(57)【要約】【課題】インターロックなどによる回転ガントリの停止を抑制することができる荷電粒子線照射装置を提供する。【解決手段】制御部７０は、回転ガントリ１３が停止状態から目標角度への回転を開始する場合、角度検出部２４によって検出された移動リング２２の角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定している。これにより、制御部７０は、回転ガントリ１３が実際に回転を行う前段階で、移動リング２２の角度がどの程度ずれているかを考慮することができる。そして、制御部７０は、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリ１３を初期角度に戻す旨の情報を出力する。すなわち、回転ガントリ１３の回転開始時の段階で、すでに移動リング２２の角度のずれが大きい場合、制御部７０は、ユーザに対して、回転ガントリ１３を初期角度に戻すことで、移動リング２２の角度のずれを解消することを提案できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、
所定の回転軸線回りに回転可能な回転ガントリと、
建屋側に固定された固定リングと、
前記固定リングと前記回転軸線の軸線方向に対向する位置にて前記回転ガントリに設けられ、前記回転軸線回りに前記回転ガントリとは逆方向へ回転可能な移動リングと、
前記固定リングと前記移動リングとの間に架け渡された床部と、
前記移動リングの前記回転軸線回りにおける、所定の基準位置に対する角度を検出する角度検出部と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記回転ガントリが停止状態から目標角度への回転を開始する場合、前記角度検出部によって検出された前記移動リングの角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定し、
前記角度が前記閾値外であると判定した場合、前記回転ガントリを初期角度に戻す旨の情報を出力する、荷電粒子線照射装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記角度が前記閾値外であると判定した場合、前記回転ガントリが前記初期角度に戻されたか否かの判定を行い、
前記回転ガントリが前記初期角度に戻されていないと判定した場合、前記回転ガントリが前記目標角度へ回転する動作を制限する、請求項１に記載の荷電粒子線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この荷電粒子線照射装置は、建屋に固定された固定リングと、回転ガントリ側に設けられた移動リングと、固定リングと移動リングとの間に設けられた床部と、を備える。移動リングは、回転ガントリとは逆方向へ回転することで、固定リングと移動リングとの間の床部の支持状態を維持する。ここで、移動リングの固定リングに対する角度のずれが大きくなると、床部が傾くなどの不具合が生じる。よって、この荷電粒子線照射装置は、レーザーの反射を検知することで、移動リングが許容値以上にずれたか否かを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−０００６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上述のような荷電粒子線照射装置は、固定リングに対する移動リングの角度のずれが許容値に達したときに検知を行う。例えば、移動リングが許容値にまでは達していない状態であれば、移動リングのずれが大きな状態であっても、回転ガントリの回転が開始される。従って、回転ガントリの回転開始後、速やかに移動リングの角度が許容値に達してしまい、ただちにインターロックがかかってしまう場合がある。
【０００５】
そこで本発明は、インターロックなどによる回転ガントリの停止を抑制することができる荷電粒子線照射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】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る荷電粒子線照射装置は、荷電粒子線を被照射体へ照射する荷電粒子線照射装置であって、所定の回転軸線回りに回転可能な回転ガントリと、建屋側に固定された固定リングと、固定リングと回転軸線の軸線方向に対向する位置にて回転ガントリに設けられ、回転軸線回りに回転ガントリとは逆方向へ回転可能な移動リングと、固定リングと移動リングとの間に架け渡された床部と、移動リングの回転軸線回りにおける、所定の基準位置に対する角度を検出する角度検出部と、制御部と、を備え、制御部は、回転ガントリが停止状態から目標角度への回転を開始する場合、角度検出部によって検出された移動リングの角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定し、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリを初期角度に戻す旨の情報を出力する。
【０００７】
本発明に係る荷電粒子線照射装置は、移動リングの回転軸線回りにおける、所定の基準位置に対する角度を検出する角度検出部を備える。従って、制御部は、移動リングの角度がどの程度ずれているかを把握することができる。ここで、制御部は、回転ガントリが停止状態から目標角度への回転を開始する場合、角度検出部によって検出された移動リングの角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定している。これにより、制御部は、回転ガントリが実際に回転を行う前段階で、移動リングの角度がどの程度ずれているかを考慮することができる。そして、制御部は、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリを初期角度に戻す旨の情報を出力する。すなわち、回転ガントリの回転開始時の段階で、すでに移動リングの角度のずれが大きい場合、制御部は、ユーザに対して、回転ガントリを初期角度に戻すことで、移動リングの角度のずれを解消することを提案できる。これにより、回転開始後にただちにインターロックがかかることを回避できる、以上により、インターロックなどによる回転ガントリの停止を抑制することができる。
【０００８】
荷電粒子線照射装置において、制御部は、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリが初期角度に戻されたか否かの判定を行い、回転ガントリが初期角度に戻されていないと判定した場合、回転ガントリが目標角度へ回転する動作を制限してよい。この場合、制御部は、回転ガントリが初期角度に戻されることを促進することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インターロックなどによる回転ガントリの停止を抑制することができる荷電粒子線照射装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る荷電粒子装置が組み込まれた荷電粒子線治療システムを示す図である。
【図２】荷電粒子線治療システムの回転ガントリを示す斜視図である。
【図３】荷電粒子線照射装置の概略構成を示す概略図である。
【図４】制御部及び荷電粒子線照射装置のブロック構成図である。
【図５】測定部４１の概略構成図である。
【図６】制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る荷電粒子線照射装置の実施形態について詳細に説明する。図１及び図２に示されるように、本実施形態の荷電粒子線照射装置１００は、荷電粒子線治療システム５１（例えば陽子線治療システム）に組み込まれている。荷電粒子線照射装置１００は、例えば、患者Ｐ（被照射体）の内部の病巣（例えば、腫瘍等）に対して、荷電粒子線を照射して治療を行う装置である。荷電粒子線治療システム５１は、荷電粒子（例えば水素イオン）を加速して荷電粒子線（陽子線）を出射する加速器５２と、荷電粒子線を患者Ｐに照射する照射部３と、照射部３を患者Ｐが載置される治療台７の周囲で回転軸線Ａ周りに回転させる回転ガントリ１３と、加速器５２と照射部３とを接続して加速器５２から出射された荷電粒子線を照射部３まで輸送する輸送ライン５４と、を備えている。このうち、荷電粒子線照射装置１００は、輸送ライン５４の一部と、回転ガントリ１３と、照射部３と、を備える。
【００１２】
図２及び図３を参照して、荷電粒子線照射装置１００の更に具体的な構成について説明する。荷電粒子線照射装置１００は、前述の照射部３及び回転ガントリ１３に加えて、固定リング２１と、移動リング２２と、床部２３と、角度検出部２４と、制御部７０と、を備える。なお、図３は、荷電粒子線照射装置１００の概略構成を示しており、適宜構成が簡略化されている。
【００１３】
回転ガントリ１３は、回転軸線Ａを中心として軸線方向に延びる円筒本体部３１を備える。円筒本体部３１の後端側には、輸送ライン５４（図１参照）を照射部３まで案内するためのコーン部３２及び後側円筒部３４が設けられている。円筒本体部３１の前側の領域は、荷電粒子線による治療を行う治療室２５として構成される。また、円筒本体部３１の前端側は、治療室２５へ進入可能とするために、開口している。円筒本体部３１の前端側には、前側リング３３が設けられている。
【００１４】
回転ガントリ１３は、ガントリ駆動部３６によって回転軸線Ａ回りに回転する。ガントリ駆動部３６は、後側円筒部３４を回転させる。ガントリ駆動部３６は、後側円筒部３４を摩擦駆動させるロール部３６ａと、ロール部３６ａに回転力を付与する駆動源３６ｂと、を備える。ロール部３６ａは、回転軸線Ａと平行をなす回転軸線回りに回転する。
【００１５】
照射部３は、治療室２５の上側に設けられ、治療台７に載せられた患者に荷電粒子線を照射する。照射部３は、回転ガントリ１３の円筒本体部３１に設けられている。従って、照射部３は、回転ガントリ１３が回転することに伴って、回転軸線Ａ回りに回転する。これにより、照射部３は、患者に対して荷電粒子線を照射する向きを変更することができる。
【００１６】
固定リング２１は、建屋２００側に固定された部材である。固定リング２１は、回転軸線Ａを中心としたリング状の部材である。固定リング２１は、回転ガントリ１３の前端の前側に配置されている。これにより、固定リング２１は、建屋２００から治療室２５へ入るための入口部を構成している。固定リング２１の下端の領域は、水平方向へ真っ直ぐに延びる水平部２１ａとして構成されている。水平部２１ａは、患者が治療室２５へ入るための床部分を構成する。固定リング２１は、部材を介して直接的に、又は間接的に建屋２００に固定されている。図３に示す例では、固定リング２１の上端側の部分は、建屋２００の部屋の天井部２０１に固定されている。固定リング２１の下端側の水平部２１ａは、建屋２００の部屋の床部２０２に固定されている。また、固定リング２１は、床部２３のパネル３９をガイドするためのガイド部として機能する。
【００１７】
移動リング２２は、固定リング２１と回転軸線Ａの軸線方向に対向する位置にて回転ガントリ１３に設けられる。移動リング２２は、円筒本体部３１により、当該円筒本体部３１に対して相対的に回転可能に支持されている。移動リング２２は、回転軸線Ａ回りに回転ガントリ１３とは逆方向へ回転可能な部材である。移動リング２２は、回転ガントリ１３の回転によらず、水平方向に対する回転角度が一定になるように回転する。このように、移動リング２２は、回転ガントリ１３とは逆方向へ回転することで、固定リング２１と移動リング２２との間の床部２３の支持状態を維持する。これにより、移動リング２２の固定リング２１に対する角度のずれが大きくなることを抑制し、床部２３が傾いたり、パネル３９間の隙間の大きさが大きくなるなどを防止する。
【００１８】
移動リング２２は、全体的に円環状に構成されており、下端側の領域に、水平方向に延びる水平部２２ａを有している。水平部２２ａは、固定リング２１の水平部２１ａと回転軸線Ａと平行をなしている。移動リング２２の水平部２２ａ、及び円環部材のうち、水平部２２ａよりも上側の領域は、床部２３のパネル３９をガイドするためのガイド部として機能する。移動リング２２の後端側には、治療室２５の壁部となる背面パネル３７が設けられている。
【００１９】
移動リング２２は、移動リング駆動部３８によって回転軸線Ａ回りに回転する。移動リング駆動部３８は、移動リング２２を回転させる部材である。移動リング駆動部３８は、移動リング２２と歯車形状などを介してかみ合うロール部３８ａと、ロール部３８ａに回転力を付与する駆動源３８ｂと、を備える。ロール部３８ａは、回転軸線Ａと平行をなす回転軸線回りに回転する。
【００２０】
床部２３は、固定リング２１と移動リング２２との間に架け渡された部材である。床部２３は、複数のパネル３９によって構成される。パネル３９の両端にはローラ３９ａが設けられている。両端側のローラ３９ａは、固定リング２１及び移動リング２２によってそれぞれガイドされる。これにより、床部２３は、固定リング２１及び移動リング２２に対いて移動可能である。床部２３は、照射部３の移動に合わせて移動する。
【００２１】
角度検出部２４は、移動リング２２の回転軸線Ａ回りにおける、所定の基準位置に対する角度を検出する。所定の基準位置は、基準の取り方などによって任意に設定可能であるが、ここでは、水平方向を所定の基準位置とする。また、角度検出部２４は、水平方向に対する水平部２２ａの角度を検出するものとする。角度検出部２４は、固定リング２１に設けられた測定部４１と、移動リング２２に設けられた相手部材４２と、を備える。測定部４１は、当該測定部４１と相手部材４２との位置関係を測定する。
【００２２】
図５に示すように、測定部４１は、変位計によって構成され、相手部材４２は、反射板によって構成される。測定部４１は、相手部材４２へ向けてレーザーを水平方向に出力する。相手部材４２は、複数の反射面４２ａを段差状に有している。複数の反射面４２ａは、測定部４１に対する水平方向の距離が互いに異なっている。測定部４１は、いずれかの反射面４２ａで反射したレーザーを測定することで、測定部４１と反射面４２ａとの間の距離を測定できる。例えば、相手部材４２の複数の反射面４２ａのうち、一つの面を基準面ＳＴとする。測定部４１のレーザーが基準面ＳＴで反射するときに、移動リング２２の角度がゼロ（水平部２２ａが水平方向に延びている）に近い値であるものとする。移動リング２２の水平部２２ａが水平方向から傾斜する場合、レーザーが基準面ＳＴ以外の反射面４２ａで反射する。また、傾斜角度が大きくなるほど、レーザーは、基準面ＳＴから離れた反射面４２ａにて反射する。これにより、角度検出部２４は、測定部４１によって測定された距離に応じて、移動リング２２の角度を検出することができる。なお、相手部材４２は、段差形状ではなく、傾斜面を有していてもよい。また、測定部４１が移動リング２２に設けられ、相手部材４２が固定リング２１に設けられてもよい。
【００２３】
なお、角度検出部２４の構成は、変位計と反射板の組み合わせに限定されない。例えば、角度検出部２４は、測定部４１としてカメラを備え、相手部材４２としてカメラの画像内での目印となる部材を採用してよい。角度検出部２４は、カメラの画像内における相手部材４２の位置を解析することで、移動リング２２の角度を検出可能である。
【００２４】
次に、図４を参照して、制御部７０のブロック構成及び荷電粒子線照射装置１００のブロック構成について説明する。制御部７０は、荷電粒子線照射装置１００の動作全体を制御する。制御部７０は、プロセッサ、メモリ、ストレージ、通信インターフェース及びユーザインターフェースを備え、一般的なコンピュータなどで構成されている。プロセッサは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの演算器である。メモリは、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）などの記憶媒体である。ストレージは、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などの記憶媒体である。通信インターフェースは、データ通信を実現する通信機器である。プロセッサは、メモリ、ストレージ、通信インターフェース及びユーザインターフェースを統括し、後述する駆動制御部７１及び判定部７２の機能を実現する。駆動制御部７１及び判定部７２では、例えば、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＲＡＭにロードされたプログラムをＣＰＵで実行することにより各種の機能を実現する。制御部７０は、一台の機器によって構成されてもよく、互いに異なる機器を組み合わせて構成されてもよい。
【００２５】
図４に示すように、制御部７０は、駆動制御部７１と、判定部７２と、を備える。また、制御部７０は、各種情報を入力するための入力部７３、上述の角度検出部２４からの信号を受信する。また、制御部７０は、上述のガントリ駆動部３６及び移動リング駆動部３８と、情報を表示する表示部７４に信号を出力する。
【００２６】
入力部７３は、ユーザが情報を入力するための機器であり、キーボード、マウス、タッチパネルなどによって構成されている。表示部７４は、ユーザに対して情報を表示するモニタなどによって構成されている。
【００２７】
駆動制御部７１は、ガントリ駆動部３６及び移動リング駆動部３８に対して指令信号を出力することで、各駆動部を駆動させる。例えば、駆動制御部７１は、入力部７３で入力された指示に基づいて、回転ガントリ１３が目標角度へ回転するように、ガントリ駆動部３６へ指令信号を出力する。このとき、駆動制御部７１は、移動リング２２の角度が一定となるように、回転ガントリ１３とは逆方向へ移動リング２２が回転させる旨の指令信号を、移動リング駆動部３８へ出力する。また、駆動制御部７１は、各駆動部の駆動を制限することもできる。
【００２８】
判定部７２は、荷電粒子線照射装置１００を運転する際における各種判定を行う。判定部７２は、入力部７３から入力された情報、及び角度検出部２４から入力された移動リング２２の角度に基づいて各種判定を行う。判定部７２は、回転ガントリ１３が停止状態から目標角度への回転を開始する場合、角度検出部２４によって検出された移動リング２２の角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定する。制御部７０は、判定部７２にて角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリ１３を初期角度に戻す旨の情報を表示部７４にて出力する。判定部７２は、移動リング２２の角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリ１３が初期角度に戻されたか否かの判定を行う。制御部７０は、回転ガントリ１３が初期角度に戻されていないと判定した場合、回転ガントリ１３が目標角度へ回転する動作を制限する。
【００２９】
次に、図６を参照して、制御部７０の処理手順の一例について説明する。まず、ユーザが入力部７３を介して、回転ガントリ１３を所定の目標角度となるように回転させる入力を行った場合、制御部７０は、当該入力された情報を取得する（ステップＳ１０）。次に、制御部７０は、角度検出部２４から移動リング２２の角度を取得する（ステップＳ２０）。なお、制御部７０は、予め取得しておいた角度を読み出すことで、角度を取得してもよい。
【００３０】
次に、制御部７０の判定部７２は、回転ガントリ１３が停止状態から目標角度への回転を開始する場合（ステップＳ１０の情報を取得した状態）、角度検出部２４によって検出された移動リング２２の角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、Ｓ３０で設定されている閾値は、インターロックの判定を行うための閾値よりも小さい値に設定される。Ｓ３０において、移動リング２２の角度が閾値以下であると判定された場合、制御部７０の駆動制御部７１は、回転ガントリ１３の駆動を許容する。これにより、駆動制御部７１は、ガントリ駆動部３６に信号を出力し、ユーザの入力に応じた目標角度となるように回転ガントリ１３を回転させる。また、駆動制御部７１は、移動リング駆動部３８に信号を出力し、移動リング２２を回転ガントリ１３と反対方向へ回転させる。これにより、回転ガントリ１３の回転中及び回転後も、移動リング２２が水平に保たれる。
【００３１】
一方、Ｓ３０において、移動リング２２の角度が閾値より大きいと判定された場合、制御部７０は、表示部７４に情報を出力することで、回転ガントリ１３を初期角度に戻す旨の情報をユーザに通知する（ステップＳ４０）。なお、Ｓ４０の通知の後に、ユーザが回転ガントリ１３を初期角度に戻すための入力を行った場合、ガントリ駆動部３６及び移動リング駆動部３８へ信号を出力して、回転ガントリ１３を初期位置へ戻す。
【００３２】
その後、所定時間経過後に、制御部７０の判定部７２は、回転ガントリ１３が初期角度に戻されたか否かの判定を行う（ステップＳ５０）。Ｓ４０の通知を受けてユーザが回転ガントリ１３を初期位置に戻した場合、判定部７２は、回転ガントリ１３の角度を検出することで、回転ガントリ１３が初期位置に戻ったと判定する。このとき、制御部７０は、回転ガントリ１３の動作を許容する（ステップＳ７０）。すなわち、制御部７０は、回転ガントリ１３が目標角度まで回転する動作を許容する。Ｓ７０の処理が終了したら、図６に示す処理が終了する。
【００３３】
一方、回転ガントリ１３が初期位置に戻されなかったと判定された場合、制御部７０は、回転ガントリ１３が目標角度へ回転する動作を制限する（ステップＳ６０）。これにより、ユーザが回転ガントリ１３を目標角度へ回転させようとしても、回転ガントリ１３は停止したままとなる。その後、制御部７０は、再びＳ４０から処理を繰り返す。
【００３４】
次に、本実施形態に係る荷電粒子線照射装置１００の作用・効果について説明する。
【００３５】
まず、比較例として、移動リングが所定の閾値に達したらインターロックをかける荷電粒子線照射装置について説明する。このような比較例に係る荷電粒子線照射装置では、例えば、移動リングが閾値にまでは達していない状態であっても、移動リングの角度が閾値に近い状態のままで、次の動作の待機状態となる場合がある。このような場合、移動リングの角度のずれが大きな状態から、回転ガントリの回転が開始される。従って、回転ガントリの回転開始後、速やかに移動リングの角度が許容値に達してしまい、ただちにインターロックがかかってしまう場合がある。
【００３６】
これに対し、本実施形態に係る荷電粒子線照射装置１００は、移動リング２２の回転軸線Ａ回りにおける、所定の基準位置に対する角度を検出する角度検出部２４を備える。従って、制御部７０は、移動リング２２の角度がどの程度ずれているかを把握することができる。ここで、制御部７０は、回転ガントリ１３が停止状態から目標角度への回転を開始する場合、角度検出部２４によって検出された移動リング２２の角度が所定の閾値の範囲内か否かを判定している。これにより、制御部７０は、回転ガントリ１３が実際に回転を行う前段階で、移動リング２２の角度がどの程度ずれているかを考慮することができる。そして、制御部７０は、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリ１３を初期角度に戻す旨の情報を出力する。すなわち、回転ガントリ１３の回転開始時の段階で、すでに移動リング２２の角度のずれが大きい場合、制御部７０は、ユーザに対して、回転ガントリ１３を初期角度に戻すことで、移動リング２２の角度のずれを解消することを提案できる。これにより、回転開始後にただちにインターロックがかかることを回避できる。以上により、インターロックなどによる回転ガントリ１３の停止を抑制することができる。
【００３７】
荷電粒子線照射装置１００において、制御部７０は、角度が閾値外であると判定した場合、回転ガントリ１３が初期角度に戻されたか否かの判定を行い、回転ガントリ１３が初期角度に戻されていないと判定した場合、回転ガントリ１３が目標角度へ回転する動作を制限してよい。この場合、制御部７０は、回転ガントリ１３が初期角度に戻されることを促進することができる。
【００３８】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、回転ガントリ１３周辺の構成は、図２や図３に示すものに限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更してよい。
【００４０】
また、図６に示す処理手順は一例にすぎず、適宜工程を省略してよい。例えば、回転ガントリの動作の制限などは行わなくともよく、角度が閾値を超えている場合にＳ４０の通知が行われるだけであってもよい。
【符号の説明】
【００４１】
１３…回転ガントリ、２１…固定リング、２２…移動リング、２３…床部、２４…角度検出部、７０…制御部、１００…荷電粒子線照射装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019136244.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019136244.tif 000007
【図６】
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