JP3519248B2 - 放射線治療用回転照射室 - Google Patents

放射線治療用回転照射室

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JP3519248B2 JP21450897A JP21450897A JP3519248B2 JP 3519248 B2 JP3519248 B2 JP 3519248B2 JP 21450897 A JP21450897 A JP 21450897A JP 21450897 A JP21450897 A JP 21450897A JP 3519248 B2 JP3519248 B2 JP 3519248B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、患者の回りに回転
自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室に
係り、特に、陽子線癌治療装置用の回転ガントリとして
用いるのに好適な、放射線治療用回転照射室に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の放射線による癌治療には、Ｘ線、
ガンマ線、電子線及び速中性子線等が利用されてきた。
これらの放射線は、図９に示す如く、身体表面近くで放
射線が最も強いため、深部の癌を治療する場合には、正
常な体表面付近の組織をも傷付けてしまう可能性が大き
い。一方、水素原子から電子をはぎ取った、正の電荷を
持ち、電子の１８３６倍の質量を持つ陽子を、加速器を
使って高エネルギまで加速して得られる陽子線は、身体
表面から一定の深さで線量が最大になるブラッグピーク
Ｐを形成し、その後急速に零になるという特性がある。
【０００３】これは、陽子が電子に及ぼす電気力は近距
離で大きいので、陽子の運動エネルギが大きく高速で走
っている時は、周辺電子と作用する時間が短く、電離量
は小さいが、運動エネルギを失い止まる寸前になると、
作用する時間が長くなり、電離量は急速に増加するため
である。
【０００４】そのため、身体の深部に位置する癌であっ
ても、癌以外の正常細胞に比較的障害を与えずに治療す
ることが可能となる。又、陽子線自体の生物に与える効
果（ＲＢＥ）が、Ｘ線の場合とほぼ同じであることか
ら、陽子線治療は、従来のＸ線治療における知識や経験
の蓄積を十二分に活用できるという利点も合せ持ってい
る。これらの特徴を生かし、機能器官を除去しないで治
療する、生活の質（クォリティ・オブ・ライフ）の向上
を目指した治療装置として、陽子線治療装置が導入され
つつある。
【０００５】放射線照射による癌の治療では、周辺の正
常組織が回復不能な影響を受けないよう、癌組織のみに
致死的な線量を集中することが理想であり、陽子線治療
は、図９に示したように、物質に入射した陽子線が、停
止する直前にブラッグピークＰで最大の線量を与えると
いう性質を利用して、癌組織のみを該ブラッグピークＰ
で被うことにより、この理想を実現しようとするもので
ある。
【０００６】ところで、加速器から得られる陽子線は細
いビーム状であり、そのエネルギ（ブラッグピークの深
さ）も一定である。一方、癌組織は、様々な大きさと複
雑な形状を持ち、その体内における深さも一定ではな
く、又、陽子線が通過しなければならない組織の密度も
一様ではない。従って、陽子線治療を行うためには、陽
子線ビームを、癌全体が一度に照射できる位の幅広い
ビームに拡大し、癌の深さに応じてそのエネルギを調
整し、奥行きのある癌組織全体が一様に照射できるよ
う、癌の厚みに応じてエネルギ分布を持たせ、更に、
癌の輪郭や陽子線が通過する組織の不均一さに応じた補
正を加える必要がある。
【０００７】又、このようにして癌の形状や深さに合わ
せて調整した陽子線を、照射条件通りに患者の体内の癌
組織に正確に照射して、計画通りの線量分布及び線量値
になるよう、許容誤差内で照射する必要がある。
【０００８】これを実現するためには、計画した線量分
布をボーラスやコリメータ等の照射野形成装置で精度良
く実現するだけでなく、患者に対するビームの照射位置
を精度良く決める必要がある。
【０００９】このような目的で、患者の回りに回転自在
な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射室が開発
されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
回転照射室は、図１０乃至図１２に示す如く、放射線照
射部２２と共に、図１２に矢印Ａで示す如く、患者１０
の回りを回転する回転カプセル２０に対して、建屋３０
側からッド駆動装置３４により装入される治療用ベッド
３２と共に、張り出しデッキ３６を、必要に応じて張り
出させる方式であったため、放射線照射部２２が、患者
１０に対する放射線２４の照射方向に合わせて治療用ベ
ッド３２の下側に回転してきたときには、放射線照射部
２２と張り出しデッキ３６が干渉してしまう。従って、
放射線照射部２２の位置によって、張り出しデッキ３６
を張り出したり、退避したりするデッキ駆動装置３８及
びその制御装置が必要であり、構成が複雑である。更
に、このデッキ駆動装置３８は、建屋３０の回転カプセ
ル２０側に設ける必要があるが、この部分には、ベッド
駆動装置３４が設けられているため、このベッド駆動装
置３４との干渉を避けるため、デッキ駆動装置３８の構
成が複雑にならざるを得ない。更に、放射線照射部２２
が下側にあり、張り出しデッキ３６が退避されたときに
は、回転カプセル２０内へのアクセスが不可能である。
又、張り出しデッキ３６と回転カプセル２０は不連続な
別個のものであるため、隙間が必要であり、物を落下さ
せる等の事故の一因となるだけでなく、作業エリアも小
さくなる。又、回転カプセル２０の正面後方には、患者
１０を囲むエンクロジャの一部として後面パネル２６が
設けられているが、床面は開放されているため、張り出
しデッキ３６が退避している状態では、治療用ベッド３
２から、その下の回転カプセル２０内面までの距離が長
くなり、患者１０に恐怖感を与えることがある等の問題
点を有していた。
【００１１】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、放射線照射部の回転位置に拘らず、
回転照射室の内側を常に被って治療用ベッドの下側に水
平なアクセスフロアを形成することが可能な、放射線治
療用回転照射室を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、患者の回りに
回転自在な放射線照射部を有する放射線治療用回転照射
室において、前記放射線照射部の移動経路を挟んで配置
される、建屋に対して固定された固定側リングレール、
及び、回転自在な移動側リングレールと、該固定側リン
グレール及び移動側リングレールによって形成される、
下側が水平なかまぼこ型の通路と、該通路内に配置さ
れ、前記放射線照射部の回転と同期して該通路内を移動
する、互いにリンクで屈曲自在に連結された、多数の板
からなる連続した移動床と、前記移動側リングレールを
前記放射線照射部の回転と逆方向に同じ量だけ回転させ
る駆動手段とを備えることにより、前記課題を解決した
ものである。
【００１３】更に、前記固定側リングレールと移動側リ
ングレールの相対変位量が所定値を越えた時は、前記駆
動手段を無効にする安全手段を備えたものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
【００１５】本実施形態に係る回転ガントリ４０は、図
１乃至図３に示す如く、放射線照射部２２の移動経路を
挟んで配置される、建屋壁３０ａに固定されたサポート
５８に保持された固定側リングレール６２、及び、患者
を囲むエンクロージャの一部を構成する後面パネル２６
が固定されたサポートリング６４により、例えば周囲４
個のサポートロール６６で支持され、前記放射線照射部
２２の回転と同期して回転自在な移動側リングレール７
２と、該固定側リングレール６２及び移動側リングレー
ル７２によって形成される、下側が水平なかまぼこ型の
通路８０内に配置される、互いにリンクで屈曲自在に連
結された、多数の板８４からなる連続した移動床８２
と、前記放射線照射部２２の回転と同期して、前記移動
床８２を通路８０内で移動させると共に、前記移動側リ
ングレール７２を逆方向に同じ量だけ回転させる駆動装
置（後出）とを備えている。
【００１６】図１及び図２において、９０は、陽子を加
速して、取り出された陽子ビームのエネルギを変え、且
つ、エネルギの広がりを制限する、サイクロトロン及び
エネルギ分析装置（ＥＳＳ）を含む陽子加速装置（図示
省略）で発生された陽子ビームの安定軌道を確保して、
少ない損失で回転ガントリ４０へ移送するためのビーム
輸送装置の最終部分を構成するビーム搬送用マグネット
を支持すると同時に、前記放射線照射部２２が固定さ
れ、スペースフレームとしても機能するマグネットサポ
ートである。
【００１７】前記回転ガントリ４０は、スペースフレー
ム４２で接続された、円筒状の回転体を形成するフロン
トリング４４及びリヤリング４６を有する。該フロント
リング４４及びリヤリング４６は、それぞれ架台４８上
の、例えばフロント側８台、リヤ側８台のガントリサポ
ートロール５０に載せられている。このうち、例えばリ
ヤ側の２台のサポートロール５０をガントリ駆動モータ
５２で駆動することにより、ガントリ４０が回転され
る。
【００１８】前記移動床８２を構成する板８４の両端に
は、図４に詳細に示す如く、前記固定側リングレール６
２又は移動側リングレール７２内を走行する車輪８６
が、前方、後方のいずれも、例えば各２個ずつ設けられ
ている。該車輪８６の車軸８７には、隣り合う板８４と
連結するためのリンク８８が設けられている。
【００１９】前記固定側リングレール６２と移動側リン
グレール７２で構成される移動床通路８０の外側には、
図５に示す如く、移動床を引っかける歯型のラッチ１０
０が、ガントリのスペースフレーム４２に固定されたラ
ッチサポート１０２に固定されている。従って、回転ガ
ントリ４０が回転すると、これに合わせて移動床８２が
引張られ、前記固定側リングレール６２と移動用リング
レール７２で構成される移動床通路８０内を移動する。
【００２０】前記移動側リングレール７２の外周には、
図６及び図７に示す如く、コンベアチェーン１０４が固
定されており、ガントリフレーム４２の内側に固定され
たサポートリング６４に固定されたリングレール駆動モ
ータ１１２及び減速機１１４により、クラッチ１１６を
介して回転駆動されるスプロケット１１８を含むリング
レール駆動装置１１０により、ガントリ４０の回転と同
期して、逆方向に同じ量だけ回動するようにされてい
る。従って、回転ガントリ４０の回転に拘らず、移動側
リングレール７２の絶対位置、即ち、固定側リングレー
ル６２との相対位置（位相）は同一に保たれ、移動床通
路８０も同じ位置に維持される。
【００２１】本実施形態においては、更に、図８に示す
如く、前記移動側リングレール７２の内側の２箇所に反
射板１２０が固定され、固定側リングレール６２に取り
付けられたレーザ式傾斜センサ１２２から照射されるレ
ーザビーム１２４の反射の有無によって、固定側リング
レール６２に対する移動側リングレール７２の位置が所
定量以上ずれたか否かを検出している。移動側リングレ
ール７２のずれが大きくなり、反射板１２０によるレー
ザビームの反射光がレーザ式傾斜センサ１２２に入射し
なくなったときには、両通路の捩れにより発生する移動
床８２の破損を防止するため、前記クラッチ１１６を切
り、該リングレール駆動装置１１０による駆動を無効と
する。ここで、レーザ式傾斜センサ１２２及び反射板１
２０が２組設けられているのは、放射線照射部２２の回
転によって、一方の光路が遮られても相対位置を監視す
ることができるようにするためである。
【００２２】前記後面パネル２６と、回転ガントリ４０
の放射線照射部２２近傍を除く、円筒状壁部と床部のほ
ぼ全面を被う移動床８２とによってエンクロージャが構
成され、患者やオペレータから、ガントリの鉄骨構造体
等、外部が見えるのを防いでいるので、視角的及び音響
的に遮蔽され、安全性が高く、安心感も得られる。
【００２３】本実施形態において、ガントリ４０を回転
させると、移動側リングレール７２が逆方向に同期運転
され、常に底面を水平に保持したまま静止し、対向する
固定側リングレール６２と共動して、移動床８２の通路
８０を形成する。又、放射線照射部２２及び移動床用ラ
ッチ１００も回転し、その結果、移動床８２は、放射線
照射部２２に干渉することなく、両リングレール６２、
７２間内を移動し、常に水平な、放射線照射部２２のメ
ンテナンスやベッド３２上の患者１０の調整のため、オ
ペレータが立つことができるアクセスフロアを形成す
る。
【００２４】固定側リングレール６２の内周面には、レ
ーザ式の傾斜センサ１２２が設置されており、移動側リ
ングレール７２の動きを常にモニタしている。そして、
移動側リングレール７２の移動量が規定値を越えたとき
には、直ちにリングレール駆動装置１１０のクラッチ１
１６を切り、ガントリも停止される。移動側リングレー
ル７２は、その構造上、下側に重心があるため、クラッ
チ１１６が切れた時点で、自重により底面が水平になる
よう、復帰する。
【００２５】本実施形態においては、２組のレーザ式傾
斜センサ１２２と反射板１２０からなる安全手段を備え
ているので、安全性が高い。なお、安全手段の構成はこ
れに限定されず、光路が遮られる心配のない時は、１組
としたり、他の方法で、移動側リングレール７２と固定
側リングレール６２の相対位置ずれを検出することも可
能である。又、移動側リングレールの位置ずれ以外を検
出して、安全手段を構成することも可能である。
【００２６】なお、前記実施形態においては、本発明
が、陽子線治療装置に用いられていたが、本発明の適用
対象はこれに限定されず、Ｘ線や電子線等の他の放射線
治療装置にも同様に適用できることは明らかである。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、回転ガントリが回転し
ても、治療用ベッド及び放射線照射部へのアクセスフロ
アとして必要な水平床を形成できる。この水平床は、ガ
ントリ内周壁部から連続したアクセスフロアであるた
め、作業エリアが広く取れ、隙間もないため、デザイン
的にも優れている。更に、治療用ベッドから移動床まで
の寸法が小さく、且つ一定しているので、患者に恐怖心
を与えることがない。又、駆動装置が簡単で、ガントリ
内にあるため、ガントリ前面が、治療用ベッド駆動装置
のスペースとして使え、治療用ベッドの移動の自由度が
大きくなる等の優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の要部構成を示す、斜め前方
から見た斜視図
【図２】前記実施形態の回転ガントリの構成を示す縦断
面図
【図３】前記実施形態の移動床の全体を斜め後方から見
た斜視図
【図４】前記実施形態で用いられている移動床の各部の
構成を示す斜視図
【図５】前記実施形態における回転ガントリのエンクロ
ージャの構成を示す横断面図
【図６】前記実施形態で用いられているリングレール駆
動装置の構成を示す、前方から見た斜視図
【図７】同じく、移動側リングレールのコンベアチェー
ンとスプロケットの係合状態を示す断面図
【図８】前記実施形態におけるレーザ式傾斜センサと反
射板の配置状態を示す、斜め前方から見た分解斜視図
【図９】陽子線治療の原理を示す線図
【図１０】従来の張り出しデッキを備えた回転照射室の
構成例を示す縦断面図
【図１１】図１０の上から見た縦断面図
【図１２】同じく横断面図
【符号の説明】
１０…患者 ２２…放射線照射部 ２４…放射線 ２６…後面パネル ３０…建屋 ３０ａ…建屋壁 ３２…治療用ベッド ３４…ベッド駆動装置 ４０…回転ガントリ ４２…ガントリフレーム ４４…フロントリング ４６…リヤリング ４８…架台 ５０…ガントリサポートロール ５２…ガントリ駆動モータ ６２…固定側リングレール ６４…サポートリング ６６…サポートロール ７２…移動側リングレール ７３…リングレールサポートロール ８０…移動床通路 ８２…移動床 ８４…板 １００…ラッチ １０４…コンベアチェーン １１０…リングレール駆動装置 １１２…リングレール駆動モータ １１６…クラッチ １１８…スプロケット １２０…反射板 １２２…レーザ式傾斜センサ １２４…レーザビーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61N 5/01 A61N 5/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】患者の回りに回転自在な放射線照射部を有
    する放射線治療用回転照射室において、 前記放射線照射部の移動経路を挟んで配置される、建屋
    に対して固定された固定側リングレール、及び、回転自
    在な移動側リングレールと、 該固定側リングレール及び移動側リングレールによって
    形成される、下側が水平なかまぼこ型の通路と、 該通路 内に配置され、前記放射線照射部の回転と同期し
    て該通路内を移動する、互いにリンクで屈曲自在に連結
    された、多数の板からなる連続した移動床と、 前 記移動側リングレールを前記放射線照射部の回転と逆
    方向に同じ量だけ回転させる駆動手段と、 を備えたことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
  2. 【請求項２】請求項１において、更に、前記固定側リン
    グレールと移動側リングレールの相対変位量が所定値を
    越えた時は、前記駆動手段を無効にする安全手段を備え
    たことを特徴とする放射線治療用回転照射室。
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