(57)【要約】【課題】リーフ板の位置精度を向上させることができるマルチリーフコリメータ及び荷電粒子線治療装置を提供する。【解決手段】本発明は、荷電粒子線Ｒが通過する開口Ｔを形成するマルチリーフコリメータ１０であって、荷電粒子線Ｒの照射軸Ａに直交する所定の並列方向に並列する複数のリーフ板２０と、リーフ板２０の基端部２０ａ側に取り付けられ、リーフ板２０を進退させるモータ３０と、照射軸Ａの延在方向でリーフ板２０の先端部２０ａ側を挟むように設けられ、リーフ板２０を進退自在に支持する固定ローラ４０，４１及び支持ローラ５０，５１と、支持ローラ５０，５１に対してリーフ板２０に向かう弾性力を付与する弾性力付与部と、を備える。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線が通過する開口を形成するマルチリーフコリメータであって、
前記荷電粒子線の照射軸に直交する所定の並列方向に並列する複数のリーフ板と、
前記リーフ板の一端側に取り付けられ、前記リーフ板を進退させる駆動手段と、
前記照射軸の延在方向で前記リーフ板の他端側を挟むように設けられた第１の支持ローラ及び第２の支持ローラと、
前記第１の支持ローラ及び前記第２の支持ローラのうち少なくとも一方に対して前記リーフ板に向かう弾性力を付与する弾性力付与部と、
を備えるマルチリーフコリメータ。
【請求項２】
前記第１の支持ローラは、前記照射軸の延在方向における位置が固定された固定ローラであり、
前記弾性力付与部は、前記第２の支持ローラに対して前記リーフ板に向かう弾性力を付与する、請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項３】
前記リーフ板は、
前記第１の支持ローラ及び前記第２の支持ローラに支持される本体部と、
前記本体部から前記照射軸の延在方向に延びる延伸部と、
前記延伸部から前記並列方向に延びると共に、前記駆動手段に接続されるアーム部と、を有し、
前記並列方向で隣接する前記リーフ板は、前記延伸部の延伸長さが異なっている、請求項１又は２に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項４】
前記リーフ板の前記延伸部は、前記リーフ板が前記並列方向で前記照射軸の近くに位置するほど長い延伸長さを有し、
前記リーフ板の前記延伸長さが長いほど当該リーフ板に接続された前記駆動手段は前記荷電粒子線の上流側又は下流側に位置する、請求項３に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項５】
前記並列方向に沿って斜めに並列された複数の前記駆動手段からなる第１の駆動手段列及び第２の駆動手段列を少なくとも有し、
前記第１の駆動手段列及び前記第２の駆動手段列は、前記照射軸の延在方向から見て重なるように配置されている、請求項１〜４のうち何れか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項６】
前記リーフ板の表面には、硬質コーティング層が形成されている、請求項１〜５のうち何れか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項７】
前記複数のリーフ板及び前記複数の駆動手段は、前記照射軸に直交する平面内で前記照射軸を囲むように配置されている、請求項１〜６のうち何れか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項８】
荷電粒子線を被照射体に照射する荷電粒子線治療装置であって、
荷電粒子線を前記被照射体に照射する照射部と、
前記照射部が設けられ、前記被照射体の周りを前記照射部が回転又は揺動するための架台と、
を備え、
前記照射部内には、請求項１〜７の何れか一項に記載のマルチリーフコリメータが設けられている荷電粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチリーフコリメータ及びそれを備えた荷電粒子線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マルチリーフコリメータを備えた荷電粒子線治療装置に関する技術文献として、特開２００９−０３４４４３号公報が知られている。この公報には、患者の周囲を回転するためのガントリーと、ガントリーに設けられ、患者に対して荷電粒子線を照射する照射部と、を備える荷電粒子線治療装置であって、照射部内にマルチリーフコリメータを有するものが示されている。
【０００３】
また、この公報には、複数のリーフ板からなる一対のリーフ板群と、アーム状の連結部材を介してリーフ板にそれぞれ連結されたモータと、を備えるマルチリーフコリメータであって、各モータによってリーフ板をそれぞれ駆動させることで、一対のリーフ板群の間の開口形状を患者の照射野に合わせるものが示されている。このマルチリーフコリメータにおいて、リーフ板は固定ローラに挟まれる形で支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−０３４４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前述した従来のマルチリーフコリメータにおいては、ガントリーの回転により重力の向きが変化すると、固定ローラ間でリーフ板が移動することにより位置関係にずれが生じる場合がある。このようにリーフ板の位置がずれると、荷電粒子線の照射精度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、リーフ板の位置精度を向上させることができるマルチリーフコリメータ及び荷電粒子線治療装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、荷電粒子線が通過する開口を形成するマルチリーフコリメータであって、荷電粒子線の照射軸に直交する所定の並列方向に並列する複数のリーフ板と、リーフ板の一端側に取り付けられ、リーフ板を進退させる駆動手段と、照射軸の延在方向でリーフ板の他端側を挟むように設けられた第１の支持ローラ及び第２の支持ローラと、第１の支持ローラ及び第２の支持ローラの一方に対してリーフ板に向かう弾性力を付与する弾性力付与部と、を備える。
【０００８】
本発明に係るマルチリーフコリメータによれば、リーフ板の他端側が第１の支持ローラ及び第２の支持ローラによって挟むように支持され、第１の支持ローラ及び第２の支持ローラの少なくとも一方にリーフ板に向かう弾性力が付与されているので、弾性力によってリーフ板の他端側を隙間無く挟持することができる。これにより、マルチリーフコリメータに加わる重力の向きが変化した場合であっても、リーフ板の位置がずれることなく、リーフ板の位置精度を向上させることができる。従って、このマルチリーフコリメータによれば、リーフ板の位置精度が向上するので、駆動手段によってリーフ板群が形成する開口形状を高精度に設定することができ、荷電粒子線の照射野を精度良く整形することができる。
【０００９】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、第１の支持ローラは、照射軸の延在方向における位置が固定された固定ローラであり、弾性力付与部は、第２の支持ローラに対してリーフ板に向かう弾性力を付与してもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、第２の支持ローラが固定ローラに対してリーフ板を押し付ける構成とすることで、固定ローラを基準としてリーフ板の位置精度を十分に確保することができる。
【００１０】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、リーフ板は、第１の支持ローラ及び第２の支持ローラに支持される本体部と、本体部から照射軸の延在方向に延びる延伸部と、延伸部から並列方向に延びると共に、駆動手段に接続されるアーム部と、を有し、並列方向で隣接するリーフ板は、延伸部の延伸長さが異なっていてもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、並列方向で隣接するリーフ板は、延伸部の延伸長さが異なっているので、各リーフ板が互いに干渉することなく、それぞれの駆動手段と接続することができる。
【００１１】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、リーフ板の延伸部は、リーフ板が並列方向で照射軸の近くに位置するほど長い延伸長さを有し、リーフ板の延伸長さが長いほど当該リーフ板に接続された駆動手段は荷電粒子線の上流側又は下流側に位置してもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、リーフ板が並列方向で照射軸の近くに位置するほど長い延伸長さを有し、リーフ板の延伸長さが長いほど当該リーフ板に接続された駆動手段は荷電粒子線の上流側又は下流側にずらして配置することで、各駆動手段を干渉なしに密集して効率良く配置することができ、マルチリーフコリメータの小型化に有利である。
【００１２】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、並列方向に沿って斜めに並列された複数の駆動手段からなる第１の駆動手段列及び第２の駆動手段列を少なくとも有し、第１の駆動手段列及び第２の駆動手段列は、照射軸の延在方向から見て重なるように配置されていてもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、第１の駆動手段列及び第２の駆動手段列が照射軸の延在方向から見て重なるように配置されているので、駆動手段を一列に並べる場合と比べて、効率良く配置することができ、マルチリーフコリメータの小型化に有利である。
【００１３】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、リーフ板の表面には、硬質コーティング層が形成されていてもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、弾性力が付与された第１の支持ローラ又は第２の支持ローラがリーフ板に押し付けられることにより、リーフ板の表面に凹みや摩耗が生じることを抑えられるので、リーフ板の位置精度を長期間確保することができる。
【００１４】
本発明に係るマルチリーフコリメータにおいて、複数のリーフ板及び複数の駆動手段は、照射軸に直交する平面内で照射軸を囲むように配置されていてもよい。
このマルチリーフコリメータによれば、複数のリーフ板及び複数の駆動手段を照射軸に直交する平面内に収容し、照射軸を囲むように配置することで、効率的な配置を実現することができ、マルチリーフコリメータの小型化に有利である。
【００１５】
本発明は、荷電粒子線を被照射体に照射する荷電粒子線治療装置であって、荷電粒子線を被照射体に照射する照射部と、照射部が設けられ、被照射体の周りを照射部が回転又は揺動するための架台と、を備え、照射部内には、上述した何れかのマルチリーフコリメータが設けられている。
この荷電粒子線治療装置によれば、上述した何れかのマルチリーフコリメータが設けられているので、架台の回転又は揺動により重力の向きが変わってもリーフ板の位置精度を確保することができ、リーフ板群が形成する開口形状を高精度に設定することで、荷電粒子線の照射野を精度良く整形することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るマルチリーフコリメータ及び荷電粒子線治療装置によれば、リーフ板の位置精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る荷電粒子線治療装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の荷電粒子線治療装置の構成を説明するための概略図である。
【図３】マルチリーフコリメータを示すＸＹ平面図である。
【図４】マルチリーフコリメータのリーフ板群を示す斜視図である。
【図５】マルチリーフコリメータのリーフ板群を示す正面図である。
【図６】一枚のリーフ板を示す斜視図である。
【図７】リーフ板を示す側面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。各図においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を示している。ＸＹＺ直交座標系は、Ｚ方向を荷電粒子線Ｒの照射軸Ａの延在方向、Ｘ方向をＺ方向に直交する方向、Ｙ方向をＺ方向及びＸ方向に直交する方向として以下の説明に用いる。なお、照射軸Ａとは、荷電粒子線Ｒを照射部４内で偏向せずに照射した場合の荷電粒子線Ｒのビーム中心が通過する軸を意味する。
【００１９】
図１及び図２に示されるように、荷電粒子線治療装置１は、患者Ｐの癌腫瘍（被照射体）Ｆに荷電粒子線Ｒを照射することにより癌治療等を行うための装置である。荷電粒子線治療装置１は、患者が置かれる治療台２と、治療台２を収容可能なガントリー３と、ガントリー３の内側に設けられた照射部４と、荷電粒子線Ｒを出射するサイクロトロン５を備えている。
【００２０】
ガントリー３は、治療台２上の患者に対する照射部４の照射角度を任意に変更するため回転可能に構成された架台である。なお、ガントリー３は必ずしも３６０°回転する必要はなく、３６０°未満の角度で揺動する構成であってもよい。
【００２１】
サイクロトロン５は、荷電粒子を加速して荷電粒子線Ｒを出力する加速器である。荷電粒子線Ｒとしては、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線、電子線等が挙げられる。なお、サイクロトロン５に代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等を採用してもよい。
【００２２】
図２に示す照射部４は、ワブラー法や散乱法により荷電粒子線Ｒを患者Ｐの腫瘍Ｆに向けて照射する照射ノズルである。ワブラー法や散乱法は、ブロードビーム法とも称される。この照射部４の内部には、ワブラー電磁石７及びマルチリーフコリメータ１０が設けられている。散乱体７及びマルチリーフコリメータ１０は、荷電粒子線Ｒの照射軸Ａに沿って配置されている。
【００２３】
散乱体７は、サイクロトロン５から送られた荷電粒子線Ｒを、その照射軸Ａと直交する方向（Ｘ方向及びＹ方向）に拡大させるものである。散乱体７としては、例えば厚さ数ｍｍの鉛板やアルミ板等を用いることができる。
【００２４】
マルチリーフコリメータ１０は、患者Ｐの体内の腫瘍Ｆの形状に合わせて荷電粒子線Ｒの照射野を整形するものである。マルチリーフコリメータ１０は、散乱体７の下流に配置されており、散乱体７により拡大された荷電粒子線Ｒの照射野を腫瘍Ｆの形状に合わせて整形する。
【００２５】
このマルチリーフコリメータ１０は、Ｙ方向で対向する一対のリーフ板群１１，１２を有している。一対のリーフ板群１１，１２は、Ｙ方向に進退可能な多数のリーフ板２０からそれぞれ構成されており、各リーフ板２０の位置を調整することで腫瘍Ｆの形状に合わせた開口Ｔを形成する。
【００２６】
以下、マルチリーフコリメータ１０の構成について図面を参照して詳細に説明する。図３は、マルチリーフコリメータ１０を示す平面図（Ｚ方向から見た図）である。図３に、リーフ板群１１，１２をＹ方向に進退させるためのモータ群１３〜１６を示す。なお、図３では、リーフ板群１１，１２とモータ群１３〜１６の接続部分（後述するアーム部２３）の図示を省略している。リーフ板群１１，１２とモータ群１３〜１６の接続について詳しくは後述する。
【００２７】
図３に示されるように、マルチリーフコリメータ１０は、照射軸Ａに直交するＸＹ平面において、照射軸Ａを囲むようにリーフ板群１１，１２及びモータ群１３〜１６が配置されている。具体的には、照射軸Ａを挟んでＹ方向で対向する一対のリーフ板群１１，１２のうち、リーフ板群１１をＸ方向で挟むように二つのモータ群１３，１４が配置されている。また、残りのリーフ板群１２をＸ方向で挟むように二つのモータ群１５，１６が配置されている。更に、モータ群１３，１４とモータ群１５，１６とは、Ｙ方向で対向するように配置されている。
【００２８】
リーフ板群１１，１２とモータ群１３〜１６は、Ｚ方向で同じ高さに設けられると共に、ＸＹ平面内で照射軸Ａの周りに密集して配置されている。このような配置構成は、マルチリーフコリメータ１０の小型化に有利である。なお、リーフ板群１１，１２が移動するためのスペースは確保される。
【００２９】
続いて、リーフ板２０及びモータ３０の配置について詳細に説明する。図４は、マルチリーフコリメータ１０のリーフ板群１１を示す斜視図である。図４では、理解を容易にするため、最も手前側のリーフ板２０のみ、リーフ板２０とモータ３０及びリニアガイド３１の接続関係を図示し、その他のリーフ板２０については接続部分の図示を途中で省略している。また、他のリーフ板２０の形状が明確となるよう一部を仮想線（二点鎖線）で示す。なお、リーフ板群１２については、リーフ板群１１と同様の構成を有するため説明を省略する。
【００３０】
図４に示すモータ３０は、リーフ板２０をＹ方向に進退させるための駆動手段である。また、リニアガイド３１は、リーフ板２０をＹ方向に案内するためのガイド部材である。モータ３０及びリニアガイド３１は、一枚のリーフ板２０ごとに設けられている。なお、リニアガイド３１を必ずしも設ける必要はない。モータ３０及びリニアガイド３１について詳しくは後述する。
【００３１】
図４に示されるように、マルチリーフコリメータ１０のリーフ板群１１は、所定の並列方向（Ｘ方向）に並列された３０枚のリーフ板２０から構成されている。リーフ板群１１は、６つのリーフ板セット１１Ａ〜１１Ｆに分けられる。リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｆは、それぞれ５枚のリーフ板２０を１セットとして構成されている。なお、リーフ板群１１及びリーフ板セット１１Ａ〜１１Ｆにおけるリーフ板２０の枚数は一例であり、上述したものに限定されない。
【００３２】
図５は、リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｃを示す正面図（Ｙ方向から見た正面図）である。図５においてリニアガイド３１の図示を省略する。図５に示されるように、リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｃは、モータ群１３を構成するモータ列１３Ａ〜１３Ｃとそれぞれ接続されている。
【００３３】
具体的には、リーフ板セット１１Ａは、最も荷電粒子線Ｒの上流側（Ｚ方向の反対側）に位置するモータ列１３Ａと接続されている。リーフ板セット１１Ｂは、モータ列１３Ａ及びモータ列１３Ｃの間に位置するモータ列１３Ｂと接続されている。リーフ板セット１１Ｃは、最も荷電粒子線Ｒの下流側（Ｚ方向側）に位置するモータ列１３Ｃと接続されている。なお、残りのリーフ板セット１１Ｄ〜１１Ｆは、図３に示すモータ群１４と接続されている。
【００３４】
モータ列１３Ａ〜１３Ｃは、Ｚ方向で重なるように配置されている。モータ列１３Ａ〜１３Ｃは、それぞれ５台のモータ３０から構成されており、Ｘ方向に沿ってリーフ板群１１側から離れるほど荷電粒子線Ｒの下流側に位置がずれるように斜めに配列されている。すなわち、モータ列１３Ａ〜１３Ｃは、リーフ板群１１に近いほど荷電粒子線Ｒの上流側に位置するように斜めに並列されている。
【００３５】
続いて、リーフ板２０の構成について説明する。図６は、一枚のリーフ板２０を示す斜視図である。図６に示されるように、リーフ板２０は、モータ３０に対して固定される基端部２０ａと、図２に示す開口Ｔを形成する先端部２０ｂと、を有している。基端部２０ａは、特許請求の範囲に示すリーフ板の一端に相当し、先端部２０ｂは特許請求の範囲に示すリーフ板の他端に相当する。
【００３６】
リーフ板２０は、本体部２１と、延伸部２２と、アーム部２３と、を有している。
【００３７】
本体部２１は、先端部２０ｂを有する長方形板状の部位である。荷電粒子線Ｒは、一部が開口Ｔを通り、残りが本体部２１によって遮蔽されることで開口Ｔの形状に整形される。本体部２１は、荷電粒子線Ｒの遮蔽能力の高い真鍮製であることが好ましい。本体部２１を遮蔽能力の高い真鍮製とすることで、Ｚ方向における本体部２１の幅を狭めることができる。このことは、マルチリーフコリメータ１０の小型化に有利である。なお、本体部２１には、真鍮の他、銅やタンタル、モリブデンを用いることもできる。
【００３８】
延伸部２２は、本体部２１のうち先端部２０ｂと反対側に形成され、本体部２１から荷電粒子線Ｒの上流側（Ｚ方向の反対側）に延伸する部位である。延伸部２２の延伸長さは、各リーフ板２０によって異なっている。
【００３９】
アーム部２３は、延伸部２２からＸ方向へアーム状に延びる部位であり、モータ３０及びリニアガイド３１が固定された基端部２０ａを有している。具体的には、アーム部２３は、延伸部２２からＸ方向へ延びた後、本体部２１に沿ってＹ方向の反対側に延びる折り返し形状を有しており、その先端に基端部２０ａが位置する。アーム部２３は、リーフ板２０をモータ３０に対して支持する部位であり、例えば剛性の高いステンレス材から形成されることが好ましい。
【００４０】
アーム部２３の上には、モータ３０の有するボールネジ３０ａに対して螺合される螺合部２３ａが形成されている。ボールネジ３０ａは、Ｙ軸方向に延在するように設けられ、ボールネジ３０ａの回転により螺合部２３ａが移動する。このように構成されたリーフ板２０では、モータ３０によりボールネジ３０ａが回転されると、螺合部２３ａを通じてリーフ板２０がＹ軸方向に進退する。なお、モータ３０は、図示しない支持部材によって照射部４に固定されている。
【００４１】
また、アーム部２３の上には、Ｙ方向に延びるリニアガイド３１が嵌合する樋状のガイド部２３ｂが設けられている。リーフ板２０は、リニアガイド３１に対して樋状のガイド部２３ｂがスライドすることによりＸ方向にぶれることなくＹ方向で精度良く移動する。
【００４２】
図４及び図５に示すように、リーフ板２０の延伸部２２は、各リーフ板２０によって異なっており、Ｘ方向で照射軸Ａに近いほど延伸部２２の延伸長さが長いリーフ板２０が配置されている。Ｘ方向で照射軸Ａに近いとは、Ｙ方向におけるリーフ板２０の進退位置によらず、Ｘ軸に照射軸Ａの位置を投影した場合におけるＸ軸上のリーフ板２０の位置と照射軸Ａの位置が近いことを意味する。
【００４３】
具体的には、リーフ板セット１１Ｃ、リーフ板セット１１Ｂ、リーフ板セット１１Ａの順に、延伸部２２の延伸長さは長く形成されている。また、各リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｃ内でも、隣接するリーフ板２０の延伸部２２の延伸長さはＸ方向で照射軸Ａに近いほど長い。これは、リーフ板セット１１Ｄ〜１１Ｆにおいても同様である。なお、Ｘ方向で照射軸Ａからの距離が等距離となるリーフ板２０同士は、同じ延伸長さを有している。
【００４４】
また、各リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｃ内において隣接するリーフ板２０における延伸長さの差分は一定値であるが、リーフ板セット１１Ａ〜１１Ｃの間の延伸長さの差分は、この一定値よりも大きくなるように構成されている。
【００４５】
また、リーフ板２０の延伸部２２における延伸長さは、モータ３０のＺ方向における位置と対応している。すなわち、延伸部２２の延伸長さが長いリーフ板２０ほど、当該リーフ板２０と接続されたモータ３０は荷電粒子線Ｒの上流側に位置する。このため、最も延伸部２２の延伸長さが長くなるリーフ板セット１１Ａが最も上流側に位置するモータ列１３Ａと接続される。なお、モータ３０及びリニアガイド３１をアーム部２３の下流側に取り付ける構成とした場合には、延伸部２２の延伸長さが長いリーフ板２０ほど、当該リーフ板２０と接続されたモータ３０は荷電粒子線Ｒの下流側に位置してもよい。
【００４６】
続いて、図７は、リーフ板２０を示す側面図（Ｘ方向から見た図）である。図７では、アーム部２３の基端部２０ａ側の図示を省略している。図６及び図７に示されるように、リーフ板２０の先端部２０ｂ側は、固定ローラ（第１の支持ローラ）４０，４１及び支持ローラ（第２の支持ローラ）５０，５１によってＹ方向に進退自在に支持されている。固定ローラ４０，４１及び支持ローラ５０，５１は、一枚のリーフ板２０ごとに設けられている。
【００４７】
固定ローラ４０，４１は、ガントリー３の照射部４に設けられた固定部４２に取り付けられたローラであり、Ｚ方向で位置が固定されている。固定部４２は、並列するリーフ板２０の全ての固定ローラ４０、４１を支持している。固定ローラ４０，４１は、リーフ板２０に対して荷電粒子線Ｒの上流側に設けられている。また、二つの固定ローラ４０，４１は、Ｙ方向に並んで配置されている。
【００４８】
ここで、図８は、図７のVIII−VIII線に沿った断面図である。図８に示されるように、リーフ板２０の上流側の端部には、レール状の凸部２０ｃが形成されている。また、固定ローラ４１には、当該凸部２０ｃと係合する溝４１ａが中央に形成されている。このように、リーフ板２０の凸部２０ｃに固定ローラ４１の溝４１ａが嵌まる構成とすることで、固定ローラ４１に対するリーフ板２０のＸ方向の位置ずれが避けられる。また、リーフ板２０の凸部２０ｃ及び固定ローラ４１の溝４１ａの各面について公差を狭くとることで、リーフ板２０のＸ方向の位置精度を高めることができる。なお、固定ローラ４１と同様の溝が固定ローラ４０にも形成されている。
【００４９】
図６〜図８に示されるように、支持ローラ５０，５１は、一枚のリーフ板２０ごとに設けられ、リーフ板２０に対して荷電粒子線Ｒの下流側に配置されている。支持ローラ５０，５１の下側には、それぞれ弾性力付与部５２，５３が設けられている。弾性力付与部５２，５３は、支持ローラ５０，５１に対してリーフ板２０に向かう弾性力（矢印Ｓ）を付与する部材である。弾性力付与部５２，５３は、例えば支持ローラ５０，５１をリーフ板２０に向かって付勢するコイルバネを有している。なお、弾性力付与部５２，５３は、コイルバネに代えて、板バネやゴム部材その他の弾性体を有していてもよい。
【００５０】
弾性力付与部５２，５３は、ガントリー３の照射部４内に固定されたローラ支持部材５４によって支持されている。弾性力付与部５２，５３は、荷電粒子線Ｒの下流側から支持ローラ５０，５１を弾性的に付勢している。なお、図面上では弾性力付与部５２，５３を概略的に表わしているが、弾性力付与部５２，５３は、ローラの回転を妨げない周知の構成で支持ローラ５０，５１を支持している。また、弾性力付与部５２，５３又は支持ローラ５０，５１は、Ｚ方向から外れた方向にリーフ板２０を付勢しないように構成されている。
【００５１】
弾性力付与部５２，５３の下流側の端部が接続されるローラ支持部材５４は、例えばブロック状の部材であってもよい。この場合、ブロック状のローラ支持部材５４は、例えば弾性力付与部５２及び支持ローラ５０の一部が入り込む穴部を有し、この穴部の底面に弾性力付与部５２の下流側の端部が接続される構成であってもよい。
【００５２】
また、リーフ板２０の本体部２１において、Ｚ方向で延伸部２２と反対側の位置に固定ローラを設けてもよい。このような固定ローラを設けることにより、本体部２１を精度良く支持することができる。なお、固定ローラではなく、リーフ板２０へ向かって弾性力が付与された支持ローラを設けてもよい。
【００５３】
また、図８に示されるように、リーフ板２０の下流側にもレール状の凸部２０ｄが形成されており、支持ローラ５１の溝５１ａに嵌っている。この構成により、リーフ板２０のＸ方向の位置ずれが抑制される。また、リーフ板２０の凸部２０ｄ及び支持ローラ５１の溝５１ａの各面について公差を狭くとることで、リーフ板２０のＸ方向の位置精度を高めることができる。なお、支持ローラ５１と同様の溝が支持ローラ５０にも形成されている。
【００５４】
また、図８に示されるように、リーフ板２０の表面には、無電解ニッケルメッキによる硬質メッキ層（硬質コーティング層）２４が形成されている。なお、硬質メッキ層２４は、無電解ニッケルメッキ以外の各種メッキによって形成されてもよい。また、メッキに限られず、各種のコーティングにより、リーフ板２０よりも硬質のコーティング層を形成してもよい。
【００５５】
硬質メッキ層２４は、リーフ板２０の表面全てに形成されている。なお、リーフ板２０の表面のうち、固定ローラ４０、４１と接触する上流側の端面、支持ローラ５０，５１と接触する下流側の端面、隣接するリーフ板２０と接触する側面等について部分的に硬質の層を形成してもよい。
【００５６】
次に、以上のとおり構成されたマルチリーフコリメータ１０及び荷電粒子線治療装置１の作用効果について説明する。
【００５７】
本実施形態に係るマルチリーフコリメータ１０によれば、リーフ板２０の先端部２０ｂ側が固定ローラ４０，４１及び支持ローラ５０，５１によって挟むように支持され、支持ローラ５０，５１にリーフ板２０に向かう弾性力が付与されているので、弾性力によってリーフ板２０の先端部２０ｂ側を隙間無く挟持することができる。これにより、ガントリー７が回転してマルチリーフコリメータ１０に加わる重力の向きが変化した場合であっても、リーフ板２０の位置がずれることなく、リーフ板２０の位置精度を向上させることができる。従って、このマルチリーフコリメータ１０によれば、リーフ板２０の位置精度が向上するので、モータ群１３〜１６によって一対のリーフ板群１１，１２が形成する開口Ｔの形状を高精度に設定することができ、荷電粒子線Ｒの照射野を精度良く整形することができる。
【００５８】
また、このマルチリーフコリメータ１０によれば、Ｚ方向でリーフ板２０を挟み込むローラの一方を固定ローラ４０，４１とし、他方を弾性力が付与された支持ローラ５０，５１とすることで、支持ローラ５０，５１が固定ローラ４０，４１に対してリーフ板２０を押し付けて支持する構成となり、固定ローラ４０，４１を基準としてリーフ板２０の位置精度を十分に確保することができる。
【００５９】
更に、このマルチリーフコリメータ１０によれば、並列方向（Ｘ方向）で隣接するリーフ板２０の延伸部２２の延伸長さが異なっているので、各リーフ板２０が互いに干渉することなく、それぞれのモータ３０と接続することができる。
【００６０】
また、このマルチリーフコリメータ１０では、リーフ板２０が並列方向で照射軸Ａの近くに位置するほど長い延伸長さを有し、リーフ板２０の延伸長さが長いほど当該リーフ板２０に接続されたモータ３０は荷電粒子線の上流側にずれて配置されることで、各モータ３０を干渉することなく密集して効率良く配置することができる。更に、このマルチリーフコリメータ１０では、モータ列１３Ａ〜１３ＣがＺ方向から見て重なるように配置されているので、モータ３０を全て一列に並べる場合と比べて、効率良く配置することができる。しかも、このマルチリーフコリメータ１０によれば、複数のリーフ板２０及び複数のモータ３０を照射軸Ａに直交するＸＹ平面内に収容し、照射軸Ａを囲むように配置することで、効率的な配置を実現することができる。従って、このマルチリーフコリメータ１０によれば、マルチリーフコリメータの小型化を図ることができる。
【００６１】
また、このマルチリーフコリメータ１０では、リーフ板２０の表面に硬質メッキ層２４が形成されているので、弾性力が付与された支持ローラ５０，５１がリーフ板２０を押圧すると共にリーフ板２０が固定ローラ４０，４１に押し付けられることで、リーフ板２０の表面に凹みや摩耗が生じることを抑えられるので、リーフ板２０の位置精度を長期間確保することができる。
【００６２】
本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１によれば、上述したマルチリーフコリメータ１０を備えているので、ガントリー３の回転により重力の向きが変わってもリーフ板２０の位置精度を確保することができ、リーフ板群１１，１２が形成する開口Ｔの形状を高精度に設定することで、荷電粒子線Ｒの照射野を患者Ｐの腫瘍Ｆに合わせて精度良く整形することができる
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、マルチリーフコリメータの配置は上述したものに限られない。必ずしも照射軸を中心としてリーフ板群及びモータ群を密集配置させる必要はなく、リーフ板群及びモータ群はＺ方向で異なる高さに配置されていてもよい。また、Ｚ方向に重なる複数のモータ列を設ける必要はなく、モータを一列に並べてもよい。
【００６４】
また、各ローラの数は二個ずつに限られず、一個ずつであってもよく、それぞれ三個以上設けてもよい。Ｚ方向でリーフ板の上流側が弾性力の付与された支持ローラ、下流側が固定ローラであってもよく、上流側及び下流側の何れも弾性力の付与された支持ローラであってもよい。
【００６５】
また、リーフ板の形状は、上述したものに限られず、延伸部はＺ方向ではなくＹ方向に延伸してもよい。また、必ずしもリーフ板の表面に硬質コーティング層を形成する必要はない。
【符号の説明】
【００６６】
１…荷電粒子線治療装置  ２…治療台  ３…ガントリー（架台）  ４…照射部  ４…サイクロトロン  ７…散乱体  １０…マルチリーフコリメータ  １１，１２…リーフ板群  １１Ａ-１１Ｆ…リーフ板セット  １３−１６…モータ群  １３Ａ−１３Ｃ…モータ列（第１の駆動手段列、第２の駆動手段列）  ２０…リーフ板  ２０ａ…基端部  ２０ｂ…先端部  ２０ｃ…凸部  ２０ｄ…凸部  ２１…本体部  ２２…延伸部  ２３…アーム部  ２３ａ…螺合部  ２３ｂ…ガイド部  ２４…硬質メッキ層（硬質コーティング層）  ３０…モータ（駆動手段）  ３０ａ…ボールネジ  ３１…リニアガイド  ４０，４１…固定ローラ（第１の支持ローラ）  ４１ａ…溝  ４２…固定部  ５０，５１…支持ローラ（第２の支持ローラ）  ５１ａ…溝  ５２，５３…弾性力付与部  ５４…ローラ支持部材  Ａ…照射軸  Ｆ…腫瘍（被照射体）  Ｐ…患者  Ｒ…荷電粒子線  Ｔ…開口
【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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