JP6596679B1 - 患者搬送台車、粒子線照射システム、及び粒子線照射方法 - Google Patents

Abstract

【課題】患者搬送台車、粒子線照射システム、及び粒子線照射方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一実施形態は、患者を乗せる天板と、前記天板を平行移動及び／又は回転させる駆動部と粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置から受信した、前記天板の平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御する駆動制御部とを備える患者搬送台車を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、患者搬送台車、粒子線照射システム、及び粒子線照射方法に関する。

粒子線治療において、加速器から取り出された陽子線、重粒子線、又は中性子線などの粒子線を病巣や癌などの腫瘍部分等（標的）に照射する治療法が行われている。標的への粒子線の線量の集中性を高めつつ、正常組織への影響を抑えるために、粒子線は標的に高精度に照射される。

従来では、粒子線を患者に照射する前に、粒子線の照射ノズルが設置された、粒子線治療を行う部屋（以下「粒子線治療室」という）に置かれた治療台に患者を乗せて、照射ノズルから照射される粒子線の位置と粒子線を照射すべき部位との位置合わせ（「患者位置設定」という。）が行われる。すなわち、照射ノズルから照射される粒子線が患者内の標的に精度良く当たるように、粒子線照射位置と患者位置とが調整される（図９（ａ））。

患者位置設定では、まず患者と治療台との間のずれを抑えるために、固定具を用い患者を治療台の天板に固定する。次いで、粒子線治療室内に設置されたレーザーポインタ等を利用し、患者の皮膚の上から、粒子線が照射される位置と粒子線を照射すべき部位と間の粗い位置決めを行う。その後、患者にＸ線を照射し、Ｘ線画像を撮像し、それを見ながら患者が乗った天板の位置や傾き等を調整して、粒子線を照射する位置を高精度に（例えばｍｍ単位）決定する。そして、患者位置設定後に、粒子線の治療を開始する。

一般的に、患者位置設定には数分〜数十分の時間を要し、粒子線治療の治療時間の大半を占める。粒子線治療室内での長時間の患者位置設定は、患者１人当たりの粒子線治療室の占有時間も増加させる。この結果、単位時間あたりの治療人数を増やせないことや、安全な治療照射を担保するための粒子線のQuality Assurance（ＱＡ）測定を行う時間を圧迫し、医師や看護師、放射線技師等の医療従事者への負担を大きくする。

特許文献１は、患者位置設定に要する時間を短縮することを目的とし、照射ノズルが設置された粒子線治療室とは別の準備室にて患者位置設定を行う方法を開示する。この方法では、準備室で第１のベッドに最初の患者を乗せて固定具を取付け、レーザポインタを用いた患者位置の粗い位置決めを行い、その後、第１のベッドに患者を乗せたまま、第１の搬送路に沿ってシミュレータ室まで搬送し、患者の精密な位置決めを行う。この時、最初の患者を搬出した準備室では、次の患者を第２のベッドに乗せて同様の患者位置設定を行う。シミュレータ室で精密な位置決めを行った最初の患者は第１のベッドに乗せたまま第２の搬送路に沿って粒子線治療室まで搬送して、治療照射を行う。このようにして、粒子線治療室内での作業負担を減らし、効率的に粒子線治療を進めるものである。

先行文献２は、照射ノズルが設置された粒子線治療室の治療台に、患者が乗った天板部分のみを移し替える方法を開示する。この方法では、準備室にて天板に乗せた患者の位置設定を行い、患者を乗せた天板を搬送台に載せて、準備室から治療室へ搬送する。粒子線治療室内で、患者を乗せた天板部分のみを粒子線治療室内の治療台に移乗させ、粒子線治療を行う（図９（ｂ）、（ｃ））。

特開２０００−２８８１０２号公報 特開２０１２−１４８０２６号公報

特許文献１の技術では、準備室で行った患者位置設定の状態を維持しながら粒子線治療室まで患者を搬送することは難しく、搬送の間に振動等によって患者の位置がずれてしまい、実際には粒子線治療室内で再度位置設定を行う必要がある。特許文献２の技術では、準備室で患者位置設定を行った後、患者が乗った天板部分のみを粒子線治療室に設置された治療台へ移し替えるものであるが、移し替えの間に位置がずれてしまうおそれがある。また、粒子線治療室内に固定の治療台を常に備え付けておくことは、治療台の分だけ粒子線治療室を大きくしておく必要があり、またＱＡ測定などの際に治療台によりＱＡ測定用機器の設置が阻害されるなどの問題がある。

このような事情に鑑み、本発明は、患者搬送台車、粒子線照射システム、及び粒子線照射方法を提供することを目的とする。

本発明には、以下の態様が含まれる。
〔１〕
患者を乗せる天板と、
前記天板を平行移動及び／又は回転させる駆動部と
粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置から受信した、前記天板の平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御する駆動制御部と
を備える患者搬送台車。
〔２〕
前記駆動部は、前記天板の短辺方向（Ｘ軸）、前記天板の長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記長辺方向及び短辺方向に垂直な方向（Ｚ軸）のうちの少なくとも１つの方向に沿って前記天板を平行移動させ、且つ／又は、前記短辺方向（Ｘ軸）、前記長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記垂直な方向（Ｚ軸）のうちの少なくとも１つの方向のまわりに前記天板を回転させる、上記〔１〕に記載の患者搬送台車。
〔３〕
前記駆動部は、前記天板の短辺方向（Ｘ軸）、前記天板の長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記長辺方向及び短辺方向に垂直な方向（Ｚ軸）に沿って前記天板を平行移動させ、且つ、前記短辺方向（Ｘ軸）、前記長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記垂直な方向（Ｚ軸）のまわりに前記天板を回転させる、上記〔１〕に記載の患者搬送台車。
〔４〕
前記粒子線治療室に前記患者搬送台車を固定するためのベースロック機構をさらに備える上記〔１〕〜〔３〕のいずれか１項に記載の患者搬送台車。
〔５〕
前記粒子線は、陽子線、中性子線、又は重粒子線である、上記〔１〕〜〔４〕のいずれか１項に記載の患者搬送台車。
〔６〕
前記粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は前記粒子線治療室から患者を搬送するための上記〔１〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の患者搬送台車。
〔７〕
粒子線照射装置と、
粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置と、
上記〔１〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の患者搬送台車と
を含む粒子線照射システム。
〔８〕
前記患者位置設定装置は、
前記天板に乗った患者にＸ線を照射するＸ線発生装置と前記Ｘ線を検出するＸ線検出器とを制御して、前記患者のＸ線画像を生成するＸ線撮像制御部（４３）と、
前記Ｘ線画像と、前記患者の粒子線を照射すべき部位に係る基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出する患者位置設定部（４４）と、
前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信する台車制御部（４５）と、
を備える、上記〔７〕に記載の粒子線照射システム。
〔９〕
上記〔８〕に記載の粒子線照射システムにおいて、患者に粒子線を照射する方法であって、
患者を乗せた前記患者搬送台車が、粒子線治療室内に移動し、前記粒子線治療室に対して固定されるステップと、
前記Ｘ線撮像制御部（４３）が、前記Ｘ線発生装置及び前記Ｘ線検出器を制御して、前記患者のＸ線画像を生成するステップと、
前記患者位置設定部（４４）が、前記Ｘ線画像と前記基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出するステップと、
前記台車制御部（４５）が、前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信するステップと、
前記駆動制御部は、前記平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御するステップと、
前記粒子線照射装置が、前記患者に粒子線を照射するステップと、
を含む、前記方法。
〔１０〕
前記台車制御部（４５）が前記患者搬送台車からエラー信号を受信するステップと、
前記患者位置設定部（４４）が、前記エラー信号を前記粒子線照射システムを統括する治療制御装置（２１）へ送信するステップと、
前記治療制御装置（２１）が、前記粒子線照射装置を制御する粒子線照射制御装置（３４）を通じて、前記患者への粒子線の照射を停止させるステップと
をさらに含む上記〔９〕に記載の方法。
〔１１〕
粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は粒子線治療室から患者を搬送するための患者搬送台車であって、
天板を平行移動及び／又は回転させる駆動部と
粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置から受信した、前記天板の平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御する駆動制御部と
を備える前記患者搬送台車。
〔１２〕
前記患者位置設定装置は、
前記天板に乗った患者にＸ線を照射するＸ線発生装置と前記Ｘ線を検出するＸ線検出器とを制御して、前記患者のＸ線画像を生成するＸ線撮像制御部（４３）と、
前記Ｘ線画像と、前記患者の粒子線を照射すべき部位に係る基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出する患者位置設定部（４４）と、
前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信する台車制御部（４５）と、
を備える、前記粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は前記粒子線治療室から患者を搬送するための上記〔１〕〜〔６〕及び〔１１〕のいずれか１項に記載の患者搬送台車。

本発明の一実施形態に係る患者搬送台車の概略図である。 患者搬送台車の平行移動及び回転を説明する図である。 患者搬送台車の制御ブロック図である。 患者搬送台車を含む粒子線照射システムの概略図である。 粒子線照射システムの概略図である。 粒子線照射システムの制御ブロック図である。 患者位置設定のフローチャートである。 患者位置設定を説明する図である。 従来の粒子線照射システムを説明する図である。

［患者搬送台車］
本発明の一実施形態に係る患者搬送台車１０について説明する。

図１の（ａ）は患者搬送台車１０の概略斜視図であり、（ｂ）は概略正面図、（ｃ）は概略側面図である。図１に示すように、長方形状の天板１１の短辺方向をＸ軸とし、天板１１の長辺方向をＹ軸とし、患者搬送台車１０の高さ方向（Ｘ軸及びＹ軸に垂直な方向）をＺ軸とする。なお、天板１１の形状は、長方形状のものに限らず、楕円形状のものであってもよく（この場合、短軸が短辺方向であるＸ軸、長軸が長辺方向であるＹ軸、両軸に垂直な軸がＺ軸となる）、患者が安定して乗れる形状であればよい。

患者搬送台車１０は、患者を乗せる天板１１と、天板１１を各軸に沿って平行移動及び／又は各軸のまわりに回転させる駆動部１２と、駆動部１２を制御する駆動制御部１３と、天板１１、駆動部１２、及び駆動制御部１３を載せ、移動のための複数のキャスターを有するベース部１４とを備える。医療従事者は、天板１１上に患者を乗せて、患者搬送台車１０を押して粒子線治療室へ患者を安定して搬送できる。なお、患者搬送台車１０は自走式の電動車であってもよい。

患者搬送台車１０はさらに、天板１１の位置（平行移動前後の位置、回転前後の位置）を安定して保持する（ロックする）ように構成された天板ロック機構１５と、患者搬送台車１０を粒子線治療室に対して固定し、患者搬送台車１０が動かないように固定するためのベースロック機構１６とを備える。

天板１１は、患者の身体を固定するための固定具（不図示）を備える。固定具は、患者の頭部を固定する器具、患者の手足を固定する器具、患者の胴体を固定する器具、及び／又は患者の身体の形状に沿って形成されたクッション材などである。また、天板１１は、患者の頭部、脚部、及び／又は胴体にあたる部分など天板１１の一部が傾斜できるように構成されていてもよい。また、患者が天板１１上でうつ伏せになった状態でも固定できるように、天板１１に呼吸孔等が設けられていてもよい。

駆動部１２は、駆動制御部１３による制御に従い、天板１１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿って平行移動させるための各種モータと、天板１１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のまわりで回転させるための各種モータと、これらモータの駆動力を天板１１に伝えるための各種機構とを備える。また、駆動部１２は、各モータの回転量、回転速度、及び回転方向などを検知し、天板１１の平行移動量及び／又は回転量を算出するのに用いる信号を駆動制御部１３に出力するエンコーダを備える。

なお、本実施形態では、天板１１が駆動部１２によりＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿って平行移動し、且つ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のまわりで回転する態様について説明するが、これに限定されない。天板１１が平行移動及び回転を行う軸の数は、用途に応じて限定的なものであってもよい。すなわち、駆動部１２は、天板１１がＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のうちの少なくとも１つの軸に沿って平行移動でき、且つ／又は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のうちの少なくとも１つの軸のまわりで回転できるように、構成されていてもよい。

好ましくは、駆動部１２は、天板１１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿って平行移動させる、又は、天板１１をＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のまわりで回転させるように構成されている。さらに好ましくは、駆動部１２は、天板１１を、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に沿って平行移動させ、且つ、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸のまわりで回転させるように構成されている。

図２の（ａ）は天板１１のＸ軸に沿った平行移動を表し、（ｂ）は天板１１のＸ軸のまわりの回転を模式的に表す。同様に、（ｃ）は天板１１のＹ軸に沿った平行移動を表し、（ｄ）は天板１１のＹ軸のまわりの回転を表し、（ｅ）は天板１１のＺ軸に沿った平行移動を表し、（ｆ）は天板１１のＺ軸のまわりの回転を表す。

駆動制御部１３は、粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置（後述）と無線通信するアンテナ又は有線通信するポートなどのインターフェースと、患者位置設定装置からの信号に基づき駆動部１２を制御するためのプログラム及びプロセッサ（又はＡＳＩＣなど）と、該プログラムや各種情報を記憶する記憶部などを備えたコンピュータである。

図３は駆動制御部１３の機能ブロック図である。駆動制御部１３は、記憶部に記憶されたプログラムとプロセッサとが協働するなどして実現される機能部として、粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置（後述する符号４０）と信号を送受信する信号送受信部１３１と、駆動部１２の各種モータを制御する平行移動制御部１３２及び回転制御部１３３と、駆動部１２のエンコーダの出力に基づき天板１１の平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）を算出する移動回転量算出部１３４を有する。

平行移動制御部１３２は、平板１１をＸ軸に沿って平行移動させるＸ軸平行移動モータと、平板１１をＹ軸に沿って平行移動させるY軸平行移動モータと、平板１１をＺ軸に沿って平行移動させるＺ軸平行移動モータとを制御し、各軸に沿った平板１１の平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）を制御する。

回転制御部１３３は、平板１１をＸ軸のまわりに回転させるＸ軸回転モータと、平板１１をＹ軸のまわりに回転させるＹ軸回転モータと、平板１１をＺ軸のまわりに回転させるＺ軸回転モータとを制御し、各軸のまわりの平板１１の回転量（θｘ，θｙ，θｚ）を制御する。

移動回転量算出部１３４は、駆動部１２のエンコーダから各モータの回転量、回転速度、及び回転方向などの情報を受け取り、天板１１の平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）を算出する。算出した平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）の情報は、信号送受信部１３１を通じて患者位置設定装置（後述する符号４０）に送られる。

天板ロック機構１５は、図１に示すようにベース部１４上に設け、天板１１を支える構成であってもよいし、駆動部１２内に設けられ、モータの駆動力を天板１１に伝える機構をロックする構成であってもよい。天板ロック機構１５は、天板１１が平行移動及び回転している間を除き、天板１１が動かないように安定して保持するように構成される。これにより、何らかの事情により電源が駆動部１２に供給されないような場合においても、天板ロック機構１５が天板１１を安定して保持することができるため、天板１１から患者が落下するなどの状況を防ぐことができる。なお、医療従事者の指示するタイミングで、天板ロック機構１５が天板１１をロックできるようにしてもよい。

ベースロック機構１６は、粒子線治療室の床や壁などに設けられたロック受け部（図５の符号５１）と係合し、粒子線治療室に対して患者搬送台車１０が動かないように固定するための機構である。ベースロック機構１６は、患者搬送台車１０の移動時等には邪魔にならないようにベース部１４に格納させておき、粒子線治療室のロック受け部と係合する際にベース部１４から突出するように構成してもよい。なお、ロック受け部５１が粒子線治療室の壁に設けられている場合は、それに合わせてベースロック機構１６もベース部１４の側方に設けるようにしてもよい。

［粒子線照射システム］
図４〜６を用いて、患者搬送台車１０を用いた粒子線治療用の粒子線照射システム２０について説明する。

粒子線照射システム２０は、患者搬送台車１０と、粒子線を生成し患部へ粒子線を照射する粒子線照射装置３０と、粒子線治療室５０に設けられた患者位置設定装置４０とを含む。

なお、患者位置設定装置４０は、その一部が粒子線治療室５０に設けられ、残りの部分が粒子線治療室５０から離れた箇所に設けられていてもよい。そのため、患者位置設定装置４０の一部、即ち少なくとも後述するＸ線発生装置４１及びＸ線検出器４２が粒子線治療室５０に設けられていれば、「粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置」となる。

また、図４（ａ）には、１つの粒子線照射装置３０を２つの粒子線治療室５０で用いる粒子線照射システム２０が描かれているが、１つの粒子線照射装置３０を１つ粒子線治療室５０で用いる構成であってもよいし、３つ以上の粒子線治療室５０で用いる構成であってもよい。

図４（ｂ）及び（ｃ）に示すように、患者を乗せた患者搬送台車１０は、外部から粒子線治療室５０内へ搬送され、粒子線治療室５０の床に設けたロック受け部５１にベースロック機構１６を係合させ固定させた後、粒子線治療の治療台としてそのまま利用できる。そのため、従来のような患者を搬送する台車から患者を粒子線治療室の治療台へ移す必要がなく、患者への負担は軽減される。また、粒子線治療室５０内に固定の治療台を常に備え付けておく必要がないことから、粒子線治療室５０のスペースを低減でき、ＱＡ測定などの際に備え付けの治療台がＱＡ測定機器設置を阻害するなどの問題も生じない。

粒子線照射装置３０は、粒子線を生成する加速器３１、粒子線をガイドする真空ダクトや各種電磁石装置３２、及び粒子線を患者の照射すべき部位に向けて出射する照射ノズル３３を含む。

加速器３１は、粒子線を生成する装置であり、例えばシンクロトロン、サイクロトロン、又は線形加速器である。加速器３１で生成された粒子線は、真空ダクト内を通り、各種電磁石装置３２により照射ノズル３３へ導かれる。粒子線は、陽子線、中性子線、又は重粒子線である。

電磁石装置３２は、特許第６３６４１４１号や特許第６３８７４７６号に記載の四極電磁石装置、ステアリング電磁石装置、振分電磁石装置、及び／又は収束電磁石などを含んでいてもよい。照射ノズル３３は、粒子線治療室５０に設けられ、患部へ向けて粒子線を照射する。照射ノズル３３は、特許第６３８７４７６号に記載の照射ノズルであってもよい。また、電磁石装置３２は、粒子線の形状及び／又は線量を調整するビームスリット装置（不図示）や、粒子線のビーム位置を微調整するためのステアリング電磁石装置を含むものであってもよい。なお、特許第６３６４１４１号及び特許第６３８７４７６号に記載の内容は、参照により本願に組み込まれる。

照射ノズル３３は、走査電磁石３３１、ビームモニタ３３２、及びエネルギー変調手段３３３を備える。

走査電磁石３３１は、流れる電流量や電流の向きを調整することで、照射ノズル３３から出射する粒子線の進行方向を微調整し、所定の範囲内でスキャン（走査）可能にするための電磁石である。ビームモニタ３３２は、粒子線を監視し、線量やビームの位置及び平坦度を計測するモニタである。計測した情報は、ビームモニタ３３２から粒子線照射制御部３４にフィードバックされ、走査電磁石３３１の制御や粒子線の精度よい照射に利用される。エネルギー変調手段３３３は、粒子線のエネルギーを調整して粒子線の患者内の到達する深さを調整するものであり、例えば、レンジモジュレータ、散乱体、リッジフィルタ、患者コリメータ、患者ボーラス、又はアプリケータなどである。

図５の（ａ）は、患者搬送台車１０を患者の頭部側（正面）から見た図であり、（ｂ）は側面から見た図である。

患者位置設定装置４０は、Ｘ線を生成し患者に照射する複数のＸ線発生装置４１ａ、４１ｂ（総称してＸ線発生装置４１）と、Ｘ線発生装置４１ａ、４１ｂから照射されたＸ線をそれぞれ検出するＸ線検出器４２ａ、４２ｂ（総称してＸ線検出器４２）とを備える。Ｘ線発生装置４１は、Ｘ線管や、コーンビームＣＴ用のＸ線発生装置などであり、Ｘ線検出器４２は、Ｘ線発生装置４１から出たＸ線を検出するＣＣＤエリアイメージセンサ、ＣＭＯＳエリアイメージセンサ、又はフラットパネルセンサであってもよい。なお、Ｘ線を用いるＸ線発生装置４１及びＸ線検出器４２に変えて、磁気共鳴を用いたＭＲＩ装置を用いて、粒子線と粒子線を照射すべき患部との患者位置設定を行うようにしてもよい。

なお、図５には、Ｘ線発生装置４１ａ、４１ｂとそれらに対応するＸ線検出器４２ａ、４２ｂは、２組描かれているが、Ｘ線発生装置４１及びＸ線検出器４２の組は、１組であってもよいし、３組以上であってもよい。Ｘ線発生装置４１及びＸ線検出器４２の組は、数が多いほど、精度は向上するが、処理が複雑になるため、好ましくは２〜３組である。

図６は、患者位置設定装置４０と粒子線照射システム２０の制御ブロック図である。

患者位置設定装置４０は、Ｘ線撮像制御部４３、患者位置設定部４４、及び台車制御部４５を備える。Ｘ線撮像制御部４３、患者位置設定部４４、及び台車制御部４５は、各種通信インターフェースと、各種制御のためのプログラム及びプロセッサ（又はＡＳＩＣなど）と、該プログラムや各種情報を記憶する記憶部などを備え、記憶部に記憶されたプログラムとプロセッサとが協働するなどして実現される機能部である。Ｘ線撮像制御部４３、患者位置設定部４４、及び台車制御部４５は、粒子線治療室５０に設けられていてもよいし、粒子線治療室５０から離れた箇所に設けられ、粒子線治療室５０内のＸ線発生装置４１やＸ線検出器４２、患者搬送台車１０を遠隔から制御するものであってもよい。

Ｘ線撮像制御部４３は、患者位置設定部４４の命令に応じて又は所定の周期で、Ｘ線発生装置４１とＸ線検出器４２を制御し、患者のＸ線画像を生成し、それを患者位置設定部４４に出力する。

患者位置設定部４４は、Ｘ線撮像制御部４３から受信したＸ線画像を、予め記憶しておいた当該患者の粒子線が照射されるべき部位に係る基準Ｘ線画像と比較し、両者の誤差量（位置誤差）を算出する。そして、患者位置設定部４４は、Ｘ線画像と基準Ｘ線画像との位置誤差に係る情報を台車制御部４５に出力する。

ここで、基準Ｘ線画像は、粒子線治療を行う前に、Ｘ線画像を撮像できる準備室（又は粒子線治療室５０）内で患者の粒子線を照射すべき部位（患部）のＸ線画像を取得しておき、患者位置設定装置４０に記憶させておく。なお、同じ患部に対する粒子線治療が複数回行われる場合には、当該患部に係る基準Ｘ線画像を最初に取得しておけば、粒子線治療ごとに基準Ｘ線画像を取得する必要はないが、粒子線治療ごとに、粒子線治療室５０へ入る前の準備室等において基準Ｘ線画像を取得するようにしてもよい。

台車制御部４５は、Ｘ線画像と基準Ｘ線画像との位置誤差に基づき、該位置誤差が低減される（又はゼロになる）ように、患者搬送台車１０の天板１１の平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）を算出し、その情報を患者搬送台車１０の駆動制御部１３へ送信する。また、台車制御部４５は、患者搬送台車１０から実際に動かした平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）の情報を受信し、その情報を患者位置設定部４４に出力する。

患者位置設定部４４は、粒子線照射システム２０全体を統括する治療制御装置２１に患者位置設定に係る情報を送信する。患者位置設定に係る情報には、患者位置設定部４４が台車制御部４５から入力した平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）の情報を含む。また、患者搬送台車１０に不具合等があった場合には、患者搬送台車１０の駆動制御部１３からエラー信号が、台車制御部４５を通じて患者位置設定部４４に送られ、患者位置設定部４４から治療制御装置２１へ送られる。エラー信号を受けた治療制御装置２１は、患者の安全を考慮して、粒子線照射制御装置３４を通じて粒子線の照射を停止させる。

患者位置設定の情報に基づき治療制御装置２１は、粒子線照射制御装置３４に命令を出し、それに応じて粒子線照射制御装置３４は、粒子線照射装置３０を制御して、粒子線の線量、形状、及び照射位置などを調整する。

粒子線照射システム２０において、粒子線が照射される位置は、患者搬送台車１０の天板１１を制御して患者位置を調整するアプローチと、粒子線照射装置３０（照射ノズル３３等）を制御して粒子線の照射位置や形状、エネルギー等を調整するアプローチの両方から調整できる。これにより、粒子線の照射位置の精度が向上し、調整に費やす時間も短縮される。

患者位置設定は、粒子線治療前に行われるが、粒子線治療中に所定の周期で行うようにしてもよい。これにより、粒子線治療中の患者の意図しない移動や生理的な体動（呼吸など）が生じても、すぐに粒子線の照射位置を調整できる。

図７は、患者位置設定の一連のフローチャートである。

まず、粒子線治療を受ける患者を、粒子線治療室とは別の準備室等において、患者搬送台車１０の天板１１に乗せて、固定具で患者が動かないように固定する（ステップＳ１）。

患者を乗せた患者搬送台車１０を粒子線治療室５０へ搬送し、患者搬送台車１０のベースロック機構１６を粒子線治療室５０のロック受け部５１へ固定させる（ステップＳ２）。

粒子線治療室５０内に設けたレーザーポインタ装置（不図示）を用いて、患者の外側から（皮膚上で）粒子線を照射すべき位置について粗い位置決めを行う（ステップＳ３）。粗い位置決めは、医師や技師等の医療関係者により行われるものであってもよいし、レーザーポインタ装置、治療制御装置２１、及び患者位置設定装置４０が協働して自動的に行うものであってもよい。また、ステップＳ３は粒子線治療室５０内ではなく、別の準備室等で行うものであってもよい（即ち、ステップＳ２の前にステップＳ３を行う）。

粗い位置決めの後、患者位置設定装置４０のＸ線撮像制御部４３は、Ｘ線発生装置４１及びＸ線検出器４２を制御して、患者の粒子線を照射すべき部位のＸ線画像を撮像する（ステップＳ４）。患者位置設定部４４は、ステップＳ４で取得したＸ線画像を、予め記憶しておいた基準Ｘ線画像と比較し、両者の位置誤差を算出する（ステップＳ５）。位置誤差の算出は、例えば位相相関法などの公知の画像処理アルゴリズムを用いることができる。

患者位置設定部４４は、ステップＳ５で算出した位置誤差が所定の許容値以下であるかどうか判定する（ステップＳ６）。許容値以下の場合（ステップＳ６でＹｅｓ）、患者位置設定部４４は、患者位置設定が完了したとの情報を治療制御装置２１に送り、粒子線治療（粒子線の照射）が開始される。

許容値を超える場合（ステップＳ６でＮｏ）、患者位置設定部４４は台車制御部４５に位置誤差の情報を送り、台車制御部４５は、位置誤差が低減されるように、患者搬送台車１０の天板１１の平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）を算出し、その情報を患者搬送台車１０の駆動制御部１３へ送信する（ステップＳ７）。

患者搬送台車１０の駆動制御部１３は、駆動部１２を制御して、受信した平行移動量（ｘ，ｙ，ｚ）及び／又は回転量（θｘ，θｙ，θｚ）の分だけ天板１１を平行移動及び／又は回転させる（ステップＳ８）。そして、位置誤差が許容値以下となるまでステップＳ４〜Ｓ８は繰り返される。

再度、図８を用いて患者位置設定の概要を説明する。

粗い位置決めの後、Ｘ線撮像制御部４３は、患者のＸ線画像を撮像し、患者位置設定部４４に出力する。患者位置設定部４４は、予め記憶させておいた基準Ｘ線画像と取得したＸ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出し、許容値と比較する。図８（ａ）は位置誤差が比較的大きい場合である。位置誤差が許容値を超えるため、台車制御部４５は、位置誤差を低減する（またはゼロにする）ように、患者搬送台車１０の天板１１の平行移動量及び／又は回転量を算出し、その情報を患者搬送台車１０の駆動制御部１３に送る。駆動制御部１３は、受信した平行移動量及び／又は回転量に応じて、天板１１を平行移動及び／又は回転させる。天板１１の移動後にＸ線画像を撮像し、同様の処理を繰り返し、徐々に位置誤差が低減する（図８（ａ）〜（ｃ））。図８（ｂ）では、Ｚ軸に沿って天板１１を平行移動（＋ｚ１）させつつ、Ｙ軸のまわりで天板１１を回転（＋θ１_ｙ）させ、図８（ｃ）では、Ｚ軸に沿って天板１１を平行移動（＋ｚ２）させつつ、Ｙ軸のまわりで天板１１を回転（＋θ２_ｙ）させている。最終的に、位置誤差が許容値以下となると、患者位置設定は完了する。

上記のとおり、本実施形態に係る患者搬送台車１０を用いた粒子線照射システム２０では、従来のように粒子線治療室内に常に備え付けの治療台を設けておく必要がないことから、粒子線治療室のスペースを低減できる。これにより、Ｘ線診断装置を持っているが粒子線照射装置を置く十分なスペースをとれないような既存の病院施設であっても、粒子線治療システムを導入しやすくなる。また、患者搬送台車１０を用いた粒子線照射システム２０では、患者は準備室又は病室から患者搬送台車１０に乗ったまま粒子線治療室へ入り、粒子線治療を受けることができるため、従来のような治療台への乗り換えや天板の移し替えにともなう患者の心理的な負担を軽減することができる。また、従来のような天板の移し替えにともなう患者位置のずれも軽減できる。また、粒子線治療中に患者搬送台車１０に不具合等があった場合であっても、そのエラー情報は治療制御装置２１に送られ、粒子線の照射が安全に停止できるように構成されている。また、粒子線治療中であっても周期的に患者位置設定を行うことができ、患者の意図しない移動や生理的な体動が生じても、それに応じて天板１１を動かすことで、粒子線が照射される位置のずれを補い、正しい照射すべき部位に粒子線を照射することができる。

上記実施形態で説明される寸法、材料、形状、構成要素の相対的な位置等は任意であり、本発明が適用される装置の構造又は様々な条件に応じて変更される。また、本発明は、具体的に記載された上記実施形態に限定されるものではない。

記載される実施形態では、明瞭化のために特定の用語が使用される。しかしながら、本発明は、選択された特定の用語及び実施例に限定されることを意図していない。関連分野の当業者であれば、他の同等の構成要素を使用することができ、また、本発明の広い概念から逸脱することなく他の方法を開発することができることを認識するであろう。

前述の説明は本発明の好ましい実施形態を対象にしているが、他の変形及び変更が当業者には明らかであり、本発明の趣旨又は範囲から逸脱することなく施せることに注意されたい。また、本発明の一実施形態に関連して説明した特徴を、たとえ明確に前述していなくても、他の実施形態とともに用いることができる。

１０ 患者搬送台車
１１ 天板
１２ 駆動部
１３ 駆動制御部
１３１ 信号送受信部
１３２ 平行移動制御部
１３３ 回転制御部
１３４ 移動回転量算出部
１４ ベース部
１５ 天板ロック機構
１６ ベースロック機構
２０ 粒子線照射システム
２１ 治療制御装置
３０ 粒子線照射装置
３１ 加速器
３２ 電磁石装置
３３ 照射ノズル
３４ 粒子線照射制御装置
４０ 患者位置設定装置
４１ Ｘ線発生装置
４２ Ｘ線検出器
４３ Ｘ線撮像制御部
４４ 患者位置設定部
４５ 台車制御部
５０ 粒子線治療室
５１ ロック受け部

Claims (11)

1. 患者を乗せる天板と、
   前記天板を平行移動及び／又は回転させる駆動部と
   粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置から受信した、前記天板の平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御する駆動制御部と、
   前記粒子線治療室に設けられたロック受け部と係合して、前記患者搬送台車を前記粒子線治療室に固定するベースロック機構と
   を備える患者搬送台車。
2. 前記駆動部は、前記天板の短辺方向（Ｘ軸）、前記天板の長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記長辺方向及び短辺方向に垂直な方向（Ｚ軸）のうちの少なくとも１つの方向に沿って前記天板を平行移動させ、且つ／又は、前記短辺方向（Ｘ軸）、前記長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記垂直な方向（Ｚ軸）のうちの少なくとも１つの方向のまわりに前記天板を回転させる、請求項１に記載の患者搬送台車。
3. 前記駆動部は、前記天板の短辺方向（Ｘ軸）、前記天板の長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記長辺方向及び短辺方向に垂直な方向（Ｚ軸）に沿って前記天板を平行移動させ、且つ、前記短辺方向（Ｘ軸）、前記長辺方向（Ｙ軸）、並びに前記垂直な方向（Ｚ軸）のまわりに前記天板を回転させる、請求項１に記載の患者搬送台車。
4. 前記粒子線は、陽子線、中性子線、又は重粒子線である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の患者搬送台車。
5. 前記粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は前記粒子線治療室から患者を搬送するための請求項１〜４のいずれか１項に記載の患者搬送台車。
6. 粒子線照射装置と、
   粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置と、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の患者搬送台車と
   を含む粒子線照射システム。
7. 前記患者位置設定装置は、
   前記天板に乗った患者にＸ線を照射するＸ線発生装置と前記Ｘ線を検出するＸ線検出器とを制御して、前記患者のＸ線画像を生成するＸ線撮像制御部（４３）と、
   前記Ｘ線画像と、前記患者の粒子線を照射すべき部位に係る基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出する患者位置設定部（４４）と、
   前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信する台車制御部（４５）と、
   を備える、請求項６に記載の粒子線照射システム。
8. 請求項７に記載の粒子線照射システムの作動方法であって、
   前記Ｘ線撮像制御部（４３）が、前記Ｘ線発生装置及び前記Ｘ線検出器を制御して、前記患者のＸ線画像を生成するステップと、
   前記患者位置設定部（４４）が、前記Ｘ線画像と前記基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出するステップと、
   前記台車制御部（４５）が、前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信するステップと、
   前記駆動制御部は、前記平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御するステップと、
   を含む、前記作動方法。
9. 前記台車制御部（４５）が前記患者搬送台車からエラー信号を受信するステップと、
   前記患者位置設定部（４４）が、前記エラー信号を前記粒子線照射システムを統括する治療制御装置（２１）へ送信するステップと、
   前記治療制御装置（２１）が、前記粒子線照射装置を制御する粒子線照射制御装置（３４）を通じて、粒子線の出射を停止させるステップと
   をさらに含む請求項８に記載の作動方法。
10. 粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は粒子線治療室から患者を搬送するための患者搬送台車であって、
    天板を平行移動及び／又は回転させる駆動部と、
    粒子線治療室に設けられた患者位置設定装置から受信した、前記天板の平行移動量及び／又は回転量に応じて、前記駆動部による前記天板の平行移動及び／又は回転を制御する駆動制御部と、
    前記粒子線治療室に設けられたロック受け部と係合して、前記患者搬送台車を前記粒子線治療室に固定するベースロック機構と
    を備える前記患者搬送台車。
11. 前記患者位置設定装置は、
    前記天板に乗った患者にＸ線を照射するＸ線発生装置と前記Ｘ線を検出するＸ線検出器とを制御して、前記患者のＸ線画像を生成するＸ線撮像制御部（４３）と、
    前記Ｘ線画像と、前記患者の粒子線を照射すべき部位に係る基準Ｘ線画像とを比較し、両者の位置誤差を算出する患者位置設定部（４４）と、
    前記位置誤差が所定の許容値以下でない場合に、前記位置誤差を低減するような前記天板の平行移動量及び／又は回転量を算出し、前記平行移動量及び／又は回転量を前記患者搬送台車に送信する台車制御部（４５）と、
    を備える、前記粒子線治療室へ患者を搬送する且つ／又は前記粒子線治療室から患者を搬送するための請求項１〜５及び１０のいずれか１項に記載の患者搬送台車。