(57)【要約】【課題】患者積載のための低い天板高さと、広い位置決め可動範囲、を実現する治療台。【解決手段】天板と、前記天板を支持する第２のアームと、前記第２のアームを支持する第１のアームと、前記第１のアームに対して前記第２のアームを旋回できる旋回機構とを有し、前記第１のアームと前記第２のアームの取り付け部分が傾斜していることを特徴とする治療台。【選択図】  図２
2018122013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天板と、
前記天板を支持する第２のアームと、
前記第２のアームを支持する第１のアームと、
前記第１のアームに対して前記第２のアームを旋回できる旋回機構とを有し、
前記第１のアームと前記第２のアームの取り付け部分が傾斜していることを特徴とする治療台。
【請求項２】
請求項１に記載の治療台であって、
前記旋回機構の旋回軸が、床面に垂直な方向に対して傾斜していることを特徴とする治療台。
【請求項３】
請求項１に記載の治療台であって、
前記前記第１のアームと前記第２のアームの取り付け面が、床面に平行な面に対して傾斜していることを特徴とする治療台。
【請求項４】
請求項１に記載の治療台であって、
前記第２のアームの最下点の床面からの高さが、前記第１のアームの厚みより小さくなることを特徴とする治療台。
【請求項５】
請求項１に記載の治療台であって、
前記第２のアームを支持するＺ軸駆動機構と、
治療台を制御する治療台制御装置とを有し、
前記制御装置は、アイソセントリック回転させる際に、前記第１のアームの先端若しくは前記天板の根元が、前記第２のアームの根元若しくは前記Ｚ軸駆動機構に近づくように制御するときは、前記Ｚ軸駆動機構を低くなるように制御することを特徴とする治療台。
【請求項６】
請求項１に記載の治療台であって、
前記第２のアームがテーパ形状を有していることを特徴とする治療台。
【請求項７】
請求項１に記載の治療台であって、
前記第２のアームが前記第１のアームの上に設置されていることを特徴とする治療台。
【請求項８】
天板と、
前記天板を支持する第２のアームと、
前記第２のアームを支持する第１のアームと、
前記第２のアームを支持しＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構と、
前記天板を前記第１のアームに対してピッチ・ロール・ヨーに回転できる回転機構と、
前記第１のアームに対して前記第２のアームを旋回できる第１の旋回機構と、
前記第２のアームを前記Ｚ軸駆動機構に対して旋回する第２の旋回機構と、を有し、
前記第１のアームと前記第２のアームの取り付け部分が傾斜していることを特徴とする治療台。
【請求項９】
天板と、
前記天板を支持する少なくとも一つ以上のアームと、
前記アームを支持しＺ軸方向に駆動するＺ軸駆動機構と、
前記アームを前記Ｚ軸駆動機構に対して旋回する旋回機構と、を有し、
前記アームと前記Ｚ軸駆動機構の取り付け部分が床面に対して傾斜していることを特徴とする治療台。
【請求項１０】
請求項１、８乃至９に記載の治療台と、
加速器と、
照射ノズルとを有する放射線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療台に係わり、特に、患者のまわりに任意の角度でビームを照射することができる回転ガントリーを有する放射線治療装置に対して好適な治療台に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線による癌治療において、近年、正常細胞に比較的障害を与えずに治療することができる粒子線（例えば陽子線）が注目されている。
【０００３】
患者に対して任意の角度でビームを照射するため、粒子線治療装置には、ビーム照射口(照射ノズル)を３６０°回転するができる回転ガントリーが用いられる。
【０００４】
アイソセンタと呼ばれるビーム照射のための基準点は、回転ガントリーの中心軸上で、照射ノズルの正面に位置している。
【０００５】
患者を乗せる治療台は、回転ガントリーの開口部に配置され、アイソセンタで治療するために片持ち支持で患者を保持する。
この粒子線を用いた放射線治療用治療台の一例が、特許文献１に記載されている。放射線治療用治療台は、垂直方向のZ軸と、ガントリー回転軸と平行なY軸と、Z・Y軸と直交するX軸の、合計3軸平行移動機構の上に、垂直軸まわりに回転する回転軸（以下θ軸）、から構成されている。
【０００６】
また、ロボットアーム型の治療台が、特許文献２〜５に記載されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平11−313900号公報
【特許文献２】特許4948415号公報
【特許文献３】特開2016-116805号公報
【特許文献４】米国特許8745789号公報
【特許文献５】米国特許9199372号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
放射線治療用治療台は、車いすを使う患者であっても不自由なく乗り降りできるように、乗降時に天板を低くすることができるようにする課題がある。
【０００９】
特許文献１に記載の治療台は、床と天板の間に第１アームの厚さがあることから、「天板高さ」を下げることができなかった。
【００１０】
また、特許文献２に記載の治療台は、手首部に加えてロボットアームの根元近くに、縦方向に回転する軸を合計２つ以上設けることで天板を下げることができる。しかし、ロボットアームの先端に片持ち梁状に患者が乗り降りする重い天板を支持するため、縦回転に駆動する軸が増えると、放射線治療が要求する位置決め精度を向上させることが困難であった。
【００１１】
また、特許文献３に記載の治療台は、第１アームを床下に収納できるようにすることで、天板を下げることができるが、床面の構造が複雑になる課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本発明は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、天板と、前記天板を支持する第２のアームと、前記第２のアームを支持する第１のアームと、前記第１のアームに対して前記第２のアームを旋回できる旋回機構とを有し、前記第１のアームと前記第２のアームの取り付け部分が傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本実施形態の治療台によれば、複雑な構造を用いずに、高い位置決め精度と、患者積載のための低い天板高さと、広い位置決め可動範囲との、少なくともいずれかの効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】粒子線照射装置の概略図
【図２】実施形態１の治療台の概略図
【図３】治療台１０１の位置決め遷移図
【図４】治療台１０２の位置決め遷移図
【図５】実施形態１の治療台のアイソトリック回転動作遷移図
【図６】実施形態２の治療台の概略図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照し説明する。
【実施例１】
【００１６】
粒子線照射装置を、図１を用いて説明する。図１(a)はガントリー回転軸方向から見た図で、図１(b)は水平横方向から見た図である。
【００１７】
粒子線照射装置１は、荷電粒子ビームを生成する加速器（図示せず）と、輸送系２と、荷電粒子ビーム照射口である照射ノズル３と、照射ノズル３が取り付けられて患者のまわりに３６０°回転可能な回転ガントリー４を備える。回転ガントリー４には、イオン源（図示せず）で生成した荷電粒子を、シンクロトロンなどの加速器（図示せず）で加速した、荷電粒子ビームを曲げるための電磁石４１が積載される。照射ノズル３は、運ばれてきたビームを、治療するために必要な形状（患部の形状）に形成することができる。回転ガントリー４は、照射ノズル３を患者５のまわりに３６０°の任意の角度に移動することができる。患者５は、治療台６の上の天板６１に載せられる。治療台６は、患者５の患部がアイソセンタ９位置になるように移動することができる。
【００１８】
さらに、治療台６と接続され制御する治療台制御装置８１と、回転ガントリー４と接続され制御する回転ガントリー制御装置８２があり、治療台制御装置８１や回転ガントリー制御装置８２と接続された全体制御装置８３が設けられている。
【００１９】
本実施形態の治療台を図２を用いて説明する。
【００２０】
治療台６の駆動部は、下から順に、Z軸駆動機構７１、第１アーム旋回機構７２、第２アーム旋回機構７３、ロボット手首部分のピッチ・ロール・ヨーの回転機構７４からなる。
Ｚ軸駆動機構７１は、支柱６４（Ｚ軸駆動機構７１の一部）を重力方向に移動可能とする駆動軸である。リニアガイドおよびボールねじを用いた直線駆動機構で構成される。第１アーム旋回機構７２、第２アーム旋回機構７３は、バックラッシの少ない減速機を用いた回転機構である。
【００２１】
第１アーム６３は支柱６４に対して水平に旋回する。第２アーム６２の取付け部分は、第１アーム６３先端部分で傾斜して取り付けされる。つまり、第１アーム６３と第２アーム６２は床面に対して傾斜している。具体的には、第１アーム６３はテーパ形状を有している。第１アーム６３の取付け面が水平面に対して傾斜しており、その上に接続された第２アーム６２は、第１アーム６３上面に平行に、かつ床面に対して傾斜するように第１アーム６３に接続される。また、別の側面から説明すると、第１アーム６３と第２アーム６２を接続する第２アーム旋回機構７３の軸は床面に垂直な方向から傾斜している。
【００２２】
傾斜量（角度）は、第１アーム６３と第２アーム６２をまっすぐに配置した状態で、第２アームの先端（天板支持部）は床との隙間が小さくなるように決定されている。具体的には、第２アーム６２の最下点が、第１アーム６３の厚みより小さくなるように傾斜している。
【００２３】
図２(a)は、支柱６４を下げて第１アーム６３の下面が床面に近接した状態で、第２アーム６２の先端が床面に近接しており、最も天板の高さを低く設定した場合の図である。
【００２４】
図２(a)(b)(c)に、本実施形態の治療台６と、他の構造の治療台１０１および治療台１０２との構造比較を示す。
【００２５】
治療台１０１は、Z軸駆動機構の上に第１アームが取付けされ、第２アームは第１アームの上に取付けされる構造である。第１アームと第２アームは水平に取付けされ、第１アームの厚さがあるために手首部分を床面ギリギリまで低く設定することができない。
【００２６】
治療台１０２は、Z軸駆動機構の上に第１アームが取付けされるが、第２アームは第１アームの下に取付けされる構造である。第１アームが第２アームよりも上に配置されているため、治療台１０１と比較して手首部分を床面ギリギリまで低く設定することができる。
【００２７】
図３および図４に治療台１０１および治療台１０２における位置決め遷移図をそれぞれ示す。
【００２８】
治療台１０１は、第２アームが第１アームの上に配置されているためにアーム同士の干渉がなく、水平面内でアームが届く限りどの場所でも位置決めが可能である。
【００２９】
一方、治療台１０２は、第２アームや天板、手首部分などがZ軸駆動装置との干渉があり、水平面内の位置決めにおいて制限がある。
【００３０】
医療用粒子線照射装置では、治療台は、治療の計画に応じて、アイソセンタ９まわりに回転することが求められる。照射対象である患部を座標上同じ点に固定したまま、アイソセンタ９まわりに回転する運転方法を、アイソセントリック回転と呼ぶ。図５は本実施形態における治療台６をアイソセントリック回転動作の例を示す。図５(a)〜(e)は治療台６を上から見た図であり、図５(f)〜(j)は治療台６を水平方向から見た図である。
【００３１】
本実施形態の治療台６では第１アーム６３と第２アーム６２の接続部が常に傾斜しているので、アイソセントリック回転時は、治療台制御装置８１による制御により、第１アーム６３と第２アーム６２の位置決め姿勢に応じて、Ｚ軸駆動機構７１および天板支持部のピッチ・ロール・ヨーの回転機構７４が連動して駆動する。具体的には、第２アーム６２の先端若しくは天板の根元が、第１アーム６３の根元若しくは支柱６４に近づくように制御するときは、同時にＺ軸駆動機構７１により支柱６４を低くなるように制御する。逆に、第２アーム６２の先端若しくは天板の根元が、第１アーム６３の根元若しくは支柱６４から離れるように制御するときは、同時にＺ軸駆動機構７１により支柱６４を高くするように制御する。これにより天板高さを一定に保つように制御する。傾斜量はあまり大きくない場合はZ軸駆動機構の移動量も軽微で、図５のように６度程度傾斜させた場合ではZ軸方向の連動移動量は小さい。
【００３２】
本発明の治療台において、天板高さを最も下に下げることができるのは第１アームと第２アームがまっすぐに配置された状態である（図２(a)の状態）。ユーザは、天板高さを最も下げた状態にしなければならない患者の場合はこの状態にアームを位置決めして使用する。一方、治療位置に位置決めする際（アイソセンタに位置決めする際）は図５のように、任意の位置、高さに天板を位置決めすることができる。
【００３３】
本実施形態の治療台６は、アーム間接続部に縦回転の駆動部を有さないことで、さらに望ましくはロボットアーム基部から傾斜部の間に縦回転の駆動部を有さないことで、さらに望ましくはロボットアームの手首部以外に縦回転の駆動部を有さないことで、ロボットアーム先端の荷重に対して耐性があり、位置決め精度を向上させることができる。
【００３４】
本実施形態の治療台によれば、同じ構造でユーザは患者積載の位置決めと治療に使う位置決めを使い分けすることができ、治療台１０１および１０２ではできなかった、(1)患者積載のための低い天板高さ、と(2)広い位置決め可動範囲、の２つを同時に達成することができる。
【００３５】
本実施例の治療台は、高い位置決め精度と広い可動範囲が要求される放射線治療用途として特に好適であるが、それに限られない。
【実施例２】
【００３６】
前述の実施形態と重複する箇所についての説明は省略する。
【００３７】
図６に本実施形態の治療台１０３の略図を示す。本実施例治療台１０３は、Ｚ軸方向に動く支柱２０１と、第１アーム２０３と、第２アーム２０５と、支柱２０１と第１アーム２０３の間の旋回機構２０２と、第１アーム２０３と第２アーム２０５の間の旋回機構２０４を有する。
【００３８】
本実施例治療台１０３は、第１アーム２０３を旋回する旋回機構２０２が床面に垂直な方向から傾斜しており、第１アーム２０３が傾斜している。
【００３９】
これにより、患者乗降のために、Ｚ軸方向に治療台を下げた時に、第２アームの先端である手首部分を床面に近接させることができ、天板を低く下げることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  粒子線照射装置
３  照射ノズル
４  回転ガントリー
６  治療台
９  アイソセンタ
８１  治療台制御装置
【図１】
2018122013.tif 000003
【図２】
2018122013.tif 000004
【図３】
2018122013.tif 000005
【図４】
2018122013.tif 000006
【図５】
2018122013.tif 000007
【図６】
2018122013.tif 000008