される。この治療台１７は、患者８を載置した状態で移動可能となっている。この治療台１７の移動によって患者８を粒子線ビーム７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８の病巣組織など、適切な部位に粒子線ビーム７を照射することができる。
　患者８は水平軸９の位置に配置され、回転ガントリー５を回転させることで、静止している患者８を中心として照射ノズル１３を回転させることができる。例えば、患者８（水平軸９）を中心として照射ノズル１３を、背面視で時計回り（右回り）または反時計回り（左回り）に１８０度ずつ回転させることができる。そして、患者８の周囲のいずれの方向からも粒子線ビーム７を照射させることができる。つまり、回転ガントリー５は、ビーム輸送ライン４により導かれた粒子線ビーム７の患者８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８の負担を軽減しつつ、適切な方向から粒子線ビーム７をより高い精度で患部に照射することができる。
　粒子線ビーム７は、患者８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７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。粒子線治療システム１は、このブラッグピークを患者８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。
　回転ガントリー５の内部に設けられた治療空間１６は、回転ガントリー５の正面側にある治療室１８と一体を成すように形成されている。なお、治療台１７は、静止している治療室１８の床１９に固定されている。つまり、回転ガントリー５および照射ノズル１３が回転されても、治療台１７の位置は変化しないようになっている。
　回転ガントリー５の外周面において、輸送部１４が設けられた部分の反対側には、カウンターウエイト２０が固定されている。このカウンターウエイト２０は、回転ガントリー５と中心として輸送部１４とのバランスをとるために設けられている。つまり、カウンターウエイト２０の重量は、輸送部１４の重量に対応して設定されている。また、回転ガントリー５の下方位置には、躯体１０に凹状に形成され、回転ガントリー５の回転とともに、カウンターウエイト２０が通過可能なウエイトピット２１が設けられている。
　さらに、回転ガントリー５には、外部から複数のケーブル２２が導かれている。これらのケーブル２２は、例えば、給電ケーブル、信号線、冷却材用フレキシブルホースなどであり、回転ガントリー５に設けられた所定の機器に対して電力を供給したり、制御信号を伝達したりするために設けられている。これらのケーブル２２には、輸送部１４が有する超電導電磁石１５に冷却材を供給するフレキシブルホース８１（図６）が含まれている。
　回転ガントリー５の後部には、回転ガントリー５の回転とともに、ケーブル２２の巻き取りまたは繰り出しを行うスプール２３が設けられている。なお、スプール２３の軸は、回転ガントリー５の水平軸９と一致している。
　スプール２３の下方位置には、躯体１０に凹状に形成され、スプール２３から垂れ下がるケーブル２２を配置可能なケーブルピット２４が設けられている。ケーブルピット２４のＸ方向の幅寸法は、スプール２３の直径よりも大きくなるように設定される。
　図３の断面図に示すように、スプール２３は、回転ガントリー５の後部から後方に向かって突出して設けられている。このスプール２３は、円筒形状を成す部分であり、回転ガントリー５の本体部の直径よりも小径を成すように形成されている。このスプール２３は、円盤状を成す１枚のフランジ２５と、円盤状を成す複数のツバリング２６と、ケーブル２２を保持する凹状を成す複数のレーン２７（図６）とを備える。
　フランジ２５は、スプール２３の後端部に設けられている。複数のツバリング２６は、フランジ２５と回転ガントリー５との間で軸方向（Ｚ方向）に並んで配置されている。これらのツバリング２６は、フランジ２５の直径よりも小径を成すように形成されている。また、最もフランジ２５に近接している後側のツバリング２６は、フランジ２５から離間された位置に設けられている。複数のレーン２７（図６）は、それぞれのツバリング２６の間に形成されている。
　図６の断面図に示すように、それぞれのレーン２７には、複数のケーブル２２が収容される。例えば、１つのレーン２７に対して、２～３本のケーブル２２が収容されている。なお、１つのレーン２７に対して、４本以上のケーブル２２が収容されても良い。
　スプール２３の周方向にケーブル２２が巻き回された場合には、ツバリング２６およびレーン２７の配置に合わせて、複数のケーブル２２が、スプール２３の軸方向（Ｚ方向）に並んで配置されるとともに、スプール２３の径方向（Ｘ方向およびＹ方向）に並んで配置される。また、スプール２３からケーブル２２が垂れ下がる場合には、複数のケーブル２２が、スプール２３の軸方向（Ｚ方向）に並んで配置されるとともに、水平方向（Ｘ方向）に並んで配置される。
　なお、それぞれのレーン２７の幅は、収容されるケーブル２２の本数または太さに応じて、それぞれ異なっていても良い。また、１つのレーン２７に対して、種類または太さが異なる複数のケーブル２２が収容されても良い。
　それぞれのツバリング２６の周面２８において、その両角部が切り欠かれて面取部２９（ベベル）が形成されている。つまり、ツバリング２６の周縁に面取りされた面取部２９が形成されている。このようにすれば、ケーブル２２がレーン２７に収容されるときに、ケーブル２２がツバリング２６に引っ掛かり難くなり、ツバリング２６への引っ掛かりによって生じるケーブル２２への摩擦または張力を低減させることができ、乱巻きを抑制することができる。
　例えば、面取部２９は、ツバリング２６の突出方向に対して約４５°の傾きを有する傾斜面となっている。これらの面取部２９が設けられることで、レーン２７の間口が広がるようになり、ケーブル２２がスムーズにレーン２７に収容されるようになる。
　なお、面取部２９が設けられる場合でも、ツバリング２６の周面２８の一部は残されている。例えば、ツバリング２６の先端の周面２８が残されている。このようにすれば、仮に、ケーブル２２がツバリング２６に引っ掛かった場合でも、ケーブル２２が切断されたり、ケーブル２２が摩耗したりすることを抑制できる。
　図４に示すように、それぞれのケーブル２２は、一端が回転ガントリー５のスプール２３に接続されて他端が静止している固定装置３０に接続されている。固定装置３０は、例えば、躯体１０に固定されている。複数のケーブル２２は、例えば、電力を供給する電力線、制御信号を伝達する信号線、冷却材を供給するフレキシブルホース８１（図６）などで構成されている。固定装置３０は、例えば、電源、ターミナルブロック、冷却材供給用ポンプなどで構成されている。なお、図４は回転ガントリー５の背面図であるが、理解を助けるために、回転ガントリー５の本体部、回転駆動部１２、輸送部１４などの図示を省略している。
　本実施形態の粒子線治療システム１には、回転ガントリー５の冷却材供給装置８０が設けられている。この冷却材供給装置８０は、少なくともケーブル２２を備える。冷却材供給装置８０のケーブル２２は、回転ガントリー５に設けられた輸送部１４の超電導電磁石１５に対して、スプール２３を介して冷却材を供給するために設けられている。
　図６の断面図に示すように、１本のケーブル２２は、複数のフレキシブルホース８１を束ねて断面視で円形状を成すように形成されている。例えば、５本または６本のフレキシブルホース８１が束ねられ、その束ねられたものの外周を螺旋状に保護テープ８２で巻き回す。そして、これらのフレキシブルホース８１と表面を覆う保護テープ８２とで１本のケーブル２２が形成される。また、複数のフレキシブルホース８１を束ねた状態で、１本の大径のチューブ（図示略）に収容し、１本のケーブル２２を形成しても良い。
　なお、フレキシブルホース８１は、内部が中空であり（図６）、液体ヘリウムまたは液体窒素などの冷却材を超電導電磁石１５（図２）に供給するために設けられている。このフレキシブルホース８１は、金属製のワイヤーが編み込まれて耐圧性を高めた耐圧ホースとなっており、所定の圧力で冷却材を供給することができる。
　また、１本のケーブル２２として束ねられる複数のフレキシブルホース８１は、種類、太さ、硬さ（剛性）が同一のものにする。このようにすれば、１本のケーブル２２として束ねられたフレキシブルホース８１の曲がり具合を同一にすることができ、スプール２３に対して巻き回し易くなる。なお、１本のケーブル２２として束ねられる複数のフレキシブルホース８１の種類、太さ、硬さを異ならせても良い。
　図３および図４に示すように、複数のケーブル２２は、第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とに分けられている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２とは、ケーブル２２の種類毎に分けても良いし、ケーブル２２の接続先となる機器毎に分けても良い。これに合わせて、第１群Ｇ１の複数のケーブル２２が巻き回される複数のツバリング２６と、第２群Ｇ２の複数のケーブル２２が巻き回される複数のツバリング２６とが設けられている。
　第１群Ｇ１のケーブル２２と第２群Ｇ２のケーブル２２とは、スプール２３に巻き回される方向が異なっている。例えば、背面視において、回転ガントリー５が反時計回りに回転した場合に、第１群Ｇ１のケーブル２２がスプール２３に巻き取られ、第２群Ｇ２のケーブル２２がスプール２３から繰り出される。一方、回転ガントリー５が時計回りに回転した場合に、第１群Ｇ１のケーブル２２がスプール２３から繰り出され、第２群Ｇ２のケーブル２２がスプール２３に巻き取られる。
　なお、図４では、理解を助けるために、第１群Ｇ１のケーブル２２のみを図示し、第２群Ｇ２のケーブル２２の図示を省略している。実際の背面視では、スプール２３から垂れ下がる第１群Ｇ１のケーブル２２と第２群Ｇ２のケーブル２２とがケーブルピット２４で交差して見える。
　図４および図５に示すように、冷却材供給装置８０は、コネクタ部３２と貫通部３３とカバー３４とをさらに備える。なお、冷却材供給装置８０の構成には、回転ガントリー５とスプール２３とツバリング２６の少なくとも一部が含まれても良い。
　コネクタ部３２は、スプール２３におけるケーブル２２を保持するレーン２７（図６）に対応して設けられ、スプール２３の径方向に突出されている。例えば、第１群Ｇ１の複数のレーン２７に対応して１つのコネクタ部３２が設けられている。このコネクタ部３２は、例えば、スプール２３の外周面から径方向に突出して設けられた板部材またはブロックである。
　貫通部３３は、コネクタ部３２に形成された貫通孔であり、スプール２３の周方向に貫通してケーブル２２をスプール２３の外部から内部に通す部分である。なお、スプール２３における貫通部３３に対応する部分には、貫通窓３６が形成されている。ケーブル２２は、貫通部３３と貫通窓３６を介して回転ガントリー５の内部に導入される。そして、ケーブル２２は、回転ガントリー５に設けられた超電導電磁石１５（図２）などの機器に接続される。なお、ケーブル２２は、貫通部３３の部分に固定されている。それぞれのケーブル２２は、固定された貫通部３３の部分からスプール２３の外周（レーン２７）に沿って周方向に巻き回される。
　カバー３４は、レーン２７からコネクタ部３２の突端部まで延びている。このカバー３４は、スプール２３の外周面に対して傾斜している傾斜面３５を有する部材である。このカバー３４により、スプール２３の貫通窓３６の部分が覆われている。このようにすれば、レーン２７からコネクタ部３２の突端部までなだらかにケーブル２２を巻くことができるため、ケーブル２２の座屈を防ぐことができる。なお、「ケーブル２２の座屈」とは、ケーブル２２の内部が押し潰され、または、機能に支障が生じる程度にケーブル２２が大きく屈曲されることを示す。
　第１実施形態では、貫通部３３の部分でケーブル２２が大きく屈曲されることがなくなり、超電導電磁石１５に冷却材を供給する機能が低下してしまうことを防ぐことができる。
　また、コネクタ部３２でケーブル２２を固縛することで、スプール２３の内部で生じたケーブル２２の捩じれが、スプール２３の外部のケーブル２２に伝わることを妨げることができる。そのため、スプール２３に巻かれるケーブル２２の捩じれを防止することができる。
　また、コネクタ部３２があれば、ケーブル２２の交換の際に、スプール２３の内部（コネクタ部３２より内側）と外部（コネクタ部３２より外側）で個別に交換保守が行えるようになる。例えば、コネクタ部３２の部分に接続部を設けるようにし、この接続部で１本のケーブル２２を着脱可能にし、このケーブル２２をスプール２３の内側と外側でそれぞれ個別に保守を行うようにする。このようにすれば、保守作業の負荷が低減される。
　また、第１実施形態では、複数のフレキシブルホース８１を束ねて１本のケーブル２２とすることで、それぞれのフレキシブルホース８１が乱巻きで捩じれてしまうことを抑制し、超電導電磁石１５に対して冷却材の供給が滞らないようにできる。
　なお、第１実施形態では、複数のフレキシブルホース８１を束ねて１本のケーブル２２を形成しているが、その他の態様であっても良い。例えば、複数の電力線または複数の信号線を束ねて１本のケーブル２２を形成しても良い。また、フレキシブルホース８１と電力線と信号線とを混在させた状態で束ねて１本のケーブル２２を形成しても良い。
　（第２実施形態）
　次に、第２実施形態について図７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。
　第２実施形態のケーブル２２Ａは、複数のフレキシブルホース８１が並列に一体化されて形成された帯状（平板状）を成している。つまり、１本のケーブル２２Ａは、複数のフレキシブルホース８１を平らに纏めて、断面視で長円形状を成すように形成されている。
　例えば、９本のフレキシブルホース８１が断面視で直線状に並べられ、その並べられたものの外周を螺旋状に保護テープ８２で巻き回す。そして、これらのフレキシブルホース８１と表面を覆う保護テープ８２とで１本のケーブル２２が形成される。また、複数のフレキシブルホース８１を並べた状態で、１本のチューブ（図示略）に収容し、１本のケーブル２２を形成しても良い。
　そして、スプール２３には、少なくとも２つのツバリング２６Ａが設けられ、これらツバリング２６Ａの間に、ケーブル２２の幅寸法よりも大きな間口寸法を有する凹状を成すレーン２７Ａが形成されている。
　なお、１つのレーン２７Ａに対して複数のケーブル２２Ａがスプール２３の径方向に積層された状態で保持される。つまり、スプール２３は、複数のケーブル２２Ａを径方向に積層した状態で巻き取りまたは繰り出しを行うことができる。このようにすれば、複数のケーブル２２Ａを、乱巻きを生じさせずにスプール２３に巻くことができる。
　第２実施形態では、ケーブル２２Ａが帯状を成しているため、フレキシブルホース８１が乱巻きで捩じれてしまうことを抑制し、超電導電磁石１５（図２）に対して冷却材の供給が滞らないようにできる。また、ケーブル２２Ａを平らに纏めることで、スプール２３に設けるツバリング２６Ａの数を削減することができる。
　（第３実施形態）
　次に、第３実施形態について図８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。
　第３実施形態のケーブル２２Ｂは、複数のフレキシブルホース８１が並列に一体化されて形成された帯状（平板状）を成している。さらに、ケーブル２２Ｂは、帯状を成す補強部材８３を備える。
　例えば、９本のフレキシブルホース８１が１本の補強部材８３に沿って並べられ、その並べられたものの外周を螺旋状に保護テープ８２で巻き回す。ここで、保護テープ８２により補強部材８３とともに複数のフレキシブルホース８１が一体化される。そして、これらのフレキシブルホース８１と補強部材８３と保護テープ８２とで１本のケーブル２２Ｂが形成される。
　なお、補強部材８３は、帯状のケーブル２２Ｂをスプール２３に巻き回したときに、巻き回したケーブル２２Ｂの外周側となる部分に設けられている。このようにすれば、ケーブル２２Ｂをスプール２３の径方向に積層し易くなる。
　第３実施形態では、補強部材８３によりケーブル２２Ｂが捩じれ難くなり、フレキシブルホース８１の捩じれを抑制することができる。また、ケーブル２２Ｂを製造するときに、フレキシブルホース８１を断面視で直線状に並べ易くなり、製造が容易になる。
　（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について図９を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
　第４実施形態のツバリング２６Ｂは、断面視において、その周縁が半円形状を成している。つまり、それぞれのツバリング２６Ｂの周面が湾曲された湾曲面８４となっている。この湾曲面８４が第４実施形態の面取部を構成する。なお、ツバリング２６Ｂの周面において、その両角部を湾曲させて所謂Ｒ面取りされた面取部としても良い。
　第４実施形態では、ツバリング２６Ｂの周面が湾曲された湾曲面８４となっていることで、ケーブル２２がレーン２７に収容されるときに、ケーブル２２がツバリング２６Ｂに引っ掛かり難くなり、ツバリング２６への引っ掛かりによって生じるケーブル２２への摩擦または張力を低減させることができ、乱巻きを抑制することができる。仮に、ケーブル２２がツバリング２６Ｂに引っ掛かった場合でも、ケーブル２２が切断されたり、ケーブル２２が摩耗したりすることを抑制できる。
　（第５実施形態）
　次に、第５実施形態について図１０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。
　第５実施形態のツバリング２６Ｃは、その周面８５において、その片方の角部が切り欠かれて面取部８６が形成されている。つまり、それぞれのツバリング２６Ｃの片面のみに面取部８６が形成されている。例えば、面取部８６は、ツバリング２６Ｃの突出方向に対して約３０°の傾きを有する傾斜面となっている。
　１つのレーン２７の両側に配置される２つのツバリング２６Ｃのうち、一方のツバリング２６Ｃは、面取部８６が形成された面をレーン２７に向けており、他方のツバリング２６Ｃは、面取部８６が形成されていない面をレーン２７に向けている。このようにすれば、少なくとも面取部８６が形成されていない場合よりも、レーン２７の間口寸法Ｄ１を広げることができる。
　また、特定のレーン２７’については、その両側に配置されるツバリング２６Ｃ’のいずれも、面取部８６が形成された面をレーン２７’に向けるようにする。このようにすれば、少なくとも他のレーン２７の間口寸法Ｄ１よりも、広い間口寸法Ｄ２とすることができる。例えば、他のレーン２７よりも、ケーブル２２’が入り難いレーン２７’を予め特定できる場合には、そのレーン２７’の両側に面取部８６を配置し、広い間口寸法Ｄ２にすることができる。このようにすれば、ケーブル２２’がレーン２７’に入り易くなり、その結果、乱巻きを抑制することができる。
　回転ガントリーの冷却材供給装置を第１実施形態から第５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。
　例えば、第５実施形態のツバリング２６Ｃで、第２または第３実施形態の帯状のケーブル２２Ａ，２２Ｂを保持させる場合には、ケーブル２２Ａ，２２Ｂを挟む両方のツバリング２６Ｃの面取部８６をケーブル２２Ａ，２２Ｂの側に向けるようにし、間口を広げた状態にすることができる。
　なお、前述の実施形態では、重粒子線がん治療を行う施設を例示しているが、その他の施設にも前述の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前述の実施形態を適用しても良い。
　以上説明した少なくとも１つの実施形態によれば、スプールの周方向に貫通してケーブルをスプールの外部から内部に通す貫通部を備えることにより、超電導電磁石に冷却材を供給するケーブルの座屈を防ぐことができる。
　また、輸送部が有する超電導電磁石に冷却材を供給する複数のフレキシブルホースが並列に一体化されて形成された帯状を成すケーブルを備えることにより、超電導電磁石に対して冷却材の供給が滞らないようにできる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態またはその変形は、発明の範囲と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。

Claims (6)

  1. 　粒子線ビームを照射する照射ノズルと前記照射ノズルに前記粒子線ビームを輸送する輸送部とを支持して水平方向を向く水平軸を中心に回転する回転ガントリーと、
    　一端が前記回転ガントリーに接続されて他端が静止している装置に接続され、前記輸送部が有する超電導電磁石に冷却材を供給する複数のフレキシブルホースが並列に一体化されて形成された帯状を成すケーブルと、
    　を備える、
    　回転ガントリーの冷却材供給装置。
  2. 　前記回転ガントリーに設けられ、複数の前記ケーブルを径方向に積層した状態で巻き取りまたは繰り出しを行うスプールを備える、
    　請求項１に記載の回転ガントリーの冷却材供給装置。
  3. 　前記スプールにおける前記ケーブルを保持するレーンに対応して設けられ、前記スプールの径方向に突出されるコネクタ部と、
    　前記コネクタ部に形成され、前記スプールの周方向に貫通して前記ケーブルを前記スプールの外部から内部に通す貫通部と、
    　を備える、
    　請求項２に記載の回転ガントリーの冷却材供給装置。
  4. 　前記レーンから前記コネクタ部の突端部まで延びる傾斜面を有するカバーを備える、
    　請求項３に記載の回転ガントリーの冷却材供給装置。
  5. 　前記スプールは、周縁に面取りされた面取部が形成された円盤状を成すツバリングを備える、
    　請求項２または請求項３に記載の回転ガントリーの冷却材供給装置。
  6. 　請求項１または請求項２に記載の前記回転ガントリーの冷却材供給装置と、
    　前記輸送部により前記水平軸に対して直交する方向に導かれる前記粒子線ビームの照射位置に患者を移動して位置合わせを行う治療台と、
    　前記粒子線ビームを生成するビーム発生器と、
    　前記粒子線ビームを加速する加速器と、
    　を備える、
    　粒子線治療システム。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6344318U (ja) * 1986-09-10 1988-03-25
JPH10330037A (ja) * 1997-06-03 1998-12-15 Mitsubishi Electric Corp 大型回転機のケーブル巻き取り装置
JP2002137872A (ja) * 2000-11-06 2002-05-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd 給電用ケーブル繰出装置
JP2008067908A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Hitachi Ltd 回転照射装置
JP2014147451A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Toshiba Corp 粒子線治療装置
JP2014158971A (ja) * 2014-05-09 2014-09-04 Mitsubishi Electric Corp 粒子線照射装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6344318U (ja) * 1986-09-10 1988-03-25
JPH10330037A (ja) * 1997-06-03 1998-12-15 Mitsubishi Electric Corp 大型回転機のケーブル巻き取り装置
JP2002137872A (ja) * 2000-11-06 2002-05-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd 給電用ケーブル繰出装置
JP2008067908A (ja) * 2006-09-14 2008-03-27 Hitachi Ltd 回転照射装置
JP2014147451A (ja) * 2013-01-31 2014-08-21 Toshiba Corp 粒子線治療装置
JP2014158971A (ja) * 2014-05-09 2014-09-04 Mitsubishi Electric Corp 粒子線照射装置

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