(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ガントリーと、
前記回転ガントリーに取り付けられ、イオンビームを照射する照射装置と、
前記回転ガントリー内に設置され、円弧部および前記円弧部に連絡される水平部を含む軌道が形成され、前記軌道に沿って移動する囲み部材と、
前記囲み部材の内側に配置されて前記照射装置に取り付けられ、Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出装置と、
前記囲み部材の外側に配置され、前記Ｘ線検出装置と対向する位置に取り付けられる前記Ｘ線源とを備え、
前記囲み部材は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出装置の間に配置され前記Ｘ線源からのＸ線を透過する素材からなるＸ線透過領域を含み、
前記Ｘ線透過領域の前記回転ガントリーの軸方向における幅は、前記囲み部材の前記軸方向における幅よりも狭いことを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項２】
回転ガントリーと、
前記回転ガントリーに取り付けられ、イオンビームを照射する照射装置と、
前記回転ガントリー内に設置され、円弧部および前記円弧部に連絡される水平部を含む軌道が形成され、前記軌道に沿って移動する囲み部材と、
前記囲み部材の内側に配置されて前記照射装置に取り付けられ、Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出装置と、
前記囲み部材の外側に配置され、前記Ｘ線検出装置と対向する位置に取り付けられる前記Ｘ線源とを備え、
前記囲み部材は、前記Ｘ線源と前記Ｘ線検出装置の間に配置され前記Ｘ線源からのＸ線を透過する所定の素材からなるＸ線透過領域を含み、
前記囲み部材は、前記Ｘ線透過領域、及び前記所定の素材とは素材が異なる金属部材を含むＸ線透過部材を有することを特徴とする粒子線治療システム。
【請求項３】
前記囲み部材は、前記Ｘ線透過領域及び金属部材を含むＸ線透過部材を有する請求項１に記載の粒子線治療システム。
【請求項４】
前記囲み部材は、連結された複数の踏み板部材を有し、
前記Ｘ線透過領域の前記回転ガントリーの周方向における幅Ｗ３は、前記踏み板部材の前記周方向の幅Ｗ１よりも広い請求項１ないし３のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項５】
前記囲み部材は連結された複数の踏み板部材を有し、
前記Ｘ線透過部材は、前記踏み板部材の間に配置され、前記踏み板部材に連結されている請求項３に記載の粒子線治療システム。
【請求項６】
前記囲み部材は連結された複数の踏み板部材を有し、
前記Ｘ線透過部材の前記回転ガントリーの周方向における幅Ｗ２は、前記踏み板部材の前記周方向の幅Ｗ１よりも広い請求項３に記載の粒子線治療システム。
【請求項７】
前記回転ガントリーは、円筒状の回転胴を備え、
前記Ｘ線源は、前記回転胴に取り付けられている請求項４に記載の粒子線治療システム。
【請求項８】
前記囲み部材は連結された複数の踏み板部材を有し、
前記Ｘ線透過部材の、前記回転ガントリーの周方向における幅Ｗ2が、前記踏み板部材の、前記周方向における幅Ｗ1よりも広く、且つ前記囲み部材の水平床部であって前記軌道の前記水平部に位置している前記水平床部の幅ＷHから前記幅Ｗ1を引いた値以下である請求項３に記載の粒子線治療システム。
【請求項９】
前記Ｘ線透過部材が、前記Ｘ線透過領域および板状の金属部材を含み、前記Ｘ線透過領域の前記回転ガントリーの周方向における幅Ｗ3は、前記Ｘ線透過部材の前記回転ガントリーの周方向における幅Ｗ2よりも狭い請求項３に記載の粒子線治療システム。
【請求項１０】
前記Ｘ線源が、前記回転胴の外側に配置されて前記回転胴の外面に取り付けられ、
Ｘ線通過孔が、前記回転ガントリーの前記Ｘ線源と向かい合う位置に形成される請求項７に記載の粒子線治療システム。
【請求項１１】
前記Ｘ線源が第１Ｘ線源および第２Ｘ線源を含み、
前記第１Ｘ線源および第２Ｘ線源が、前記周方向において離れた位置に配置され、
前記Ｘ線検出装置が第１Ｘ線検出装置および第２Ｘ線検出装置を含み、
前記第１Ｘ線検出装置が前記第１Ｘ線源に対向して配置され、
前記第２Ｘ線検出装置が前記第２Ｘ線源に対向して配置される請求項７または１０に記載の粒子線治療システム。
【請求項１２】
前記囲み部材は、第１Ｘ線透過部材と第２Ｘ線透過部材とを有し、
前記第１Ｘ線透過部材は、前記Ｘ線透過領域と金属部材とを含み、
前記第２Ｘ線透過部材は、前記Ｘ線透過領域と金属部材とを含み、
前記第１Ｘ線透過部材が前記第１Ｘ線源に対向して配置され、
前記第２Ｘ線透過部材が前記第２Ｘ線源に対向して配置される請求項１１に記載の粒子線治療システム。
【請求項１３】
前記第１Ｘ線透過部材及び前記第２Ｘ線透過部材のそれぞれの、前記周方向における幅Ｗ2が、前記幅Ｗ1よりも広く、且つ前記囲み部材の水平床部であって前記軌道の前記水平部に位置している前記水平床部の幅ＷHから前記幅Ｗ1を引いた値以下である請求項１２に記載の粒子線治療システム。
【請求項１４】
前記幅Ｗ3は、前記幅Ｗ2よりも狭い請求項１３に記載の粒子線治療システム。
【請求項１５】
前記囲み部材の両端部と前記照射装置の側面とを、前記回転ガントリーの径方向に移動可能に接続する、前記照射装置に配置される接続部材を備えた請求項１、１０および１１のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項１６】
前記接続部材は、前記照射装置の側面に取り付けられて前記回転ガントリーの径方向に伸びるガイド部材、および前記囲み部材の端部に取り付けられ、前記ガイド部材に移動可能に取り付けられたスライド部材を含んでいる請求項１５に記載の粒子線治療システム。
【請求項１７】
前記照射装置は、前記照射装置の、前記回転ガントリーの回転方向において対向する一対の前記側面が前記回転ガントリーの中心軸に向かって傾斜する先細り形状になっている請求項１５または１６に記載の粒子線治療システム。
【請求項１８】
前記囲み部材が、屈曲自在に連結された複数の前記踏み板部材および前記第２Ｘ線透過部材を含む第１移動床部、および屈曲自在に連結された他の複数の前記踏み板部材および前記第１Ｘ線透過部材を含む第２移動床部を有する請求項１２に記載の粒子線治療システム。
【請求項１９】
前記囲み部材に発生する開口を覆うカバーと、前記カバーを移動させるカバー巻取装置とを備えた請求項１５ないし１８のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【請求項２０】
前記イオンビームが加速される加速器と、前記加速器に連絡され、前記加速器からの前記イオンビームを前記照射装置に導くビーム輸送系とを備えた請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の粒子線治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の一種である粒子線を利用してがん治療を行う粒子線治療システムに適用するのに好適な粒子線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線（陽子または重粒子線）を患部の位置および形状に合わせて照射する粒子線治療システムが、がん治療などに用いられている。
【０００３】
粒子線治療システムは、大きく分けて、加速器としてシンクロトロンを有する粒子線治療システム（例えば、特開２００４−３５８２３７号公報参照）、および加速器としてサイクロトロン（例えば、特開２０１１−９２４２４号公報参照）を有する粒子線治療システムが知られる。シンクロトロンを有する粒子線治療システムおよびサイクロトロンを有する粒子線治療システムは、いずれも、照射装置が設けられた回転ガントリーを有する。
【０００４】
その粒子線治療を効率良く行うためには、粒子線ビームを患者のがんの患部に精度良く照射する必要があり、照射装置を患者の最適な照射位置に設定可能な構造を有する粒子線治療システムの開発がなされてきた。このような粒子線治療システムにおいて、患者周囲の任意の方向から粒子線治療を実施するために、患者の周りを３６０度回転可能な回転ガントリー装置およびその回転に同期する放射線治療ケージ（以下、治療ケージという）が必要となる。
【０００５】
治療ケージを取り付けた回転ガントリーの例が、特開平１１‐４７２８７号公報に記載される。治療ケージは、回転ガントリーの内側に配置されて回転ガントリーに取り付けられた固定側リングレールおよび回転側リングレール、および移動床を有する。固定側リングレールおよび回転側リングレールは、互いに対向する面に、移動床をガイドするかまぼこ型の軌道を形成する。移動床は、互いにリンクにより屈曲自在に連結される多数の踏み板を有し、回転ガントリーの回転と同期してかまぼこ型の軌道に沿って移動する。そのかまぼこ型の軌道が形成されるため、移動床の一部の踏み板によって水平床部（アクセスフロア）が形成される。この水平床部の形成により、治療ケージ内において、医療従事者（例えば、医師および医療技師）がその水平床部に立つことができ、治療ケージの内側に挿入された治療台上の患者へのアクセスが容易になる。
【０００６】
回転ガントリー内に設置された治療ケージの例が、特開２０１１‐１５６２６３号公報に記載されている。この治療ケージでは、移動床の、回転ガントリーの周方向における両端部にそれぞれ設けられたスライド部材が、回転ガントリーに取り付けられた照射装置の、回転ガントリーの回転方向において対向する二つの側面にそれぞれ設けられた各ガイド部材である一対のガイドレールにスライド自在に取り付けられる。
【０００７】
特表２００８‐５４４８３３号公報に記載された放射線治療システムは、放射線処置を実施している間、患者を画像化することができる。この画像化のために、特表２００８‐５４４８３３号公報の図１０Ａ，図１０Ｂおよび図１０Ｃでは、第１画像化中心に向かってそれぞれＸ線を照射する一対のＸ線源、および第２画像化中心に向かってそれぞれＸ線を照射する他の一対のＸ線源は、それぞれ、手術室の床面よりも下方でこの床に形成された窪み内に設置されており、Ｘ線透明材料がこれらのＸ線源を覆って床面の位置に配置されて床に取り付けられている。
【０００８】
さらに、照射装置に対する患部の位置決めの方法の一例が、特開平１−２０９０７７号公報に記載されており、この位置決め方法では、患部の位置決めの前にＸ線ＣＴ装置により予め得られた断層画像情報に基づいて作成された基準画像情報、及びイオンビームの照射前に照射装置に設けられたＸ線源から放射されてベッドの患者の患部を透過したＸ線を検出したＸ線検出装置からのＸ線検出信号を基に作成された直交する二方向の現在の各Ｘ線画像情報を用いて、患部の位置決めのためのベッドの移動量を算出する。算出されたベッドの移動量に基づいてベッドを手動により移動させ、照射装置に対する患部の位置決めが行われる。特開平１−２０９０７７号公報は、その算出されたベッドの移動量に基づいてベッドを自動的に移動することも記載している。
【０００９】
なお、特開２００６−２３９４０３号公報にも、ベッドの移動量及びベッドの回転角度を算出し、算出された移動量及び回転角度に基づいてベッド制御装置により照射装置に対する患部の位置決めを自動で行うことが記載される。特開２００６−２３９４０３号公報に記載された患部の位置決めは、回転ガントリーを回転させながら、回転ガントリーに取り付けられた照射装置に設けられたＸ線源から放射されて治療台上の患者を透過したＸ線をＸ線検出装置で検出してＸ線検出装置の出力信号を用いて作成された現在断層画像情報、および事前のＸ線ＣＴ撮影で得られた患部の基準断層画像情報を用いて行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３５８２３７号公報
【特許文献２】特開２０１１−９２４２４号公報
【特許文献３】特開平１１‐４７２８７号公報
【特許文献４】特開２０１１‐１５６２６３号公報
【特許文献５】特表２００８‐５４４８３３号公報
【特許文献６】特開平１−２０９０７７号公報
【特許文献７】特開２００６−２３９４０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
位置決め駆動装置を有する移動床式の治療ケージを備えた粒子線治療システムでは、治療ケージの位置決め動作完了後に、ベッド上の患者をアイソセンタに位置決めする（ベッド位置決め）ことが必要となる。このようなベッド位置決めを実施する場合、回転ガントリーの軸方向に設けられた位置決め駆動装置に搭載されたＸ線発生装置およびＸ線検出装置（例えば、ＦＰＤ）をアイソセンタの位置まで引き出し、ベッド上の患者に対して放射線撮影を行うことが考えられる。
【００１２】
しかしながら、このような位置決め駆動装置を用いる場合、Ｘ線発生装置の動作距離が数メートル(例えば、１．８メートル程度)あり、安全の観点からその動作速度は１００mm/sec以下にすることが要求されている。このため、位置決め駆動装置の動作時間だけでも数十秒(約１８秒)程度を要する場合もある。更に、この位置決め駆動装置は確実な位置決めを実施するために複数搭載されており、この複数ある位置決め駆動装置を同時操作できない場合、位置決め駆動装置の個数倍の時間を要し、治療スループットの向上の観点において大きな課題となっていた。
【００１３】
治療スループットを改善する構造として、移動床をなくして治療ケージに多角形状の固定床を設け、回転ガントリーの中心軸をアイソセンタの位置で断面した位置に、Ｘ線発生装置およびＸ線検出装置を固定配置することも考えられる。このような構造では、位置決め駆動装置の動作が不要であるため、位置決め駆動装置の動作時間がゼロになり位置決め時間の短縮が可能になる。しかしながら、治療ケージの水平な床が多角形の角数に応じて一定ピッチでしか形成されないこと、更には、治療ケージを大きくできないことに起因して、医療従事者の患者へのアクセスが悪いことが考えられる。
【００１４】
本発明の目的は、医療従事者の患者へのアクセスが容易となり、かつ治療スループットを向上できる粒子線治療システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する本発明の特徴は、回転ガントリーと、回転ガントリーに取り付けられ、イオンビームを照射する照射装置と、回転ガントリー内に設置され、円弧部およびこの円弧部に連絡される水平部を含む軌道が形成され、その軌道に沿って移動する囲み部材と、囲み部材の内側に配置されて照射装置に取り付けられ、Ｘ線源からのＸ線を検出するＸ線検出装置と、囲み部材の外側に配置され、Ｘ線検出装置と対向する位置に取り付けられるそのＸ線源とを備え、囲み部材は、Ｘ線源とＸ線検出装置の間に配置されＸ線源からのＸ線を透過する素材からなるＸ線透過領域を含んでいることにある。
【００１６】
円弧部およびこの円弧部に連絡される水平部を含む軌道に沿って移動する囲み部材は、軌道の水平部において水平床部を形成する。医療従事者はその水平床部に立つことができ、囲み部材の内側に挿入されたベッド上の患者に対するアクセスが容易になる。また、囲み部材の内側に配置されてＸ線源からのＸ線を検出するＸ線検出装置が照射装置に取り付けられており、そのＸ線源が囲み部材の外側に配置されてＸ線検出装置と対向する位置に取り付けられており、Ｘ線源から放出されてそのＸ線透過領域を透過したＸ線を照射装置に取り付けられたＸ線検出装置で検出するため、患部のＸ線撮影を行う際に、Ｘ線源およびＸ線検出装置を移動させる必要がないため、患部のＸ線撮影を開始するまでに要する時間を短縮することができる。このため、治療スループットを向上させることができる。
【００１７】
好ましくは、Ｘ線源が、回転ガントリーの外側に配置されて回転ガントリーの外面に取り付けられ、Ｘ線通過孔が、回転ガントリーのＸ線源と向かい合う位置に形成されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、医療従事者の患者へのアクセスが容易となり、かつ治療スループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線治療システムの構成図である。
【図２】図１に示された回転ガントリーの拡大縦断面図である。
【図３】図２のIII−III矢視図である。
【図４】図４に示された踏み板の平面図である。
【図５】図４に示されたＶ線透明板の平面図である。
【図６】図２および図３に示された放射線治療ケージの拡大斜視図である。
【図７】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が０度であるときにおける、放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。
【図８】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が１３５度であるときにおける、放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。
【図９】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が１８０度であるときにおける、放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。
【図１０】実施例１の粒子線治療システムにおける移動床の水平床部上の医療従事者の、治療台上の患者へのアクセス性を示す説明図である。
【図１１】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が０度であるときにおける、放射線治療ケージのＸ線透過板の位置およびＸ線透過板におけるＸ線透過位置のそれぞれを示す説明図である。
【図１２】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が９０度であるときにおける、放射線治療ケージのＸ線透過板の位置およびＸ線透過板におけるＸ線透過位置のそれぞれを示す説明図である。
【図１３】図２および図３に示された回転ガントリーの回転角度が１８０度であるときにおける、放射線治療ケージのＸ線透過板の位置およびＸ線透過板におけるＸ線透過位置のそれぞれを示す説明図である。
【図１４】本発明の好適な他の実施例である実施例２の粒子線治療システムにおける、回転ガントリーの回転角度が０度であるときの放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。
【図１５】実施例２の粒子線治療システムにおける、回転ガントリーの回転角度が１３５度であるときの放射線治療ケージの移動床の状態を示す説明図である。
【図１６】本発明の好適な他の実施例である実施例３の粒子線治療システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の各実施例を以下に説明する。
【実施例１】
【００２１】
以下、本発明の好適な一実施例である実施例１の粒子線治療システムを、図１〜図４を用いて以下に説明する。
【００２２】
本実施例の粒子線治療システム１は、建屋（図示せず）内に配置されて建屋の床面に設置される。この粒子線治療システム１は、図１に示すように、イオンビーム発生装置２、高エネルギービーム輸送系（ＨＥＢＴ系）１５、ガントリービーム輸送系（ＧＡＢＴ系）２０、回転ガントリー２８および照射装置５７を備えている。粒子線治療システム１では、がんの患部（ビーム照射対象）に照射するイオンビームとして、陽子イオンビームが用いられる。陽子イオンビームの替りに炭素イオンビームを用いてもよい。
【００２３】
イオンビーム発生装置２は、イオン源（図示せず）、前段加速器である直線加速器１４およびシンクロトロン加速器３を有する。シンクロトロン加速器３は、イオンビームの周回軌道を構成する環状のビームダクト４、入射器５、イオンビームに高周波電圧を印加する高周波加速空胴（高周波加速装置）８、複数の偏向電磁石６、複数の四極電磁石７、出射用の高周波印加装置９、出射用のセプタム電磁石１３を有する。ビームダクト４に連絡される入射器５は、真空ダクトにより直線加速器１４に接続される。イオン源も直線加速器１４に接続される。高周波印加装置９は、出射用高周波電極１０、高周波電源１１および開閉スイッチ１２を有する。出射用高周波電極１０は、環状のビームダクト４に取り付けられ、そして、開閉スイッチ１２を介して高周波電源１１に接続される。各偏向電磁石６、各四極電磁石７、高周波加速空胴８およびセプタム電磁石１３は、図１に示すように、ビームダクト４に沿って配置されている。
【００２４】
ＨＥＢＴ系（第１ビーム輸送系）１５は、シンクロトロン加速器１３のセプタム電磁石１３に接続されるビーム経路（ビームダクト）１６を有しており、このビーム経路１６に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置５７に向かって複数の４極電磁石１８、偏向電磁石１７および複数の４極電磁石１９を配置して構成される。
【００２５】
ＧＡＢＴ系（第２ビーム輸送系）２０は、ビーム経路（ビームダクト）２１を有しており、このビーム経路２１に沿って、シンクロトロン加速器３から照射装置５７に向かって偏向電磁石２２、４極電磁石２５，２６、および偏向電磁石２３および２４を配置して構成される。ＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１および各電磁石は回転ガントリー２８に取り付けられる。ビーム経路２１は、ＨＥＢＴ系１５とＧＡＢＴ系２０の取り合い部２７においてビーム経路１６に連絡される。ビーム経路２１は回転ガントリー２８によって回転されるため、ビーム経路２１はビーム経路１６に直接接続されてはいない。
【００２６】
照射装置５７は、２つの走査電磁石（イオンビーム走査装置）５８および５９、ビーム位置モニタ６０および線量モニタ６１を備える。照射装置５７は、回転ガントリー２８に取り付けられ、偏向電磁石２４の下流に配置される。走査電磁石５８および５９、ビーム位置モニタ６０および線量モニタ６１は、この順に、照射装置５７において偏向電磁石２４から照射装置５７のイオンビーム出口に向かって照射装置５７の中心軸９７に沿って配置される。走査電磁石５８はイオンビームを照射装置５７の中心軸９７に垂直な平面内において偏向させてＸ方向に走査し、走査電磁石５９はイオンビームをその平面内において偏向させてＸ方向と直交するＹ方向に走査する。患者７０が横たわる治療台６２が、照射装置５７の先端に対向するように配置される。
【００２７】
回転ガントリー２８を、図２および図３を用いて説明する。回転ガントリー２８は、リング状のフロントリング３０およびリアリング３１を有する円筒状の回転胴２９を備える。フロントリング３０が建屋の床７２に設置された支持装置３２Ａによって支持され、リアリング３１がその床７２に設置された支持装置３２Ｂによって支持される。支持装置３２Ａは、一対のロール支持部材３３および複数のサポートローラ３４Ａを含む。複数のサポートローラ３４Ａは、各ロール支持部材３３に回転可能に取り付けられる。フロントリング３０はこれらのサポートローラ３４Ａで支持される。支持装置３２Ｂも、支持装置３２Ａと同様に、一対のロール支持部材３３（図示せず）および複数のサポートローラ３４Ｂを含む。複数のサポートローラ３４Ｂは、各ロール支持部材３３に回転可能に取り付けられる。リアリング３１はこれらのサポートローラ３４Ｂで支持される。回転ガントリー２８を回転させる回転装置（例えば、モータ）４９の回転軸が、減速装置５０を介してリアリング３１を支持する複数のサポートローラ３４Ｂのうちの一つのサポートローラ３４Ｂの回転軸に連結される。回転ガントリー２８の回転角度を測定する角度検出器５１が、フロントリング３０を支持する複数のサポートローラ３４Ａのうちの一つのサポートローラ３４Ａの回転軸に連結される。
【００２８】
放射線治療ケージ（治療ケージ）３５が回転ガントリー２８内に設置される。治療ケージ３５は、照射装置５７の、回転ガントリー２８の周方向における旋回経路に対し、治療台６２上の患者７０の安全を守り、医療技師９３（後述の図１０参照）等が患者７０に対する医療行為を実施できるように構成されている。すなわち、治療ケージ３５は、医療技師９３が医療行為を行うための足場を提供し、これ以外の部分では周囲に対して閉空間を与えることが望まれる。
【００２９】
治療ケージ３５は、移動床３６、固定側リングレール４５Ａ、移動側リングレール４５Ｂおよび後面パネル４６を備える。固定側リングレール４５Ａは、フロントリング３０の位置でフロントリング３０の内側に配置される。移動側リングレール４５Ｂは、フロントリング３０に対向してリアリング３１側に配置される。照射装置５７が、固定側リングレール４５Ａと移動側リングレール４５Ｂの間に配置される。治療ケージ３５の奥行き側を閉止する後面パネル４６が、移動側リングレール４５Ｂに固定される。固定側リングレール４５Ａおよび移動側リングレール４５Ｂは、それぞれの対向する面にかまぼこ型の軌道７６（図７参照）を形成する。本実施例においてかまぼこ型とは、上部の円弧部および下部の水平部を含んでおり、円弧部の両端部が水平部の両端部に滑らかに結合している形状を言う。その円弧部とその水平部とが結合する部分を結合部という。
【００３０】
移動床３６は、図４に示すように、金属製である（例えば、鋼板で作られた）多数の踏み板（踏み板部材）３８、およびそれぞれ一枚のＸ線透過板（Ｘ線透過部材）３９および４０を含んでおり、固定側リングレール４５Ａと移動側リングレール４５Ｂの間に配置される。移動床３６は、多数の踏み板３８、一枚のＸ線透過板３９および一枚のＸ線透過板４０が屈曲自在に連結された囲み部材である。Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれは、移動床３６内において隣り合う踏み板３８の間に配置される。各踏み板３８はＸ線を透過しなく、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれはＸ線を透過する。各踏み板３８は、図５に示すように、回転ガントリー２８の周方向における幅がＷ1である、回転ガントリー２８の軸方向に伸びる細長い長方形の板である。Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれは、図６に示すように、回転ガントリー２８の周方向における幅がＷ2である、回転ガントリー２８の軸方向に伸びる細長い長方形の板である。Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれの幅Ｗ2は、踏み板３８の幅Ｗ1よりも広くなっている。Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれは、アルミニウム合金等の金属で作られた金属板９４およびＸ線を透過するＸ線透過部（Ｘ線透過領域）９５を有する。Ｘ線透過部９５は、例えば、矩形状のグラファイトの板であり、Ｘ線透過部９５の、回転ガントリー２８の周方向における幅Ｗ3は、踏み板３８の幅Ｗ1よりも広くＸ線透過板３９および４０の幅Ｗ2よりも狭くなっている。移動床３６は、踏み板群７４Ａ，７４Ｂおよび７４Ｃを有し、Ｘ線透過板３９を踏み板群７４Ａと踏み板群７４Ｃの間に配置し、Ｘ線透過板４０を踏み板群７４Ｂと踏み板群７４Ｃの間に配置している。Ｘ線透過部９５は、金属板９４に形成された、Ｘ線透過部９５と同じ大きさの開口に嵌め込まれ、金属板９４に一体になるように取り付けられる。Ｘ線透過部９５は金属板９４によって取り囲まれる。Ｘ線透過部９５は、グラファイト以外に強化ガラスまたはプラスチックで作ることができ、グラファイト、強化ガラスおよびプラスチック等のＸ線に対して透明な非金属材（Ｘ線が透過しやすい非金属材）で作られる。Ｘ線透過部９５をＸ線透過板３９および４０に設けないで、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれをＸ線に対して透明な非金属材（グラファイト、強化ガラスおよびプラスチックのいずれか）で構成してもよい。
【００３１】
踏み板群７４Ａ，７４Ｂおよび７４Ｃでは、一対の車輪７９が、各踏み板３８の長手方向の両端部にそれぞれ回転可能に取り付けられる。Ｘ線透過板３９および４０も、両端部に、同様に、一対の車輪７９が回転可能に取り付けられる。一対の踏み板群７４Ａ，７４Ｂおよび７４Ｃでは、隣り合う踏み板３８同士が、踏み板３８の長手方向の両端部において、屈曲自在に連結され（隣り合う踏み板３８の車輪７９同士をリンクで連結）、各踏み板の幅方向における両側が内側に向かって折り曲げられている（特開平１１‐４７２８７号公報の段落００１８および図４参照）。Ｘ線透過板３９も、同様に、踏み板群７４Ａに含まれる隣り合う踏み板３８および踏み板群７４Ｃに含まれる隣り合う踏み板３８それぞれと屈曲自在に連結される。Ｘ線透過板４０も、同様に、踏み板群７４Ｂに含まれる隣り合う踏み板３８および踏み板群７４Ｃに含まれる隣り合う踏み板３８それぞれと屈曲自在に連結される。各踏み板３８、およびＸ線透過板３９および４０それぞれの、回転ガントリー２８の軸方向における端部４４Ｂは、移動側リングレール４５Ｂに形成されたかまぼこ型の軌道７６内を走行する。各踏み板３８、およびＸ線透過板３９および４０それぞれの、回転ガントリー２８の軸方向における端部４４Ａは、固定側リングレール４５Ａに形成されたかまぼこ型の軌道７６内を走行する。
【００３２】
図２に示すように、固定側リングレール４５Ａは、建屋の天井９１に固定サポート５６にて支持され、さらに、床７２に固定サポート５４にて支持される。移動側リングレール４５Ｂは、回転ガントリー２８の回転胴２９の内面に設置されたサポートリング５５の内面に回転胴２９の周方向に沿って配置された複数のサポートローラ４８Ｂにて支持される。回転ガントリー２８の回転に対して移動側リングレール４５Ｂを逆回転させるリングレール駆動装置５２が、減速装置５３を介して、これらのサポートローラ４８Ｂのうちの一つであるサポートローラ４８Ａに接続される。リングレール駆動装置５２および減速装置５３は、回転胴２９の内面に設置される。
【００３３】
回転ガントリー２８の正回転に伴って照射装置５７も正回転するが、リングレール駆動装置５２の駆動によりサポートローラ４８Ａは移動側リングレール４５Ｂを逆回転させる。回転ガントリー２８が逆回転する場合には、リングレール駆動装置５２の駆動によるサポートローラ４８Ａの回転により、移動側リングレール４５Ｂは正回転される。移動側リングレール４５Ｂが回転ガントリー２８に対し相対的に回転することで、移動側リングレール４５Ｂは治療室４３から見て静止しているように見える。その結果、回転ガントリー２８が回転しても、治療ケージ３５はかまぼこ型（上部の円弧部と下部の水平部）の軌道７６を維持する。すなわち、回転ガントリー２８の回転角度によらず、治療ケージ３５の移動床３６は、常に、水平床部７９を形成する。
【００３４】
移動床３６は、十分な剛性を有しており、医療技師９３が乗って作業しても変形がなく、治療台６２の周囲に作業空間を形成している。
【００３５】
踏み板群７４Ｃにおいて、カバー巻取装置４２が隣り合う一対の踏み板３８の間に設置されている。その一対の踏み板３８間における開口発生と連動して、カバー巻取装置４２は開口７５（後述する図７参照）を覆うようにカバー４１を引き出す。カバー巻取装置４２の構造は、巻取りパイプに張力を維持する構造のロールスクリーン、ロールカーテン等の公知技術を応用すればよい。
【００３６】
移動床３６の両端部（踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれ）と照射装置５７の接続部材６８を、図４を用いて説明する。接続部材６８は、一対のスライド部材６９Ａおよび６９Ｂおよび一対のガイドレール７１を含んでおり、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面にそれぞれ設けられる。その一対のスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが、踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられる。ガイド部材である一対のガイドレール７１が、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面にそれぞれ設置される。踏み板群７４Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが、照射装置５７の上記した一つの側面に設置された一対のガイドレール７１に別々に移動可能に取り付けられる。踏み板群７４Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが、照射装置５７の上記した他の側面に設置された一対のガイドレール７１に別々に移動可能に取り付けられる。この結果、踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれの一端部は、接続部材６８（スライド部材６９Ａおよび６９Ｂおよび一対のガイドレール７１）によって、照射装置５７の上記した一対の側面のそれぞれに、回転ガントリー２８の径方向においてスライド自在に接続される。
【００３７】
照射装置５７は、回転ガントリー２８の回転中心に向かって先細りする形状を有している。この結果、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれは、回転ガントリー２８の回転面法線に対して傾斜している。
【００３８】
治療室４３が、回転胴２９内において治療ケージ３５の移動床３６によって取り囲まれて形成される。治療室４３のフロントリング３０側は開放されており、治療室４３のリアリング３１側は後面パネル４６によって封鎖されている。照射装置５７は、回転胴２９に取り付けられて回転胴２９の中心に向かって伸びており、移動床３６よりも内側に形成される治療室４３内に達している。照射装置５７に接続された、ＧＡＢＴ系２０のビーム経路２１は、図２に示すように、リアリング３１側に向かって伸びており、回転ガントリー２８の外側に位置する取り合い部２７においてＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に連絡される。なお、回転ガントリー２８の中心軸２８Ａ（図１および図２参照）は、回転ガントリー２８の回転中心であり、取り合い部２７においてビーム経路２１の入口の中心を通る。
【００３９】
治療台６２は、図２に示すように、ベッド６３、Ｘ方向駆動機構６４、Ｙ方向駆動機構６６、上下方向駆動機構６５および回転駆動機構６３を備える。これらの駆動機構は回転胴２９の外側に配置される。ベッド６３を回転ガントリー２８の回転軸と直交する方向に移動させるＸ方向駆動機構６４は、床７２よりも高くなっている治療台取り付け領域７３に設置される。上下方向駆動機構６５はＸ方向駆動機構６４上に、Ｙ方向駆動機構６６は上下方向駆動機構６５上に、および回転駆動機構６７はＹ方向駆動機構６６上に、それぞれ設置される。ベッド６３は、回転駆動機構６７上に設置され、各駆動機構によって支持される。Ｙ方向駆動機構６６は、ベッド６３を回転ガントリー２８の回転軸が伸びる方向に移動させる。回転駆動機構６７はベッド６３を水平面内で回転させる。
【００４０】
治療室４３は、回転ガントリー２８の回転胴２９内の空間に対して仕切壁である後面パネル４６を隔てて部屋を形成する。そして、治療室４３は、回転ガントリー２８の回転半径を確保した回転中心近傍のフロアレベルに設定されるため、回転胴２９の内面の最も低い位置に対して通常６〜８ｍの高さとなる。したがって、治療台６２のベッド６３上の患者７０が上記高さの空間に存在することになり、それを囲む空間を作る治療ケージ３５は、患者および医療技師にとって安全な場所でなければならない。
【００４１】
患部への粒子線照射を行う前に実施される患部の位置決め、および粒子線の照射中における患部の位置の確認にそれぞれ使用される患部の画像情報を得るために、粒子線治療システム１では、Ｘ線源（Ｘ線発生装置）７１Ａおよび７１ＢおよびＸ線検出装置（例えば、フラットパネルディテクタ（ＦＰＤ））７２Ａおよび７２Ｂを、照射装置５７の、旋回方向における対向する一対の側面のそれぞれに設置している。Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂは、回転ガントリー２８の軸方向において照射装置５７の中心軸９７の位置に配置される（図２参照）。Ｘ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂとして、半導体検出器またはシンチレータを用いてもよい。
【００４２】
Ｘ線源７１Ａは、図７に示すように、支持部材９１によって回転ガントリー２８の回転胴２９の外面に設置される。コリメータ７７Ａが、Ｘ線源７１Ａの前方で回転胴２９の外側に配置され、支持部材９１に取り付けられる。Ｘ線検出装置７２Ａは、Ｘ線源７１Ａから放射されたＸ線７８Ａが入射されるように、Ｘ線源７１Ａに向かい合って配置され、照射装置５７の、旋回方向における一つの側面に取り付けられる。回転胴２９のＸ線源７１Ａに向かい合う位置に、Ｘ線源７１Ａから放射されたＸ線が通過できる大きさの貫通孔（Ｘ線通過孔）９６Ａが形成される。さらに、Ｘ線源７１Ａおよびこの貫通孔９６Ａは、移動床３６に含まれるＸ線透過板４０に向かい合っている。
【００４３】
Ｘ線源７１Ｂは、図７に示すように、支持部材９１によって回転ガントリー２８の回転胴２９の外面に設置される。コリメータ７７Ｂが、Ｘ線源７１Ｂの前方で回転胴２９の外側に配置され、支持部材９１に取り付けられる。Ｘ線検出装置７２Ｂは、Ｘ線源７１Ｂから放射されたＸ線７８Ｂが入射されるように、Ｘ線源７１Ｂに向かい合って配置され、照射装置５７の、旋回方向における他の側面に取り付けられる。回転胴２９のＸ線源７１Ｂに向かい合う位置にも、Ｘ線源７１Ｂから放射されたＸ線が通過できる大きさの貫通孔（Ｘ線通過孔）９６Ｂが形成される。さらに、Ｘ線源７１Ｂおよびこの貫通孔９６Ｂは、移動床３６に含まれるＸ線透過板３９に向かい合っている。Ｘ線透過板３９において、Ｘ線透過部９５はＸ線源７１Ａに向かい合って配置される。また、Ｘ線透過板４０において、Ｘ線透過部９５はＸ線源７１Ｂに向かい合って配置される。
【００４４】
Ｘ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂのそれぞれは、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれに対向する平面（例えば、一辺が約５０ｃｍの正方形）において、実質的に、例えば、Ｘ線入射面が、一辺が約１．５ｍｍの正方形であるＸ線検出器（図示せず）を３３０列３３０行に配置した構成になっている（特開２００６−２３９４０３号公報の段落００２７参照）。
【００４５】
コリメータ７７Ａに形成されるＸ線が通過する孔部（図示せず）とアイソセンタ９８を結ぶ直線とコリメータ７７Ｂに形成されるＸ線が通過する孔部（図示せず）とアイソセンタ９８を結ぶ直線とのなす角度は、９０度である（図１１参照）。このため、Ｘ線源７１ＡとＸ線源７１Ｂは、回転ガントリー２８の周方向において９０度ずれて配置される。
【００４６】
Ｘ線源７１Ａおよび７１ＢおよびＸ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂの機能を、イオンビームの患部への照射前に実施される患部の位置決めを例に挙げて説明する。本実施例では、特開２００６−２３９４０３号公報に記載された方法でベッド６３上に横たわっている患者７０の患部の位置決めが行われる。
【００４７】
患者７０が横たわっているベッド６３を、Ｘ方向駆動機構６４、Ｙ方向駆動機構６６、上下方向駆動機構６５および回転駆動機構６３のそれぞれの駆動により移動させ、照射装置５７に対するその患者７０の患部の大まかな位置決めを行う。このとき、回転ガントリー２８の回転角度は、例えば、０度になっており、照射装置５７が上方より下方に向かって伸びている。そして、回転ガントリー２８を回転させながら現在Ｘ線ＣＴ撮影が実施される。この現在Ｘ線ＣＴ撮影では、回転ガントリー２８を回転させながら、Ｘ線７８Ａおよび７８Ｂが、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれから患者７０の患部に向かって照射される。Ｘ線源７１Ａから放射されたＸ線７８Ａは、コリメータ７７Ａおよび貫通孔９６Ａを通り、さらに、Ｘ線透過板４０のＸ線透過部９５を透過して患部に照射される。患部を透過したＸ線７８ＡはＸ線検出装置７２Ａの各Ｘ線検出器によって検出される。また、Ｘ線源７１Ｂから放射されたＸ線７８Ｂは、コリメータ７７Ｂおよび貫通孔９６Ｂを通り、さらに、Ｘ線透過板３９のＸ線透過部９５を透過して患部に照射される。患部を透過したＸ線７８ＢはＸ線検出装置７２Ｂの各Ｘ線検出器によって検出される。Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂから患部へのＸ線７８Ａおよび７８Ｂの照射は、回転ガントリー２８を回転しながら行われる。この場合には、Ｘ線源７１ＡとＸ線源７１Ｂが回転ガントリー２８の周方向で９０度ずれて配置されているため、回転ガントリー２８は、例えば、２７５度回転される。Ｘ線源７１Ａおよび７１ＢのそれぞれからＸ線を放射しながら回転ガントリー２８を２７５度回転させることによって、ベッド６３上の患者７０の患部に対して患者７０の周囲３６０度の範囲からＸ線を照射することになる。
【００４８】
Ｘ線７８Ａを検出した、Ｘ線検出装置７２Ａの各Ｘ線検出器は、Ｘ線検出信号を出力する。各Ｘ線検出器から出力されたＸ線検出信号は、Ｘ線検出装置７２ＡのＸ線検出器ごとに接続された信号処理装置（図示せず）に入力され、各信号処理装置は、設定時間間隔でＸ線検出信号を積算してＸ線強度情報を得る。また、Ｘ線７８Ｂを検出した、Ｘ線検出装置７２Ｂの各Ｘ線検出器も、Ｘ線検出信号を出力する。これらのＸ線検出器から出力された各Ｘ線検出信号は、Ｘ線検出装置７２ＢのＸ線検出器ごとに接続された信号処理装置（図示せず）に入力され、各信号処理装置は、設定時間間隔でＸ線検出信号を積算してＸ線強度情報を得る。
【００４９】
画像情報作成装置（断層情報作成装置）（図示せず）は、Ｘ線検出装置７２ＡのＸ線検出器ごとのＸ線強度情報、Ｘ線検出装置７２ＢのＸ線検出器ごとのＸ線強度情報および角度検出器５１で測定された回転ガントリー２８の回転角度を入力し、各Ｘ線強度情報および測定された回転ガントリー２８の各回転角度を用いて患者７０の患部を含む断層像情報（現在断層像情報）を作成する（特開２００６−２３９４０３号公報の段落００３７参照）。作成された現在断層像情報は、位置決めデータ生成装置（図示せず）に入力される。位置決めデータ生成装置には、事前のＸ線ＣＴ撮影（基準Ｘ線ＣＴ撮影）により得られた三次元の断層像情報（基準断層像情報）が事前に入力されており、メモリ（図示せず）に格納される。位置決めデータ生成装置は、現在断層像情報および基準断層像情報に基づいて、ベッド位置決めデータであるＸ−Ｙ平面におけるベッド位置決めデータであるＸ方向およびＹ方向におけるベッド６３の各移動量、ベッド６３の回転角度、およびＸ−Ｚ平面におけるベッド位置決めデータであるＺ方向におけるベッド６３の移動量をそれぞれ算出する（特開２００６−２３９４０３号公報の００４０〜００４４参照）。
【００５０】
ベッド制御装置（図示せず）は、入力したＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向におけるベッド６３の各移動量、およびベッド６３の回転角度に基づいて、治療台６２の該当する駆動機構を制御し、ベッド６３を移動させる（特開２００６−２３９４０３号公報の００４５参照）。このようにして、ベッド６３上の患者７０の患部が照射装置５７の中心軸９７および回転ガントリー２８の中心軸２８Ａの交点に位置するアイソセンタ９８と一致させられ、患部の位置決めが終了する。患部の位置決め終了後に、粒子線治療システム１における、その患部への粒子線の照射が行われ、その患部の粒子線による治療が実施される。
【００５１】
本実施例における粒子線、例えば、陽子イオンビーム（または、炭素イオンビーム）の患者７０の患部への照射の概略について説明する。回転ガントリー２８はベッド６３上の患者７０の周りを３６０度の範囲で回転可能である。患部への陽子イオンビーム（以下、単に、イオンビームという）の照射を行う前に、回転装置４９を駆動して回転ガントリー２８を回転させて照射装置５７の中心軸９７を治療計画により作成されたイオンビームの照射方向に合わせる。回転ガントリー２８は、１ｍｉｎ-1程度の速度で回転される。照射装置５７の中心軸９７とイオンビームの照射方向の一致は、角度検出器５１で測定された回転ガントリー２８の回転角度に基づいて確認される。
【００５２】
回転ガントリー２８の回転により照射装置５７をイオンビームの照射方向まで旋回させるとき、リングレール駆動装置５２の駆動により移動側リングレール４５Ｂが回転ガントリー２８の回転とは逆方向に回転されるので、移動側リングレール４５Ｂはあたかも静止しているように見える。このため、回転ガントリー２８の回転による照射装置５７の旋回により、両端部がスライド部材６９Ａおよび６９Ｂによって照射装置５７の対向する一対の側面に設置されたそれぞれの一対のガイドレール７１に移動可能に取り付けられた移動床３６は、かまぼこ型の軌道７６に沿って移動する。
【００５３】
回転ガントリー２８が設定した回転角度まで回転された後、その回転を停止する。そして、イオン源で発生したイオン（例えば、陽子）が直線加速器１４に入射され、加速される。直線加速器１４から出射されたイオンビームは、入射器５を通してシンクロトロン加速器３の環状のビームダクト４に入射される。イオンビームは、ビームダクト４内を周回しながら、イオンビームの照射方向において患部の複数の層のうち、例えば、最も深い位置に存在する層にイオンビームが到達するのに必要な設定エネルギー（例えば、２００ＭｅＶ）まで加速される。患部の治療に用いられるイオンビームのエネルギーは、通常、１００〜２００ＭｅＶの範囲内であり、患部の各層の体表面からの深さに合わせて設定される。
【００５４】
走査電磁石５８及び５９のそれぞれにより、上記層内でのイオンビームの照射位置を設定する。開閉スイッチ１２を閉じて、高周波電源１１からの高周波電圧を出射用高周波電極１０からビームダクト４内を周回しているイオンビームに印加する。この結果、周回しているイオンビームは、シンクロトロン加速器３からセプタム電磁石１３を通ってビーム経路１６に出射される。出射されたイオンビームはビーム経路１６及び２１を通って照射装置２９に達する。照射装置５７内に達したイオンビームは、走査電磁石５８及び５９により設定された、患部の上記層内でのイオンビームの照射位置に照射される。
【００５５】
照射装置５７の中心軸９７がイオンビームの所定の照射方向に合わせられている状態において、イオンビームが患部に照射されているとき、Ｘ線源７１Ａから放射されたＸ線７８ＡおよびＸ線源７１Ｂから放射されたＸ線７８Ｂのそれぞれが、ベッド６３上の患者７０の患部に照射される。患者７０を透過したＸ線７８ＡがＸ線検出装置７２Ａの各Ｘ線検出器で検出され、患者７０を透過したＸ線７８ＢがＸ線検出装置７２Ｂの各Ｘ線検出器で検出される。
【００５６】
前述した患部の位置決めと同様に、Ｘ線検出装置７２Ａの各Ｘ線検出器にそれぞれ接続された信号処理装置は、Ｘ線検出器からのＸ線検出信号を基にＸ線強度情報を求める。画像情報作成装置は、各信号処理装置で得られたそれぞれのＸ線強度情報、および回転ガントリー２８の測定された回転角度に基づいて、Ｘ線源７１ＡからのＸ線７８Ａの放射方向に直交する平面における患部の第１二次元画像情報を作成する。Ｘ線源７１ＡからのＸ線７８Ａの放射方向に直交する平面は、回転ガントリー２８の測定された回転角度（照射装置５７の中心軸９７の角度）に１３５度を加えて得られる角度で回転ガントリー２８の中心軸２８Ａに向かう方向に直交する平面である。
【００５７】
患部の第１二次元画像情報の作成と同様に、画像情報作成装置は、Ｘ線検出装置７２Ｂの各Ｘ線検出器にそれぞれ接続された信号処理装置で得られた各Ｘ線強度情報および回転ガントリー２８の測定された回転角度に基づいて、Ｘ線源７１ＢからのＸ線７８Ｂの放射方向に直交する平面における患部の第２二次元画像情報を作成する。Ｘ線源７１ＢからのＸ線７８Ｂの放射方向に直交する平面は、回転ガントリー２８の測定された回転角度（照射装置５７の中心軸９７の角度）に２２５度を加えて得られる角度で回転ガントリー２８の中心軸２８Ａに向かう方向に直交する平面である。
【００５８】
第１二次元画像情報および第２二次元画像情報に基づいてイオンビームを照射しているときにおける患部の大きさおよび形状を把握することができ、イオンビームの患部への照射開始からの患部の大きさおよび形状の変化から患部へのイオンビームの照射による治療の効果を確認することができる。
【００５９】
また、画像情報作成装置でされた第１二次元画像情報および第２二次元画像情報を位置決めデータ生成装置に入力し、位置決めデータ生成装置は、基準断層像情報、第１二次元画像情報および第２二次元画像情報に基づいてイオンビームを照射している患部の基準断層像情報からのずれ量を算出する。算出されたずれ量に基づけば、イオンビームを照射している患部の現在の位置を確認することができる。
【００６０】
スライド部材６９Ａおよび６９Ｂ、および一対のガイドレール７１を含む、踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれと照射装置５７の接続部材６８による作用を以下に説明する。
【００６１】
照射装置５７がベッド６３の真上に位置しているときの治療ケージ３５の移動床３６の断面形状を図７に示す。図７に示された状態を基準とし、回転ガントリー２８の回転角度を０度とする。照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれ設置された一対のガイドレール７１に移動可能に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂであって踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、共に回転ガントリー２８の径方向において回転ガントリー２８の中心軸２８Ａから最も遠い位置に存在する。
【００６２】
踏み板群７４Ｃにおける隣り合う一対の踏み板３８の間には、カバー巻取装置４２が設置される。その一対の踏み板３８間における開口７５の発生と連動して、カバー巻取装置４２は開口７５（後述する図７参照）を覆うようにカバー４１を引き出す。この開口７５はベッド６３の真下（回転ガントリー２８の回転角度１８０度に相当する位置）に存在する。なお、開口７５はカバー４１により覆われているが、説明の便宜上、図７における図示を省略する。図８および図９においても、カバー４１の図示は省略されている。
【００６３】
ここで、本実施例で定義される内壁長の概念について説明する。回転ガントリー２８の回転に伴って照射装置５７は、回転ガントリー２８の回転軸の周りを旋回する。一方、治療ケージ３５の固定側リングレール４５Ａおよび移動側リングレール４５Ｂのそれぞれに形成された、移動床３６をガイドするかまぼこ型の軌道７６は静止している。当然、治療ケージ３５において、かまぼこ型の各軌道７６の総長は一定（不変）である。かまぼこ型の軌道７６の全長から照射装置５７に相当する長さ（照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面に設置された各ガイドレール７１に移動可能に取り付けられたスライド部材６９Ａ相互間における、照射装置５７の長さ）を除いた残りの長さにおいて、円弧部および水平部が形成される。かまぼこ型の軌道７６のうちこの円弧部および水平部に相当する範囲の長さを内壁長と定義する。すなわち、内壁長は、かまぼこ型の軌道７６の全長と照射装置５に相当する長さとの差である。一方、その内壁長は、実質的に、踏み板群７４Ａ，７４Ｂおよび７４Ｃのそれぞれの長さ、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれの幅および開口７５の長さの合計長に相当する。
【００６４】
照射装置５７がベッド６３の真上に位置しているときには、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれは、かまぼこ型の軌道７６の結合部付近に存在する。
【００６５】
仮に、治療ケージの固定側リングレール４５Ａおよび移動側リングレール４５Ｂのそれぞれに形成された、移動床３６をガイドする軌道が円形軌道であるとすれば、回転ガントリー２８の回転角度によらず、内壁長は一定である。しかしながら、固定側リングレール４５Ａおよび移動側リングレール４５Ｂのそれぞれに形成された軌道７６はかまぼこ型であるので、内壁長は、回転ガントリー２８の回転角度によって異なる。つまり、照射装置５に相当する長さが回転ガントリー２８の回転角度によって異なるため、内壁長はその回転角度によって異なるのである。
【００６６】
照射装置５７がかまぼこ型の軌道７６の円弧部に存在するとき（回転ガントリー２８の回転角度０〜９０度の範囲）は、照射装置５７に相当する長さは一定であり、内壁長は一定となる。照射装置５７の一部がかまぼこ型の軌道７６の結合部を経由して（回転ガントリー２８の回転角度９０度〜１２０度の範囲）、水平部に移動すると（回転ガントリー２８の回転角度１２０度〜１８０度の範囲）、照射装置５７に相当する長さは変化し、内壁長が変化する。
【００６７】
例えば、回転ガントリー２８の回転角度が１８０度で照射装置５７が水平部に位置したとき（図９参照）、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれ設置された一対のガイドレール７１に移動可能に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂであって踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、共に回転ガントリー２８の径方向において回転ガントリー２８の中心軸２８Ａから最も近い位置に存在する。このとき、踏み板群７４Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａと踏み板群７４Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａとの間における照射装置５７の長さ（照射装置５７に相当する長さ）は、回転ガントリー２８の回転角度が０度で照射装置５７が円弧部に位置している状態（図７参照）における、踏み板群７４Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａと踏み板群７４Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａとの間における照射装置５７の長さよりも短くなる。
【００６８】
また、回転ガントリー２８の回転角度に応じて移動床３６がかまぼこ型の軌道７６に沿って移動するとき、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面に設置されたそれぞれの一対のガイドレール７１に別々に移動可能に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、その移動床３６の移動に伴って、すなわち、照射装置５７の旋回に伴ってガイドレール７１に沿って回転ガントリー２８の径方向に移動する。
【００６９】
照射装置５７がかまぼこ型の軌道７６の円弧部に存在しているとき（例えば、回転ガントリー２８の回転角度０〜９０度の範囲）は、前述したように、一対のスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、回転ガントリー２８の径方向において回転ガントリー２８の中心軸２８Ａから最も遠い位置に存在する。照射装置５７の一部が、かまぼこ型の軌道７６の結合部を経由して（回転ガントリー２８の回転角度９０度〜１２０度の範囲）、軌道７６の水平部に移動すると（回転ガントリー２８の回転角度１２０度〜１８０度の範囲）、踏み板群７４Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、照射装置５７の旋回に伴って、照射装置５７の旋回方向側に位置する一つの側面に設置された一対のガイドレール７１に沿って回転ガントリー２８の中心軸２８Ａに近づくように移動する（図８参照）。照射装置５７の全体がかまぼこ型の軌道７６の水平部に移動したとき（回転ガントリー２８の回転角度１５０度〜１８０度の範囲）、踏み板群７４Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、照射装置５７の旋回に伴って、照射装置５７の旋回方向とは反対側に位置する他の側面に設置された一対のガイドレール７１に沿って回転ガントリー２８の中心軸２８Ａに近づくように移動する（図９参照）。照射装置５７がベッド６３の真下（回転ガントリー２８の回転角度が１８０度）に近づくと、照射装置５７の両側面において、スライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、照射装置５７の旋回に伴って各ガイドレール７１の中央付近に移動する。
【００７０】
すなわち、回転ガントリー２８の回転角度による内壁長の変化は、ガイドレール７１に沿ったスライド部材６９Ａおよび６９Ｂの移動および開口７５の長さの変化と連動している。図７以外の具体例を図８および図９を用いて説明する。
【００７１】
図８は、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度が１３５度であるときの、治療ケージ３５の移動床３６の状態を示している。照射装置５７の一部がかまぼこ型の軌道７６の水平部に存在している。このような状態になるとき、踏み板群７４Ｂの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは回転ガントリー２８の径方向において回転ガントリー２８の中心軸２８Ａに近づくように移動し、踏み板群７４Ａの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは回転ガントリー２８の径方向において回転ガントリー２８の中心軸２８Ａから最も遠い位置に存在する。このとき、内壁長が最短となり、開口７５の長さも最短となる。なお、踏み板群７４Ａ側における、スライド部材６９Ａおよび６９Ｂから開口７５までの移動床３６の部分（以下、第１移動床部という）の長さおよび踏み板群７４Ｂ側における、スライド部材６９Ａおよび６９Ｂから開口７５までの移動床３６の部分（以下、第２移動床部という）の長さは、内壁長の最短状態において、第１移動床部と第２移動床部が干渉しないように、すなわち、開口７５の長さが０以上になるように、設定されている。第１移動床部はＸ線透過板３９を含み、第２移動床部はＸ線透過板４０を含んでいる。
【００７２】
図９は、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度が１３５度であるときの、治療ケージ３５の移動床３６の状態を示している。照射装置５７全体がかまぼこ型の軌道７６の水平部に存在している。踏み板群７４Ａおよび７４Ｂのそれぞれの一端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂは、かまぼこ型の軌道７６に沿った移動床３６の移動に伴って、照射装置５７の、旋回方向側および旋回方向とは逆の方向側のそれぞれに設けられた一対のガイドレール７１の中央付近に移動する。このとき、開口７５の長さは最大となる。また、開口７５はベッド６３の真上（回転角度０度に相当する位置）にある。
【００７３】
次に、回転ガントリー２８の回転角度による開口７５の位置および長さのそれぞれの変化に着目して、回転ガントリー２８の全ての回転角度において、医療技師９３は患者７０に対して安全に近づけることについて説明する。照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度０度の位置に存在するとき、開口７５は回転角度１８０度に相当する位置、すなわち、ベッド６３の真下にある（図７参照）。そのため、開口７５により安全性が問題となることはない。照射装置５が回転ガントリー２８の回転角度０〜６０度の範囲に存在するとき、開口７５は移動床３６の水平床部７９に発生し、水平床部７９は踏み板群７４Ｃによって形成される。しかし、後述する照射装置５７の有する傾斜（先細り形状）に係る構成の効果により、開口７５の長さは微小長さを維持でき、開口７５により安全性が問題となることはない。さらに、開口７５はカバー４１により覆われており、医療技師９３および患者７０に不安を与えることもない。
【００７４】
照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度６０〜１８０度の範囲に存在するとき、開口７５は移動床３６の水平床部７９で発生しないため、開口７５により安全性が問題となることはない。特に、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１３５度の位置に存在するとき、開口７５の長さは最短（本実施例ではほぼ０）となる（図８参照）。照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１８０度の位置に存在するとき、開口７５の長さは最大となるが、開口７５は回転角度０度に相当する位置、すなわち、ベッド６３の真上に存在しており（図９参照）、安全性が問題となることはない。さらに、開口７５はカバー４１により覆われており、不安を与えることもない。
【００７５】
このように、本実施例では、回転ガントリー２８の回転角度によらず、医療技師９３は、移動床３６の水平床部９２に立つことができ、患者７０に対して安全に近づくことが可能である。
【００７６】
なお、動作の理解を助けるため、回転ガントリー２８の各回転角度の数値を例示的に記載したものであり、かまぼこ型の軌道７６の寸法および照射装置５７の寸法が異なれば、各数値も異なる。また、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度０〜１８０度の範囲に存在するときの動作について説明したが、治療ケージ３５は左右対称であり、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１８０〜３６０度の範囲内に存在するときの動作については、説明を省略する。
【００７７】
本実施例では、円弧部およびこの円弧部の両端部に接続される水平部を含む軌道７６が固定側リングレール４５Ａおよび移動側リングレール４５Ｂのそれぞれに形成されるために、これらの軌道７６に沿って移動する移動床３６は、軌道７６の水平部において水平床部７９を形成する。医療技師９３は水平床部７９に立つことができ、治療室４３内に挿入されたベッド６３上の患者７０に対するアクセス（医療行為等）が容易になる。
【００７８】
Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂが回転ガントリー２８の回転胴２９に取り付けられており、これらのＸ線源７１Ａおよび７１Ｂにそれぞれ対向しているＸ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂのそれぞれが照射装置５７に取り付けられているため、患部の位置決め等において患部のＸ線撮影を行う際に、Ｘ線源７１Ａおよび７１ＢおよびＸ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂを回転ガントリー２８の軸方向に移動させる必要がないため、患部のＸ線撮影を開始するまでに要する時間を短縮することができる。このため、治療スループットを向上させることができる。このＸ線撮影においては、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれから放射されたＸ線７８Ａおよび７８Ｂのそれぞれを、移動床３６に設けられたＸ線透過板４０及び３９のそれぞれを透過してベッド６３上の患者７０に照射することができる。
【００７９】
特開２００６−２３９４０３号公報に記載された粒子線治療システムでは、照射装置にＸ線源（Ｘ線管）が設けられているため、患部にイオンビームを照射しながら患部の位置を確認することはできない。しかしながら、本実施例の粒子線治療システム１では、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂが回転ガントリー２８に取り付けられているため、イオンビームを患部に照射しながら、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれから放射されたＸ線７８Ａおよび７８Ｂを異なる二方向において患部に照射することができ、さらに、患部を透過したＸ線７８Ａおよび７８ＢをＸ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂで検出することができる。Ｘ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂの各Ｘ線検出器から出力されたＸ線検出信号を用いて、照射装置５７からイオンビームを照射している、ベッド６３上の患者７０の患部の断層像情報を作成することができ、この断層像情報を利用することによって、イオンビームを照射している患部の位置を確認することができる。Ｘ線７８Ａおよび７８Ｂを異なる二方向から患部に照射するため、イオンビームを照射している患部の位置を精度良く求めることができる。さらに、その断層像情報を利用することによってイオンビームを照射している患部の大きさの変化を確認することができ、イオンビームの照射による治療効果を確認できる。
【００８０】
Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂおよびコリメータ７７Ａおよび７７Ｂは、回転胴２９の内面に取り付けて移動床３６の外側に配置してもよい。このようなＸ線源７１Ａおよび７１Ｂ等の配置によっても、患部の位置決めデータを得ることができ、さらに、イオンビームを照射している患部の位置の確認およびイオンビームを照射している患部の大きさの変化の確認をそれぞれ行うことができる。
【００８１】
本実施例では、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれを回転ガントリー２８の回転胴２９の外面に取り付けているため、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂを回転胴２９の内面に取り付けた場合に比べて回転胴２９の内面と移動床３６の間に形成される隙間を小さくすることができ、回転ガントリー２８の直径を小さくすることができる。このため、回転ガントリー２８を小型化することができる。
【００８２】
回転胴２９の外面に取り付けられたＸ線源７１Ａから放射されたＸ線７８Ａは回転胴２９に形成された貫通孔９６ＡおよびＸ線透過板４０のＸ線透過部９５を通って患者７０の患部に照射されるので、放射されたＸ線７８Ａは、遮られることなく、患者７０に照射することができる。このため、小型のＸ線源７１Ａを用いて鮮明な、患部付近の画像を得ることができる。回転胴２９の外面に取り付けられたＸ線源７１Ｂから放射されたＸ線７８Ｂは回転胴２９に形成された貫通孔９６ＢおよびＸ線透過板３９のＸ線透過部９５を通って患者７０の患部に照射されるので、Ｘ線源７１Ｂから放射されるＸ線７８Ｂによっても同様な効果を得ることができる。
【００８３】
照射装置５７の中心軸９７が治療計画により作成されたイオンビームの照射方向に一致させることが必要であり、粒子線治療システム１は、イオンビームを実質的に０度〜３６０度の範囲において周囲から患部に照射できるように構成されている。このように、Ｘ線を周囲から患部に照射したとき、回転ガントリー２８の回転角度に応じて、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれから放射されたＸ線７８Ａおよび７８ＢのそれぞれがＸ線透過板４０及び３９のそれぞれを透過する位置が変化することを、発明者らが新たに見出した。この透過位置の変化を、図１１、図１２及び図１３を用いて説明する。
【００８４】
図１１は回転ガントリーの回転角度が０度、図１２は回転ガントリーの回転角度が９０度、および図１３は回転ガントリーの回転角度が１８０度であるときにおける、それぞれの治療ケージのＸ線透過板の位置およびＸ線透過板におけるＸ線透過位置のそれぞれを示している。回転ガントリー２８の回転に伴う移動床３６の軌道７６に沿った移動により、移動床３６のＸ線透過板３９および４０も円滑に軌道７６に沿って移動し、軌道７６内におけるＸ線透過板３９および４０のそれぞれの位置は回転ガントリー２８の回転角度に応じて変化する。さらに、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれにおいてＸ線７８Ａおよび７８Ｂのそれぞれが透過する位置も、図１１、図１２及び図１３に示すように、回転ガントリー２８の回転角度に応じて回転ガントリー２８の周方向においてずれる。このような回転ガントリー２８の回転に伴って、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれにおいてＸ線の透過位置が変化するため、Ｘ線透過部９５の回転ガントリー２８の周方向における幅Ｗ3は、踏み板３８の幅Ｗ1よりも広くしなければならない。かまぼこ型の軌道７６における水平部の幅がＷHであるため、この水平部によって形成される、移動床３６の水平床部７９の幅もＷHとなる。水平床部７９の形成は、医療技師９３の治療室４３内での安全性を確保し、医療技師９３の、ベッド６３上の患者への良好な接近性を可能にするためにも必要なことである。このため、Ｘ線透過板３９および４０のそれぞれの幅Ｗ2は、ＷH−Ｗ1（≧Ｗ2）以下にしなければならない。
【００８５】
特開２０１１−１５６２６３号公報に記載された治療ケージ（以下、単に、従来の治療ケージという）は、移動床の両端部に取り付けられて照射装置に取り付けられる一対の駆動装置、および回転ガントリーの回転角度に基づいてそれらの駆動装置を制御する制御装置を有する。回転ガントリーの回転による、移動床の、かまぼこ型の軌道に沿った移動時において照射装置と移動床の一端部の間に開口が形成されたとき、制御装置による回転ガントリーの回転角度に基づいた該当する駆動装置の制御により、この駆動装置が移動床の端部を照射装置側に引き寄せる（特開２０１１−１５６２６３号公報の段落００５６及び図６参照）。これにより、移動床と照射装置の間において隙間が水平床部で形成されなくなり、医療技師はベッド６３上の患者７０に対して安心して近づくことが可能となる。
【００８６】
しかしながら、従来の治療ケージは、駆動装置、制御装置およびこれらの動力源を必要とし、必須の構成とし、部品点数が増加し、システムが複雑であった。システムの複雑化は製作コスト増の要因となる。さらに、複雑なシステムにおいては、故障の可能性が増え、入念なメンテナンス作業が要求される。このように、従来技術に係る治療ケージは、経済性、保守性に係る改善の余地があった。
【００８７】
本実施例によれば、スライド部材６９Ａおよび６９Ｂおよび一対のガイドレール７１を含む接続部材６８によって移動床３６の両端部を、照射装置５７の、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれに接続するので、本実施例で用いられる治療ケージ３５は、従来の放射線治療ケージ（以下、従来の治療ケージという）のように駆動装置、制御装置およびこれらの動力源を必要としなく、この従来の治療ケージよりも簡素化される。本実施例の簡素化された治療ケージ３５では、故障の発生が少なくなりメンテナンスの作業量も減少する。
【００８８】
本実施例では、移動床３６の両端部にそれぞれ取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが、回転ガントリー２８の回転に応じて、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面のそれぞれに設けられた一対のガイドレール７１に沿って摺動し、回転ガントリー２８の径方向に移動する。このため、回転ガントリー２８の回転角度によらず、医療技師９３はベッド６３上の患者７０に対して安全に近づくことが可能である。すなわち、本実施例では、従来の治療ケージのように、駆動装置を制御し、移動床の端部を照射装置に向かって引き寄せたり照射装置から離したりすることは必要ない。これにより、本実施例では、一回の治療に要する時間を短縮でき、作業性の向上を図ることができる。
【００８９】
従来の治療ケージでは、駆動装置が照射装置の正面および背面に設けられており、駆動装置の設置スペースの分だけ作業スペースが制限されていた。本実施例では、スライド部材６９Ａおよび６９Ｂおよび一対のガイドレール７１を含む簡易な構成である接続部材６８が、照射装置５７の側面に設けられており、従来の治療ケージに比べて充分な作業スペースを確保できる。これにより、本実施例では、作業性の向上を図ることができる。
【００９０】
また、従来の治療ケージでは、駆動に伴う操作音が、患者に不安感を与える可能性があった。本実施例では、回転ガントリー２８の回転に連動してスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが一対のガイドレール７１に沿って移動するため、そのような駆動音は発生しない。したがって、患者に無用の不安感を与えることはない。
【００９１】
さらに、従来の治療ケージでは、特に、照射装置が回転ガントリー２８の回転角度１５０度の位置に存在するとき（特開２０１１−１５６２６３号公報の図６参照）、ベッド６３近傍で移動床の端部と照射装置の間に開口が生じる。これに対し、前述のように、駆動装置を制御して、移動床の端部を引っ張って水平床部に形成されるその開口を塞いでいる。通常であれば、開口を塞ぐ前にインターロックが機能し、医療技師の治療ケージ内への進入を禁止し、医療技師の安全性を確保している。しかし、何らかの理由で医療技師が治療ケージ内に進入して移動床の水平床部上に乗る可能性も有り、更なる安全性の向上が求められていた。また、開口を塞ぐまでの間、開口から治療ケージの外がベッド上の患者の視界に入るため、高所による恐怖心から、治療行為への不安を患者へ与える可能性があった。
【００９２】
本実施例では、それぞれの接続部材６８が照射装置５７の各側面と移動床３６の両端部を接続しているため、例えば、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１５０度の位置に存在するとき、ベッド６３の近傍で移動床３６の端部と照射装置５７の間に開口は生じない（図１０参照）。これにより、更なる安全性の向上を図ることができる。
【００９３】
本実施例では、Ｘ線透過板３９および４０の回転ガントリー２８の周方向における幅を短くできる。特開２０１１‐１５６２６３号公報の図６に示すように、移動床の両端部を照射装置の対向する一対の各側面に駆動装置により取り付けた場合には、水平床部で移動床の端部と照射装置の側面の間に形成される開口を塞ぐように、その駆動装置により移動床の端部を引き寄せたり送り出したりする必要があり、開口を塞ぐための移動床のその周方向における移動量が大きくなる。本実施例では、前述のように、移動床３６の両端部がスライド部材６９Ａおよび６９Ｂおよび一対のガイドレール７１によって照射装置５７の側面に取り付けられるので、そのような駆動装置による移動床の周方向への移動が不要になり、Ｘ線透過板３９および４０の回転ガントリー２８の周方向における幅を短くできる。
【００９４】
本実施例では、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面が、照射装置５７の先端に向かって傾斜し、照射装置５７が先細りの構造を有する。このような先細りの照射装置５７によって得られる効果を、後述の第２実施例に係る治療ケージ（図１４および図１５参照）と比較しながら説明する。
【００９５】
後述の実施例２では、回転ガントリー２８に取り付けられる照射装置５７Ａの、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面は、回転ガントリー２８の回転面法線と平行である。すなわち、この照射装置５７Ａ（図１０において破線で表示）は箱型形状をしている。
【００９６】
照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度１３５度の位置に存在するとき、開口７５の長さは最短となり（図１５参照）、第１移動床部および第２移動床部のそれぞれの長さは、内壁長最短状態において、第１移動床部と第２移動床部が干渉しないように、すなわち、開口７５の長さが０以上になるように、設定されている。
【００９７】
図１０は、本実施例と実施例２との比較を示す図でもある。本実施例における照射装置５７と実施例２における照射装置５７Ａは形状が異なるため、本実施例における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計は、実施例２における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計より長さｄの分だけ長くなる。これは、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において一つの側面にガイドレール７１を介して取り付けられた、第１移動床部の端部に取り付けられたスライド部材６９Ａと、回転ガントリー２８の回転方向においてその側面に対向する他の側面にガイドレール７１を介して取り付けられた、第２移動床部の端部に取り付けられたスライド部材６９Ａの間の幅が、照射装置５７Ａにおけるその幅よりも大きいからである。
【００９８】
一方、実施例２において照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度０度の位置に存在するとき、ベッド６３の真下には、実施例１で形成される開口７５（図７参照）と比較して大きな開口７５が生じる（図１４参照）。実施例２における開口７５が実施例１における開口７５と比較して大きいことは、本実施例における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計と、実施例２における第１移動床部および第２移動床部の長さの合計との差ｄに起因する。言い換えると、それは、照射装置５７と照射装置５７Ａの形状の相違に起因する。照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度０〜６０度の範囲内に存在するとき、図１４に示すように、比較的大きな開口７５が水平床部７９に発生し、安全性に係る改善の余地がある。
【００９９】
本実施例では、照射装置５７は、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面が照射装置５７の先端に向かって傾斜する先細りの構造になっているため、移動床３６の端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂが照射装置５７の傾斜している側面上で回転ガントリー２８の径方向において移動する。この結果、かまぼこ型の軌道７６の全長に含まれる照射装置５７に相当する範囲の長さの、回転ガントリー２８の径方向における変化が、抑制される。これにより、水平部７９に形成される開口７５の長さは微小長さに維持され、更なる安全性の向上を図ることができる。
【０１００】
また、実施例２で用いられる照射装置５７Ａは箱型形状をしており、特に、照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度１５０度の位置に存在するとき、照射装置５７Ａが障害となり、医療技師９３は治療室４３内においてベッド６３上の患者７０に対して充分に近づくことができず、作業性に係る課題があった。
【０１０１】
本実施例で用いられる照射装置５７は先細り形状をしており、特に、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１５０度の位置に存在するとき、実施例と比較して、医療技師９３は患者７０に対して長さｄ（図１０参照）の分だけ近づくことができ、作業性の向上を図ることができる。
【０１０２】
本実施例は、治療ケージ３５がカバー４１およびカバー巻取装置４２を備えているので、以下の効果を得ることができる。前述したように、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度０〜６０度の範囲内に存在するとき、図７に示すように、微小な開口７５が水平床部７９に発生する。この開口７５の長さは微小長さに維持され、安全性が問題となることはないが、念のため、カバー巻取装置４２の作動によりカバー４１が開口７５を塞ぐことにより、更なる安全性の向上を図ることができる。また、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度６０〜１８０度の範囲内に存在するとき、開口７５は水平床部７９に発生しない（図８および図９参照）ため、開口７５により安全性が問題となることはないが、念のため、カバー４１が開口７５を塞ぐことにより、操作者や患者に不安を与えることがなくなる。
【０１０３】
イオンビームの患部への照射前に実施される患部の位置決めの現在Ｘ線ＣＴ撮影において、本実施例では、回転ガントリー２８を回転させながら、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂのそれぞれから放射されたＸ線を患者７０の患部に向かって照射している。しかしながら、その現在Ｘ線ＣＴ撮影では、一つのＸ線源、例えば、Ｘ線源７１Ａから放射されるＸ線を、回転ガントリー２８を回転させながら、患部に照射してもよい。すなわち、Ｘ線源７１Ａから放射されたＸ線は、コリメータ７７Ａおよび貫通孔９６Ａを通り、さらに、Ｘ線透過板４０のＸ線透過部９５を透過して患部に照射される。患部を透過したＸ線はＸ線検出装置７２Ａに含まれる各Ｘ線検出器によって検出される。この場合には、回転ガントリー２８は、例えば、３６５度の範囲で回転される。Ｘ線検出装置７２Ａの各Ｘ線検出器から出力されたＸ線検出信号に基づいて、前述したように、Ｘ線強度情報を得ることができる。画像情報作成装置は、Ｘ線検出装置７２ＡのＸ線検出器ごとのＸ線強度情報および測定された回転ガントリー２８の各回転角度に基づいて患者７０の患部を含む断層像情報を作成する。位置決めデータ生成装置は、この現在断層像情報、および基準断層像情報に基づいて前述のベッド位置決めデータを求める。
【０１０４】
実施例１では、現在断層像情報を得るために、Ｘ線源７１Ａおよび７１ＢからＸ線をそれぞれ放射しながら回転ガントリー２８を回転させてＸ線源７１Ａおよび７１Ｂをベッド６３上の患者７０の周囲に旋回する。これに対して、前述の特開平１−２０９０７７号公報は、Ｘ線を放射するＸ線源をベッド６３上の患者７０の周囲に旋回させないで行う患部の位置決めを記載する。このような患部の位置決めを行う場合にも、本実施例の粒子線治療システム１を適用することができる。例えば、Ｘ線源７１ＡからのＸ線７８ＡをＺ方向に、およびＸ線源７１ＢからのＸ線７８ＢをＸ方向にそれぞれ放射するように、回転ガントリー２８を回転角度４５度になるまで回転させる。
【０１０５】
前述したように、ベッド制御装置により治療台６２の各駆動機構を制御し、ベッド６３上の患者７０を所定の位置まで移動させる。回転ガントリー２８の回転角度が４５度になっている状態で、Ｘ線源７１Ａから上方に向かって放射されたＸ線７８Ａは、貫通孔９６Ａを通り、さらに、Ｘ線透過板４０のＸ線透過部９５を透過して下方からベッド６３上の患者７０の患部に照射される。患部を透過したＸ線７８Ａは、Ｘ線検出装置７２Ａに含まれる各Ｘ線検出器によって検出される。
【０１０６】
Ｘ線源７１Ｂから水平方向に放射されたＸ線７８Ｂは、貫通孔９６Ｂを通り、さらに、Ｘ線透過板３９のＸ線透過部９５を透過して水平方向においてベッド６３上の患者７０の患部に照射される。患部を透過したＸ線７８Ｂは、Ｘ線検出装置７２Ｂに含まれる各Ｘ線検出器によって検出される。
【０１０７】
Ｘ線検出装置７２Ａに含まれる各Ｘ線検出器から出力された各Ｘ線検出信号、およびＸ線検出装置７２Ｂに含まれる各Ｘ線検出器から出力された各Ｘ線検出信号を用いて、前述の位置決めデータ生成装置により、特開平１−２０９０７７号公報に記載されるように、Ｘ−Ｙ平面におけるベッド６３の移動量及びベッド６３の回転角、及びＸ−Ｚ平面におけるベッド６３の移動量がそれぞれ求められる。これらのベッド６３の移動量及びベッド６３の回転角がベッド制御装置に入力され、ベッド制御装置により治療台６２の該当する駆動機構が制御され、イオンビームの患部への照射前にベッド６３の位置決めが行われる。
【０１０８】
実施例１に用いられる治療ケージ３５は、カバー４１およびカバー巻取装置４２を備えている。カバー巻取装置４２の作動により、水平床部７９に形成される開口７５をカバー４１で塞ぐことができ、治療室４３内にいる医療技師９３および患者７０に不安を与えることがなくなるため、カバー４１およびカバー巻取装置４２を備えているほうが好ましい。しかしながら、以下のように、開口７５により安全性が問題となることはないため、治療ケージ３５はカバー４１およびカバー巻取装置４２を備えていなくてもよい。例えば、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度０〜６０度の範囲内に存在するとき、開口７５は水平床部７９に発生する（図７参照）。前述したように、照射装置５７の先細り構造により、開口７５の長さは微小長さを維持でき、開口７５により安全性が問題となることはない。また、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度６０〜１８０度の範囲内に存在するとき、開口７５は水平床部７９に発生しない（図９参照）ため、開口７５により安全性が問題となることはない。
【０１０９】
カバー４１およびカバー巻取装置４２を削除することにより、これにより、実施例１と比較して、治療ケージの部品点数を減少させることができ、治療ケージをさらに簡素化することができる。
【０１１０】
実施例１では、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対の側面にそれぞれガイドレール７１を設置しているが、照射装置５７の正面および背面にそれぞれ設置してもよい。すなわち、照射装置５７の、回転ガントリー２８の回転方向に面する側面と平行になるように、ガイドレール７１が照射装置５７の正面および背面に設置されていれば、移動床３６の端部に取り付けられたスライド部材６９Ａおよび６９Ｂを、別々に、実施例１と同様に、照射装置５７の正面および背面にそれぞれ設けられたガイドレール７１にそって移動させることができる。例えば、照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度１５０度の位置に存在するとき、接続部材６８が照射装置５７と移動床３６の端部を接続しており、水平床部７９において照射装置５７と移動床３６の端部の間には開口７５が生じない。これにより、実施例１と同様に（図１０参照）安全性の向上を図ることができる。なお、照射装置５７の正面は照射装置５７の治療台６２側の側面であり、照射装置５７の背面は照射装置５７の後面パネル４６側の側面である。
【０１１１】
本実施例では、Ｘ線源およびＸ線検出装置の組をＸ線源７１ＡおよびＸ線検出装置７２Ａ、およびＸ線源７１ＢおよびＸ線検出装置７２Ｂと二組使用しているが、どちらか一組のＸ線源およびＸ線検出装置を用いてもよい。一組のＸ線源およびＸ線検出装置を用いる場合には、移動床３６は、一組のＸ線源およびＸ線検出装置のそれぞれに対向する一枚のＸ線透過板を含む。一組のＸ線源およびＸ線検出装置を用いた場合には、イオンビームの照射時において患部の位置を確認することはできないが、回転ガントリー２８を回転させながらＸ線源からのＸ線を患者に照射できるので、患部の位置決めを行うことができる。
【０１１２】
実施例１は、３６０°の範囲で回転する回転ガントリー２８の替りに１８０°の範囲内で回転する回転ガントリー（ハーフガントリー）を用いた粒子線治療システムに対しても適用することができる。
【実施例２】
【０１１３】
本発明の好適な他の実施例である実施例２の粒子線治療システムを、図１４および図１５を用いて説明する。
【０１１４】
本実施例の粒子線治療システム１Ａは、実施例１の粒子線治療システム１において、照射装置５７を照射装置５７Ａに替えた構成を有する。粒子線治療システム１Ａに用いられる照射装置５７Ａは、前述の照射装置５７と異なり、箱型形状を有する。照射装置５７Ａの、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対のそれぞれの側面は、回転ガントリー２８の回転面法線と平行になっている（照射装置５７Ａのそれらの側面は傾斜していない）。粒子線治療システム１Ａの他の構成は、実施例１の粒子線治療システム１と同じである。
【０１１５】
照射装置５７Ａは、箱型形状を有し、先細りになっていないため、本実施例の粒子線治療システム１Ａは、実施例１の粒子線治療システム１で生じる「かまぼこ型の軌道７６の全長に含まれる照射装置５７に相当する範囲の長さの、回転ガントリー２８の径方向における変化が抑制される」という効果を生じない。しかしながら、粒子線治療システム１Ａも、移動床３６の両端部のそれぞれが接続部材３８によって照射装置５７Ａの、回転ガントリー２８の回転方向において対向する一対のそれぞれの側面に接続されるので、接続部材３８によって生じる各効果を得ることができる。本実施例は、「かまぼこ型の軌道７６の全長に含まれる照射装置５７に相当する範囲の長さの、回転ガントリー２８の径方向における変化が抑制される」という効果を除いて、実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１１６】
ただし、本実施例では、照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度０度の位置に存在するときに水平床部７９に形成される開口７５（図１４参照）は、実施例１において照射装置５７が回転ガントリー２８の回転角度０度の位置に存在するときに水平床部７９に形成される開口７５（図７参照）と比較して大きくなり、実施例２は実施例１に比べて安全性の点で劣る。この課題を解決し、更に安全性を向上させるため、実施例２で用いられる治療ケージ３５の構成を下記のように若干変更してもよい。
【０１１７】
実施例２において、例えば、二個のカバー巻取装置４２を含む移動床３６を用いてもよい。この場合、移動床３６は、例えば、第１移動床部（踏み板群７４Ａ）、第２移動床部（踏み板群７４Ｂ）および第３移動床部（Ｘ線透過板３９、踏み板群７４ＣおよびＸ線透過板４０）の３つの移動床部を含み、さらに、第１移動床部と第３移動床部の間に配置されたカバー巻取装置（第１カバー巻取装置）４２、および第２移動床部と第３移動床部の間に配置されたカバー巻取装置（第２カバー巻取装置）４２を含む。この場合には、移動床３６は、中間の第３移動床部を回転ガントリー２８に対し回転周方向に固定するラッチ構造（図示せず）を備える。この構造以外の部分は、実施例２の粒子線治療システム１Ａと同じである。
【０１１８】
移動床３６が第１移動床部、第２移動床部および第３移動床部を含むので、照射装置５７Ａが回転ガントリー２８の回転角度０度の位置に存在するとき、実施例２のように開口７５が水平床部７９に発生しないため、移動床３６に形成される開口７５により安全性が問題となることはない。また、第１移動床部と第３移動床部の間（第１移動床部の端部に位置する踏み板３８とこの踏み板３８に隣り合うＸ線透過板３９の間）に形成される開口７５または第２移動床部と第３移動床部の間（第２移動床部の端部に位置する踏み板３８とこの踏み板３８に隣り合うＸ線透過板４０の間）に形成される開口７５が水平床部７９に存在する場合には、第１カバー巻取装置４２または第２カバー巻取装置４２を作動して水平床部７９に存在する開口７５をカバー４１により塞ぐとよい。これにより、医療技師９３および患者７０に不安を与えることがなくなる。なお、第１または第２カバー巻取装置４２の作動により水平床部７９に存在する開口７５をカバー４１で塞ぐ場合には、引き出されたカバー４１がＸ線透過板３９または４０の上に重ならないように、カバー４１の引き出しは、Ｘ線透過板３９または４０側から第１移動床部または第２移動床部の踏み板３８に向かって行うとよい。
【実施例３】
【０１１９】
本発明の好適な他の実施例である実施例３の粒子線治療システムを、図１６を用いて以下に説明する。
【０１２０】
実施例３の粒子線治療システム１はイオンビーム発生装置としてシンクロトロン加速器３を含むイオンビーム発生装置２を用いているが、本実施例の粒子線治療システム１Ｂはイオンビーム発生装置としてサイクロトロン加速器８３を含むイオンビーム発生装置２Ａを用いている。
【０１２１】
粒子線治療システム１Ｂは、図１６に示すように、イオンビーム発生装置２Ａ、ＨＥＢＴ系１５、ＧＡＢＴ系２０、回転ガントリー２８および照射装置５７を備える。粒子線治療システム１Ｂのイオンビーム発生装置２Ａ以外の構成は、粒子線治療システム１の構成と同じである。ここでは、粒子線治療システム１と異なっているイオンビーム発生装置２Ａについて主に説明する。
【０１２２】
イオンビーム発生装置２Ａは、イオン源８２及びサイクロトロン加速器８３を含む。サイクロトロン加速器８３は、円形の真空容器８４、偏向電磁石８８Ａ及び８８Ｂ、高周波加速装置８７及び出射用のセプタム電磁石８９を有する。イオン源８２に接続された真空ダクト８５が、真空容器８４の中心位置まで伸びてこの真空容器８４に接続される。水平面において湾曲している入射用電極８６が、真空ダクト８５の開放端付近で真空容器８４内に配置される。偏向電磁石８８Ａ及び８８Ｂは、それぞれ、半円形状をしており、直線部を互いに対向させるように配置され、真空容器８４の上面及び下面を覆っている。
【０１２３】
真空容器８４のイオンビーム出射口に設けられるセプタム電磁石８９は、ＨＥＢＴ系１５のビーム経路１６に接続される。金属製の複数の板を有するデグレーダ９０が、セプタム電磁石８９と四極電磁石１８の間で、ビーム経路１６に取り付けられている。デグレーダ９０は、サイクロトロン加速器８３から出射されたイオンビームのエネルギーを調節する機能を有し、厚みの異なる複数の金属製の板（図示せず）を有している。これらの金属製の板は、ビーム経路１６に垂直な方向に移動可能である。厚みの異なるこれらの金属製の板を、１枚または複数枚、ビーム経路１６を横切るようにビーム経路１６内に挿入することによって、ビーム経路１６を通るイオンビームのエネルギーの減衰量が制御される。この結果、患者１０２の患部に照射されるイオンビームのエネルギーを変えることができ、患部の深さ方向に存在する各層にイオンビームを照射することができる。
【０１２４】
本実施例においても、実施例１と同様に、移動床３６はＸ線透過板３９および４０を含み、Ｘ線源７１Ａおよび７１Ｂおよびコリメータ７７Ａおよび７７Ｂが回転胴２９の外面に取り付けられ、Ｘ線検出装置７２Ａおよび７２Ｂが照射装置５７に取り付けられる。
【０１２５】
本実施例の粒子線治療システム１Ｂは実施例１で生じる各効果を得ることができる。
【０１２６】
実施例２および３においても、実施例１で述べた、イオンビーム照射前におけるそれぞれの患部の位置決めを実施することができ、さらに患部へのイオンビーム照射中における患部の位置の確認およびイオンビームの照射による治療効果の確認を行うことができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１，１Ａ，１Ｂ…粒子線治療システム、２，２Ａ…イオンビーム発生装置、３…シンクロトロン加速器、４…ビームダクト、８…高周波加速空胴、９…高周波印加装置、１５…高エネルギービーム輸送系、１６，２１…ビーム経路、２０…ガントリービーム輸送系、２８…回転ガントリー、２９…回転胴、３０…フロントリング、３１…リアリング、３５…放射線治療ケージ、３６…移動床、３８…踏み板、３９，４０…Ｘ線透過板、４１…カバー、４２…カバー巻取装置、４３…治療室、４５Ａ…固定側リングレール、４５Ｂ…移動側リングレール、５７，５７Ａ…照射装置、６２…治療台、６３…ベッド、６８…接続部材、６９，６９Ａ，６９Ｂ…スライド部材、７１…ガイドレール、７１Ａ，７１Ｂ…Ｘ線源、７２Ａ，７２Ｂ…Ｘ線検出装置、７４Ａ，７４Ｂ，７４Ｃ…踏み板群、７５…開口、７８Ａ，７８Ｂ…Ｘ線、７９…水平床部、８３…サイクロトロン加速器、９５…Ｘ線透過部、９６Ａ，９６Ｂ…貫通孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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