(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線を被照射体に照射する荷電粒子線治療装置であって、
前記荷電粒子線を生成して出射する加速器と、
前記荷電粒子線を被照射体へ照射する照射ノズルと、
前記加速器と前記照射ノズルとを接続し、前記荷電粒子線を輸送する輸送ラインと、を備え、
前記荷電粒子線が照射される際の基準軸と直交する軸を第１軸、前記基準軸及び前記第１軸と直交する軸を第２軸とし、
前記照射ノズルは、
予め定められた最大走査範囲内において前記荷電粒子線を前記第１軸に沿った方向及び前記第２軸に沿った方向へ走査可能な走査部と、
前記走査部よりも下流側に設けられ、前記荷電粒子線が前記被照射体へ照射される際の照射野の形状を規定するマルチリーフコリメータと、を有し、
前記マルチリーフコリメータは、前記基準軸を挟むように対向して設けられた一対のリーフ群を有し、
前記リーフ群は、
前記第１軸に沿った方向に複数並べられていると共に、前記第２軸に沿った方向に独立して進退可能であり、前記荷電粒子線を遮蔽するリーフと、
前記リーフを前記第２軸に沿った方向に進退させるリーフ駆動部を、を有し、
複数の前記リーフのそれぞれは、前記基準軸方向に沿った全体において、前記第２軸に沿った方向における長さが、前記最大走査範囲の前記第２軸に沿った方向における長さの半分よりも短い、荷電粒子線治療装置。
【請求項２】
前記第１軸に沿った方向において、前記リーフ群の両端側に設けられると共に、前記第２軸に沿った方向における長さが、前記最大走査範囲の前記第２軸に沿った方向における長さ以上であって、前記荷電粒子線を遮蔽する一対の遮蔽ブロックをさらに備える、請求項１に記載の荷電粒子線治療装置。
【請求項３】
前記リーフ群は、前記リーフを支持する支持部を有し、
前記リーフは、前記支持部に対して、前記第１軸に沿った軸を中心に揺動可能である、請求項１又は２に記載の荷電粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、荷電粒子線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被照射体に荷電粒子線を照射することによって治療を行う荷電粒子線治療装置において、荷電粒子線を照射する照射ノズル内にマルチリーフコリメータを備える構成が知られている（例えば、特許文献１）。マルチリーフコリメータは、複数のリーフを含む一対のリーフ群を含み、リーフを移動することで、一対のリーフ群の間の開口形状を荷電粒子線の照射野に対応させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１７６５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、被照射体に対して所定のスキャニングパターンに従って荷電粒子線を照射する所謂スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置において、照射野の形状を決めることを主目的とするのではなく、照射野の周縁部における線量分布を改善することを主目的としてマルチリーフコリメータを適用することが検討されている。すなわち、照射野の周縁部において、線量がなだらか低下するのではなく急峻に低下させることを主目的としてマルチリーフコリメータを適用することが検討されている。しかしながら、スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置に対して特許文献１に記載のマルチリーフコリメータを適用すると、照射ノズル内に一対のリーフ群に含まれるリーフを移動させるためのスペースを確保する必要があり、照射ノズルが大型化する可能性がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置において、照射ノズルの大型化を防ぎつつ照射野の周縁部における荷電粒子線の線量分布を改善することが可能な荷電粒子線治療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】
上記目的を達成するため、本発明に係る荷電粒子線治療装置は、荷電粒子線を被照射体に照射する荷電粒子線治療装置であって、前記荷電粒子線を生成して出射する加速器と、前記荷電粒子線を被照射体へ照射する照射ノズルと、前記加速器と前記照射ノズルとを接続し、前記荷電粒子線を輸送する輸送ラインと、を備え、前記荷電粒子線が照射される際の基準軸と直交する軸を第１軸、前記基準軸及び前記第１軸と直交する軸を第２軸とし、前記照射ノズルは、予め定められた最大走査範囲内において前記荷電粒子線を前記第１軸に沿った方向及び前記第２軸に沿った方向へ走査可能な走査部と、前記走査部よりも下流側に設けられ、前記荷電粒子線が前記被照射体へ照射される際の照射野の形状を規定するマルチリーフコリメータと、を有し、前記マルチリーフコリメータは、前記基準軸を挟むように対向して設けられた一対のリーフ群を有し、前記リーフ群は、前記第１軸に沿った方向に複数並べられていると共に、前記第２軸に沿った方向に独立して進退可能であり、前記荷電粒子線を遮蔽するリーフと、前記リーフを前記第２軸に沿った方向に進退させるリーフ駆動部を、を有し、複数の前記リーフのうちの少なくとも一部は、前記第２軸に沿った方向における長さが、前記最大走査範囲の前記第２軸に沿った方向における長さの半分よりも短いことを特徴とする。
【０００７】
上記の荷電粒子線治療装置では、走査部により走査された荷電粒子線が、マルチリーフコリメータを経て被照射体に照射されるため、照射野の周縁部における荷電粒子線の線量分布が改善される。また、マルチリーフコリメータは、複数のリーフのうちの少なくとも一部が、第２軸に沿った方向における長さが、最大走査範囲の第２軸に沿った方向における長さの半分よりも短い。したがって、リーフの第２軸に沿った方向の進退のために確保する必要がある空間を小さくすることができるため、マルチリーフコリメータの小型化が可能となり、照射ノズルの大型化を防ぎつつ荷電粒子線の線量分布を改善させることができる。
【０００８】
ここで、前記第１軸に沿った方向において、前記リーフ群の両端側に設けられると共に、前記第２軸に沿った方向における長さが、前記最大走査範囲の前記第２軸に沿った方向における長さ以上であって、前記荷電粒子線を遮蔽する一対の遮蔽ブロックをさらに備える態様とすることができる。
【０００９】
上記のように、一対の遮蔽ブロックをさらに備えることで、リーフ群の両端側においても、線量分布を改善することが可能となる。
【００１０】
また、前記リーフ群は、前記リーフを支持する支持部を有し、前記リーフは、前記支持部に対して、前記第１軸に沿った軸を中心に揺動可能である態様とすることができる。
【００１１】
上記の構成を備えることで、荷電粒子線の照射方向に対応させてリーフの角度を変更することが可能となり、線量分布の改善効果をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置において、照射ノズルの大型化を防ぎつつ照射野の周縁部における荷電粒子線の線量分布を改善することが可能な荷電粒子線治療装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係る荷電粒子線治療装置の概略構成図である。
【図２】マルチリーフコリメータの概略斜視図である。
【図３】マルチリーフコリメータの主要部の平面図である。
【図４】図３のIV−IV矢視図である。
【図５】リーフ部材の変形例を示す図である。
【図６】リーフ部材の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、各図においては、説明の便宜上ＸＹＺ直交座標系を示している。ＸＹＺ直交座標系では、Ｚ軸の延在方向を荷電粒子線の照射方向の基準軸Ａの延在方向とし、Ｘ軸（第１軸）の延在方向をＺ軸に直交する方向とし、Ｙ軸（第２軸）の延在方向をＺ軸及びＸ軸に直交する方向として、以下の説明に用いる。なお、荷電粒子線の照射方向の基準軸Ａとは、図３及び図４に示すように、照射ノズル１２内で荷電粒子線を偏向せずに照射した場合の荷電粒子線のビーム中心が通過する軸のことである。
【００１５】
図１に示すように、荷電粒子線治療装置１は、放射線療法によるがん治療等に利用される装置であり、イオン源（不図示）で生成した荷電粒子を加速して荷電粒子線として出射する加速器１１と、荷電粒子線を被照射体へ照射する照射ノズル１２（照射部）と、加速器１１から出射された荷電粒子線を照射ノズル１２へ輸送するビーム輸送ライン１３（輸送ライン）と、ビーム輸送ライン１３に設けられ、荷電粒子線のエネルギーを低下させて荷電粒子線の飛程を調整するデグレーダ（エネルギー調整部）１８と、ビーム輸送ライン１３に設けられた複数の電磁石２５と、を備えている。本実施形態では、加速器１１としてサイクロトロンを採用するが、これに限定されず、その他の加速器、例えば、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン、ライナック等であってもよい。
【００１６】
荷電粒子線治療装置１では、治療台２２上の患者Ｐの腫瘍（被照射体）に対して加速器１１から出射された荷電粒子線の照射が行われる。荷電粒子線は電荷をもった粒子を高速に加速したものであり、例えば陽子線、重粒子（重イオン）線等がある。本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１は、いわゆるスキャニング法により荷電粒子線の照射を行うものであり、被照射体を深さ方向において仮想的に複数の層に分割（スライス）し、層（スライスした平面）毎に、層上の照射範囲に対して、荷電粒子線の照射を行う。
【００１７】
なお、スキャニング法による照射方式として、例えばスポット式スキャニング照射、及び、ラスター式スキャニング照射がある。スポット式スキャニング照射は、一の層における照射範囲で、一のスポットへの照射が完了すると、一度ビーム（荷電粒子線）照射を止め、次のスポットへの照射準備が整った後に次のスポットへの照射を行う方式である。これに対し、ラスター式スキャニング照射は、一の層における照射範囲については、照射を途中で止めることなく、連続的にビーム照射を行う方式である。このように、ラスター式スキャニング照射は、一の層における照射範囲については連続的にビーム照射が行われるものであるため、スポット式スキャニング照射と異なり、照射範囲は複数のスポットから構成されるものではない。以下では、ラスター式スキャニング照射により照射を行う例を説明するが、これに限定されず、スポット式スキャニング照射により照射を行う構成としてもよい。
【００１８】
照射ノズル１２は、治療台２２の周りを３６０度回転可能な回転ガントリ２３の内側に取り付けられており、回転ガントリ２３によって任意の回転位置に移動可能とされている。照射ノズル１２には、収束電磁石１９、スキャニング電磁石２１（走査部）、ダクト２８及びマルチリーフコリメータ３０が含まれている。スキャニング電磁石２１は、照射ノズル１２の中に設けられている。スキャニング電磁石２１は、荷電粒子線の照射方向（Ｚ方向）と交差する面においてＸ方向へ荷電粒子線を走査するＸ方向走査電磁石と、荷電粒子線の照射方向（Ｚ方向）と交差する面においてＸ方向と交差するＹ方向へ荷電粒子線を走査するＹ方向走査電磁石と、を有していて、Ｘ方向及びＹ方向へ走査可能となっている。また、スキャニング電磁石２１により走査された荷電粒子線はＸ方向及び／又はＹ方向へ偏向されるため、スキャニング電磁石よりも下流側のダクト２８は、その径が下流側ほど拡大されている。ダクト２８は、通過する荷電粒子線の発散を抑制するためのガスが充填されているか、内部が真空となっている。
【００１９】
また、マルチリーフコリメータ３０は、患者Ｐの腫瘍（被照射体）の形状に合わせて荷電粒子線の照射野を整形するものである。マルチリーフコリメータ３０は、スキャニング電磁石２１よりも下流側であって、ダクト２８内の下端近傍に設けられる。マルチリーフコリメータ３０の詳細については後述する。
【００２０】
ビーム輸送ライン１３は、荷電粒子線が通る真空ダクト１４を有している。真空ダクト１４の内部は真空状態に維持されており、輸送中の荷電粒子線を構成する荷電粒子が空気等により散乱することを抑制している。
【００２１】
ビーム輸送ライン１３上のデグレーダ１８は、通過する荷電粒子線のエネルギーを低下させて当該荷電粒子線の飛程を調整する。患者Ｐの体表から被照射体である腫瘍までの深さは患者ごとに異なるため、荷電粒子線を患者Ｐに照射する際には、荷電粒子線の到達深さである飛程を調整する必要がある。デグレーダ１８は、加速器１１から所定のエネルギーで出射された荷電粒子線のエネルギーを調整することにより、患者体内の所定の深さにある被照射体に荷電粒子線が適切に到達するように調整する。このようなデグレーダ１８による荷電粒子線のエネルギー調整は、被照射体を仮想的にスライスした層毎に行われる。なお、加速器１１がサイクロトロンである場合には、デグレーダ１８を用いて荷電粒子線のエネルギー調整を行うが、加速器１１がシンクロトロンである場合には、荷電粒子線のエネルギー調整を容易に行うことができるため、デグレーダ１８を省略することができる。
【００２２】
電磁石２５は、ビーム輸送ライン１３に複数設けられるものであり、磁場によってビーム輸送ライン１３で荷電粒子線を輸送することができるように、当該荷電粒子線の調整を行うものである。電磁石２５として、輸送中の荷電粒子線のビーム径を収束させる収束電磁石１９、及び荷電粒子線を偏向させる偏向電磁石２０が採用される。なお、以下では収束電磁石１９及び偏向電磁石２０を区別せずに電磁石２５と記載する場合がある。また、電磁石２５は、少なくともビーム輸送ライン１３のうちデグレーダ１８よりも下流側に複数設けられるが、デグレーダ１８によるエネルギー調整前の荷電粒子線のビーム径を収束させるために、デグレーダ１８よりも上流側にも設けられていてもよい。電磁石２５の総数は、ビーム輸送ライン１３の長さ等により柔軟に変更が可能であり、例えば、１０〜４０程度の数とされる。
【００２３】
電磁石２５それぞれに対して、磁界を生じさせるための電流を供給する電磁石電源が接続される（図示省略）。電磁石２５に供給する電流を調整することにより、対応する電磁石２５の磁場の強さが設定される。
【００２４】
また、ビーム輸送ライン１３におけるデグレーダ１８及び電磁石２５の配置等は特に限定されない。
【００２５】
次に、照射ノズル１２内に設けられるマルチリーフコリメータ３０について図２〜図４を参照しながら説明する。
【００２６】
図２は、マルチリーフコリメータ３０を示す概略斜視図であり、図３は、マルチリーフコリメータ３０の平面図（Ｚ方向から見た図）であり、図４は、図３のIV−IV矢視図である。
【００２７】
マルチリーフコリメータ３０は、Ｙ方向で対向する一対のリーフ群３１，３２と、一対のリーフ群３１，３２の両端側に設けられ、Ｘ方向で対向する一対の遮蔽ブロック３５，３６と、を有している。
【００２８】
図３に示すように、一対のリーフ群３１，３２は、基準軸Ａに直交するＸＹ平面において、基準軸Ａを挟んでＹ方向で対向する。一対のリーフ群３１，３２は、それぞれＹ方向に独立して進退可能な多数のリーフ４１を含むリーフ部材４０から構成されている。
【００２９】
リーフ部材４０は、リーフ４１と、リーフ４１を支持する支持部４２と、リーフ４１を移動させるリーフ駆動部４３と、を有する。リーフ部材４０は、リーフ群３１に含まれるリーフ部材４０のリーフ４１と、リーフ群３２に含まれるリーフ部材４０のリーフ４１と、が互いに対向するように、ＸＹ平面に沿って配置される。
【００３０】
リーフ４１は、Ｙ方向に沿って延びる長方形板状の部材である。リーフ４１は、荷電粒子線の遮蔽に用いられる部材であることから、荷電粒子線を遮蔽可能な材料により製造される。荷電粒子線を遮蔽可能な材料としては、真鍮、銅、タンタル、モリブデン等が挙げられるが、遮蔽能力の高い真鍮製とすることが好ましい。
【００３１】
リーフ４１の幅（Ｚ方向の長さ）は、リーフ４１によって荷電粒子線の遮蔽が可能となるように設定される。したがって、リーフ４１を遮蔽能力の高い真鍮製とした場合、リーフ４１の幅を小さくすることができ、マルチリーフコリメータ３０の小型化が可能となる。
【００３２】
リーフ４１の長さ（Ｙ方向の長さ）は、荷電粒子線の最大走査範囲に応じて設定される。荷電粒子線の最大走査範囲は、スキャニング電磁石２１による荷電粒子線の偏向制御が可能な範囲である。そして、リーフ４１の長さは、荷電粒子線の最大走査範囲のＹ方向の長さの１／２よりも短くすることができる。なお、リーフ４１の長さの下限は、照射ノズル１２から出射される荷電粒子線のビーム径に対して４倍程度であることが好ましい。リーフ４１の長さを上記の範囲とすることで、荷電粒子線の遮蔽を確実に行いつつ、マルチリーフコリメータ３０の小型化が可能となる。
【００３３】
リーフ４１の厚さ（Ｘ方向の長さ）は、特に限定されないが、リーフ４１の厚さを小さくすることで、マルチリーフコリメータ３０による荷電粒子線の照射野の整形をより細かくすることができる。
【００３４】
また、リーフ４１は、その表面に無電解ニッケルメッキによる硬質めっき層（硬質コーティング層）が形成されていてもよい。硬質めっき層の形成方法は無電解ニッケルめっきに限定されず、種々の方法を適用することができる。また、硬質めっき層は、リーフ４１の表面の一部に形成されていてもよいし、全てに形成されていてもよい。
【００３５】
リーフ４１を支持する支持部４２は、リーフ４１の長手方向の一方側端部に取り付けられて、Ｙ方向に延びる部材である。支持部４２の材料は特に限定されない。支持部４２は、リーフ４１がＹ方向の進退が可能な状態でリーフ４１を支持できればよい。このような構成としては、例えば、支持部４２自体が伸び縮み可能な構成とすることが挙げられるが、支持部４２自体は伸び縮みしない棒状の部材であってもよい。
【００３６】
リーフ駆動部４３は、リーフ４１をＹ方向に進退させるための駆動手段である。リーフ部材４０の支持部４２が伸び縮み可能な構成である場合には、リーフ駆動部４３の駆動により支持部４２の伸び縮みを変化させることで、リーフ４１のＹ方向の進退を制御することができる。また、リーフ部材４０の支持部４２が伸び縮みしない場合には、リーフ駆動部４３の駆動により支持部４２を移動させることで、支持部４２と一体化されたリーフ４１のＹ方向の進退を制御することができる。なお、リーフ４１をリーフ駆動部４３が直接移動させる構成としてもよい。その場合には、支持部４２は設けられず、リーフ駆動部４３とリーフ４１とが直接接続される。
【００３７】
一対のリーフ群３１，３２は、Ｙ方向から見たときに、荷電粒子線の最大走査範囲のうちのＸ方向の両端が、リーフ群３１，３２に含まれる多数のリーフ４１と重なるように配置される。具体的には、図４に示すように、Ｙ方向から見たときの荷電粒子線の最大走査範囲Ｆ２の長さよりも、リーフ群３１，３２のＸ方向の長さが大きくなるようにリーフ群３１，３２に含まれる多数のリーフ４１が配置される。
【００３８】
また、一対の遮蔽ブロック３５，３６は、それぞれＹ方向に沿って延びる柱状の部材である。一対の遮蔽ブロック３５，３６は、基準軸Ａに直交するＸＹ平面であり、且つ、一対のリーフ群３１，３２よりも上方（Ｚ方向に沿った上側）において、基準軸Ａを挟んでＸ方向で対向する。すなわち、リーフ群３１，３２の一方側の端部同士を繋ぐように遮蔽ブロック３５が設けられ、他方側の端部同士を繋ぐように遮蔽ブロック３６が設けられる。
【００３９】
遮蔽ブロック３５，３６は、荷電粒子線の遮蔽に用いられる部材であることから、荷電粒子線を遮蔽可能な材料により製造される。荷電粒子線を遮蔽可能な材料としては、真鍮、銅、タンタル、モリブデン等が挙げられるが、遮蔽能力の高い真鍮製とすることが好ましい。
【００４０】
遮蔽ブロック３５，３６の高さ（Ｚ方向の長さ）は、遮蔽ブロック３５，３６によって荷電粒子線の遮蔽が可能となるように設定される。したがって、遮蔽ブロック３５，３６を遮蔽能力の高いタングステン、タンタル製とした場合、遮蔽ブロック３５，３６の高さを小さくすることができ、マルチリーフコリメータ３０の小型化が可能となる。
【００４１】
遮蔽ブロック３５，３６の長さ（Ｙ方向の長さ）は、荷電粒子線の最大走査範囲のＹ方向の長さ以上とすることができる。また、図３に示すように、Ｙ方向での荷電粒子線の最大走査範囲Ｆ１を全て含むように、遮蔽ブロック３５，３６が配置される。
【００４２】
遮蔽ブロック３５，３６の幅（Ｘ方向の長さ）は特に限定されないが、照射ノズル１２から出射される荷電粒子線のビーム径に対して４倍程度であることが好ましい。遮蔽ブロック３５，３６の幅を上記の範囲とすることで、荷電粒子線の遮蔽を確実に行いつつ、マルチリーフコリメータ３０の小型化が可能となる。
【００４３】
また、遮蔽ブロック３５，３６には、それぞれブロック駆動部３７，３８が接続され、ブロック駆動部３７，３８の駆動により、遮蔽ブロック３５，３６のＸ方向に進退可能となっている。
【００４４】
上記のマルチリーフコリメータ３０では、一対のリーフ群３１，３２に含まれる多数のリーフ４１をＹ方向に進退させると共に、一対の遮蔽ブロック３５，３６をＸ方向に進退させることで、中央に開口Ｔ（図３参照）を形成することができる。この開口Ｔの形状を被照射体の形状に合わせることで、荷電粒子線の照射野を規定することができる。開口Ｔの形状は、被照射体に対して荷電粒子線を照射するスライス平面（層）に応じて設定される。
【００４５】
ここで、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１では、加速器１１から出射され、ビーム輸送ライン１３により輸送された荷電粒子線が、スキャニング電磁石２１により所定の方向に偏向されると共に、マルチリーフコリメータ３０で形成された開口Ｔによってさらに照射野が規定されて、患者Ｐに対して照射される。
【００４６】
従来、マルチリーフコリメータは、ブロードビーム法（拡大照射法）の荷電粒子線治療装置に対して適用することが一般的であった。ブロードビーム法の荷電粒子線治療装置では、ビーム径が被照射体より大きな荷電粒子線ビームに対してマルチリーフコリメータを適用することで、被照射体の形状に対応した照射野を有する荷電粒子線を切り出して患者Ｐに照射されている。
【００４７】
一方、スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置では、被照射体に対応したスキャニングパターンに基づいて荷電粒子線の照射を行うことから、マルチリーフコリメータのような照射野を整形するための装置は不要であると考えられていた。しかしながら、スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置においても、照射ノズルから出射される荷電粒子線ビームのペナンブラ（ラテラルペナンブラ）に改善の余地があることが分かった。すなわち、照射ノズルから出射されるビームは線量分布が一様であることが望まれるが、ビーム辺縁において線量分布が低下し、照射野の端部において荷電粒子線の線量がなだらかに低下する可能性が考えられた。
【００４８】
そこで、本実施形態に係る荷電粒子線治療装置１では、荷電粒子線のスキャニング照射を行いつつ、マルチリーフコリメータ３０を適用することで、リーフ４１によって荷電粒子線が遮蔽されるため、特に照射野の周縁部における荷電粒子線の線量分布を改善し、周縁部における線量の変化を急峻とすることが可能となる。
【００４９】
また、本実施形態にかかる荷電粒子線治療装置１におけるマルチリーフコリメータ３０は、リーフ４１の長さは、荷電粒子線の走査範囲のＹ方向の長さの半分よりも短い。これにより、マルチリーフコリメータ３０が占める空間の小型化が可能となり、荷電粒子線治療装置１としても小型化が可能となる。
【００５０】
ブロードビーム法（拡大照射法）の荷電粒子線治療装置では、被照射体より大きなビーム径を有する荷電粒子線を被照射体に対応した照射野に成形するためにマルチリーフコリメータが用いられていたため、荷電粒子線を全て遮蔽することが可能となるようなリーフを準備しておく必要があり、リーフが長くする必要があった。その場合、一対のリーフ群の外側にもリーフの移動を可能とするための空間を設けておく必要があるため、マルチリーフコリメータが占める空間が大型化する。したがって、マルチリーフコリメータを収容する照射ノズル自体も大型化していた。
【００５１】
これに対して、本実施形態に係るスキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置１では、荷電粒子線のビーム径がブロードビーム法と比較して非常に小さく、被照射体の周縁部における荷電粒子線の線量分布の制御に用いられるものであるから、リーフを十分に小さくすることができる。したがって、リーフの移動を可能とするための空間も小型化することができることから、マルチリーフコリメータ３０が占める空間の小型化が可能となり照射ノズルも小型化することができる。
【００５２】
また、マルチリーフコリメータ３０におけるリーフ４１が小型化すると、リーフ４１の移動が容易となる。したがって、リーフ４１の移動を高速化することができるため、マルチリーフコリメータ３０における開口Ｔの制御をより高速に行うことができる。
【００５３】
さらに、リーフ部材４０の支持部４２が伸び縮み可能な構成であると、リーフ部材４０の移動に伴う支持部４２の移動量を少なくすることができる。したがって、リーフ４１が移動に伴って移動する支持部４２のための空間を確保しておく必要がなく、マルチリーフコリメータ３０が占める空間のさらなる小型化が可能となる。
【００５４】
なお、リーフ部材４０のリーフ４１による荷電粒子線の線量分布の改善効果を高めるために、リーフ４１がＸ方向を軸として揺動可能な構成とすることが好ましい。この点について、図５を参照しながら説明する。
【００５５】
図５は、リーフ部材４０のリーフ４１をＹＺ平面に沿ってＸ方向を軸として回動させて端面４１ａを基準軸Ａの延びる方向（Ｚ方向）に対して角度αだけ傾けた構成を示している。端面４１ａは、リーフ群と対向する側の端面である。また、角度αは、荷電粒子線の照射方向に応じて設定される。
【００５６】
スキャニング照射を行う荷電粒子線治療装置１では、荷電粒子線がスキャニング電磁石２１によって偏向して照射されるため、荷電粒子線の照射位置が基準軸Ａから離間するほど、荷電粒子線が基準軸Ａに対して傾いた状態で照射される。このように荷電粒子線が基準軸Ａに対して傾いた状態で照射されると、照射野の周縁部で荷電粒子線の線量がなだらかに低下する状態が発生する可能性がある。これに対して、支持部４２に対してＸ方向に延びる軸を中心にリーフ４１を揺動可能な構成とすることで、荷電粒子線の傾きに応じてリーフ４１の端面を傾ける構成とすることで、リーフ４１の端部における荷電粒子線の散乱等を抑制することができ、荷電粒子線の線量分布をさらに改善することができる。
【００５７】
支持部４２に対してＸ方向に延びる軸を中心にリーフ４１が揺動可能な構成とする方法は特に限定されない。例えば、図５の例では、リーフ４１に対して取り付ける支持部４２を２つにして、それぞれがリーフ４１に対して、Ｘ方向を中心として回動可能に取り付けられている。この構成だと、２つの保持部材のＹ方向の移動量を互いに異ならせることで、Ｘ方向に延びる軸を中心にリーフ４１が揺動可能となる。
【００５８】
さらに、支持部が伸び縮み可能な構成であって、且つ、支持部に対してリーフが揺動可能なリーフ部材４０Ａの例を図６に示す。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、リーフ部材４０Ａの構成、支持部４２Ａが伸び縮み、及び、リーフ４１の揺動の手順について説明する図である。
【００５９】
図６（Ａ）に示すリーフ部材４０Ａでは、支持部４２Ａが複数の筒状部材４２１，４２２，４２３と、棒状のから構成されている。これらの筒状部材４２１，４２２，４２３は、この順にＹ方向に沿って摺動可能に連結されていて、先端側（リーフ４１側）の筒状部材４２１、筒状部材４２１に連結する筒状部材４２２、筒状部材４２２に連結する４２３の順に、外径が大きくなっている。また、筒状部材４２１は筒状部材４２２の内側に収容可能であり、筒状部材４２２は筒状部材４２３の内側に収容可能である。筒状部材４２１は、リーフ４１に対してＸ方向に延びる軸を中心に回動可能に取り付けられている。また、筒状部材４２１とは別にＹ方向に延びる例えばワイヤー等により形成される棒状部材４２５が、リーフ４１に対してＸ方向に延びる軸を中心に回動可能に取り付けられている。
【００６０】
上記のリーフ部材４０Ａの場合、筒状部材４２１，４２２，４２３の相対位置を変えることで、リーフ４１のＹ方向に進退することができる。例えば、図６（Ａ）に示すように、筒状部材４２１，４２２，４２３がこの順にＹ方向に沿って伸びる状態とすることで、リーフ４１が−Ｙ方向へ移動する。また、図６（Ｂ）に示すように、筒状部材４２１，４２２が筒状部材４２３内に収容されている状態、すなわち、筒状部材４２１，４２２，４２３が互いに重なり合った状態とすることで、リーフ４１が＋Ｙ方向へ移動する。また、棒状部材４２５の筒状部材４２１，４２２，４２３に対するＹ方向の相対位置を変化させることで、図６（Ｃ）に示すように、支持部４２Ａに対してＸ方向に延びる軸を中心にリーフ４１を揺動させることができる。
【００６１】
このように、リーフ部材４０Ａの構成、特にリーフ４１のＹ方向の進退及びＸ方向に延びる軸を中心とした揺動を制御するための構成は種々の変更をすることができる。
【００６２】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、マルチリーフコリメータ３０は、照射ノズル１２内であって、スキャニング電磁石２１よりも下流であれば、取り付け位置は限定されない。
【００６３】
また、マルチリーフコリメータ３０の構造についても適宜変更することができる。例えば、一対の遮蔽ブロック３５，３６はそれぞれ一つのブロックで構成されている構成について説明したが、遮蔽ブロック３５，３６のそれぞれが複数のブロックから構成されていてもよい。また、リーフ４１の形状や、リーフをＹ方向に進退せるための構造については適宜変更することができる。また、リーフを進退させるためのリーフ駆動部についてもその機構及び配置等を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…荷電粒子線治療装置、１１…加速器、１２…照射ノズル（照射部）、１３…ビーム輸送ライン、３０…マルチリーフコリメータ、３１，３２…リーフ群、３５，３６…遮蔽ブロック、３７，３８…ブロック駆動部、４０…リーフ部材、４１…リーフ、４２…支持部、４３…リーフ駆動部。
【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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