(57)【要約】  走査電磁石から照射対象までのスペースを多く必要とせず、製作が容易なリッジフィルタを用いることができる粒子線治療装置を得ることを目的とする。  真空ダクト（４）内を進行する粒子線を走査して照射対象に照射するための走査電磁石（５）と、真空ダクトから大気中に粒子線を取り出すビーム取り出し窓（７ａ、７ｂ）を備えた照射部（１８）を有する粒子線治療装置において、照射部は、真空ダクトが、走査電磁石よりも照射対象側のフランジ面（４７）で分割可能に設置され、フランジ面よりも照射対象側に設けられた走査式照射法用真空ダクト（６）を、粒子線のビームライン（１）上に重ならないように移動させた場合に、粒子線のビームライン上であって、移動前に走査式照射法用真空ダクトが設置されていた空間にブロードビーム照射法用のリッジフィルタ（４２）を設置可能に構成した。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ダクト内を進行する粒子線を走査して照射対象に照射するための走査電磁石と、上記真空ダクトから大気中に上記粒子線を取り出すビーム取り出し窓を備えた照射部を有する粒子線治療装置において、
上記照射部は、上記真空ダクトが、上記走査電磁石よりも上記照射対象側のフランジ面で分割可能に設置され、上記フランジ面よりも上記照射対象側に設けられた走査式照射法用真空ダクトを、上記粒子線のビームライン上に重ならないように移動させた場合に、上記粒子線のビームライン上であって、移動前に上記走査式照射法用真空ダクトが設置されていた空間にブロードビーム照射法用のリッジフィルタを設置可能に構成されたことを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項２】
上記照射部は、リッジフィルタを上記粒子線のビームライン方向に移動させるリッジフィルタ移動機構を備え、上記走査式照射法用真空ダクトを上記粒子線のビームライン上に重ならないよう移動させた場合に、ブロードビーム照射法用のリッジフィルタを上記フランジ面に近づける方向に移動して設置するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項３】
上記真空ダクトの上記フランジ面よりも上記粒子線の上流側にゲートバルブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項４】
上記走査式照射法用真空ダクトを上記粒子線のビームライン上に重ならないよう移動させた場合に、上記フランジ面に上記ビーム取り出し窓を設置したことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項５】
上記走査式照射法用真空ダクトを、長さの異なる複数個備え、この複数の走査式照射法用真空ダクトを、上記ビームラインに重ならない位置で支持する支持機構と、上記複数の走査式照射法用真空ダクトのうち一の走査式照射法用真空ダクトを、上記支持機構から上記ビームライン上に移動可能とする真空ダクト移動機構とを備えことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項６】
上記照射部を、回転ガントリに搭載したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒子線を照射して癌の治療を行うなど粒子線を応用する粒子線治療装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療装置における照射方法には、大きく分けて、照射対象である患者の患部全体に対してビームを一斉に照射するブロード照射法と、ビームを走査して照射する走査式照射法とがある。ブロードビーム照射法、走査式照射法を実現するためには、その照射方法に適した機器や制御法が必要となる。【０００３】
従来の走査式照射法に用いられる照射装置においては、患者の患部への照射位置精度を高めるために、真空領域や、空気よりも軽いヘリウムなどのガス領域を確保することにより、ビームの散乱を抑え、ビームサイズを小さくする構成が提案されている。真空領域やガス領域を確保する部分は、チェンバ（ビーム輸送チェンバ、ガスチェンバ等）、又はダクト（真空ダクト、バキュームダクト等）などと表現されている。走査式照射法に用いられる照射装置は、スポットサイズの小さいビームを照射するため、照射対象（アイソセンター）までの空気によるビームの散乱を抑える構成とする必要がある。このため、照射位置の直前までを真空領域またはガス領域とし、それらの領域の隔離窓（ビーム取り出し窓）などのビームを散乱させる物質を、照射対象に近い最下流に配置する構成となっている。【０００４】
また、ブロードビーム照射法では、照射装置内には拡大ブラックピーク形成フィルタ、コリメータ、ボーラスといった機器の設置が必要となる。これらの機器を用いてビームのエネルギー分布およびビーム形状を成形し、患部形状に適した粒子線照射野を形成する。ブロードビーム照射法では粒子線を散乱させて照射野を形成するため、スポットサイズを小さく抑える必要がなく、走査式照射法に用いられる照射装置のように、照射装置内での空気による散乱を抑えるために照射対象の直前まで真空ダクトを配置するような構成は必要としない。【０００５】
以上のように、走査式照射法とブロードビーム照射法では、照射装置の構成が異なるため、一つの照射部にて複数の照射方式を実現することは困難であった。それぞれの照射方法には異なる特徴があり、照射部位、患部形状などによって、適した照射方法は異なる。走査式照射法とブロードビーム照射法を実現する構成として、特許文献１では、複数の治療室を設け、一部の治療室に走査式照射法の照射装置を設置し、他の治療室にブロードビーム照射法の照射装置を設置した構成が開示されている。しかし、この方法では、照射方法ごとに照射部が必要となり、システム全体のコストが増大してしまう問題がある。それを解決する構成として、特許文献２では、粒子線の散乱を抑えるためのガスチェンバをビーム進行方向に伸縮式にし、ガスチェンバが縮むことで出現したスペースにブロードビーム照射に必要な機器を挿入するようにして、同一の照射部でブロードビーム照射を可能とする構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２６８０３１号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７３６５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】“Design and construction of a ripple filter for a smoothed depth dose distribution in conformal particle therapy” , Uli Weber and Gerhard Kraft , Phys.Med.Biol .44(1999) 2765-2775
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、ブロードビーム照射法の際に必要となる拡大ブラックピーク形成フィルタ（以後、リッジフィルタと呼ぶ）に関して説明する。リッジフィルタは一般的にアルミや真鍮等で作成された山型の断面形状を持つバーリッジを必要な照射野の寸法に合わせた本数を並べることで構成される。このリッジフィルタは平坦な拡大ブラックピーク領域を得るために、バーリッジの斜面は数百マイクロ〜数十マイクロオーダの精度での加工が要求され、奥行きが長く、高さが高いバーリッジを製作するには加工に非常に時間（＝費用）がかかる。したがって、リッジフィルタの寸法（長さ：Ｌ、高さ：ｈ）は小さいことが望ましく、またバーリッジのピッチ：λは大きいことが望まれる。リッジフィルタの寸法を小さくするには、リッジフィルタ自体をできる限り照射対象から離して配置することが必要となり、また、バーリッジのピッチ：λを大きくするためにも、リッジフィルタは照射対象までの距離を離して配置することが求められる。このような、照射対象までの距離とバーリッジのピッチとの関係は非特許文献１において詳しく述べられている。【０００９】
ここで特許文献２に記載された構成の問題点を述べる。特許文献２に記載された構成では、ガスチェンバの伸縮により作られるスペースにブロードビーム照射法に用いる機器を挿入する構成となっている。しかし、伸縮式のガスチェンバを用いる場合、ガスチェンバの構成上、最大限縮んだ状態でもガスチェンバの占有する領域は０にはならず、ガスチェンバはビームライン上に位置することになる。特許文献２では、この寸法を小さくするために、ガスチェンバをいくつかの節で分割して、下流になるに従って外形が大きくなる円筒状のガスチェンバでの伸縮機構を提案している。しかしながら、ガスチェンバが縮んだ際のビーム方向の長さを小さくするためには、分割する節の数を増やす必要があり、分割数を増やすにつれて、ガスチェンバの外形はビームを通過させるために必要な寸法に比べて大幅に大きくなってしまう欠点がある。このため、ブロードビーム照射に用いる機器を挿入するための機構はガスチェンバとの干渉がない位置に配置する必要があるため、機器の切替に必要な距離が長くなる。この問題は、ガスチェンバの変わりに真空ベローズ等を用いた場合でも同じである。真空ベローズの場合はガスチェンバの場合よりも状況は悪くなると考えられる（真空ベローズの場合、ベローズが縮んでも最大で全長の半分程度である）。【００１０】
上記の理由により、特許文献２のブロードビーム照射時の機器配置では、ガスチェンバの配置スペース分、リッジフィルタの位置は走査電磁石よりも大幅に離れることになる。上述のように、リッジフィルタと照射対象は距離を取る必要があるため、結果として、照射に必要な機器を配置するためのスペースが多く必要となる。【００１１】
本発明は、がん治療などで使用される粒子線治療装置において、一つの照射ノズルで複数の照射法を実現する粒子線治療装置に関わるものであり、以上のような従来の装置の問題点を解消するためになされたもので、走査電磁石から照射対象までのスペースが少なくても、製作が容易なリッジフィルタを用いることができる粒子線治療装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、真空ダクト内を進行する粒子線を走査して照射対象に照射するための走査電磁石と、真空ダクトから大気中に粒子線を取り出すビーム取り出し窓を備えた照射部を有する粒子線治療装置において、照射部は、真空ダクトが、走査電磁石よりも照射対象側のフランジ面で分割可能に設置され、フランジ面よりも照射対象側に設けられた走査式照射法用真空ダクトを、粒子線のビームライン上に重ならないように移動させた場合に、粒子線のビームライン上であって、移動前に走査式照射法用真空ダクトが設置されていた空間にブロードビーム照射法用のリッジフィルタを設置可能に構成したものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に関わる粒子線治療装置は、走査式照射法の機器構成から、ブロードビーム照射法の機器構成へと切替る際に、ブロードビーム照射法において不可欠であるリッジフィルタを走査電磁石近くに設置することが可能となるため、走査電磁石から照射対象までのスペースが少なくても製作が容易なリッジフィルタを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態１による粒子線治療装置の要部である照射部の走査式照射法の場合の構成を示す正面図である。
【図２】本発明を適用する粒子線治療装置の全体構成の一例を示す概略鳥瞰図である。
【図３】本発明の実施の形態１による粒子線治療装置の要部である照射部のブロードビーム照射法の場合の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の形態２による粒子線治療装置の要部である照射部の走査式照射法の場合の構成を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態２による粒子線治療装置の要部である照射部のブロードビーム照射法の場合の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の実施の形態３による粒子線治療装置の要部である照射部の走査式照射法の場合の構成を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態３による粒子線治療装置の要部である照射部の走査式照射法の場合の構成を示す図６のＡ−Ａ位置での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による粒子線治療装置の要部である照射部を示す構成図である。図２は、この発明を適用する粒子線治療装置の全体構成の一例を示す概略鳥瞰図である。図２において、前段加速器１６で発生し前段加速された粒子線は、加速器（シンクロトロン）１４に入射され、必要なビームエネルギーまで加速され、出射デフレクタからビーム輸送部１７に出射され、照射部１８に至り、照射対象である患者の患部に照射される。ビーム輸送部１７は偏向電磁石１２、１３、真空ダクト１５などから構成されている。図１では、偏向電磁石１３の位置で、ビーム輸送系統が分岐され、一方のビーム輸送系統は回転ガントリ１９に接続されている。ビーム輸送部１７の一部と照射部１８ａとは回転ガントリ１９に搭載され、回転ガントリ１９の回転で照射部１８ａの照射方向を変えることができる。分岐された他方のビーム輸送系に接続されている照射部１８ｂは回転ガントリに搭載されていないが、照射部１８ａ、１８ｂの構成は基本的には同一である。ここでは、照射部１８ａ、１８ｂをまとめて照射部１８と称する。
【００１６】
図１は、走査式照射法を実施する場合の構成を示している。図１において、加速器１４から出射された粒子線は、真空ダクト１５内で輸送され、照射部１８では、真空領域を確保する連通した真空ダクト４、および走査式照射法用真空ダクト６を通って、粒子線を取り出すビーム取り出し窓７ａから大気中に取り出されて、照射対象である患部に照射される。図１では、患部の基準位置であるアイソセンタ１１だけを示している。粒子線は、走査電磁石５a、５ｂ（あわせて走査電磁石５とも称する）により照射対象を走査する。照射部１８は、また、ブロードビーム照射法の機器配置の構成に切り替えるため、走査式照射法用真空ダクト６をビームライン１（ビームラインの中心を符号１の一点鎖線で示している。）から退避させる真空ダクト移動機構６０、真空ダクト４の取り合いフランジ面４７、真空ダクト４の、走査電磁石５の直前にて真空領域を分断するためのゲートバルブ４８、粒子線を照射野にあわせて散乱させるための散乱体４１を備えている。さらに、粒子線のブラックピークを深さ方向に広げるためのリッジフィルタ４２、粒子線の飛程を調整するためのレンジシフタ４３なども備えている。ここで、リッジフィルタ４２、レンジシフタ４３はビームライン１と平行な方向に移動可能なように、リッジフィルタ移動機構６１に取り付けられている。
【００１７】
次に動作について説明する。実施の形態１による粒子線治療装置にて、走査式照射法により照射する場合、粒子線はビームの散乱をできる限り抑えて、ビーム照射位置でのビームスポットサイズを小さくするために、ビーム照射位置手前まで真空ダクトを配置する構成とする。この時、散乱体４１は不要であるため、真空ダクト４内でビームライン１横に退避させておく。粒子線が陽子線である照射の場合、走査式照射法においては、リッジフィルタ４２は不要であるが、他の粒子線では、エネルギー幅を若干拡げるためにリッジフィルタを用いる場合がある。例えば、炭素などの重粒子線の場合、ブラックピーク幅は陽子に比べて非常に鋭いため、照射時間を削減するために、１回の走査である程度の深さ幅を照射するようある程度（数ｍｍ）の拡大ブラックピーク（ＳＯＢＰ）を形成するためにリッジフィルタを用いることがある。ただし、この際のリッジフィルタはＳＯＢＰ幅を数ｍｍに拡げるリッジフィルタであって、バーリッジの高さはＳＯＢＰ幅以下で良く、例え配置位置が照射対象から離れていなくても、ブロードビーム用のリッジフィルタよりもはるかに製作が容易なリッジフィルタを用いることができる。また、粒子線の到達深さ（飛程距離）は粒子線のエネルギーで決まるので、エネルギービームの飛程距離を変化させるには粒子線のエネルギーを変化させる必要がある。エネルギーの変化を、加速器のエネルギー調整のみで実施することは、エネルギーの切替に時間を要するという問題がある。このため、粒子線のエネルギーを変化させるために、粒子線のエネルギーを低減させるレンジシフタを使用する場合がある。レンジシフタで粒子線が散乱することを考えると、レンジシフタはできるだけ下流側、つまり、照射対象にできるだけ近い位置に配置することが望ましい。したがって、走査式照射法においてリッジフィルタ４２やレンジシフタ４３を用いる場合、図１のような配置が好ましい。
【００１８】
次に、走査式照射法から、ブロードビーム照射法に切り替える場合を説明する。図３に、図１に示した照射部において、走査式照射法からブロードビーム照射法に切り替えた照射部の状態を示す。走査式照射法ではビームスポットサイズが拡がらないよう、照射位置近くまで走査式照射法用真空ダクト６を配置する構成としていた。一方、ブロードビーム照射法では、粒子線のエネルギー幅を大きく拡げる必要があり、そのためのリッジフィルタ４２は、照射対象から離れた位置に配置する必要がある。本実施の形態１による粒子線治療装置においては、走査電磁石５の下流の走査式照射法用真空ダクト６をすべて取り外して、ビームライン１上から退避させることで、大きいスペースを確保できるようにしている。
【００１９】
図１において、走査式照射法用真空ダクト６は、走査電磁石５の下流のフランジ面４７にて真空ダクト４から切り離すことが可能な構成となっている。また、走査式照射法用真空ダクト６をフランジから取り外した際に、走査式照射法用真空ダクト６を受ける駆動ベースと駆動レールを備えた真空ダクト移動機構６０により、走査式照射法用真空ダクト６をスライドさせて、ビームライン１上から、容易にビームライン１に重ならない位置に退避させる構成となっている。
【００２０】
走査式照射法用真空ダクト６を取り外した後、真空ダクト取り合いフランジ面４７は真空の最終面となるため、図３に示すように、このフランジ面４７にビーム取り出し窓７ｂを取り付ける。走査式照射法用真空ダクト６を、真空ダクト移動機構６０によりスライドさせることでできたスペースに、リッジフィルタ４２をリッジフィルタ移動機構６１により、フランジ面４７に近づける方向に移動してビーム取り出し窓７ｂの直下まで上昇させて設置する。このとき、リッジフィルタ４２は、走査式照射法用から、ブロードビーム照射法用に取り換える。また、レンジシフタ４３も必要に応じて上下させ、必要に応じてボーラス４４、患者コリメータ４５を装着する。また、走査式照射法のときにはビームライン１から退避させていた散乱体４１をビームライン１上に移動させる。これらにより、ブロードビーム照射が可能となる。ボーラス４４、患者コリメータ４５はレンジシフタ４３の下面に挿入用のホルダーをレールなどで取りつける構成としておくことで、容易に設置可能である。また、リッジフィルタ４２、レンジシフタ４３の挿入は、エアもしくはモータでの直進駆動機構もしくは回転駆動機構を用いることで実現可能である。また、上記では走査式照射法用真空ダクト６の退避はスライド式による構成としたが、回転式の支持機構を設けて、フランジと挿入スペースを支持機構の回転によって切替える方法でも実現可能である。
【００２１】
走査式照射法用真空ダクト６より粒子線の上流側に真空の分離面がなく、走査式照射法用真空ダクト６が上流から連通している場合、走査式照射法用真空ダクト６を取り外すことで、ビーム輸送系のすべての真空が破られることになる。この場合、真空度を上げる作業に時間がかかってしまうため、走査電磁石５の直ぐ上流側にゲートバルブ４８を配置するのが好ましい。ゲートバルブ４８の位置は、走査電磁石５の直ぐ下流側であっても良い。走査式照射法用真空ダクト６を取外す際は、ゲートバルブ４８を閉めることにより、真空度への影響はゲートバルブ４８より下流側のみに抑える事が出来る。この際、ゲートバルブ４８が最終のビーム取り出し窓の役割を兼ねる構成にすれば、ビーム取り出し窓７ｂを新たに取り付ける必要性がなくなり、切替えをより短時間で実施することが可能となる。
【００２２】
以上のように、本実施の形態１によれば、ブロードビーム照射法のときには、走査式照射法のときに用いる走査式照射法用真空ダクト６を、ビームが通過するビームライン１に重ならないよう退避させ、空いた空間にリッジフィルタ４２をビームライン方向に移動させて配置するようにしたため、リッジフィルタ４２を照射対象から離れた位置に配置でき、照射部全体がコンパクトにできるとともに、製作容易なリッジフィルタを用いることができる効果がある。
【００２３】
実施の形態２．
図４および図５は、この発明の実施の形態２による粒子線治療装置の要部である照射部の部分を示す構成図である。図４は、実施の形態２による粒子線治療装置において、走査式照射法を実施する場合の構成を示している。実施の形態１では、走査式照射法においてもリッジフィルタを使用する構成であった。走査式照射法により照射する場合、粒子線はビームの散乱をできる限り抑えて、ビーム照射位置でのビームスポットサイズを小さくするために、図４のようにビーム照射位置手前まで真空ダクトを配置する構成とする場合が多い。この時、散乱体４１、リッジフィルタ４２、レンジシフタ４３などは不要であるため、ビームライン１に重ならないように退避している。
【００２４】
次に、本実施の形態２において、走査式照射法の機器構成から、ブロードビーム照射法の機器構成に切り替える際の方法に関して記載する。走査式照射法ではビームスポットサイズを小さくするために、照射位置直前まで真空ダクトを配置する構成としていたが、この構成の場合、ブロードビーム照射法で使用するリッジフィルタ等を配置するためのスペースがない。図４で示す走査式照射法用真空ダクト６の配置のままリッジフィルタ等を配置する場合は、走査式照射法用真空ダクト６の下流（照射位置手前）のスペースとなり、照射対象までの距離が短く、この距離で使用できるリッジフィルタは製作が困難となる。特許文献２ではガスチェンバを収縮させることで装置の配置スペースを設けていたが、本実施の形態２では、走査電磁石５の下流の走査式照射法用真空ダクト６を取り外して、ビームライン１上から退避させることで、特許文献２よりもはるかに大きいスペースを確保する構成としている。
【００２５】
図４において、走査式照射法用真空ダクト６は走査電磁石５の下流のフランジ面４７にて、真空ダクト４から分離することが可能な構成となっている。また、走査式照射法用真空ダクト６をフランジから取り外した際に、真空ダクトを受ける駆動ベースと駆動レールを備えた真空ダクト移動機構６０により、走査式照射法用真空ダクト６をスライドによりビームライン１上から、容易にビームライン１に重ならない位置に退避させる構成となっている。
【００２６】
図５は、本実施の形態２において、ブロードビーム照射法へ切り替わった後の構成を示している。走査式照射法用真空ダクト６を取り外した後、真空ダクト取り合いフランジ面４７は真空の最終面となるため、このフランジ面にビーム取り出し窓７ｂを取り付ける。走査式照射法用真空ダクト６をスライドさせることでできた空間に、リッジフィルタ４２、レンジシフタ４３を挿入させる。また、走査式照射法のときにはビームライン１から退避させていた散乱体４１をビームライン１上に移動させる。さらに、ノズル前面に必要に応じてボーラス４４、患者コリメータ４５を装着することで、ブロードビーム照射が可能となる。ボーラス４４、患者コリメータ４５はレンジシフタ４３の下面に挿入用のホルダーをレールなどで取りつける構成としておくことで、容易に設置可能である。また、リッジフィルタ４２、レンジシフタ４３の挿入は、エアもしくはモータでの直進駆動機構もしくは回転駆動機構を用いることで実現可能である。また、上記では走査式照射法用真空ダクト６の退避方法をスライド式としたが、回転式の支持機構を設けて、フランジと挿入スペースを支持機構の回転によって切替える方法でも実現可能である。
【００２７】
以上のように、本実施の形態２によれば、ブロードビーム照射法のときには、走査式照射法のときに用いる走査式照射法用真空ダクト６を、ビームが通過するビームライン１から退避させ、空いた空間にリッジフィルタ４２を挿入して配置するようにした。このため、リッジフィルタ４２を照射対象から離れた位置に配置でき、照射部全体がコンパクトにできるとともに、製作容易なリッジフィルタを用いることができる効果がある。
【００２８】
実施の形態３．
図６および図７は、この発明の実施の形態３による粒子線治療装置の要部である照射部を示す構成図である。図７は、図６のＡ−Ａ位置での断面を示す図である。実施の形態１や実施の形態２の構成では、走査式照射法の場合、最終のビーム取り出し窓位置は走査式照射法用真空ダクト６の長さによって決まってくるため、ビーム取り出し窓位置を照射対象の大きさに合わせて調整することはできない。しかし。走査式照射法の場合、スポットサイズをできるだけ小さくするために、ビーム取り出し窓位置はできる限り照射対象に近づけることが望ましい。実施の形態３はビーム取り出し窓の高さを変更することが可能な構成を実現したものである。
【００２９】
図６および図７を用いて、実施の形態３による粒子線治療装置の照射部を説明する。実施の形態３は異なる長さの複数の走査式照射法用真空ダクト６ａ、６ｂ、６ｃを保持するための回転円盤型真空ダクト支持機構６２を備えることに特徴がある。まず、図６および図７においてビームライン１上に取り付けられている走査式照射法用真空ダクト６ａを取り外し、真空ダクト移動機構６３によりスライド移動させて、ビームライン１に重ならない位置で走査式照射法用真空ダクト６ａを支持する支持機構である回転円盤型真空ダクト支持機構６２の空きスペースに退避させる。その後、回転円盤型真空ダクト支持機構６２を回転させ、走査式照射法用真空ダクト６ａとは長さの異なる、例えば走査式照射法用真空ダクト６ｂが設置可能な角度に設定する。この設定で、真空ダクト移動機構６３により、長さの異なる走査式照射法用真空ダクト６ｂを、ビームライン１上に移動させることができる。走査式照射法用真空ダクト６ｂを真空ダクト取り合いフランジ面４７に取り付けることで、ビーム取り出し窓７ａの高さを変更することが可能となる。図７では３種類の真空ダクトを配置する場合を記載したが、回転円盤の寸法を大きくすることで、変更可能な長さの種類を増やすことが可能である。また、実施の形態１で説明したリッジフィルタ移動機構６１を備えることで、ビーム取り出し窓の高さを変更後に、リッジフィルタ、レンジシフタをビーム取り出し窓の高さにあわせて位置を変更することが可能となる。
【００３０】
本実施の形態３では、ビームライン１に重ならない位置で複数の走査式照射法用真空ダクトを支持する支持機構として回転円盤方式を記載した。その他にも、ビームライン１に重ならない位置で複数の走査式照射法用真空ダクトを支持する支持機構として、真空ダクト移動機構の退避側に複数の分岐点を設ける構成、または、真空ダクトをビームライン１方向に分割できる構造にして、分割単位ごとに真空ダクト移動機構を持たせる構成にすることでも、上記同様に真空ダクトの長さ変更は可能である。
【００３１】
実施の形態４．
図１に示した回転ガントリ１９に搭載されている照射部１８ａとして、上記実施の形態１〜３で説明した照射部１８を適用することができる。粒子線の照射は、一般的に回転ガントリは停止した状態で行う。回転ガントリに、実施の形態１〜３で説明した照射部１８を搭載した場合、真空ダクトの移動作業はガントリ角度０度（照射部が垂直に配置される角度）にて実施することが作業性の観点から好ましい。
【符号の説明】
【００３２】
１：ビームライン                      ４、１５：真空ダクト
６、６ａ、６ｂ、６ｃ：走査式照射法用真空ダクト
５、５ａ、５ｂ：走査電磁石            ７ａ、７ｂ：ビーム取り出し窓
１１：アイソセンタ                    １２、１３：偏向電磁石
１４：加速器                          １７：ビーム輸送部
１８、１８ａ、１８ｂ：照射部          １９：回転ガントリ
４１：散乱体                          ４２：リッジフィルタ
４３：レンジシフタ                    ４４：ボーラス
４５：患者コリメータ                  ４７：フランジ面
４８：ゲートバルブ                    ６０、６３：真空ダクト移動機構
６１：リッジフィルタ移動機構
６２：回転円盤型真空ダクト支持機構
【図１】
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【図２】
2013011583.tif 000004
【図３】
2013011583.tif 000005
【図４】
2013011583.tif 000006
【図５】
2013011583.tif 000007
【図６】
2013011583.tif 000008
【図７】
2013011583.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成25年9月12日(2013.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ダクト内を進行する粒子線を走査して照射対象に照射するための走査電磁石と、上記真空ダクトから大気中に上記粒子線を取り出すビーム取り出し窓を備えた照射部を有する粒子線治療装置において、
上記照射部は、上記真空ダクトが、上記走査電磁石よりも上記照射対象側のフランジ面で分割可能に設置され、上記フランジ面よりも上記照射対象側に走査式照射法用真空ダクトが設けられた場合に、上記走査式照射法用真空ダクトよりも上記照射対象側に走査式照射法用のリッジフィルタが設置され、上記走査式照射法用真空ダクトを上記粒子線のビームライン上に重ならないように移動させた場合に、上記走査式照射法用のリッジフィルタを取り外すとともに、上記粒子線のビームライン上であって、移動前に上記走査式照射法用真空ダクトが設置されていた空間にブロードビーム照射法用のリッジフィルタを設置可能に構成されたことを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項２】
上記照射部は、リッジフィルタを上記粒子線のビームライン方向に移動させるリッジフィルタ移動機構を備え、上記走査式照射法用真空ダクトを上記粒子線のビームライン上に重ならないよう移動させた場合に、上記リッジフィルタ移動機構に取り付けられた上記走査式照射法用のリッジフィルタに換えて、上記ブロードビーム照射法用のリッジフィルタを上記リッジフィルタ移動機構に取り付けて、上記ブロードビーム照射法用のリッジフィルタを上記フランジ面に近づける方向に移動して設置するよう構成されたことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項３】
上記真空ダクトの上記フランジ面よりも上記粒子線の上流側にゲートバルブを設けたことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項４】
上記走査式照射法用真空ダクトを上記粒子線のビームライン上に重ならないよう移動させた場合に、上記フランジ面に上記ビーム取り出し窓を設置したことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項５】
上記走査式照射法用真空ダクトを、長さの異なる複数個備え、この複数の走査式照射法
用真空ダクトを、上記ビームラインに重ならない位置で支持する支持機構と、上記複数の走査式照射法用真空ダクトのうち一の走査式照射法用真空ダクトを、上記支持機構から上記ビームライン上に移動可能とする真空ダクト移動機構とを備えことを特徴とする請求項１に記載の粒子線治療装置。
【請求項６】
上記照射部を、回転ガントリに搭載したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の粒子線治療装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
この発明は、真空ダクト内を進行する粒子線を走査して照射対象に照射するための走査電磁石と、真空ダクトから大気中に粒子線を取り出すビーム取り出し窓を備えた照射部を有する粒子線治療装置において、照射部は、真空ダクトが、走査電磁石よりも照射対象側のフランジ面で分割可能に設置され、フランジ面よりも照射対象側に走査式照射法用真空ダクトが設けられた場合に、走査式照射法用真空ダクトよりも照射対象側に走査式照射法用のリッジフィルタが設置され、走査式照射法用真空ダクトを、粒子線のビームライン上に重ならないように移動させた場合に、走査式照射法用のリッジフィルタを取り外すとともに、粒子線のビームライン上であって、移動前に走査式照射法用真空ダクトが設置されていた空間にブロードビーム照射法用のリッジフィルタを設置可能に構成したものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による粒子線治療装置の要部である照射部を示す構成図である。図２は、この発明を適用する粒子線治療装置の全体構成の一例を示す概略鳥瞰図である。図２において、前段加速器１６で発生し前段加速された粒子線は、加速器（シンクロトロン）１４に入射され、必要なビームエネルギーまで加速され、出射デフレクタからビーム輸送部１７に出射され、照射部１８に至り、照射対象である患者の患部に照射される。ビーム輸送部１７は偏向電磁石１２、１３、真空ダクト１５などから構成されている。図２では、偏向電磁石１３の位置で、ビーム輸送系統が分岐され、一方のビーム輸送系統は回転ガントリ１９に接続されている。ビーム輸送部１７の一部と照射部１８ａとは回転ガントリ１９に搭載され、回転ガントリ１９の回転で照射部１８ａの照射方向を変えることができる。分岐された他方のビーム輸送系に接続されている照射部１８ｂは回転ガントリに搭載されていないが、照射部１８ａ、１８ｂの構成は基本的には同一である。ここでは、照射部１８ａ、１８ｂをまとめて照射部１８と称する。
【国際調査報告】
2013011583.tif 000010
2013011583.tif 000011