荷電粒子線照射装置
【課題】メンテナンス性の高い荷電粒子線照射装置を提供する。
【解決手段】本発明は、荷電粒子線を被照射体へ照射する陽子線治療装置１０であって、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射するサイクロトロン２と、荷電粒子線を被照射体に向けて照射する照射ノズル１１と、サイクロトロン２と照射ノズル１１とを繋ぐ輸送ライン３と、照射ノズル１１が配置され、輸送ライン３を支持すると共に、所定の中心軸線Ｐを中心として回転又は揺動が可能なガントリー１２と、Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２を有し、被照射体のＸ線画像を取得するＸ線撮影装置６０と、を備え、Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２のうち少なくとも一方を制御するＸ線撮影用制御器８９は、ガントリー１２の外周上に設置されている。
【解決手段】本発明は、荷電粒子線を被照射体へ照射する陽子線治療装置１０であって、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射するサイクロトロン２と、荷電粒子線を被照射体に向けて照射する照射ノズル１１と、サイクロトロン２と照射ノズル１１とを繋ぐ輸送ライン３と、照射ノズル１１が配置され、輸送ライン３を支持すると共に、所定の中心軸線Ｐを中心として回転又は揺動が可能なガントリー１２と、Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２を有し、被照射体のＸ線画像を取得するＸ線撮影装置６０と、を備え、Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２のうち少なくとも一方を制御するＸ線撮影用制御器８９は、ガントリー１２の外周上に設置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野の技術文献としては、例えば特開２００７−８３０５９号公報が知られている。この公報には、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、患者に対して荷電粒子線を照射する照射部が配置されたガントリーと、サイクロトロンから出射された荷電粒子線を照射部まで輸送する輸送ラインと、患者のＸ線画像を取得するＸ線画像取得装置と、を備えた荷電粒子線照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８３０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、荷電粒子線照射装置が備えるＸ線画像取得装置は、ガントリー内の照射室にＸ線照射部及びＸ線検出部が配置され、それらの制御部がガントリー内で照射室より奥側の位置に配置される構成が一般的である。しかしながら、この構成においては、制御部のメンテナンス時に作業員がガントリーの奥まで入り込む必要があり、制御部へのアクセスが容易ではない。更に、ガントリーが小型化するほど、作業用スペースも制限され、メンテナンス性が悪化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、メンテナンス性の高い荷電粒子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、荷電粒子線を被照射体に向けて照射する照射部と、加速器と照射部とを繋ぐ輸送ラインと、照射部が配置され、輸送ラインの一部分を支持すると共に、中心軸線を中心として回転又は揺動が可能な架台と、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を有し、被照射体のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、を備え、Ｘ線照射部及びＸ線検出部のうち少なくとも一方を制御する第１の制御部が架台の外周上に設置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第１の制御部が架台外に設置されているので、第１の制御部が架台内に設置されている従来の構成と比べて、メンテナンス時における第１の制御部へのアクセスが容易になる。しかも、架台の外周上に設置することで、架台の回転又は揺動により第１の制御部の位置を調節することができるため、第１の制御部に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、第１の制御部のためのスペースを架台内に確保する必要がなくなるので、装置の小型化に有利である。
【０００８】
本発明に係る荷電粒子線照射装置において、輸送ラインは、中心軸線の延在方向に進行する荷電粒子線を偏向する第１偏向部と、第１偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線と直交する方向へ偏向する第２偏向部と、第２偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線回りで旋回させる第３偏向部と、第３偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線側へ偏向する第４偏向部と、を有していても良い。
【０００９】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第３偏向部及び第４偏向部が架台の径方向へ荷電粒子線を偏向するため、従来の架台（中心軸線の延在方向へ荷電粒子線を偏向させているガントリー）と比べて、中心軸線の延在方向における架台の長さを短くすることができる。中心軸線の延在方向における架台の長さが短くなると、架台内の奥側のスペースが狭くなり、この狭いスペースの中に第１の制御部を収めようとすると、わざわざ架台を長くする必要が生じてしまう。本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第１の制御部を架台の外周上に配置することで、中心軸線の延在方向における架台の長さを抑制しつつ、第１の制御部を設けることができる。
【００１０】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、架台の外周に取り付けられたカウンターウェイトを更に備え、カウンターウェイトは、輸送ラインのうち架台の外周から張り出した張出部と対向する位置に取り付けられており、第１の制御部は、張出部とカウンターウェイトとの間に設置されていても良い。
【００１１】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、輸送ラインの張出部とカウンターウェイトとの間に第１の制御部が設置されているので、架台の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００１２】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、第１の制御部は、中心軸線の延在方向から見て、張出部のうち中心軸線から最も離れた最外端が中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていても良い。
【００１３】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、張出部の最外端の描く回転軌道の内側に第１の制御部が収まっているので、第１の制御部を外に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【００１４】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が架台の外周上に設置されていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第２の制御部が架台の外周上に設置されているので、第２の制御部が架台内に設置されている構成と比べて、メンテナンス時における第２の制御部へのアクセスが容易になる。しかも、架台の外周上に設置することで、架台の回転又は揺動により第２の制御部の位置を調節することができるため、第２の制御部に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、架台内に制御部のためのスペースを確保する必要がないので、装置の小型化に有利である。
【００１５】
或いは、本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が、架台の外周上で張出部とカウンターウェイトとの間に設置されていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、輸送ラインの張出部とカウンターウェイトとの間に第２の制御部が設置されているので、架台の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００１６】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、ＰＥＴ装置の第２の制御部は、中心軸線の延在方向から見て、張出部のうち中心軸線から最も離れた最外端が中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、張出部の最外端の描く回転軌道の内側に第２の制御部が収まっているので、第２の制御部を架台の外周に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、メンテナンス性の高い荷電粒子線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る陽子線治療装置を備えた陽子線治療システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る陽子線治療装置の正面図である。
【図３】本実施形態に係る陽子線治療装置の背面図である。
【図４】本実施形態に係る陽子線治療装置の右側面図である。
【図５】本実施形態に係る陽子線治療装置の左側面図である。
【図６】本実施形態に係る陽子線治療装置を斜め後方から示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る陽子線治療装置のガントリーを中心軸線に沿って水平方向に切った概略断面図である。
【図８】ガントリーに取り付けられたビーム輸送ライン及びビーム照射ノズルを示す斜視図である。
【図９】本発実施形態に係る陽子線治療装置のビーム照射ノズルの正面図である。
【図１０】本実施形態に係る陽子線治療装置の制御器集合部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る荷電粒子線照射装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際の製品と必ずしも同一ではない。
【００２０】
本実施形態では、陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置）を備えた陽子線治療システムについて説明する。陽子線治療装置は、例えばがん治療に適用されるものであり、患者の体内の腫瘍（被照射体）に対して、陽子ビーム（荷電粒子線）を照射する装置である。
【００２１】
図１に示すように、陽子線治療システム１は、陽子ビームを生成するサイクロトロン（加速器）２、サイクロトロン２から出射された陽子ビームを輸送するビーム輸送ライン３、ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームを患者の腫瘍へ照射する陽子線治療装置１０を有する。そして、陽子線治療システム１の各機器は、建屋５内に収容されている。
【００２２】
サイクロトロン２で加速された陽子ビームは、ビーム輸送ライン３に沿って経路が偏向され、陽子線治療装置１０に供給される。ビーム輸送ライン３には、陽子ビームの経路を偏向させるための偏向電磁石や、ビーム成形を行う四重極電磁石等が設けられている。
【００２３】
図２〜図８に示すように、陽子線治療装置１０は、ビーム輸送ライン３によって導入され陽子ビームを輸送するビーム導入ライン３１と、ビーム導入ライン３１によって輸送された陽子ビームを被照射体へ照射するビーム照射ノズル１１と、ビーム導入ライン３１及びビーム照射ノズル１１を支持するガントリー（架台）１２を備えている。
【００２４】
図７に示すように、ガントリー１２は、所定の中心軸線Ｐを中心として回転可能に構成されており、円筒本体部１３、コーン部１４、及び第２円筒部１５を有している。これらの円筒本体部１３、コーン部１４、第２円筒部１５は、中心軸線Ｐに沿って配置され、互いに連結されている。以下、円筒本体部１３が配置されている側をガントリー１２の正面側、第２円筒部１５が配置されている側をガントリー１２の背面側として説明する。
【００２５】
円筒本体部１３及び第２円筒部１５は、薄肉構造の円筒体である。第２円筒部１５は、円筒本体部１３より小径とされ、円筒本体部１３及び第２円筒部１５は、円筒本体部１３から第２円筒部１５に向かって縮径するコーン部１４によって連結されている。
【００２６】
円筒本体部１３の外側には、円筒本体部１３の外周を囲むリング部１３ａ，１３ｂが設けられている。図２〜図５に示すように、円筒本体部１３は、下方に配置されたローラー装置２０によって回転駆動可能に支持されている。ローラー装置２０は、ガントリー１２を回転駆動させるための駆動手段として機能する。
【００２７】
円筒本体部１３内には、陽子線の照射（治療）を行うための照射室２１が形成されている。照射室２１には、円筒本体部１３の正面側から入ることができる。一方、円筒本体部１３の背面側には、照射室２１を区切る背面パネル１６が設けられている。照射室２１内には、患者が横たわる治療台２２が配置可能となっている。治療台２２は、ロボットアーム２３によって移動可能とされている。治療を実施していない通常時には、治療台２２はガントリー１２（照射室２１）の外に配置され、治療を実施する際に治療台２２は照射室２１内に配置される。
【００２８】
照射ノズル１１は、円筒本体部１３の内面側に固定され、円筒本体部１３と共に中心軸線Ｐ回りに回転する。照射ノズル１１は、円筒本体部１３の回転と共に移動し、陽子ビームの出射方向が変更される。
【００２９】
陽子線治療装置１０のビーム輸送ラインであるビーム導入ライン３１は、サイクロトロン２から出射された陽子ビームを輸送するビーム輸送ライン３と接続され、ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームを照射ノズル１１に導入する。
【００３０】
図８は、ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１及び照射ノズル１１を示す斜視図である。ビーム導入ライン３１は、ガントリー１２の中心軸線Ｐの延在方向に進行する陽子ビームの進行方向を偏向する第１ベンド部３２と、第１ベンド部３２の下流に設けられ、陽子ビームＢを中心軸線Ｐの延在方向に対して傾斜させて進行させる傾斜部３３と、傾斜部３３の下流に設けられ、中心軸線Ｐと直交する方向へ陽子ビームＢの進行方向を偏向する第２ベンド部３４と、第２ベンド部３４の下流に設けられ、陽子ビームＢの進行方向を中心軸線Ｐ回りで旋回させる第３ベンド部３５と、第３ベンド部３５の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１の上方（図２に示す状態における上方）へ進行させる直線部３６と、直線部３６の下流に設けられ、陽子ビームＢを軸心側（中心軸線Ｐ側）へ湾曲させる第４ベンド部３７と、第４ベンド部３７の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１へ進行させる直線部３８と、を備える。
【００３１】
第１ベンド部３２は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を４５°偏向させる偏向電磁石によって構成されている。傾斜部３３は、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３などの光学要素を有する構成とされている。四重極電磁石４１は、陽子ビームＢの照射位置でのサイズや光学上の焦点位置を調整する機能を有する。ステアリング電磁石４２は、ビーム軸を平行移動する機能を有する。プロファイルモニター４３は、通過する陽子ビームＢの形状と位置を検出する機能を有する。
【００３２】
第２ベンド部３４は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を４５度分偏向させる４５度偏向電磁石によって構成されている。また、第２ベンド部３４と第３ベンド部３５と間には、プロファイルモニター４３が配置されている。第３ベンド部３５は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を１３５度分偏向させる１３５度偏向電磁石によって構成されている。
【００３３】
直線部３６は、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３を有する。第４ベンド部３７は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を１３５度分偏向させる１３５度偏向電磁石によって構成されている。直線部３８は、四重極電磁石４１及びプロファイルモニター４３を有する。
【００３４】
ここで、本実施形態の陽子線治療装置１０では、ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１の一部が、ガントリー１２の筒体（円筒本体部１３、コーン部１４、第２円筒部１５）内を通過して配置されている。ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームＢは、第２円筒部１５の背面側から内部へ導入され、第２円筒部１５内、コーン部１４内、背面パネル１６及び円筒本体部１３内を通過して、円筒本体部１３を貫通して、円筒本体部１３の外部へ導出される。
【００３５】
ガントリー１２は、ビーム導入ライン３１を支持する第１〜第３支持部材５１〜５３を備えている。第１ベンド部３２は、第１支持部材５１によって第２円筒部１５に固定され、第２支持部材５２によってコーン部１４に固定されている。傾斜部３３は、第３支持部材５３によってコーン部１４に固定されている。第２ベンド部３４は、円筒本体部１３を貫通し、円筒本体部１３によって支持されている。
【００３６】
ビーム導入ライン３１は、背面パネル１６を貫通して円筒本体部１３内へ進入し、照射室２１内を通過するように配置されている。また、ガントリー１２は、内部を通過するビーム導入ライン３１を収容するケーシング５５を備えている。ケーシング５５は、ビーム導入ライン３１に沿って配置され、ビーム導入ライン３１を覆っている。ケーシング５５は、第１〜第３支持部材５１〜５３を介して、又は、直接的に、円筒本体部１３、コーン部１４、及び第２円筒部１５に固定されている。また、ケーシング５５は、中性子線などの放射線を遮蔽する遮蔽材（例えば、ポリエチレンや鉛、ステンレス等など）によって構成されていることが好ましい。
【００３７】
また、ビーム導入ライン３１の一部は、ガントリー１２の外周から張り出して、ガントリー１２の径方向に突出している。ガントリー１２の外周から張り出した部位をビーム導入ライン張出部３１ａと称する。ビーム導入ライン張出部３１ａには、第３ベンド部３５、直線部３６、及び第４ベンド部３７が含まれる。ビーム導入ライン張出部３１ａは、支持台１７によって円筒本体部１３に支持されている。
【００３８】
また、ガントリー１２の外周上には、ガントリー１２の重量バランスを取るためのカウンターウェイト１８が取り付けられている。このカウンターウェイト１８は、中心軸線Ｐを挟んでビーム導入ライン張出部３１ａと対向する位置に配置されている。このカウンターウェイト１８を有することにより、ガントリー１２の安定した回転駆動が達成できる。
【００３９】
図９に示すように、陽子線治療装置１０には、患者の腫瘍周辺のＸ線画像を取得するＸ線撮影装置（Ｘ線画像取得手段）６０が設けられている。このＸ線撮影装置６０は、Ｘ線照射部６１、患者を透過したＸ線を検出するＸ線検出部６２を備えている。Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２は、ガントリー１２の照射室２１内に配置され、ガントリー１２と共に回転を行う。
【００４０】
Ｘ線照射部６１は、照射室２１内で照射ノズル１１の筐体１１ａの左右に設けられている。Ｘ線照射部６１は、筐体１１ａの左右に一つずつ設けられており、各Ｘ線照射部６１は治療台２２上の患者に対して斜め４５°の角度でＸ線の照射を行う。
【００４１】
Ｘ線検出部６２は、例えばＦＰＤ［Flat Panel Detector］であり、Ｘ線検出部６２が照射したＸ線の検出を行う。Ｘ線検出部６２は、各Ｘ線照射部６１と対になるように二つ配置されており、Ｘ線検出部６２とＸ線照射部６１とは治療台２２を挟んで対向している。
【００４２】
また、Ｘ線撮影装置６０は、図示していない画像処理部、記録部、表示部等を備えている。画像処理部は、Ｘ線検出部６２の検出結果に基づいて画像処理を行い、Ｘ線画像を生成する。記録部は、生成されたＸ線画像を記録する。生成されたＸ線画像は、表示部に表示される。このように、Ｘ線撮影装置６０は、Ｘ線検出部６２の検出結果に基づいて、患者のＸ線画像を取得し、表示部に表示する。
【００４３】
また、陽子線治療装置１０は、患者内の腫瘍の位置を精密に測定するためのＰＥＴ［Positron Emission Tomography］装置７０を備えている。ＰＥＴ装置７０は、照射ノズル１１付近に備えられた一対のＰＥＴカメラ７１を有している。
【００４４】
一対のＰＥＴカメラ７１は、矢印Ａで示すように上下移動可能に構成されており、使用時には治療台２２上の患者を左右に挟む位置にまで下降する。この状態で、ＰＥＴカメラ７１は、患者の腫瘍から生じる消滅γ線を検出する。具体的には、患者に腫瘍に集積する放射性薬剤（例えば、１１Ｃメチオニン）が投与（注入）され、ＰＥＴカメラ７１は、腫瘍（放射性薬剤の到達位置）から発生する消滅γ線の検出を行う。
【００４５】
また、ＰＥＴ装置７０は、ＰＥＴカメラ７１の他に、図示していない画像処理部、記録部、表示部等を備えている。画像処理部は、ＰＥＴカメラ７１によって取得された画像情報に基づいてＰＥＴ画像を生成する。記録部は、生成されたＰＥＴ画像を記録する。生成されたＰＥＴ画像は、表示部に表示される。ＰＥＴ装置７０は、消滅γ線の検出結果に基づいて腫瘍の位置を測定する。
【００４６】
図２，３，５，６に示すように、陽子線治療装置１０は、照射ノズル１１やＸ線撮影装置６０の制御に用いられる制御器を集めた制御器集合部８０を備えている。制御器集合部８０は、支持フレーム８１によってガントリー１２の外周上に設置されている。制御器集合部８０は、ガントリー１２と共に回転され、ガントリー１２の回転によって位置を変更することができる。
【００４７】
制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａが真上に位置する場合に、ガントリー１２の右側となる位置に設置されている。なお、制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａが真上に位置する場合に、ガントリー１２の左側となる位置にが設置されていても良い。
【００４８】
また、制御器集合部８０は、ガントリー１２の外周上でビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８との間に設置されている。ビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８とは、中心軸線Ｐ回りで１８０°異なる位置に配置されている。制御器集合部８０は、中心軸線Ｐ回りでビーム導入ライン張出部３１ａ又はカウンターウェイト１８から９０°異なる位置に配置されている。
【００４９】
更に、制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向（中心軸線Ｐの延在方向）から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａのうち中心軸線Ｐから最も離れた最外端Ｆが中心軸線Ｐを中心として描く回転軌道Ｃの内側に収まっている。すなわち、陽子線治療装置１０のうち中心軸線Ｐから最も離れた端部が、制御器集合部８０ではなくビーム導入ライン張出部３１ａの最外端Ｆとなるように構成されている。
【００５０】
図１０に、制御器集合部８０及び支持フレーム８１の構成を示す。図１０に示されるように、支持フレーム８１は、上下一対の連結部８２と、連結部８２によってガントリー１２に連結されたフレーム体８３と、を有している。連結部８２は、ガントリー１２及びフレーム体８３をボルトによって連結している。このフレーム体８３に対して制御器集合部８０を構成する各機器が固定されている。
【００５１】
制御器集合部８０は、分電盤８４、モニタ用分電盤８５、プロファイルモニター用制御器８６、第１ドーズモニタ制御器８７、第２ドーズモニタ制御器８８、Ｘ線撮影用制御器（第１の制御器）８９、ＰＥＴ用制御器（第２の制御器）９０等から構成されている。なお、制御器集合部８０の構成は、上述したものに限られず、例えば平坦度モニタ制御器などを加えても良い。
【００５２】
プロファイルモニター用制御器８６、第１ドーズモニタ制御器８７、及び第２ドーズモニタ制御器８８は、照射ノズル１１内に配置された各種モニタ（図示せず）を制御するものである。これらの制御器８６〜８８が、各種モニタから検出信号を受け取ることで、照射ノズル１１を通る陽子ビームの状態が検出される。
【００５３】
Ｘ線撮影用制御器８９は、Ｘ線撮影装置６０を構成する制御器である。Ｘ線撮影用制御器８９は、Ｘ線照射部６１の照射制御及びＸ線検出部６２の検出制御を行う。Ｘ線撮影用制御器８９は、必ずしもＸ線照射部６１及びＸ線検出部６２の両方を制御する必要はなく、どちらか一方のみの制御でも良い。また、単体ではなく、別体で設けられた制御装置等と協働で制御を行う。例えば、検出信号に基づくＸ線画像生成の演算処理等は別体の演算装置により行われる。なお、単体で制御を行う態様であっても良い。
【００５４】
ＰＥＴ用制御器７０は、ＰＥＴ装置７０を構成する制御器である。ＰＥＴ用制御器７０は、ＰＥＴカメラ７１の制御を行う。ＰＥＴ用制御器７０も、別体で設けられた制御装置等と協働で制御を行うが、単体で制御を行う態様であっても良い。
【００５５】
以上説明した陽子線治療装置１０によれば、Ｘ線撮影用制御器８９やＰＥＴ用制御器９０を含む制御器集合部８０がガントリー１２の外に設置されているので、制御器集合部８０がガントリー１２内に設置されている従来の構成と比べて、メンテナンス時における制御器集合部８０へのアクセスが容易になる。しかも、ガントリー１２の外周上に設置することで、ガントリー１２の回転により制御器集合部８０の位置を調節することができるため、制御器集合部８０に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、制御器集合部８０のためのスペースをガントリー１２内に確保する必要がなくなるので、装置の小型化に有利である。
【００５６】
この陽子線治療装置１０によれば、第３ベンド部３５及び第４ベンド部３７がガントリー１２の径方向へ陽子ビームを偏向するため、従来のガントリー（中心軸線Ｐの延在方向へ荷電粒子線を偏向させているガントリー）と比べて、中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さを短くすることができる。中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さが短くなると、ガントリー１２内の奥側のスペースが狭くなり、この狭いスペースの中に制御器集合部８０を収めようとすると、わざわざガントリー１２を長くする必要が生じてしまう。この陽子線治療装置１０によれば、制御器集合部８０をガントリー１２の外周上に配置することで、中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さを抑制しつつ、制御器集合部８０を設けることができる。
【００５７】
また、この陽子線治療装置１０によれば、中心軸線Ｐからガントリー１２の径方向へ離間する輸送ライン３の傾斜部３３が、ガントリー１２の筒体内（例えば、エンクロージャーや照射室）を通過するように配置されているため、輸送ライン３が筒体内を避けて配置されている場合と比べて、装置の小型化（短軸化）を図ることができる。
【００５８】
更に、この陽子線治療装置１０によれば、ビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８との間に制御器集合部８０が設置されているので、ガントリー１２の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００５９】
また、この陽子線治療装置１０によれば、ビーム導入ライン張出部３１ａの最外端Ｆの描く回転軌道Ｃの内側に制御器集合部８０が収まっているので、制御器集合部８０を外に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【００６０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、短軸化を図ることのできる特有の構成の陽子線治療装置（コークスクリュー型陽子線治療装置）ではなく、周知である種々の荷電粒子線照射装置に対しても好適に適用することができる。
【００６１】
また、制御器集合部８０の構成は、上述したものに限られない。モニタ用の制御器８６〜８８やＰＥＴ用制御器９０についてはガントリー１２とは別の場所に設置しても良い。なお、陽子線治療装置１０がＰＥＴ装置７０を備えない場合には、当然にＰＥＴ用制御器９０も備える必要はない。
【００６２】
更に、制御器集合部８０の形状や寸法は、上述したものに限られない。制御器集合部８０の寸法は、中心軸線Ｐの延在方向でガントリー１２から突出することなく、中心軸線Ｐに直交する方向（ガントリー１２の径方向）で回転軌道Ｃの内側に収まるものであれば良い。また、制御器集合部８０の配置も上述したものに限られない。制御器集合部８０は、ガントリー１２の外周上に設置されていれば良く、ビーム導入ライン張出部３１ａ及びカウンターウェイト１８の間に設置される場合にはどちらかに片寄った位置に設置されても良い。
【００６３】
また、特許請求の範囲に記載の加速器はサイクロトロンに限定されず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロンでも良い。また、荷電粒子腺は陽子ビームに限定されず、炭素ビーム（重粒子ビーム）などでも良い。また、ガントリー１２の筒体は、円筒に限らず他の筒状でもよい。ガントリー１２は、３６０°回転するものに限定されず、３６０°未満の揺動を行うものであっても良い。
【００６４】
また、筒体の一部、例えば、側壁に切欠き部が設けられている構成でも良い。なお、筒体を通過するように配置されているとは、筒体に設けられた切欠き部にビーム導入ライン３１が配置されているものも含む。
【００６５】
また、背面パネルに切欠き部が設けられている構成でも良い。なお、背面パネルを通過するように配置されているとは、背面パネルに設けられた切欠き部にビーム導入ライン３１が配置されているものも含む。背面パネルに設けられた切欠き部や開口部を通過するようにビーム導入ライン３１が配置されていれば良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、傾斜部が直線状に形成されているが、例えば、緩やかに湾曲している傾斜部でも良い。
【００６７】
更に、Ｘ線撮影用制御器を支持する支持フレームと、ＰＥＴ制御器を支持する支持フレームとを別体として設けても良い。その他、支持フレーム８１の連結部８２をガントリー１２及びフレーム体８３に連結する手段は、ボルトに限らず、溶接や一体成形等であっても良い。また、連結部８２は必ずしも要せず、フレーム体８３をガントリー１２に直接連結しても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１…陽子線治療システム ２…サイクロトロン ３…ビーム輸送ライン ５…建屋 １０…陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置） １１…照射ノズル（照射部） １２…ガントリー １６…背面パネル ２１…照射室 ３１…ビーム導入ライン（輸送ライン） ３１ａ…ビーム導入ライン張出部 ３２…第１ベンド部（第１偏向部） ３３…傾斜部 ３４…第２ベンド部（第２偏向部） ３５…第３ベンド部（第３偏向部） ３６…直線部 ３７…第４ベンド部（第４偏向部） ３８…直線部 ５１〜５３…支持部材 ５５…ケーシング ６０…線撮影装置 ６１…Ｘ線照射部 ６２…Ｘ線検出部 ７０…ＰＥＴ装置 ７１…ＰＥＴカメラ ８０…制御器集合部 ８１…支持フレーム ８４…分電盤 ８５…モニタ用分電盤 ８６…プロファイルモニター用制御器 ８７…第１ドーズモニタ制御器 ８８…第２ドーズモニタ制御器 ８９…Ｘ線撮影用制御器（第１の制御部） ９０…ＰＥＴ用制御器（第２の制御部） Ｆ…最外端 Ｃ…回転軌道 Ｂ…陽子ビーム Ｐ…中心軸線。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線を照射する荷電粒子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この分野の技術文献としては、例えば特開２００７−８３０５９号公報が知られている。この公報には、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射するサイクロトロンと、患者に対して荷電粒子線を照射する照射部が配置されたガントリーと、サイクロトロンから出射された荷電粒子線を照射部まで輸送する輸送ラインと、患者のＸ線画像を取得するＸ線画像取得装置と、を備えた荷電粒子線照射装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８３０５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、荷電粒子線照射装置が備えるＸ線画像取得装置は、ガントリー内の照射室にＸ線照射部及びＸ線検出部が配置され、それらの制御部がガントリー内で照射室より奥側の位置に配置される構成が一般的である。しかしながら、この構成においては、制御部のメンテナンス時に作業員がガントリーの奥まで入り込む必要があり、制御部へのアクセスが容易ではない。更に、ガントリーが小型化するほど、作業用スペースも制限され、メンテナンス性が悪化するという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、メンテナンス性の高い荷電粒子線照射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、荷電粒子を加速して荷電粒子線を出射する加速器と、荷電粒子線を被照射体に向けて照射する照射部と、加速器と照射部とを繋ぐ輸送ラインと、照射部が配置され、輸送ラインの一部分を支持すると共に、中心軸線を中心として回転又は揺動が可能な架台と、Ｘ線照射部及びＸ線検出部を有し、被照射体のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、を備え、Ｘ線照射部及びＸ線検出部のうち少なくとも一方を制御する第１の制御部が架台の外周上に設置されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第１の制御部が架台外に設置されているので、第１の制御部が架台内に設置されている従来の構成と比べて、メンテナンス時における第１の制御部へのアクセスが容易になる。しかも、架台の外周上に設置することで、架台の回転又は揺動により第１の制御部の位置を調節することができるため、第１の制御部に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、第１の制御部のためのスペースを架台内に確保する必要がなくなるので、装置の小型化に有利である。
【０００８】
本発明に係る荷電粒子線照射装置において、輸送ラインは、中心軸線の延在方向に進行する荷電粒子線を偏向する第１偏向部と、第１偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線と直交する方向へ偏向する第２偏向部と、第２偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線回りで旋回させる第３偏向部と、第３偏向部の下流側に設けられ、荷電粒子線を中心軸線側へ偏向する第４偏向部と、を有していても良い。
【０００９】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第３偏向部及び第４偏向部が架台の径方向へ荷電粒子線を偏向するため、従来の架台（中心軸線の延在方向へ荷電粒子線を偏向させているガントリー）と比べて、中心軸線の延在方向における架台の長さを短くすることができる。中心軸線の延在方向における架台の長さが短くなると、架台内の奥側のスペースが狭くなり、この狭いスペースの中に第１の制御部を収めようとすると、わざわざ架台を長くする必要が生じてしまう。本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第１の制御部を架台の外周上に配置することで、中心軸線の延在方向における架台の長さを抑制しつつ、第１の制御部を設けることができる。
【００１０】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、架台の外周に取り付けられたカウンターウェイトを更に備え、カウンターウェイトは、輸送ラインのうち架台の外周から張り出した張出部と対向する位置に取り付けられており、第１の制御部は、張出部とカウンターウェイトとの間に設置されていても良い。
【００１１】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、輸送ラインの張出部とカウンターウェイトとの間に第１の制御部が設置されているので、架台の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００１２】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、第１の制御部は、中心軸線の延在方向から見て、張出部のうち中心軸線から最も離れた最外端が中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていても良い。
【００１３】
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、張出部の最外端の描く回転軌道の内側に第１の制御部が収まっているので、第１の制御部を外に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【００１４】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が架台の外周上に設置されていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、第２の制御部が架台の外周上に設置されているので、第２の制御部が架台内に設置されている構成と比べて、メンテナンス時における第２の制御部へのアクセスが容易になる。しかも、架台の外周上に設置することで、架台の回転又は揺動により第２の制御部の位置を調節することができるため、第２の制御部に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、架台内に制御部のためのスペースを確保する必要がないので、装置の小型化に有利である。
【００１５】
或いは、本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が、架台の外周上で張出部とカウンターウェイトとの間に設置されていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、輸送ラインの張出部とカウンターウェイトとの間に第２の制御部が設置されているので、架台の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００１６】
本発明に係る荷電粒子線照射装置においては、ＰＥＴ装置の第２の制御部は、中心軸線の延在方向から見て、張出部のうち中心軸線から最も離れた最外端が中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていても良い。
本発明に係る荷電粒子線照射装置によれば、張出部の最外端の描く回転軌道の内側に第２の制御部が収まっているので、第２の制御部を架台の外周に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、メンテナンス性の高い荷電粒子線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る陽子線治療装置を備えた陽子線治療システムの概略構成図である。
【図２】本実施形態に係る陽子線治療装置の正面図である。
【図３】本実施形態に係る陽子線治療装置の背面図である。
【図４】本実施形態に係る陽子線治療装置の右側面図である。
【図５】本実施形態に係る陽子線治療装置の左側面図である。
【図６】本実施形態に係る陽子線治療装置を斜め後方から示す斜視図である。
【図７】本実施形態に係る陽子線治療装置のガントリーを中心軸線に沿って水平方向に切った概略断面図である。
【図８】ガントリーに取り付けられたビーム輸送ライン及びビーム照射ノズルを示す斜視図である。
【図９】本発実施形態に係る陽子線治療装置のビーム照射ノズルの正面図である。
【図１０】本実施形態に係る陽子線治療装置の制御器集合部の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る荷電粒子線照射装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面における寸法、形状、構成要素間の大小関係は実際の製品と必ずしも同一ではない。
【００２０】
本実施形態では、陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置）を備えた陽子線治療システムについて説明する。陽子線治療装置は、例えばがん治療に適用されるものであり、患者の体内の腫瘍（被照射体）に対して、陽子ビーム（荷電粒子線）を照射する装置である。
【００２１】
図１に示すように、陽子線治療システム１は、陽子ビームを生成するサイクロトロン（加速器）２、サイクロトロン２から出射された陽子ビームを輸送するビーム輸送ライン３、ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームを患者の腫瘍へ照射する陽子線治療装置１０を有する。そして、陽子線治療システム１の各機器は、建屋５内に収容されている。
【００２２】
サイクロトロン２で加速された陽子ビームは、ビーム輸送ライン３に沿って経路が偏向され、陽子線治療装置１０に供給される。ビーム輸送ライン３には、陽子ビームの経路を偏向させるための偏向電磁石や、ビーム成形を行う四重極電磁石等が設けられている。
【００２３】
図２〜図８に示すように、陽子線治療装置１０は、ビーム輸送ライン３によって導入され陽子ビームを輸送するビーム導入ライン３１と、ビーム導入ライン３１によって輸送された陽子ビームを被照射体へ照射するビーム照射ノズル１１と、ビーム導入ライン３１及びビーム照射ノズル１１を支持するガントリー（架台）１２を備えている。
【００２４】
図７に示すように、ガントリー１２は、所定の中心軸線Ｐを中心として回転可能に構成されており、円筒本体部１３、コーン部１４、及び第２円筒部１５を有している。これらの円筒本体部１３、コーン部１４、第２円筒部１５は、中心軸線Ｐに沿って配置され、互いに連結されている。以下、円筒本体部１３が配置されている側をガントリー１２の正面側、第２円筒部１５が配置されている側をガントリー１２の背面側として説明する。
【００２５】
円筒本体部１３及び第２円筒部１５は、薄肉構造の円筒体である。第２円筒部１５は、円筒本体部１３より小径とされ、円筒本体部１３及び第２円筒部１５は、円筒本体部１３から第２円筒部１５に向かって縮径するコーン部１４によって連結されている。
【００２６】
円筒本体部１３の外側には、円筒本体部１３の外周を囲むリング部１３ａ，１３ｂが設けられている。図２〜図５に示すように、円筒本体部１３は、下方に配置されたローラー装置２０によって回転駆動可能に支持されている。ローラー装置２０は、ガントリー１２を回転駆動させるための駆動手段として機能する。
【００２７】
円筒本体部１３内には、陽子線の照射（治療）を行うための照射室２１が形成されている。照射室２１には、円筒本体部１３の正面側から入ることができる。一方、円筒本体部１３の背面側には、照射室２１を区切る背面パネル１６が設けられている。照射室２１内には、患者が横たわる治療台２２が配置可能となっている。治療台２２は、ロボットアーム２３によって移動可能とされている。治療を実施していない通常時には、治療台２２はガントリー１２（照射室２１）の外に配置され、治療を実施する際に治療台２２は照射室２１内に配置される。
【００２８】
照射ノズル１１は、円筒本体部１３の内面側に固定され、円筒本体部１３と共に中心軸線Ｐ回りに回転する。照射ノズル１１は、円筒本体部１３の回転と共に移動し、陽子ビームの出射方向が変更される。
【００２９】
陽子線治療装置１０のビーム輸送ラインであるビーム導入ライン３１は、サイクロトロン２から出射された陽子ビームを輸送するビーム輸送ライン３と接続され、ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームを照射ノズル１１に導入する。
【００３０】
図８は、ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１及び照射ノズル１１を示す斜視図である。ビーム導入ライン３１は、ガントリー１２の中心軸線Ｐの延在方向に進行する陽子ビームの進行方向を偏向する第１ベンド部３２と、第１ベンド部３２の下流に設けられ、陽子ビームＢを中心軸線Ｐの延在方向に対して傾斜させて進行させる傾斜部３３と、傾斜部３３の下流に設けられ、中心軸線Ｐと直交する方向へ陽子ビームＢの進行方向を偏向する第２ベンド部３４と、第２ベンド部３４の下流に設けられ、陽子ビームＢの進行方向を中心軸線Ｐ回りで旋回させる第３ベンド部３５と、第３ベンド部３５の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１の上方（図２に示す状態における上方）へ進行させる直線部３６と、直線部３６の下流に設けられ、陽子ビームＢを軸心側（中心軸線Ｐ側）へ湾曲させる第４ベンド部３７と、第４ベンド部３７の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１へ進行させる直線部３８と、を備える。
【００３１】
第１ベンド部３２は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を４５°偏向させる偏向電磁石によって構成されている。傾斜部３３は、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３などの光学要素を有する構成とされている。四重極電磁石４１は、陽子ビームＢの照射位置でのサイズや光学上の焦点位置を調整する機能を有する。ステアリング電磁石４２は、ビーム軸を平行移動する機能を有する。プロファイルモニター４３は、通過する陽子ビームＢの形状と位置を検出する機能を有する。
【００３２】
第２ベンド部３４は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を４５度分偏向させる４５度偏向電磁石によって構成されている。また、第２ベンド部３４と第３ベンド部３５と間には、プロファイルモニター４３が配置されている。第３ベンド部３５は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を１３５度分偏向させる１３５度偏向電磁石によって構成されている。
【００３３】
直線部３６は、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３を有する。第４ベンド部３７は、陽子ビームＢを湾曲させて進行方向を１３５度分偏向させる１３５度偏向電磁石によって構成されている。直線部３８は、四重極電磁石４１及びプロファイルモニター４３を有する。
【００３４】
ここで、本実施形態の陽子線治療装置１０では、ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１の一部が、ガントリー１２の筒体（円筒本体部１３、コーン部１４、第２円筒部１５）内を通過して配置されている。ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームＢは、第２円筒部１５の背面側から内部へ導入され、第２円筒部１５内、コーン部１４内、背面パネル１６及び円筒本体部１３内を通過して、円筒本体部１３を貫通して、円筒本体部１３の外部へ導出される。
【００３５】
ガントリー１２は、ビーム導入ライン３１を支持する第１〜第３支持部材５１〜５３を備えている。第１ベンド部３２は、第１支持部材５１によって第２円筒部１５に固定され、第２支持部材５２によってコーン部１４に固定されている。傾斜部３３は、第３支持部材５３によってコーン部１４に固定されている。第２ベンド部３４は、円筒本体部１３を貫通し、円筒本体部１３によって支持されている。
【００３６】
ビーム導入ライン３１は、背面パネル１６を貫通して円筒本体部１３内へ進入し、照射室２１内を通過するように配置されている。また、ガントリー１２は、内部を通過するビーム導入ライン３１を収容するケーシング５５を備えている。ケーシング５５は、ビーム導入ライン３１に沿って配置され、ビーム導入ライン３１を覆っている。ケーシング５５は、第１〜第３支持部材５１〜５３を介して、又は、直接的に、円筒本体部１３、コーン部１４、及び第２円筒部１５に固定されている。また、ケーシング５５は、中性子線などの放射線を遮蔽する遮蔽材（例えば、ポリエチレンや鉛、ステンレス等など）によって構成されていることが好ましい。
【００３７】
また、ビーム導入ライン３１の一部は、ガントリー１２の外周から張り出して、ガントリー１２の径方向に突出している。ガントリー１２の外周から張り出した部位をビーム導入ライン張出部３１ａと称する。ビーム導入ライン張出部３１ａには、第３ベンド部３５、直線部３６、及び第４ベンド部３７が含まれる。ビーム導入ライン張出部３１ａは、支持台１７によって円筒本体部１３に支持されている。
【００３８】
また、ガントリー１２の外周上には、ガントリー１２の重量バランスを取るためのカウンターウェイト１８が取り付けられている。このカウンターウェイト１８は、中心軸線Ｐを挟んでビーム導入ライン張出部３１ａと対向する位置に配置されている。このカウンターウェイト１８を有することにより、ガントリー１２の安定した回転駆動が達成できる。
【００３９】
図９に示すように、陽子線治療装置１０には、患者の腫瘍周辺のＸ線画像を取得するＸ線撮影装置（Ｘ線画像取得手段）６０が設けられている。このＸ線撮影装置６０は、Ｘ線照射部６１、患者を透過したＸ線を検出するＸ線検出部６２を備えている。Ｘ線照射部６１及びＸ線検出部６２は、ガントリー１２の照射室２１内に配置され、ガントリー１２と共に回転を行う。
【００４０】
Ｘ線照射部６１は、照射室２１内で照射ノズル１１の筐体１１ａの左右に設けられている。Ｘ線照射部６１は、筐体１１ａの左右に一つずつ設けられており、各Ｘ線照射部６１は治療台２２上の患者に対して斜め４５°の角度でＸ線の照射を行う。
【００４１】
Ｘ線検出部６２は、例えばＦＰＤ［Flat Panel Detector］であり、Ｘ線検出部６２が照射したＸ線の検出を行う。Ｘ線検出部６２は、各Ｘ線照射部６１と対になるように二つ配置されており、Ｘ線検出部６２とＸ線照射部６１とは治療台２２を挟んで対向している。
【００４２】
また、Ｘ線撮影装置６０は、図示していない画像処理部、記録部、表示部等を備えている。画像処理部は、Ｘ線検出部６２の検出結果に基づいて画像処理を行い、Ｘ線画像を生成する。記録部は、生成されたＸ線画像を記録する。生成されたＸ線画像は、表示部に表示される。このように、Ｘ線撮影装置６０は、Ｘ線検出部６２の検出結果に基づいて、患者のＸ線画像を取得し、表示部に表示する。
【００４３】
また、陽子線治療装置１０は、患者内の腫瘍の位置を精密に測定するためのＰＥＴ［Positron Emission Tomography］装置７０を備えている。ＰＥＴ装置７０は、照射ノズル１１付近に備えられた一対のＰＥＴカメラ７１を有している。
【００４４】
一対のＰＥＴカメラ７１は、矢印Ａで示すように上下移動可能に構成されており、使用時には治療台２２上の患者を左右に挟む位置にまで下降する。この状態で、ＰＥＴカメラ７１は、患者の腫瘍から生じる消滅γ線を検出する。具体的には、患者に腫瘍に集積する放射性薬剤（例えば、１１Ｃメチオニン）が投与（注入）され、ＰＥＴカメラ７１は、腫瘍（放射性薬剤の到達位置）から発生する消滅γ線の検出を行う。
【００４５】
また、ＰＥＴ装置７０は、ＰＥＴカメラ７１の他に、図示していない画像処理部、記録部、表示部等を備えている。画像処理部は、ＰＥＴカメラ７１によって取得された画像情報に基づいてＰＥＴ画像を生成する。記録部は、生成されたＰＥＴ画像を記録する。生成されたＰＥＴ画像は、表示部に表示される。ＰＥＴ装置７０は、消滅γ線の検出結果に基づいて腫瘍の位置を測定する。
【００４６】
図２，３，５，６に示すように、陽子線治療装置１０は、照射ノズル１１やＸ線撮影装置６０の制御に用いられる制御器を集めた制御器集合部８０を備えている。制御器集合部８０は、支持フレーム８１によってガントリー１２の外周上に設置されている。制御器集合部８０は、ガントリー１２と共に回転され、ガントリー１２の回転によって位置を変更することができる。
【００４７】
制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａが真上に位置する場合に、ガントリー１２の右側となる位置に設置されている。なお、制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａが真上に位置する場合に、ガントリー１２の左側となる位置にが設置されていても良い。
【００４８】
また、制御器集合部８０は、ガントリー１２の外周上でビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８との間に設置されている。ビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８とは、中心軸線Ｐ回りで１８０°異なる位置に配置されている。制御器集合部８０は、中心軸線Ｐ回りでビーム導入ライン張出部３１ａ又はカウンターウェイト１８から９０°異なる位置に配置されている。
【００４９】
更に、制御器集合部８０は、図２に示すガントリー１２の正面方向（中心軸線Ｐの延在方向）から見て、ビーム導入ライン張出部３１ａのうち中心軸線Ｐから最も離れた最外端Ｆが中心軸線Ｐを中心として描く回転軌道Ｃの内側に収まっている。すなわち、陽子線治療装置１０のうち中心軸線Ｐから最も離れた端部が、制御器集合部８０ではなくビーム導入ライン張出部３１ａの最外端Ｆとなるように構成されている。
【００５０】
図１０に、制御器集合部８０及び支持フレーム８１の構成を示す。図１０に示されるように、支持フレーム８１は、上下一対の連結部８２と、連結部８２によってガントリー１２に連結されたフレーム体８３と、を有している。連結部８２は、ガントリー１２及びフレーム体８３をボルトによって連結している。このフレーム体８３に対して制御器集合部８０を構成する各機器が固定されている。
【００５１】
制御器集合部８０は、分電盤８４、モニタ用分電盤８５、プロファイルモニター用制御器８６、第１ドーズモニタ制御器８７、第２ドーズモニタ制御器８８、Ｘ線撮影用制御器（第１の制御器）８９、ＰＥＴ用制御器（第２の制御器）９０等から構成されている。なお、制御器集合部８０の構成は、上述したものに限られず、例えば平坦度モニタ制御器などを加えても良い。
【００５２】
プロファイルモニター用制御器８６、第１ドーズモニタ制御器８７、及び第２ドーズモニタ制御器８８は、照射ノズル１１内に配置された各種モニタ（図示せず）を制御するものである。これらの制御器８６〜８８が、各種モニタから検出信号を受け取ることで、照射ノズル１１を通る陽子ビームの状態が検出される。
【００５３】
Ｘ線撮影用制御器８９は、Ｘ線撮影装置６０を構成する制御器である。Ｘ線撮影用制御器８９は、Ｘ線照射部６１の照射制御及びＸ線検出部６２の検出制御を行う。Ｘ線撮影用制御器８９は、必ずしもＸ線照射部６１及びＸ線検出部６２の両方を制御する必要はなく、どちらか一方のみの制御でも良い。また、単体ではなく、別体で設けられた制御装置等と協働で制御を行う。例えば、検出信号に基づくＸ線画像生成の演算処理等は別体の演算装置により行われる。なお、単体で制御を行う態様であっても良い。
【００５４】
ＰＥＴ用制御器７０は、ＰＥＴ装置７０を構成する制御器である。ＰＥＴ用制御器７０は、ＰＥＴカメラ７１の制御を行う。ＰＥＴ用制御器７０も、別体で設けられた制御装置等と協働で制御を行うが、単体で制御を行う態様であっても良い。
【００５５】
以上説明した陽子線治療装置１０によれば、Ｘ線撮影用制御器８９やＰＥＴ用制御器９０を含む制御器集合部８０がガントリー１２の外に設置されているので、制御器集合部８０がガントリー１２内に設置されている従来の構成と比べて、メンテナンス時における制御器集合部８０へのアクセスが容易になる。しかも、ガントリー１２の外周上に設置することで、ガントリー１２の回転により制御器集合部８０の位置を調節することができるため、制御器集合部８０に対するメンテナンス性を大幅に向上させることができる。また、制御器集合部８０のためのスペースをガントリー１２内に確保する必要がなくなるので、装置の小型化に有利である。
【００５６】
この陽子線治療装置１０によれば、第３ベンド部３５及び第４ベンド部３７がガントリー１２の径方向へ陽子ビームを偏向するため、従来のガントリー（中心軸線Ｐの延在方向へ荷電粒子線を偏向させているガントリー）と比べて、中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さを短くすることができる。中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さが短くなると、ガントリー１２内の奥側のスペースが狭くなり、この狭いスペースの中に制御器集合部８０を収めようとすると、わざわざガントリー１２を長くする必要が生じてしまう。この陽子線治療装置１０によれば、制御器集合部８０をガントリー１２の外周上に配置することで、中心軸線Ｐの延在方向におけるガントリー１２の長さを抑制しつつ、制御器集合部８０を設けることができる。
【００５７】
また、この陽子線治療装置１０によれば、中心軸線Ｐからガントリー１２の径方向へ離間する輸送ライン３の傾斜部３３が、ガントリー１２の筒体内（例えば、エンクロージャーや照射室）を通過するように配置されているため、輸送ライン３が筒体内を避けて配置されている場合と比べて、装置の小型化（短軸化）を図ることができる。
【００５８】
更に、この陽子線治療装置１０によれば、ビーム導入ライン張出部３１ａとカウンターウェイト１８との間に制御器集合部８０が設置されているので、ガントリー１２の外周の空きスペースを効率良く利用することができ、装置の小型化に有利である。
【００５９】
また、この陽子線治療装置１０によれば、ビーム導入ライン張出部３１ａの最外端Ｆの描く回転軌道Ｃの内側に制御器集合部８０が収まっているので、制御器集合部８０を外に配置したことにより装置が径方向に大型化することを避けることができる。
【００６０】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、短軸化を図ることのできる特有の構成の陽子線治療装置（コークスクリュー型陽子線治療装置）ではなく、周知である種々の荷電粒子線照射装置に対しても好適に適用することができる。
【００６１】
また、制御器集合部８０の構成は、上述したものに限られない。モニタ用の制御器８６〜８８やＰＥＴ用制御器９０についてはガントリー１２とは別の場所に設置しても良い。なお、陽子線治療装置１０がＰＥＴ装置７０を備えない場合には、当然にＰＥＴ用制御器９０も備える必要はない。
【００６２】
更に、制御器集合部８０の形状や寸法は、上述したものに限られない。制御器集合部８０の寸法は、中心軸線Ｐの延在方向でガントリー１２から突出することなく、中心軸線Ｐに直交する方向（ガントリー１２の径方向）で回転軌道Ｃの内側に収まるものであれば良い。また、制御器集合部８０の配置も上述したものに限られない。制御器集合部８０は、ガントリー１２の外周上に設置されていれば良く、ビーム導入ライン張出部３１ａ及びカウンターウェイト１８の間に設置される場合にはどちらかに片寄った位置に設置されても良い。
【００６３】
また、特許請求の範囲に記載の加速器はサイクロトロンに限定されず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロンでも良い。また、荷電粒子腺は陽子ビームに限定されず、炭素ビーム（重粒子ビーム）などでも良い。また、ガントリー１２の筒体は、円筒に限らず他の筒状でもよい。ガントリー１２は、３６０°回転するものに限定されず、３６０°未満の揺動を行うものであっても良い。
【００６４】
また、筒体の一部、例えば、側壁に切欠き部が設けられている構成でも良い。なお、筒体を通過するように配置されているとは、筒体に設けられた切欠き部にビーム導入ライン３１が配置されているものも含む。
【００６５】
また、背面パネルに切欠き部が設けられている構成でも良い。なお、背面パネルを通過するように配置されているとは、背面パネルに設けられた切欠き部にビーム導入ライン３１が配置されているものも含む。背面パネルに設けられた切欠き部や開口部を通過するようにビーム導入ライン３１が配置されていれば良い。
【００６６】
また、上記実施形態では、傾斜部が直線状に形成されているが、例えば、緩やかに湾曲している傾斜部でも良い。
【００６７】
更に、Ｘ線撮影用制御器を支持する支持フレームと、ＰＥＴ制御器を支持する支持フレームとを別体として設けても良い。その他、支持フレーム８１の連結部８２をガントリー１２及びフレーム体８３に連結する手段は、ボルトに限らず、溶接や一体成形等であっても良い。また、連結部８２は必ずしも要せず、フレーム体８３をガントリー１２に直接連結しても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１…陽子線治療システム ２…サイクロトロン ３…ビーム輸送ライン ５…建屋 １０…陽子線治療装置（荷電粒子線照射装置） １１…照射ノズル（照射部） １２…ガントリー １６…背面パネル ２１…照射室 ３１…ビーム導入ライン（輸送ライン） ３１ａ…ビーム導入ライン張出部 ３２…第１ベンド部（第１偏向部） ３３…傾斜部 ３４…第２ベンド部（第２偏向部） ３５…第３ベンド部（第３偏向部） ３６…直線部 ３７…第４ベンド部（第４偏向部） ３８…直線部 ５１〜５３…支持部材 ５５…ケーシング ６０…線撮影装置 ６１…Ｘ線照射部 ６２…Ｘ線検出部 ７０…ＰＥＴ装置 ７１…ＰＥＴカメラ ８０…制御器集合部 ８１…支持フレーム ８４…分電盤 ８５…モニタ用分電盤 ８６…プロファイルモニター用制御器 ８７…第１ドーズモニタ制御器 ８８…第２ドーズモニタ制御器 ８９…Ｘ線撮影用制御器（第１の制御部） ９０…ＰＥＴ用制御器（第２の制御部） Ｆ…最外端 Ｃ…回転軌道 Ｂ…陽子ビーム Ｐ…中心軸線。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、
荷電粒子を加速して前記荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線を前記被照射体に向けて照射する照射部と、
前記加速器と前記照射部とを繋ぐ輸送ラインと、
前記照射部が配置され、前記輸送ラインの一部分を支持すると共に、中心軸線を中心として回転又は揺動が可能な架台と、
Ｘ線照射部及びＸ線検出部を有し、前記被照射体のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
を備え、
前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部のうち少なくとも一方を制御する第１の制御部が前記架台の外周上に設置されていることを特徴とする荷電粒子線照射装置。
【請求項２】
前記輸送ラインは、
前記中心軸線の延在方向に進行する前記荷電粒子線を偏向する第１偏向部と、
前記第１偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線と直交する方向へ偏向する第２偏向部と、
前記第２偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線回りで旋回させる第３偏向部と、
前記第３偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線側へ偏向する第４偏向部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項３】
前記架台の外周上に取り付けられたカウンターウェイトを更に備え、
前記カウンターウェイトは、前記輸送ラインのうち前記架台の外周から張り出した張出部と対向する位置に取り付けられており、
前記第１の制御部は、前記張出部と前記カウンターウェイトとの間に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項４】
前記第１の制御部は、前記中心軸線の延在方向から見て、前記張出部のうち前記中心軸線から最も離れた最外端が前記中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項５】
前記被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、
前記ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が前記架台の外周上に設置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項６】
前記被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、
前記ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が、前記架台の外周上で前記張出部と前記カウンターウェイトとの間に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項７】
前記第２の制御部は、前記中心軸線の延在方向から見て、前記張出部のうち前記中心軸線から最も離れた最外端が前記中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていることを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項１】
荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、
荷電粒子を加速して前記荷電粒子線を出射する加速器と、
前記荷電粒子線を前記被照射体に向けて照射する照射部と、
前記加速器と前記照射部とを繋ぐ輸送ラインと、
前記照射部が配置され、前記輸送ラインの一部分を支持すると共に、中心軸線を中心として回転又は揺動が可能な架台と、
Ｘ線照射部及びＸ線検出部を有し、前記被照射体のＸ線画像を取得するＸ線画像取得手段と、
を備え、
前記Ｘ線照射部及び前記Ｘ線検出部のうち少なくとも一方を制御する第１の制御部が前記架台の外周上に設置されていることを特徴とする荷電粒子線照射装置。
【請求項２】
前記輸送ラインは、
前記中心軸線の延在方向に進行する前記荷電粒子線を偏向する第１偏向部と、
前記第１偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線と直交する方向へ偏向する第２偏向部と、
前記第２偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線回りで旋回させる第３偏向部と、
前記第３偏向部の下流側に設けられ、前記荷電粒子線を前記中心軸線側へ偏向する第４偏向部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項３】
前記架台の外周上に取り付けられたカウンターウェイトを更に備え、
前記カウンターウェイトは、前記輸送ラインのうち前記架台の外周から張り出した張出部と対向する位置に取り付けられており、
前記第１の制御部は、前記張出部と前記カウンターウェイトとの間に設置されていることを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項４】
前記第１の制御部は、前記中心軸線の延在方向から見て、前記張出部のうち前記中心軸線から最も離れた最外端が前記中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項５】
前記被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、
前記ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が前記架台の外周上に設置されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項６】
前記被照射体の内部で発生したガンマ線を検出するＰＥＴカメラを有するＰＥＴ装置を更に備え、
前記ＰＥＴカメラを制御する第２の制御部が、前記架台の外周上で前記張出部と前記カウンターウェイトとの間に設置されていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線照射装置。
【請求項７】
前記第２の制御部は、前記中心軸線の延在方向から見て、前記張出部のうち前記中心軸線から最も離れた最外端が前記中心軸線を中心として描く回転軌道の内側に収まっていることを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子線照射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−５５９８９（Ｐ２０１３−５５９８９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９５１０３（Ｐ２０１１−１９５１０３）
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月７日（２０１１．９．７）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【Ｆターム（参考）】
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