JP6586020B2 - Particle beam therapy system - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、粒子線治療に用いられる粒子線治療装置に関するものである。 Embodiments of the present invention relate to a particle beam therapy apparatus used for particle beam therapy.
従来から、アイソセンタ(照射目標中心)を設定して、放射線を患者の癌などの患部に照射して治療する放射線治療装置が知られている。特に現在では、陽子線や重粒子線などの加速粒子線を用いる治療方法が注目されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a radiotherapy apparatus that sets an isocenter (irradiation target center) and irradiates a diseased part such as cancer of a patient to treat it. In particular, currently, a therapeutic method using an accelerated particle beam such as a proton beam or a heavy particle beam is attracting attention.
このような粒子線治療装置では、加速粒子線を人体の癌細胞などに適切かつ正確に照射することが重要である。癌などの腫瘍は様々な大きさと形状を持ち、患者体内における深さも異なるので、重粒子線を癌などの腫瘍に照射する治療では、周辺の正常組織が影響を受けないよう、腫瘍部分にのみ集中照射することが理想である。これを実現するためには加速粒子線照射方向の自由度を上げる必要があり、回転自在な放射線照射部を有する回転ガントリーと呼ばれる粒子線治療装置が知られている。この回転ガントリーでは放射線照射部が患者の周りを回転するので、任意の方向から患部に加速粒子線を照射することができる。 In such a particle beam therapy apparatus, it is important to appropriately and accurately irradiate the human body cancer cells with the accelerated particle beam. Tumors such as cancer have various sizes and shapes, and the depth within the patient's body is different, so that treatment with irradiation of heavy particle beams to tumors such as cancer only affects the tumor area so that surrounding normal tissues are not affected. Ideally, focused irradiation is used. In order to realize this, it is necessary to increase the degree of freedom in the accelerated particle beam irradiation direction, and a particle beam therapy device called a rotating gantry having a rotatable radiation irradiation unit is known. In this rotating gantry, the radiation irradiation part rotates around the patient, so that the affected part can be irradiated with the accelerated particle beam from any direction.
図8に粒子線治療装置の概略構成図を示す。粒子線治療装置20は、粒子ビーム発生装置19から加速粒子線発生装置16を介して発生加速された粒子線が粒子線輸送系17で1つ以上の回転ガントリー18に導かれるように構成されている。
FIG. 8 shows a schematic configuration diagram of the particle beam therapy system. The particle
上述した回転ガントリーでは、加速粒子線軌道に制約があり、本体胴が電磁石の規模に合わせて大型構造物となっていた。このため、本体胴を分割構造としても輸送が困難であるという課題があった。このため輸送を鑑み、回転ガントリー及び粒子線治療装置の小型化および軽量化を図る必要があった。 In the rotating gantry described above, the acceleration particle beam trajectory is limited, and the main body cylinder is a large structure in accordance with the scale of the electromagnet. Therefore, there is a problem that transportation is difficult even if the main body cylinder is divided. For this reason, in view of transportation, it has been necessary to reduce the size and weight of the rotating gantry and the particle beam therapy system.
また、前記回転ガントリーでは、本体胴の剛性が充分でないと電磁石搭載部の変位が大きくなり、粒子線照***度が損なわれ、加速粒子線を患部に的確に照射できなくなるという課題があった。 Further, in the rotating gantry, there is a problem that if the rigidity of the main body is not sufficient, the displacement of the electromagnet mounting portion becomes large, the accuracy of particle beam irradiation is impaired, and the accelerated particle beam cannot be accurately irradiated to the affected part.
加えて、電磁石に接続されるケーブルは数十tと重く、このケーブルを巻取るためのケーブルスプールは本体胴に直接接続されているので、ケーブル及びケーブルスプールの重量が本体胴に直接負荷され、本体胴の変形が大きくなり、粒子線照***度の低下につながることが課題であった。 In addition, the cable connected to the electromagnet is heavy with several tens of t, and the cable spool for winding this cable is directly connected to the main body trunk, so the weight of the cable and the cable spool is directly applied to the main body trunk, The main problem was that the deformation of the main body would increase, leading to a decrease in particle beam irradiation accuracy.
さらに、回転時は、ケーブル及びケーブルスプールに起因する慣性モーメントが本体胴に負荷され、慣性モーメントが増加するほど、緊急停止時の制動時間が長くなる可能性があった。 Further, during the rotation, the inertia moment caused by the cable and the cable spool is applied to the main body, and the braking time at the time of emergency stop may be longer as the inertia moment increases.
上記実施形態に係る粒子線治療装置は、回転ガントリーの本体胴と、この本体胴に設けられ粒子線の軌道を確保するための電磁石と、この電磁石に電力や信号を供給するケーブルと、このケーブルを巻き取るためのケーブルスプールを有し、前記ケーブルスプールは前記本体胴と独立して支持架台で支持し、前記ケーブルスプールと前記本体胴との間に接続機構を有し、この接続機構を介して、ケーブルスプールが本体胴に従属して回転し、前記接続機構は所定の荷重で接続が外れるようにマグネットカップリングで接続されていることを特徴とする。 The particle beam therapy system according to the above embodiment includes a main body cylinder of a rotating gantry, an electromagnet provided on the main body cylinder for ensuring the trajectory of the particle beam, a cable for supplying power and signals to the electromagnet, and the cable. A cable spool for winding the cable spool, and the cable spool is supported by a support base independently of the main body barrel, and has a connection mechanism between the cable spool and the main body barrel, The cable spool is rotated depending on the body barrel, and the connection mechanism is connected by a magnetic coupling so as to be disconnected by a predetermined load .
本発明の実施形態は、粒子線照***度が高くかつ低重量の粒子線治療装置を提供することができる。 The embodiment of the present invention can provide a particle beam therapy apparatus with high particle beam irradiation accuracy and low weight.
以下、本発明の実施形態に係わる回転ガントリーを含む粒子線治療装置の実施例について図1から図5を参照して説明する。なお、図1から図5の粒子線治療装置の実施例において、図8と同一部分には同一符号を付してその構成の説明を省略する。 Hereinafter, an example of a particle beam therapy system including a rotating gantry according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. In the embodiment of the particle beam therapy system of FIGS. 1 to 5, the same parts as those in FIG.
図1に示す回転ガントリー18は、主に本体胴4、電磁石5、ケーブルスプール9、ケーブル13から構成されている。
A rotating
本体胴4は、加速粒子線の軌道を確保するための電磁石5を支持する役割を持っている。この本体胴4内には放射線治療室1が設けられている。
The
本体胴4は駆動モータ15により、ターニングローラ8を介して円筒中心を回転軸として回転駆動する。この構成により加速粒子線を任意の方向から放射線治療室1内に位置する治療台2上の前記患者3に照射できる構造となっている。
The
この、本体胴4は、電磁石5搭載部の変位を抑制するため、充分な剛性を有する構造となっている。
The
電磁石5は、磁石サポート6を介して前記本体胴4に支持され、磁場により加速粒子線の軌道を定める役割を持っている。加速粒子線は電磁石5を介して照射ポート7まで導かれ、治療台2上の患者3に適切に照射されるように構成されている。
The electromagnet 5 is supported by the
ケーブルスプール9は、図2から図4に示す通り本体胴4と分離設置され、回転支持棒21、軸受12を介して支持架台14により支持されている。このケーブルスプール9には電磁石5に電力や信号を供給しているケーブル13が巻き取られている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the
軸受12は、図2、4に示す通り、ケーブルスプール9と支持架台14の間に設置され、ケーブルスプール9の重量を支持架台14に伝達する構成となっている。支持架台14は、軸受12を介してケーブルスプール9及びケーブルスプール9に巻取られるケーブル13の荷重を支持している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
本体胴4とケーブルスプール9を接続する接続軸10は、図2、3、5に示す通り、本体胴4に取り付けられている。ケーブルスプール9に設けられている接続軸固定具11は、図2、4に示す通り、上述した接続軸10に接続されている。前記接続軸10と接続軸固定具11を介して、本体胴4の回転が、前記ケーブルスプール9に伝達される。すなわち、ケーブルスプール9は本体胴4に従属して回転することができる。なお、図3において接続軸10は4箇所に設けた例を示したが、本体胴4に従属して回転することができるように少なくとも一つ配置すれば良く、またケーブルスプール9と同等の径を有する円筒を本体胴4とケーブルスプール9に同心状に配置しても同様の作用を得ることができる。
The
ケーブル13はケーブルスプール9の従属回転により巻取られ、このケーブル13及びケーブルスプール9の荷重数十tは支持架台14を介して支持されるため、本体胴4から独立して支持される。また、本体胴4の回転に伴うケーブル13による慣性モーメントも本体胴4から独立となる。
The
また、図6に示すように接続軸10は過大な慣性モーメントで破壊されないように所定の荷重で接続が外れるようにマグネットカップリング22を配置しても良い。
In addition, as shown in FIG. 6, the
さらに図7に示すように地震等によって本体胴4が回転軸と垂直方向に移動してケーブルスプール9が支持架台14から外れることを防止するために、回転支持棒21の端部が断面凹構造の溝24を有して支持するケーブルスプール9に嵌合される構成とし、さらに支持架台14に突出部23が形成されても良い。
Further, as shown in FIG. 7, in order to prevent the
よって、本実施形態によれば、ケーブルスプール9及びケーブル13の荷重数十tが本体胴4に印加されないので、本体胴4の変形を小さくすることができる。そして、変形を小さくするため、胴部の板厚を厚くすることや、補強部材を追加する必要がなくなるので、本体胴4はより薄肉中空構造を実現でき、小型軽量とすることができる。
Therefore, according to the present embodiment, the load of several tens of t of the
1…放射線治療室
2…治療台
3…患者
4…本体胴
5…電磁石
6…磁石サポート
7…照射ポート
8…ターニングローラ
9…ケーブルスプール
10…接続軸
11…接続軸固定具
12…軸受
13…ケーブル
14…支持架台
15…駆動モータ
16…加速粒子線発生装置
17…粒子線輸送系
18…回転ガントリー
19…粒子ビーム発生装置
20…粒子線治療装置
21…回転支持棒
22…マグネットカップリング
23…突出部
24…溝
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ケーブルスプールと前記本体胴との間に接続機構を有し、この接続機構を介して、ケーブルスプールが本体胴に従属して回転し、
前記接続機構は所定の荷重で接続が外れるようにマグネットカップリングで接続されていることを特徴とする粒子線治療装置。 It has a main body of the rotating gantry, an electromagnet provided on the main body for ensuring the trajectory of the particle beam, a cable for supplying power and signals to the electromagnet, and a cable spool for winding the cable. The cable spool is supported by a support frame independently of the body trunk ,
There is a connection mechanism between the cable spool and the main body cylinder, and via this connection mechanism, the cable spool rotates depending on the main body cylinder,
The particle beam therapy system characterized in that the connection mechanism is connected by a magnetic coupling so as to be disconnected by a predetermined load .
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