(57)【要約】【課題】カウチと回転ガントリとの一方または両方について移動経路を変更する粒子線治療装置を提供する。【解決手段】粒子線治療装置１のコントローラ４は、カウチ３が移動する第１移動経路を設定する第１移動経路設定部と、回転ガントリ２２が照射装置２１を移動させる第２移動経路を設定する第２移動経路設定部と、カウチに載る患者の外側に患者安全領域を設定する患者安全領域設定部と、照射装置と患者安全領域との移動による第１接触可能性を判定する第１判定部と、照射装置とカウチとの移動による第２接触可能性を判定する第２判定部と、第１判定部および第２判定部の判定結果に基づき、第１移動経路または第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更させる経路変更部と、を有する。【選択図】  図１
2020039494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子線を照射する照射装置と、
前記照射装置を移動させる回転ガントリと、
移動可能なカウチと、
前記照射装置と前記カウチとを制御するコントローラと、
を有する粒子線治療装置であって、
前記コントローラは、
前記カウチが移動する第１移動経路を設定する第１移動経路設定部と、
前記回転ガントリが前記照射装置を移動させる第２移動経路を設定する第２移動経路設定部と、
前記カウチに載る患者の外側に患者安全領域を設定する患者安全領域設定部と、
前記照射装置と前記患者安全領域との移動による第１接触可能性を判定する第１判定部と、
前記照射装置と前記カウチとの移動による第２接触可能性を判定する第２判定部と、
前記第１判定部および前記第２判定部の判定結果に基づき、前記第１移動経路または前記第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更させる経路変更部と、
を有する
粒子線治療装置。
【請求項２】
前記コントローラは、
前記第１判定部により、前記照射装置と前記患者安全領域とが移動により接触する可能性ありと判定された場合に、前記照射装置と前記患者安全領域とが接触しないように、前記第１移動経路を変更させる
請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項３】
前記コントローラは、
前記第２判定部により、前記照射装置と前記移動機構とが移動により接触する可能性ありと判定された場合に、前記照射装置と前記移動機構とが接触しないように、前記第２移動経路を変更させる
請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項４】
前記コントローラは、
前記第１判定部により、前記照射装置と前記患者安全領域とが移動により接触する可能性ありと判定された場合に、前記照射装置と前記患者安全領域とが接触しないように、前記第１移動経路を変更させ、
前記第２判定部により、前記照射装置と前記移動機構とが移動により接触する可能性ありと判定された場合に、前記照射装置と前記移動機構とが接触しないように、前記第２移動経路を変更させる、
請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項５】
前記コントローラは、
前記第１判定部により、前記照射装置と前記患者安全領域とが移動により接触する可能性ありと判定される場合において、
前記照射装置の前記第２移動経路に沿った移動と前記カウチの前記変更された第１移動経路に沿った移動とが接触する可能性を判定し、接触する可能性があると判定すると、前記第２移動経路を変更させる
請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項６】
粒子線治療装置の制御方法であって、
前記粒子線治療装置は、
粒子線を照射する照射装置と、
前記照射装置を移動させる回転ガントリと、
移動可能なカウチと、
前記照射装置と前記カウチとを制御するコントローラと
を有し、
前記コントローラは、
粒子線の照射計画を示す照射計画データを取得し、
前記カウチのモデルと前記照射装置のモデルとを含む治療装置モデルを取得し、
前記照射計画データおよび前記治療装置モデルに基づいて、前記カウチが移動する第１移動経路を設定し、
前記照射計画データおよび前記治療装置モデルに基づいて、前記回転ガントリが前記照射装置を移動させる第２移動経路を設定し、
前記カウチに載る患者の外側に患者安全領域を設定し、
前記照射装置と前記患者安全領域との移動による第１接触可能性を判定し、
前記カウチと前記照射装置との移動による第２接触可能性を判定し、
前記第１接触可能性および前記第２接触可能性についての判定結果に基づき、前記第１移動経路または前記第２移動経路のうち少なくともいずれか一方の移動経路を変更させる
粒子線治療装置の制御方法。
【請求項７】
コンピュータを、粒子線治療装置のコントローラとして機能させるためのコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータ上に
カウチが移動する第１移動経路を設定する第１移動経路設定部と、
回転ガントリが照射装置を移動させる第２移動経路を設定する第２移動経路設定部と、
前記カウチに載る患者の外側に患者安全領域を設定する患者安全領域設定部と、
照射装置と前記患者安全領域との移動による第１接触可能性を判定する第１判定部と、
前記カウチと前記照射装置との移動による第２接触可能性を判定する第２判定部と、
前記第１接触可能性および前記第２接触可能性についての判定結果に基づき、前記第１移動経路または前記第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更させる経路変更部と、
をそれぞれ実現させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子線治療装置、粒子線治療装置の制御方法およびコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療は、がん等の腫瘍（患部）に陽子線などの放射線（粒子線）を照射する治療である。この治療では、照射する粒子線が患部から外れてしまうと周辺の正常な細胞へ影響を与えることが考えられる。その影響を抑制するために、粒子線治療装置には、患部に対して粒子線を高精度に照射することが求められる。また、粒子線治療装置には、患部に対し複数の方向から粒子線を照射することが求められる。そこで、回転ガントリと照射装置とを備える粒子線治療装置が使用される。回転ガントリは、患者を包むような円筒状に形成される。回転ガントリは回転することで、内周側に設けられた照射装置を内周方向に移動させる。照射装置は、患部に対して任意の角度から所定の強度で粒子線を照射する。任意の角度ごとに照射装置から照射された粒子線が集中する位置をアイソセンタという。患部の位置をアイソセンタへ位置決めする為の装置として、移動可能なカウチが使用される。カウチは、多関節ロボットアーム等の移動装置に患者を載置する天板を取り付けたものである。
【０００３】
粒子線治療では、医師により作成された照射計画に基づいて、照射装置の角度と天板の姿勢とを変えながら患部に向けて複数回粒子線が照射される。粒子線治療時は、回転ガントリを回転させることにより照射装置の位置を移動させる。さらに粒子線治療時は、移動機構を動作させて天板の位置を移動させる。アイソセンタと患部とが一致するように、照射装置の位置と天板の位置とが制御される。照射装置と天板との移動中には、患者と照射装置とが近接する場合が考えられる。また、移動装置と照射装置とが近接する場合も考えられる。
【０００４】
特許文献１の粒子線治療補助装置は、粒子線治療計画の立案を補助する。粒子線治療補助装置は、照射ノズルと治療台との干渉と、照射ノズルと患者との干渉と、をシミュレーションする。粒子線治療補助装置は、照射計画で立案された照射パターンにしたがって干渉をシミュレーションする。粒子線治療補助装置は、シミュレーションすることにより、干渉の発生を治療前に確認することができる。
【０００５】
特許文献２の粒子線治療装置は、照射ノズルと患者との干渉をチェックする粒子線治療用干渉チェック装置を有する。粒子線治療用干渉チェック装置は、照射ノズル等の機器の移動をシミュレーションする。粒子線治療用干渉チェック装置は、シミュレーションによって照射ノズルと患者との干渉の有無をチェックする。粒子線治療用干渉チェック装置は、干渉の有無によって照射ノズルを伸長又は縮小させる。粒子線治療用干渉チェック装置は、照射ノズルの伸長又は縮小を繰り返すことにより、照射ノズルと患者とのギャップを許容値以下にする。これにより、粒子線治療用干渉チェック装置は、ギャップを許容値以下にしても干渉のしない治療計画を作成できる。
【０００６】
特許文献３の干渉判定装置は、患者を載置台に載置させてから治療が終わるまでの時間を短縮させることが可能である。干渉判定装置は、患者とノズルとの干渉の可能性と、患者ベッドとノズルとの干渉の可能性と、を判定する。干渉判定装置は、ＣＴスキャン（コンピュータ断層撮影）中に、干渉の可能性を判定する。ＣＴスキャンは、治療前の患者の診断に利用される。干渉装置にて干渉の可能性ありと判定された場合には、ノズルの動作情報を再設定する。陽子線治療システムにおける荷電粒子照射装置と干渉装置とは、それぞれ独立して作動する。陽子線治療システムは、陽子線治療と干渉判定とを並行して処理することができる。複数人の患者が一つの荷電粒子照射装置を使用する場合には、干渉の可能性のない患者を優先して治療することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−５７５４９号公報
【特許文献２】特開２０１４−９０８９６号公報
【特許文献３】特開２０１２−１０７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
粒子線治療は、１回の治療に長時間必要とすることもある。治療中の患者は、天板上に固定された状態であるため、負担がかかると考えられる。したがって、粒子線治療装置には、患者の拘束時間の短縮化が求められる。また、粒子線治療装置には、できるだけ多くの患者を治療することも求められる。そこで、回転ガントリと照射装置とカウチとを備える粒子線治療装置には、効率的に治療できることが望まれる。
【０００９】
一方で、粒子線治療装置の動作中にノズルと患者とが接触することがあってはならず、安全性を確保することが求められる。このように、粒子線治療装置は、効率改善と安全性確保との両方を両立させる必要がある。
【００１０】
しかし、特許文献１，２に記載の従来技術では、粒子線治療装置の動作中の安全性は確保されるが、回転ガントリとカウチとのどちらを動かして接触を回避させるかという観点は存在しない。特許文献３に記載の従来技術も、ノズルとカウチとが接触を回避しながら効率的に動作することについての観点は存在しない。
【００１１】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、安全性を確保しつつ効率的に粒子線治療を行うことができるようにした粒子線治療装置、粒子線治療装置の制御方法およびコンピュータプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に従う粒子線治療装置は、粒子線を照射する照射装置と、照射装置を移動させる回転ガントリと、移動可能なカウチと、照射装置とカウチとを制御するコントローラと、を有する粒子線治療装置であって、コントローラは、カウチが移動する第１移動経路を設定する第１移動経路設定部と、回転ガントリが照射装置を移動させる第２移動経路を設定する第２移動経路設定部と、カウチに載る患者の外側に患者安全領域を設定する患者安全領域設定部と、照射装置と患者安全領域との移動による第１接触可能性を判定する第１判定部と、照射装置とカウチとの移動による第２接触可能性を判定する第２判定部と、第１判定部および第２判定部の判定結果に基づき、第１移動経路または第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更させる経路変更部と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、コントローラは、回転ガントリとカウチとの移動中において、照射装置と患者とが接触する可能性と、照射装置とカウチとが接触する可能性と、を判定することができる。コントローラは、判定結果に基づき、第１移動経路または第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更することができるため、安全性を確保しつつ効率的に粒子線治療を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】粒子線治療装置の全体図。
【図２】患者安全領域を示す説明図。
【図３】コントローラの制御ブロック図。
【図４】経路変更部の制御ブロック図。
【図５】コントローラの制御の流れ図。
【図６】経路変更部の流れ図。
【図７】照射計画表。
【図８】変更経路設定指示表。
【図９】第２照射門へ移動する様子を示す説明図。
【図１０】第２照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置の正面から見た説明図。
【図１１】第２照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置の上面から見た説明図。
【図１２】第２照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置の上面から見た説明図。
【図１３】第２照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置の正面から見た説明図。
【図１４】第３照射門へ移動する様子を示す説明図。
【図１５】第３照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置の正面から見た説明図。
【図１６】第３照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置の正面から見た説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【００１６】
本実施形態に従う粒子線治療装置は、粒子線を照射する照射装置と、照射装置を移動させる回転ガントリと、移動可能なカウチと、照射装置とカウチとを制御するコントローラと、を有する粒子線治療装置であって、コントローラは、照射装置とカウチとが治療前、治療中、治療後の少なくともいずれか一つの段階で接触ないし近接しないように制御または指示を出す。コントローラは、情報の取得、取得した情報の判定、その判定結果の出力を一連の処理として実施してもよいし、それぞれ個別の処理として実施してもよい。
【００１７】
以下に詳述するように、本実施形態に係る粒子線治療装置１は、例えば、照射装置２１と、回転ガントリ２２と、カウチ３と、コントローラ４とを有する。照射装置２１は、任意の角度から粒子線７を患者５の患部５１（図２参照）へ向けて照射する装置である。回転ガントリ２２は、回転することにより、照射装置２１を移動させる装置である。カウチ３は、患者５を搭載して移動させる可動式治療台である。コントローラ４は、図３および図４で後述するように、回転ガントリ２２とカウチ３との移動を制御する。
【００１８】
粒子線治療装置１による治療では、照射計画４６０（図７参照）に基づいて、患部５１へ所定の角度から粒子線７を照射する。粒子線治療装置１は、例えば、イオン源にて発生された粒子をシンクロトロン等の加速器（いずれも図示せず）で加速させる。加速器から出力された粒子線７は、輸送経路（図示せず）を通って照射装置２１へ供給される。粒子線７は、照射装置２１から射出される。粒子線治療の方法は、事前に照射計画４６０として計画される。
【実施例１】
【００１９】
図１〜図１６を用いて第１実施例を説明する。最初に図１および図２を用いて、粒子線治療装置１の全体構造について説明する。次に図３〜図６を用いてコントローラ４の制御について説明する。次に図９〜図１６を用いて照射計画４６０に沿った治療の流れを説明する。
【００２０】
図１は、粒子線治療装置１の全体図である。図１に示す通り、粒子線治療装置１は、例えば、照射装置２１及び回転ガントリ２２によって構成される照射システム２を有する。照射装置２１は、例えば、回転ガントリ２２の内周側に移動可能に設けられている。以下、回転ガントリ２２が照射装置２１を移動させることは、照射装置２１が移動されると示す場合がある。また、後述する移動経路の設定において、回転ガントリ２２が照射装置２１を移動させる経路のことは、照射装置２１の移動経路と示す場合がある。また、後述する変更経路の設定において、回転ガントリ２２が照射装置２１を移動させる変更経路のことは、照射装置２１の変更経路と示す場合がある。
【００２１】
カウチ３は、例えば、天板３１と、多関節ロボットアーム３２とを有する。多関節ロボットアーム３２は、例えば「移動機構」と呼ぶこともできる。天板３１は、患者５（図２参照）を載せる板である。多関節ロボットアーム３２は、天板３１を移動させる装置である。なお、天板３１は、長尺な板状に形成されており、両端部のうち一方の端部３１１は、天板支持部３３により水平回転可能に支持されている（図９参照）。
【００２２】
コントローラ４は、例えば、ＣＰＵ４１（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）と、ユーザーインターフェース部（図中、ＵＩ部）４２と、入出力回路４３と、メモリ４４と、通信部４５とを有する。
【００２３】
メモリ４４は、主記憶装置と補助記憶装置（いずれも不図示）を含む。補助記憶装置としては、例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ等を用いることができる。メモリ４４には、例えば、粒子線治療装置１の機能を実現するための所定のコンピュータプログラム４４０が記憶されている。
【００２４】
すなわちＣＰＵ４１は、コンピュータプログラム４４０を必要に応じて読み込み、実行する。コントローラ４は、図３および図４で後述する各機能Ｆ１１〜Ｆ２６を実現する。
【００２５】
ユーザーインターフェース部４２は、情報入力部と情報出力部（いずれも図示せず）を備える。情報入力部は、例えば、ユーザからコントローラ４へ指示等を入力する機能である。情報入力部は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス、タッチパネル、音声指示装置等のうち少なくともいずれか一つを備える。情報出力部は、コントローラ４からユーザへ情報を出力するための機能である。情報出力部は、例えば、ディスプレイ、スピーカ、プリンタ等のうち少なくともいずれか一つを備える。例えばＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ）ヘッドセットなどのように、情報入力部と情報出力部とは一体化されてもよい。  
【００２６】
入出力回路４３は、例えば、ＣＰＵ４１と記憶媒体４６とが通信を行うためのインターフェースである。入出力回路４３は、例えば、ＵＳＢポート、コネクタ等である。通信部４５は、図外の他のコンピュータ等と通信するインターフェースである。通信部４５は、例えば、専用回線または公衆回線を用いて、他のコンピュータ等と通信する。通信方式は、無線通信でもよいし、有線通信でもよい。
【００２７】
記憶媒体４６は、例えば、ＵＳＢ（ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  ｓｅｒｉａｌ  ｂｕｓ）メモリ、光ディスク等の持ち運び可能な記憶媒体である。記憶媒体４６には、例えば、照射計画４６０と後述する治療室モデルとが記憶されている。「モデル」とは、照射装置２１の外形形状と、カウチ３の外形形状と、後述する患者安全領域３４の形状とを３次元のデータとしてシミュレーション空間内に設定したデータまたはコンピュータプログラムである。
【００２８】
なお、コンピュータプログラム４４０は、記憶媒体４６に記憶されてもよい。ユーザは、記憶媒体４６からコンピュータプログラム４４０をインストールして実行してもよい。あるいは、ユーザは、Ｗｅｂプラウザ等を使用して、社内ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはインターネット上のコンピュータ（不図示）にアクセスし、ネットワーク上からコンピュータプログラム４４０を取得して実行させてもよい。
【００２９】
図２は、安全を保持するために患者５の周囲に設定される患者安全領域３４を示す説明図である。患者安全領域３４は、領域３４と示す場合がある。図２に示す通り、患者５と天板３１との周囲には、領域３４が設定される。領域３４は、患者５と照射装置２１との接触を防止するために定義された空間である。領域３４の形状は、例えば、直方体に設定される。領域３４は、直方体に限らず半球状、円筒状などの形状にしてもよい。アイソセンタ２３は、照射装置２１から照射される粒子線７が集中する位置である。アイソセンタ２３と患部５１とが一致するように、照射装置２１と患者５の位置および姿勢が制御される。患部５１は、例えば、がん等の腫瘍である。
【００３０】
図３は、コントローラ４の制御ブロック図である。コンピュータプログラム４４０は、例えば、照射計画取得部Ｆ１１と、治療室モデル取得部Ｆ１２と、照射装置移動経路設定部Ｆ１３と、カウチ移動経路設定部Ｆ１４と、照射装置モデル移動部Ｆ１５と、患者安全領域設定部Ｆ１６と、アームモデル移動部Ｆ１７と、患者安全領域接触判定部Ｆ１８と、アーム接触判定部Ｆ１９と、経路変更部Ｆ２０と、を有する。
【００３１】
各機能Ｆ１１〜Ｆ２０については後述する。先に各機能Ｆ１１〜Ｆ２０の概要を説明する。照射計画取得部Ｆ１１は、照射計画を取得する機能である。治療室モデル取得部Ｆ１２は、照射装置モデル２５、カウチモデル、患者モデルを治療室モデルとして取得する機能である。カウチモデルは、アームモデルを含む。アームモデルは、多関節ロボットアーム３２のモデルである。また、治療室モデル取得部Ｆ１２は、回転ガントリ２２のモデルも取得する。照射装置移動経路設定部Ｆ１３は、「第２移動経路設定部」の一例であり、照射装置２１の移動経路を設定する機能である。カウチ移動経路設定部Ｆ１４は、「第１移動経路設定部」の一例であり、カウチ３の移動経路を設定する機能である。照射装置モデル移動部Ｆ１５は、シミュレーション空間内での照射装置２１の移動を定義する機能である。照射装置モデル移動部Ｆ１５は、粒子線治療装置１が定義する空間内において、照射装置２１の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を設定する。患者安全領域設定部Ｆ１６は、患者安全領域３４を設定する機能である。アームモデル移動部Ｆ１７は、シミュレーション空間内での多関節ロボットアーム３２の移動を定義する機能である。すなわちアームモデル移動部Ｆ１７は、粒子線治療装置１が定義する空間内において、多関節ロボットアーム３２の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を設定する。患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、「第１判定部」の一例であり、患者安全領域３４と照射装置２１とが接触するかを判定する機能である。アーム接触判定部Ｆ１９は、「第２判定部」の一例であり、多関節ロボットアーム３２が患者安全領域３４に接触するかを判定する機能である。経路変更部Ｆ２０は、照射装置２１の移動経路、または患者安全領域３４の移動経路の少なくともいずれか一方を変更させる機能である。
【００３２】
各機能Ｆ１１〜Ｆ２０の接続関係を説明する。照射計画取得部Ｆ１１から治療室モデル取得部Ｆ１２へ照射計画が送られる。照射装置移動経路設定部Ｆ１３は、治療室モデル取得部Ｆ１２から必要なモデルのデータを取得する。同様に、カウチ移動経路設定部Ｆ１４も、治療室モデル取得部Ｆ１２から必要なモデルのデータを取得する。照射装置モデル移動部Ｆ１５は、照射装置移動経路設定部Ｆ１３から移動経路を受け取り、照射装置モデル２５をシミュレーション空間内で移動させる。患者安全領域設定部Ｆ１６は、カウチ移動経路設定部Ｆ１４から移動経路を受け取り、患者安全領域３４を設定する。アームモデル移動部Ｆ１７は、カウチ移動経路設定部Ｆ１４から移動経路を受け取り、アームモデルをシミュレーション空間内で移動させる。患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、照射装置モデル移動部Ｆ１５から照射装置モデル２５のデータを受け取ると共に、患者安全領域設定部Ｆ１６から患者安全領域３４のデータを受け取る。患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、機能Ｆ１５，Ｆ１６から受け取ったデータに基づいて、照射装置２１と患者安全領域３４とが接触するか判定する。アーム接触判定部Ｆ１９は、照射装置モデル移動部Ｆ１５から照射装置モデル２５が移動することによる軌跡のデータを受け取ると共に、アームモデル移動部Ｆ１７からアームモデルが移動することによる軌跡のデータを受け取る。アーム接触判定部Ｆ１９は、機能Ｆ１５，Ｆ１７から受け取ったデータに基づいて、多関節ロボットアーム３２と照射装置２１とが接触するか判定する。経路変更部Ｆ２０は、各判定部Ｆ１８，Ｆ１９の判定結果に基づいて、照射装置２１の移動経路、または患者安全領域３４の移動経路（カウチの移動経路）の少なくともいずれか一方を制御する。経路変更部Ｆ２０が各機能Ｆ１３，１４，１５から受け取ったデータについては、後述する。
【００３３】
図４は、経路変更部Ｆ２０の制御ブロック図である。経路変更部Ｆ２０は、例えば、変更経路指示部Ｆ２１と、カウチ変更経路設定部Ｆ２２と、アーム接触再判定部Ｆ２３と、照射装置変更経路設定部Ｆ２４と、実行経路設定部Ｆ２５と、移動部Ｆ２６とを有する。
【００３４】
各機能Ｆ２１〜Ｆ２６の詳細は後述する。先に各機能Ｆ２１〜Ｆ２６の概要を説明する。変更経路指示部Ｆ２１は、患者安全領域接触判定部Ｆ１８とアーム接触判定部Ｆ１９との判定結果に基づいて、経路の変更を指示する機能である。すなわち、変更経路指示部Ｆ２１は、照射装置２１と領域３４とが接触する可能性のある場合には、カウチ３の経路の変更を指示する。変更経路指示部Ｆ２１は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが接触する可能性のある場合には、照射装置２１の移動経路の変更を指示する。カウチ変更経路設定部Ｆ２２は、カウチ３の移動経路を変更する機能である。アーム接触再判定部Ｆ２３は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが接触する可能性を再判定する機能である。照射装置変更経路設定部Ｆ２４は、回転ガントリ２２により搬送される照射装置２１の移動経路を変更する機能である。実行経路設定部Ｆ２５は、照射装置２１とカウチ３との移動経路を設定する機能である。移動部Ｆ２６は、実行経路設定部Ｆ２５により設定された経路に沿って、照射装置２１とカウチ３とを移動させる機能である。
【００３５】
各機能Ｆ２１〜Ｆ２６の接続関係を説明する。変更経路指示部Ｆ２１は、患者安全領域接触判定部Ｆ１８及びアーム接触判定部Ｆ１９から判定結果を受け取り、経路の変更を指示する。変更の指示と判定結果との関係は、後述する。カウチ変更経路設定部Ｆ２２は、変更経路指示部Ｆ２１から経路の変更の指示を受け取り、カウチ３の移動経路を変更する。アーム接触再判定部Ｆ２３は、変更したカウチ３の移動経路のデータをカウチ変更経路設定部Ｆ２２から受け取り、シミュレーション空間内でアームモデルを移動させる。アーム接触再判定部Ｆ２３は、照射装置モデル移動部Ｆ１５から照射装置モデル２５のデータを受け取る。アーム接触再判定部Ｆ２３は、アームモデルと照射装置モデル２５とを比較する。アーム接触再判定部Ｆ２３は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが接触する可能性があるか判定する。照射装置変更経路設定部Ｆ２４は、変更経路指示部Ｆ２１から経路の変更を指示され、照射装置２１の移動経路を変更する。また、アーム接触再判定部Ｆ２３にて接触する可能性があると判定された場合にも、照射装置変更経路設定部Ｆ２４は、照射装置２１の移動経路を変更する。実行経路設定部Ｆ２５は、変更経路指示部Ｆ２１から指示を受け取ると共に各機能Ｆ１３，１４，２２，２４からデータを受け取る。実行経路設定部Ｆ２５は、受けとった指示とデータとに基づいて、照射装置２１とカウチ３とが移動する経路を設定する。実行経路設定部Ｆ２５は、第１のデータとして照射装置移動経路設定部Ｆ１３から照射装置２１の移動経路を受け取る。実行経路設定部Ｆ２５は、第２のデータとしてカウチ移動経路設定部Ｆ１４からカウチ３の移動経路を受け取る。実行経路設定部Ｆ２５は、第３のデータとしてカウチ変更経路設定部Ｆ２２から第１移動経路が変更された経路を受け取る。実行経路設定部Ｆ２５は、第４のデータとして照射装置変更経路設定部Ｆ２４から第２移動経路が変更された経路を受け取る。移動部Ｆ２６は、実行経路設定部Ｆ２５から照射装置２１とカウチ３とが移動する経路の設定を受け取り、照射装置２１とカウチ３とを移動させる。
【００３６】
図５は、コントローラ４の制御の流れ図である。図６は、経路変更部Ｆ２０の流れ図である。図５，６に示す通り、コントローラ４の制御は、大別して以下の３種類の処理を順に行う。第１の処理は、接触可能性を判定する処理である（Ｓ１１〜Ｓ２０）。判定対象の接触可能性は、二つある。第１の判定対象は、照射装置２１と患者５との移動による第１接触可能性である。第２の判定対象は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２との移動による第２接触可能性である。３種類の処理の中の第２の処理は、第１の処理の判定結果に基づいて、移動経路を変更する処理である（Ｓ２１，Ｓ２１１〜Ｓ２２３）。第３の処理は、粒子線７を照射する処理である（Ｓ２２，Ｓ２３）。
【００３７】
各処理Ｓ１１〜Ｓ２３の詳細は後述する。先に各処理Ｓ１１〜Ｓ２３の概要を説明する。コントローラ４は、照射計画４６０を記憶媒体４６から取得する（Ｓ１１）。コントローラ４は、治療を行う照射門を選択する（Ｓ１２）。コントローラ４は、照射装置２１のモデルと、カウチ３のモデルと、患者５のモデルとを記憶媒体４６から取得する（Ｓ１３）。コントローラ４は、シミュレーション空間内での照射装置２１の移動を定義する（Ｓ１４）。コントローラ４は、シミュレーション空間内でのカウチ３の移動を定義する（Ｓ１５）。コントローラ４は、ステップＳ１４で定義された移動に沿って照射装置モデル２５を移動させる（Ｓ１６）。コントローラ４は、患者安全領域３４を設定する（Ｓ１７）。患者安全領域３４の外形形状は、領域モデル３５としてシミュレーション空間内に設定される。
【００３８】
コントローラ４は、ステップＳ１５で定義された移動に沿ってアームモデルを移動させる（Ｓ１８）。コントローラ４は、患者安全領域３４と照射装置２１とが接触するかを判定する（Ｓ１９）。コントローラ４は、多関節ロボットアーム３２と照射装置２１とが接触するか判定する（Ｓ２０）。コントローラ４は、患者安全領域接触判定ステップＳ１９の判定結果とアーム接触判定ステップＳ２０の判定結果とに基づいて、照射装置２１の移動経路およびカウチ３の移動経路のうち少なくともいずれか一方を制御する（Ｓ２１）。なお、経路変更ステップＳ２１の内部処理は、図６にて後述する。コントローラ４は、照射装置２１から患部５１へ粒子線７を照射させる（Ｓ２２）。コントローラ４は、照射計画に基づく治療が終了したか判定する（Ｓ２３）。治療を終了しない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、ステップＳ１２へ戻る。
【００３９】
各処理Ｓ２１１〜Ｓ２２３の詳細は後述する。先に各処理Ｓ２１１〜Ｓ２２３の概要を説明する。コントローラ４は、患者安全領域接触判定ステップＳ１９の判定結果に基づいて、カウチ３の変更経路を設定するかどうかを決定する（Ｓ２１１）。患者安全領域接触判定ステップＳ１９の判定結果が「第１接触可能性あり」の場合（Ｓ２１１：Ｙｅｓ）、コントローラ４の処理は、カウチ変更経路を設定するステップＳ２１２へ移動する。患者安全領域接触判定ステップＳ１９の判定結果が「第１接触可能性なし」の場合（Ｓ２１１：Ｎｏ）、コントローラ４の処理は、ステップＳ２１５へ移動する。ステップＳ２１２では、コントローラ４は、カウチ３の移動経路を変更する。ステップＳ２１３では、コントローラ４は、多関節ロボットアーム３２の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を示すモデルを設定する。ステップＳ２１３で生成された多関節ロボットアーム３２のモデルは、ステップＳ２１２で変更された経路に沿ってシミュレーション空間内を移動する。ステップＳ２１４では、コントローラ４は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２との第２接触可能性を再判定する。
【００４０】
一方、コントローラ４は、アーム接触判定ステップＳ２０またはアーム接触再判定ステップＳ２１４の判定結果に基づいて、照射装置２１の変更経路を設定するかどうかを決定する（Ｓ２１５）。アーム接触判定ステップＳ２０またはアーム接触再判定ステップＳ２１４の判定結果が「第２接触可能性あり」の場合（Ｓ２１５：Ｙｅｓ）、コントローラ４の処理は、照射装置の経路を変更するステップＳ２１６へ移動する。これに対し、アーム接触判定ステップＳ２０及びアーム接触再判定ステップＳ２１４の判定結果が「第２接触可能性なし」の場合（Ｓ２１５：Ｎｏ）、コントローラ４の処理は、実行経路を設定するステップＳ２２１へ移動する。コントローラ４は、照射装置２１の移動経路を変更する（Ｓ２１６）。コントローラ４は、照射装置２１とカウチ３とが移動する経路を設定する（Ｓ２１７）。コントローラ４は、照射装置２１が多関節ロボットアーム３２および領域３４と接触する可能性のない位置まで、照射装置２１を移動させる（Ｓ２１７）。コントローラ４は、照射装置２１を移動させた後で待機させる（Ｓ２１７）。コントローラ４は、カウチ３をステップＳ２１７にて設定された経路に沿って移動させる（Ｓ２１９）。コントローラ４は、カウチ３を移動させた後で待機させる（Ｓ２１９）。コントローラ４は、ステップＳ１２にて選択された照射門の位置まで照射装置２１を移動させる（Ｓ２２０）。
【００４１】
一方、ステップＳ２１５で「Ｎｏ」と判定されると、コントローラ４は、照射装置２１とカウチ３とが移動する経路を設定する（Ｓ２２１）。コントローラ４は、カウチ３をステップＳ２２１にて設定された経路に沿って移動させる（Ｓ２２２）。コントローラ４は、照射装置２１をステップＳ２２１で設定された経路に沿って移動させる（Ｓ２２３）。なお、ステップＳ２２２とステップＳ２２３とは、どちらを先に処理しても良い。また、ステップＳ２２２とステップＳ２２３とは、並行に処理しても良い。
【００４２】
図３に戻る。図３に示すコントローラ４の制御ブロック図の詳細を、図５〜図９を参照しつつ説明する。
【００４３】
上述の通り、照射計画取得部Ｆ１１は、例えば、照射計画４６０を記憶媒体４６から入出力回路４３を介して取得する（Ｓ１１）。照射計画４６０は、例えば、患部５１及び臓器（図示せず）等の位置に基づいて、医師により作成される。図７に示す通り、照射計画４６０は、例えば、「照射門Ｎｏ」４６１と、照射装置角度４６２と、天板姿勢角度４６３と、患部位置４６４とを有する。「照射門Ｎｏ」４６１は、照射門の番号である。照射門とは、粒子線７を照射させる時の照射装置２１と天板３１との位置関係である。「照射門Ｎｏ」４６１の「Ｎｏ．１」〜「Ｎｏ．３」は、後述する第１〜第３照射門と対応する。
【００４４】
照射装置角度４６２は、照射装置２１の角度である。以下、照射装置角度４６２を角度４６２と略記する場合がある。角度４６２は、例えば、照射装置２１がアイソセンタ２３の直上方向に位置する場合に０°と定義する（図９参照）。照射装置２１が０°の位置から、粒子線治療装置１の正面から見て反時計回りに９０°回転すると、角度４６２は９０°となる。さらに、照射装置２１が９０°反時計回りに回転すると、角度４６２は１８０°となる。照射装置角度４６２を説明するために、反時計回りという表現を用いたが、回転ガントリ２２は時計回りに回転することもできる。すなわち、回転ガントリ２２の頂部に位置する場合に照射装置角度４６２は０°となり、回転ガントリ２２の底部に位置する場合に照射装置角度４６２は１８０°となる。粒子線治療装置１の正面側とは、回転ガントリ２２の両側のうち一方の面であり、患者が出入りする側の面を意味する。
【００４５】
図７に示す天板姿勢角度４６３は、天板３１の角度である。図９に示すように、天板姿勢角度４６３は、例えば、天板３１の第２端部３１２の位置により角度が決定する。第２端部３１２は、例えば、第１端部３１１の反対側の端部である。第１端部は、天板支持部３３に近い方の端部である。第２端部３１２が粒子線治療装置１の軸心と平行に位置する場合に、天板姿勢角度４６３は１８０°であるとする。その位置から第２端部３１２が水平方向に１８０°回転したときに、天板姿勢角度４６３は０°であるとする。なお、天板姿勢角度４６３が１８０°及び０°である場合、天板３１の長手方向と回転ガントリ２２の回転軸とはほぼ平行になる。図７に示す患部位置４６４は、患部５１の位置をアイソセンタ２３へ一致させるための調整値である。
【００４６】
図３に戻る。上述の通り、治療室モデル取得部Ｆ１２は、例えば、治療室モデルを記憶媒体４６から入出力回路４３を介して取得する（Ｓ１３）。治療室モデルとしては、例えば、照射装置モデル２５とカウチモデルと患者モデルとがある。なお、治療室モデルを記憶媒体４６から読み出すのではなく、コントローラ４が治療室モデルを計算して設定してもよい。
【００４７】
照射装置モデル２５とカウチモデルとは、例えば、３次元ＣＡＤ（コンピュータ支援設計ソフト）を用いて設定される。患者モデルは、例えば、患者５の外形形状のモデルである。患者モデルは、例えば、患者５をカメラで撮影することにより設定される。なお、患者モデルは、患者５を直方体などで近似することにより設定されてもよい。
【００４８】
照射装置移動経路設定部Ｆ１３は、第２移動経路を設定する（Ｓ１４）。第２移動経路は、シミュレーション空間内での照射装置２１の移動が定義されたものである。第２移動経路は、現在の角度４６２に基づき、次の照射門の角度４６２へ照射装置２１を移動させるように設定される（図９参照）。回転ガントリ２２は、第２移動経路に沿って照射装置２１を移動させる。
【００４９】
カウチ移動経路設定部Ｆ１４は、第１移動経路を設定する（Ｓ１５）。第１移動経路は、シミュレーション空間内でのカウチ３の移動が定義されたものである。第１移動経路は、現在の角度４６３に基づき、次の照射門の角度４６３へ天板３１を移動させるように設定される。多関節ロボットアーム３２は、第１移動経路に沿って天板３１を移動させる。必要に応じて、多関節ロボットアーム３２は、天板３１を天板支持部３３により回転させる。
【００５０】
照射装置モデル移動部Ｆ１５は、例えば、照射装置２１の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を設定する（Ｓ１６）。すなわち、照射装置モデル移動部Ｆ１５は、シミュレーション空間内で照射装置２１のモデルを模擬的に移動させることができる。
【００５１】
図２で述べたように、患者安全領域設定部Ｆ１６は、天板３１に載る患者５の外側に患者安全領域３４を設定する。天板３１が移動すると、天板３１上に固定された患者５も一緒に移動するため、領域３４も天板３１と共に移動する。患者安全領域設定部Ｆ１６は、例えば、領域３４の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を設定する（Ｓ１７）。すなわち、患者安全領域設定部Ｆ１６は、シミュレーション空間内で領域３４の立体形状モデルを模擬的に移動させることができる。
【００５２】
図３に示すアームモデル移動部Ｆ１７は、例えば、多関節ロボットアーム３２の外形形状が時間の経過に応じて移動する軌跡を設定する（Ｓ１８）。すなわち、アームモデル移動部Ｆ１７は、シミュレーション空間内で多関節ロボットアーム３２のモデルを模擬的に移動させることができる。
【００５３】
患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、例えば、照射装置２１と領域３４とが移動することで接触する可能性を判定する（Ｓ１９）。すなわち、患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、照射装置２１と領域３４とのシミュレーション空間内での移動の軌跡に基づいて、接触する可能性を判定する。患者安全領域接触判定部Ｆ１８の判定結果は、例えば、第１判定結果とする。
【００５４】
患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、接触時に互いが同一時間にある場合の接触のみを判定する。一例として示すと、照射装置２１が既に通過した軌跡に領域３４が侵入した場合には、患者安全領域接触判定部Ｆ１８は、接触なしと判定する。同一時間にある場合の接触のみを判定することは、後述するアーム接触判定部Ｆ１９も同様である。
【００５５】
アーム接触判定部Ｆ１９は、例えば、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが移動することで接触する可能性を判定する（Ｓ２０）。アーム接触判定部Ｆ１９は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とのシミュレーション空間内での移動の軌跡に基づいて、接触する可能性を判定する。アーム接触判定部Ｆ１９の判定結果は、例えば、第２判定結果とする。
【００５６】
経路変更部Ｆ２０は、第１判定結果と第２判定結果とに基づいて、第１移動経路または第２移動経路のうち少なくともいずれか一方を変更させる（Ｓ２１）。図８は、変更経路設定指示表４６５である。変更経路設定指示表４６５は、照射装置２１またはカウチ３の変更経路の設定を指示する表である。すなわち、変更経路設定指示表４６５は、最初に算出された経路を変更させるための経路変更条件を定義する。変更経路の設定は、患者安全領域接触判定部Ｆ１８の判定結果とアーム接触判定部Ｆ１９の判定結果とに基づいて、指示される。図４に示す変更経路指示部Ｆ２１は、例えば、変更経路設定指示表４６５にしたがって、変更経路の設定をカウチ変更経路設定部Ｆ２２または照射装置変更経路設定部Ｆ２４の少なくともいずれか一方または両方に対して指示する（Ｓ２１１，Ｓ２１５）。
【００５７】
第１判定結果が「第１接触可能性あり」である場合は、図８に示す変更経路設定指示表４６５における「カウチの変更経路の設定を指示」４６７に該当する。この場合、図４に示すように、変更経路指示部Ｆ２１からカウチ変更経路設定部Ｆ２２へ経路の変更を指示させる。第２判定結果が「第２接触可能性あり」である場合は、変更経路設定指示表４６５における「照射装置の変更経路の設定を指示」４６８に該当する。この場合、変更経路指示部Ｆ２１から照射装置変更経路設定部Ｆ２４へ経路の変更を指示させる。第１判定結果が「第１接触可能性あり」であり、かつ第２判定結果が「第２接触可能性あり」である場合は、変更経路設定指示表４６５における「カウチの変更経路の設定を指示」４６７に該当する。この場合、変更経路指示部Ｆ２１からカウチ変更経路設定部Ｆ２２へ移動する。第１判定結果と第２判定結果との両方で「接触する可能性なし」と判定された場合は、変更経路設定指示表４６５における「変更経路の設定指示なし」４６６に該当する。この場合、変更経路指示部Ｆ２１から実行経路設定部Ｆ２５へ指示を与える。
【００５８】
図４，図６に示すように、カウチ変更経路設定部Ｆ２２は、第１変更経路を設定する（Ｓ２１２）。第１変更経路は、図１２で後述するように、照射装置２１と領域３４とが接触しないようにカウチ３を回避させる経路である。
【００５９】
アーム接触再判定部Ｆ２３は、シミュレーション空間内での多関節ロボットアーム３２の移動に伴う接触の可能性を再判定する。アーム接触再判定部Ｆ２３は、多関節ロボットアーム３２の外形形状がシミュレーション空間内を移動する軌跡を設定する（Ｓ２１３）。
【００６０】
アーム接触再判定部Ｆ２３は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが移動することで接触する可能性を判定する（Ｓ２１４）。すなわち、アーム接触再判定部Ｆ２３は、シミュレーション空間内における、照射装置２１の移動と多関節ロボットアーム３２の移動とから、両者が接触する可能性を判定する。この判定結果は、例えば、第３判定結果とする。
【００６１】
第３判定結果が「第２接触可能性あり」の場合、アーム接触再判定部Ｆ２３から照射装置変更経路設定部Ｆ２４へ指示が出される。第３判定結果が「第２接触可能性なし」の場合、アーム接触再判定部Ｆ２３から実行経路設定部Ｆ２５へ指示が出される（Ｓ２１５）。
【００６２】
照射装置変更経路設定部Ｆ２４は、第２移動経路を変更することにより、第２変更経路を設定する（Ｓ２１６）。図１６で後述するように、第２変更経路は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが接触する可能性を回避する経路である。
【００６３】
実行経路設定部Ｆ２５は、例えば、照射装置２１とカウチ３とが実際に移動する経路を設定する（Ｓ２１７，Ｓ２２１）。第１判定結果が「第１接触可能性あり」の場合、第１変更経路は、カウチ３が移動する経路として設定される。第１判定結果が「第１接触可能性なしの場合」、第１移動経路は、カウチ３が移動する経路として設定される。第２判定結果又は第３判定結果のいずれかが「第２接触可能性あり」の場合、第２変更経路は、照射装置２１が移動する経路として設定される。第２判定結果と第３判定結果とが共に「第２接触可能性なし」の場合、第２移動経路は、照射装置２１が移動する経路として設定される。
【００６４】
コントローラ４が回転ガントリ２２と通信することにより、移動部Ｆ２６は、回転ガントリ２２を動作させる。同様に、コントローラ４が多関節ロボットアーム３２と通信することにより、移動部Ｆ２６は、多関節ロボットアーム３２を動作させる。すなわち移動部Ｆ２６は、照射装置２１とカウチ３とのいずれかまたは両方を移動させる（Ｓ２１８〜Ｓ２２３）。照射装置２１とカウチ３とは、実行経路設定部Ｆ２５にて設定された経路に沿って移動する。
【００６５】
図７に示す照射計画４６０の例を図９〜図１６を用いて説明する。図９は、第１照射門から第２照射門へ移動する様子を示す。第２移動経路Ｌ２は、第２照射門（９０°の位置）へ照射装置２１を移動させる。照射装置２１は、第１照射門である角度０°から第２照射門である角度９０°まで移動される。
【００６６】
第１移動経路Ｌ１は、第２照射門へ天板３１を移動させる経路である。天板３１は、例えば、角度１８０°から角度０°まで、多関節ロボットアーム３２により移動される。多関節ロボットアーム３２が天板支持部３３を移動させることにより、図１１で後述するように、天板支持部３３は、天板支持部３３ａを経て天板支持部３３ｂへ移動される。
【００６７】
以下、図１０〜図１６を用いて、シミュレーション空間内で定義される照射装置２１と多関節ロボットアーム３２と患者安全領域３４とが移動する様子を説明する。
【００６８】
照射装置モデル２５ａ，２５ｂは、第１照射門から第２照射門へ照射装置モデル２５を移動させる場合のモデルである。図１０に示す通り、照射装置モデル２５ａは、模擬的に移動する照射装置モデル２５をある時間で捉えたモデルである。ある時間とは、照射装置モデル２５が角度４５°に位置する時間である。照射装置モデル２５ｂは、照射装置モデル２５が角度９０°に位置する場合のモデルである。
【００６９】
図１１，図１２に示す通り、領域モデル３５ａ，３５ａ１，３５ａ２，３５ｂは、第１移動経路Ｌ１に沿って移動される領域モデル３５である。領域モデル３５ａは、天板３１が角度１３５°に位置する場合の領域モデル３５である。領域モデル３５ａ１，３５ａ２は、後述する第１変更経路に沿って患者安全領域３４が移動する場合の領域モデル３５である。領域モデル３５ａ１は、角度１８０°に位置する場合の領域モデル３５である。領域モデル３５ａ２は、角度１３５°に位置する場合の領域モデル３５である。領域モデル３５ｂは、天板３１が角度０°に位置する場合の領域モデル３５である。
【００７０】
図１０に示す通り、第１アームモデル３６ａ，３６ｂは、第１移動経路Ｌ１に沿って移動されるアームモデルである。第１アームモデル３６ａは、天板３１が角度１３５°の場合のモデルである。第１アームモデル３６ｂは、天板３１が角度１８０°の場合のモデルである（不図示）。第１アームモデル３６ａ，３６ｂおよび後述する第１アームモデル３６ｃ，３６ｄは、特に区別しない場合には、第１アームモデル３６とする。
【００７１】
図１３に示す第２アームモデル３７は、後述する第１変更経路Ｐ１，Ｐ２に沿って移動されるアームモデルである。再度設定された経路とは、アーム接触再判定部Ｆ２３にて設定される経路である。第２アームモデル３７は、天板３１が角度１３５°に位置する場合のモデルである。
【００７２】
図１０に示すように、照射装置モデル２５ａと、領域モデル３５ａと、第１アームモデル３６ａとは、シミュレーション空間内で移動する照射装置２１のモデルと領域３４のモデルとが接触（図中、接触点６１）する時間で捉えたモデルである。図１１に示すように、照射装置モデル２５ｂと、領域モデル３５ｂと、第１アームモデル３６ｂとは、第２照射門に位置する時間で捉えたモデルである。図１３に示すように、領域３４が後述する第１変更経路に沿って移動する場合において、照射装置モデル２５ａと、領域モデル３５ａ２と、第２アームモデル３７とは、領域３４が角度１３５°に位置する時間で捉えたモデルである。
【００７３】
図１０に戻る。図１０は、第２照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置１の正面から見た説明図である。コントローラ４は、例えば、シミュレーション空間内にて照射装置２１を角度０°から角度９０°まで移動させる経路を設定する。コントローラ４は、照射装置２１のモデルを第１照射門（角度０°）から第２照射門（角度９０°）まで移動させる。
【００７４】
図１１は、第２照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置の上面から見た説明図である。コントローラ４は、例えば、第１移動経路を設定する。第１移動経路は、シミュレーション空間内にて患者安全領域３４のモデルを角度１８０°から角度０°まで移動させる経路である。コントローラ４は、第１照射門（角度１８０°）に位置する領域３４のモデルから領域モデル３５ｂ（角度０°）まで領域３４を移動させる。
【００７５】
コントローラ４は、例えば、照射装置モデル２５ａと領域モデル３５ａとが接触すると判定する。これにより、コントローラ４は、照射装置２１のモデルと領域３４のモデルとが「第１接触可能性あり」と判定する（第１判定結果）。照射装置モデル２５ａと領域モデル３５ａとが接触する位置は、図１０および図１１にて接触点６１と示す。接触点６１は、例えば、照射装置モデル２５ａの先端（照射装置２１の先端）と、領域モデル３５ａのモデル第１端部３５１とが接触する位置を示す。モデル第１端部３５１は、領域モデル３５ａの天板支持部３３ａに近い方の端部である。
【００７６】
図１０に示す通り、照射装置２１が第１照射門（角度０°）から第２照射門（角度９０°）へ移動する場合において、照射装置モデル２５は、第１アームモデル３６から間隔を空けて移動している。また、照射装置モデル２５は、例えば、第１アームモデル３６の上方向に常に位置している。このため、コントローラ４は、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とが接触しないと判定する。すなわちコントローラ４は、「第２接触可能性なし」と判定する（第２判定結果）。
【００７７】
なお、多関節ロボットアーム３２は、天板３１を水平方向に移動させる。しかし、多関節ロボットアーム３２は、天板３１を水平方向に限らず上下方向に移動させる場合も考えられる。この場合には、コントローラ４は、多関節ロボットアーム３２と照射装置２１とが「第２接触可能性あり」と判定できる場合も考えられる。
【００７８】
前述するように、第１判定結果が「第１接触可能性あり」の場合には、図８に示す変更経路設定指示表４６５の「カウチの変更経路の設定を指示」４６７に該当する。これにより、コントローラ４は、カウチ３の第１移動経路を変更する。
【００７９】
図１２は、第２照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置の上面から見た説明図である。第１変更経路は、第１変更経路Ｐ１および第１変更経路Ｐ２の二つの経路を有する。コントローラ４は、例えば、第１変更経路Ｐ１および第１変更経路Ｐ２を設定する。
【００８０】
第１変更経路Ｐ１は、例えば、照射装置モデル２５ａから離れる方向に領域モデル３５を移動させる経路である。領域モデル３５は、第１変更経路Ｐ１に沿って水平に平行移動されることで、照射装置モデル２５ａから離れる。第１変更経路Ｐ２は、領域モデル３５ａ１の位置（角度１８０°）から第２照射門（角度０°）まで領域モデル３５を移動させる経路である。なお、コントローラ４は、第１変更経路Ｐ１と第１変更経路Ｐ２とに限らず別の経路を設定しても良い。
【００８１】
天板支持部３３は、天板支持部３３ａ１と天板支持部３３ａ２とを経て天板支持部３３ｂへ多関節ロボットアーム３２によって移動される。天板支持部３３が第１移動経路に沿って多関節ロボットアーム３２によって移動される場合と比較すると（図１１参照）、天板支持部３３は、大きく回り込むように天板支持部３３ｂへ多関節ロボットアーム３２によって移動される。
【００８２】
また、カウチ３が第１変更経路Ｐ１，Ｐ２に沿って移動する場合には、患部５１は、アイソセンタ２３から外れる位置（図中、患部５１ａ）へ一時的に移動する。なお、コントローラ４は、患部５１がアイソセンタ２３から外れない別の経路を設定してもよい。
【００８３】
図１３は、第２照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置１の正面から見た説明図である。コントローラ４は、例えば、照射装置モデル２５と第２アームモデル３７とが「第２接触可能性なし」と判定する（第３判定結果）。照射装置モデル２５は、第２アームモデル３７から間隔を空けて移動している。これにより、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２とは、接触する可能性がない。
【００８４】
第２判定結果および第３判定結果にて「第２接触可能性なし」の判定なので、コントローラ４は、照射装置２１の第２移動経路を変更しない。
【００８５】
コントローラ４は、第１判定結果が「第１接触可能性あり」である為、カウチ３を移動させる経路を第１変更経路Ｐ１，Ｐ２に設定する。コントローラ４は、第２判定結果および第３判定結果が「第２接触可能性なし」である為、照射装置２１を移動させる経路を第２移動経路Ｌ２に設定する。コントローラ４は、カウチ３を第１変更経路Ｐ１，Ｐ２に沿って移動させる。コントローラ４は、照射装置２１を第２移動経路Ｌ２に沿って移動させる。コントローラ４は、第２照射門（９０°）に位置する照射装置２１から患部５１へ粒子線７を照射させる。
【００８６】
次に治療の続きとして、コントローラ４は、第２照射門から第３照射門まで照射装置２１とカウチ３とを移動させる処理を行う。図１４は、第３照射門へ移動する様子を示す説明図である。照射装置モデル２５は、第２照射門に位置している。コントローラ４は、第２移動経路Ｌ４を設定する。第２移動経路Ｌ４は、例えば、照射装置２１を角度９０°から角度１８０°まで移動させる経路である。コントローラ４は、第１移動経路Ｌ３を設定する。第１移動経路Ｌ３は、例えば、天板３１を角度０°から角度１８０°まで移動させる経路である。
【００８７】
図１５，１６に示すように、照射装置モデル２５ｃ，２５ｃ１，２５ｃ２，２５ｄは、第２照射門から第３照射門へ照射装置モデル２５を移動させる場合のモデルである。照射装置モデル２５ｃは、照射装置モデル２５が角度１６０°に位置する場合のモデルである。照射装置モデル２５ｃ１，２５ｃ２は、後述する第２変更経路に沿って照射装置モデル２５が移動する場合のモデルである。照射装置モデル２５ｃ１は、照射装置モデル２５が角度４０°に位置する場合のモデルである。照射装置モデル２５ｃ２は、照射装置モデル２５が角度１６０°に位置する場合のモデルである。照射装置モデル２５ｄは、照射装置モデル２５が角度１８０°に位置する場合のモデルである。
【００８８】
図１５，１６に示すように、領域モデル３５ｃ，３５ｄは、移動経路Ｌ３に沿って移動する領域モデル３５である。領域モデル３５ｃは、天板３１が角度１３５°に位置する場合の領域モデル３５である。領域モデル３５ｄは、天板３１が角度１８０°に位置する場合の領域モデル３５である。
【００８９】
図１５，１６に示すように、第１アームモデル３６ｃ，３６ｄは、移動経路Ｌ３に沿って移動するアームモデルである。第１アームモデル３６ｃは、天板３１が角度１３５°に位置する場合のアームモデルである。第１アームモデル３６ｄは、天板３１が角度１８０°に位置する場合のアームモデルである。
【００９０】
図１５に示すように、照射装置モデル２５ｃと、領域モデル３５ｃと、第１アームモデル３６ｃとは、シミュレーション空間内で移動する照射装置モデル２５と多関節ロボットアーム３２のモデルとが接触（図中、接触点６２）する時間で捉えたモデルである。図１６に示すように、照射装置モデル２５ｄと、領域モデル３５ｄと、第１アームモデル３６ｄとは、第３照射門に位置する時間で捉えたモデルである。
【００９１】
図１５は、第３照射門へ移動する際のモデルを粒子線治療装置１の正面から見た説明図である。コントローラ４は、例えば、シミュレーション空間内にて照射装置２１を角度９０°から角度１８０°まで移動させる第２移動経路Ｌ４を設定する。コントローラ４は、第２照射門（角度９０°）に位置する照射装置２１のモデルを照射装置モデル２５ｄ（角度１８０°）まで移動させる。
【００９２】
コントローラ４は、例えば、シミュレーション空間内にて患者安全領域３４を角度０°から角度１８０°まで移動させる第１移動経路Ｌ３を設定する。コントローラ４は、第２照射門（角度０°）に位置する領域３４のモデルを領域モデル３５ｄ（角度１８０°）まで移動させる。
【００９３】
コントローラ４は、例えば、照射装置モデル２５と領域３４のモデルとが「第１接触可能性なし」と判定する（第１判定結果）。照射装置モデル２５は、例えば、領域３４のモデルから間隔を空けて移動している。このため、照射装置２１は、領域３４に接触する可能性がない。
【００９４】
コントローラ４は、例えば、照射装置モデル２５ｃと第１アームモデル３６ｃとが接触すると判定する。これにより、コントローラ４は、例えば、照射装置２１のモデルと多関節ロボットアーム３２のモデルとが「第２接触可能性あり」と判定する（第２判定結果）。第５モデル２５ｃと第１アームモデル３６ｃとが接触する位置は、接触点６２と示す。接触点６２は、照射装置モデル２５ｃの先端（照射装置２１の先端）と、第１アームモデル３６ｃとが接触する位置を示す。
【００９５】
前述のように、第１判定結果が「第１接触可能性なし」かつ第２判定結果が「第２接触可能性あり」の場合には、図８に示す変更経路設定指示表４６５の「照射装置の変更経路の設定を指示」４６８に該当する。これにより、コントローラ４は、照射装置２１の第２移動経路を変更する。
【００９６】
図１６は、第３照射門へ変更経路に沿って移動する際のモデルを粒子線治療装置１の正面から見た説明図である。コントローラ４は、第２変更経路を設定する。第２変更経路は、第２変更経路Ｐ３と第２変更経路Ｐ４とを有する。
【００９７】
第２変更経路Ｐ３は、例えば、照射装置モデル２５を角度４０°まで移動させる経路である。照射装置モデル２５が角度４０°に位置する場合には、照射装置モデル２５は、第１アームモデル３６と領域モデル３５との両方に接触しない。第２変更経路Ｐ３は、多関節ロボットアーム３２と領域３４との両方に接触しない位置まで照射装置２１を移動させる経路である。
【００９８】
第２変更経路Ｐ４は、例えば、角度４０°に位置する照射装置モデル２５を第３照射門（角度１８０°）へ移動させる経路である。なお、コントローラ４は、第２変更経路Ｐ３および第２変更経路Ｐ４に限らず別の経路を設定してもよい。
【００９９】
コントローラ４は、例えば、第１判定結果にて「第１接触可能性なし」である為、カウチ３が移動する経路を第１移動経路Ｌ３に設定する。コントローラ４は、例えば、第２判定結果にて「第２接触可能性あり」である為、照射装置２１が移動する経路を第２変更経路Ｐ３，Ｐ４に設定する。
【０１００】
コントローラ４は、照射装置２１を第２変更経路Ｐ３に沿って（角度９０°から角度４０°へ）移動させる。コントローラ４は、照射装置２１を移動後に待機させる。コントローラ４は、カウチ３を第２移動経路に沿って移動させる。コントローラ４は、カウチ３を移動後に待機させる。コントローラ４は、照射装置２１を第２変更経路Ｐ４に沿って（角度４０°から角度１８０°へ）移動させる。
【０１０１】
コントローラ４は、第３照射門（角度１８０°）に位置する照射装置２１から患部５１へ粒子線７を照射させる。コントローラ４は、例えば、照射計画４６０が完了した場合には、治療を終了する。
【０１０２】
このように構成される本実施例によれば、コントローラ４は、第１照射門から第３照射門まで、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２との接触と、照射装置２１と患者５との接触と、を回避する経路を設定することができる。この結果、安全性を確保しながら粒子線治療を行うことができる。
【０１０３】
治療中の患者５への負荷を軽減する為に、患者５の拘束時間の短縮を図ることが望まれる。治療を効率的に実施する為には、移動が容易である質量の小さい機器を優先的に接触から回避させる制御を行う。
【０１０４】
カウチ３は、照射装置２１および回転ガントリ２２に比べて質量が小さく移動が容易であると考えられる。本実施例におけるコントローラ４は、照射装置２１とカウチ３との移動経路を変更する場合には、優先的にカウチ３の経路を変更する制御を行う。コントローラ４は、質量の大きい照射装置２１の移動経路を変更する頻度を抑えることができる。この結果、安全性を確保しつつ効率的に粒子線治療を行うことができる。
【０１０５】
一方、質量の大きい照射装置２１の経路を優先的に変更する場合がある。多関節ロボットアーム３２は、複雑な形状有しかつ複雑に動作する。これにより、多関節ロボットアーム３２の移動する経路の計算は、繁雑になると考えられる。多関節ロボットアーム３２と照射装置２１とが接触する可能性のある場合には、コントローラ４は、比較的簡易な形状を有する照射装置２１の経路を優先的に変更する。この結果、シミュレーション空間内での移動と、現実の移動と、の誤差に関わらず、コントローラ４は、多関節ロボットアーム３２と照射装置２１とが接触する可能性を抑制することができる。また、コントローラ４は、接触する可能性を抑制する計算にかかる時間を短縮することができる。
【０１０６】
カウチ３の移動経路を変更することで、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２との接触可能性があることが考えられる。本実施例におけるコントローラ４は、カウチ３の移動経路を変更した後に再度接触可能性の判定を行う。これにより、照射装置２１と多関節ロボットアーム３２との接触可能性を回避することができる。この結果、安全性を確保しつつ粒子線治療を行うことができる。
【０１０７】
産業用機械の一例である溶接機のような素材を加工する機械は、溶接機用のノズルの先端付近にてアークを発生させて金属製の母材を溶接する。母材の決まった部位を溶接しなければならないため、母材を溶接するノズルの経路は、始点から終点まで決まっていると考えられる。これにより、母材を支える支持台やノズル等の装置の移動は、ノズルが決まった経路から外れてはならないため制限されると考えられる。
【０１０８】
しかし、本実施例に係る粒子線治療装置１において、照射装置２１と天板３１とは、粒子線７を患部５１へ照射する時に照射門へ位置すればよい。これにより、照射装置２１とカウチ３との移動経路は、特に制限されていないと考えられる。粒子線治療装置１は、装置の移動に制限のある溶接機等と比較して、より優先的に質量の小さい機器の経路を変更することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１：粒子線治療装置，２：照射システム，３：カウチ，４：コントローラ，５：患者，２１：照射装置，２２：回転ガントリ，２３：アイソセンタ，３１：天板，３２：多関節ロボットアーム，４１：ＣＰＵ，４２：ＵＩ部，４３：入出力部，４４：メモリ，４５：通信部，４６：記憶媒体，４４０：コンピュータプログラム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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