JP6654102B2 - 粒子線治療システム - Google Patents

粒子線治療システム Download PDF

Info

Publication number
JP6654102B2
JP6654102B2 JP2016109092A JP2016109092A JP6654102B2 JP 6654102 B2 JP6654102 B2 JP 6654102B2 JP 2016109092 A JP2016109092 A JP 2016109092A JP 2016109092 A JP2016109092 A JP 2016109092A JP 6654102 B2 JP6654102 B2 JP 6654102B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ray
rotating gantry
radiation
irradiation
radiation detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016109092A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017213184A (ja
Inventor
伸一郎 家
伸一郎 家
典弘 植村
典弘 植村
啓悟 竹内
啓悟 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2016109092A priority Critical patent/JP6654102B2/ja
Priority to US15/604,841 priority patent/US10688318B2/en
Priority to CN201710383896.XA priority patent/CN107441634B/zh
Priority to EP17173021.1A priority patent/EP3251600B1/en
Priority to KR1020170065190A priority patent/KR101949019B1/ko
Publication of JP2017213184A publication Critical patent/JP2017213184A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6654102B2 publication Critical patent/JP6654102B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03—Computed tomography [CT]
    • A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/06—Diaphragms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4007—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units
    • A61B6/4014—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of source units arranged in multiple source-detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4275—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis using a detector unit almost surrounding the patient, e.g. more than 180°
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/44—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis
    • A61B6/4429—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units
    • A61B6/4452—Constructional features of apparatus for radiation diagnosis related to the mounting of source units and detector units the source unit and the detector unit being able to move relative to each other
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/5205—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of raw data to produce diagnostic data
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1001—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy using radiation sources introduced into or applied onto the body; brachytherapy
    • A61N5/1027—Interstitial radiation therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A61N5/1045—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head using a multi-leaf collimator, e.g. for intensity modulated radiation therapy or IMRT
    • A61N5/1047—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head using a multi-leaf collimator, e.g. for intensity modulated radiation therapy or IMRT with movement of the radiation head during application of radiation, e.g. for intensity modulated arc therapy or IMAT
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1071—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the dose delivered by the treatment plan
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077—Beam delivery systems
    • A61N5/1081—Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4064—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
    • A61B6/4085—Cone-beams
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4266—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a plurality of detector units
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1054—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using a portal imaging system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
    • A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1085—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy characterised by the type of particles applied to the patient
    • A61N2005/1087—Ions; Protons
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N2005/1092—Details

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、粒子線治療システムに係り、放射線の一種である粒子線、例えば、陽子線を利用してがん治療を行う陽子線治療システムに適用するのに好適な粒子線治療システムに関する。
粒子線（陽子線または重粒子線（炭素線等））を患部の位置および形状に合わせて照射する粒子線治療システムが、がん治療などに用いられている。
粒子線治療システムは、大きく分けて、加速器としてシンクロトロンを有する粒子線治療システム、および加速器としてサイクロトロンを有する粒子線治療システムが知られている。シンクロトロンを有する粒子線治療システムおよびサイクロトロンを有する粒子線治療システムは、いずれも、照射装置が設けられた回転ガントリーを有する。
その粒子線治療を効率良く行うためには、粒子線ビームを患者のがんの患部に精度良く照射する必要があり、照射装置を患者の最適な照射位置に設定可能な構造を有する粒子線治療システムの開発がなされてきた。このような粒子線治療システムにおいて、患者周囲の任意の方向から粒子線治療を実施するために、患者の周りを３６０度の範囲に亘って回転可能な回転ガントリー装置およびその回転に同期する放射線治療ケージ（以下、治療ケージという）が必要となる。
治療ケージを取り付けた回転ガントリーの例が、特開平１１‐４７２８７号公報に記載される。治療ケージは、回転ガントリーの内側に配置されて回転ガントリーに取り付けられた固定側リングレールおよび回転側リングレール、および移動床を有する。固定側リングレールおよび回転側リングレールは、互いに対向する面に、移動床をガイドするかまぼこ型の軌道を形成する。移動床は、互いにリンクにより屈曲自在に連結される多数の踏み板を有し、回転ガントリーの回転と同期してかまぼこ型の軌道に沿って移動する。そのかまぼこ型の軌道が形成されるため、移動床の一部の踏み板によって水平床部（アクセスフロア）が形成される。この水平床部の形成により、治療ケージ内において、医療従事者（例えば、医師および医療技師）がその水平床部に立つことができ、治療ケージの内側に挿入された治療台上の患者へのアクセスが容易になる。
なお、特開２００６−２３９４０３号公報にも、ベッドの移動量およびベッドの回転角度を算出し、算出された移動量および回転角度に基づいてベッド制御装置により照射装置に対する患部の位置決めを自動で行うことが記載される。特開２００６−２３９４０３号公報では、回転ガントリーを回転させながら、回転ガントリーに取り付けられた照射装置に設けられたＸ線源から放射されて治療台上の患者を透過したＸ線をＸ線検出装置で検出し、Ｘ線検出装置の出力信号を用いて現在断層画像情報を作成する。患部の位置決めは、その現在断層画像情報、および事前のＸ線ＣＴ撮影で得られた患部の基準断層画像情報を用いて行われる。
特開２００５−６７７２号公報は、放射線検出装置としてフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）を用いたＸ線診断装置を記載している。このＸ線診断装置では、Ｘ線源を、ベッド上の検査対象である患者の周囲で旋回させて、このＸ線源から放射されて人体を透過したＸ線をＦＰＤで検出するＣＴ撮影が行われる。Ｘ線診断装置では、ＣＴ撮影として、小視野（以下、小ＦＯＶという）のＣＴ撮影および大視野（以下、大ＦＯＶという）のＣＴ撮影が、Ｘ線の照射対象である患者の頭部および胴体に応じて実施される。
頭部を対象にした小ＦＯＶのＣＴ撮影のために、Ｘ線源、患者の体軸およびＦＰＤの検出面中心を一直線上に配置した状態で、Ｘ線源から出射されたＸ線が小ＦＯＶの範囲に照射されるように、コリメータを調節する。そして、Ｘ線を頭部に向かって放出するＸ線源および頭部を透過したＸ線を検出するＦＰＤを頭部の周りに旋回させながら、Ｘ線源から出射されてコリメータを通過したＸ線を患者の頭部に照射する。また、胴体を対象にした大ＦＯＶのＣＴ撮影のために、ＦＰＤをＸ線源と患者の体軸を結ぶ直線に垂直な方向に移動させ、その後、Ｘ線源、その体軸およびＦＰＤの検出面左縁部を一直線上に配置した状態で、Ｘ線源から出射されたＸ線が大ＦＯＶの範囲に照射されるように、コリメータを調節する。そして、Ｘ線を胴体に向かって放出するＸ線源および胴体を透過したＸ線を検出するＦＰＤを胴体の周りに旋回させながら、Ｘ線源から出射されてコリメータを通過したＸ線を患者の胴体に照射する。大ＦＯＶのＣＴ撮影前に、ＦＰＤを前述の垂直な方向に移動させるため、小ＦＯＶのＣＴ撮影および大ＦＯＶのＣＴ撮影に用いるＦＰＤをコンパクトにすることができる。
特開２０１４−６２３５号公報は、放射線画像撮影装置において、間接変換型ＦＰＤに設けられてマトリクス状に配置されたフォトダイオードの一つ一つに、マトリクス状に配置されたＴＦＴスイッチの一つ一つを接続することを記載している。
特開平１１‐４７２８７号公報 特開２００６−２３９４０３号公報 特開２００５−６７７２号公報 特開２０１４−６２３５号公報
特開２００５−６７７２号公報では、小ＦＯＶのＣＴ撮影を実施する際には小ＦＯＶを実現するようにＦＰＤを移動させ、大ＦＯＶのＣＴ撮影を実施する際には大ＦＯＶを実現するようにＦＰＤを移動させる必要がある。
このため、特開２００５−６７７２号公報に記載されたＸ線診断装置は、ＦＰＤを移動させるために、ＦＰＤの移動装置、この移動装置の移動を制御する制御装置、およびＦＰＤの移動によりＦＰＤが所定の位置に設定されたことを監視するモニタ装置を備える必要があり、Ｘ線診断装置の構造が複雑になる。
発明者らは、このようなＸ線診断装置の複雑な構造を考慮し、回転ガントリーを回転させながらベッド上の患者にＸ線を照射して患部の位置決めのための三次元断層画像情報を得ることができる粒子線治療システムに用いられる放射線撮影装置の構造の単純化について、検討を行った。
本発明の目的は、構造を単純化できる粒子線治療システムを提供することにある。
上記目的を達成する本発明の特徴は、イオンビームを加速する加速器と、加速器に連絡され、加速器からのイオンビームを導くビーム輸送系と、ベッドの周りを回転する回転ガントリーと、回転ガントリーに取り付けられ、ビーム輸送系から入射されるイオンビームが内部を通過する照射装置と、放射線撮影装置とを備え、
その放射線撮影装置が、
回転ガントリーに取り付けられるＸ線発生装置と、
Ｘ線発生装置の前面に配置されて、Ｘ線発生装置からのＸ線が通過する開口部を形成するコリメータと、
Ｘ線発生装置と向かい合って回転ガントリーに取り付けられ、コリメータの開口部を通る前記Ｘ線を検出する複数の放射線検出素子を有する放射線検出装置と、
第１放射線照射対象に対する第１撮影モード情報および第１放射線照射対象よりも大きな第２放射線照射対象に対する第２撮影モード情報のいずれかを入力する入力装置と、
入力装置から入力される第１撮影モード情報に基づいて、Ｘ線発生装置から前記回転ガントリーの回転中心を通る第１直線と放射線検出装置との交点を通り回転ガントリーの回転軸の方向に伸びる第２直線に対して、回転ガントリーの周方向において対称な、放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域内に存在する各放射線検出素子の出力信号を基に、第１ＦＯＶ領域に対する複数の第１Ｘ線強度情報を生成し、入力装置から入力される第２撮影モード情報に基づいて、その交点を通る第２直線に対して、その周方向において非対称な、放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域内に存在する各記放射線検出素子の出力信号を基に、第２ＦＯＶ領域に対する複数の第２Ｘ線強度情報を生成するＸ線強度情報生成装置と、
生成される複数の第１Ｘ線強度情報を用いて第１放射線照射対象の三次元断層像情報を作成し、生成される複数の第２Ｘ線強度情報を用いて第２放射線照射対象の三次元断層像情報を作成する画像再構成装置とを備え、
放射線検出装置が照射装置に隣接して配置され、その交点が、Ｘ線発生装置と回転ガントリーの回転軸を通る第１直線と放射線検出装置との交点であり、この交点が第１ＦＯＶ領域の第１中心であり、第１ＦＯＶ領域の第１中心が放射線検出装置の第２中心よりも照射装置側に位置することにある。
本発明によれば、放射線撮影装置が、第１放射線照射領域を対象にする第１撮影モード情報および第１放射線照射領域よりも大きな第２放射線照射領域を対象にする第２撮影モード情報のいずれかを入力する入力装置と、入力装置から入力される第１撮影モードに基づいて、Ｘ線発生装置から回転ガントリーの回転軸を通る第１直線と放射線検出装置との交点を通り回転ガントリーの回転軸の方向に伸びる第２直線に対して、回転ガントリーの周方向において対称な、放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域内に存在する各放射線検出素子の出力信号を基に、第１ＦＯＶ領域に対する複数の第１Ｘ線強度情報を生成し、入力装置から入力される第２撮影モード情報に基づいて、交点を通る第２直線に対して、その周方向において非対称な、放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域内に存在する各放射線検出素子の出力信号を基に、第２ＦＯＶ領域に対する複数の第２Ｘ線強度情報を生成するＸ線強度情報生成装置とを備えているので、放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域に存在する複数の放射線検出素子の出力信号に基づいて生成される複数の第１Ｘ線強度情報、および放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域に存在する複数の放射線検出素子の出力信号に基づいて生成される複数の第２Ｘ線強度情報を、放射線検出装置を移動させないで得ることができる。このため、放射線検出装置を移動させるために必要な各種装置が不要となり、粒子線治療システムの構造を単純化することができる。
本発明によれば、放射線撮影装置の構造を単純化することができる。粒子線治療システムにおいても、構造を単純化することができる。
本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線治療システムの構成図である。 図１に示された回転ガントリーの拡大縦断面図である。 図２のIII−III矢視図である。 図２および図３に示された放射線治療ケージの拡大斜視図である。 図４に示された踏み板の平面図である。 図４に示されたＸ線透過板の平面図である。 図２に示された治療台の斜視図である。 図１に示された制御システムの詳細構成図である。 図８に示されたガントリー制御装置の詳細構成図である。 図８に示されたイメージング処理装置の詳細構成図である。 図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が０度であるときにおける、放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。 Ｘ線源から放射線放射対象へのＸ線の照射および放射線照射対象を透過したＸ線の検出の状態を示しており、（Ａ）は小ＦＯＶに対するＸ線の照射およびＸ線の検出の状態を示す説明図、（Ｂ）は大ＦＯＶに対するＸ線の照射およびＸ線の検出の状態を示す説明図である。 図１２に示されたコリメータの詳細構成を示し、（Ａ）は図１２（Ａ）のXIIIＡ−XIIIＡから見た小ＦＯＶに対するコリメータの開口状態を示す説明図、（Ｂ）は図１２（Ｂ）のXIIIＢ−XIIIＢから見た大ＦＯＶに対するコリメータの開口状態を示す説明図である。 Ｘ線フィルタを図１２および図１３に示すコリメータの一つの絞り部材に取り付けた状態を示す説明図である。 図１４に示されたＸ線フィルタの拡大斜視図である。 図１１に示されたＦＰＤにおける小ＦＯＶに対するＸ線の検出領域および大ＦＯＶに対するＸ線の検出領域を示す説明図である。 図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が１８０度であるときにおける、放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。 実施例１の粒子線治療システムにおける移動床の水平床部上の医療従事者の、治療台上の患者へのアクセス性を示す説明図である。 図１に示された制御システム他の実施例の詳細構成図である。 図１９に示されたイメージング処理装置と他の装置との接続関係を示す説明図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例２の粒子線治療システムの構成図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例３の粒子線治療システムにおける、フロントリング側から見た回転ガントリーの構成図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例４の粒子線治療システムにおける、回転ガントリーの拡大縦断面図である。 図２３のXXIV−XXIV矢視図である。 本発明の好適な他の実施例である実施例５の粒子線治療システムにおける、フロントリング側から見た回転ガントリーの構成図である。
本発明の各実施例を以下に説明する。
以下、本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線治療システムを、図１〜図４を用いて以下に説明する。
本実施例の粒子線治療システム１は、建屋（図示せず）内に配置されて建屋の床７１（図２参照）上に設置される。この粒子線治療システム１は、図１に示すように、イオンビーム発生装置２、高エネルギービーム輸送系（ＨＥＢＴ系）１５、ガントリービーム輸送系（ＧＡＢＴ系）１７、回転ガントリー３１、照射装置６０および制御システム８４Ｃを備えている。粒子線治療システム１では、がんの患部（放射線照射対象）に照射するイオンビームとして、陽子イオンビームが用いられる。陽子イオンビームの替りに炭素イオンビームを用いてもよい。
イオンビーム発生装置２は、イオン源（図示せず）、前段加速器である直線加速器１４およびシンクロトロン加速器３を有する。シンクロトロン加速器３は、イオンビームの周回軌道を構成する環状のビームダクト４、入射器５、イオンビームに高周波電圧を印加する高周波加速空胴（高周波加速装置）８、複数の偏向電磁石６、複数の四極電磁石７、出射用の高周波印加装置９、出射用のセプタム電磁石１３を有する。ビームダクト４に連絡される入射器５は、真空ダクトにより直線加速器１４に接続される。イオン源も直線加速器１４に接続される。高周波印加装置９は、出射用高周波電極１０、高周波電源１１および開閉スイッチ１２を有する。出射用高周波電極１０は、ビームダクト４に取り付けられ、そして、開閉スイッチ１２を介して高周波電源１１に接続される。各偏向電磁石６、各四極電磁石７、高周波加速空胴８およびセプタム電磁石１３は、図１に示すように、ビームダクト４に沿って配置される。
ＨＥＢＴ系（第１ビーム輸送系）１５は、シンクロトロン加速器１３のセプタム電磁石１３に接続されるビーム経路（ビームダクト）１６を有しており、このビーム経路１６に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置６０に向かってシャッタ２８、偏向電磁石１９および４極電磁石２４，２５を配置して構成される。
ＧＡＢＴ系（第２ビーム輸送系）１７は、ビーム経路（ビームダクト）１８を有しており、このビーム経路１８に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置６０に向かって偏向電磁石２０、４極電磁石２６，２７、および偏向電磁石２１および２３を配置して構成される。ＧＡＢＴ系１７のビーム経路１８および各電磁石は回転ガントリー３１に取り付けられる。ビーム経路１８は、ＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ系１７の取り合い部３０においてビーム経路１６に連絡される。ビーム経路１８は回転ガントリー３１によって回転されるため、ビーム経路１８はビーム経路１６に直接接続されていない。
照射装置６０は、２つの走査電磁石（イオンビーム走査装置）７４および７５、ビーム位置モニタ７６および線量モニタ７７を備える。照射装置６０は、回転ガントリー３１に取り付けられ、偏向電磁石２３の下流に配置される。走査電磁石７４および７５、ビーム位置モニタ７６および線量モニタ７７は、この順に、照射装置６０において偏向電磁石２３から照射装置６０のイオンビーム出口に向かって照射装置６０の中心軸７８に沿って配置される。走査電磁石７４はイオンビームを照射装置６０の中心軸７８に垂直な平面内において偏向させてＸ方向に走査し、走査電磁石７５はイオンビームをその平面内において偏向させてＸ方向と直交するＹ方向に走査する。患者７９が横たわる治療台６４（図２参照）が、照射装置６０の先端に対向するように配置される。
回転ガントリー３１を、図２および図３を用いて説明する。回転ガントリー３１は、リング状のフロントリング３３およびリアリング３４を有する円筒状の回転胴３２を備える。フロントリング３３が建屋の床７１に設置された支持装置３５Ａによって支持され、リアリング３４がその床７１に設置された支持装置３５Ｂによって支持される。支持装置３５Ａは、一対のロール支持部材３６および複数のサポートローラ３７Ａを含む。複数のサポートローラ３７Ａは、各ロール支持部材３６に回転可能に取り付けられる。フロントリング３３はこれらのサポートローラ３７Ａで支持される。支持装置３５Ｂも、支持装置３５Ａと同様に、一対のロール支持部材３６（図示せず）および複数のサポートローラ３７Ｂを含む。複数のサポートローラ３７Ｂは、各ロール支持部材３６に回転可能に取り付けられる。リアリング３４はこれらのサポートローラ３７Ｂで支持される。回転ガントリー３１を回転させる回転装置（例えば、モータ）５２の回転軸が、減速装置５６を介してリアリング３４を支持する複数のサポートローラ３７Ｂのうちの一つのサポートローラ３７Ｂの回転軸に連結される。回転ガントリー３１の回転角度を測定する角度検出器５４Ａが、フロントリング３３を支持する複数のサポートローラ３７Ａのうちの一つのサポートローラ３７Ａの回転軸に連結される。
放射線治療ケージ（治療ケージ）３８が回転ガントリー３１内に設置される。治療ケージ３８は、照射装置６０の、回転ガントリー３１の周方向における旋回経路に対し、治療台６４上の患者７９の安全を守り、医療技師１０５（後述の図１８参照）等が患者７９に対する医療行為を実施できるように構成されている。すなわち、治療ケージ３８は、医療技師１０５が医療行為を行うための足場を提供し、これ以外の部分では周囲に対して閉空間を与えることが望まれる。
治療ケージ３８は、移動床３９、固定側リングレール４８Ａ、移動側リングレール４８Ｂおよび後面パネル４９を備える。固定側リングレール４８Ａは、フロントリング３３の位置でフロントリング３３の内側に配置される。移動側リングレール４８Ｂは、固定側リングレール４８Ａに対向し、リアリング３４側で回転胴３２内に配置される。照射装置６０が、固定側リングレール４８Ａと移動側リングレール４８Ｂの間に配置される。治療ケージ３８の奥行き側を閉止する後面パネル４９が、移動側リングレール４８Ｂに固定される。固定側リングレール４８Ａおよび移動側リングレール４８Ｂは、それぞれの対向する面にかまぼこ型の軌道１０２（図１０参照）を形成する。本実施例においてかまぼこ型とは、上部の円弧部および下部の水平部を含んでおり、円弧部の両端部が水平部の両端部に滑らかに結合している形状を言う。その円弧部とその水平部とが結合する部分を結合部という。
移動床３９は、図４に示すように、金属製である（例えば、鋼板で作られた）多数の踏み板（踏み板部材）４０、およびそれぞれ一枚のＸ線透過板（Ｘ線透過部材）４２Ａおよび４２Ｂを含んでおり、固定側リングレール４８Ａと移動側リングレール４８Ｂの間に配置される。移動床３９は、多数の踏み板４０、一枚のＸ線透過板４２Ａおよび一枚のＸ線透過板４２Ｂが屈曲自在に連結された囲み部材である。Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれは、移動床３９内において隣り合う踏み板４０の間に配置される。各踏み板４０はＸ線を透過しなく、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２ＢのそれぞれはＸ線を透過する。各踏み板４０は、図５に示すように、回転ガントリー３１の周方向における幅がＷ1である、回転ガントリー３１の軸方向に伸びる細長い長方形の板である。Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれは、図６に示すように、回転ガントリー３１の周方向における幅がＷ2である、回転ガントリー３１の軸方向に伸びる細長い長方形の板である。Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれの幅Ｗ2は、踏み板４０の幅Ｗ1よりも広くなっている。Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれは、アルミニウム合金等の金属で作られた金属板４３およびＸ線を透過するＸ線透過部（Ｘ線透過領域）４４を有する。Ｘ線透過部４４は、例えば、矩形状のグラファイトの板であり、Ｘ線透過部４４の、回転ガントリー３１の周方向における幅Ｗ3は、踏み板４０の幅Ｗ1よりも広くＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂの幅Ｗ2よりも狭くなっている。移動床３９は、踏み板群４１Ａ，４１Ｂおよび４１Ｃを有し、Ｘ線透過板４２Ａを踏み板群４１Ａと踏み板群４１Ｃの間に配置し、Ｘ線透過板４２Ｂを踏み板群４１Ｂと踏み板群４１Ｃの間に配置している。Ｘ線透過部４４は、金属板４３に形成された、Ｘ線透過部４４と同じ大きさの開口に嵌め込まれ、金属板４３に一体になるように取り付けられる。Ｘ線透過部４４は金属板４３によって取り囲まれる。Ｘ線透過部４４は、グラファイト以外に強化ガラスまたはプラスチックで作ることができ、グラファイト、強化ガラスおよびプラスチック等のＸ線が透過しやすい非金属材で作られる。Ｘ線透過部４４をＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂに設けないで、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２ＢのそれぞれをＸ線を透過する非金属材（グラファイト、強化ガラスおよびプラスチックのいずれか）で構成してもよい。
踏み板群４１Ａ，４１Ｂおよび４１Ｃでは、一対の車輪４５（図１８参照）が、各踏み板４０の長手方向の両端部にそれぞれ回転可能に取り付けられる。Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂも、両端部に、同様に、一対の車輪４５が回転可能に取り付けられる。一対の踏み板群４１Ａ，４１Ｂおよび４１Ｃでは、隣り合う踏み板４０同士が、踏み板４０の長手方向の両端部において、屈曲自在に連結され（隣り合う踏み板４０の車輪４５同士をリンクで連結）、各踏み板の幅方向における両側が内側に向かって折り曲げられている（特開平１１‐４７２８７号公報の段落００１８および図４参照）。Ｘ線透過板４２Ａも、同様に、踏み板群４１Ａに含まれる隣り合う踏み板４０および踏み板群４１Ｃに含まれる隣り合う踏み板４０それぞれと屈曲自在に連結される。Ｘ線透過板４２Ｂも、同様に、踏み板群４１Ｂに含まれる隣り合う踏み板４０および踏み板群４１Ｃに含まれる隣り合う踏み板４０それぞれと屈曲自在に連結される。移動床３９の、リアリング３４側の端部４７Ｂ、具体的には、各踏み板４０、およびＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂそれぞれの、リアリング３４側の端部４７Ｂは、移動側リングレール４８Ｂに形成されたかまぼこ型の軌道１０２内を走行する。移動床３９の、フロントリング３３側の端部４７Ａ、具体的には、各踏み板４０、およびＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂそれぞれの、フロントリング３３の端部４７Ａは、固定側リングレール４８Ａに形成されたかまぼこ型の軌道１０２内を走行する。
図２に示すように、固定側リングレール４８Ａは、固定サポート５９によって建屋の天井７３に支持され、さらに、固定サポート５７によって床７１に支持される。移動側リングレール４８Ｂは、後面パネル４９を介して回転リング５０に取り付けられる。回転リング５０は、回転胴３２の周方向に沿って配置されて回転リング５０の外面に接触する複数のサポートローラ５１Ｂによって、回転ガントリー３１の回転胴３２の内面に支持される。回転ガントリー３１の回転に対して移動側リングレール４８Ｂを逆回転させるリングレール駆動装置５５が、減速装置５６を介して、これらのサポートローラ５１Ｂのうちの一つであるサポートローラ５１Ａに接続される。リングレール駆動装置５５および減速装置５６は、回転胴３２の内面に設置される。
回転ガントリー３１の正回転に伴って照射装置６０も正回転するが、リングレール駆動装置５５の駆動によりサポートローラ５１Ａは移動側リングレール４８Ｂを逆回転させる。回転ガントリー３１が逆回転する場合には、リングレール駆動装置５５の駆動によるサポートローラ５１Ａの回転により、移動側リングレール４８Ｂは正回転される。移動側リングレール４８Ｂが回転ガントリー３１とは逆方向に回転するので、移動側リングレール４８Ｂは治療室５４から見て静止しているように見える。その結果、回転ガントリー３１が回転しても、治療ケージ３８はかまぼこ型（上部の円弧部と下部の水平部）の軌道１０２を維持する。すなわち、回転ガントリー３１の回転角度によらず、治療ケージ３８の移動床３９は、常に、水平床部４６（図３および図４参照）を形成する。
移動床３９は、十分な剛性を有しており、医療技師１０５が乗って作業しても変形がなく、治療台６４の周囲に作業空間を形成している。
踏み板群４１Ｃにおいて、カバー巻取装置４３（図４参照）が隣り合う一対の踏み板４０の間に設置されている。その一対の踏み板４０間における開口発生と連動して、カバー巻取装置４３は開口１０４（後述する図１１参照）を覆うようにカバー４２を引き出す。カバー巻取装置４３の構造は、巻取りパイプに張力を維持する構造のロールスクリーン、ロールカーテン等の公知技術を応用すればよい。
移動床３９の両端部（踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれ）と照射装置６０の接続部材６１を、図４を用いて説明する。接続部材６１は、一対のスライド部材６３Ａおよび６３Ｂおよび一対のガイドレール６２を含んでおり、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面にそれぞれ設けられる。その一対のスライド部材６３Ａおよび６３Ｂが、踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられる。ガイド部材である一対のガイドレール６２が、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面にそれぞれ設置される。踏み板群４１Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂが、照射装置６０の上記した一つの側面に設置された一対のガイドレール６２に別々に移動可能に取り付けられる。踏み板群４１Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂが、照射装置６０の上記した他の側面に設置された一対のガイドレール６２に別々に移動可能に取り付けられる。この結果、踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれの一端部は、接続部材６１（スライド部材６３Ａおよび６３Ｂおよび一対のガイドレール６２）によって、照射装置６０の上記した一対の側面のそれぞれに、回転ガントリー３１の径方向においてスライド自在に接続される。
照射装置６０は、回転ガントリー３１の回転中心に向かって先細りする形状を有している。この結果、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれは、回転ガントリー３１の回転面法線に対して傾斜している。
治療室５４が、回転胴３２内において治療ケージ３８の移動床３９によって取り囲まれて形成される。治療室５４のフロントリング３３側は開放されており、治療室５４のリアリング３４側は後面パネル４９によって封鎖されている。照射装置６０は、回転胴３２に取り付けられて回転胴３２の中心に向かって伸びており、移動床３９よりも内側に形成される治療室５４内に達している。照射装置６０に接続された、ＧＡＢＴ系１７のビーム経路１８は、図２に示すように、リアリング３４側に向かって伸びており、回転ガントリー３１の外側に位置する取り合い部３０においてＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に連絡される。なお、回転ガントリー３１の回転軸２９（図１および図２参照）は、回転ガントリー３１の回転中心であり、取り合い部３０においてビーム経路１８の入口の中心を通る。
治療台６４は、図２および図７に示すように、ベッド６５、Ｘ方向駆動機構６６、Ｙ方向駆動機構６８、上下方向駆動機構６７および回転駆動機構６９を備える。これらの駆動機構は回転胴３２の外側に配置される。ベッド６５を回転ガントリー３１の回転軸と直交する方向に移動させるＸ方向駆動機構６６は、床７１よりも高くなっている治療台取り付け領域７３に設置される。上下方向駆動機構６７はＸ方向駆動機構６６上に、Ｙ方向駆動機構６８は上下方向駆動機構６７上に、および回転駆動機構６９はＹ方向駆動機構６８上に、それぞれ設置される。ベッド６５は、回転駆動機構６９上に設置され、各駆動機構によって支持される。Ｙ方向駆動機構６８は、ベッド６５を回転ガントリー３１の回転軸が伸びる方向に移動させる。回転駆動機構６９はベッド６５を水平面内で回転させる。
治療室５４は、回転ガントリー３１の回転胴３２内の空間に対して仕切壁である後面パネル４９を隔てて部屋を形成する。そして、治療室５４は、回転ガントリー３１の回転半径を確保した回転中心近傍のフロアレベルに設定されるため、回転胴３２の内面の最も低い位置に対して通常６〜８ｍの高さとなる。したがって、治療台６４のベッド６５上の患者７９が上記高さの空間に存在することになり、それを囲む空間を作る治療ケージ３８は、患者および医療技師にとって安全な場所でなければならない。
患部への粒子線照射を行う前に実施される患部の位置決め、および粒子線の照射中における患部の位置の確認にそれぞれ使用される患部の画像情報を得るために、粒子線治療システム１は、放射線撮影装置を有している。この放射線撮影装置は、Ｘ線源（Ｘ線発生装置）８０Ａおよび８０Ｂ、放射線検出装置であるフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）８２Ａおよび８２Ｂ、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂ、信号処理装置９３（図８）、イメージング処理装置９４（図８）および入力装置１０１を含んでいる。放射線撮影装置は、さらに、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂ、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂ、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂを取付けた回転体（回転ガントリー３１）を含んでおり、この回転体はベッド６５の周囲を旋回する。
粒子線治療システム１において、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂは、回転ガントリー３１の軸方向において照射装置６０の中心軸７８の位置に配置される（図２参照）。ＦＰＤは平面状の薄型放射線検出装置であり、ＦＰＤとして、直接変換型ＦＰＤ、および間接変換型ＦＰＤの二種類のＦＰＤが存在する。
直接変換型ＦＰＤは、多数の半導体放射線検出器を二次元でマトリクス状に配置して構成される。直接変換型ＦＰＤでは、マトリクス状に配置されたそれぞれの半導体放射線検出器が放射線検出素子である。
間接変換型ＦＰＤは、前面に配置されてＸ線を入射するシンチレータ、および二次元でマトリクス状に配置されてシンチレータの後面に取り付けられ、光電変換を行う多数の半導体素子（例えば、フォトダイオード）で構成される。シンチレータは、多数の半導体素子の全面を覆っている。間接変換型ＦＰＤでは、一つのその半導体素子およびシンチレータの一部の微小領域であってその一つの半導体素子の前方に位置してこの半導体素子に入力する光を発生する、シンチレータのその微小領域が、実質的に、一つの放射線検出素子を構成している。このため、間接変換型ＦＰＤは、多数のその放射線検出素子を二次元でマトリクス状に配置して構成されていると言える。
Ｘ線源８０Ａは、図１１に示すように、回転ガントリー３１の回転胴３２の外部に配置され、支持部材７８Ａによって回転胴３２の外面に設置される。コリメータ８１Ａが、Ｘ線源８０Ａの前方で回転胴３２の外側に配置され、支持部材７８Ａに取り付けられる。ＦＰＤ８２Ａは、Ｘ線源８０Ａから放射されたＸ線８４Ａが入射されるように、Ｘ線源８０Ａに向かい合って配置され、治療室５４内で照射装置６０の、旋回方向における一つの側面に取り付けられる。回転胴３２のＸ線源８０Ａに向かい合う位置に、Ｘ線源８０Ａから放射されたＸ線が通過できる大きさの貫通孔（Ｘ線通過孔）１０３Ａが形成される。さらに、Ｘ線源８０Ａおよびこの貫通孔１０３Ａは、移動床３９に含まれるＸ線透過板４２Ｂに向かい合っている。
Ｘ線源８０Ｂは、回転ガントリー３１の回転胴３２の外部に配置され、図１１に示すように、支持部材７８Ａによって回転胴３２の外面に設置される。コリメータ８１Ｂが、Ｘ線源８０Ｂの前方で回転胴３２の外側に配置され、支持部材７８Ａに取り付けられる。ＦＰＤ８２Ｂは、Ｘ線源８０Ｂから放射されたＸ線８４Ｂが入射されるように、Ｘ線源８０Ｂに向かい合って配置され、治療室５４内で照射装置６０の、旋回方向における他の側面に取り付けられる。回転胴３２のＸ線源８０Ｂに向かい合う位置にも、Ｘ線源８０Ｂから放射されたＸ線が通過できる大きさの貫通孔（Ｘ線通過孔）１０３Ｂが形成される。さらに、Ｘ線源８０Ｂおよびこの貫通孔１０３Ｂは、移動床３９に含まれるＸ線透過板４２Ａに向かい合っている。Ｘ線透過板４２Ａにおいて、Ｘ線透過部４４はＸ線源８０Ａに向かい合って配置される。また、Ｘ線透過板４２Ｂにおいて、Ｘ線透過部４４はＸ線源８０Ｂに向かい合って配置される。
ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれは、例えば、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれに対向する平面（例えば、一辺が約４３ｃｍの正方形）において、実質的に、例えば、Ｘ線入射面が、一辺が約０．１４ｍｍの正方形である放射線検出素子（図示せず）を３０７２列３０７２行に配置した構成になっている。
コリメータ８１Ａに形成されるＸ線が通過する孔部（図示せず）とアイソセンタ８３を結ぶ直線とコリメータ８１Ｂに形成されるＸ線が通過する孔部（図示せず）とアイソセンタ８３を結ぶ直線とのなす角度は、９０度である（図１１参照）。このため、Ｘ線源８０ＡとＸ線源８０Ｂは、回転ガントリー３１の周方向において９０度ずれて配置される。なお、アイソセンタ８３は、回転ガントリー３１の回転の中心である回転軸２９と照射装置６０の中心軸７８との交点である。
コリメータ８１Ｂは、図１３に示すように、放射線遮へい材製の絞り部材１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃおよび１２０Ｄを含んでいる。絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂは、回転ガントリー３１の軸方向において互いに向かい合って配置される。絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂのそれぞれは絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄのそれぞれと平行に配置された一対のガイド部材（図示せず）の間に配置され、絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂのそれぞれの両端部はその一致のガイド部材に移動可能に取り付けられる。絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄは絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂと直交する方向（回転ガントリー３１の周方向）に配置され、絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄのそれぞれの両端部は絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂのそれぞれと平行に配置された他の一対のガイド部材（図示せず）に移動可能に取り付けられる。コリメータ８１Ｂは、絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄのうち絞り部材１２０Ｃがコリメータ８１Ａよりも照射装置６０側に位置するように、Ｘ線源８０Ｂの前面に配置される。
コリメータ８１Ａは、コリメータ８１Ｂと同様に図１３に示す構造を有しているが、絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄのうち絞り部材１２０Ｃがコリメータ８１Ｂよりも照射装置６０側に位置するように、Ｘ線源８０Ａの前面に配置される。
コリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれでは、Ｘ線が通過する開口部１２１が、絞り部材１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃおよび１２０に囲まれて形成される。移動装置１２２Ａが絞り部材１２０Ａに連結され、移動装置１２２Ｂが絞り部材１２０Ｂに連結され、移動装置１２２Ｃが絞り部材１２０Ｃに連結され、移動装置１２２Ｄが絞り部材１２０Ｄに連結されている。絞り部材１２０Ａおよび１２０Ｂは移動装置１２２Ａ，１２２Ｂによって矢印１２４Ｂの方向（図１６に示すＹ軸方向、すなわち、回転ガントリー３１の中心軸方向）に移動され、絞り部材１２０Ｃおよび１２０Ｄは移動装置１２２Ｃ，１２２Ｄによって矢印１２４Ａの方向（図１６に示すＸ軸方向、すなわち、回転ガントリー３１の周方向）に移動される。絞り部材１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃおよび１２０Ｄの移動によって、開口部１２１の位置および開口部１２１の大きさが変えられる。
制御システム８４Ｃは、図８に詳細に示すように、中央制御装置８５、加速器・輸送系制御装置８８、走査制御装置８９、ガントリー制御装置９０、ベッド制御装置９１、Ｘ線源制御装置９２、イメージング処理装置９４、位置決め情報生成装置９５、コリメータ制御装置９６及びデータベース１０６を有する。中央制御装置８５は、中央演算装置（ＣＰＵ）８６及びＣＰＵ８６に接続されたメモリ８７を有する。ＣＰＵ８６は、加速器・輸送系制御装置８８、走査制御装置８９、ベッド制御装置９１、Ｘ線源制御装置９２、イメージング処理装置９４、位置決め情報生成装置９５およびコリメータ制御装置９６にそれぞれ接続される。Ｘ線源制御装置９２はコリメータ制御装置９６に接続される。ガントリー制御装置９０は、図９に示すように、第１回転ガントリー制御装置１２２および第２回転ガントリー制御装置１２３を含んでいる。第１回転ガントリー制御装置１２２はＣＰＵ８６に接続され、第２回転ガントリー制御装置１２３は、後述のイメージング処理装置９４、およびコリメータ制御装置９６に接続される。位置決め情報生成装置９５がベッド制御装置９１に接続される。データベース１０６はＣＰＵ８６に接続される。粒子線治療システム１は治療計画装置１０７を有し、治療計画装置１０７はデータベース１０６に接続される。
イメージング処理装置９４は、図１０に示すように、入力インターフェース９７、Ｘ線強度取込み装置９８、補正装置９８Ａ、画像再構成装置（断層情報作成装置）９９およびメモリ１００を有する。メモリ１００は、入力インターフェース９７およびＸ線強度取込み装置９８のそれぞれに接続される。補正装置９８ＡがＸ線強度取込み装置９８に接続され、画像再構成装置９９が補正装置９８Ａに接続される。入力装置１０１および２つの信号処理装置９３が入力インターフェース９７に接続される。ＦＰＤ８２Ａの多数の放射線検出素子（図示せず）、具体的には、フォトダイオードのそれぞれが一つの信号処理装置９３に接続され、ＦＰＤ８２Ｂの多数の放射線検出素子（図示せず）、具体的には、フォトダイオードのそれぞれが他の信号処理装置９３に接続される。メモリ１００には、ガントリー制御装置９０およびコリメータ制御装置９６にそれぞれ接続される。画像再構成装置９９は、位置決め情報生成装置９５に接続される。
シンクロトロン加速器３から出射されたイオンビームを患者７９の患部に照射する前に、放射線撮影装置を用いた、患者７９を対象にする放射線撮影が実施される。患者７９を対象にする放射線撮影の撮影モードとして、患者７９の第１放射線照射対象である頭頸部を対象にする第１撮影モード、および第１放射線照射対象よりも大きい第２放射線照射対象である胴体を対象にする第２撮影モードがある。頭頸部には頭部および首が含まれ、第１撮影モードには頭部を対象にする撮影モードおよび首を対象にする撮影モードが含まれる。
本実施例では、患部へのイオンビームの照射前に、照射装置６０の中心軸７８（図２および図３参照）に患部を合わせる患部の位置決めが行われる。患部の位置決めを行うために、ベッド６５上に横たわっている患者７９の患部付近のＸ線ＣＴ撮影（以下、現在Ｘ線ＣＴ撮影という）を行い、患部付近の三次元画像情報を生成する。Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂ、およびＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂを用いた現在Ｘ線ＣＴ撮影を、以下に説明する。
イオンビームを照射する患部は、例えば、患者７９の頭部７９Ａ（図１２（Ａ）参照）に存在する脳腫瘍であるとする。この現在Ｘ線ＣＴ撮影では、第１撮影モードによる頭部７９ＡのＸ線撮影が実施される。Ｘ線を患者の頭部７９Ａに照射する前に、ペンダント（図示せず）を用いて特開２００６−２３９４０３号公報に記載された方法によりベッド６５を移動させ、ベッド６５上に横たわっている患者７９の頭部７９Ａの患部の位置決めが行われる。具体的には、操作者がペンダントから入力した位置決め情報を入力したベッド制御装置９１の制御により、Ｘ方向駆動機構６６、Ｙ方向駆動機構６８、上下方向駆動機構６７および回転駆動機構６３のそれぞれが駆動されてベッド６５を移動させ、照射装置６０の中心軸７８に対する頭部７９Ａの患部の大まかな位置決めを行う。Ｘ方向駆動機構６７はフロントリング３３と平行なＸ軸７０Ａに沿って移動し、上下方向駆動機構６７はＸ軸７０Ａに垂直なＺ軸７０Ｂに沿って上下方向に移動する。Ｙ方向駆動機構６８は水平方向でＸ軸に直交するＹ軸７０Ｃに沿って移動する。回転駆動機構６３はベッド６５をＺ軸７０Ｂと平行なφ軸７０Ｄを中心に回転させる。これらの駆動機構のうち必要な駆動機構を用いて上記の患部の位置決めが行われる。このとき、回転ガントリー３１の回転角度は、例えば、０度になっており、照射装置６０の中心軸７８が建屋の床７１に対して垂直になっている。
別の操作者が、放射線照射対象である「頭部」およびベッド６５の幅方向における、患者７９の頭部７９Ａの寸法（頭部の幅）を入力装置１０１に入力する。放射線照射対象である「頭部」および頭部７９Ａの幅に関する情報は、小ＦＯＶ情報（第１撮影モード情報）である。入力された、ＦＯＶ情報（撮影モード情報）である小ＦＯＶ情報は、入力インターフェース９７を介してメモリ１００に格納される。撮影モード情報（第１撮影モード情報、および第２撮影モード情報（大ＦＯＶ情報））を入力する入力装置１０１は、撮影モード指示装置として機能する。なお、「首」を対象にする第１撮影モードでは、第１撮影モード情報である小ＦＯＶ情報として、入力装置１０１から「首」およびベッド６５の幅方向における、患者７９の首の寸法（首の幅）を入力装置１０１から入力する。
頭部７９Ａにある患部の位置決めが終了した後、その別の操作者は、入力装置１０１に「Ｘ線照射開始指令」を入力する。このＸ線照射開始指令は、入力装置１０１からＸ線源制御装置９２およびコリメータ制御装置９６のそれぞれに入力される。Ｘ線照射開始指令を入力したコリメータ制御装置９６は、メモリ１００から読み込んだ小ＦＯＶ情報に基づいて、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの移動装置１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃおよび１２２Ｄを制御してこれらの移動装置を駆動させる。これにより、絞り部材１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃおよび１２０Ｄのそれぞれが移動されて開口部１２１の大きさが調節される。このときに、開口部１２１の大きさは、頭部７９ＡにＸ線が照射できて、頭部７９Ａを透過したＸ線がＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域（第１視野領域（第１ＦＯＶ領域））Ｒ１（図１６参照）に入射できる大きさとなる。小ＦＯＶ領域Ｒ１は、図１６に示された正方形ａｂｃｄの領域である。また、その開口部１２１の中心Ｃ１は、アイソセンタ８３に一致している。
図１６に示す正方形の小ＦＯＶ領域Ｒ１の一辺の長さはＳＦである。ＦＰＤ８２Ｂにおける小ＦＯＶ領域Ｒ１の中心Ｃ１（第１中心）はＸ線源８０ＢのＸ線発生点とアイソセンタ８３（中心軸７８と回転軸２９の交点）を結ぶ直線（第１直線）の延長線上に位置している。小ＦＯＶ領域Ｒ１の中心Ｃ１は、この中心Ｃ１とＦＰＤ８２Ｂ（またはＦＰＤ８２Ａ）の中心Ｃ２（第２中心）を結ぶ一点鎖線が伸びる方向（回転ガントリー３１の周方向）において、大ＦＯＶ領域（第２視野領域（第２ＦＯＶ領域））Ｒ２の中心Ｃ２からオフセット量ＯＳだけずれている。ＦＰＤ８２Ａにおける小ＦＯＶ領域Ｒ１の中心Ｃ１はＸ線源８０ＡのＸ線発生点とアイソセンタ８３を結ぶ直線の延長線上に位置している。図１６において、Ｒ２はＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域、Ｃ２はＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれにおける中心である。大ＦＯＶ領域Ｒ２は、図１６に示された長方形ｅｆｇｈの領域である。大ＦＯＶ領域Ｒ２の、回転ガントリー３１の周方向における長さはＬＦである。
ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの、正方形ａｂｃｄの小ＦＯＶ領域Ｒ１は、第１撮影モードにおいてＸ線を検出する複数の放射線検出素子が配置されている領域であり、中心Ｃ１を通って回転ガントリー３１の回転軸２９の方向に伸びる、直線の一点鎖線１３５（第２直線）に対して左右対称な領域（回転ガントリー３１の周方向において対称な領域）である。ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの中心Ｃ２は、換言すれば、該当するＸ線源から回転ガントリー３１の回転中心（回転軸２９）を通る直線とＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの交点である。ＦＰＤ８２Ｂは、小ＦＯＶ領域Ｒ１の中心Ｃ１がＦＰＤ８２Ｂの中心Ｃ２よりも照射装置６０側に位置するように、照射装置６０の前述の他の側面に取り付けられる。ＦＰＤ８２Ａは、小ＦＯＶ領域Ｒ１の中心Ｃ１がＦＰＤ８２Ａの中心Ｃ２よりも照射装置６０側に位置するように、照射装置６０の前述の一つの側面に取り付けられる。
ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの、回転軸２９の方向に伸びる長方形ｅｆｇｈである大ＦＯＶ領域Ｒ２は、第２撮影モードにおいてＸ線を検出する複数の放射線検出素子が配置されている領域であり、一点鎖線１３５に対して左右非対称な領域（回転ガントリー３１の周方向において非対称な領域）である。回転ガントリー３１の周方向において、大ＦＯＶ領域Ｒ２の端（長方形ｅｆｇｈの辺ｆｇ）は、中心Ｃ１よりも照射装置６０側に寄っている。
本実施例で用いられるＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂは、例えば、間接変換型ＦＰＤである。ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれに含まれる放射線検出素子に付された位置コードは、例えば、Ｐijで表される。ｉは１〜Ｎの整数であって放射線検出素子の列の番号を表す。また、ｊは１〜Ｍの整数であって放射線検出素子の列の番号を表す。本実施例では、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂは、それぞれ、放射線検出素子を３０７２列３０７２行に配置されているため、ＮおよびＭは最大で「３０７２」である。
図１６において、中心Ｃ１と中心Ｃ２を結ぶ一点鎖線の方向をＸ方向、この一点鎖線と直交する方向をＹ方向とした場合、位置コードＰijの放射線検出素子の位置情報は座標（Ｘi，Ｙj）で表される。以下において、Ｐij（Ｘi，Ｙj）は、位置コードＰijの放射線検出素子の位置情報（Ｘi，Ｙj）を意味する。
Ｘ線フィルタ１２５が、コリメータ８１Ａの絞り部材１２０Ｄの、ＦＰＤ８２Ａに面する面、およびコリメータ８１Ｂの絞り部材１２０Ｄの、ＦＰＤ８２Ｂに面する面のそれぞれに取り付けられる（図１４参照）。Ｘ線フィルタ１２５は、図１５に示す形状を有し、先端に向かって曲線的に厚みが減少するボウタイフィルタである。コリメータ８１Ａおよび８１Ｂでは、Ｘ線フィルタ１２５が、絞り部材１２０Ｄから絞り部材１２０Ｃに向って突出しており、コリメータ８１Ａと回転胴３２の外面の間およびコリメータ８１Ｂと回転胴３２の外面の間に配置される。コリメータ制御装置９６により移動装置１２２Ｄを駆動させて絞り部材１２０Ｄを絞り部材１２０Ｃに向って移動させ、やがて、開口部１２１が絞り部材１２０Ｄの下側からＸ線フィルタ１２５で覆われる。
小ＦＯＶ情報に基づいてコリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの絞り部材１２０Ａ〜１２０Ｄが所定の位置に設定された後、コリメータ制御装置９６は、Ｘ線源制御装置９２および第２回転ガントリー制御装置１２３に絞り部材設定終了情報を出力する。Ｘ線照射開始指令を既に入力しているＸ線源制御装置９２は、その絞り部材設定終了情報を入力したときに、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢにＸ線出射指令を出力する。これにより、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢのそれぞれからＸ線が出射される。また、絞り部材設定終了情報を入力した第２回転ガントリー制御装置１２３は、メモリ１００から読み出した小ＦＯＶ情報に基づいて、回転ガントリー３１を例えば０度〜２００度の範囲で回転ガントリー３１を回転させる回転指令を回転ガントリー３１の回転装置５２に出力する。この回転指令に基づいて回転装置５２が駆動し、回転ガントリー３１が０度から２００度まで回転する。
このようにして、回転ガントリー３１を回転させながら頭部７９Ａを対象にした第１撮影モードによる現在Ｘ線ＣＴ撮影が実施される。図１２（Ａ）は、Ｘ線源８０Ｂから頭部７９ＡにＸ線８４Ｂを照射し、ＦＰＤ８２Ｂで頭部７９Ａを透過したＸ線８４Ｂを検出する状態を示している。Ｘ線源８０ＡからのＸ線８４ＡをＦＰＤ８２Ａで検出する状態も、長さＳＦの小ＦＯＶ領域Ｒ１と長さＬＦの大ＦＯＶ領域Ｒ２が左右逆になっているだけで、実質的には図１２（Ａ）と同じである。
その現在Ｘ線ＣＴ撮影では、回転ガントリー３１を回転させながら、Ｘ線８４Ａおよび８４Ｂが、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれから患者７９の頭部７９Ａの患部に向かって照射される。Ｘ線源８０Ａから放射されたＸ線８４Ａは、コリメータ８１Ａにおいて設定された開口部１２１（図１３（Ａ））を通ってＸ線フィルタ１２５を通過し（図１４）、さらに、貫通孔１０３Ａを通り、Ｘ線透過板４２ＢのＸ線透過部４４を透過して頭部７９Ａの患部および患部付近に照射される。頭部７９Ａを透過したＸ線８４Ａは、主に、ＦＰＤ８２Ａの小ＦＯＶ領域Ｒ１内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される（図１２（Ａ）参照）。また、Ｘ線源８０Ｂから放射されたＸ線８４Ｂは、コリメータ８１Ｂにおいて設定された開口部１２１（図１３（Ａ））を通ってＸ線フィルタ１２５を通過し（図１４）、さらに、貫通孔１０３Ｂを通り、Ｘ線透過板４２ＡのＸ線透過部４４を透過して頭部７９Ａの患部および患部付近に照射される。頭部７９Ａを透過したＸ線８４Ｂは、主に、ＦＰＤ８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される（図１２（Ａ）参照）。
回転ガントリー３１により、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂが頭部７９Ａの周りを回転する。角度検出器５４Ａによって測定された回転ガントリー３１の回転角度が２００度になったとき、角度検出器５４Ａからの回転角度を入力する第２回転ガントリー制御装置１２３は、回転装置５２に回転停止指令を出力する。これにより、回転装置５２の回転が停止され、回転ガントリー３１の回転も停止される。第２回転ガントリー制御装置１２３からの回転停止指令を入力したＸ線源制御装置９２は、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢのそれぞれにＸ線出射停止指令を出力する。これにより、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢからのＸ線の出射が停止され、頭部７９Ａの患部へのＸ線の照射が停止される。
Ｘ線８４Ａを検出した、ＦＰＤ８２Ａの全領域の各放射線検出素子は、Ｘ線検出信号を出力する。この全領域の各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号は、ＦＰＤ８２Ａの全放射線検出素子が接続された一つの信号処理装置９３に入力される。この信号処理装置９３は、放射線検出素子ごとに出力されたＸ線検出信号を設定時間間隔で積算し、放射線検出素子ごとのＸ線強度情報を得る。これらのＸ線強度情報は、ＦＰＤ８２Ａ内の放射線検出素子ごとの対応する位置コードを付されて、入力インターフェース９７からメモリ１００に格納される。これにより、Ｘ線強度情報は、放射線検出素子の位置コードに対応付けられる。
また、Ｘ線８４Ｂを検出した、ＦＰＤ８２Ｂの全領域の各放射線検出素子も、Ｘ線検出信号を出力する。この全領域の各放射線検出素子から出力された各Ｘ線検出信号は、ＦＰＤ８２Ｂの全放射線検出素子が接続された他の信号処理装置９３に入力される。この他の信号処理装置９３は、放射線検出素子ごとに出力されたＸ線検出信号を設定時間間隔で積算し、放射線検出素子ごとのＸ線強度情報を得る。各Ｘ線強度情報は、ＦＰＤ８２Ｂ内の放射線検出素子ごとの対応する位置コードを付されて、入力インターフェース９７からメモリ１００に格納される。
頭部７９Ａを対象にした第１撮影モードでは、メモリ１００に格納されている撮影モード情報が小ＦＯＶ情報であるので、Ｘ線強度取込み装置９８は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に位置する全ての放射線検出素子のそれぞれの位置コードが付されたＸ線強度情報をメモリ１００から取り込む。Ｘ線強度取込み装置９８は、メモリ１００に格納されているオフセット量ＯＳも併せて取り込む。Ｘ線強度取込み装置９８は、メモリ１００から取り込んだ、小ＦＯＶ領域Ｒ１に対応する全てのＸ線強度情報およびオフセット量ＯＳを補正装置９８Ａに出力する。
補正装置９８Ａは、オフセット量ＯＳを用いて、小ＦＯＶ領域Ｒ１内の位置コードが付されたＸ線強度情報の位置情報を補正する。補正装置９８Ａによって、ＦＰＤ８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（Ｘi，Ｙj）が位置情報（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）に補正され、補正後においてはＰij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）と表される。ＦＰＤ８２Ａの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（Ｘi，Ｙj）が位置情報（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）に補正され、補正後においてはＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）と表される。
補正装置９８Ａは、補正された位置情報が付されたＸ線強度情報、すなわち、Ｘ線強度情報Ｐij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）を画像再構成装置９９に出力する。画像再構成装置９９は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内の放射線検出素子ごとの、補正された位置情報が付されたＸ線強度情報以外に、角度検出器５４Ａで測定された回転ガントリー３１の回転角度も入力する。Ｘ線強度情報Ｐij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）のそれぞれおよび測定された各回転角度を用いて患者７９の頭部の患部を含む断層像情報（現在断層像情報）を作成する（特開２００６−２３９４０３号公報の段落００３７参照）。
作成された現在断層像情報は、画像再構成装置９９から位置決め情報生成装置９５に入力される。位置決め情報生成装置９５には、事前のＸ線ＣＴ撮影（基準Ｘ線ＣＴ撮影）により得られた三次元の断層像情報（基準断層像情報）が事前に入力されており、メモリ（図示せず）に格納される。位置決め情報生成装置９５は、現在断層像情報および基準断層像情報に基づいて、Ｘ−Ｙ平面におけるベッド位置決め情報であるＸ方向およびＹ方向におけるベッド６５の各移動量、ベッド６５の回転角度、およびＸ−Ｚ平面におけるベッド位置決め情報であるＺ方向におけるベッド６５の移動量をそれぞれ算出する（特開２００６−２３９４０３号公報の００４０〜００４４参照）。
位置決め情報生成装置９５で算出されたベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度は、ベッド制御装置９１に入力される。ベッド制御装置９１は、入力したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向におけるベッド６５の各移動量、およびベッド６５の回転角度に基づいて、治療台６４の該当する駆動機構を制御し、ベッド６５を移動させる（特開２００６−２３９４０３号公報の００４５参照）。このようにして、ベッド６５上の患者７９の頭部７９Ａ内の患部が照射装置６０の中心軸７８および回転ガントリー３１の回転軸２９の交点に位置するアイソセンタ８３と一致させられ、頭部７９Ａ内の患部の位置決めが終了する。患部の位置決め終了後に、粒子線治療システム１における、その患部へのイオンビームの照射が行われ、その患部のイオンビームによる治療が実施される。
本実施例における粒子線、例えば、陽子イオンビーム（または、炭素イオンビーム）の患者７９の患部への照射の概略について説明する。以下において、陽子イオンビームは、単に、イオンビームという。
イオンビームによるがん治療の前に行われた治療計画により得られたイオンビームの照射方向、層の数、層ごとの照射スポットの数、各照射スポットの層内での位置、照射スポットごとの目標線量、層内における照射スポットの照射順序及び各層に対応するイオンビームのエネルギー等の治療計画情報は、治療開始前に、治療計画装置１０７から制御システム８４Ｃのデータベース１０６に入力され、データベース１０６に格納される。中央制御装置８５のＣＰＵ８６は、データベース１０６から読み出したこれらの治療計画情報をメモリ８７に格納する。さらに、ＣＰＵ８６は、スポット照射パラメータ（層の数、層ごとの照射スポットの数、各照射スポットの層内での位置、照射スポットごとの目標線量、および層内における照射スポットの照射順序）をメモリ８７から読み出して走査制御装置８９に出力する。このスポット照射パラメータは、走査制御装置８９のメモリ８９Ａに格納される。
患部へのイオンビームの照射を行う前に、第１回転ガントリー制御装置１２２は、回転指令を出力して回転装置５２を駆動させる。回転装置５２の駆動により回転ガントリー３１が回転され、照射装置６０の中心軸７８を治療計画により作成されたイオンビームの照射方向に合わせられる。回転ガントリー３１は、１ｍｉｎ-1程度の速度で回転される。照射装置６０の中心軸７８とイオンビームの照射方向の一致は、角度検出器５４Ａで測定された回転ガントリー３１の回転角度に基づいて確認される。照射装置６０の中心軸７８とイオンビームの照射方向の一致したとき、第１回転ガントリー制御装置１２２は、回転停止指令を出力し、回転装置５２の駆動を停止させる。回転ガントリー３１の回転も停止する。
回転ガントリー３１の回転により照射装置６０をイオンビームの照射方向まで旋回させるとき、リングレール駆動装置５５の駆動により移動側リングレール４８Ｂが回転ガントリー３１の回転とは逆方向に回転されるので、移動側リングレール４８Ｂはあたかも静止しているように見える。このため、回転ガントリー３１の回転による照射装置６０の旋回により、両端部がスライド部材６３Ａおよび６３Ｂによって照射装置６０の対向する一対の側面に設置されたそれぞれの一対のガイドレール６２に移動可能に取り付けられた移動床３９は、かまぼこ型の軌道１０２に沿って移動する。
回転ガントリー３１の回転が停止された後、イオン源で発生したイオン（例えば、陽子）が直線加速器１４に入射され、加速される。直線加速器１４から出射されたイオンビームは、入射器５を通してシンクロトロン加速器３の環状のビームダクト４に入射される。イオンビームは、ビームダクト４内を周回しながら、イオンビームの照射方向において患部の複数の層のうち、例えば、最も深い位置に存在する層にイオンビームが到達するのに必要な設定エネルギー（例えば、２００ＭｅＶ）まで加速される。患部の治療に用いられるイオンビームのエネルギーは、通常、１００〜２００ＭｅＶの範囲内であり、患部の各層の体表面からの深さに合わせて設定される。
イオンビームの照射は、例えば、体表面から最も深い位置に存在する層から浅い位置に存在する層の順に行われる。走査制御装置は、走査電磁石７４および７５のそれぞれを制御し、イオンビームの照射位置を、最も深い位置に存在する層内での一つの照射スポットの位置に設定する。イオンビームの照射位置が設定された後、走査制御装置８９は、加速器・輸送系制御装置８８にビーム照射開始信号を出力する。ビーム照射開始信号を入力した加速器・輸送系制御装置８８からスイッチＯＮ指令が出力される。スイッチＯＮ指令により開閉スイッチ１２が閉じられ、高周波電源１１からの高周波電圧を出射用高周波電極１０からビームダクト４内を周回しているイオンビームに印加する。この結果、周回しているイオンビームは、シンクロトロン加速器３からセプタム電磁石１３を通ってビーム経路１６に出射される。シンクロトロン加速器３からイオンビームが出射されるとき、シャッタ２８はビーム経路１６から引き抜かれている。出射されたイオンビームはビーム経路１６および２１を通って照射装置６０に達する。照射装置６０内に達したイオンビームは、走査電磁石７４および７５により設定された、頭部に存在する患部の上記層内のその一つの照射スポットに照射される。
照射装置６０の中心軸７８とイオンビームの所定の照射方向が一致している状態でイオンビームが頭部の患部に照射されているとき、Ｘ線源８０Ａから放射されたＸ線８４ＡおよびＸ線源８０Ｂから放射されたＸ線８４Ｂのそれぞれが、ベッド６５上の患者７９の患部に照射される。患者７９の頭部を透過したＸ線８４ＡがＦＰＤ８２Ａの各放射線検出素子で検出され、その頭部を透過したＸ線８４ＢがＦＰＤ８２Ｂの各放射線検出素子で検出される。
前述した患部の位置決めと同様に、ＦＰＤ８２Ａの各放射線検出素子にそれぞれ接続された一つの信号処理装置９３は、放射線検出素子ごとのＸ線検出信号を基にＸ線強度情報を求める。画像再構成装置９９は、その信号処理装置９３で得られたそれぞれのＸ線強度情報、および回転ガントリー３１の測定された回転角度に基づいて、Ｘ線源８０ＡからのＸ線８４Ａの放射方向に直交する平面における患部の第１二次元画像情報を作成する。Ｘ線源８０ＡからのＸ線８４Ａの放射方向に直交する平面は、回転ガントリー３１の測定された回転角度（照射装置６０の中心軸７８の角度）に１３５度を加えて得られる角度で回転ガントリー３１の回転軸２９に向かう方向に直交する平面である。
患部の第１二次元画像情報の作成と同様に、画像再構成装置９９は、ＦＰＤ８２Ｂの各放射線検出素子にそれぞれ接続された他の信号処理装置９３で得られた各Ｘ線強度情報および回転ガントリー３１の測定された回転角度に基づいて、Ｘ線源８０ＢからのＸ線８４Ｂの放射方向に直交する平面における患部の第２二次元画像情報を作成する。Ｘ線源８０ＢからのＸ線８４Ｂの放射方向に直交する平面は、回転ガントリー３１の測定された回転角度（照射装置６０の中心軸７８の角度）に２２５度を加えて得られる角度で回転ガントリー３１の回転軸２９に向かう方向に直交する平面である。
第１二次元画像情報および第２二次元画像情報に基づいてイオンビームを照射しているときにおける頭部の患部の大きさおよび形状を把握することができ、イオンビームの患部への照射開始からの患部の大きさおよび形状の変化から患部へのイオンビームの照射による治療の効果を確認することができる。
また、画像再構成装置９９でされた第１二次元画像情報および第２二次元画像情報を位置決め情報生成装置９５に入力し、位置決め情報生成装置９５は、基準断層像情報、第１二次元画像情報および第２二次元画像情報に基づいてイオンビームを照射している患部の基準断層像情報からのずれ量を算出する。算出されたずれ量に基づけば、イオンビームを照射している患部の現在の位置を確認することができる。
患部の上記層内の上記の一つの照射スポットにイオンビームが照射されているとき、その照射スポットへのイオンビームの照射が開始された時点からの照射スポットの線量が線量モニタ７７で測定される。線量モニタ７７で測定されたその照射スポットの線量が目標線量になったとき、走査制御装置８９は、加速器・輸送系制御装置８８にビーム照射停止信号を出力する。ビーム照射停止信号を入力した加速器・輸送系制御装置８８は、開閉スイッチ１２にスイッチＯＦＦ指令を出力する。これにより、開閉スイッチ１２が開いて高周波電源１１から出射用高周波電極１０への高周波電圧の印加が停止され、シンクロトロン加速器３からのイオンビームの出射が停止される。
その後、その層内の残りの照射スポットへのイオンビームの照射が順次行われ、その層内の全ての照射スポットへのイオンビームの照射が終了したとき、深い位置に存在する層から最も浅い位置に存在する層に向って、各層内の全ての照射スポットへのイオンビームの照射が順次行われる。
以上において、頭部に存在する患部のイオンビーム照射による治療について説明した。次に、患者の胴体に存在するがんの患部へのイオンビームの照射による治療を、以下に説明する。
前述の頭部の場合と同様に、まず、胴体の患部付近の現在Ｘ線ＣＴ撮影が実施される。治療台６４の各駆動機構を駆動させて、ベッド６５上の患者７９の胴体に存在する患部の大まかな位置決めが行われる。放射線照射対象の患部が患者７９の胴体７９Ｂ（図１２（Ｂ）参照）に存在する場合には、放射線照射対象である「胴体」およびベッド６５の幅方向における、患者７９の胴体７９Ｂの寸法（胴体の幅）が入力装置１０１に入力される。放射線照射対象である「胴体」および胴体７９Ｂの幅に関する情報は、撮影モード情報である大ＦＯＶ情報（第２撮影モード情報）であり、入力インターフェース９７を介してメモリ１００に格納される。胴体７９Ｂは、頭頸部よりも大きな放射線照射対象である。
その患部の位置決め終了後、入力装置１０１から入力されたＸ線照射開始指令は、Ｘ線源制御装置９２およびコリメータ制御装置９６のそれぞれに入力されるメモリ１００から読み込んだ大ＦＯＶ情報に基づいた、Ｘ線照射開始指令を入力したコリメータ制御装置９６の制御により、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの移動装置１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃおよび１２２Ｄを駆動させ、開口部１２１の大きさを調節する。調節された開口部１２１は、胴体７９Ｂを透過したＸ線がＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２に入射できる大きさとなる。絞り部材１２０Ｄに取り付けられたＸ線フィルタ１２５は、絞り部材１２０Ｄの下側から開口部１２１を覆っている。
Ｘ線が大ＦＯＶ領域Ｒ２に入射できるように開口部１２１が設定された後、絞り部材設定終了情報が、コリメータ制御装置９６からＸ線源制御装置９２および第２回転ガントリー制御装置１２３に入力される。この絞り部材設定終了情報を入力したＸ線源制御装置９２は、Ｘ線照射開始指令を既に入力しているので、Ｘ線出射指令を出力する。この結果、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢのそれぞれからＸ線が出射される。また、絞り部材設定終了情報を入力した第２回転ガントリー制御装置１２３は、大ＦＯＶ情報に基づいて、回転ガントリー３１を例えば０度〜３６０度の範囲で回転ガントリー３１を回転させる回転指令を回転ガントリー３１の回転装置５２に出力する。このため、回転ガントリー３１が０度〜３６０度の範囲で回転する。具体的には、回転ガントリー３１は、０度〜１８０度の範囲で回転され、その後、０度の状態に戻され、残りの０度〜−１８０度の範囲で回転される。
胴体７９Ｂを対象にした第２撮影モードによる現在Ｘ線ＣＴ撮影が、回転ガントリー３１を回転させながら実施される。図１２（Ｂ）は、Ｘ線源８０Ｂから胴体７９ＢにＸ線８４Ｂを照射し、ＦＰＤ８２Ｂで胴体７９Ｂを透過したＸ線８４Ｂを検出する状態を示している。Ｘ線源８０ＡからのＸ線８４ＡをＦＰＤ８２Ａで検出する状態も、長さＳＦの小ＦＯＶ領域Ｒ１と長さＬＦの大ＦＯＶ領域Ｒ２が左右逆になっているだけで、実質的には図１２（Ｂ）と同じである。
回転ガントリー３１を回転させながら、Ｘ線８４Ａおよび８４Ｂが患者７９の胴体７９Ｂの患部に向かって照射される。Ｘ線源８０Ａから放射されたＸ線８４Ａは、コリメータ８１Ａの設定された開口部１２１（図１３（Ｂ））、を通ってＸ線フィルタ１２５を通過し、さらに、貫通孔１０３Ａを通り、Ｘ線透過板４２ＢのＸ線透過部４４を透過して胴体７９Ｂの患部および患部付近に照射される。胴体７９Ｂを透過したＸ線８４ＡはＦＰＤ８２Ａの大ＦＯＶ領域Ｒ２内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される（図１２（Ｂ）参照）。また、Ｘ線源８０Ｂから放射されたＸ線８４Ｂは、コリメータ８１Ｂの設定された開口部１２１（図１３（Ｂ））、を通ってＸ線フィルタ１２５を通過し、さらに、貫通孔１０３Ｂを通り、Ｘ線透過板４２ＡのＸ線透過部４４を透過して胴体７９Ｂの患部および患部付近に照射される。胴体７９Ｂを透過したＸ線８４ＢはＦＰＤ８２Ｂの大ＦＯＶ領域Ｒ２内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される（図１２（Ｂ）参照）。
回転ガントリー３１が３６０度回転されたとき、第２回転ガントリー制御装置１２３が回転装置５２に回転停止指令を出力し、これにより、回転ガントリー３１の回転が停止される。この回転停止指令を入力したＸ線源制御装置９２は、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢのそれぞれにＸ線出射停止指令を出力する。これにより、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢからのＸ線の出射が停止され、胴体７９Ｂの患部へのＸ線の照射が停止される。
Ｘ線８４Ａを検出した、ＦＰＤ８２Ａの全領域の各放射線検出素子およびＸ線８４Ｂを検出した、ＦＰＤ８２Ｂの全領域の各放射線検出素子のそれぞれから出力されたＸ線検出信号は、ＦＰＤ８２Ａ用の一つの信号処理装置９３およびＦＰＤ８２Ａ用の他の信号処理装置９３に入力される。これらの信号処理装置９３は、別々に、前述の頭部７９Ａの場合と同様に、ＦＰＤ８２Ａの全領域の放射線検出素子ごとに対応したＸ線強度情報を得る。これらのＸ線強度情報は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂ内のそれぞれの放射線検出素子ごとの対応する位置コードを付されて、入力インターフェース９７からメモリ１００に格納される。
胴体７９Ｂを対象にした第２撮影モードでは、メモリ１００には撮影モード情報である大ＦＯＶ情報が記憶されているので、Ｘ線強度取込み装置９８は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に位置する全ての放射線検出素子のそれぞれの位置コードが付されたＸ線強度情報Ｐij（Ｘi，Ｙj）をメモリ１００から取り込む。補正装置９８Ａは、オフセット量ＯＳを用いて、大ＦＯＶ領域Ｒ２内の位置コードが付されたＸ線強度情報の位置情報を補正する。補正装置９８Ａによって、ＦＰＤ８２Ｂの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（Ｘi，Ｙj）が位置情報（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）に補正され、補正後においてはＰij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）と表される。ＦＰＤ８２Ａの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（Ｘi，Ｙj）が位置情報（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）に補正され、補正後においてはＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）と表される。
補正装置９８Ａは、補正された位置情報が付されたＸ線強度情報、すなわち、Ｘ線強度情報Ｐij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）を画像再構成装置９９に出力する。画像再構成装置９９は、前述の頭部の場合と同様に、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内の放射線検出素子ごとのＸ線強度情報Ｐij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）のそれぞれおよび測定された回転ガントリー３１の各回転角度を用いて患者７９の胴体７９Ｂの患部を含む断層像情報（現在断層像情報）を作成する。
作成された現在断層像情報は、画像再構成装置９９から位置決め情報生成装置９５に入力される。位置決め情報生成装置９５は、現在断層像情報および基準断層像情報に基づいてベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度を、前述の頭部７９Ａの場合と同様に、それぞれ算出する。ベッド制御装置９１は、算出されたベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度に基づいて、治療台６４の該当する駆動機構を制御し、ベッド６５を移動させる。このようにして、ベッド６５上の患者７９の胴体７９Ｂ内の患部が照射装置６０の中心軸７８および回転ガントリー３１の回転軸２９の交点に位置するアイソセンタ８３と一致させられ、胴体７９Ｂ内の患部の位置決めが終了する。
患部の位置決め終了後に、粒子線治療システム１における、その患部へのイオンビームの照射が行われ、胴体９８Ｂ内のその患部のイオンビームによる治療が実施される。胴体９８Ｂ内の患部へのイオンビームの照射は、前述の頭部７９Ａ内のその患部へのイオンビームの照射と同様に実施される。
ここで、スライド部材６３Ａおよび６３Ｂ、および一対のガイドレール６２を含む、踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれと照射装置６０の接続部材６１による作用を以下に説明する。
照射装置６０がベッド６５の真上に位置しているときの治療ケージ３８の移動床３９の断面形状を図１１に示す。図１１に示された状態を基準とし、回転ガントリー３１の回転角度を０度とする。照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれ設置された一対のガイドレール６２に移動可能に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂであって踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂは、共に回転ガントリー３１の径方向において回転ガントリー３１の回転軸２９から最も遠い位置に存在する。
本実施例で定義される内壁長の概念について説明する。治療ケージ３８において、かまぼこ型の各軌道１０２の総長は一定（不変）である。かまぼこ型の軌道１０２の全長から照射装置６０に相当する長さ（照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面に設置された各ガイドレール６２に移動可能に取り付けられたスライド部材６３Ａ相互間における、照射装置６０の長さ）を除いた残りの長さにおいて、円弧部および水平部が形成される。かまぼこ型の軌道１０２のうちこの円弧部および水平部に相当する範囲の長さを内壁長と定義する。すなわち、内壁長は、かまぼこ型の軌道１０２の全長と照射装置６０に相当する長さとの差である。一方、その内壁長は、実質的に、踏み板群４１Ａ，４１Ｂおよび４１Ｃのそれぞれの長さ、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれの幅および開口１０４の長さの合計長に相当する。
仮に、治療ケージの固定側リングレール４８Ａおよび移動側リングレール４８Ｂのそれぞれに形成された、移動床３９をガイドする軌道が円形軌道であるとすれば、回転ガントリー３１の回転角度によらず、内壁長は一定である。しかしながら、固定側リングレール４８Ａおよび移動側リングレール４８Ｂのそれぞれに形成された軌道１０２はかまぼこ型であるので、内壁長は、回転ガントリー３１の回転角度によって異なる。つまり、照射装置６０に相当する長さが回転ガントリー３１の回転角度によって異なるため、内壁長はその回転角度によって異なるのである。
照射装置６０がかまぼこ型の軌道１０２の円弧部に存在するとき（回転ガントリー３１の回転角度０〜９０度の範囲）は、照射装置６０に相当する長さは一定であり、内壁長は一定となる。しかし、踏み板群４１Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａと踏み板群４１Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａとの間における照射装置６０の長さ（照射装置６０に相当する長さ）は、照射装置６０の回転軸側の端部に向かうほど短くなる。このため、照射装置６０の一部がかまぼこ型の軌道１０２の結合部を経由して（回転ガントリー３１の回転角度９０度〜１２０度の範囲）、水平部に移動すると（回転ガントリー３１の回転角度１２０度〜１８０度の範囲）、照射装置６０に相当する長さは変化し、内壁長が変化する。
回転ガントリー３１の回転角度に応じて移動床３９がかまぼこ型の軌道１０２に沿って移動するとき、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面に設置されたそれぞれの一対のガイドレール６２に別々に移動可能に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂは、その移動床３９の移動に伴って、すなわち、照射装置６０の旋回に伴って、ガイドレール６２に沿って回転ガントリー３１の径方向に移動する。上記の内壁長の変化は、スライド部材６３Ａおよび６３Ｂがガイドレール６２に沿って回転ガントリー３１の径方向に移動することによって生じる。
例えば、回転ガントリー３１の回転角度が１８０度で照射装置６０が水平部に位置したとき（図１８参照）、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれ設置された一対のガイドレール６２に移動可能に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂであって踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂは、共に回転ガントリー３１の径方向において回転ガントリー３１の回転軸２９から最も近い位置に存在する。このとき、踏み板群４１Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａと踏み板群４１Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａとの間における照射装置６０の長さは、回転ガントリー３１の回転角度が０度で照射装置６０が円弧部に位置している状態（図１１参照）におけるその長さよりも短くなる。
回転ガントリー３１の回転によって照射装置６０が回転角度０度から１８０度の位置まで移動するのに伴って、踏み板群４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂは、ガイドレール６２に沿って回転ガントリー３１の回転軸２９に近づくように移動する（図１７参照）。
回転ガントリー３１の回転角度による内壁長の変化は、ガイドレール６２に沿ったスライド部材６３Ａおよび６３Ｂの移動および開口１０４の長さの変化と連動している。
スライド部材６３Ａおよび６３Ｂが回転ガントリー３１の径方向において回転ガントリー３１の回転軸２９から最も遠い位置に存在する、照射装置６０が０度の位置に存在するとき（図１１）、踏み板群４１Ｃの隣り合う一対の踏み板４０の間に発生する開口１０４は狭くなる。開口１０４の発生と連動して、カバー巻取装置４３は開口１０４を覆うようにカバー４２を引き出す。この開口１０４はベッド６５の真下に存在する。
照射装置６０が回転ガントリー３１の回転角度が１８０度であるとき、照射装置６０全体がかまぼこ型の軌道１０２の水平床部４６に存在している（図１７）。このとき、開口１０４の長さは最大となるが、開口１０４はベッド６５の真上に存在する。
次に、回転ガントリー３１の回転角度による開口１０４の位置および長さのそれぞれの変化に着目して、回転ガントリー３１の全ての回転角度において、医療技師１０５は患者７９に対して安全に近づけることについて説明する。照射装置６０が回転ガントリー３１の回転角度０度の位置に存在するとき、ベッド６５の真下にある（図１１参照）。このため、開口１０４により安全性が問題となることはない。照射装置６０が回転ガントリー３１の回転角度０〜６０度の範囲に位置するとき、開口１０４は移動床３９の水平床部４６に発生し、水平床部４６は踏み板群４１Ｃによって形成される。しかし、照射装置６０が有する傾斜（先細り形状）に係る構成の効果により、開口１０４の幅は狭いため、開口１０４をカバー４２で覆うことができ、開口１０４により安全性が問題となることはない。また、照射装置６０が回転ガントリー３１の回転角度６０〜１８０度の範囲に存在するとき、開口１０４は移動床３９の水平床部４６で発生しないため、開口１０４により安全性が問題となることはない。
このように、本実施例では、回転ガントリー３１の回転角度によらず、医療技師１０５は、移動床３９の水平床部４６に立つことができ、患者７９に対して安全に近づくことが可能である。
ＦＰＤ８２Ａと８２Ｂごとに設けられた信号処理装置９３は、各ＦＰＤに含まれるそれぞれの放射線検出素子に接続される。
本実施例では、ＦＰＤに含まれる各放射線検出素子に接続されてこの放射線検出素子から出力されるＸ線検出信号に基づいてＸ線強度情報を生成する信号処理装置、これらの信号処理装置で求められた各Ｘ線強度情報を格納するメモリ１００、およびＦＰＤの該当するＦＯＶ領域（小ＦＯＶ領域および大ＦＯＶ領域のいずれかの領域）内に存在する各放射線検出素子の出力信号に基づいて求められたＸ線強度情報を、入力装置１０１から入力される撮影モード情報（小ＦＯＶ情報および大ＦＯＶ情報のいずれかの情報）に基づいてメモリ１００から取り込むＸ線強度取込み装置９８は、ＦＰＤの各放射線検出素子の出力信号を基に、ＦＰＤの小ＦＯＶ領域および大ＦＯＶ領域のいずれかの領域に対する複数のＸ線強度情報を生成するＸ線強度情報生成装置１２７（図１０参照）を構成する。
本実施例によれば、頭部７９Ａ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影の実施によりＦＰＤ８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれの各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた全てのＸ線強度情報のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた複数のＸ線強度情報（以下、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報という）を用いて三次元断層像情報を再構成することができる。また、胴体７９Ｂ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影の実施によりＦＰＤ８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれの各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた全てのＸ線強度情報のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた複数のＸ線強度情報（以下、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報という）を用いて他の三次元断層像情報を再構成することができる。
Ｘ線強度情報生成装置１２７は、頭部７９Ａ内の患部を対象にする現在Ｘ線ＣＴ撮影により得られた、回転ガントリー３１に取り付けられたＦＰＤ８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれに含まれる全放射線検出素子のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を生成することができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度情報生成装置１２７で生成された小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層像情報を再構成することができる。また、Ｘ線強度情報生成装置１２７は、胴体７９Ｂ内の患部を対象にする現在Ｘ線ＣＴ撮影により得られた、回転ガントリー３１に取り付けられたＦＰＤ８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれに含まれる全放射線検出素子のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を生成することができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度情報生成装置１２７で生成された大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層像情報を再構成することができる。
このように、全てのＸ線強度情報のうち該当するＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られたＸ線強度情報を用いて他の三次元断層像情報を再構成するので、本実施例は、従来のようにＦＰＤを移動しなくてもよい。このため、本実施例では、ＦＰＤの移動装置、この移動装置の移動を制御する制御装置、およびＦＰＤの移動によりＦＰＤが所定の位置に設定されたことを監視するモニタ装置が不要になり、放射線撮影装置の構造、すなわち、粒子線治療システム１の構造が単純化される。
また、ＦＰＤを移動させないので、本実施例は、現在Ｘ線ＣＴ撮影時におけるＦＰＤの移動に要する時間が不要になる。このため、現在Ｘ線ＣＴ撮影に要する時間が短縮され、患者のがん治療に要する時間が短縮される。
本実施例では、頭部７９Ａおよび胴体７９Ｂのそれぞれの対象とする現在Ｘ線ＣＴ撮影において、ＦＰＤ８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれの各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた全てのＸ線強度情報はイメージング処理装置９４のメモリ１００に格納され、入力装置１０１により設定された撮影モード情報（小ＦＯＶ情報または大ＦＯＶ情報）に基づいてメモリ１００から該当するＦＯＶ領域に対するＸ線強度情報（小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報または大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報）を取り出すことができる。このため、頭部７９Ａおよび胴体７９Ｂのそれぞれに応じて、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報または大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層像情報を容易に再構成することができる。
第２回転ガントリー制御装置１２３によって撮影モード情報に応じて回転ガントリー３１の回転角度を変更することができる。設定された撮影モード情報が小ＦＯＶ情報であるとき、現在Ｘ線ＣＴ撮影において、第２回転ガントリー制御装置１２３は回転ガントリー３１の回転角度を０度〜２００度の範囲にする回転指令を出力する。このため、頭部７９Ａを対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影に要する時間を短縮することができると共に、頭部７９Ａの、より鮮明な三次元断層像情報を得ることができる。設定された撮影モード情報が大ＦＯＶ情報であるとき、現在Ｘ線ＣＴ撮影において、第２回転ガントリー制御装置１２３は回転ガントリー３１の回転角度を０度〜３６０度の範囲にする回転指令を出力する。このため、胴体７９Ｂに対する、より鮮明な三次元断層像情報を得ることができる。
設定されたＦＯＶ情報に基づいてコリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの絞り部材を移動させるので、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１および大ＦＯＶ領域Ｒ２のそれぞれに対応させて患者７９にＸ線を照射することができ、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報および大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報のそれぞれを容易に得ることができる。
本実施例では、Ｘ線フィルタ１２５がコリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの一つの絞り部材１２０Ｄに取り付けられてこの絞り部材１２０Ｄの移動によって開口部１２１のＦＰＤ側に設定されるので、Ｘ線源８０Ａから出射されて患者７９を透過しないでＦＰＤ８２Ａに直接入射されるＸ線８４Ａの量、およびＸ線源８０Ｂから出射されて患者７９を透過しないでＦＰＤ８２Ｂに直接入射されるＸ線８４Ｂの量を著しく低減することができる。患者７９を透過しないでＦＰＤに直接入射するＸ線の量が多い場合には、患者７９の部分でのダイナミックレンジが相対的に小さくなるため、再構成された三次元断層像情報の画質が低下する。本実施例によれば、Ｘ線フィルタ１２５の適用により、患者７９を透過しないでＦＰＤに直接入射されるＸ線の量が著しく低減されるため、再構成された三次元断層像情報の画質の低下を防止することができ、その画質を向上させることができる。
さらに、このＸ線フィルタ１２５が絞り部材１２０Ｄに取り付けられて絞り部材１２０Ｄと一体化しているため、Ｘ線フィルタ専用の駆動機構が不要になり、放射線撮影装置の構造を、さらに、単純化することができる。
Ｘ線フィルタ１２５は、Ｘ線が患者７９の体内を通過する部分が少ない部分（対表面近く）でのＦＰＤにおける、Ｘ線の飽和を緩和するために用いられる。このため、開口部１２１全体を覆う必要はなく、Ｘ線フィルタ１２５が絞り部材１２０Ｄのエッジ部近傍にかかれば、Ｘ線の飽和を緩和することができる。
本実施例の、第１撮影モードによるＸ線撮影では、補正装置９８Ａによる補正後に、ＦＰＤ８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＦＰＤ８２Ａの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）が得られる。また、第２撮影モードによるＸ線撮影では、補正装置９８Ａによる補正後に、ＦＰＤ８２Ｂの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＦＰＤ８２Ａの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する各放射線検出素子Ｐijの位置情報（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）が得られる。放射線検出素子Ｐijの補正された位置情報が付されたＸ線強度情報Ｐij（（Ｘi−ＯＳ），Ｙj）およびＰij（（Ｘi＋ＯＳ），Ｙj）が画像再構成装置９９に入力されるので、オフセット量ＯＳを考慮した、精度の良い三次元断層像情報を得ることができる。
Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂが回転ガントリー３１の回転胴３２に取り付けられており、これらのＸ線源８０Ａおよび８０Ｂにそれぞれ対向しているＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれが照射装置６０に取り付けられているため、患部の位置決め等において患部のＸ線撮影を行う際に、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢおよびＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂを回転ガントリー３１の軸方向に移動させる必要がないため、患部のＸ線撮影を開始するまでに要する時間を短縮することができる。このため、治療スループットを向上させることができる。このＸ線撮影においては、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれから放射されたＸ線８４Ａおよび８４Ｂのそれぞれを、移動床３９に設けられたＸ線透過板４２Ｂおよび３９のそれぞれを透過してベッド６５上の患者７９に照射することができる。
特開２００６−２３９４０３号公報に記載された粒子線治療システムでは、照射装置にＸ線源（Ｘ線管）が設けられているため、患部にイオンビームを照射しながら患部の位置を確認することはできない。しかしながら、本実施例の粒子線治療システム１では、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂが回転ガントリー３１に取り付けられているため、イオンビームを患部に照射しながら、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれから放射されたＸ線８４Ａおよび８４Ｂを異なる二方向において患部に照射することができ、さらに、患部を透過したＸ線８４Ａおよび８４ＢをＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂで検出することができる。ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂの各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号を用いて、照射装置６０からイオンビームを照射している、ベッド６５上の患者７９の患部の断層像情報を作成することができ、この断層像情報を利用することによって、イオンビームを照射している患部の位置を確認することができる。Ｘ線８４Ａおよび８４Ｂを異なる二方向から患部に照射するため、イオンビームを照射している患部の位置を精度良く求めることができる。さらに、その断層像情報を利用することによってイオンビームを照射している患部の大きさの変化を確認することができ、イオンビームの照射による治療効果を確認できる。
Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂおよびコリメータ８１Ａおよび８１Ｂは、回転胴３２の内面に取り付けて移動床３９の外側に配置してもよい。このようなＸ線源８０Ａおよび８０Ｂ等の配置によっても、患部の位置決めデータを得ることができ、さらに、イオンビームを照射している患部の位置の確認およびイオンビームを照射している患部の大きさの変化の確認をそれぞれ行うことができる。
本実施例では、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれを回転ガントリー３１の回転胴３２の外面に取り付けているため、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂを回転胴３２の内面に取り付けた場合に比べて回転胴３２の内面と移動床３９の間に形成される隙間を小さくすることができ、回転ガントリー３１の直径を小さくすることができる。このため、回転ガントリー３１を小型化することができる。
回転胴３２の外面に取り付けられたＸ線源８０Ａから放射されたＸ線８４Ａは回転胴３２に形成された貫通孔１０３ＡおよびＸ線透過板４２ＢのＸ線透過部４４を通って患者７９の患部に照射されるので、放射されたＸ線８４Ａは、遮られることなく、患者７９に照射することができる。このため、小型のＸ線源８０Ａを用いて鮮明な、患部付近の画像を得ることができる。回転胴３２の外面に取り付けられたＸ線源８０Ｂから放射されたＸ線８４Ｂは回転胴３２に形成された貫通孔１０３ＢおよびＸ線透過板４２ＡのＸ線透過部４４を通って患者７９の患部に照射されるので、Ｘ線源８０Ｂから放射されるＸ線８４Ｂによっても同様な効果を得ることができる。
回転ガントリー３１の回転に伴う移動床３９の軌道１０２に沿った移動により、移動床３９のＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂも円滑に軌道１０２に沿って移動し、軌道１０２内におけるＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれの位置は回転ガントリー３１の回転角度に応じて変化する。さらに、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２ＢのそれぞれにおいてＸ線８４Ａおよび８４Ｂのそれぞれが透過する位置も、回転ガントリー３１の回転角度に応じて回転ガントリー３１の周方向においてずれる。このような回転ガントリー３１の回転に伴って、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２ＢのそれぞれにおいてＸ線の透過位置が変化するため、Ｘ線透過部４４の回転ガントリー３１の周方向における幅Ｗ3は、踏み板４０の幅Ｗ1よりも広くしなければならない。かまぼこ型の軌道１０２における水平部の幅がＷHであるため、この水平部によって形成される、移動床３９の水平床部４６の幅もＷHとなる。水平床部４６の形成は、医療技師１０５の治療室５４内での安全性を確保し、医療技師１０５の、ベッド６５上の患者への良好な接近性を可能にするためにも必要なことである。このため、Ｘ線透過板４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれの幅Ｗ2は、ＷH−Ｗ1（≧Ｗ2）以下にしなければならない。
本実施例によれば、スライド部材６３Ａおよび６３Ｂおよび一対のガイドレール６２を含む接続部材６１によって移動床３９の両端部を、照射装置６０の、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれに接続するので、本実施例で用いられる治療ケージ３８は、従来の放射線治療ケージ（以下、従来の治療ケージという）のように駆動装置、制御装置およびこれらの動力源を必要としなく、この従来の治療ケージよりも簡素化される。本実施例の簡素化された治療ケージ３８では、故障の発生が少なくなりメンテナンスの作業量も減少する。
本実施例では、移動床３９の両端部にそれぞれ取り付けられたスライド部材６３Ａおよび６３Ｂが、回転ガントリー３１の回転に応じて、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれに設けられた一対のガイドレール６２に沿って摺動し、回転ガントリー３１の径方向に移動する。このため、回転ガントリー３１の回転角度によらず、医療技師１０５はベッド６５上の患者７９に対して安全に近づくことが可能である。すなわち、本実施例では、従来の治療ケージのように、駆動装置を制御し、移動床の端部を照射装置に向かって引き寄せたり照射装置から離したりすることは必要ない。これにより、本実施例では、一回の治療に要する時間を短縮でき、作業性の向上を図ることができる。
本実施例では、照射装置６０の、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面が、照射装置６０の先端に向かって傾斜し、照射装置６０が先細りの構造を有する。これに対し、従来の粒子線治療装置に用いられる照射装置６０Ａ（図１８において破線で表示）は、回転ガントリー３１の回転方向において対向する一対の側面は、回転ガントリー３１の回転面法線と平行である。踏み板群４１Ａ側における、スライド部材６３Ａおよび６３Ｂから開口１０４までの移動床３９の部分を第１移動床と称し、踏み板群４１Ｂ側における、スライド部材６３Ａおよび６３Ｂから開口１０４までの移動床３９の部分を第２移動床部と称する。本実施例における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計は、従来の粒子線治療装置における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計より長さｄ（図１８参照）の分だけ長くなる。このため、照射装置６０が回転ガントリー３１の回転角度１５０度の位置に存在するとき、医療技師１０５は患者７９に対して長さｄだけ近づくことができ、作業性の向上を図ることができる。
本実施例では、Ｘ線源８０Ａ、コリメータ８１Ａ、貫通孔１０３Ａ、Ｘ線透過板４２ＢおよびＦＰＤ８２Ａ、およびＸ線源８０Ｂ、コリメータ８１Ｂ、貫通孔１０３Ｂ、Ｘ線透過板４２ＡおよびＦＰＤ８２Ｂを設けているが、Ｘ線源８０Ａ、コリメータ８１Ａ、貫通孔１０３Ａ、Ｘ線透過板４２ＢおよびＦＰＤ８２Ａ、またはＸ線源８０Ｂ、コリメータ８１Ｂ、貫通孔１０３Ｂ、Ｘ線透過板４２ＡおよびＦＰＤ８２Ｂを設けてもよい。
制御システムの他の実施例を、図１９を用いて説明する。この制御システム８４Ｄは、前述の制御システム８４Ｃにスイッチ制御装置１０９を追加した構成を有する。制御システム８４Ｄの他の構成は、制御システム８４Ｃと同じである。制御システム８４Ｄの図２０に示されるイメージング処理装置９４は、制御システム８４Ｃのイメージング処理装置９４と同じ構成を有する。制御システム８４Ｄを用いた場合には、スイッチ装置１０８が前述の粒子線治療システム１に設けられる。スイッチ装置１０８は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれに対応して設けられる。スイッチ装置１０８は、特開２０１４−６２３５号公報に記載されているように、多数のＴＦＴスイッチ（スイッチング素子）（図示せず）をマトリクス状に配置して構成される。ＦＰＤ８２Ａの多数の放射線検出素子（図示せず）、具体的には、フォトダイオードのそれぞれが一つのスイッチ装置１０８に接続される。ＦＰＤ８２Ａに対応して設けられたスイッチ装置１０８に設けられた各ＴＦＴスイッチは、ＦＰＤ８２Ａの各放射線検出素子に別々に接続される。また、ＦＰＤ８２Ｂの多数の放射線検出素子（図示せず）、具体的には、フォトダイオードのそれぞれが他のスイッチ装置１０８に接続される。ＦＰＤ８２Ｂに対応して設けられたスイッチ装置１０８に設けられた各ＴＦＴスイッチは、ＦＰＤ８２Ｂの各放射線検出素子に別々に接続される。
それぞれのスイッチ装置１０８において、マトリクス状に配置された多数のＴＦＴスイッチには、放射線検出素子からのＸ線検出信号を出力する信号配線（図示せず）およびＴＦＴスイッチをＯＮ，ＯＦＦする制御信号を伝えるゲート配線（図示せず）がそれぞれ接続される。ＦＰＤ８２Ａに対応して設けられたスイッチ装置１０８に含まれる各ＴＦＴスイッチは、信号配線によって一つの信号処理装置９３に接続される。また、このスイッチ装置１０８に含まれる各ＴＦＴスイッチは、ゲート配線によってスイッチ制御装置１０９に接続される。ＦＰＤ８２Ｂに対応して設けられたスイッチ装置１０８に含まれる各ＴＦＴスイッチは、信号配線によって他の信号処理装置９３に接続される。また、このスイッチ装置１０８に含まれる各ＴＦＴスイッチは、ゲート配線によってスイッチ制御装置１０９に接続される。
前述の放射線撮影装置は、頭部７９Ａまたは胴体７９ＢにＸ線を照射して頭部７９Ａ内のがんの患部または胴体７９Ｂ内のがんの患部の治療を行うＸ線治療装置に適用してもよい。
制御システム８４Ｃに替えて制御システム８４Ｄおよびスイッチ装置１０８を備えた粒子線治療システム１は、放射線撮影装置として、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂ、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂ、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂ、信号処理装置９３（図１９）、スイッチ装置１０８（図１９）、イメージング処理装置９４（図１９）、スイッチ制御装置１０９および入力装置１０１を含む放射線撮影装置を備える。
制御システム８４Ｄの機能のうち制御システム８４Ｃの機能と異なる部分を、図１９及び図２０を用いて、主に説明する。
まず、頭部７９Ａ内の患部を対象にイオンビームの照射による治療が行われるとする。この治療の前に、ベッド６５上の患者の頭部７９Ａに対する現在Ｘ線ＣＴ撮影が実施される。
入力装置１０１から入力された小ＦＯＶ情報がメモリ１００に格納される。入力装置１０１からＸ線照射開始指令を入力することにより、コリメータ制御装置９６は、移動装置１２２Ａ〜１２２Ｄを制御してこれらの移動装置を駆動させる。これにより、絞り部材１２０Ａ〜１２０Ｄのそれぞれが移動されて開口部１２１の大きさが調節される。
Ｘ線源制御装置９２の制御により、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢのそれぞれからＸ線が出射される。同時に、第２回転ガントリー制御装置１２３の、メモリ１００から読み出された小ＦＯＶ情報に基づいた制御により、各Ｘ線源からＸ線が出射されている状態で、回転ガントリー３１を０度から２００度まで回転させる。頭部７９Ａを透過したＸ線８４Ａは、主に、ＦＰＤ８２Ａの小ＦＯＶ領域Ｒ１内のそれぞれの放射線検出素子によって検出され、頭部７９Ａを透過したＸ線８４Ｂは、主に、ＦＰＤ８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される。
スイッチ制御装置１０９は、メモリ１００から読み出した小ＦＯＶ情報に基づいて、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する全ての放射線検出素子にそれぞれ接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチに、ゲート配線を通してＯＮ信号を出力する。これにより、小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在するそれぞれの放射線検出素子に接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチは、ＯＮされる。この結果、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する全ての放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号が、ＦＰＤごとに、ＯＮされた各ＴＦＴスイッチを通過して各信号配線によりそれぞれの信号処理装置９３に別々に入力される。
各信号処理装置９３は、ＦＰＤ８２Ａと８２Ｂとを別々にして、それぞれの放射線検出素子ごとのＸ線強度情報を求める。これらのＸ線強度情報は、ＦＰＤ８２Ａの小ＦＯＶ領域Ｒ１内の放射線検出素子ごとの対応する位置コードを付されて、さらに、ＦＰＤ８２Ｂの小ＦＯＶ領域Ｒ１内の放射線検出素子ごとの対応する位置コードを付されてメモリ１００に格納される。
Ｘ線強度取込み装置９８は、頭部７９Ａを対象とする現在Ｘ線ＣＴ撮影によってメモリ１００に格納されたＸ線強度情報を入力する。メモリ１００に格納されたこれらのＸ線強度情報は、全て、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する全ての放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて求められたＸ線強度情報である。このため、制御システム８４Ｄに含まれるＸ線強度取込み装置９８は、制御システム８４Ｄに含まれるＸ線強度取込み装置９８のように、小ＦＯＶ情報に基づいて、小ＦＯＶ領域Ｒ１内に位置する全ての放射線検出素子のそれぞれの位置コードが付されたＸ線強度情報をメモリ１００から取り込む必要はない。
制御システム８４Ｄに含まれる補正装置９８Ａ、画像再構成装置９９および位置決め情報生成装置９５のそれぞれは、制御システム８４Ｃに含まれる補正装置９８Ａ、画像再構成装置９９および位置決め情報生成装置９５のそれぞれと同様な処理を実行する。これにより、ベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度が算出される。
頭部７９Ａを対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影が終了した後、スイッチ制御装置１０９は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在する全ての放射線検出素子にそれぞれ接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチに、ゲート配線を通してＯＦＦ信号を出力する。これにより、小ＦＯＶ領域Ｒ１内に存在するそれぞれの放射線検出素子に接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチは、ＯＦＦされる。
前述したように、算出されたベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度を用いたベッド６５の移動により頭部７９Ａ内の患部の位置決めが実施され、その患部へのイオンビームの照射が行われる。
胴体７９Ｂ内に存在する患部を対象にイオンビームの照射による治療を行う前に、患部が存在する胴体７９Ｂを対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影が実施される。
入力装置１０１から入力された大ＦＯＶ情報がメモリ１００に格納される。頭部７９Ａを対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影と同様に、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの開口部１２１の大きさの調節、胴体７９Ｂ内の患部付近へのＸ線の照射、およびＸ線を照射しながらの回転ガントリー３１の０度から３６０度の範囲での回転が行われる。胴体７９Ｂを透過したＸ線８４Ａは、主に、ＦＰＤ８２Ａの大ＦＯＶ領域Ｒ２内のそれぞれの放射線検出素子によって検出され、胴体７９Ｂを透過したＸ線８４Ｂは、主に、ＦＰＤ８２Ｂの大ＦＯＶ領域Ｒ２内のそれぞれの放射線検出素子によって検出される。
スイッチ制御装置１０９は、メモリ１００から読み出した大ＦＯＶ情報に基づいて、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する全ての放射線検出素子にそれぞれ接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチに、ゲート配線を通してＯＮ信号を出力する。これにより、大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在するそれぞれの放射線検出素子に接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチは、ＯＮされる。この結果、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する全ての放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号が、ＦＰＤごとに、ＯＮされた各ＴＦＴスイッチを通過してそれぞれの信号処理装置９３に別々に入力される。
Ｘ線強度取込み装置９８は、胴体７９Ｂを対象とする現在Ｘ線ＣＴ撮影によってメモリ１００に格納されたＸ線強度情報を入力する。メモリ１００に格納されたこれらのＸ線強度情報は、全て、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する全ての放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて求められたＸ線強度情報である。このため、制御システム８４Ｄに含まれるＸ線強度取込み装置９８は、制御システム８４Ｄに含まれるＸ線強度取込み装置９８のように、大ＦＯＶ情報に基づいて、大ＦＯＶ領域Ｒ２内に位置する全ての放射線検出素子のそれぞれの位置コードが付されたＸ線強度情報をメモリ１００から取り込む必要はない。
制御システム８４Ｄに含まれる画像再構成装置９９および位置決め情報生成装置９５のそれぞれは、制御システム８４Ｃに含まれる画像再構成装置９９および位置決め情報生成装置９５のそれぞれと同様な処理を実行する。これにより、ベッド６５の各移動量およびベッド６５の回転角度が算出される。
胴体７９Ｂを対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影が終了した後、スイッチ制御装置１０９は、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれの大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在する全ての放射線検出素子にそれぞれ接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチに、ゲート配線を通してＯＦＦ信号を出力する。これにより、大ＦＯＶ領域Ｒ２内に存在するそれぞれの放射線検出素子に接続された、各スイッチ装置１０８の全てのＴＦＴスイッチは、ＯＦＦされる。その後、胴体７９Ｂ内の患部へのイオンビームの照射が行われる。
制御システム８４Ｄおよびスイッチ装置１０８を含む粒子線治療システムには、ＦＰＤに含まれる放射線検出素子ごとに接続されるスイッチング素子（ＴＦＴスイッチ）を含むスイッチ装置１０８、入力装置１０１から入力される撮影モード情報（小ＦＯＶ情報および大ＦＯＶ情報のいずれかの情報）に基づいて、ＦＰＤの小ＦＯＶ領域および大ＦＯＶ領域のいずれかの領域に存在する各放射線検出素子に別々に接続されるスイッチング素子にＯＮ信号を出力するスイッチ制御装置１０９、およびスイッチ装置１０８に含まれるスイッチング素子であってスイッチ制御装置１０９からのＯＮ信号によってその放射線検出素子に接続されるスイッチング素子から出力される、この放射線検出素子からのＸ線検出信号に基づいてＸ線強度情報を生成する信号処理装置９３を含むＸ線強度情報生成装置１２７Ａを有する。このＸ線強度情報生成装置１２７Ａは、ＦＰＤの各放射線検出素子の出力信号を基に、ＦＰＤの小ＦＯＶ領域および大ＦＯＶ領域のいずれかの領域に対する複数のＸ線強度情報を生成する。
制御システム８４Ｄが適用された粒子線治療システム１は、制御システム８４Ｄが適用された粒子線治療システム１で得られる前述の各効果のうちＦＯＶ情報に基づいてメモリ１００から該当するＦＯＶ領域に対するＸ線強度情報を取り出すことによって得られる効果を除いた残りの各効果を得ることができる。
制御システム８４Ｄおよびスイッチ装置１０８は、後述の実施例２〜５のそれぞれの粒子線治療システムにおいて、制御システム８４Ｄの替りに用いてもよい。
本発明の好適な他の実施例である実施例２の粒子線治療システムを、図２１を用いて以下に説明する。
実施例１の粒子線治療システム１はイオンビーム発生装置としてシンクロトロン加速器３を含むイオンビーム発生装置２を用いているが、本実施例の粒子線治療システム１Ａはイオンビーム発生装置としてサイクロトロン加速器１１０を含むイオンビーム発生装置２Ａを用いている。
粒子線治療システム１Ａは、図２１に示すように、イオンビーム発生装置２Ａ、ＨＥＢＴ系１５、ＧＡＢＴ系１７、回転ガントリー３１、照射装置６０および制御システム８４Ｃを備える。粒子線治療システム１Ａのイオンビーム発生装置２Ａ以外の構成は、粒子線治療システム１の構成と同じである。ここでは、粒子線治療システム１と異なっているイオンビーム発生装置２Ａについて主に説明する。
イオンビーム発生装置２Ａは、イオン源５１およびサイクロトロン加速器１１０を含む。サイクロトロン加速器１１０は、円形の真空容器（図示せず）、偏向電磁石１１１Ａおよび１１１Ｂ、高周波加速装置１１２および出射用のセプタム電磁石１１３を有する。イオン源５１に接続された真空ダクトが、真空容器の中心位置まで伸びてこの真空容器に接続される。水平面において湾曲している入射用電極（図示せず）が、真空ダクトの開放端付近で真空容器内に配置される。偏向電磁石１１１Ａおよび１１１Ｂは、それぞれ、半円形状をしており、直線部を互いに対向させるように配置され、真空容器の上面および下面を覆っている。
真空容器のイオンビーム出射口に設けられるセプタム電磁石１１３は、ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に接続される。金属製の複数の板を有するデグレーダ１１４が、セプタム電磁石１１３とシャッタ２８の間で、ビーム経路１６に取り付けられている。デグレーダ１１４は、サイクロトロン加速器１１０から出射されたイオンビームのエネルギーを調節する機能を有し、厚みの異なる複数の金属製の板（図示せず）を有している。これらの金属製の板は、ビーム経路１６に垂直な方向に移動可能である。厚みの異なるこれらの金属製の板を、１枚または複数枚、ビーム経路１６を横切るようにビーム経路１６内に挿入することによって、ビーム経路１６を通るイオンビームのエネルギーの減衰量が制御される。この結果、患者７９の頭部７９Ａまたは胴体７９Ｂに存在する患部に照射されるイオンビームのエネルギーを変えることができ、患部の深さ方向に存在する各層にイオンビームを照射することができる。
本実施例においても、実施例１と同様に、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。また、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度取込み装置９８によって取り出された該当する領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層画像情報を作成する。
本実施例においても、実施例１と同様に、移動床３９はＸ線透過板４２Ａおよび４２Ｂを含み、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂおよびコリメータ８１Ａおよび８１Ｂが回転胴３２の外面に取り付けられ、ＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂが照射装置６０に取り付けられる。
本実施例の粒子線治療システム１Ａは実施例１で生じる各効果を得ることができる。
本発明の好適な他の実施例である実施例３の粒子線治療システムを、図２２を用いて以下に説明する。
本実施例の粒子線治療システム１Ｂは、実施例１の粒子線治療システム１において回転ガントリー３１を回転ガントリー３１Ａに替え、さらに、Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂおよびコリメータ８１Ａおよび８１Ｂのそれぞれの配置位置を変えた構成を有する。粒子線治療システム１Ｂの他の構成は、粒子線治療システム１と同じである。
回転ガントリー３１Ａは、回転ガントリー３１において円筒状の回転胴３２を回転軸２９に垂直な断面が正方形である角筒の回転胴３２Ａに替えた構成を有する。図示されていないが、回転胴３２と同様に、回転胴３２Ａには、一端部にフロントリング３３が取り付けられ、他端部にリアリング３４が取り付けられる。フロントリング３３およびリアリング３４のそれぞれの外面は、円を形成している。フロントリング３３およびリアリング３４のそれぞれが、建屋の床７１に設置された支持装置３５Ａおよび３５Ｂそれぞれに回転可能に設けられた複数サポートローラ３７Ａによって支持される。回転ガントリー３１Ａは、回転ガントリー３１と同様に、リアリング３４に設けられたサポートローラ３７Ｂを回転装置５２によって回転させることにより回転される。なお、回転ガントリー３１Ａの周方向は、フロントリング３３（またはリアリング３４）の外面の周方向を意味する。
回転ガントリー３１Ａは、回転ガントリー３１に設けられる、移動床３９を含む治療ゲージ３８、サポートローラ５０Ａ、複数のサポートローラ５０Ｂおよびリングレール駆動装置５５を備えていない。回転ガントリー３１Ａは、８本のフレーム１１６を、これらのフレーム１１６の回転ガントリー３１Ａの回転軸２９に面する面で正八角形を形成するように、回転胴３２Ａの内面に取り付けている。回転ガントリー３１Ａの中心軸方向に伸びる長方形状の８枚のパネル１１５が、回転胴３２Ａの内面に向かい合って、それぞれのフレーム１１６の回転ガントリー３１Ａの回転軸２９に面する面に取り付けられる。８枚のパネル１１５によって、回転ガントリー３１Ａの回転軸２９に垂直な断面で正八角形となる、回転胴３２Ａ内に治療室５４を画定する仕切り１２６が形成される。回転胴３２Ａに取り付けられた照射装置６０は、この仕切り１２６を貫通して治療室５４内に伸びている。
ＦＰＤ８２Ａは治療室５４内で照射装置６０の、旋回方向における一つの側面に取り付けられ、ＦＰＤ８２Ｂは治療室５４内で照射装置６０の、旋回方向における他の側面に取り付けられる。ＦＰＤ８２Ａが取り付けられる、照射装置６０の一つの側面とＦＰＤ８２Ｂが取り付けられる、照射装置６０の他の側面は対向している。Ｘ線源８０Ａおよび８０Ｂは、回転胴３２Ａとパネル１１５の間に配置され、支持部材（図示せず）によって回転胴３２Ａの内面に取り付けられる。Ｘ線源８０ＡはＦＰＤ８２Ａに向かい合って配置され、Ｘ線源８０ＢはＦＰＤ８２Ｂに向かい合って配置される。コリメータ８１Ａが、Ｘ線源８０Ａとパネル１１５の間でＸ線源８０Ａの前面に配置され、Ｘ線源８０Ａを支持する上記の支持部材に取り付けられる。コリメータ８１Ｂが、Ｘ線源８０Ｂと他のパネル１１５の間でＸ線源８０Ｂの前面に配置され、Ｘ線源８０Ｂを支持する上記の支持部材に取り付けられる。
頭部７９Ａ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影時および胴体７９Ｂ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影時のそれぞれにおいて、Ｘ線源８０ＡからのＸ線が、パネル１１５のＸ線源８０Ａに対向する部分に設けられたＸ線透過部（例えば、グラファイト製）を透過してベッド６５上の患者７９に照射され、患者７９を透過したＸ線がＦＰＤ８２Ａのそれぞれの放射線検出素子によって検出される。Ｘ線源８０ＢからのＸ線が、パネル１１５のＸ線源８０Ａに対向する部分に設けられたＸ線透過部（例えば、グラファイト製）を透過してベッド６５上の患者７９に照射され、患者７９を透過したＸ線がＦＰＤ８２Ｂのそれぞれの放射線検出素子によって検出される。
本実施例においても、実施例１と同様に、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。また、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度取込み装置９８によって取り出された該当する領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層画像情報を作成する。
本実施例の粒子線治療システム１Ｂは実施例１で生じる各効果を得ることができる。
本発明の好適な他の実施例である実施例４の粒子線治療システムを、図２３及び図２４を用いて以下に説明する。
本実施例の粒子線治療システム１Ｃは、実施例１の粒子線治療システム１においてＸ線源８０Ａおよび８０ＢをＸ線源８０Ｃに、ＦＰＤ８２Ａおよび８２ＢをＦＰＤ８２Ｃにそれそれぞれ替え、さらに、ＦＰＤ移動装置１１５を追加した構成を有する。粒子線治療システム１Ｃの他の構成は、粒子線治療システム１の構成と同じである。
本実施例では、Ｘ線源８０Ｃは、照射装置６０内に配置され、照射装置６０に取り付けられたＸ線源移動装置（図示せず）に取り付けられる。図示されていないが、コリメータ８１Ａおよび８１Ｂと同じ構成を有するコリメータが、照射装置６０内でＸ線源８０Ｃの前面に配置され、そのＸ線源移動装置に取り付けられる。Ｘ線源移動装置は、Ｘ線源８０Ｃを照射装置６０の中心軸７８に垂直な方向において、Ｘ線源８０Ｃ及びそのコリメータを、照射装置６０内でイオンビームが通るビーム経路内の第１位置（中心軸７８の位置）とそのビーム経路外の第２位置の間で移動させる。
ＦＰＤ移動装置１１５は、移動装置１１６および保持部材１１７を有する。移動装置１１６および保持部材１１７は、回転ガントリー３１の回転軸方向に伸びている。ガイド部材１１８は、回転ガントリー３１の回転軸方向に伸びており、回転リング５０のリアリング３４側の面に取り付けられる。移動装置１１６は、ガイド部材１１８に取り付けられてガイド部材１１８によって支持される。ＦＰＤ８２Ｃは、回転ガントリー３１の回転軸２９を向くように、保持部材１１７の先端部に取り付けられる。保持部材１１７の他端部は、移動装置１１６に連結される。
開口部１１９が、後面パネル４９に形成されている。ＦＰＤ８２Ｃおよび保持部材１１７が、この開口部１１９内を通過して治療室５４内に達する。
頭部７９Ａおよび胴体７９Ｂのそれぞれの現在Ｘ線ＣＴ撮影を実施するときには、移動装置１１６の駆動により、ＦＰＤ８２Ｃを、移動床３９の内側で、患者７９が横たわっているベッド６５の下方で患部の真下の位置まで移動させる。Ｘ線源８０Ｃ及びコリメータも、Ｘ線源移動装置により前述の第１位置まで移動させる。その後、Ｘ線源８０Ｃから患者７９の放射線照射対象（頭部７９Ａの患部付近または胴体７９Ｂの患部付近）にＸ線を照射する。患者７９を透過したＸ線は、ＦＰＤ８２Ｃの各放射線検出素子によって検出される。
本実施例においても、実施例１と同様に、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。また、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度取込み装置９８によって取り出された該当する領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層画像情報を作成する。
頭部７９Ａ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影または胴体７９Ｂ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影が終了した後、患部へのイオンビームの照射を行うためにＸ線源８０Ｃ及びコリメータを前述の第２位置まで移動させ、ＦＰＤ８２Ｃを後面パネル４９側へ移動させる。
本実施例の粒子線治療システム１Ｃは実施例１で生じる各効果を得ることができる。ただし、本実施例では、イオンビームの患部への照射中における患部の位置の確認およびイオンビームの照射による治療効果の確認を行うことができない。
本発明の好適な他の実施例である実施例５の粒子線治療システムを、図２５を用いて以下に説明する。
本実施例の粒子線治療システム１Ｄは、実施例５の粒子線治療システム１ＣにおいてＸ線源８０ＣをＸ線源８０Ａおよび８０Ｂに、ＦＰＤ８２ＣをＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂにそれそれぞれ替えた構成を有する。図示されていないが、ＦＰＤ移動装置１１５が、実施例４のＦＰＤ８２Ｃと同様に、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢおよびＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれに対して別々に設けられる。Ｘ線源８０Ａは一つのＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられ、Ｘ線源８０Ｂは一つのＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられる。図示されていないが、コリメータ８１Ａが、Ｘ線源８０Ａの前面に配置され、Ｘ線源８０Ａを移動するＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられる。図示されていないが、コリメータ８１Ｂが、Ｘ線源８０Ｂの前面に配置され、Ｘ線源８０Ｂを移動するＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられる。
ＦＰＤ８２Ａは別のＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられ、ＦＰＤ８２Ｂはさらに別のＦＰＤ移動装置１１５の保持部材１１７の先端部に取り付けられる。
それぞれのＦＰＤ移動装置１１５は、実施例４で用いられるＦＰＤ移動装置１１５と同様に、回転リング５０のリアリング３４側の面に取り付けられるガイド部材１１８によって支持される。
頭部７９Ａ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影のとき、または胴体７９Ｂ内の患部を対象にした現在Ｘ線ＣＴ撮影のときには、Ｘ線源８０Ａおよび８０ＢおよびＦＰＤ８２Ａおよび８２Ｂのそれぞれは、該当するＦＰＤ移動装置１１５によって、移動床３９の内側でベッド６５上の患者７９の頭部７９Ａまたは胴体７９Ｂの患部を向いて、図２５に示すそれぞれの位置に配置される。このとき、Ｘ線源８０Ａおよびコリメータ８１ＡはＦＰＤ８２Ａに対向しており、Ｘ線源８０Ｂおよびコリメータ８１ＢはＦＰＤ８２Ｂに対向している。
現在Ｘ線ＣＴ撮影時に、Ｘ線源８０Ａから出射されたＸ線は、コリメータ８１Ａの開口部１２１を通って患者７９の放射線照射対象に照射される。患者７９を透過したＸ線は、ＦＰＤ８２Ａの各放射線検出素子によって検出される。Ｘ線源８０Ｂから出射されたＸ線は、コリメータ８１Ｂの開口部１２１を通って患者７９の放射線照射対象に照射される。患者７９を透過したＸ線は、ＦＰＤ８２Ｂの各放射線検出素子によって検出される。
本実施例においても、実施例１と同様に、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち小ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、小ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。また、メモリ１００に格納された全てのＸ線強度情報のうち大ＦＯＶ領域に存在する各放射線検出素子から出力されたＸ線検出信号に基づいて得られた、大ＦＯＶ領域の複数のＸ線強度情報を、Ｘ線強度取込み装置９８により取り出すことができる。画像再構成装置９９は、Ｘ線強度取込み装置９８によって取り出された該当する領域の複数のＸ線強度情報を用いて三次元断層画像情報を作成する。
本実施例の粒子線治療システム１Ｄは実施例１で生じる各効果を得ることができる。
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…粒子線治療システム、２，２Ａ…イオンビーム発生装置、３…シンクロトロン加速器、４…ビームダクト、８…高周波加速空胴、９…高周波印加装置、１５…高エネルギービーム輸送系、１７…ガントリービーム輸送系、３１，３１Ａ…回転ガントリー、３２，３２Ａ…回転胴、３３…フロントリング、３４…リアリング、３８…放射線治療ケージ、３９…移動床、４２Ａ，４２Ｂ…Ｘ線透過板、４８Ａ…固定側リングレール、４８Ｂ…移動側リングレール、５４…治療室、５４Ａ…角度検出器、６０…照射装置、６１…接続部材、６２…ガイドレール、６３Ａ，６３Ｂ…スライド部材、６４…治療台、６５…ベッド、８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ…Ｘ線源、８１Ａ，８１Ｂ…コリメータ、８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ…Ｘ線検出装置（ＦＰＤ）、８４Ｃ，８４Ｄ…制御システム、８５…中央制御装置、８８…加速器・輸送系制御装置、８９…走査制御装置、９０…ガントリー制御装置、９１…ベッド制御装置、９２…Ｘ線制御装置、９４…イメージング処理装置、９５…位置決め情報生成装置、９６…コリメータ制御装置、９８…Ｘ線強度取込み装置、９８Ａ…補正装置、９９…画像再構成装置、１００…メモリ、１０１…入力装置、１０３Ａ，１０３Ｂ…貫通孔、１０８…スイッチ装置、１０９…スイッチ制御装置、１１０…サイクロトロン加速器、１１５…パネル、１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ…絞り部材、１２２Ａ，１２２Ｂ，１２２Ｃ，１２２Ｄ…移動装置、１２５…Ｘ線フィルタ、１２６…仕切り、１２７，１２７Ａ…Ｘ線強度情報生成装置。

Claims (12)

  1. イオンビームを加速する加速器と、前記加速器に連絡され、前記加速器からの前記イオンビームを導くビーム輸送系と、ベッドの周りを回転する回転ガントリーと、前記回転ガントリーに取り付けられ、前記ビーム輸送系から入射される前記イオンビームが内部を通過する照射装置と、放射線撮影装置とを備え、
    前記放射線撮影装置が、
    前記回転ガントリーに取り付けられるＸ線発生装置と、
    前記Ｘ線発生装置の前面に配置されて、前記Ｘ線発生装置からのＸ線が通過する開口部を形成するコリメータと、
    前記Ｘ線発生装置と向かい合って前記回転ガントリーに取り付けられ、前記コリメータの前記開口部を通る前記Ｘ線を検出する複数の放射線検出素子を有する放射線検出装置と、
    第１放射線照射対象に対する第１撮影モード情報および前記第１放射線照射対象よりも大きな第２放射線照射対象に対する第２撮影モード情報のいずれかを入力する入力装置と、
    前記入力装置から入力される前記第１撮影モード情報に基づいて、前記Ｘ線発生装置から前記回転ガントリーの回転中心を通る第１直線と前記放射線検出装置との交点を通り前記回転ガントリーの中心軸の方向に伸びる第２直線に対して、前記回転ガントリーの周方向において対称な、前記放射線検出装置の第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記放射線検出装置の前記第１ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子の出力信号を基に、前記第１ＦＯＶ領域に対する複数の第１Ｘ線強度情報を生成し、前記入力装置から入力される前記第２撮影モード情報に基づいて、前記交点を通る前記第２直線に対して、前記周方向において非対称な、前記放射線検出装置の第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記放射線検出装置の前記第２ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子の出力信号を基に、前記第２ＦＯＶ領域に対する複数の第２Ｘ線強度情報を生成するＸ線強度情報生成装置と、
    生成される前記複数の第１Ｘ線強度情報を用いて前記第１放射線照射対象の三次元断層像情報を作成し、生成される前記複数の第２Ｘ線強度情報を用いて前記第２放射線照射対象の三次元断層像情報を作成する画像再構成装置とを備え、
    前記放射線検出装置が前記照射装置に隣接して配置され、前記交点が、前記Ｘ線発生装置と前記回転ガントリーの回転軸を通る前記第１直線と前記放射線検出装置との交点であり、この交点が前記第１ＦＯＶ領域の第１中心であり、前記第１ＦＯＶ領域の前記第１中心が前記放射線検出装置の第２中心よりも前記照射装置側に位置することを特徴とする粒子線治療システム。
  2. 前記Ｘ線強度情報生成装置が、前記放射線検出装置に含まれる前記放射線検出素子ごとに設けられて前記放射線検出素子からの前記出力信号に基づいて第３Ｘ線強度情報を生成する信号処理装置、これらの信号処理装置で求められたそれぞれの第３Ｘ線強度情報を格納するメモリ、および前記第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記第１ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子からの前記出力信号に基づいて前記信号処理装置で生成された前記第３Ｘ線強度情報を前記第１Ｘ線強度情報として前記メモリから取り込み、前記第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記第２ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子からの前記出力信号に基づいて前記信号処理装置で生成された前記第３Ｘ線強度情報を前記第２Ｘ線強度情報として前記メモリから取り込むＸ線強度取込み装置を含んでいる請求項１に記載の粒子線治療システム。
  3. 前記Ｘ線強度情報生成装置が、前記放射線検出装置に含まれる前記放射線検出素子ごとに接続されるスイッチング素子を含むスイッチ装置、前記入力装置から入力される前記第１撮影モード情報に基づいて前記第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記第１ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子に別々に接続されるスイッチング素子に閉信号を出力し、前記入力装置から入力される前記第２撮影モード情報に基づいて前記第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記第２ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子に別々に接続されるスイッチング素子に閉信号を出力するスイッチ制御装置、および前記第１ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記閉信号によって前記第１ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子に別々に接続される前記スイッチング素子から出力される前記出力信号に基づいて前記第１Ｘ線強度情報を生成し、前記第２ＦＯＶ領域が選択されるとき、前記閉信号によって前記第２ＦＯＶ領域内に存在する各前記放射線検出素子に別々に接続される前記スイッチング素子から出力される前記出力信号に基づいて前記第２Ｘ線強度情報を生成する信号処理装置を含んでいる請求項１に記載の粒子線治療システム。
  4. 前記コリメータが、前記開口部の大きさを変更する、移動可能な複数の絞り部材を有し、
    一つの前記絞り部材に、前記開口部を前記放射線検出装置側から覆うＸ線フィルタを取付けた請求項１ないし３のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
  5. 前記放射線検出装置の前記第２中心と前記交点の距離をオフセットとしたときに、前記Ｘ線強度情報生成装置が前記第１ＦＯＶ領域および前記第２ＦＯＶ領域のそれぞれに対する複数のＸ線強度情報を生成するとき、前記複数のＸ線強度情報をオフセット量に基づいて補正する補正装置を有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
  6. 前記照射装置の中心軸が治療計画で設定された前記イオンビームの照射方向情報と一致するまで前記回転ガントリーを回転させる第１回転ガントリー制御装置、および前記Ｘ線を前記第１放射線照射対象に照射するとき、前記第１撮影モード情報に基づいて前記回転ガントリーの回転範囲を第１回転範囲に設定する第１回転指令を出力し、前記Ｘ線を前記第２放射線照射対象に照射するとき、前記第２撮影モード情報に基づいて前記回転ガントリーの回転範囲を第１回転範囲とは異なる第２回転範囲に設定する第２回転指令を出力する第２回転ガントリー制御装置を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
  7. 前記回転ガントリー内に設置され、円弧部および前記円弧部に連絡される水平部を含む軌道が形成され、且つ複数の踏み板部材が連結されて前記軌道に沿って移動する囲み部材を含む治療ケージを備え、
    前記Ｘ線発生装置が、前記囲み部材の外側に配置されて前記回転ガントリーに取り付けられ、
    前記放射線検出装置が、前記囲み部材の内側に配置されて前記照射装置に取り付けられ、
    前記囲み部材が、隣り合うそれぞれの前記踏み板部材に連結され、前記Ｘ線発生装置と前記放射線検出装置の間に配置されて前記Ｘ線発生装置からの前記Ｘ線を透過するＸ線透過部材を含んでいる請求項６に記載の粒子線治療システム。
  8. 前記Ｘ線発生装置が、前記回転ガントリーの外側に配置されて前記回転ガントリーの外面に取り付けられ、
    Ｘ線通過孔が、前記回転ガントリーの前記Ｘ線発生装置と向かい合う位置に形成される請求項７に記載の粒子線治療システム。
  9. 前記囲み部材の両端部のそれぞれと前記照射装置の対向する一対のそれぞれの側面とを、前記回転ガントリーの径方向に移動可能に接続する、前記照射装置に配置される一対の接続部材を備えた請求項７または８に記載の粒子線治療システム。
  10. 前記接続部材は、前記照射装置の側面に取り付けられて前記回転ガントリーの径方向に伸びるガイド部材、および前記囲み部材の前記端部に取り付けられ、前記ガイド部材に移動可能に取り付けられたスライド部材を含んでいる請求項９に記載の粒子線治療システム。
  11. 前記回転ガントリーが角筒の回転胴を含んでおり、前記回転ガントリーの回転軸に垂直な断面が正八角形である筒状の仕切りを前記回転胴内に配置して前記回転胴の内面に取り付け、前記Ｘ線発生装置および前記Ｘ線発生装置の前面に配置した前記コリメータを、仕切りと前記回転胴の間に配置した請求項１に記載の粒子線治療システム。
  12. 前記回転ガントリー内に設置され、円弧部および前記円弧部に連絡される水平部を含む軌道が形成され、且つ複数の踏み板部材が連結されて前記軌道に沿って移動する囲み部材を含む治療ケージを備え、
    前記照射装置内に配置された前記Ｘ線発生装置と、
    前記Ｘ線発生装置を前記照射装置内の前記イオンビームが通るビーム経路内に位置する第１位置と前記ビーム経路の外側に位置する第２位置の間で移動させる第１移動装置と、
    前記放射線検出装置が取り付けられ、前記放射線検出装置を前記囲み部材の内側で前記照射装置に対向する位置まで移動させる第２移動装置とを備えた請求項１に記載の粒子線治療システム。
JP2016109092A 2016-05-31 2016-05-31 粒子線治療システム Active JP6654102B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016109092A JP6654102B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 粒子線治療システム
US15/604,841 US10688318B2 (en) 2016-05-31 2017-05-25 Radiographic imaging apparatus and particle beam therapy system
CN201710383896.XA CN107441634B (zh) 2016-05-31 2017-05-26 放射线摄影装置及粒子线治疗***
EP17173021.1A EP3251600B1 (en) 2016-05-31 2017-05-26 Radiographic imaging apparatus and particle beam therapy system
KR1020170065190A KR101949019B1 (ko) 2016-05-31 2017-05-26 방사선 촬영 장치 및 입자선 치료 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016109092A JP6654102B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 粒子線治療システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017213184A JP2017213184A (ja) 2017-12-07
JP6654102B2 true JP6654102B2 (ja) 2020-02-26

Family

ID=58778955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016109092A Active JP6654102B2 (ja) 2016-05-31 2016-05-31 粒子線治療システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10688318B2 (ja)
EP (1) EP3251600B1 (ja)
JP (1) JP6654102B2 (ja)
KR (1) KR101949019B1 (ja)
CN (1) CN107441634B (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6523076B2 (ja) * 2015-06-30 2019-05-29 株式会社日立製作所 粒子線治療システム
JP6334489B2 (ja) * 2015-09-30 2018-05-30 株式会社東芝 粒子線治療装置
US10973473B2 (en) * 2017-06-27 2021-04-13 Canon Medical Systems Corporation X-ray diagnostic apparatus
US10426977B2 (en) * 2017-06-30 2019-10-01 Varian Medical Systems Particle Therapy Gmbh. Moving floor for radiotherapy system with cantilever gantry assembly
WO2019198211A1 (ja) * 2018-04-12 2019-10-17 住友重機械工業株式会社 荷電粒子線治療装置
JP7118720B2 (ja) * 2018-04-23 2022-08-16 株式会社東芝 粒子線治療システム
KR102174488B1 (ko) * 2018-11-30 2020-11-05 (주)아우라케어 방사선 촬영 및 치료 장치
JP6985314B2 (ja) * 2019-02-25 2021-12-22 株式会社日立製作所 放射線治療装置および放射線治療装置の制御方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3519248B2 (ja) 1997-08-08 2004-04-12 住友重機械工業株式会社 放射線治療用回転照射室
JP3827555B2 (ja) * 2001-10-29 2006-09-27 ジーイー・メディカル・システムズ・グローバル・テクノロジー・カンパニー・エルエルシー ガントリ装置、ｘ線ｃｔシステム、操作コンソール及びその制御方法、コンピュータプログラム及びコンピュータ可読記憶媒体
JP4360817B2 (ja) * 2002-10-18 2009-11-11 株式会社日立メディコ 放射線断層撮影装置
JP2005006772A (ja) * 2003-06-17 2005-01-13 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｘ線診断装置及びｃｔ画像の生成方法
US7193227B2 (en) 2005-01-24 2007-03-20 Hitachi, Ltd. Ion beam therapy system and its couch positioning method
JP2012115577A (ja) 2010-12-02 2012-06-21 Fujifilm Corp 放射線撮影システム
JP5270790B1 (ja) 2012-05-30 2013-08-21 富士フイルム株式会社 放射線画像撮影装置、放射線画像撮影システム、放射線画像撮影装置の制御プログラム、及び放射線画像撮影装置の制御方法
KR101341333B1 (ko) 2012-11-28 2013-12-16 현대다이모스(주) 슬라이딩시트 로킹장치
JP6079588B2 (ja) 2013-11-27 2017-02-15 株式会社島津製作所 Ｘ線撮影装置
JP6307886B2 (ja) * 2014-01-10 2018-04-11 東レ株式会社 ポリエステルシート、成形体、及びカード
WO2016030772A1 (en) * 2014-08-25 2016-03-03 Panacea Medical Technologies Pvt. Ltd Radiotherapy apparatus with on-board stereotactic imaging system
JP6523076B2 (ja) * 2015-06-30 2019-05-29 株式会社日立製作所 粒子線治療システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN107441634A (zh) 2017-12-08
KR20170135715A (ko) 2017-12-08
US20170340903A1 (en) 2017-11-30
KR101949019B1 (ko) 2019-02-15
EP3251600B1 (en) 2019-10-02
EP3251600A1 (en) 2017-12-06
CN107441634B (zh) 2019-11-29
US10688318B2 (en) 2020-06-23
JP2017213184A (ja) 2017-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6654102B2 (ja) 粒子線治療システム
JP6523076B2 (ja) 粒子線治療システム
JP4130680B2 (ja) イオンビームを用いる治療装置及びベッド位置決め装置
US20140252227A1 (en) Charged particle beam irradiation system and charged particle beam irradiation planning method
US10406382B2 (en) Dual-axis ring gantry radiotherapy systems
CN108290051B (zh) 粒子线治疗装置
JP6009654B2 (ja) 粒子線照射室及び粒子線治療装置
JP6433792B2 (ja) 粒子線治療装置及びこれを用いた撮像方法
JP5829162B2 (ja) Ｘ線撮影装置
JP5680510B2 (ja) 荷電粒子線照射装置
WO2019008793A1 (ja) 粒子線照射装置
JP6606218B2 (ja) 粒子線治療装置、その運転方法、及び移動板
JP2013013613A (ja) 荷電粒子線照射装置
US10124191B2 (en) Hadron therapy installation comprising an imaging device
KR101474926B1 (ko) 엑스선 촬영장치
JP2021027848A (ja) 中性子捕捉療法システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190307

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191202

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200129

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6654102

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150