【手続補正書】
【提出日】平成28年3月8日(2016.3.8)
【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】
患者の患部に荷電粒子ビームを照射する粒子線治療システムであって、
荷電粒子を加速し、前記荷電粒子ビームとして取り出す加速器と、
前記荷電粒子ビームを照射点まで輸送するビーム輸送系とを備え、
このビーム輸送系は、
前記照射点がその内部に存在する建屋に対して固定された固定輸送系と、
この固定輸送系の下流に接続された回転輸送系であって、前記建屋に対して回転自在に設置され、前記建屋に対して固定された前記照射点に対してその回転によって前記荷電粒子ビームを照射する角度を回転自在に定める回転輸送系とを有し、
この回転輸送系は、前記荷電粒子ビームを偏向させる複数の偏向部と、この複数の偏向部間を接続し、前記荷電粒子ビームを直進させる複数の直線部とが、前記荷電粒子ビームの軌道上に設置されており、
前記回転輸送系内部において、前記複数の偏向部のうち、一つの偏向部とその直前の直線部と直後の直線部とから構成される平面を、少なくとも３つ以上有し、
前記少なくとも３つ以上の平面のうち、前記固定輸送系に最も近い平面に属する偏向部での前記荷電粒子ビームの総偏向角度が９０度未満である
ことを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項２】
請求項１に記載の粒子線治療システムにおいて、
前記少なくとも３つ以上の平面のうち、前記照射点に最も近い平面に属する直線部のうち、最も前記固定輸送系に近い直線部にビームプロファイル測定部を備えた
ことを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項３】
請求項１に記載の粒子線治療システムにおいて、
前記少なくとも３つ以上の平面の各々の交差箇所において、前記荷電粒子ビームの進行方向を軸とする回転作用である捻りを生じさせる
ことを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項４】
請求項１に記載の粒子線治療システムにおいて、
前記少なくとも３つ以上の平面のうち、前記照射点に最も近い平面と前記固定輸送系に最も近い平面を除く平面内において、ＸＹカップリングを生じさせる
ことを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項５】
請求項１に記載の粒子線治療システムにおいて、
前記少なくとも３つ以上の平面のうち、前記照射点に最も近い平面と前記固定輸送系に最も近い平面を除く平面内において、前記荷電粒子ビームにおける分散関数ηｘ，ηｙの何れもが０でない値をとる箇所を有する
ことを特徴とする粒子線治療システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
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、患者の患部に荷電粒子ビームを照射する粒子線治療システムであって、荷電粒子を加速し、前記荷電粒子ビームとして取り出す加速器と、前記荷電粒子ビームを照射点まで輸送するビーム輸送系とを備え、このビーム輸送系は、前記照射点がその内部に存在する建屋に対して固定された固定輸送系と、この固定輸送系の下流に接続された回転輸送系であって、前記建屋に対して回転自在に設置され、前記建屋に対して固定された前記照射点に対してその回転によって前記荷電粒子ビームを照射する角度を回転自在に定める回転輸送系とを有し、この回転輸送系は、前記荷電粒子ビームを偏向させる複数の偏向部と、この複数の偏向部間を接続し、前記荷電粒子ビームを直進させる複数の直線部とが、前記荷電粒子ビームの軌道上に設置されており、前記回転輸送系内部において、前記複数の偏向部のうち、一つの偏向部とその直前の直線部と直後の直線部とから構成される平面を、少なくとも３つ以上有し、前記少なくとも３つ以上の平面のうち、前記固定輸送系に最も近い平面に属する偏向部での前記荷電粒子ビームの総偏向角度が９０度未満であることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本実施形態の粒子線治療システム１００は、イオン源２００、入射器３００、シンクロトロン４００、輸送装置（ビーム輸送系）５００、回転ガントリー６００、照射装置７００とを備える。
イオン源２００にて治療用のビームとする炭素イオンを発生させ、入射器３００において核子当たり運動エネルギー７ＭｅＶ／ｕまで予備加速される。その後にシンクロトロン４００に予備加速したビームを入射し、その後治療に用いるエネルギーまで加速する。本実施形態の粒子線治療システム１００では、シンクロトロン４００で加速したビームの運動エネルギーは最大４４０ＭｅＶ／ｕである。また、４４０ＭｅＶ／ｕ以下の任意の指定された運動エネルギーのビームを取り出すことができる。
実際の治療時には、患者ごとに作成された治療計画に従って、シンクロトロン４００から取り出されるビームの運動エネルギーは決定される。
シンクロトロン４００から取り出されるビームは、取り出し用偏向電磁石４１０を通過して輸送装置５００に導入される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
回転輸送系５２０内での様々な電磁石の配置を図２に示す。
本実施形態の回転ガントリー６００は、６つの偏向部（ビームの上流側より６１１〜６１６）と７つの直線部（ビームの上流側より６２１〜６２７）よりなる。
６つの偏向部内には、それぞれ均一磁場を励起し、ビームを偏向させる偏向電磁石がそれぞれ１台ずつ設けられている。
偏向部６１１、偏向部６１４および偏向部６１５でのビーム軌道の偏向条件は、偏向角６０度・偏向半径２．２ｍである。
偏向部６１２および偏向部６１３での偏向条件は、偏向角４５度・偏向半径２．２ｍである。
偏向部６１６での偏向条件は、偏向角７５度・偏向半径２．７ｍである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
以上の条件を満たす、回転輸送系５２０における本実施形態における分散関数とビームサイズの振る舞いを図６および図７に示す。
回転輸送系５２０は、前述の通り全長３０．６７２ｍの軌道長があり、途中の偏向部６１１，６１２，６１４の入射点においてそれぞれ捻り作用が施される。
捻り角はそれぞれ、１５度，―９０度，−３０度である。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
プロファイルモニタにおいて、分散関数を測定するには、シンクロトロン４００から出射されるビームの運動量を微小量変化させ、運動量変化によって生じるプロファイルモニタ上の位置変化を観測し、それら量の間の比例係数として分散関数を得る。この際に本実施例の回転輸送系５２０では式１１で示される分散関数の関係を偏向部６１４の入射点において満たす必要がある。この調整を容易化するために、プロファイルモニタを偏向部６１４の上流の直線部６２４に設置し、さらにそのプロファイルモニタは平面６３３におけるＸ方向とＹ方向のプロファイルを測定できるように設置する。すなわち、直線部６２４のＸ方向とＹ方向に対して３０度傾けてプロファイルモニタを設置する。これにより、偏向部６１４の入射点において受ける捻りに伴う座標変換を施したあとの分散関数を直接測定できる。すると、このプロファイルモニタで測定されるηｙとその勾配を０となるように、上流の四極電磁石の励磁量を調整すればよい。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６０】
本実施形態の回転輸送系５２０を用いることで、照射点５４０の周囲の空間を広くとることができる。その原理について図８および図９を参照しつつ述べる。
図８は回転輸送系５２０を構成する最上流の平面６３１が水平となる場合の平面６３１内の機器配置と回転輸送系５２０のビーム軌道の射影位置５４２を示す図である。比較のために、従来のコークスクリュー型の回転輸送系のビーム軌道の射影位置５４３も図８に示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
図８に示すように、本実施形態の固定輸送装置５１０では、最上流の偏向部の偏向角度を９０度未満とし、その下流において傾斜した平面内で偏向し、さらに下流において鉛直面内でビームを偏向することによって、照射点５４０を平面６３１上に配置し、かつ照射点５４０の周囲に約２ｍ四方の治療スペース８００を確保できていることがわかる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
１００  粒子線治療システム
２００  イオン源
３００  入射器
４００  シンクロトロン
４１０  取り出し用偏向電磁石
５００  ビーム輸送装置
５１０  固定輸送装置
５２０  回転輸送装置
５４０〜５４１  照射点
６００  回転ガントリー
６１０  回転軸
６１１〜６１６  偏向部
６２１〜６２７  直線部
６２８  ビームプロファイルモニタ
６３１〜６３３  平面
７００  照射装置
８００  治療スペース