(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横型筒状で周方向に回転する回転ガントリーと、該回転ガントリーに固定された放射線照射部と、前記回転ガントリーの内側に配設されたレールに沿って移動可能に設けられ両端が前記放射線照射部に連結されたキャタピラとを備え、前記キャタピラは周方向に少なくとも２以上に分割して形成され、分割されたキャタピラの前記放射線照射部との連結部にそれぞれのキャタピラを引き寄せたり送り出したりするキャタピラ駆動手段が設けられてなる放射線治療ゲージ。
【請求項２】
前記キャタピラ駆動手段は、前記放射線照射部の回転角度と同期して、前記キャタピラを引き寄せたり送り出したりする請求項１に記載の放射線治療ゲージ。
【請求項３】
前記キャタピラの分割部には、前記キャタピラ同士の間の開口を塞ぐように引き出されるカバーを有してなる請求項１または２に記載の放射線治療ゲージ。
【請求項４】
前記キャタピラの分割部には、前記キャタピラ同士が接近するのに伴って、前記カバーを巻き取る巻取器を有してなる請求項３に記載の放射線治療ゲージ。
【請求項５】
前記レールは、水平部を有して形成され、前記キャタピラ駆動手段は、前記水平部に位置する前記キャタピラの分割部を前記放射線照射部側に引き寄せたり送り出したりすることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか１項に記載の放射線治療ゲージ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線照射装置を患者の最適照射位置に回転可能な構造を有する放射線治療ゲージに係り、特に、陽子線をガン治療等の医学利用のために用いる回転ガントリーを有する放射線治療装置に好適な放射線治療ゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線による医学利用として、従来は、Ｘ線、ガンマ線、電子線および速中性子線をガン治療に使ってきたが、これらの放射線は、患部に届く前に身体表面で放射線の線量が最大になってしまうため、身体の深奥部にあるガン治療には、身体表面近くの正常組織を傷つけるなどの弊害があった。
【０００３】
一方、陽子線によるガン治療は、加速器を使って高エネルギまで加速して得られる陽子線の性質から、身体深奥部の一定位置に存在するガンをターゲットにして、放射線量を最大にでき、また、陽子線が透過する正常組織は、傷を受けにくい。
【０００４】
この陽子線治療を効率良く行うためには、患者患部に精度良く陽子線ビームを設定する必要があり、放射線照射部を患者の最適な照射位置に設定可能な構造を有する放射線治療装置の開発がされてきた。
【０００５】
上記放射線治療装置において、患者の周囲の任意の方向から放射線治療を実施するために、患者の周りを３６０度回転可能な回転ガントリー装置、およびそれに同期した放射線治療ゲージが必要である。特に、快適な治療を実施するためには、該放射線治療ゲージの安全性が必要とされてきた。
【０００６】
従来の放射線治療用ゲージは、特開平１１−４７２８７号公報に記載のように、前記放射線照射装置の回転経路を、固定側および移動側リングレールに挟み、一体となったキャタピラ構造となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の治療ゲージは、治療ゲージを形成しているキャタピラを一体構造としていたため、放射線照射装置の回転角によって作業空間の一部に隙間が発生した。これは、治療ゲージがかまぼこ型の断面形状であるため、キャタピラの長さが一定の条件では、回転角によって長さの不足部が生じるためである。
【０００８】
これを補うために、例えば、作業補助台や落下防止カバーなどを取付けていたが、医療技師と患者との間隔が空き過ぎて、医療技師が患者に対する医療行為の安全性、作業性に対しては不十分であった。さらに、患者へ高所による恐怖心から、治療行為への不安を与える可能性がある等の問題も有していた。
【０００９】
本発明の課題は、上記従来の問題点を解決し、放射線照射装置の回転位置に依存せず、放射線治療ゲージ内側を常に閉塞面とし、治療ベッドおよび放射線照射部への通路として必要な水平床を形成するとともに、治療ベッド周辺に安全な医療用もしくは作業用の空間を設置することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の放射線治療ゲージは、横型筒状で周方向に回転する回転ガントリーと、回転ガントリーに固定された放射線照射部と、回転ガントリーの内側に配設されたレールに沿って移動可能に設けられ両端が放射線照射部に連結されたキャタピラとを備え、キャタピラは周方向に少なくとも２以上に分割して形成され、分割されたキャタピラの放射線照射部との連結部にそれぞれのキャタピラを引き寄せたり送り出したりするキャタピラ駆動手段が設けられてなることを特徴とする。また、本発明は、放射線照射装置を患者の最適な照射位置に回転設定可能な構造を有する放射線治療ゲージにおいて、放射線照射装置の回転経路を固定側および移動側リングレールに挟み複数に分割されたキャタピラと、放射線照射装置の回転角度と同期して、キャタピラを引寄せまたは送り出し移動させる駆動シリンダと、駆動シリンダの引寄せにより、複数に分割されたキャタピラ同士の間のギャップを埋める巻き取り機能を有するカバーを備えたことにより、前記課題を解決したものである。
【００１１】
また、放射線照射装置の回転角度により、駆動シリンダの動作を制御してシリンダアームに連結したキャタピラを移動させ、治療用ベッドの近くまで水平床を形成するようにした。すなわち、レールが水平部を有して形成され、キャタピラ駆動手段により、水平部に位置するキャタピラの分割部を放射線照射部側に引き寄せたり送り出したりする。これにより、医療技師が患者の近くまで近寄ることができ、十分な治療行為が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、本発明の一実施形態として、放射線治療装置の１例である陽子線治療装置の基本的な構成を、図７を用いて説明する。
【００１３】
入射器４１にて発生した陽子ビームは、低エネルギビーム輸送装置４２を通過して、主加速器であるシンクロトロン４３に入射される。シンクロトロン４３は、陽子ビームを治療に必要とされるエネルギ（通常１００〜２００ＭｅＶ）まで加速する。シンクロトロン４３から出射した陽子ビームは、高エネルギビーム輸送装置４４を通過し、回転ガントリーのある治療室に輸送される。
【００１４】
さらに、陽子ビームは回転ガントリー上のビーム輸送装置１１を通過し、陽子ビームを放射線治療に最適な線量分布に加工する放射線照射装置５を経て、治療台２２上の患者に照射される。
【００１５】
治療室４５は、回転ガントリー室に対し仕切壁を隔てて部屋を形成する。そして、治療室４５は、回転ガントリーの回転半径を確保した回転中心近傍のフロアーレベルに設定されるため、ガントリーのフロアレベルに対して通常６〜８ｍの高さとなる。
【００１６】
したがって、治療台２２上の患者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ゲージは、患者および医療技師にとって安全な場所であらねばならない。
【００１７】
横型筒状の回転ガントリーは、フロントリング８、リアリング９、およびガントリー胴体１０からなる構造体と、サポートロール６およびガントリー回転モータ７からなる駆動部とからなる。フロントリング８およびリアリング９は、複数のサポートロール６上に搭載され、同サポートロールと連結したガントリー回転モータ７を用いて全体を回転させる。
【００１８】
回転ガントリー上には、ビーム輸送装置１１と放射線照射装置５が搭載され、固定されている。一方、建屋上には治療台２２が取付けられ、回転ガントリーの回転軸上に、治療台上の患者がくるように移動できる駆動装置を備えている。したがって、患者の３６０度周囲から、回転ガントリー上にある放射線照射装置５からの調整された陽子ビームを照射できる構造となっている。
【００１９】
次に、図１〜図３を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は回転ガントリーの斜視図、図２は放射線治療ゲージおよび建屋の縦断面図、図３は回転ガントリーの開口方向からみた縦断面図である。
【００２０】
これらの図に示すように、放射線照射装置５の回転経路に対し、患者２１の安全を守り、医療技師３１等が患者に対する医療行為を実施するために、治療ゲージが構成されている。この治療ゲージは、医療技師３１が作業するための足場部は水平を保ち、それ以外の周囲に対して閉空間を与えるものである。
【００２１】
治療ゲージは、放射線照射装置５の回転経路を挟んでキャタピラ１（本実施形態ではキャタピラＡ、Ｂ、Ｃの３つの部分に分割される。）を配置し、建屋２３の天井および床に、固定サポートで保持された固定側リングレール２４、および治療ゲージの奥行き側を閉止する後面パネル２９が固定された移動側リングレール２５により両側から支持される。
【００２２】
移動側リングレール２５は、サポートリング２８上に配置した複数のサポートローラ２７にて支持される。サポートローラ２７には、ガントリーの回転に対して逆相に回転調整をするリングレール駆動装置２６を有し、ガントリーの正回転に伴い放射線照射装置５は正回転するが、治療ゲージは静止して見えるように負回転を与えている。
【００２３】
各キャタピラ１（Ａ、Ｂ、Ｃ）は十分な剛性を有し、人が乗って作業しても変形がなく、治療台２２の周囲の作業空間を形成している。本発明では、キャタピラ１を複数に分割したが、例えば、図４の比較例に示すように、分割されない一体構造のキャタピラ２の場合、放射線照射装置５の回転角によって作業空間の一部に隙間３が発生する。
【００２４】
これは、治療ゲージがかまぼこ型の断面形状であるため、キャタピラ２の長さが一定の条件では、回転角によって長さの不足部が生じるためである。これを補うために、例えば、作業補助台３２および落下防止カバー３３などを取付けることが考えられるが、医療技師３１と患者２１との間の距離が開きすぎて、医療技師３１が患者に対する医療行為の安全性や作業性に対しては不十分である。
【００２５】
本発明の実施形態では、作業空間を形成するキャタピラ１は、放射線照射装置５を挟んだ回転移動経路で、上述のように、キャタピラＡ、キャタピラＢ、キャタピラＣの３つに分割した。キャタピラＣは、ガントリー胴体１０に対してラッチ具３４によって回転の周方向に対し固定されている。
【００２６】
さらに、照射線照射装置５の両側面内から送りだされる駆動シリンダー４を、左右それぞれ２対を配置し、駆動シリンダー４のアーム４ａの伸縮によって、キャタピラＡ、キャタピラＢの周方向の位置を制御できるようにした。
【００２７】
そして、上記キャタピラ同士の連結部、すなわち、キャタピラＡ−Ｃ間、キャタピラＢ−Ｃ間の連結部には、カバー３６およびカバー巻取器３７を設置し、キャタピラＡ−Ｃ間、および、キャタピラＢ−Ｃ間に発生する開口をカバーする機構を創案した。これにより患者周囲の閉空間の確保が可能となった。
【００２８】
次に、各部の動作について図３を用いて説明する。図３は、放射線照射装置５が時計周りに１５０度回転した場合の断面図を示している。放射線照射装置５を回転する前に、左右の駆動シリンダー４のシリンダーアーム４ａを押し出し、キャタピラＡおよびＢを、それぞれキャタピラＣ方向に押し付け固定する。
【００２９】
放射線照射装置５の回転指令により、ガントリー回転モータ７を動作させ、回転ガントリー全体を１ｒｐｍ程度の速度で回転させる。設定した回転角に達した後、回転を停止し、ガントリー駆動系が有するブレーキにて回転を固定する。
【００３０】
この状態では、キャタピラの状態は、図４の比較例とほぼ同様であり、放射線照射装置５とキャタピラ端部との間に隙間３が形成されており、医療技師３１が患者２１に対して治療するためには、足場を確認しながらの作業が必要である。
【００３１】
本発明では上記隙間３をなくすため、次の機能を追加した。キャタピラＡ側に設置した駆動シリンダー４のシリンダーアーム４ａを引き、キャタピラＡを放射線照射装置５側に引き寄せる。これにより、広い作業床が確保されることにより、医療技師３１が患者２１に対して安心して近づけるため、十分な医療行為が可能となる。
【００３２】
一方、キャタピラＣは、ガントリー胴体１０に対し、ラッチ具３４により固定されているため、周方向に移動することはない。さらに本発明では、キャタピラＡ−Ｃ間の連結部に、グラスファイバー製等のカバー３６を有するカバー巻取器３７を取付けてある。
【００３３】
したがって、キャタピラＣの移動により連動してカバー３６が引き出され、キャタピラＡとキャタピラＣとが離間して発生する開口は、カバー３６によって覆われるため、外観上は連続した閉空間を維持することが可能となっている。
【００３４】
なお、キャタピラＡまたはＢを押してキャタピラＣと連結する場合、引き出されていたカバー３６は自動的に巻取器３７に巻き取られる。巻取器の構造は、巻取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。
【００３５】
以上のように、治療ベッドおよび放射線照射装置へ近づくための通路として、移動したキャタピラＡによって必要な水平床ができるため、安全な作業空間が確保される。同時に、引き出されたカバー３６によって閉空間が形成され、患者２１に対して、高所による恐怖心を与えることがなくなる。
【００３６】
本実施形態では、放射線照射装置５が時計周りに１５０度回転した場合のみを示したが、他の任意の角度に対しても、左右のキャタピラＡまたはＢを駆動シリンダー４を用いて動作させることにより、必要な水平床が確保され、同時に、キャタピラ同士の連結部に生じる開口を、カバー３６で塞ぐことができる。
【００３７】
特に、放射線照射装置５が時計周りに１８０度回転した場合、つまり放射線照射装置５が治療台２２の真下にきた場合には、左右のキャタピラＡ、Ｂの両方を、駆動シリンダー４を用いて引き寄せることにより、治療台２２の周囲にキャタピラの水平床ができるため、安全な作業空間がとれる。
【００３８】
図５は、シリンダとキャタピラとの接続部の構造図である。シリンダ４の両端（一端は、シリンダアーム４ａ）の接続構造は回転可能なヒンジ構造１２となっており、任意の回転角に対して、自在に追従できるようになっている。
【００３９】
また、放射線照射装置５の回転角に依存して、駆動シリンダー４の駆動アーム４ａの押し引きを制御することにより、左右のキャタピラＡおよびＢによる必要な水平床が確保される。なお、上記実施形態では、キャタピラを３分割したが、本発明はこれに限定されない。少なくとも２以上に分割され、ベッドの間近にまで水平床が引き寄せられればよい。
【００４０】
ここで、回転ガントリーの回転角に対する制御について説明する。図６に回転ガントリー部の制御系の模式図を示す。照射制御装置５１（例えば、パソコン）より、ガントリーの回転角を指定すると、回転ガントリー駆動制御装置５２に回転角の指令が送信される。
【００４１】
次に、回転開始指令を送信すると、回転ガントリー駆動装置５３が動作を開始し、ガントリーの回転駆動用サーボモータ５５の回転制御が開始される。回転ガントリーの回転角はロータリーエンコーダ５６により検知され、回転ガントリーの回転角のサーボ制御が実施される。
【００４２】
ガントリーの回転と同時に治療ゲーヂ駆動制御装置５７より駆動モータ５９を制御して、キャタピラで構成した床面を平行に保つように制御される。次に、指定の回転角近傍になると、回転駆動用サーボモータ５５の速度制御により減速し、指定の位置に停止する。停止は、ガントリー回転部に設けられたディスクブレーキにより実施される。
【００４３】
次に、本発明になる治療ゲーヂのシリンダーアーム６０の駆動を実施するが、ガントリーの回転角が、０度〜１３３度までは、キャタピラと照射ノズル間の隙間は小さく、シリンダーの駆動の必要はない。
【００４４】
回転角１３３度〜１６５度までは、片側のシリンダを引き寄せる必要がある。さらに、１６５度〜１９０度では、照射ノズルの両サイドから医療技師がアクセスできるため、両方のシリンダーアームを引き寄せている。したがって、照射制御装置からユーザーが回転角を指定した時点で、回転停止後のシリンダの駆動を指定することができる。
【００４５】
なお、実際には安全を担保するために、１３３度と１６５度にリミットスイッチ５４を設けてある。ガントリーの指定角度到達後に、機械的なリミットスイッチの動作信号があることを制御装置側で判断し、シリンダの駆動を実施している。これは、回転ガントリーが指定範囲内に回転したことを、リミットスイッチ５４によりエンコーダに重複して確認するシステムとしている。
【００４６】
以上説明したように、本発明の実施形態によれば、回転ガントリーが回転しても、分割されたキャタピラによって、治療ベッドおよび放射線照射装置へ近づくための必要な水平床が確保される。この水平床は、放射線照射装置を挟んで、回転ガントリー内周面を隙間なく塞ぐことができるため、安全な作業空間が得られる。
【００４７】
また、同時に、キャタピラ同士の分割部の開口に、キャタピラの分割移動に連動して引き出されたり巻き取られるカバーを設けたので、治療ベッドが張り出すゲージ内に閉空間を形成できるため、患者に対して高所による恐怖心を与えることがなくなる。
【００４８】
【発明の効果】
上述のとおり、本発明によれば、放射線照射装置の回転位置に依存せず、放射線治療ゲージ内側を常に閉空間とし、治療ベッドおよび放射線照射部への通路として必要な水平床を形成し、治療ベッド周辺に安全な作業空間を設置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における回転ガントリーの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明の放射線治療ゲージおよび建屋の縦断面図である。
【図３】図１の回転ガントリーの開口方向からみた縦断面図である。
【図４】本発明の一比較例を示す縦断面図である。
【図５】本発明におけるシリンダ接続部の一例を示す構造図である。
【図６】本発明における回転ガントリーの動作の制御系の一例を示す模式図である。
【図７】本発明を適用した陽子線治療装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
１、Ａ、Ｂ、Ｃ  キャタピラ
２  キャタピラ
３  隙間
４  駆動シリンダ
４ａ  シリンダアーム
５  放射線照射装置
６  サポートロール
７  ガントリー回転モータ
８  フロントリング
９  リアリング
１０  ガントリー胴体
１１  ビーム輸送装置
２１  患者
２２  治療台
２３  建屋
２４  固定側リングレール
２５  移動側リングレール
２６  リングレール駆動装置
２７  サポートローラ
２８  サポートリング
２９  後面パネル
３１  医療技師
３２  作業補助台
３３  落下防止カバー
３４  ラッチ具
３６  カバー
３７  カバー巻取器
４１  入射器
４２  低エネルギビーム輸送装置
４３  シンクロトロン
４４  高エネルギビーム輸送装置
４５  治療室
【図１】
0003608079.tif 000002
【図２】
0003608079.tif 000003
【図３】
0003608079.tif 000004
【図４】
0003608079.tif 000005
【図５】
0003608079.tif 000006
【図６】
0003608079.tif 000007
【図７】
0003608079.tif 000008