粒子線照射システム
【課題】粒子線照射装置を回転ガントリー構造にしないで粒子線を患部に多方向照射でき、位置精度よく粒子線を照射できる粒子線照射システムを提供する。
【解決手段】一方向から粒子線を照射する粒子線照射装置１、患部３ａの位置確認をするＣＴスキャナー２、ＣＴスキャナー２の検出範囲２ａから粒子線照射装置１の照射範囲まで患者３を移動させる駆動部５、患者３を固定し、駆動部５に患者３の頭尾方向を軸ｙとして回転可能に装着される患者固定装置４、駆動部５とＣＴスキャナー２を収納し、粒子線照射装置１の照射方向ｘと駆動部５の移動方向を含む平面に直交する軸ｚで回転可能な収納ユニット６を備えた粒子線照射システムＡ。
【解決手段】一方向から粒子線を照射する粒子線照射装置１、患部３ａの位置確認をするＣＴスキャナー２、ＣＴスキャナー２の検出範囲２ａから粒子線照射装置１の照射範囲まで患者３を移動させる駆動部５、患者３を固定し、駆動部５に患者３の頭尾方向を軸ｙとして回転可能に装着される患者固定装置４、駆動部５とＣＴスキャナー２を収納し、粒子線照射装置１の照射方向ｘと駆動部５の移動方向を含む平面に直交する軸ｚで回転可能な収納ユニット６を備えた粒子線照射システムＡ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽子線や重イオン線などの粒子線を患者の患部に正確に照射する粒子線照射システムに関する。より詳細には、本発明は、粒子線照射装置が回転ガントリー構造を持たず、一方向からの粒子線照射とすることで、システム全体の大きさや費用の軽減を図り、併せて粒子線照射装置の精度管理を容易にする粒子線照射システムに関する。同時に、本発明の粒子線照射システムは、治療室内にＣＴスキャナーを設置し、患者の患部の位置確認を正確に行い、ＣＴスキャナーから粒子線照射範囲まで患者を移動させる駆動部と、この駆動部とＣＴスキャナーとを一体化して収納するユニット構造を持つ。そして、治療に際しては、患者を駆動部に固定する固定装置を用いるのだが、この固定装置が患者を固定した状態で、患者の頭尾方向を軸として回転可能である。従って、本発明は、患者の体位を様々な角度に設定してＣＴスキャナーで患者の患部を検出することが可能であり、その患者体位のままで駆動部が移動することにより、患者の患部を粒子線照射位置に正確に移動させることができる粒子線照射システムに関する。更に、本発明の粒子線照射システムは、ＣＴスキャナーと駆動部とを一体化して収納するユニット構造が患者の体位が一定のまま、粒子線の照射方向及び駆動部の運動方向の両者を含む平面に直交する軸で回転する。従って、本発明は、粒子線が照射される一方向に対して、患者の患部を三次元空間の多方向から正確に照準させることができる粒子線照射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、癌などの治療方法としては、患部に陽子線、重イオン線などの粒子線（イオンビーム）を照射する方法が知られている。このような粒子線治療は、粒子線の特異的な線量分布によって、従来の放射線治療に比べて、正常組織への線量付与を少なくできるとされているが、正常組織への余分な線量付与を更に減らすために、人体に対して適当な角度から照射（多門照射）が行われるように回転ガントリー構造が採用されている。例えば特許文献１には、イオン源、前段加速器及びシンクロトロンを有する荷電粒子ビーム発生装置及び回転ガントリーを備える医療用粒子線照射装置が記載されており、特許文献２には、陽子線や重イオン線などの荷電粒子線を患者の患部に照射して治療する放射線治療装置において、患者を載置する治療台の天板の一部に切り欠いた部分を配設し、下方からビームを照射したときに、粒子線が天板を通過せずに直接人体に照射されるように構成したことを特徴とする粒子線治療装置が記載され、更に、下方からビームを照射する手段が回転ガントリーであることが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２１８３１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０３０４号公報
【０００３】
また、特許文献３には、陽子線などの粒子線を発生する粒子線発生手段を有し、発生した粒子線に磁界を与え、円形に回転させて加速した粒子ビームを出射する粒子線円形加速手段、粒子ビームを被照射体が配置された照射室に輸送するビーム輸送手段、粒子ビームを任意の形状に形成して被照射体に照射する照射野形成手段、上記粒子線円形加速手段、ビーム輸送手段及び照射野形成手段を一体で回転させる回転手段を備え、上記粒子線円形加速手段の加速軌道面は、上記回転手段の回転軸と直角になるように取り付けられ、粒子ビームを照射する被照射体は、上記回転手段の回転軸上に配置されることを特徴とする粒子線照射装置が記載されている。そして、従来の回転式粒子線照射装置として、陽子などの粒子線を発生し、高エネルギーに加速する粒子線円形加速手段のサイクロトロン、高速粒子の集まりである粒子ビームを集束し任意の形状にするための四極電磁石、粒子ビームを偏向する偏向電磁石、粒子ビームの輸送方向を変える方向切換電磁石、粒子ビームをがん患者である標的に照射する回転式粒子線照射台が記載されており、回転式照射台は、回転の中心に治療台が配置され、治療台上に配置された被照射体に直角方向に粒子ビームが照射されるように一対の回転枠の間に粒子ビームを直角方向に偏向し案内するビーム輸送手段と、被照射体に合わせて照射野を形成する照射野形成装置を配置し、回転体としての重量バランスをとるためにカウンターウエイトが取り付けられており、回転枠は回転自在にローラで受けられ、回転駆動装置で回転させながら照射できるように構成されていることが記載されている。
【特許文献３】特開平９−１９２２４４号公報
【０００４】
しかしながら、陽子線や重イオン線を照射する装置を回転ガントリー構造に作り上げるのは、当然ながらＸ線を照射する装置の場合よりも技術的に大変であり、スペースも大きくなり、精度管理が大変になり、しかも巨額の費用がかかってしまう。その一方で、陽子線や重イオン線であっても一方向からの照射では不十分であり、良い治療結果を得るためには、任意の角度から粒子線を照射でき、多方向（多門）照射を可能とすることが望ましい。また、粒子線を照射する際には、患部の位置に粒子線が正確に照射されるようにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、粒子線照射装置を回転ガントリー構造にすることなく、粒子線照射システムにおける多門照射を可能とし、システム自体の構造をシンプルにすることができることから、システム全体のスペースを小さくすることが可能となり、機械の精度管理も容易とすることが可能で、コストダウンも可能であり、且つ位置精度よく多方向から患部に粒子線を照射することが可能な粒子線照射システム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】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、粒子線照射装置を、回転ガントリー構造を用いないで、粒子線を固定して一方向から照射する構成とし、粒子線を照射する際には、人間がまわれば回転ガントリー構造を用いたと同じように多方向をつくることを想到するに至った。即ち、本発明者は、例えば、図２に模式的に示すように、粒子線照射装置１の照射方向を固定して粒子線１ａが一方向、好ましくは人間（患者）３の斜め上方向から照射されるようにして、患者３を回転させ、更に、例えば、図３の（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、患者（図３では省略）を固定する患者固定装置４を、床面Ｇに対して傾斜可能な構成とすることによって、一方向から照射される粒子線１ａの患者固定装置４に載った患者（図３では省略）の患部３ａに対する照射角度を変化させることができ、多方向をつくって治療をすることが可能となることを見出し、更に、鋭意検討した結果、例えば図３に示すように、ＣＴスキャナー２と患者固定装置４とが床面（地面）Ｇに対して同じ角度で傾斜するようにして、例えば図３の（ｂ）のように、患者固定装置４が床面（地面）Ｇに対して斜めになった状態においても患者固定装置４をそのままの傾斜角度でＣＴスキャナー２の検出範囲２ａ内に挿通可能な構成とし、斜めになった状態でのＣＴスキャンが可能な構成にするというように、患者を固定する患者固定装置を様々な方向に回転、移動させることによって、多方向から患部に粒子線を照射し、更に、患者固定装置が粒子線照射装置とＣＴスキャナーとの間を移動可能な構成として、回転、移動した患者の患部の位置確認を行うことも可能な構成とすることによって、上記目的を達成できることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、上記患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から上記粒子線照射装置の照射範囲まで上記患者を移動させる駆動部と、上記患者を固定し、上記駆動部に上記患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した上記駆動部と上記ＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、上記粒子線照射装置の照射方向と上記駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えたことを特徴とする粒子線照射システムを提供する。ここで、「ＣＴスキャナーの検出範囲」とは、ＣＴスキャナーのいわゆるガントリーの中央部分（範囲、領域）であり、「粒子線照射装置の照射範囲」とは、治療室内で粒子線が通過する部分（範囲、領域）である。
【０００８】
本発明の粒子線照射システムは、ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から粒子線照射装置の照射範囲まで患者を移動させる駆動部と、患者を固定し、駆動部に患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した駆動部とＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、粒子線照射装置の照射方向と駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えているので、患者固定装置の回転運動と駆動部の移動運動と収納ユニットの回転運動とを組み合わせることで、様々な方向からＣＴスキャナーで患者の患部を正確に位置確認し、患部に対して様々な方向から粒子線照射が可能となる。なお、本発明において、ＣＴスキャナーは、粒子線照射装置の少なくとも粒子線照射部と同室に配設されたものであり、粒子線照射装置全体がＣＴスキャナーと同室に配設されていても良いのは勿論である。
【０００９】
ここで、本発明の粒子線照射システムにおいて、粒子線照射装置が、粒子線を斜め上方向から患部に照射するように構成されたものであると、粒子線を患部に多方向から照射されるように患者固定装置を回転（傾斜）させる際に、患者をより負担が少なくなるような体勢（体位）にすることが可能となる。
【００１０】
本発明の粒子線照射システムにおいて、粒子線照射装置の粒子線の照射方向と、収納ユニットの回転の軸方向と、患者固定装置の回転の軸方向とが、照射時の患者の患部において交差するように構成したものであると、患者固定装置を回転させても粒子線を正確に患部に照射することが容易となり、ＣＴスキャナーによって位置確認する場合も、患者固定装置の粒子線照射装置とＣＴスキャナーとの間の移動が容易となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、粒子線照射装置を多方向照射するための回転ガントリー構造にしなくても、粒子線照射システムにおける多方向からの照射を可能とし、システム自体の構造をシンプルにすることができることから、システム全体のスペースを小さくすることが可能となり、機械の精度管理も容易とすることが可能で、コストダウンも可能な粒子線照射システムにより治療を行うことが可能となる。更に、本発明によれば、粒子線照射の位置管理も精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明につき図面を参照にして更に詳しく説明する。図１は、本発明の粒子線照射システムの一構成例を説明するために各装置を模式的に示した粒子線照射システムＡの概略側面図である。粒子線照射システムＡは、治療室Ｒに、粒子線照射装置１、ＣＴスキャナー２、患者３を固定する患者固定装置４、患者固定装置４を粒子線照射装置１の照射範囲とＣＴスキャナー２の検出範囲２ａとの間で移動させる駆動部５、ＣＴスキャナー２と患者固定装置４を取り付けた駆動部５を収納する収納ユニット６を備えている。なお、図１では、システムＡの構成を説明し易くするために、収納ユニット６の両側壁（図１では、図面上、前後の壁）を省略して示した。
【００１３】
粒子線照射装置１としては、陽子線、重イオン線などの粒子線１ａを一方向から照射するタイプのものであれば、公知の粒子線照射装置を使用することができ、このような装置としては、例えば、上記特許文献１に記載されたイオン源、前段加速器及びシンクロトロンを有する荷電粒子ビーム発生装置、上記特許文献３に記載された粒子線円形加速手段、ビーム輸送手段及び照射野形成手段を備えた粒子線照射装置などを挙げることができる。粒子線照射装置１は、患者固定装置４に固定されている患者３の患部３ａに一方向から粒子線１ａを照射するように設定されている。この粒子線１ａの照射方向ｘは、例えば、図１のように患者が立位のときには、粒子線１ａが患者固定装置４に載った患者３の患部３ａの上方斜め方向から患部３ａに照射されるように設定することが好ましく、その水平面Ｈに対する照射角度αはより好ましくは水平面Ｈに対して４５°前後、より好ましくは４５°±３０°の範囲であると、より好適である。なお、粒子線照射装置１の大きさ、タイプなどによっては、粒子線照射装置１の全体を治療室Ｒに置かず、少なくとも粒子線照射部１ｂが治療室Ｒに配設された状態としても良い。
【００１４】
ＣＴスキャナー２としては、公知の装置を使用することができる。ＣＴスキャナー２は、後述するように、収納ユニット６に、図１に示すように患者が立位のときには、収納ユニット６の一端に、その検出範囲２ａ内に駆動部５に装着された患者固定装置４に載った患者３が駆動部５によって挿通されるように配置され、駆動部５、その駆動装置Ｍと共に、収納ユニット６の回転により、床面（地面）Ｇに対して水平な位置から垂直な位置まで自由な角度に設定することが可能となっている。
【００１５】
患者固定装置４は、患者３の体位を保持した状態で、駆動部５に配置される。患者固定装置４は、駆動部５に着脱可能に取り付けられたものであっても、固着されたものであってもよい。また、患者固定装置４は、患者３の頭尾方向ｙを軸とした回転運動が可能で、自由な角度を設置することができるように駆動部５に装着される。更に、この構成例では、患者固定装置４は、患者３の患部３ａを粒子線１ａの照射位置に正確に照合させるために、駆動部５に対して患者３の左右方向と腹背方向への位置調整可能な位置調整機能を備えている。なお、患者３の頭尾方向への位置調整は、駆動部５の動きで調整可能であるので、患者固定装置４は必ずしもこの方向の位置調整機能を持つ必要はない。
【００１６】
患者固定装置４は、患者３の体位を保持した状態で患者３を固定し、例えば、台部４ａ、４ａと固定板部４ｂとを備え、上述したように、駆動部５と共に患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙに沿って移動可能であり、且つ駆動部５とは別に患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙを軸として回転可能となるように、駆動部５に取り付けた構成としたものなどを挙げることができる。患者固定装置４を回転可能とする手段は、特に制限されるものではなく、例えば、駆動部５の患者の固定位置に相当する部分に、いろいろな身長の人に対応可能となるような幅、例えば２ｍ前後の幅（図１では、上下方向の長さ）で離間するように、支持台５ａ、５ａを固着し、例えば、通常の回転イスのように、それぞれ支柱５ｂ、５ｂによって患者固定装置４の台部４ａ、４ａを支柱５ｂ、５ｂを軸として回転可能となるように支持台５ａ、５ａに取り付けると共に、回転した位置を固定できるように図示しないストッパー部材を備えたり、患者固定装置４の足側の台部４ａを駆動装置（図示せず）によってターンテーブルのように回転させ、回転した位置を固定可能とする手段などが挙げなられる。なお、患者固定装置４の回転運動は、駆動装置などを用いてもよく、手動であってもよい。また、患者固定装置４の台部４ａ、支持台５ａ、支柱５ｂは、患者３の足元側（図１では患者の下方）のみとすることもできる。患者固定装置４は、実際の使用時には、３６０°の回転運動でなはなく、いわゆる振り子運動でもよく、その振幅は、良好な線量分布を得るのに適切な振幅を適宜選定することができる。また、患者固定装置４の材質は、特に制限されるものではないが、放射線透過性材料などが好適に使用され、このような材料としては、例えば、繊維強化プラスチックなどが挙げられる。患者３は、図示しないバンドなどの固定具などによって、患者固定装置４に固定することができる。
【００１７】
そして、上述したように、患者固定装置４は、患者３の患部３ａを粒子線１ａの照射位置に正確に照合させるために、駆動部５に対して患者３の左右方向と腹背方向への位置調整可能な位置調整機能を備えていることが望ましく、例えば、支持台５ａを位置調整可能な範囲に対応する孔部（図示せず）を備えた構成とし、その孔部の所望の位置に支柱５ｂを挿通させ、適宜手段によって支持台５ａの所望の位置に支柱５ｂを取り付けるなどの手段により、患者３の左右方向と腹背方向の位置調整ができるようにすると、より好適である。また、患者固定装置４の頭尾方向ｙを軸とする回転は、軸中心が患部３ａを通ることが望ましいことから、人体の厚みなどを考慮すると、腫瘍の種々の発生部位に対応するためには、患者固定装置４の固定板部４ｂが回転軸（上記の場合、支柱５ｂ）に対して位置調整可能であることが望ましく、例えば固定板部４ｂを台部４ａにスライド可能に取り付け、頭尾方向ｙを軸とする回転の軸中心（上記の場合、支柱５ｂの軸中心）が固定板部４ｂに固定された患者３の患部３ａを通るように位置調整できるようにしたり、台部４ａを位置調整可能な範囲に対応する孔部（図示せず）を備えた構成とし、その孔部の固定板部４ｂに固定された患者３の患部３ａに相当する位置に患者固定装置４の回転軸となる支柱５ｂを挿通させて、台部４ａが支柱５ｂを軸中心として回転可能となるように取り付けるなどすると、より好適である。
【００１８】
駆動部５は、患者固定装置４に載った患者３を、少なくとも粒子線照射装置１の照射範囲とＣＴスキャナー２の検出範囲２ａとの間で移動させるものであり、本構成例では、駆動部５は、先端側（図１では、図面上、上側）が収納ユニット６の後述する収納部６ｃの空間内に位置し、後端側（図１では、図面上、下側）が後述するように収納ユニット６のＣＴ収納部６ｂに収納されたＣＴスキャナー２の検出領域（範囲）２ａ内を通るように収納ユニット６に収納され、ＣＴスキャナー２と一体化して床面（地面）Ｇに対して垂直な角度から水平な角度まで調節できるようになっている。なお、駆動部５を収納ユニット６に取り付ける手段は特に制限されず、例えば、収納ユニット６の収納部６ｃに固定、設置された駆動装置Ｍと連結されることによって、収納ユニット６に取り付けるなどの手段を挙げることができる。そして、駆動部５には、上述したように、患者固定装置４が患者３の頭尾方向ｙを軸として回転可能に取り付けられ、これによって、患者固定装置４は、ＣＴスキャナー２、駆動部５と一体となって収納ユニット６の回転軸方向ｚを軸とした回転、傾斜をして、振り子運動するようになっている。
【００１９】
駆動部５の駆動手段は、患者固定装置４に固定された患者３をスムーズに移動させることができる手段であればよく、例えば、患者固定装置４を配置可能な板状の平面構造を備え、収納ユニット６の収納部６ｃに収納されたモータなどの駆動装置Ｍによって、図示しないギアなどを利用して、患者３の患部３ａをＣＴスキャナー２の撮影位置（検出範囲２ａ）から粒子線１ａの照射位置（照射範囲）に正確に移動させる構造などが挙げられる。また、逆の移動も正確に行える構造となっていることが望ましい。ここで、駆動部５の患者固定装置４の取り付け位置５ｃ（平面構造部分）は、ＣＴスキャナー２の撮影の妨げにならない素材によって構成されており、このような素材としては、例えば、繊維強化プラスチック、カーボンファイバーなどが好適である。更に、患部３ａの位置は、頭部の場合も下肢の場合も予想されるので、駆動部５の駆動範囲は、好ましくは１〜１０ｍ、より好ましくは２〜５ｍ程度の移動に対応できることが望ましい。
【００２０】
収納ユニット６は、少なくとも患者固定装置４を装着した駆動部５とＣＴスキャナー２とを収納する構造を有するものである。本構成例の収納ユニット６は、図１に示すように、患者３が立位の状態の時には、その一端側（図１では、下端側）に、ＣＴスキャナー２の開口部２ｂ、２ｂに合わせた収納ユニット６の開口部６ａ、６ａが両面（図１では上下面）にそれぞれ開設され、ＣＴスキャナー２を中で移動しないように収納するＣＴ収納部６ｂを備えている。そして、他端側（図１では、上端側）には、駆動部５を患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向に沿って移動させるためモータなどの駆動装置Ｍ及びこの駆動装置Ｍと合わせてＣＴスキャナー２と同程度の重さにするためのバランス（図示せず）を収納し、患者が挿入可能な空間を有する収納部６ｃを備えている。更に、粒子線照射時に粒子線１ａが患者固定装置４に載った患者３の患部３ａに照射可能となるように、粒子線照射装置１側のＣＴ収納部６ｂと収納部６ｃとの間に照射開口部６ｄを有し、粒子線照射時にはＣＴ収納部６ｂと収納部６ｃとの間に駆動部５に取り付けられた患者固定装置４が収納されるように構成されている。なお、本発明において、収納ユニットは、少なくとも患者固定装置４を装着した駆動部５とＣＴスキャナー２とを収納する構造を有するものであればよく、例えば、ＣＴ収納部６ｂによってＣＴスキャナー２を収納する手段に替えて、例えばＣＴスキャナー２の壁面（図１では、図面上、右側の壁）を収納ユニット６の後壁（照射開口部６ｄの対向面側の壁）６ｆに固着して、ＣＴスキャナー２を収納ユニット６内に直接収納することもできる。
【００２１】
収納ユニット６は、粒子線１ａの照射方向ｘと駆動部５の移動方向ｗを含む平面（図１では、図面の表面そのもの）に対して直交する方向を回転軸方向ｚとして回転可能に構成されている。なお、本構成例のように粒子線１ａが患部３ａの上方斜め方向から患部３ａに照射されるように設定した場合、回転軸方向ｚは、粒子線１ａの照射方向ｘに対して直交する水平方向（図１では、図面の裏表方向）と換言することもできる。そして、回転軸方向ｚは、粒子線照射時の患者固定装置４に載った患者３の患部３ａを通るように設定されており、粒子線照射時の患者固定装置４に載った患者３の患部３ａにおいて粒子線１ａの照射方向ｘと交差し、更に、後述するように、患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙの回転軸の中心が患部３ａと通るように、患者３の位置調整をすることによって、粒子線１ａの照射方向ｘ、患者固定装置４の回転の軸方向（患者３の頭尾方向）ｙ、収納ユニット６の回転の軸方向ｚが、照射時の患者３の患部３ａにおいて交差する。
【００２２】
収納ユニット６をこのように回転可能な構成とする手段は、特に制限されるものではないが、例えば、図４に示すように、収納ユニット６の両側壁６ｅ、６ｅを回転軸部材７、７によって照射室（治療室）Ｒの両側壁８、８に回転可能に支持し、床面（又は地面）Ｇに対して傾斜可能（回転可能）となるように、収納ユニット６を宙に浮いた状態で支持し、回転軸部材７、７の軸中心を上述した回転軸方向ｚと一致させる手段などを挙げることができる。収納ユニット６を床面（又は地面）Ｇに対して傾斜するようにする回転又は振り子運動させる回転機構としては、その種類が特に制限されるものではなく、公知の手段を適宜選定することができ、例えば、図示しないギヤなどの回転用部材とモータなどの駆動装置との組み合わせなどを挙げることができる。ここで、本構成例における各回転機構、各移動機構は、コンピューターなどにより制御可能となっていると共に、手動による調整も可能となっていると、より好適である。なお、この収納ユニット６は、ＣＴスキャナー２などを収納し、回転することに耐え得るような強固な材質であれば、その材質が特に制限されるものではない。また、回転軸部材７、７は、収納ユニット６を宙に浮いた状態で支持し、回転させることに耐え得るような材質、太さを有するものであり、その高さ方向の位置、収納ユニット６における固定位置が調整可能なものとすると、より好適である。そして、例えば頭部の腫瘍から前立腺、大腸などの下半身の腫瘍に対応可能とすることを考慮すれば、収納ユニット６は、例えば立位の状態の患者の下半身に粒子線を照射でき、ＣＴスキャナーによる検査ができるような高さを有することが望ましい。
【００２３】
収納ユニット６は、その回転軸部材７、７を中心とした回転運動が可能である。この回転運動により、図３に示したように、収納ユニット６は、内部のＣＴスキャナー２、患者固定装置４を取り付けた駆動部（図３では図示せず）、収納部６ｃに収納された駆動装置（図３では図示せず）などを同一の配置のまま、粒子線１ａに対して様々な角度を取ることが可能となる。ここで、収納ユニット６の回転運動は、その回転角度が特に制限されるものではなく、駆動部５に取り付けられた患者固定装置４に固定された患者３に対して良好な線量分布を得るのに適切な傾斜角度となるように適宜選定することができる。より好ましくは、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば、床面（地面）Ｇに対する角度が０°〜９０°（図３の（ａ）の状態から（ｃ）の状態の間）程度の範囲で回転するようにすると、より好適である。なお、図３においても収納ユニット６の両側壁（図３では、図面上、前後の壁）を省略して示した。そして、収納ユニット６の回転運動を滑らかに行うために、上述したように、ＣＴスキャナー２と駆動装置（図３では図示せず）との重さのバランスが取れていると、好都合である。
【００２４】
この粒子線照射システムＡでは、まず、照射する粒子線１ａの中心部が、駆動部５の幅方向の中心部を正確に照射する構造に設定する。次いで、患者３の患部３ａが、駆動部５の幅方向のおおよその中心付近にくるように患者固定装置４を位置調整して患者３と共に駆動部５に配置し、その状態で患部３ａがＣＴスキャナー２の検出範囲２ａ内にくるように駆動部５を移動させる。そして、ＣＴスキャナー２で患部３ａを検査（患部３ａの位置確認）した後、患者固定装置４の患者３の左右方向、腹背方向の駆動部５に対する位置調整を行って、患部３ａを正確に駆動部５の幅方向の中心部に一致させる。その状態で駆動部５を駆動させ、患部３ａを粒子線１ａの照射位置に照準し、照射する。このような流れが、この粒子線照射システムＡを用いた基本的な治療の流れになる。
【００２５】
粒子線照射システムＡを用いた治療で、患者固定装置４の回転運動を利用すれば、図２に示すように患者の正面ばかりではなく、左右方向からの粒子線１ａの照準が可能になり、収納ユニット６の回転運動を利用すれば、図３に示すように、患者３の頭尾方向からも広範囲に粒子線１ａの照準が可能となる。この二つの回転運動を組み合わせることで、三次元空間の様々な方向から患部３ａに固定された粒子線１ａを照射することが可能となる。
【００２６】
この粒子線照射システムＡによれば、患者固定装置４に載った患者３を二軸回転させることができ、粒子線照射装置１を回転ガントリー構造とすることなく、多方向照射することができ、また、患者３を回転させた時に、ＣＴスキャナー２により患部の位置を再度確認してから照射することもできるので、位置精度よく粒子線を照射することができ、優れた治療成績を得ることが可能となる。
【００２７】
なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の粒子線照射システムの一構成例を説明する粒子線照射システムの概略側面図である。
【図２】本発明の粒子線照射システムの一の軸回転の概念を説明する模式図である。
【図３】本発明の粒子線照射システムの他の軸回転の概念を説明する模式図である。
【図４】上記構成例を説明する粒子線照射システムの概略正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ 粒子線照射システム
ｘ 照射方向
ｙ 頭尾方向
ｚ 収納ユニットの回転の軸方向
Ｒ 治療室
１ 粒子線照射装置
１ａ 粒子線
１ｂ 粒子線照射部
２ ＣＴスキャナー
２ａ 検出範囲
３ 患者
３ａ 患部
４ 患者固定装置
５ 駆動部
６ 収納ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陽子線や重イオン線などの粒子線を患者の患部に正確に照射する粒子線照射システムに関する。より詳細には、本発明は、粒子線照射装置が回転ガントリー構造を持たず、一方向からの粒子線照射とすることで、システム全体の大きさや費用の軽減を図り、併せて粒子線照射装置の精度管理を容易にする粒子線照射システムに関する。同時に、本発明の粒子線照射システムは、治療室内にＣＴスキャナーを設置し、患者の患部の位置確認を正確に行い、ＣＴスキャナーから粒子線照射範囲まで患者を移動させる駆動部と、この駆動部とＣＴスキャナーとを一体化して収納するユニット構造を持つ。そして、治療に際しては、患者を駆動部に固定する固定装置を用いるのだが、この固定装置が患者を固定した状態で、患者の頭尾方向を軸として回転可能である。従って、本発明は、患者の体位を様々な角度に設定してＣＴスキャナーで患者の患部を検出することが可能であり、その患者体位のままで駆動部が移動することにより、患者の患部を粒子線照射位置に正確に移動させることができる粒子線照射システムに関する。更に、本発明の粒子線照射システムは、ＣＴスキャナーと駆動部とを一体化して収納するユニット構造が患者の体位が一定のまま、粒子線の照射方向及び駆動部の運動方向の両者を含む平面に直交する軸で回転する。従って、本発明は、粒子線が照射される一方向に対して、患者の患部を三次元空間の多方向から正確に照準させることができる粒子線照射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、癌などの治療方法としては、患部に陽子線、重イオン線などの粒子線（イオンビーム）を照射する方法が知られている。このような粒子線治療は、粒子線の特異的な線量分布によって、従来の放射線治療に比べて、正常組織への線量付与を少なくできるとされているが、正常組織への余分な線量付与を更に減らすために、人体に対して適当な角度から照射（多門照射）が行われるように回転ガントリー構造が採用されている。例えば特許文献１には、イオン源、前段加速器及びシンクロトロンを有する荷電粒子ビーム発生装置及び回転ガントリーを備える医療用粒子線照射装置が記載されており、特許文献２には、陽子線や重イオン線などの荷電粒子線を患者の患部に照射して治療する放射線治療装置において、患者を載置する治療台の天板の一部に切り欠いた部分を配設し、下方からビームを照射したときに、粒子線が天板を通過せずに直接人体に照射されるように構成したことを特徴とする粒子線治療装置が記載され、更に、下方からビームを照射する手段が回転ガントリーであることが記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２１８３１５号公報
【特許文献２】特開２００３−１９０３０４号公報
【０００３】
また、特許文献３には、陽子線などの粒子線を発生する粒子線発生手段を有し、発生した粒子線に磁界を与え、円形に回転させて加速した粒子ビームを出射する粒子線円形加速手段、粒子ビームを被照射体が配置された照射室に輸送するビーム輸送手段、粒子ビームを任意の形状に形成して被照射体に照射する照射野形成手段、上記粒子線円形加速手段、ビーム輸送手段及び照射野形成手段を一体で回転させる回転手段を備え、上記粒子線円形加速手段の加速軌道面は、上記回転手段の回転軸と直角になるように取り付けられ、粒子ビームを照射する被照射体は、上記回転手段の回転軸上に配置されることを特徴とする粒子線照射装置が記載されている。そして、従来の回転式粒子線照射装置として、陽子などの粒子線を発生し、高エネルギーに加速する粒子線円形加速手段のサイクロトロン、高速粒子の集まりである粒子ビームを集束し任意の形状にするための四極電磁石、粒子ビームを偏向する偏向電磁石、粒子ビームの輸送方向を変える方向切換電磁石、粒子ビームをがん患者である標的に照射する回転式粒子線照射台が記載されており、回転式照射台は、回転の中心に治療台が配置され、治療台上に配置された被照射体に直角方向に粒子ビームが照射されるように一対の回転枠の間に粒子ビームを直角方向に偏向し案内するビーム輸送手段と、被照射体に合わせて照射野を形成する照射野形成装置を配置し、回転体としての重量バランスをとるためにカウンターウエイトが取り付けられており、回転枠は回転自在にローラで受けられ、回転駆動装置で回転させながら照射できるように構成されていることが記載されている。
【特許文献３】特開平９−１９２２４４号公報
【０００４】
しかしながら、陽子線や重イオン線を照射する装置を回転ガントリー構造に作り上げるのは、当然ながらＸ線を照射する装置の場合よりも技術的に大変であり、スペースも大きくなり、精度管理が大変になり、しかも巨額の費用がかかってしまう。その一方で、陽子線や重イオン線であっても一方向からの照射では不十分であり、良い治療結果を得るためには、任意の角度から粒子線を照射でき、多方向（多門）照射を可能とすることが望ましい。また、粒子線を照射する際には、患部の位置に粒子線が正確に照射されるようにする必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、粒子線照射装置を回転ガントリー構造にすることなく、粒子線照射システムにおける多門照射を可能とし、システム自体の構造をシンプルにすることができることから、システム全体のスペースを小さくすることが可能となり、機械の精度管理も容易とすることが可能で、コストダウンも可能であり、且つ位置精度よく多方向から患部に粒子線を照射することが可能な粒子線照射システム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】
本発明者は、上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、粒子線照射装置を、回転ガントリー構造を用いないで、粒子線を固定して一方向から照射する構成とし、粒子線を照射する際には、人間がまわれば回転ガントリー構造を用いたと同じように多方向をつくることを想到するに至った。即ち、本発明者は、例えば、図２に模式的に示すように、粒子線照射装置１の照射方向を固定して粒子線１ａが一方向、好ましくは人間（患者）３の斜め上方向から照射されるようにして、患者３を回転させ、更に、例えば、図３の（ａ）〜（ｃ）に模式的に示すように、患者（図３では省略）を固定する患者固定装置４を、床面Ｇに対して傾斜可能な構成とすることによって、一方向から照射される粒子線１ａの患者固定装置４に載った患者（図３では省略）の患部３ａに対する照射角度を変化させることができ、多方向をつくって治療をすることが可能となることを見出し、更に、鋭意検討した結果、例えば図３に示すように、ＣＴスキャナー２と患者固定装置４とが床面（地面）Ｇに対して同じ角度で傾斜するようにして、例えば図３の（ｂ）のように、患者固定装置４が床面（地面）Ｇに対して斜めになった状態においても患者固定装置４をそのままの傾斜角度でＣＴスキャナー２の検出範囲２ａ内に挿通可能な構成とし、斜めになった状態でのＣＴスキャンが可能な構成にするというように、患者を固定する患者固定装置を様々な方向に回転、移動させることによって、多方向から患部に粒子線を照射し、更に、患者固定装置が粒子線照射装置とＣＴスキャナーとの間を移動可能な構成として、回転、移動した患者の患部の位置確認を行うことも可能な構成とすることによって、上記目的を達成できることを見出した。
【０００７】
即ち、本発明は、ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、上記患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から上記粒子線照射装置の照射範囲まで上記患者を移動させる駆動部と、上記患者を固定し、上記駆動部に上記患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した上記駆動部と上記ＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、上記粒子線照射装置の照射方向と上記駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えたことを特徴とする粒子線照射システムを提供する。ここで、「ＣＴスキャナーの検出範囲」とは、ＣＴスキャナーのいわゆるガントリーの中央部分（範囲、領域）であり、「粒子線照射装置の照射範囲」とは、治療室内で粒子線が通過する部分（範囲、領域）である。
【０００８】
本発明の粒子線照射システムは、ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から粒子線照射装置の照射範囲まで患者を移動させる駆動部と、患者を固定し、駆動部に患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した駆動部とＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、粒子線照射装置の照射方向と駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えているので、患者固定装置の回転運動と駆動部の移動運動と収納ユニットの回転運動とを組み合わせることで、様々な方向からＣＴスキャナーで患者の患部を正確に位置確認し、患部に対して様々な方向から粒子線照射が可能となる。なお、本発明において、ＣＴスキャナーは、粒子線照射装置の少なくとも粒子線照射部と同室に配設されたものであり、粒子線照射装置全体がＣＴスキャナーと同室に配設されていても良いのは勿論である。
【０００９】
ここで、本発明の粒子線照射システムにおいて、粒子線照射装置が、粒子線を斜め上方向から患部に照射するように構成されたものであると、粒子線を患部に多方向から照射されるように患者固定装置を回転（傾斜）させる際に、患者をより負担が少なくなるような体勢（体位）にすることが可能となる。
【００１０】
本発明の粒子線照射システムにおいて、粒子線照射装置の粒子線の照射方向と、収納ユニットの回転の軸方向と、患者固定装置の回転の軸方向とが、照射時の患者の患部において交差するように構成したものであると、患者固定装置を回転させても粒子線を正確に患部に照射することが容易となり、ＣＴスキャナーによって位置確認する場合も、患者固定装置の粒子線照射装置とＣＴスキャナーとの間の移動が容易となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、粒子線照射装置を多方向照射するための回転ガントリー構造にしなくても、粒子線照射システムにおける多方向からの照射を可能とし、システム自体の構造をシンプルにすることができることから、システム全体のスペースを小さくすることが可能となり、機械の精度管理も容易とすることが可能で、コストダウンも可能な粒子線照射システムにより治療を行うことが可能となる。更に、本発明によれば、粒子線照射の位置管理も精度よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明につき図面を参照にして更に詳しく説明する。図１は、本発明の粒子線照射システムの一構成例を説明するために各装置を模式的に示した粒子線照射システムＡの概略側面図である。粒子線照射システムＡは、治療室Ｒに、粒子線照射装置１、ＣＴスキャナー２、患者３を固定する患者固定装置４、患者固定装置４を粒子線照射装置１の照射範囲とＣＴスキャナー２の検出範囲２ａとの間で移動させる駆動部５、ＣＴスキャナー２と患者固定装置４を取り付けた駆動部５を収納する収納ユニット６を備えている。なお、図１では、システムＡの構成を説明し易くするために、収納ユニット６の両側壁（図１では、図面上、前後の壁）を省略して示した。
【００１３】
粒子線照射装置１としては、陽子線、重イオン線などの粒子線１ａを一方向から照射するタイプのものであれば、公知の粒子線照射装置を使用することができ、このような装置としては、例えば、上記特許文献１に記載されたイオン源、前段加速器及びシンクロトロンを有する荷電粒子ビーム発生装置、上記特許文献３に記載された粒子線円形加速手段、ビーム輸送手段及び照射野形成手段を備えた粒子線照射装置などを挙げることができる。粒子線照射装置１は、患者固定装置４に固定されている患者３の患部３ａに一方向から粒子線１ａを照射するように設定されている。この粒子線１ａの照射方向ｘは、例えば、図１のように患者が立位のときには、粒子線１ａが患者固定装置４に載った患者３の患部３ａの上方斜め方向から患部３ａに照射されるように設定することが好ましく、その水平面Ｈに対する照射角度αはより好ましくは水平面Ｈに対して４５°前後、より好ましくは４５°±３０°の範囲であると、より好適である。なお、粒子線照射装置１の大きさ、タイプなどによっては、粒子線照射装置１の全体を治療室Ｒに置かず、少なくとも粒子線照射部１ｂが治療室Ｒに配設された状態としても良い。
【００１４】
ＣＴスキャナー２としては、公知の装置を使用することができる。ＣＴスキャナー２は、後述するように、収納ユニット６に、図１に示すように患者が立位のときには、収納ユニット６の一端に、その検出範囲２ａ内に駆動部５に装着された患者固定装置４に載った患者３が駆動部５によって挿通されるように配置され、駆動部５、その駆動装置Ｍと共に、収納ユニット６の回転により、床面（地面）Ｇに対して水平な位置から垂直な位置まで自由な角度に設定することが可能となっている。
【００１５】
患者固定装置４は、患者３の体位を保持した状態で、駆動部５に配置される。患者固定装置４は、駆動部５に着脱可能に取り付けられたものであっても、固着されたものであってもよい。また、患者固定装置４は、患者３の頭尾方向ｙを軸とした回転運動が可能で、自由な角度を設置することができるように駆動部５に装着される。更に、この構成例では、患者固定装置４は、患者３の患部３ａを粒子線１ａの照射位置に正確に照合させるために、駆動部５に対して患者３の左右方向と腹背方向への位置調整可能な位置調整機能を備えている。なお、患者３の頭尾方向への位置調整は、駆動部５の動きで調整可能であるので、患者固定装置４は必ずしもこの方向の位置調整機能を持つ必要はない。
【００１６】
患者固定装置４は、患者３の体位を保持した状態で患者３を固定し、例えば、台部４ａ、４ａと固定板部４ｂとを備え、上述したように、駆動部５と共に患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙに沿って移動可能であり、且つ駆動部５とは別に患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙを軸として回転可能となるように、駆動部５に取り付けた構成としたものなどを挙げることができる。患者固定装置４を回転可能とする手段は、特に制限されるものではなく、例えば、駆動部５の患者の固定位置に相当する部分に、いろいろな身長の人に対応可能となるような幅、例えば２ｍ前後の幅（図１では、上下方向の長さ）で離間するように、支持台５ａ、５ａを固着し、例えば、通常の回転イスのように、それぞれ支柱５ｂ、５ｂによって患者固定装置４の台部４ａ、４ａを支柱５ｂ、５ｂを軸として回転可能となるように支持台５ａ、５ａに取り付けると共に、回転した位置を固定できるように図示しないストッパー部材を備えたり、患者固定装置４の足側の台部４ａを駆動装置（図示せず）によってターンテーブルのように回転させ、回転した位置を固定可能とする手段などが挙げなられる。なお、患者固定装置４の回転運動は、駆動装置などを用いてもよく、手動であってもよい。また、患者固定装置４の台部４ａ、支持台５ａ、支柱５ｂは、患者３の足元側（図１では患者の下方）のみとすることもできる。患者固定装置４は、実際の使用時には、３６０°の回転運動でなはなく、いわゆる振り子運動でもよく、その振幅は、良好な線量分布を得るのに適切な振幅を適宜選定することができる。また、患者固定装置４の材質は、特に制限されるものではないが、放射線透過性材料などが好適に使用され、このような材料としては、例えば、繊維強化プラスチックなどが挙げられる。患者３は、図示しないバンドなどの固定具などによって、患者固定装置４に固定することができる。
【００１７】
そして、上述したように、患者固定装置４は、患者３の患部３ａを粒子線１ａの照射位置に正確に照合させるために、駆動部５に対して患者３の左右方向と腹背方向への位置調整可能な位置調整機能を備えていることが望ましく、例えば、支持台５ａを位置調整可能な範囲に対応する孔部（図示せず）を備えた構成とし、その孔部の所望の位置に支柱５ｂを挿通させ、適宜手段によって支持台５ａの所望の位置に支柱５ｂを取り付けるなどの手段により、患者３の左右方向と腹背方向の位置調整ができるようにすると、より好適である。また、患者固定装置４の頭尾方向ｙを軸とする回転は、軸中心が患部３ａを通ることが望ましいことから、人体の厚みなどを考慮すると、腫瘍の種々の発生部位に対応するためには、患者固定装置４の固定板部４ｂが回転軸（上記の場合、支柱５ｂ）に対して位置調整可能であることが望ましく、例えば固定板部４ｂを台部４ａにスライド可能に取り付け、頭尾方向ｙを軸とする回転の軸中心（上記の場合、支柱５ｂの軸中心）が固定板部４ｂに固定された患者３の患部３ａを通るように位置調整できるようにしたり、台部４ａを位置調整可能な範囲に対応する孔部（図示せず）を備えた構成とし、その孔部の固定板部４ｂに固定された患者３の患部３ａに相当する位置に患者固定装置４の回転軸となる支柱５ｂを挿通させて、台部４ａが支柱５ｂを軸中心として回転可能となるように取り付けるなどすると、より好適である。
【００１８】
駆動部５は、患者固定装置４に載った患者３を、少なくとも粒子線照射装置１の照射範囲とＣＴスキャナー２の検出範囲２ａとの間で移動させるものであり、本構成例では、駆動部５は、先端側（図１では、図面上、上側）が収納ユニット６の後述する収納部６ｃの空間内に位置し、後端側（図１では、図面上、下側）が後述するように収納ユニット６のＣＴ収納部６ｂに収納されたＣＴスキャナー２の検出領域（範囲）２ａ内を通るように収納ユニット６に収納され、ＣＴスキャナー２と一体化して床面（地面）Ｇに対して垂直な角度から水平な角度まで調節できるようになっている。なお、駆動部５を収納ユニット６に取り付ける手段は特に制限されず、例えば、収納ユニット６の収納部６ｃに固定、設置された駆動装置Ｍと連結されることによって、収納ユニット６に取り付けるなどの手段を挙げることができる。そして、駆動部５には、上述したように、患者固定装置４が患者３の頭尾方向ｙを軸として回転可能に取り付けられ、これによって、患者固定装置４は、ＣＴスキャナー２、駆動部５と一体となって収納ユニット６の回転軸方向ｚを軸とした回転、傾斜をして、振り子運動するようになっている。
【００１９】
駆動部５の駆動手段は、患者固定装置４に固定された患者３をスムーズに移動させることができる手段であればよく、例えば、患者固定装置４を配置可能な板状の平面構造を備え、収納ユニット６の収納部６ｃに収納されたモータなどの駆動装置Ｍによって、図示しないギアなどを利用して、患者３の患部３ａをＣＴスキャナー２の撮影位置（検出範囲２ａ）から粒子線１ａの照射位置（照射範囲）に正確に移動させる構造などが挙げられる。また、逆の移動も正確に行える構造となっていることが望ましい。ここで、駆動部５の患者固定装置４の取り付け位置５ｃ（平面構造部分）は、ＣＴスキャナー２の撮影の妨げにならない素材によって構成されており、このような素材としては、例えば、繊維強化プラスチック、カーボンファイバーなどが好適である。更に、患部３ａの位置は、頭部の場合も下肢の場合も予想されるので、駆動部５の駆動範囲は、好ましくは１〜１０ｍ、より好ましくは２〜５ｍ程度の移動に対応できることが望ましい。
【００２０】
収納ユニット６は、少なくとも患者固定装置４を装着した駆動部５とＣＴスキャナー２とを収納する構造を有するものである。本構成例の収納ユニット６は、図１に示すように、患者３が立位の状態の時には、その一端側（図１では、下端側）に、ＣＴスキャナー２の開口部２ｂ、２ｂに合わせた収納ユニット６の開口部６ａ、６ａが両面（図１では上下面）にそれぞれ開設され、ＣＴスキャナー２を中で移動しないように収納するＣＴ収納部６ｂを備えている。そして、他端側（図１では、上端側）には、駆動部５を患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向に沿って移動させるためモータなどの駆動装置Ｍ及びこの駆動装置Ｍと合わせてＣＴスキャナー２と同程度の重さにするためのバランス（図示せず）を収納し、患者が挿入可能な空間を有する収納部６ｃを備えている。更に、粒子線照射時に粒子線１ａが患者固定装置４に載った患者３の患部３ａに照射可能となるように、粒子線照射装置１側のＣＴ収納部６ｂと収納部６ｃとの間に照射開口部６ｄを有し、粒子線照射時にはＣＴ収納部６ｂと収納部６ｃとの間に駆動部５に取り付けられた患者固定装置４が収納されるように構成されている。なお、本発明において、収納ユニットは、少なくとも患者固定装置４を装着した駆動部５とＣＴスキャナー２とを収納する構造を有するものであればよく、例えば、ＣＴ収納部６ｂによってＣＴスキャナー２を収納する手段に替えて、例えばＣＴスキャナー２の壁面（図１では、図面上、右側の壁）を収納ユニット６の後壁（照射開口部６ｄの対向面側の壁）６ｆに固着して、ＣＴスキャナー２を収納ユニット６内に直接収納することもできる。
【００２１】
収納ユニット６は、粒子線１ａの照射方向ｘと駆動部５の移動方向ｗを含む平面（図１では、図面の表面そのもの）に対して直交する方向を回転軸方向ｚとして回転可能に構成されている。なお、本構成例のように粒子線１ａが患部３ａの上方斜め方向から患部３ａに照射されるように設定した場合、回転軸方向ｚは、粒子線１ａの照射方向ｘに対して直交する水平方向（図１では、図面の裏表方向）と換言することもできる。そして、回転軸方向ｚは、粒子線照射時の患者固定装置４に載った患者３の患部３ａを通るように設定されており、粒子線照射時の患者固定装置４に載った患者３の患部３ａにおいて粒子線１ａの照射方向ｘと交差し、更に、後述するように、患者固定装置４に載った患者３の頭尾方向ｙの回転軸の中心が患部３ａと通るように、患者３の位置調整をすることによって、粒子線１ａの照射方向ｘ、患者固定装置４の回転の軸方向（患者３の頭尾方向）ｙ、収納ユニット６の回転の軸方向ｚが、照射時の患者３の患部３ａにおいて交差する。
【００２２】
収納ユニット６をこのように回転可能な構成とする手段は、特に制限されるものではないが、例えば、図４に示すように、収納ユニット６の両側壁６ｅ、６ｅを回転軸部材７、７によって照射室（治療室）Ｒの両側壁８、８に回転可能に支持し、床面（又は地面）Ｇに対して傾斜可能（回転可能）となるように、収納ユニット６を宙に浮いた状態で支持し、回転軸部材７、７の軸中心を上述した回転軸方向ｚと一致させる手段などを挙げることができる。収納ユニット６を床面（又は地面）Ｇに対して傾斜するようにする回転又は振り子運動させる回転機構としては、その種類が特に制限されるものではなく、公知の手段を適宜選定することができ、例えば、図示しないギヤなどの回転用部材とモータなどの駆動装置との組み合わせなどを挙げることができる。ここで、本構成例における各回転機構、各移動機構は、コンピューターなどにより制御可能となっていると共に、手動による調整も可能となっていると、より好適である。なお、この収納ユニット６は、ＣＴスキャナー２などを収納し、回転することに耐え得るような強固な材質であれば、その材質が特に制限されるものではない。また、回転軸部材７、７は、収納ユニット６を宙に浮いた状態で支持し、回転させることに耐え得るような材質、太さを有するものであり、その高さ方向の位置、収納ユニット６における固定位置が調整可能なものとすると、より好適である。そして、例えば頭部の腫瘍から前立腺、大腸などの下半身の腫瘍に対応可能とすることを考慮すれば、収納ユニット６は、例えば立位の状態の患者の下半身に粒子線を照射でき、ＣＴスキャナーによる検査ができるような高さを有することが望ましい。
【００２３】
収納ユニット６は、その回転軸部材７、７を中心とした回転運動が可能である。この回転運動により、図３に示したように、収納ユニット６は、内部のＣＴスキャナー２、患者固定装置４を取り付けた駆動部（図３では図示せず）、収納部６ｃに収納された駆動装置（図３では図示せず）などを同一の配置のまま、粒子線１ａに対して様々な角度を取ることが可能となる。ここで、収納ユニット６の回転運動は、その回転角度が特に制限されるものではなく、駆動部５に取り付けられた患者固定装置４に固定された患者３に対して良好な線量分布を得るのに適切な傾斜角度となるように適宜選定することができる。より好ましくは、図３の（ａ）〜（ｃ）に示すように、例えば、床面（地面）Ｇに対する角度が０°〜９０°（図３の（ａ）の状態から（ｃ）の状態の間）程度の範囲で回転するようにすると、より好適である。なお、図３においても収納ユニット６の両側壁（図３では、図面上、前後の壁）を省略して示した。そして、収納ユニット６の回転運動を滑らかに行うために、上述したように、ＣＴスキャナー２と駆動装置（図３では図示せず）との重さのバランスが取れていると、好都合である。
【００２４】
この粒子線照射システムＡでは、まず、照射する粒子線１ａの中心部が、駆動部５の幅方向の中心部を正確に照射する構造に設定する。次いで、患者３の患部３ａが、駆動部５の幅方向のおおよその中心付近にくるように患者固定装置４を位置調整して患者３と共に駆動部５に配置し、その状態で患部３ａがＣＴスキャナー２の検出範囲２ａ内にくるように駆動部５を移動させる。そして、ＣＴスキャナー２で患部３ａを検査（患部３ａの位置確認）した後、患者固定装置４の患者３の左右方向、腹背方向の駆動部５に対する位置調整を行って、患部３ａを正確に駆動部５の幅方向の中心部に一致させる。その状態で駆動部５を駆動させ、患部３ａを粒子線１ａの照射位置に照準し、照射する。このような流れが、この粒子線照射システムＡを用いた基本的な治療の流れになる。
【００２５】
粒子線照射システムＡを用いた治療で、患者固定装置４の回転運動を利用すれば、図２に示すように患者の正面ばかりではなく、左右方向からの粒子線１ａの照準が可能になり、収納ユニット６の回転運動を利用すれば、図３に示すように、患者３の頭尾方向からも広範囲に粒子線１ａの照準が可能となる。この二つの回転運動を組み合わせることで、三次元空間の様々な方向から患部３ａに固定された粒子線１ａを照射することが可能となる。
【００２６】
この粒子線照射システムＡによれば、患者固定装置４に載った患者３を二軸回転させることができ、粒子線照射装置１を回転ガントリー構造とすることなく、多方向照射することができ、また、患者３を回転させた時に、ＣＴスキャナー２により患部の位置を再度確認してから照射することもできるので、位置精度よく粒子線を照射することができ、優れた治療成績を得ることが可能となる。
【００２７】
なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の粒子線照射システムの一構成例を説明する粒子線照射システムの概略側面図である。
【図２】本発明の粒子線照射システムの一の軸回転の概念を説明する模式図である。
【図３】本発明の粒子線照射システムの他の軸回転の概念を説明する模式図である。
【図４】上記構成例を説明する粒子線照射システムの概略正面図である。
【符号の説明】
【００２９】
Ａ 粒子線照射システム
ｘ 照射方向
ｙ 頭尾方向
ｚ 収納ユニットの回転の軸方向
Ｒ 治療室
１ 粒子線照射装置
１ａ 粒子線
１ｂ 粒子線照射部
２ ＣＴスキャナー
２ａ 検出範囲
３ 患者
３ａ 患部
４ 患者固定装置
５ 駆動部
６ 収納ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、上記患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から上記粒子線照射装置の照射範囲まで上記患者を移動させる駆動部と、上記患者を固定し、上記駆動部に上記患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した上記駆動部と上記ＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、上記粒子線照射装置の照射方向と上記駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えたことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項２】
上記粒子線照射装置が、上記粒子線を斜め上方向から上記患部に照射するように構成された請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項３】
上記粒子線照射装置の上記粒子線の照射方向と、上記収納ユニットの回転の軸方向と、上記患者固定装置の回転の軸方向とが、照射時の上記患者の上記患部において交差するように構成した請求項１又は２に記載の粒子線照射システム。
【請求項１】
ガントリー構造を持たず、一方向から陽子線、重イオン線などの粒子線を患者の患部に照射する粒子線照射装置と、該粒子線照射装置の粒子線照射部と同室に設置され、上記患者の患部を位置確認するＣＴスキャナーと、該ＣＴスキャナーの検出範囲から上記粒子線照射装置の照射範囲まで上記患者を移動させる駆動部と、上記患者を固定し、上記駆動部に上記患者の頭尾方向を軸とした回転運動可能に装着される患者固定装置と、該患者固定装置を装着した上記駆動部と上記ＣＴスキャナーとを収納する構造を有し、上記粒子線照射装置の照射方向と上記駆動部の移動方向を含む平面に対して直交する軸で回転可能な収納ユニットとを備えたことを特徴とする粒子線照射システム。
【請求項２】
上記粒子線照射装置が、上記粒子線を斜め上方向から上記患部に照射するように構成された請求項１に記載の粒子線照射システム。
【請求項３】
上記粒子線照射装置の上記粒子線の照射方向と、上記収納ユニットの回転の軸方向と、上記患者固定装置の回転の軸方向とが、照射時の上記患者の上記患部において交差するように構成した請求項１又は２に記載の粒子線照射システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００８−２００２６４（Ｐ２００８−２００２６４Ａ）
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３９３５９（Ｐ２００７−３９３５９）
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【出願人】（５００１３９７２９）
【出願人】（５０２２９５１６８）
【出願人】（５０２２９５１７９）
【氏名又は名称原語表記】Ｊａｍｅｓ Ｒｏｂｅｒｔ Ｗｏｎｇ
【住所又は居所原語表記】１８ Ｗａｌｔ Ｗｈｉｔｍａｎ Ｔｒａｉｌ Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７９６０ Ｕ．Ｓ．Ａ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月４日（２００８．９．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年２月２０日（２００７．２．２０）
【出願人】（５００１３９７２９）
【出願人】（５０２２９５１６８）
【出願人】（５０２２９５１７９）
【氏名又は名称原語表記】Ｊａｍｅｓ Ｒｏｂｅｒｔ Ｗｏｎｇ
【住所又は居所原語表記】１８ Ｗａｌｔ Ｗｈｉｔｍａｎ Ｔｒａｉｌ Ｍｏｒｒｉｓｔｏｗｎ Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ ０７９６０ Ｕ．Ｓ．Ａ
【Ｆターム（参考）】
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