(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処置室内での粒子治療のための装置であって、
粒子ビームを放射するための照射ユニット(１１０)と、
前記照射ユニット(１１０)を備えたガントリー(１０９)であって、軸線を中心として回転可能であるガントリーと、
カゴ形構造体(２０２)であって、それが前記軸線を中心として前記ガントリー(１０９)に対して回転できるように、前記ガントリー(１０９)内に配置されかつ前記ガントリー(１０９)によって支持されたカゴ形構造体(２０２)と、
静止状態であるように配置され、かつ、前記処置室の壁に対して固定された静止フレーム(２０１)と、
互いに屈曲可能に連結され、かつ、一次キャタピラー(１０５)を形成する複数の長尺な部材(５０１)を具備してなる可動フロアと、
前記かご形構造体(２０２)および前記静止フレーム(２０１)に対してそれぞれ取り付けられた、互いに向き合う、一部が切り取られた円形状を有する二つの可動フロアガイドユニット(３０１,３０２)であって、そのそれぞれが、少なくとも第１のレール(１０４)を備え、該第１のレールは一部が切り取られた円形状を有する二つの可動フロアガイドユニット(３０１,３０２)と、を具備してなり、
前記一次キャタピラー(１０５)は、前記第１のレール(１０４)上にスライド可能に配置されており、
各可動フロアガイドユニットはさらに、少なくとも、一部が切り取られた円形状を有する第２のレールを具備してなり、かつ、前記可動フロアはさらに、連結手段(５０５)によって互いに屈曲可能に連結された長尺な部材(５０１)を具備してなる少なくとも一つの二次キャタピラー(１０２)を具備してなり、前記二次キャタピラーは前記第２のレール上にスライド可能に配置されており、かつ、それが前記照射ユニットと共に回転できるように前記照射ユニット(１１０)に対して取り付けられていることを特徴とする粒子治療のための装置。
【請求項２】
一組の第２のレールが、前記軸線を基準として前記第１のレールの組に対して外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子治療のための装置。
【請求項３】
一組の第２のレールが、前記軸線を基準として前記第１のレールの組に対して内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粒子治療のための装置。
【請求項４】
前記照射ユニット(１１０)は、前記照射ユニット(１１０)に対して連結された２対のガイドユニット(１０１)を具備してなり、各二次キャタピラー(１０２)は、前記照射ユニット(１１０)に対して前記二次キャタピラーの最近端部に対して連結された少なくとも一つのピボット(４０２)を具備してなり、かつ、前記ピボットは前記ガイドユニット(１０１)内にスライドするように配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項５】
前記ガントリー(１０９)および前記一次キャタピラー(１０５)の両方に連結された伸縮式アーム(１０８)をさらに具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項６】
前記長尺な部材(５０１)は、木材、プラスチック、ガラス繊維、複合素材、鉄、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、銅、ニッケル、亜鉛などの金属、あるいはその組み合わせからなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項７】
前記長尺な部材(５０１)は、アルミニウムからなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項８】
前記照射ユニット(１１０)は、さらに、第１のＸ線ビーム発生器を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項９】
さらに、前記伸縮式アーム(１０８)の側方に配置された、前記ガントリー(１０９)に対して接続された第２のＸ線ビーム発生器を備え、前記第１および第２のＸ線ビーム発生器によって提供されるＸ線ビームの方向は直交していることを特徴とする請求項５に従属した請求項８に記載の粒子治療のための装置。
【請求項１０】
さらに、前記装置に対するダメージを回避するために、前記照射ユニットに対して接続された安全手段(４０１)を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項１１】
前記照射ユニット(１１０)は、前記照射ユニット(１１０)に対して接続された２対のガイドユニット(１０１)を備え、各二次キャタピラー(１０２)は、前記照射ユニット(１１０)に対して前記二次キャタピラーの最近端部に接続された少なくとも一つのピボット(４０２)を具備してなり、かつ、前記ピボットは前記ガイドユニット(１０１)内にスライドするように配置されており、かつ、前記ガイドユニット(１０１)は、各ガイドユニットと前記照射ユニットとの間に配置された緩衝手段(４０１)を介して前記照射ユニット(１１０)に接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の粒子治療のための装置。
【請求項１２】
前記緩衝手段は、ピストンおよびシリンダー機構(４０３)からなることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記安全手段(４０１)は、前記照射ユニット(１１０)に対するダメージを回避するために、少なくとも５°のガントリーの円運動を吸収するよう構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の粒子治療のための装置。
【請求項１４】
前記ガントリーの動作を制御するためのガントリー制御手段をさらに具備し、さらに、前記可動フロアの動きをモニターするための、ならびに、前記ガントリー制御手段に対してかつ前記安全手段に対して情報を提供するための可動フロアモニター手段を備え、かつ、前記安全手段(４０１)は、前記可動フロアモニター手段から受け取った情報に基づいてオンおよび／またはオフされることを特徴とする請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項に記載の粒子治療のための装置。
【請求項１５】
前記ガントリー(１０９)および前記一次キャタピラー(１０５)の両方に連結された伸縮式アーム(１０８)をさらに具備し、前記可動フロアモニター手段は、前記一次キャタピラー(１０５)と前記ガントリーとの間の、および／または前記一次キャタピラー(１０５)と前記伸縮式アームとの間の引っ張り力が所定の値を超えないかどうかをチェックするために、前記伸縮式アーム上に配置されたロードセルを備えることを特徴とする請求項１４に記載の粒子治療のための装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射ユニットがイメージングデバイスと共に患者エンクロージャ内で動くことができる粒子治療用の医療機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な癌治療には、腫瘍細胞を破壊するためにＸ線あるいはガンマ線などの高エネルギー光子が使用される。こうした手法の主たる欠点は、腫瘍細胞を取り囲む健康な細胞が同時に照射され、これらの健康な細胞が損傷し、これが、二次腫瘍の遊離といった萎縮すなわち複数の二次作用を引き起こすことである。さらに、一般の放射線療法は、たいてい、深部の腫瘍に到達しかつそれを破壊するために、かなりの高エネルギーの線量を必要とする。なぜなら、組織を横断する光子のエネルギーは急速に吸収されるからである。
【０００３】
粒子治療あるいはさらに詳しくは、ハドロン治療は、癌治療における成長分野であり、かつい、従来の放射線治療が患者にとってリスクを生じる状況では特に適切である。ハドロン(すなわち中性子、陽子、パイオン、炭素イオンなどのイオン)は、放射線治療分野のＸ線あるいはガンマ線に対して物理的な利点を有する。所与のエネルギーの、すなわち単一エネルギー陽子ビームを形成する陽子は、規定の範囲を有し、この範囲を超えて浸透することはない。さらに、それらは、いわゆるブラッグピークにおいて、その最大線量を出すが、これは、ターゲット体積における放射線の最大浸透率ポイントに対応する。ブラッグピークポジションはハドロンビームのエネルギーに依存するので、正確にエネルギーを制御しかつ変更することで、このポイントおよびスペースに、それどころか腫瘍の周囲の健全な組織に最大放射エネルギーを投与するために、腫瘍のポジションに対応する体内の適切な深さにブラッグピークを設定できることは明らかである。さらに、異なるエネルギーの複数の単一エネルギー陽子ビームを組み合わせる(すなわちレンジ変調を実施する)ことで、周囲の健全な組織および器官への線量負荷を制御しながら、腫瘍の厚みに対応するためにブラッグピーク領域を拡大することが、そして均一な線量でターゲットを照射することが可能である。
【０００４】
通常、ハドロン治療デバイスは、まず、所定のエネルギー値を有する加速されたハドロンビームを発生させる粒子加速器(たとえばサイクロトロン、シンクロトロン、リニアック)を備える。それは、第二に、粒子加速器からターゲットまでハドロンビームをガイドするためのビーム伝達ラインを備え、このハドロンビームは、ビーム伝達ラインの出口であってかつターゲットの前方に置かれたノズルを通過する。ノズルは、特定のターゲットに向かってハドロンビームを操作しかつその形状を整える。基本システムにおいては、固定式ノズルが設けられている。
【０００５】
腫瘍はさまざまな３次元形態をとり得るので、腫瘍のさらに正確なターゲッティングを実現するために、そして健全な組織へのダメージを回避するために、さまざまな入射角度で、それらを照射することが好都合である。そうしたターゲッティングは、偏向手段およびノズルによって提供されるビーム伝達ラインを支持する回転ガントリーなどの回転照射デバイスによって可能となる。
【０００６】
さらに、患者の位置決めは、可能な限りの程度で、腫瘍の形状、サイズおよび位置に適合するために特に重要である。こうした要件を満足する位置決めは、回転ガントリー内に置かれた患者エンクロージャによって可能となるが、この患者エンクロージャは、医師が患者を正確に位置決めすることを可能とする水平フロアおよび患者の位置決めをモニターするための、いくつかのイメージングデバイスを備える。
【０００７】
放射線治療用の回転放射線チャンバーは特許文献１において説明されている。この回転放射線チャンバーは、ノズルとも呼ばれる照射ユニット、二つの半円形可動リングおよび水平セクションを有する可動フロアを挟み込んでいる固定リングレールを備える。当該可動フロアは、ノズルのための開口を備え、かつ、駆動手段としてのモーターが逆方向に可動リングレールを回転させるとき、ノズルと同期して動作させられる。固定リングレールに対する可動リングレールポジションのモニタリング手段もまた設けられる。回動リングレールのポジションが固定リングレールとは異なる場合、器機は、可動フロアの破損を防止するために停止させられる。そうした回転チャンバー内で、可動フロアは、回転ガントリーの放射ビーム照射セクション(ノズル)付近の領域を除いて、全表面のほとんどを覆う。こうした構造は、患者に対して不安な感じを与えることがある。
【０００８】
そうした回転放射線チャンバーの別な設計は特許文献２において説明されている。当該デバイスは、ガントリー内に配置されかつそれによって支持されかつ第１の環状フレームと向き合って固定的に配置された第２の環状フレームと同期させられた環状フレームを備える。両環状フレームは、そのそれぞれの対向する面に、リングガイド部分を備えるが、その中にはガイド溝が形成されている。このガイド溝は半円筒形状であり、水平セクションを可動フロアに付与するために可動フロアを挟み込んでいる。環状フレーム間の同期は、特許文献１の可動環状フレームを回転させるモーターの代わりに共回り防止システムによって保証される。共回り防止システムは、連結シャフトに結合された一対のスプロケットを有し、かつ、回転シェル(ガントリー)の内部に設けられる。共回り防止手段のスプロケットは、環状フレームのそれぞれの上に配されたコンベアチェーンと噛み合う。スプロケットが動作障害を生じるか、あるいは外れた場合、そうしたデバイスは深刻な損害をこうむる。可動フロアの端部をノズルに連結する伸縮式シリンダーなどの他の機械部品がノズル付近に存在している。こうした伸縮式シリンダーは、可動フロアによって水平フロアセクションを覆うために、それ自身後退あるいは突出することができる。にもかかわらず、伸縮式シリンダーが突出させられる領域においてノズルと可動フロアとの間には依然としてギャップが出現する。
【０００９】
特許文献３は、可動フロアセグメントを支持するガントリーを備えた粒子治療システムを開示している。上記可動フロアセグメントは、転がりベアリングを使用するガントリーの側壁上で支持されており、それゆえ可動フロアセグメントはガントリーが回転している間、水平姿勢に留まることができる。ノズルおよび可動セグメントフロアは、照射角度が下方から向けられたとき、それらの間の激しい衝突を回避するために、その両側に、弾性緩衝要素を備える。この場合、ノズルは、その時にガントリーと共に回転する可動フロアセグメントを押しやることができる。この可動フロアセグメント上に患者ポジションモニタリングのためのイメージングデバイスを配置することができるが、照射が下方から向けられた角度でなされる場合、可動フロアセグメントは過度に傾けられ、これが患者再位置決め用の放射線チャンバー内でのアクセスの妨げとなることがある。
【００１０】
特許文献４は回転ガントリー用の自動格納式フロアプラントを開示している。当該プラントは、ガントリーが回転している間、実質的に一定の向きを維持するためにガントリー内でスライド可能に支持されたカートリッジアセンブリを備える。当該カートリッジアセンブリは、このカートリッジアセンブリ上に固定された対応する非可動パネル上でスライドする複数の突出可能／後退可能なパネルによって構成される。可動パネルのサイズは、カートリッジアセンブリと処置室の固定フロアとの間の距離をカバーするように適合させられる。各可動パネルは人間を支持できる平坦な表面を有する。にもかかわらず、そうしたプラントは美観に乏しい。というのは、ガントリーの内部のほとんど全てが認識可能であり、これは患者に不安な感じを与えることがあるからである。さらに、一つ以上の可動パネルは、処置の間、ノズルが回転するとき、それ自体動作障害を生じ、そしてノズルと衝突することがある。こうした理由から、システム全体を複雑化する各パネル用の制御システムが必要となる。
【００１１】
特許文献５は、回転可能なガントリー内に可動フロアを備えたハドロン治療器機を説明している。当該可動フロアは、三つのポジションＡ,Ｂ,Ｃに分割されたキャタピラーである。当該器機は、可動フロアを提供するために一部が切り取られた形状を有する二つのリングレール、
・建物の天井およびフロアに対する固定サポートによって保持された第１のリングレール、および、
・医療処置ゲージの奥行きサイズを塞ぐ背面パネルに対する固定サポートによって保持された第２のリングレール
を備える。
両レールは可動フロアを挟み込み、かつ、ガントリーと共に可動フロアが回転することを可能とする。キャタピラーＣはキャタピラーＡおよびＢと接触状態となることができ、したがって三つのキャタピラーは同じレール内に必然的にスライドする。キャタピラーＣは、ラッチインプラントによってガントリーの本体に固定され、かつ、二つの上記リングレール内にスライドすることができる。キャタピラーＡおよびＢの第１の端部は、照射ユニットに取り付けられる。第１のカバーローリングアップ装置が、キャタピラーＡの第２の端部に対して、そしてキャタピラーＣの第１の端部に対して固定され、キャタピラーＡの第１の端部とキャタピラーＣの第１の端部とは互いに向き合っている。第２のカバーローリングアップ装置が、キャタピラーＢの第２の端部に対して、そしてキャタピラーＣの第２の端部に対して固定され、キャタピラーＢの第２の端部とキャタピラーＣの第２の端部とは互いに向き合っている。たとえば、キャタピラーＣの第１の端部がキャタピラーＡの第２の端部と当接しているとき、カバーはカバーローリングアップ装置内に巻き取られ、そしてキャタピラーＢの第２の端部とキャタピラーＣの第２の端部との間には、第２のカバーローリングアップ装置の非巻き取りカバーによって満たされるスペースが存在する。このカバーは、キャタピラー間に形成されるスペース間にフレキシブルなフレームをもたらすために欠点を有する。さらに、ローリングアップ装置の動作障害がカバーの巻き上げあるいは巻き戻しの間に生じることがあり、これが、当該カバーおよびキャタピラーの固定にダメージを与えることがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第5,993,373号明細書
【特許文献２】米国特許第6,803,591号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第10 2007 011 399号明細書
【特許文献４】国際公開第2006/076545号パンフレット
【特許文献５】特開2001‐353228号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、従来技術の欠点を持たない粒子治療装置を提供することを目的とする。
【００１４】
特に、本発明の目的は、いかなる照射角度に関しても照射ユニット付近にギャップあるいは弱い部分を伴わずに医師にとってアクセス可能な平坦なフロアを有する患者エンクロージャを備えた粒子治療装置を提供することである。
【００１５】
本発明のさらなる目的は、イメージングデバイスを備えることができる、そうした粒子治療装置を提供することである。
【００１６】
最後に、本発明のさらなる目的は、装置の一部に動作障害が生じた場合でも最小限のダメージしか生じない高い安全レベルを備えた効率のよい粒子治療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、特許請求の範囲に記載されたような処置室内での粒子治療のための装置に関する。本発明に基づく装置は、
粒子ビームを放射するための照射ユニットと、
照射ユニットを備えたガントリーであって、軸線を中心として回転可能であるガントリーと、
カゴ形構造体であって、それが上記軸線を中心としてガントリーに対して回転できるように、ガントリー内に配置されかつガントリーによって支持されたカゴ形構造体と、
静止状態であるように配置され、かつ、好ましくは、処置室の壁に対して固定されたフレームと、
互いに屈曲可能に連結され、かつ、一次キャタピラーを形成する複数の長尺な部材を具備してなる可動フロアと、
かご形構造体および静止フレームに対してそれぞれ取り付けられた、互いに向き合う、一部が切り取られた円形状を有する二つの可動フロアガイドユニットであって、そのそれぞれが、少なくとも第１のレールを備える二つの可動フロアガイドユニットと、を具備してなり、
各可動フロアガイドユニットはさらに、少なくとも、一部が切り取られた円形状を有する第２のレールを具備してなり、かつ、可動フロアはさらに、連結手段によって互いに屈曲可能に連結された長尺な部材を具備してなる少なくとも一つの二次キャタピラーを具備してなり、二次キャタピラーは第２のレール上にスライド可能に配置されており、かつ、それが照射ユニットと共に回転できるように照射ユニットに対して取り付けられている。
【００１８】
好ましくは、一組の第２のレールは第１のレールに対して外側に配置される。
【００１９】
好ましくは、一組の第２のレールは、第１のレールの組に対して内側に配置される。
【００２０】
好ましくは、上記照射ユニットは、この照射ユニットに接続された２対のガイドユニットを備え、各二次キャタピラーは上記キャタピラーの照射ユニットに対する最近端部に接続された少なくとも一つのピボットを備え、かつ、当該ピボットは上記ガイドユニット内にスライドするように配置される。
【００２１】
好ましくは、本発明に基づく粒子治療のための装置は、さらに、上記ガントリーおよび上記一次キャタピラーの両方に接続された伸縮式アームを備える。
【００２２】
好ましくは、長尺な部材は、木材、プラスチック、ガラス繊維、複合素材、鉄、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、銅、ニッケル、亜鉛などの金属、あるいはその組み合わせなどの硬質素材からなる。
【００２３】
好ましくは、長尺な部材はアルミニウムからなる。
【００２４】
好ましくは、照射ユニットはさらに、第１のＸ線ビーム発生器を備える。
【００２５】
好ましくは、本発明に基づく装置は、伸縮式アームの側方に置かれた、上記ガントリーに連結された第２のＸ線ビーム発生器を備え、第１および第２のＸ線ビーム発生器によって提供されるＸ線ビームの方向は直交する。
【００２６】
好ましくは、本発明に基づく装置は、可動フロアの動作をモニターするための可動フロアモニタリング手段を備える。
【００２７】
好ましくは、本発明に基づく装置は、ガントリーの動作を制御するためのガントリー制御手段を備える。
【００２８】
好ましくは、本発明に基づく装置は、装置の損傷を回避するための安全手段を備える。上記照射ユニットが、当該照射ユニットに接続された２対のガイドユニットを備える装置において、各二次キャタピラーは、照射ユニットに対してキャタピラーの最近端部に接続された少なくとも一つのピボットを具備してなり、かつ、ピボットはガイドユニット内にスライドするように配置されており、かつ、ガイドユニットは、各ガイドユニットと照射ユニットとの間に配置された緩衝手段を介して照射ユニットに接続されている。上記緩衝手段は、ピストンおよびシリンダー機構からなっていてもよい。
【００２９】
好ましくは、上記安全手段は、照射ユニットへのダメージを回避するために、少なくとも５°のガントリーの円運動を吸収するように構成される。
【００３０】
好ましくは、可動フロアモニタリング手段は、ガントリー制御手段に対して、そして上記安全手段に対して、情報を提供する。上記可動フロアモニタリング手段は、キャタピラーとガントリーとの間の、および／またはキャタピラーと伸縮式アームとの間の引っ張り力が所定の値を超えないかどうかチェックするために、伸縮式アーム上に配置されたロードセルを備えることができる。
【００３１】
好ましくは、安全手段(４０１)は、上記可動フロアモニタリング手段から受け取った情報に基づいてオン(入設定)および／またはオフ(切設定)される。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１ａ】患者エンクロージャを備えるハドロン治療システムガントリーの概略正面図であり、患者エンクロージャは照射ユニットを備える。
【図１ｂ】患者エンクロージャを備えるハドロン治療システムガントリーの概略正面図であり、患者エンクロージャは照射ユニットを備える。
【図１ｃ】患者エンクロージャを備えるハドロン治療システムガントリーの概略正面図であり、患者エンクロージャは照射ユニットを備える。
【図２】患者エンクロージャを含むガントリーの一部の背面側斜視図である。キャタピラーのプレートは分かり易くするために省略されている。
【図３】ガントリー内に配置された両二重レール、すなわち前方側二重レールおよび後方側二重レールの正面図である。
【図４】４ａ(ｉ)および４ｂ(ｉ)は通常の状況における非作動状態の(緩衝)安全手段によって提供された照射ユニットの実施形態の例であり、かつ、４ａ(ii)および４ｂ(ii)はハドロン治療システムの一部が故障した状況において作動させられた(緩衝)安全手段によって提供された対応する照射ユニットである。
【図５】本発明に基づくキャタピラーの長尺な部材の例の側面図である。
【図６】ホイールを備える、互いに連結された長尺な部材の一部上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
本発明は、従来技術の欠点を持たない、粒子治療装置を提供する。
【００３４】
本発明において、「粒子治療」との用語は、ハドロン治療などの電離放射線を用いた治療、光子、電子あるいはその他のタイプの粒子を用いた放射線治療を含む、その最も広範な意味で用いている。
【００３５】
特に、本発明は、いかなる照射角度に関しても照射ユニット付近にギャップあるいは弱い部分を伴わずに医師にとってアクセス可能な平坦なフロアを有する患者エンクロージャを備えた粒子治療装置を提供する。
【００３６】
さらに、本発明はイメージングデバイスを備えることができる、そうした粒子治療装置を提供する。
【００３７】
最後に、本発明は、デバイスあるいは装置の一部が動作障害を生じた場合に最小限のダメージしか生じない、高い安全レベルを有する効率のよい粒子治療装置を提供する。
【００３８】
医療用粒子治療装置について図１および図２を参照して説明する。それは、サイクロトロンあるいはリニアックなどの荷電粒子ビーム発生ユニット(図示せず)およびガントリー１０９を備える。
【００３９】
ビーム伝達ラインは、回転ガントリー内部に配置されたカートンエンクロージャ内に置かれたターゲットに向かって、ビーム発生ユニットからの加速粒子ビームをガイドする。
【００４０】
ビーム伝達ラインは、偏向手段を備え、ガントリーと適合し、そしてガントリーと共に回転できる。
【００４１】
図１ａ〜１ｃは、(図１および図２では部分的に示されている)ガントリー１０９を備える、粒子治療装置の一部の正面図である。当該ガントリーは回転軸線Ｄを中心として回転できるが、当該軸線は図の平面に対して直交している。
【００４２】
好ましくは、上記ガントリーは、ガントリー１０９内に配置された(図１ｂにおいて線影をつけた領域として示す)患者エンクロージャ１１１内に置かれたターゲット(たとえば腫瘍)に向かって、ノズルなどの照射ユニット１１０を経て、粒子(ハドロン)加速器によって生成されたビームをガイドするビームサポートライン(図示せず)を備える。
【００４３】
照射ユニット１１０はガントリー１０９に取り付けられており、そして好ましくはガントリー１０９と同期して回転する。
【００４４】
ハドロン治療装置は、さらに、処置室に対して固定されたフレーム２０１(以下では静止(不動)フレームと呼ぶ)を備える。
【００４５】
好ましくは、患者エンクロージャ１１１は、照射ユニット１１０、および／または、ガントリー内の室環境を視覚的に仕上げかつ閉鎖する全てのパネルおよび／またはカバーを備える。
【００４６】
患者ベッドあるいは寝台(図示せず)は、外部から、患者エンクロージャ１１１内に配置することができる。
【００４７】
好ましくは、患者エンクロージャ１１１は、当該エンクロージャ内に置かれた患者に対して安全な感じを与えるように設計される。
【００４８】
好ましくは、患者エンクロージャ１１１は、さらに、二つの可動フロアガイドユニット、すなわち前方側可動フロアガイドユニット３０１および後方側可動フロアガイドユニット３０２間に配置された可動フロアを備える(図３)。
【００４９】
前方側可動フロアガイドユニット３０１は、上記静止フレーム２０１に対して取り付けられる。
【００５０】
前方側可動フロアガイドユニット３０１は、二重レール１０３,１０４の前方側セットを備える(図３)。
【００５１】
後方側可動フロアガイドユニット３０２は、かご形構造体２０２に対して固定される。
【００５２】
後方側可動フロアガイドユニット３０２は、二重レール１２０,１２１の後方側セットを備える(図３、レールの背面を認識できる)。
【００５３】
後方側および前方側可動フロアガイドユニット３０１,３０２は互いに向き合っている。
【００５４】
本発明において、「かご形構造体」との用語は、可動フロア用のサポートを提供するよう構成された三次元フレームを意味する。
【００５５】
さらに詳しくは、この三次元フレームはガントリー内に埋め込まれるように構成されている。
【００５６】
かご形構造体２０２は、ガントリー１０９の回転中、このかご形構造体２０２が静止した状態のままであることを可能とするホイール２０４,２０５を備える。
【００５７】
可動フロアは少なくとも一つのキャタピラー(１０５および／または１０２)を備える。
【００５８】
キャタピラーは、可動フロアを形成するために互いに取り付けられた長尺な部材５０１のアセンブリを備える(あるいは本質的にそれからなる)(図５)。
【００５９】
キャタピラーは、可動フロアガイドユニットのレール内にキャタピラーがスライドすることを可能とするための手段を備える。すなわち、長尺な部材は、本質的にレールに対して直交した状態を維持しながら、このレールに沿って移動する。
【００６０】
好ましくは、これらの手段は、各長尺な部材５０１に取り付けられたホイール５０６である(図６)。
【００６１】
好ましくは、可動フロアは、少なくとも二つのキャタピラー、すなわち一次キャタピラー１０５および少なくとも一つ二次キャタピラー１０２を備える(図１ａ〜ｃ)。
【００６２】
さらに好ましくは、可動フロアは、一次キャタピラー１０５と二つの二次キャタピラー１０２とを備える。
【００６３】
好ましくは、一次キャタピラー１０５と二つの二次キャタピラー１０２とは、可動フロアガイドユニット３０１,３０２の二重レール内へとスライドするように、したがって、いかなる照射ユニットのポジションでも患者エンクロージャ内で水平フロアを提供するように構成される。
【００６４】
好ましくは二重レール１０３,１０４および１２０,１２１のそれぞれは、一部が切り取られた円形状を有する(図３)。
【００６５】
上記二重レールは、外部レール(前方側フロアガイドユニット３０１用の１０３および後方側フロアガイドユニット３０２用の１２０)と、内部レール(前方側フロアガイドユニット３０１用の１０４および後方側フロアガイドユニット３０２用の１２１)とを備える。
【００６６】
可動フロアガイドユニット３０１の一つは、かご形構造体２０２に取り付けられ、一方、他の可動フロアガイドユニット２０２は静止(不動)フレーム２０１に取り付けられる。
【００６７】
有利なことには、患者エンクロージャ１１１の内側から見たとき、二次キャタピラー１０２が一次キャタピラー１０５の後方に(すなわちそれよりも患者からさらに離れて)配置される。
【００６８】
好ましくは、二次キャタピラー１０２は後方側および前方側二重レールの外側レール１０３,１２０内にスライドし、そして一次キャタピラー１０５は二重レールの後方側および前方側セットの内側レール１０４,１２１内にスライドする。
【００６９】
好ましくは、キャタピラーの長尺な部材５０１は、木材、プラスチック、ガラス繊維、複合素材、鉄、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、銅、ニッケル、亜鉛などの金属、あるいはその組み合わせなどの硬質素材からなる。
【００７０】
さらに詳しくは、上記長尺な部材はアルミニウムからなる。
【００７１】
キャタピラーの長尺な部材にとって好ましい形状(ただし限定ではない)が図５および図６に示されている。二つの長尺な部材５０１を横方向から見た状態が図５に示されている。
【００７２】
有利なことには、長尺な部材が重量の利益のために中空構造を有し、かつ、これら長尺な部材の形状は、それらが、機械的に引っ張られるキャタピラーが、固定ポジションでかつ建物固定フレームと同期して、かご形構造体を保持することを可能とするように、それらに剛性を付与する。
【００７３】
有利なことには、長尺な部材５０１はまた、その側面に、ホイール５０６の挿入のためのキャビティ５０３と、連結手段５０５の挿入のためのキャビティ５０４とを備える。
【００７４】
さらに詳しくは、一次キャタピラー１０５は、ガントリー１０９に固定された伸縮式アーム１０８によって引っ張られ、そして両二重レールの内側レール１０４内にガントリー１０９と同期してスライドする。
【００７５】
好ましくは、二次キャタピラー１０２は、二重レールの前方側セットおよび後方側セットの外側レール１０３内にスライドする。
【００７６】
有利なことには、二次キャタピラー１０２は、照射ユニット１１０によって、そしてガントリー１０９を伴って、機械的に引っ張られ、あるいは押しやれる。二次キャタピラーは、したがって、照射ユニットの回転は一方の二次キャタピラーを前方に押しやり、そして他方の二次キャタピラーを同時に引っ張る様式で、照射ユニットに対して、その端部の一つにおいて取り付けられる。
【００７７】
図１ａ〜１ｃに示すように、照射ユニット１１０は、好ましくは、二対のガイドユニット１０１、たとえば平行レールを備え、平行レールの各対は、照射ユニットの両回転方向に関して両側に配置されている。
【００７８】
好ましくは、照射ユニット１１０に対する二次キャタピラー１０２の最近端部に配置された各長尺な部材５０１は、照射ユニットが二次キャタピラー１０２によって引っ張られあるいは押しやられている間に、照射ユニット１１０の上記平行レール１０１内に(すなわちその間で)スライドするよう配置された少なくとも一つのピボット４０２を備える。すなわち、照射ユニット１１０の各側において、二次キャタピラー１０２の最後の長尺な部材５０１の各側方端部は、ガイドユニット１０１のレール間に回動可能に配置されており、各ガイドユニットは一対のレールからなる。
【００７９】
ピボット４０２は、二次キャタピラーの一部として、あるいはガイドユニット１０１の一部として見なすことができる。ある実施形態によれば、ピボット４０２は、二次キャタピラーの最後の長尺な部材の各側方側において、ベアリングハウジング内の回転軸線を支持する回転ベアリングを配置することによって具現化され、回転軸線は二次キャタピラーの上記最後の長尺な部材５０１の各側部に対して連結され、かつ、ベアリングハウジングはレール１０１によって動作可能に支持される(逆もまた同様)。すなわち回転軸線はレール１０１によって動作可能に支持され、かつ、ベアリングハウジングは二次キャタピラーに対して連結される。
【００８０】
図１ｃに示すように、レール間でのピボット４０２のスライドは、照射ユニットが切り取られた部分に対応する角度範囲に置かれたとき、二次キャタピラーが、レールのこの切り取られた部分に追従することを可能とする。二重レール１０１の各対は、照射ユニットが患者エンクロージャの上側半体内に位置させられたとき(図１ａおよび１ｂ)、キャタピラーがレール間に留まることを保証するために、終端にブロック手段を有している必要がある。
【００８１】
好ましくは、図１から分かるように、一次キャタピラー１０５の終端は、照射ユニットに対して取り付けられていない二次キャタピラー１０２の終端と重なり合っており、この結果、転がりフロアは、照射ユニットのポジションに関係なく、ギャップを持たない。
【００８２】
かご形構造体２０２に対して固定されたホイール２０４,２０５およびキャタピラーアセンブリの剛性は、たとえ、かご形構造体がガントリーの回転の間、ガントリーと共に回転しようとしても、かご形構造体の、したがって後方側可動フロアガイドユニット３０２の回転を阻止できる。
【００８３】
したがって、互いに向き合って配置された後方側可動フロアガイドユニット３０２および前方側可動フロアガイドユニット３０１のポジションは、たとえガントリーが回転しても、実質的に変化しない状態を維持できる。この結果、フレキシブルな可動フロアが、照射ユニットのポジション関係なく、実質的に水平なフロアを形成することが可能である。
【００８４】
したがって、患者エンクロージャ１１１は、たとえ照射ユニット１１０が患者エンクロージャ１１１の水平フロアに置かれても、一人以上の人間を支持することができる、その中で照射ユニット１１０が自由に回転できる、安全可動フロアを有する。というのは、照射ユニット周りにはギャップあるいは弱い部分が存在しないからである。
【００８５】
好ましくは、ガントリーは、その動作を制御するためのガントリー制御手段を備える。
【００８６】
さらに好ましくは、本装置は、可動フロアの動作をモニターするための可動フロアモニタリング手段を備える。
【００８７】
可動フロアモニタリング手段によって故障が検出された場合、可動フロアモニタリング手段は、ガントリー制御手段に、ガントリーの動作を緊急に停止させるための情報を送信する。
【００８８】
さらに好ましくは、本装置は、可動フロアモニタリング手段によって故障が検出された場合に作動させられる安全手段を備える。
【００８９】
ガントリーは所定の慣性を有する大掛かりなデバイスであるので、それを損傷させることなく、ガントリーを急に停止させることはできない。
【００９０】
停止段階の間、ガントリーはまず減速させられ、そして最大５°の、好ましくは３°未満の円運動の後に停止することができる。
【００９１】
好ましくは、安全手段は、キャタピラーの一つの動きが妨害された場合に照射ユニット１１０に対するダメージを回避するために、照射ユニット１１０上に配置される。
【００９２】
好ましくは、照射ユニット１１０上の安全手段は緩衝手段４０１である。
【００９３】
図４は、本発明に基づく緩衝手段の実施形態の例を示しており、ここでは、照射ユニット１１０とガイドユニット１０１との間に配置されたピストン４０３を備えた緩衝手段が説明されている。ピストン４０３は、可動フロアモニタリング手段としてロードセルを備えていてもよく、しかもピストン４０３への引っ張り力が所定の値を超えたときに収縮あるいは後退することができる。
【００９４】
キャタピラーの動きが妨害された場合、キャタピラーのプレートは硬質であるので、二次キャタピラーは、照射ユニットと接触し、それを損傷させることがある。
【００９５】
照射ユニットとキャタピラーとの間の衝撃を吸収するために、(たとえば平行四辺形状を有する)緩衝手段４０１はショックアブソーバとして機能し、これによって、停止段階の間、照射ユニットに対するダメージを回避する。
【００９６】
図４ａはある実施形態を示しており、このものでは、各二重レール１０１は照射ユニットに対して回動可能に配置されており、かつ、二重レールと、二重レールと二つのさらなるビーム１３１と共に変形可能な平行四辺形を形成する平行ビーム１３０との間に緩衝手段が存在する。緩衝手段は、ピストンおよびシリンダー機構４０３を備えることができる。この例では、キャタピラーが正常に動作しないとき(図４ａ(ii))、平行四辺形は潰れ、そして二重レール１０１は照射ユニットに対して回動する。
【００９７】
図４ｂの実施形態では、二重レール１０１の終端は、固定された向きを有するピストン／シリンダー機構を介して照射ユニットに対して接続されている。すなわち、キャタピラーが正常に動作しないとき(図４ｂ(ii))、二重レールは、固定された向きを維持しながら、照射ユニットに対して移動する。
【００９８】
これら緩衝手段は、少なくとも５°の円動作を吸収するよう設計される。
【００９９】
かご形構造体の垂直底部(すなわち垂直壁)、すなわち患者エンクロージャの垂直底部は背面壁パネルで終わっているが、これは、二つの平坦なパネルと、イメージングデバイスおよびＣＢＣＴデバイスなどの、さまざまな器機との、円形状統合インターフェースを形成する。
【０１００】
たとえば、視覚デバイスとしての角度インジケータは患者エンクロージャの背面壁上に配置される。上記角度インジケータはガントリー角ポジションを示し、そしてガントリーが行う円動作の方向を指し示すことができる。この角度インジケータは、医師が、たとえば患者の位置決めのために患者エンクロージャの内部で作業しているとき、この医師に対して目印を与える。
【０１０１】
好ましくは、患者位置決めのモニタリングは、コーンビームコンピューター断層撮影法(ＣＢＣＴ)を用いて実施される。
【０１０２】
二つのＣＢＣＴデバイスが、良好な患者位置決めのために患者の腫瘍の眺めを提供するために、患者エンクロージャ内に、好ましくは直交様式で収められる。
【０１０３】
たとえば、各ＣＢＣＴデバイスは、Ｘ線ビーム発生器および検出器を備える。
【０１０４】
有利なことには、第１のＸ線ビーム発生器は照射ユニット内に収められる。
【０１０５】
有利なことには、第２のＸ線ビーム発生器は、第１のＸ線ビーム発生器によって放射されるＸ線ビームの方向とは直交する方向を有するＸ線ビームを放射するように配置される。
【０１０６】
好ましくは、イメージングデバイスおよびさらに好ましくはＣＢＣＴ検出器は患者エンクロージャ内に配置され、その対応するＸ線ビームの軸線をたどって患者ベッドあるいは寝台の背後に整列させられ、そして、それらは、患者エンクロージャの垂直底部上に置かれた背面壁パネルに固定されたアームによって保持されても、あるいは患者エンクロージャの外側に置かれた回転手段によって保持されてもよい。
【０１０７】
好ましくは、ガントリー１０９に固定された伸縮式アーム１０８は、ハドロンビームの軸線から９０°の角度でＸ線ビーム発生器１０７の側方に固定される(図１ａ)。
【０１０８】
好ましくは、Ｘ線ビーム発生器１０７の前方に置かれた一次キャタピラーの長尺な部材は、Ｘ線ビームの通過を可能とするための開口１０６を備える。
【０１０９】
好ましくは、一次キャタピラー１０５を引っ張る伸縮式アーム１０８の軸線は、照射ユニット１１０の軸線と直交する。
【０１１０】
したがって、照射ユニット１１０がとるいかなる角度に関しても、Ｘ線ビームは、照射ユニット内に収められたＸ線ビーム発生器からのＸ線ビームと直交する。
【０１１１】
さらに好ましくは、伸縮式アーム１０８は可動フロアモニタリング手段を備えるが、これは、キャタピラーとガントリーとの間の、および／またはキャタピラーと伸縮式アームとの間の引っ張り力が所定の値を超えないかどうかチェックするために配置されたロードセルを備える。
【０１１２】
引っ張り力が所定の値を超えた場合(これはキャタピラーの動作障害につながる)、可動フロアモニタリング手段は、ガントリー制御手段へはガントリーの動作を緊急に停止させるための情報を、そして安全手段へは「セッティングオン」の情報を送信する。
【０１１３】
本発明はまた、一次キャタピラー１０５および二次キャタピラー１０２を含む可動フロアを提供するが、これは、照射ユニット１１０と共に半円筒形室環境を取り囲んでおり、かつ、ハドロン治療システムの回転ガントリー１０９内に収められた患者エンクロージャの１１１の一部を形成する。
【０１１４】
本発明は、Ｘ線、ガンマ線、電子、ハドロンなどの各種の電離放射線を用いる、いかなる粒子治療装置に対しても適用可能である。
【０１１５】
本発明によって実現された可動フロアは、有利なことに、水平フロアセグメントを有する半円筒形カートリッジエンクロージャ内で、放射デバイス、すなわち回転ガントリーによって支持された照射ユニットの自由な回転を可能とし、かつ、有利なことには、シュートのリスクを伴わずに患者位置決めのための患者エンクロージャ内で医師のアクセスを可能とする重要なチャージをサポートすることが可能となり、そしてこれはいかなる照射角度に関してもである。この患者エンクロージャの設計はより安全であり、かつ、患者の心配を軽減する。なぜなら、患者はガントリーの内部フレームをもはや目にすることはなく、しかも照射ユニットと可動フロアとの間にギャップあるいは弱い部分が存在しないからである。
【０１１６】
したがって、本発明に基づく装置は、患者が患者エンクロージャ内に置かれたとき、患者の目まいあるいは不安な感覚を排除する。
【０１１７】
さらに、本発明に基づく装置は、建物固定二重レールとのかご形構造体の同期のためにモーターあるいはコンベアチェーンと組み合わされた複雑な共回り防止デバイスが必要とされないので、よりシンプルである。
【０１１８】
本発明においては、キャタピラーのプレートの剛性は、建物固定フレーム２０１に対して取り付けられた前方側二重レール３０１(図３)と同期させられた、その上に後方側二重レールが固定された、かご形フレームポジションの維持のための任を負う。さらに、緩衝安全手段としての効率のよい安全手段が、ハドロン治療システムの一部が動作障害を生じた場合に照射ユニットのダメージを回避するために照射ユニット１１０の周囲に実現されるが、照射ユニットは粒子治療装置の重要かつ高価な部分の一つである。
【０１１９】
本発明はまた、以下のように説明できる。
【０１２０】
本発明は、従来技術の欠点を持たないハドロン治療システムを提供することを目的とする。特に、本発明の目的は、いかなる照射角度に関してもアクセス可能でありかつノズル付近にギャップあるいは弱い部分を持たない平坦なフロアを有する患者エンクロージャを備えた粒子治療装置を提供することである。
【０１２１】
本発明のさらなる目的は、そうしたハドロン治療システムに、イメージングデバイスを提供することである。
【０１２２】
最後に、本発明のさらなる目的は、システムの一部に動作障害が生じた場合に最小限のダメージしか生じない高い安全レベルを備えた、よりシンプルなハドロン治療システムを提供することである。
【０１２３】
第１の態様に関して、本発明は、ハドロン治療用の医療装置に関し、これは、回転ガントリー内に収められた患者エンクロージャ内に置かれたターゲット(たとえば腫瘍)に向かってノズルを経てハドロン加速器によって生成されたビームをガイドするビームサポートラインによって実現された回転ガントリーを備え、上記患者エンクロージャは半円形を有し、かつ、ノズルと、建物固定フレームとかご形フレームとの間に挟み込まれたフレキシブルな可動フロアとを備え、このかご形フレームはガントリー内でスライドする。上記医療装置は、機械的に引っ張られる一次キャタピラーと、ノズルの両側に固定された二つの二次キャタピラーとを備え、一次キャタピラーおよび二次キャタピラーは二重レール内にスライドし、当該二重レールの一方はかご形フレームに固定され、かつ、他方の二重レールは建物固定フレームに固定される。
【０１２４】
本発明の好ましい実施形態では、ノズルの両側方に配置された２対の平行レールによってノズルが提供され、平行レールのそれぞれは、ノズルの両側に配置された二次キャタピラーを引っ張るピボットを備える。
【０１２５】
好ましくは、二重レールは円の一部を切り取った形状を有し、可動フロアはスライドして、患者エンクロージャに対して水平フロアを提供する。
【０１２６】
さらに好ましくは、可動フロアの一次キャタピラーは上記二重レールの内側レール内にスライドし、かつ、可動フロアの上記二次キャタピラーは上記スライドレールの外側レール内にスライドする。
【０１２７】
本発明によれば、二次キャタピラーは、一次キャタピラーとノズルとの間のキャップを満たす。
【０１２８】
本発明の他の実施形態では、ハドロン治療のための医療装置は、ガントリーフレームに固定された伸縮式アームを備える。この伸縮式アームは一次キャタピラーを引っ張る。
【０１２９】
本発明の他の実施形態では、キャタピラーは互いに連結されたプレートのアセンブリであり、当該プレートは、木材、プラスチック、ガラス繊維、複合素材、鉄、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、銅、ニッケル、亜鉛などの金属、あるいはその組み合わせからなる。好ましくは、当該プレートはアルミニウムからなり、かつ、二重レール内に転がり込むためのその端部にホイールを備える。
【０１３０】
本発明の他の実施形態では、上記キャタピラーのプレートは、固定ポジションにて、かご形構造体内に固定され、かつ、建物固定フレーム上に固定された二重前方側レールと同期させられた二重後方側レールを保持できる十分な剛性を有する。
【０１３１】
好ましくは、Ｘ線ビーム発生器が伸縮式アームに固定される。
【０１３２】
さらに好ましくは、上記一次キャタピラーは、伸縮式アームに固定されたＸ線ビーム発生器の前方に配置された孔を有する。
【０１３３】
本発明のハドロン治療用の医療装置において、伸縮式アームに固定された上記Ｘ線ビーム発生器によって提供されるＸ線ビームは、ノズル内に収められたＸ線ビーム発生器によって提供されるＸ線ビームと直交した状態が維持される。
【０１３４】
本発明に基づくハドロン治療用の医療装置において、回転ガントリーは、全システムの一部が動作障害を生じた場合に停止のための情報を提供するガントリー制御システムに関連付けられる。
【０１３５】
本発明に基づくハドロン治療用の医療装置において、ガントリーは、ガントリー制御システムによって停止情報が提供された後、最大５°の角度まで回転し続ける。
【０１３６】
本発明に基づくハドロン治療用の医療装置において、ノズルは、ハドロン治療システム全体の一部が動作障害を生じた場合に使用できる緩衝保護システムが備えられる。
【０１３７】
本発明に基づくハドロン治療用の医療装置において、緩衝保護システムは、ノズルのダメージを回避するために、少なくとも５°のガントリーの円運動を吸収することができる。
【０１３８】
本発明に基づくハドロン治療用の医療装置において、伸縮式アームは、一次キャタピラーの引っ張り力をモニターし、そして所定の牽引値に達した場合にガントリー制御システムに停止情報を提供するロードセルが備えられる。
【０１３９】
医療用ハドロン治療システムを図1および図２を用いて説明する。それは、サイクロトロンあるいはリニアックなどの荷電粒子ビーム発生ユニット(図示せず)およびガントリー(１０９)を備える。ビーム伝達ラインは、回転ガントリー内部に配置されたカートンエンクロージャ内に置かれたターゲットに向かって、ビーム発生ユニットからの加速粒子ビームをガイドする。ビーム伝達ラインは、偏向手段を備えると共に、ガントリーと適合しかつガントリーと共に回転できる湾曲部分を有する。
【０１４０】
図１ａおよび１ｂは、(図１および図２では部分的に示されている)ガントリー(１０９)を備える、ハドロン治療装置の一部の正面図である。当該ガントリーは回転軸線Ｄを中心として回転できるが、当該軸線は図の平面に対して直交している。上記ガントリーは、ガントリー(１０９)内に配置された(図１ｂにおいて線影をつけた領域として示す)患者エンクロージャ１１１内に置かれたターゲット(たとえば腫瘍)に向かって、ノズル(１１０)を経て、ハドロン加速器によって生成されたビームをガイドするビームサポートライン(図示せず)を備える。
【０１４１】
患者エンクロージャ(１１１)は、ノズル(１１０)およびガントリー内の室環境を視覚的に仕上げかつ閉鎖する全てのパネルおよび／またはカバーを含む一般的な名称である。このパネルおよびカバーは美的機能および全体的安全機能を有する。患者ベッドあるいは寝台(図示せず)は、外部から、患者エンクロージャ内に配置することができる。患者エンクロージャは、当該エンクロージャ内に置かれた患者に対して安全な感じを与えるように設計される。
【０１４２】
患者エンクロージャ(１１１)は、処置室と機械的に連係する建物固定フレーム(２０１)に対して取り付けられた前後方向二重レール(３０１、図３)を備える。この二重レール３０１は、静止建物固定二重レールとも呼ばれる。患者エンクロージャ(１１１)はさらに、かご形構造体(２０２)に対して固定されると共に前方側二重レールと対向させられた(すなわち向き合う)後方側二重レール(３０２)を備える。このかご形構造体(２０２)は、ホイール(２０４,２０５)によって、ガントリーフレーム(１０９)内で回転する。両二重レールは、図３に示すように、一部が切り取られた円形状を有する。
【０１４３】
連続した一連の連結されたプレートはキャタピラーと呼ばれる変形可能な表面を形成するが、これは、二つの二重レール間に挟み込まれており、そして、たとえば各プレートに取り付けられたホイールによってスライドする。本発明のある実施形態においては、三つのキャタピラー、一次キャタピラー(１０５)および二つの二次キャタピラー(１０２)が存在する。一次キャタピラー(１０５)および二つの二次キャタピラー(１０２)は、一部が切り取られた円形状を有する両二重レール内へとスライドし、患者エンクロージャ内で水平フロアを実現する。本発明の具現化に関する好ましいモードでは、患者エンクロージャ(１１１)の内側から見て、二次キャタピラー(１０２)は一次キャタピラー(１０５)の後方に配置される。上記二次キャタピラー(１０２)は、後方側および前方側二重レールの外側レール(１０３)内にスライドし、一方、一次キャタピラー(１０５)は、後方側および前方側二重レールの内側レール(１０４)内へとスライドする。
【０１４４】
キャタピラーの上記プレートは、木材、プラスチック、ガラス繊維、複合素材、鉄、スチール、アルミニウム、マグネシウム、チタニウム、銅、ニッケル、亜鉛などの金属、あるいはその組み合わせからなる。本発明の好ましい実施形態では、上記キャタピラーはアルミニウムからなる。
【０１４５】
上記一次キャタピラー(１０５)は、ガントリー(１０９)に固定された伸縮式アーム(１０８)によって引っ張られ、そして両二重レールの内側レール内にガントリー(１０９)と同期してスライドする。上記二次キャタピラー(１０２)は、二重レールの外側レール１０３内にスライドし、そしてノズル(１１０)によって機械的に引っ張られる。そうした構成によって、そしてキャタピラーのプレートの剛性のために、その上に後方側二重レール(３０２)が固定される、かご形構造体(２０２)のポジションは、同じポジションに留まり、かつ、ガントリー(１０９)が回転する間、静止建物固定二重レール(３０２)と同期させられる。
【０１４６】
さらに、ノズル(１１０)は、二対の平行レール(１０１)を備え、平行レールの各対は、ノズルの両側に配置されている。ノズル(１１０)の平行レール(１０１)内にスライドするピボットが二次キャタピラーを引っ張る。こうした構成は、たとえノズル(１１０)が患者エンクロージャ(１１１)の底部に位置させられていても、一人以上の人間を支持することができる、その中でノズル(１１０)が自由に回転できる、安全な転がりフロアを有する患者エンクロージャ(１１１)を実現する。というのは、ノズルの周囲にギャップあるいは弱い部分が存在しないからである。
【０１４７】
キャタピラーの一つの、あるいはハドロン治療システム全体の他の部分の動作障害の場合に、上記ノズルのダメージを回避するために、ノズルには安全システムが設けられる。この安全システムの原理は図４に示す。制御システム(すなわち二重レールに沿って配置されたスイッチシステム)によって故障が検出された場合、ガントリーは停止させられ、そして安全システムが作動させられる。ガントリーが、ある程度の慣性を有する大掛かりなシステムであるので、ガントリーを損傷させる条件のもとで、急激にガントリーを停止させることは許されない。停止段階の間、ガントリーはまず減速し、そして続いて、最大５°の円動作の後、実際に停止する。キャタピラーの動作障害の場合、当該キャタピラーのプレートは硬質であるので、キャタピラーはノズルに接触し、そしてそれを損傷させることがある。ノズルと一つあるいは二つのキャタピラーとの間の衝撃を吸収するために、平行四辺形状を有する緩衝システム(４０１)が、停止段階の間のノズルのダメージを回避するために、ノズルレール(１０１)とノズル(１１０)との間に配置される。この緩衝システムはショックアブソーバとして機能する。すなわち平行四辺形はガントリーが減速する間に潰される。そうした緩衝システムは少なくとも５°の円運動を吸収するように設計される。当業者が、そうした緩衝安全システムをハドロン治療システム、たとえば可動フロアが唯一つのキャタピラーを備えるハドロン治療システムの患者エンクロージャに組み込むことができることは明らかである。この緩衝器の安全機能が、一部が切り取られた形態を有する患者エンクロージャ内で自由にノズルを回転させるための手段を実現する機械的機能によって置き換えることもまた考えられる。さらに、この緩衝システムの両機能が利用可能である。
【０１４８】
かごの垂直底部、すなわち患者エンクロージャの垂直底部は、二つの平坦なパネルおよびさまざまな器機アイテムとのインターフェースを完全なものとする円形状をなす背面壁パネルによって終わっている。本発明のある実施形態では、視覚デバイスとしての角度インジケータが、患者エンクロージャの背面壁上に配置される。当該角度インジケータはガントリー角度ポジションを示し、そしてガントリーが行う円運動の方向を指し示すことができる。当該角度インジケータが、医師が、たとえば患者位置決めのために患者エンクロージャ内で作業しているときに、この医師に目印を提供する。
【０１４９】
概して、患者ポジションのモニタリングは、コーンビームコンピューター断層撮影法(ＣＢＣＴ)を用いて実施される。二つのＣＢＣＴデバイスは、患者骨格の３次元的眺めを提供するために、好ましくは患者エンクロージャ内に直交様式で組み込まれる。ＣＢＣＴデバイスはＸ線ビーム発生器および検出器を備える。Ｘ線ビーム発生器の一つはノズル内に組み込まれ、一方、第２のものは、好ましくは、第１のＸ線ビーム発生器から＋/−９０°の角度でガントリー内に配置される。検出器は患者エンクロージャ内に配置され、そしてその対応するＸ線ビームの軸線をたどって、患者の後方に整列させられる。検出器は、Ｘ線ビーム発生器と同期して回転する必要があり、かつ、それは転がりフロア上に固定されてもよい。すなわち、それらは、患者エンクロージャの垂直底部上に配置された背面壁パネル上に固定されたアームによって保持されてもよく、あるいは患者エンクロージャの外側に配置された回転手段によって保持されてもよい。
【０１５０】
本発明の実施形態では、ガントリー(１０９)に固定された伸縮式アーム(１０８)は、コーンビームコンピューター断層撮影検出器と組み合わせて使用可能なＸ線ビーム発生器(１０７)を備える(すなわちそれに隣接して設けられる)。好ましくは、伸縮式アーム(１０８)は、ハドロンビームの軸線から９０°の角度で配置される。孔(１０６)が、Ｘ線ビームの通過を保証するために、Ｘ線チューブの前方に配置された一次キャタピラーのプレートにあけられる。一次キャタピラー(１０５)を保持する伸縮式アーム(１０８)はノズル(１１０)に対して直交するように固定されるが、こうした構造によって、ノズルが取るいかなる角度に関しても、ノズル内に収められたＸ線ビーム発生器からのＸ線ビームと直交するＸ線ビームを得ることが可能となる。
【０１５１】
本発明の他の実施形態では、引っ張り力が過度に大きくないかどうかをチェックするためにロードセルが伸縮式アーム１０８に設けられる。たとえばキャタピラーの動作障害の場合に、引っ張り力が所定の値を超えると、制御システムはガントリーを緊急停止させる。
【０１５２】
本発明は、ノズルと共に、半円筒形室環境を取り囲み勝つハドロン治療システムの回転ガントリー内に収容された患者エンクロージャの一部を形成する、一次キャタピラーおよび二次キャタピラーを含む可動フロアを提供する。本発明は、Ｘ線などのようなその他のタイプの放射線の利用に基づく放射線治療システムに対して、同じ利益を伴って適用可能である。本発明によって提供される可動フロアによって、水平なフロアセグメントを有する半円筒形患者エンクロージャ内で、放射線システム、すなわち回転ガントリーによって支持されたノズルの自由な回転が可能となり、しかも、シュートのリスクを伴わずに患者位置決めのための患者エンクロージャ内で医師のアクセスを可能とする重要なチャージをサポートすることが可能となり、そしてこれは、いかなる角度の照射に関してもである。そうした患者エンクロージャのデザインは安全なものであり、患者の不安を低減する。なぜなら、患者はガントリーの内部フレームをもはや目にすることはなく、そしてノズルと可動フロアとの間にはギャップあるいは弱い部分が存在しないからである。この設計は、患者がそうした患者エンクロージャ内にいるときに、患者のめまいあるいは不安な感じを排除する。さらに、本発明の構造はより簡素であるが、これは、建物固定二重レールとのかご形フレームの同期のために、モーターあるいはコンベアチェーンと組み合わされた複雑な共回り防止システムが必要ないからである。本発明において、キャタピラーのプレートの剛性は、建物固定フレーム(２０１)に対して固定された前方側二重レール(３０２、図３)と同期させられた、その上に後方側二重レールが固定された、かご形フレームポジションの維持のための任を負い、かご形フレームポジションはホイールによってガントリー内にスライドする。さらに、平行四辺形緩衝安全システムなどの有効な安全手段が、ハドロン治療システムの一部の動作障害の場合にノズルのダメージを回避するために、ノズルの周囲で具現化されているが、ノズルは、このハドロン治療システムの必須かつ高価な部分の一つである。
【符号の説明】
【０１５３】
１０１  平行レール
１０２  キャタピラー
１０３,１０４  二重レール
１０５  キャタピラー
１０６  開口
１０８  伸縮式アーム
１０９  ガントリー
１１０  照射ユニット
１１１  患者エンクロージャ
１２０,１２１  二重レール
１３０,１３１  ビーム
２０１  静止フレーム
２０２  かご形構造体
２０４,２０５  ホイール
３０１  前方側可動フロアガイドユニット
３０２  後方側可動フロアガイドユニット
４０１  緩衝手段
４０２  ピボット
４０３  ピストン
５０１  長尺な部材
５０３  キャビティ
５０４  キャビティ
５０５  連結手段
５０６  ホイール
【図１ａ】
0005762975.tif 000002
【図１ｂ】
0005762975.tif 000003
【図１ｃ】
0005762975.tif 000004
【図２】
0005762975.tif 000005
【図３】
0005762975.tif 000006
【図４】
0005762975.tif 000007
【図５】
0005762975.tif 000008
【図６】
0005762975.tif 000009