(57)【要約】      （修正有）【課題】荷電粒子ビームを標的に照射する粒子治療装置を提供する。【解決手段】粒子ビーム１５をガントリのアイソセンターに向けて最終ビーム方向に一致させるように構成しているアイソセンター回転式ガントリ３、最終ビーム方向に平行な主磁場Ｂｏを発生させるように構成した磁気共鳴撮像システム５、及び磁気共鳴撮像システムを包囲する受動磁気シールド７が備えられ、受動磁気シールド及び磁気共鳴撮像システムは全て、軸Ｙを軸としてガントリと同期して回転可能である。【選択図】図２
2018061838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標的（１３）に荷電粒子ビーム（１５）を照射するための粒子治療装置（１）であって、前記装置には：
‐前記荷電粒子ビーム（１５）を発生させる粒子加速器；
‐軸Ｙを軸として回転するように構成し、ビーム経路に沿って配置した複数の屈曲磁石を備えるアイソセンターガントリ（３）であって、前記複数の磁石は第１屈曲磁石及び最終屈曲磁石（２１）を含み、前記第１屈曲磁石は軸Ｙに沿って前記粒子ビーム（１５）を受け取り、前記粒子ビーム（１５）を屈曲させて軸Ｙから逸らすように構成しており、前記最終屈曲磁石（２１）は前記粒子ビーム（１５）を屈曲させて前記ガントリ（３）のアイソセンターに向けて最終ビーム方向に一致させるように構成している；
‐自由空隙によって隔てられ、ガントリのアイソセンター（１９）のそれぞれ反対側に配置した第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）を備える磁気共鳴撮像システム（５）であって、前記第１主磁石ユニット（９）は前記ガントリ（３）の前記最終屈曲磁石（２１）に最も近接したユニットであり、前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）は、前記ガントリのアイソセンター（１９）において前記最終ビーム方向に平行な主磁場（Ｂｏ）を共に形成するように構成している；
が備えられ、
前記装置（１）には更に、前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）を包囲する受動磁気シールド（７）が備えられ、前記受動磁気シールド（７）の一部は前記ガントリ（３）の前記最終屈曲磁石（２１）と前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１主磁石ユニット（９）との間に配置され、前記受動磁気シールド（７）の前記一部には、前記粒子ビーム（１５）が通過して前記ガントリのアイソセンター（１９）に到達することを可能にする通路を画定する第１貫通孔（２７）が備えられ、更に、前記受動磁気シールド（７）ならびに前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）は全て、軸Ｙを軸として前記ガントリ（３）と同期して回転可能であることを特徴とする粒子治療装置（１）。
【請求項２】
前記最終ビーム方向は軸Ｙに垂直な方向であることを特徴とする請求項１に記載の粒子治療装置。
【請求項３】
前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）は前記受動磁気シールドに固定し、また／あるいは前記受動磁気シールド（７）は前記ガントリ（３）に固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項４】
前記受動磁気シールド（７）は、磁気共鳴撮像システム（５）の磁場及び／又は前記ガントリ（３）の磁石の磁場により飽和しないように設計していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項５】
前記装置（１）には更に、ビーム経路に沿って配置され、前記標的（１３）上で粒子ビームを走査するように構成した少なくとも１つの走査磁石が備えられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項６】
前記少なくとも１つの走査磁石は前記第１屈曲磁石と前記最終屈曲磁石（２１）との間で前記ガントリ（３）上に配置することを特徴とする請求項５に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項７】
前記受動磁気シールド（７）には前記最終ビーム方向に沿って前記第１貫通孔（２７）に対向する第２貫通孔（２９）が備えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項８】
前記受動磁気シールド（７）には、軸が軸Ｙに平行又は一致し、患者がそこを通過できるような寸法の第３貫通孔（３３）が備えられることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項９】
前記受動磁気シールド（７）は強磁性材料の少なくとも１つのヨークから成り、好みに応じて前記ヨークは平行六面体形状であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１０】
前記第１貫通孔（２７）の直径は１０ｃｍ〜５０ｃｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１１】
前記粒子ビーム（１５）は陽子又はイオンから選択される荷電粒子のビームであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１２】
前記粒子加速器はサイクロトロン又はシンクロトロンであることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１３】
前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）はそれぞれ超電導電磁石から成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１４】
前記ガントリ（３）のアイソセンターは前記磁気共鳴撮像システム（５）の画像中心（１９）と一致することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の粒子治療装置（１）。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載の、前記荷電粒子ビーム（１５）を前記標的（１３）に照査する前記粒子治療装置（１）における前記受動磁気シールド（７）の使用であって、前記装置（１）には：
‐前記荷電粒子ビームを発生させる粒子加速器；
‐軸Ｙを軸として回転するように構成し、ビーム経路に沿って配置した前記複数の屈曲磁石を備える前記アイソセンターガントリ（３）であって、前記複数の磁石は前記第１屈曲磁石及び前記最終屈曲磁石（２１）を含み、前記第１屈曲磁石は軸Ｙに沿って前記粒子ビーム（１５）を受け取り、前記粒子ビーム（１５）を屈曲させて軸Ｙから逸らすように構成しており、前記最終屈曲磁石（２１）は前記粒子ビーム（１５）を屈曲させて前記ガントリ（３）の前記アイソセンターに向けて前記最終ビーム方向に一致させるように構成している；
‐自由空隙によって隔てられ、前記ガントリのアイソセンター（１９）のそれぞれ反対側に配置した前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）を備える磁気共鳴撮像システム（５）であって、前記第１主磁石ユニット（１９）は前記ガントリ（３）の前記最終屈曲磁石（２１）に最も近接したユニットであり、前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）は、前記ガントリのアイソセンター（１９）において前記最終ビーム方向に平行な前記主磁場（Ｂｏ）を共に形成するように構成している；
が備えられ、
前記受動磁気シールド（７）は前記磁気共鳴撮像システムの前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）を包囲するように構成し、それにより前記受動磁気シールド（７）の一部は前記ガントリ（３）の前記最終屈曲磁石（２１）と前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１主磁石ユニット（９）との間に配置され、前記受動磁気シールド（７）の前記一部には、前記粒子ビーム（１５）が通過して前記ガントリのアイソセンター（１９）に到達することを可能にする通路を画定する前記第１貫通孔（２７）が備えられ、更にその使用には、前記受動磁気シールド（７）ならびに前記磁気共鳴撮像システム（５）の前記第１及び第２主磁石ユニット（９）及び（１１）を備えることが含まれ、これらは全て軸Ｙを軸として前記ガントリ（３）と同期して回転可能であることを特徴とする使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療目的の荷電粒子ビームを標的に照射し、標的を撮像するための磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の粒子治療装置は、陽子などのエネルギー性荷電粒子のビームで患者の標的体積を照射することを可能にする。患者上で移動している間、荷電粒子ビームはエネルギーを喪失し、粒子ビームのエネルギーの大部分はブラッグピークと呼ばれるビーム経路の端部に堆積する。これにより、周囲の組織に送達されるエネルギーの線量を最小限に抑えながら、標的体積中には高線量のエネルギーを正確に送達することが可能になる。高線量のエネルギーが送達されると、細胞のＤＮＡが損傷し、細胞が死滅したり、細胞の繁殖が停止する。従って、癌細胞は特にＤＮＡに対する攻撃に対して脆弱であるため、荷電粒子療法は癌治療の分野で利用されている。
【０００３】
公知の荷電粒子治療の欠点の１つに、標的にビームを照射する過程で呼吸運動など患者の小さな動きさえも送達線量の著しい偏差を招く可能性がある。従って、標的を追跡し、ビームを臓器の動き及び標的に合わせるために実時間撮像を利用することが望ましい。利用可能な実時間撮像システムの１つは、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）システムである。
【０００４】
ＭＲＩシステムを備えるこのような粒子治療装置は、従来技術や、例えば特許文献１から公知である。この文献は、粒子ビームを屈曲させてガントリの回転軸に垂直な方向で標的に（アイソセンターに）向ける複数の屈曲磁石を備える従来の回転式ガントリを設けた粒子治療装置を開示している。当該ＭＲＩシステムは、主磁場（Ｂｏ）の方向がガントリの回転軸の方向と同一になるように配置し、当該方向は一般的に、患者を快適にするために水平方向になるように選択し、患者はこれにより粒子治療装置内で水平に配置可能となる。
【０００５】
また、特許文献２から公知であるものは、ＭＲＩシステムの主磁場が垂直方向にあり、固定されたビームラインと繋がっている粒子治療装置であり、ここでは、ビームがＭＲＩシステムの上部の開口部を通過してＭＲＩシステムに入射する。この配置により、荷電粒子の経路に対するＭＲＩ磁石の磁場の影響が低減される。検体支持部は治療装置の操作中の回転運動に合わせる。
【０００６】
特許文献３は、治療ビーム、及び治療ビームに平行に配置した磁場を発生させる粒子治療装置を記載しており、ここでは標的は治療ビームに沿って配置している。治療ビームは陽子ビームとすることが可能であり、磁場はＭＲＩシステムから得られる。磁場は治療ビームの動作と連携して動作し、当該ビームを狭小化する。当該治療ビームと当該磁場の両方を発生させる装置は、当該標的に対して回転するように構成することが可能である。この文献はインライン設計アプローチの利用を開示している。
【０００７】
先行技術から公知の装置によって良好な結果が既に得られているにもかかわらず、このような実時間撮像システムを備える粒子治療装置の性能を改善する必要性が依然として存在する。例えば、標的体積内に高線量のエネルギーをより正確に送達するためには、粒子ビームを更に狭小化する必要がある。粒子治療装置と、小型化したＭＲＩシステムとを統合した効率的な装置も必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１５／１９７４７５号
【特許文献２】欧州特許第２１９６２４１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１０／０２３９０６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的の１つは、従来技術の欠点の少なくとも１つに解決策を提供することである。特に、本発明の目的は、従来技術の欠点の少なくとも１つに小型化の解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の態様によれば、本発明は、標的に荷電粒子ビームを照射するための粒子治療装置に関するものであり、当該装置には：
‐荷電粒子ビームを発生させる粒子加速器；
‐軸Ｙを軸として回転するように構成し、ビーム経路に沿って配置した複数の屈曲磁石を備えるアイソセンターガントリであって、当該複数の磁石は第１屈曲磁石及び最終屈曲磁石を含み、第１屈曲磁石は軸Ｙに沿って粒子ビームを受け取り、粒子ビームを屈曲させて軸Ｙから逸らすように構成しており、最終屈曲磁石は粒子ビームを屈曲させてガントリのアイソセンターに向けて最終ビーム方向に一致させるように構成している；
‐自由空隙によって隔てられ、ガントリのアイソセンターのそれぞれ反対側に配置した第１及び第２主磁石ユニットを備える磁気共鳴撮像システムであって、第１主磁石ユニットはガントリの最終屈曲磁石に最も近接したユニットであり、当該第１及び第２主磁石ユニットは、ガントリのアイソセンターにおいて最終ビーム方向に平行な主磁場（Ｂｏ）を共に形成するように構成している；
が備えられ、
当該装置には更に、磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニットを包囲する受動磁気シールドが備えられ、受動磁気シールドの一部はガントリの最終屈曲磁石と磁気共鳴撮像システムの第１主磁石ユニットとの間に配置され、受動磁気シールドの上記一部には、粒子ビームが通過してガントリのアイソセンターに到達することを可能にする通路を画定する第１貫通孔が備えられ、更に、受動磁気シールドならびに磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニットは全て、軸Ｙを軸としてガントリと同期して回転可能である。
【００１１】
好みに応じて、本発明の装置又はその実施形態を更に定義するために以下の特徴の１つ以上を利用することが可能である。
‐最終ビーム方向は軸Ｙに垂直な方向である。
‐ＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石ユニットならびに／又は受動磁気シールドは、ガントリを回転させたときにガントリと同期して回転するようにガントリに固定する。
‐第１及び第２主磁石ユニットを受動磁気シールドに固定し、また／あるいは受動磁気シールドをガントリに固定する。
‐装置には更に、ビーム経路に沿って‐好ましくはガントリの第１屈曲磁石と最終屈曲磁石との間で‐ガントリ上に配置し、標的上で粒子ビームを走査するように構成した少なくとも１つの走査磁石が備えられる。
‐装置には更に、ビーム経路に沿って配置され、標的上で粒子ビームを走査するように構成した少なくとも１つの走査磁石が備えられる。
‐粒子ビームは、陽子又はイオンから選択した荷電粒子のビームである。
‐粒子加速器はサイクロトロン又はシンクロトロンである。
‐磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニットはそれぞれ超伝導電磁石を備える。
‐ガントリのアイソセンターは、磁気共鳴撮像システムの撮像中心と一致する。
【００１２】
好みに応じて、本発明に従った受動磁気シールドを更に定義するために以下の特徴の１つ以上を利用することが可能である：
‐受動磁気シールドは、磁気共鳴撮像システムの磁場及び／又はガントリの磁石（屈曲磁石及び／又は走査磁石）の磁場により飽和しないように設計している。
‐受動磁気シールドは、磁気共鳴撮像システムの磁場ならびに／又はガントリの走査磁石及び屈曲磁石の両方の磁場により飽和しないように設計している。
‐受動磁気シールドには最終ビーム方向に沿って第１貫通孔に対向する第２貫通孔が備えられる。
‐受動磁気シールドには、軸が軸Ｙに平行又は一致し、患者がそこを通過できるような寸法の第３貫通孔が備えられる。
‐受動磁気シールドにはＹ軸に沿って第３貫通孔に対向する第４貫通孔が備えられる。
‐受動磁気シールドは強磁性材料の少なくとも１つのヨークから成る。
‐上記ヨークは平行六面体形状である。
‐第１貫通孔の直径は１０ｃｍ〜５０ｃｍの範囲にある。
【００１３】
第２の態様によれば、本発明は、第１の態様に従って定義した荷電粒子ビームを標的に照射する治療装置における受動磁気シールドの使用に関するものであり、当該装置には：
‐荷電粒子ビームを発生させる粒子加速器；
‐軸Ｙを軸として回転するように構成し、ビーム経路に沿って配置した複数の屈曲磁石を備えるアイソセンターガントリであって、当該複数の磁石は第１屈曲磁石及び最終屈曲磁石を含み、第１屈曲磁石は軸Ｙに沿って粒子ビームを受け取り、粒子ビームを屈曲させて軸Ｙから逸らすように構成しており、最終屈曲磁石は粒子ビームを屈曲させてガントリのアイソセンターに向けて最終ビーム方向に一致させるように構成している；
‐自由空隙によって隔てられ、ガントリのアイソセンターのそれぞれ反対側に配置した第１及び第２主磁石ユニットを備える磁気共鳴撮像システムであって、第１主磁石ユニットはガントリの最終屈曲磁石に最も近接したユニットであり、当該第１及び第２主磁石ユニットは、ガントリのアイソセンターにおいて最終ビーム方向に平行な主磁場（Ｂｏ）を共に形成するように構成している；
が備えられ、
受動磁気シールドは磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニットを包囲するように構成し、それにより受動磁気シールドの一部はガントリの最終屈曲磁石と磁気共鳴撮像システムの第１主磁石ユニットとの間に配置され、受動磁気シールドの上記一部には、粒子ビームが通過してガントリのアイソセンターに到達することを可能にする通路を画定する第１貫通孔が備えられ、更にその使用には、受動磁気シールドならびに磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニットを備えることが含まれ、これらは全て軸Ｙを軸としてガントリと同期して回転可能である。
【００１４】
本発明に従った装置及び使用は先行技術の装置及び使用に小型化の解決策を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施形態に従った本発明の装置の一部を示す図である。
【図２】図１の装置の一部を示す断面図である。
【図３】本発明の好ましい実施形態に従った装置の一部を示す透視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
これらの図は縮尺通りに描いている訳でも正確な比率でもない。全般的に、類似又は同一の構成要素はこれらの図面において同一の参照番号によって示している。
【００１７】
本発明の目的では、本明細書で使用している用語「備える」（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ  ｏｆ」）は「含む」（「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ」又は「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｓ」）と同義であり、包括的かつ非限定的であり、追加的な参照していない部材、構成要素又は方法工程を排除するものではない。用語「備える」（「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ  ｏｆ」）はまた、「から成る」（「ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ」）も包含する。
【００１８】
エンドポイントによる数値範囲の列挙には、それぞれの範囲内に包含される全ての数及び分数、ならびに列挙したエンドポイントが包含される。
【００１９】
１つ以上の実施形態において、本開示から当業者に明らかであるように、特定の特徴、構造、特性又は実施形態は任意の適切な方法で組み合わせてもよい。
【００２０】
治療目的の荷電粒子ビームを標的に照射するための粒子治療装置は先行技術から一般に広く知られており、例えば予想される特定の治療用としてビームを形成し、また／あるいはそのエネルギー及び／又はその強度を改変するために、荷電粒子ビームを発生させる粒子加速器、粒子ビームを粒子加速器から照射標的へと移送するビーム移送システム、及び様々な他のサブシステムを備える。標的は例えば、患者体内の腫瘍などの疾患部位であってよい。従って、以下で使用される用語「標的」はこのような腫瘍も患者自身も意味する場合がある。
【００２１】
次に、本発明の例示的な実施形態に従った粒子治療装置１の一部を示す図１を参照する。当該装置には、荷電粒子ビームを発生させるための粒子加速器（明確化の図示なし）、図示した直交するＸＹＺ基準軸の軸Ｙを軸として回転可能なアイソセンターガントリ３、及び粒子が粒子加速器から粒子ビームの入口点に向かい、ガントリビームラインへと抽出される粒子ビーム移送用のビーム移送システム（明確化の図示なし）の一部が備えられる。この場合、粒子ビームは、ガントリの回転軸Ｙと平行又は一致するガントリビームラインに入射する。ガントリのどのような回転角度でも最終屈曲磁石から放出される粒子ビームは全て、「アイソセンター」と呼ばれる同一の点で交差するため、回転式ガントリ３はアイソセントリックと言い、以下、ガントリのアイソセンターと称することもある。実際、よく知られているように、システムの重量が大きく、機械的に不完全であるため、アイソセンターは厳密には単一点と言うよりは小さな球である。図１では、アイソセンターはＸＹＺ基準軸の原点である。
【００２２】
好ましくは、ガントリ３は、少なくとも１８０°、より好ましくは最大３６０°の角度範囲にわたって回転可能である。
【００２３】
回転可能なガントリ３には、ビーム経路に沿った配列で配置され、第１屈曲磁石及び最終屈曲磁石を含む複数の屈曲磁石が備えられ、これらを支持している。上記配列の第１屈曲磁石は、軸Ｙに沿って粒子ビームを受け取り、粒子ビームを屈曲させて軸Ｙから逸らすように構成している。上記配列の最終屈曲磁石は、粒子ビームを屈曲させてアイソセンターに向けるように構成している。上記配列には、第１屈曲磁石と最終屈曲磁石との間でビーム経路に沿ってガントリ上に配置した１つ以上の他の屈曲磁石が含まれてもよい。
【００２４】
本発明によれば、当該装置は更に、第１主磁石ユニット９及び第２主磁石ユニット１１を設けた磁気共鳴撮像システム５を備える。第１及び第２主磁石ユニットは自由空隙によって隔てられ、ガントリのアイソセンターのそれぞれ反対側に配置している。好ましくは、第１及び第２主磁石ユニットはガントリのアイソセンターに対して対称に配置する。第１主磁石ユニット９は、ガントリ３の最終屈曲磁石に最も近接させて設置するユニットである。図２で更に明確に示されているように、第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は、ガントリのアイソセンターで最終ビーム方向に平行な主磁場（Ｂｏ）を共に形成するように配置及び構成している。
【００２５】
本発明によれば、当該装置は更に、磁気共鳴撮像システムの第１及び第２主磁石ユニット９及び１１を包囲する受動磁気シールド７を備える。
【００２６】
次に、図１の装置の部分断面図である図２を参照する。図２は、装置１のガントリ３の最終屈曲磁石２１の一部を示す。この図で分かるように、最終屈曲磁石２１は粒子ビーム１５を屈曲させてガントリ３のアイソセンター１９に向けて最終ビーム方向に一致させるように構成している。この例では、ガントリ３の回転角度がどのような角度でも最終ビーム方向は軸Ｙに垂直である。別の実施形態（図示せず）では、ガントリの最終屈曲磁石は、粒子ビームを屈曲させてガントリのアイソセンターに向けて最終ビーム方向に一致させるように構成しており、この方向は軸Ｙと角度αをなすものであり、αはガントリの回転角度がどのような角度であっても７０度より大きく９０度より小さく、好ましくは８０度より大きく９０度より小さくなるようにしている。
【００２７】
ＭＲＩシステム５には、空隙によって隔てられ、ガントリのアイソセンター１９のそれぞれ両側に配置した第１及び第２主磁石ユニット９及び１１が備えられる。第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は磁石１７、好ましくは電磁石、より好ましくは超電導電磁石から成り、励磁されると主磁場Ｂｏを共に形成する。図２に示すように、第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は、ガントリのアイソセンターにおいて最終ビーム方向に平行で、その近傍にある主磁場Ｂｏを共に生成するように配置及び構成している。当技術分野で公知のように、このような主磁石ユニットは、開環したトーラスの一般的な形状である。図２に示すように、２つのトーラスは、その回転軸の両方が最終ビーム方向に平行であるように配置する。それらの回転軸は同一であることが好ましい。いずれの場合も、第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は粒子ビームの経路の途中に存在しないように配置する。
【００２８】
好ましくは、ＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石９及び１１は更に、ＭＲＩシステムの撮像中心がガントリ３のアイソセンター１９と一致するように配置する。その後、標的１３のＭＲＩ画像はアイソセンターにおいて撮影できる。このような画像は例えば、標的に粒子ビームを照射する前、その間、又はその後に実時間で標的の位置を追跡し、場合によってはその機能におけるビーム経路及び／又はビームエネルギー及び／又はビーム強度を補正するために使用してもよい。
【００２９】
好ましい実施形態では、本発明に従った粒子治療装置には更に、ビーム経路に沿って配置され、標的上で粒子ビームを走査するように構成した少なくとも１つの走査磁石（図示せず）が備えられる。このような走査磁石は当技術分野、例えばペンシルビーム走査技術（ＰＢＳ）の技術分野では公知であり、本明細書ではこれ以上説明しない。少なくとも１つのこのような走査磁石は第１屈曲磁石と最終屈曲磁石２１との間でガントリ上に配置することが好ましい。
【００３０】
本発明によれば、図２に示すように、装置１には更に、磁気共鳴撮像システム５の第１及び第２主磁石ユニット９及び１１を包囲する受動磁気シールド７が備えられ、第１主磁石ユニット９はガントリ３の最終屈曲磁石２１に最も近いユニットである。受動磁気シールドの少なくとも一部は、ガントリ３の最終屈曲磁石２１とＭＲＩシステム５の第１主磁石ユニット９との間に配置する。上記受動磁気シールドの一部には、粒子ビーム１５が通過してガントリのアイソセンター１９に到達できる通路を画定する第１貫通孔２７が備えられる。好ましくは、上記第１貫通孔２７の直径は１０ｃｍ〜５０ｃｍ、より好ましくは２０ｃｍ〜４０ｃｍである。
【００３１】
本発明の好ましい実施形態では、受動磁気シールド７は鉄、ニッケル、コバルト及びそれらの合金（例えばミューメタル）などの強磁性材料の少なくとも１つのヨークから成る。１実施形態では、受動磁気シールド７は１つのヨークから成る。別の実施形態では、受動磁気シールド７は、同心で、かつ他のものに入れ子になった２つ以上のヨークから成る。
【００３２】
好ましくはヨーク７は平行六面体形状、より好ましくは直方体形状である。図１及び図２に示す実施形態では、ヨーク７は直方体形状であり、３つの面：Ｙ軸に平行な第１貫通孔２７付き上部ベース及び下部ベース、ならびにＹ軸に垂直で、アイソセンターの左側（ガントリ入口点の側）に設置した１つの側面を呈する。このような「敷設Ｕ」構成は、本発明に従った効率的な受動的磁気遮蔽を得るための最小限の構成であると考えられる。
【００３３】
好ましい実施形態では、図３に示すように、ヨーク７は４つの面：Ｙ軸に平行な上部ベース２３及び下部ベース２５、ならびにＹ軸に垂直な２つの側面３１を有する。上部ベース２３は、ガントリ３の最終屈曲磁石２１とＭＲＩシステムの第１主磁石９との間に設置する。上記上部ベース２３は、粒子ビームが通過してガントリのアイソセンターに到達できる第１貫通孔を備える。
【００３４】
従って、図２及び３を参照すると、ヨーク７はその側面の１つ、２つ又は３つがの開口する開口構成を有することが好ましい。本発明者らは、このような側面開口構成によりヨークを受動磁気シールドとして使用することが十分可能になり、更にヨークが軽量化され、例えば閉所恐怖症を患っている患者にとってより快適になり、ストレスが軽減されることを見出した。
【００３５】
好ましい実施形態では、受動磁気シールド７には更に、最終ビーム方向に沿って第１貫通孔２７に対向する第２貫通孔２９が備えられる。好ましくは、第２貫通孔２９の直径は第１貫通孔２７のものと同一である。図２及び３の実施形態では、第２貫通孔は磁気シールドの下側ベースにある孔である。この第２貫通孔により、上記下側ベースの下に置いた視点から標的を更に撮像することが可能になる。
【００３６】
図３の実施形態では、受動磁気シールド７には更に、軸が軸Ｙと一致し、患者がそこを通過できるような寸法の第３貫通孔３３が更に備えられることが好ましい。より好ましくは、受動磁気シールド７は、Ｙ軸に沿って第３貫通孔３３に対向する第４貫通孔３５を備える。図３の実施形態では、第３及び第４貫通孔３３及び３５はヨークの２つの側面３１にそれぞれ設置し、Ｙ軸と同軸である。
【００３７】
好ましくは、ヨークの少なくとも１つの側面の寸法は、２つのベース間の外部距離より大きい。
【００３８】
実施形態がどのようでも、受動磁気シールド７は、ＭＲＩシステムにより発生した磁場により飽和しないように、また／あるいは例えば屈曲磁石及び／又は操作磁石などのガントリの磁気要素により発生した磁場により飽和しないように設計及び寸法決めする。
【００３９】
本発明によれば、受動磁気シールド７、ならびにＭＲＩシステム５の第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は全てガントリ３と同期して軸線Ｙを軸として回転可能である。言い換えれば、受動磁気シールド７、ならびにＭＲＩシステム５の第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は全て、ガントリ３と同じ回転速度及び同じ相で軸Ｙを軸として回転可能である。これはいくつかの方法で達成可能になる。１つの方法は、３つのモータ：ガントリを回転させるための第１モータ、磁気シールドを回転させるための第２モータ、及びＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石ユニットを回転させるための第３モータを利用することである。従って３つのモータを同期させる必要があることは明らかである。あるいは、２つのモータ：ガントリを回転させるための第１モータ、ならびに磁気シールドとＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石ユニットとを共に回転させるための第２モータを使用してもよく、このことは磁気シールドとＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石ユニットとをまとめて取り付けることにより実現可能になる。従って２つのモータを同期させる必要があることは明らかである。ガントリ３、磁気シールド７、ならびにＭＲＩシステムの第１及び第２主磁石ユニット９及び１１と共に回転させるには、単一のモータを使用することが好ましく、このことは、これら全てのサブシステムをまとめて取り付け、それらのうち１つををモータに動作可能に接続することで実現可能になる。
【００４０】
好ましい実施形態では、第１及び第２主磁石ユニット９及び１１は受動磁気シールド７に固定され、受動磁気シールド７はガントリ３に固定されているので、ガントリ３と受動磁気シールド７とＭＲＩシステム５の２つの主磁石ユニットとは相対的に運動することはない。このような場合、これら３つのサブシステムを共に回転させるために単一のモータが設けられる。好ましくは、この単一モータはガントリに動作可能に接続する。
【００４１】
一般に非常に重い受動磁気シールドを維持するためにローラを設けてもよい。
【００４２】
好ましくは、粒子ビームは電子を除く帯電粒子のビームである。より好ましくは、粒子ビームは、陽子のビーム又は炭素イオンのビームである。好ましくは、粒子加速器はサイクロトロン又はシンクロトロン、より好ましくはシンクロサイクロトロン、更に好ましくは超電導シンクロサイクロトロンである。好ましくは、粒子加速器はエネルギーが６０ＭｅＶより高い荷電粒子のビームを発生させて送達するように構成する。
【００４３】
本発明は、ＭＲＩと粒子処理サブシステムとの間の磁気相互作用及び／又は磁場摂動を低下させ、それにより粒子治療装置の性能が改善し、また／あるいは小型化が促進される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
2018061838000001.pdf