(57)【要約】【課題】ノンコプラナ照射状態のベッド位置へのベッドの位置合せ精度を向上させる。【解決手段】治療ベッド２０の長手方向が、回転ガントリーの回転軸に直交した位置にある。水平状態の照射装置３６は治療ベッド２０上の患者の頭頂部の方を向いている。１つのＸ線撮影で、Ｘ線源保持部材３０に設置されているＸ線管３１は、水平方向にＸ線を放出する。このＸ線はＸ線透視画像撮影装置４７Ａに入射する。Ｘ線管３１及びＸ線透視画像撮影装置４７Ａは治療ベッド２０上の患者を挟んで対向する。他のＸ線撮影では、旋回アーム装置４３が回転してＸ線管３１が治療ベッド２０真上の位置まで移動する。垂直のＸ線透視画像撮影装置４７Ａはモータ５０Ａの回転により水平状態にされる。この状態で、Ｘ線管３１から下方に向かって放出されたＸ線は、患者を透過して治療ベッド２０の真下に位置するＸ線透視画像撮影装置４７Ａに入射される。【選択図】  図２
2005021311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転ガントリーに設けられて荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム照射装置に対して、被検体を支持するベッドの位置合せを行うベッド位置合せ装置において、
前記回転ガントリーに移動可能に設けられ、第１方向、及び前記第１方向と交差する第２方向にそれぞれ向きを変えて第１Ｘ線を放出する第１Ｘ線放出装置と、
前記回転ガントリーに移動可能に設けられ、前記第１方向に放出された前記第１Ｘ線を基に得られた第１現在画像情報を出力し、前記第２方向に放出された前記第１Ｘ線を基に得られた第２現在画像情報を出力する第１撮影装置と、
前記第１現在画像情報、及び前記第１方向に対する第１基準画像情報を用いて、前記第２現在画像情報、及び前記第２方向に対する第２基準画像情報を用いて、それぞれ位置合せ情報を生成する位置合せ情報生成装置と、
それぞれの前記位置合せ情報に基づいて前記ベッドの駆動装置を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とするベッド位置合せ装置。
【請求項２】
前記第１Ｘ線放出装置は、前記第１Ｘ線を放出する第１Ｘ線源と、前記Ｘ線源を前記回転ガントリーの回転軸方向に移動させる第１移動装置とを有し、前記第１Ｘ線源は前記第１方向と前記第２方向との間で移動可能に前記第１移動装置に設けられており、
前記第１撮影装置は、第１撮影部と、前記第１撮影部を前記回転軸方向に移動させる第２移動装置とを有する請求項１記載のベッド位置合せ装置。
【請求項３】
回転ガントリーに設けられて荷電粒子ビームを出射する荷電粒子ビーム照射装置に対して、被検体を支持するベッドの位置合せを行うベッド位置合せ装置において、
前記回転ガントリーに設けられた前記荷電粒子ビーム照射装置に設置され、荷電粒子ビーム経路内の第１位置と、前記荷電粒子ビーム経路から離れた第２位置との間を移動し、前記第１位置で第２Ｘ線を前記荷電粒子ビーム経路に沿った第３方向に放出する第２Ｘ線放出装置と、
前記回転ガントリーに移動可能に設けられ、前記第３方向と交差する第１方向、前記第１方向と交差する第２方向にそれぞれ向きを変えて第１Ｘ線を放出する第１Ｘ線放出装置と、
前記回転ガントリーに移動可能に設けられ、前記第１方向に放出された前記第１Ｘ線を基に得けられた第１現在画像情報を出力し、前記第２方向に放出された前記第１Ｘ線を基に得られた第２現在画像情報を出力する第１撮影装置と、
前記回転ガントリーに移動可能に設けられ、かつ前記第３方向に放出された前記第２Ｘ線を基に得られた、前記治療部位を含む第３現在画像情報を出力する第２撮影装置と、
前記第１現在画像情報、及び前記第１方向に対する第１基準画像情報を用いて第１位置合せ情報を生成し、前記第２現在画像情報、及び前記第２方向に対する第２基準画像情報を用いて第２位置合せ情報を生成し、前記第３現在画像情報、及び前記第３方向に対する第３基準画像情報を用いて第３位置合せ情報を生成する位置合せ情報生成装置と、
前記第１位置合せ情報と前記第２位置合せ情報の組み合せ、及び前記第１位置合せ情報と前記第３位置合せ情報の組み合せのいずれかの組み合せに基づいて、前記ベッドの駆動装置を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とするベッド位置合せ装置。
【請求項４】
前記第１Ｘ線放出装置は、前記第１Ｘ線を放出する第１Ｘ線源と、前記Ｘ線源を前記回転ガントリーの回転軸方向に移動させる第１移動装置とを有し、前記第１Ｘ線源は前記第１方向と前記第２方向との間で移動可能に前記第１移動装置に設けられており、
前記第１撮影装置は、第１撮影部と、前記第１撮影部を前記回転軸方向に移動させる第２移動装置とを有し、
前記第２撮影装置は、第２撮影部と、前記第２撮影部を前記回転軸方向に移動させる第３移動装置とを有する請求項３記載のベッド位置合せ装置。
【請求項５】
前記第１移動装置と前記第２移動装置は、前記ガントリーの回転軸を挟んで対向して配置される請求項２または請求項４記載のベッド位置合せ装置。
【請求項６】
前記第１移動装置は先端部に傾斜面を有し、アーム装置が前記傾斜面に旋回可能に設けられ、前記第１Ｘ線源は前記アーム装置に設置された請求項２，請求項４及び請求項５のいずれかに記載のベッド位置合せ装置。
【請求項７】
前記第１撮像部は前記第２移動装置に前記第２移動装置の移動方向と交差する方向に回転可能に取り付けられた請求項６記載のベッド位置合せ装置。
【請求項８】
前記第１移動装置は先端部に傾斜面を有し、アーム装置が前記傾斜面に旋回可能に設けられ、前記第１Ｘ線源は前記アーム装置に設置され、前記第２撮像部は前記第３移動装置に前記第３移動装置の移動方向と交差する方向に回転可能に取り付けられた請求項４記載のベッド位置合せ装置。
【請求項９】
前記第２撮像装置は前記第１方向に放出された前記第１Ｘ線を基に得られた第４現在画像情報を出力し、
前記位置合せ情報生成装置は、前記第４現在画像情報及び前記第１基準画像情報を用いて第４位置合せ情報を生成し、
前記制御装置は、前記１位置合せ情報と前記第２位置合せ情報の組み合せ、前記第１位置合せ情報と前記第３位置合せ情報の組み合せの、及び前記第３位置合せ情報及び前記第４位置合せ情報の組み合せのいずれかの組み合せに基づいて、前記ベッドの駆動装置を制御する
請求項８記載のベッド位置合せ装置。
【請求項１０】
前記第１撮影装置は、前記第１方向からの前記第１Ｘ線の入射によって第１Ｘ線検出信号をそれぞれ出力し、前記第２方向からの前記第１Ｘ線の入射によって第２Ｘ線検出信号をそれぞれ出力する複数の放射線検出器を有する放射線検出装置と、前記複数の放射線検出器からそれぞれ出力された複数の前記第１Ｘ線検出信号を基に得られる情報を用いて前記第１現在画像情報を出力し、前記複数の放射線検出器からそれぞれ出力された複数の前記第２Ｘ線検出信号を基に得られる情報を用いて生成した前記第２現在画像情報を出力する画像情報生成装置とを含んでいる請求項１記載のベッド位置合せ装置。
【請求項１１】
前記第１撮影装置は、前記第１方向からの前記第１Ｘ線の入射によって第１Ｘ線検出信号をそれぞれ出力し、前記第２方向からの前記第１Ｘ線の入射によって第２Ｘ線検出信号をそれぞれ出力し、前記第４方向からの前記第１Ｘ線の入射によって第４Ｘ線検出信号をそれぞれ出力する複数の第１放射線検出器を有する第１放射線検出装置と、前記複数の第１放射線検出器からそれぞれ出力された複数の前記第１Ｘ線検出信号を基に得られる情報を用いて生成した前記第１現在画像情報を出力し、前記複数の第１放射線検出器からそれぞれ出力された複数の前記第２Ｘ線検出信号を基に得られる情報を用いて生成した前記第２現在画像情報を出力する第１画像情報生成装置とを含み、
第２撮影装置は、前記第３方向からの前記第２Ｘ線の入射によって第３Ｘ線検出信号を出力する複数の第２放射線検出器を有する第２放射線検出装置と、前記複数の第２放射線検出器からそれぞれ出力された複数の前記第３Ｘ線検出信号を基に得られる情報を用いて生成した前記第３現在画像情報を出力する第２画像情報生成装置とを含んでいる請求項３記載のベッド位置合せ装置。
【請求項１２】
前記第１撮影装置は、前記第１方向からの前記第１Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第１可視光像を生成し、前記第２方向からの前記第１Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第２可視光像を生成するＸ線イメージインテンシファイアと、前記第１可視光像を撮影し前記第１現在画像情報を出力し、前記第２可視光像を撮影し前記第２現在画像情報を出力するカメラとを含んでいる請求項１のベッド位置合せ装置。
【請求項１３】
前記第１撮影装置は、前記第１方向からの前記第１Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第１可視光像を生成し、前記第２方向からの前記第１Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第２可視光像を生成し、前記第４方向からの前記第１Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第４可視光像を生成する第１Ｘ線イメージインテンシファイアと、前記第１可視光像を撮影し前記第１現在画像情報を出力し、前記第２可視光像を撮影し前記第２現在画像情報を出力する第１カメラとを含み、
第２撮影装置は、前記第３方向からの前記第２Ｘ線の入射によって前記治療部位を含む第３可視光像を生成する第２Ｘ線イメージインテンシファイアと、前記第３可視光像を撮影し前記第３現在画像情報を出力する第２カメラとを含んでいる請求項３記載のベッド位置合せ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベッド位置合せ装置に係り、特に、粒子線照射部からの粒子線を患者の患部に照射する前において粒子線の照射位置と患者の患部との位置合せを行う粒子線照射装置に適用するのに好適なベッド位置合せ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陽子イオンまたは炭素イオンのビームを患者の患部（癌）に照射して、癌の治療を行う粒子線治療装置が知られている。この粒子線治療装置では、特許文献１に記載されているように、回転ガントリー内に形成される治療室内で、ベッド上に横たわっている患者に対してイオンビームを照射する。イオンビームを患者に照射するためには、事前に、▲１▼照射装置の位置決め、及び▲２▼照射装置に対する患者の患部の位置決めを行う必要がある。
【０００３】
照射装置の位置決めは、治療計画において決定された患部へのイオンビームの照射方向、具体的には回転ガントリーの回転角に基づいて回転ガントリーを回転させることによって行われる。これによって、その照射方向と照射装置内のイオンビームの進行方向が一致する。また、照射装置に対する患部の位置決めは、ベッドを特許文献２，３に記載されるように調節して照射装置に対して位置合せすることにより行われる。
【０００４】
特許文献２は、ベッド上の患者を透過したＸ線をイメージインテンシファイアで可視光像に変え、この可視光像をＴＶカメラで撮影して得られた画像（現在画像）とＸ線ＣＴで予め得られた参照画像（基準画像）を比較してベッドの位置合せを行う技術を記載している。特許文献３は、ベッド上の患者を透過したＸ線を画像キャプチャ装置の蛍光スクリーンに映し出される映像に変え、蛍光スクリーンに映し出された映像をディジタルカメラで撮影して得られる画像（現在画像）とＸ線ＣＴで予め得られた参照画像（基準画像）を比較してベッドの位置合せを行う技術を記載している。
【０００５】
ベッドは、ベッド駆動装置により移動され、治療室内に挿入される。ベッドは、治療計画によって定められたイオンビームの照射方向に基づいて、回転ガントリーの回転軸に対する角度になるように調節される。例えば、ベッドは、ベッドの長手方向を、その回転軸に沿うように、その回転軸に直交するように、または、水平方向においてその回転軸に対して傾くように、治療室内で位置される。ベッドの長手方向がその回転軸に沿うようにベッドを位置させてイオンビームを照射する状態は、コプラナ照射状態という。ベッドの長手方向がその回転軸に直交するように、または水平方向においてその回転軸に対して傾くようにベッドを位置させてイオンビームを照射する状態は、ノンコプラナ照射状態という。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−４７２８７号公報
【特許文献２】
特開平１−１５１４６７号公報
【特許文献３】
特表２０００−５１００２３号公報
【特許文献４】
特開２００１−９５９３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
回転ガントリーに設けられた治療室内においてノンコプラナ照射状態を実現するためには、ノンコプラナ照射状態が可能なようにベッドの位置合せを行う必要があり、事前に現在画像を得るＸ線撮影を実施しなければならない。ノンコプラナ照射状態、特に、患者が乗っているベッドをベッドの長手方向が回転ガントリーの回転軸に直交するように位置させ、かつ照射装置を患者の頭頂部に向けて水平に位置させ、照射装置から出射されたイオンビームを患者の頭頂部から頭部内の患部に照射するノンコプラナ照射状態（第１ノンコプラナ照射状態という）では、ベッドの位置合せを行う事前のＸ線撮影ができない。
【０００８】
このため、コプラナ照射状態を実現できるベッドの位置（ベッドの長手方向を回転ガントリーの回転軸の方向に合せた状態）で、水平にした照射装置から頭部に向けてＸ線を放出してＸ線撮影を行い、この撮影によって得られた画像を変換して、第１ノンコプラナ照射状態のベッド位置で頭頂部から見た画像を生成する必要がある。しかしながら、第１ノンコプラナ照射状態とコプラナ照射状態でベッドの位置が異なっており、上記の変換により頭頂部から見た画像を生成してこの画像と基準画像を用いて第１ノンコプラナ照射状態に対するベッドの位置合せを行うため、ベッドの位置合せ精度が低下する恐れがある。
【０００９】
本発明の目的は、ベッドの位置合せ精度を向上できるベッド位置合せ装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する本発明の特徴は、回転ガントリーに移動可能に設けられ、第１方向、及び第１方向と交差する第２方向にそれぞれ向きを変えてＸ線を放出するＸ線放出装置と、回転ガントリーに移動可能に設けられ、第１方向に放出されたＸ線を基に得られた第１現在画像情報を出力し、第２方向に放出されたＸ線を基に得られた第２現在画像情報を出力する撮影装置と、を備えたことにある。
【００１１】
Ｘ線放出装置が、第１方向と、この第１方向と直交する第２方向に向きを変えてそれぞれＸ線を放出することができ、撮像装置が第１方向からのＸ線及び第２方向からのＸ線をそれぞれ入射して第１及び第２現在画像情報をそれぞれ生成するため、荷電粒子ビーム照射装置に設けられたＸ線放出装置から放出されたＸ線に基づく現在画像情報の生成が困難な場合でも、容易に現在画像情報を得ることができる。また、その現在画像情報を用いて行われるベッドの位置合せの精度が向上する。
【００１２】
例えば、荷電粒子ビーム照射装置から出射された荷電粒子ビームを、患者の頭頂部より頭部内の患部に照射するために、荷電粒子ビーム照射装置及び患者のそれぞれを水平状態にした後での、荷電粒子ビーム照射装置と患者の頭頂部とを対向させるベッドの位置合せは、上記したＸ線放出装置及び撮影装置を用いて得られた直交する二方向におけるそれぞれの現在画像情報を用いて精度良く行うことができる。この位置合せでは、荷電粒子ビーム照射装置に設けられたＸ線放出装置から放出されるＸ線により、コプラナ照射状態のベッドの位置で現在画像情報を得る必要がなく、また、その画像情報を変換して得られた画像情報をベッドの位置合せに用いる必要がない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な一実施例である放射線治療装置を、図１〜図７を用いて説明する。本実施例の放射線治療装置である粒子線治療装置６０は、荷電粒子ビーム発生装置６１，回転ガントリー１（図５），荷電粒子ビーム照射装置（粒子線照射装置）３６，治療台１６及びベッド位置合せ装置７５を備える。荷電粒子ビーム発生装置（粒子線発生装置）６１は、イオン源（図示せず）、前段加速器６２及びシンクロトロン６３を有する。イオン源で発生したイオン（例えば、陽子イオン（または炭素イオン））は前段加速器（例えば直線加速器）６２で加速される。イオンビーム（例えば陽子ビーム）は前段加速器６２からシンクロトロン６３に入射される。本実施例ではイオンビームとして陽子ビームが用いられる。荷電粒子ビーム（粒子線）であるそのイオンビームは、シンクロトロン６３で加速され、設定エネルギーまでに高められた後、出射用デフレクタ６８から出射される。
【００１４】
シンクロトロン６３から出射されたイオンビームは、ビーム輸送系６９を経て粒子線照射部である荷電粒子ビーム照射装置（照射野形成装置）３６に達する。荷電粒子ビーム照射装置は、以後において、単に照射装置と称する。照射装置３６、及びビーム輸送系４９の一部である逆Ｕ字状のビーム輸送装置７０は回転ガントリー１の回転胴（図５）３に設置され、回転ガントリー１の回転に伴って回転する。イオンビームはビーム輸送装置７０を通って照射装置３６から治療用ベッド２０に横たわっている患者３２の患部（癌の患部）に照射される。
【００１５】
回転ガントリー１は、図５に示すように、フロントリング４及びリアリング５を有する円筒状の回転胴（回転体）３を備える。回転胴３の一端部に設けられたフロントリング４は、回転可能な複数のサポートロール６Ａによって支持される。サポートロール６Ａは、回転ガントリー設置領域（建屋基礎）３４に設置された支持装置１２Ａのロール支持部材１３に回転自在に取り付けられる（図６）。回転胴３の他端部に設けられて外径がフロントリング４と同じであるリアリング５も、支持装置１２Ｂのロール支持部材（図示せず）に回転自在に取り付けられた複数のサポートロール６Ｂによって支持される。
【００１６】
粒子線治療用照射室１８は回転胴３内に設けられる。粒子線治療用照射室１８の概略構造を図５及び図６により説明する。粒子線治療用照射室９０は、回転可能な環状フレーム（リング部材）９，固定された環状フレーム（リング部材）１０及び移動床１１を備える。
【００１７】
環状フレーム１０は、回転胴３のフロントリング４側に配置され、回転ガントリー設置領域３４に設置された架台（図示せず）に固定されている。環状フレーム９は、環状フレーム１０との間に照射装置３６の移動経路を挟むように、回転胴３の他端部側に配置される。環状フレーム９は、回転胴３の内面に固定されたサポートフレーム７に回転自在に取り付けられた複数のサポートロール８によって支持される。環状フレーム９，１０は、対向するそれぞれの側面側に、下側に水平部及び上側に円弧部を有するガイド溝を形成したリングガイド部（図示せず）をそれぞれ備える。ガイド溝は、互いにつながっている水平溝部及び円弧溝部を含むかまぼこ状の溝を有する。
【００１８】
移動床１１は、特開平１１−４７２８７号公報の図１〜図５に示すように、多数の板を有し、隣接する板どうしをリンクで連結し屈曲自在な連設構造となっている。各板の両端部は上記した一対のガイド部の各ガイド溝内にそれぞれ挿入されている。照射装置３６は移動床１１の内側に達している。移動床１１に囲まれた空間が、治療ゲージ（治療室）１５となる。治療ゲージ１５の側壁を形成する隔壁１４は環状フレーム９の開口を塞ぐように環状フレーム９の一面に取り付けられる。回転ガントリー１、すなわち回転胴３が第１モータ（図示せず）の駆動により回転した場合、照射装置３６もその回転方向へ移動する。照射装置３６に連結されている移動床１１は、照射装置３６の移動に伴って回転胴３の回転方向へ移動し、ガイド溝に沿って移動する。
【００１９】
治療用ベッド２０は、図８に示すように、Ｘ方向駆動機構７４，Ｙ方向駆動機構１７，上下方向駆動機構３３及び回転駆動機構１９を有するベッド駆動装置７３を備える。Ｘ方向駆動機構７４は回転ガントリー設置領域３４よりも高い治療台取付領域３５に設置される。Ｘ方向駆動機構７４及び上下方向駆動機構３３は、回転胴３の外側でフロントリング１に対向して設けられる。上下方向駆動機構３３はＸ方向駆動機構７４上に、Ｙ方向駆動機構１７は上下方向駆動機構３３の上に、回転駆動機構１９はＹ方向駆動機構１７の上に、それぞれ設置される。治療用ベッド２０は回転駆動機構１９の上に設置される。
【００２０】
治療用ベッド２０はＸ方向駆動機構７４によりフロントリング４と平行で水平方向に伸びる関節軸７３Ａ（Ｘ軸）の方向に移動される。治療用ベッド２０は上下方向駆動機構３３により関節軸７３Ａに対して垂直な関節軸７３Ｂ（Ｚ軸）の方向に移動される。治療用ベッド２０はＹ方向駆動機構１７により関節軸７３Ａ（Ｘ軸）及び関節軸７３Ｂ（Ｚ軸）のそれぞれに対して直角で回転胴３の回転軸の方向に伸びる関節軸７３Ｃ（Ｙ軸）の方向に移動される。すなわち、治療用ベッド２０はＹ方向駆動機構１７により治療ゲージ１５内に出し入れされる。治療用ベッド２０は回転機構１９により関節軸７３Ｃ（Ｙ軸）に対して垂直な関節軸７３Ｄ（Ψ軸）のまわりに回転される。
【００２１】
ベッド位置合せ装置７５の構成を、図１，図２，図５〜図７及び図９を用いて説明する。ベッド位置合せ装置７５は、図５に示すように、Ｘ線源装置（Ｘ線放出装置）２７，２７Ａ、撮影装置２１Ａ，２１Ｂ、Ｘ線源制御装置８５及び撮影制御装置７６を備える。なお、Ｘ線源装置２７Ａは図９に示されている。Ｘ線源装置２７、撮影装置２１Ａ，２１Ｂは、回転胴３の内面に固定される。
【００２２】
Ｘ線源装置２７は、ガイド部材２９，Ｘ線管（Ｘ線源）３１，Ｘ線源移動装置３９及び旋回アーム装置４３を備える。ガイド部材２９は、回転胴３の軸方向に延びて配置され、一端部が支持部材２８によって回転胴３の内面に固定される。Ｘ線源保持部材３０がガイド部材２９の一面にスライド可能に取り付けられる。Ｘ線源移動装置３９が、ガイド部材２９の上記一面に固定され、Ｘ線源保持部材３０に連結される。Ｘ線源移動装置３９はＸ線源保持部材３０を含んでいる。Ｘ線源保持部材３０は、Ｘ線源移動装置３９の駆動により、ガイド部材２９に設けられた直線状のガイド部に沿って回転胴３の軸方向に移動する。Ｘ線管３１は、Ｘ線源保持部材３０に取り付けられた旋回アーム装置４３に設置される。旋回アーム装置４３は、図１に示すように、保持部材４５及び旋回アーム４６を有する。旋回アーム４６は、４５°の角度で傾斜した状態でＸ線源保持部材３０に回転可能に取り付けられている。旋回アーム４６は、Ｘ線源保持部材３０に取り付けられた第２モータによって旋回される。
【００２３】
撮影装置２１Ａは、ガイド部材２３，透視画像撮影部２６Ａ，撮影部移動装置２５Ａを備える。ガイド部材２３は、回転胴３の軸方向に延びて配置され、一端部が支持部材２２によって回転胴３の内面に固定される。撮影部保持部材２４Ａがガイド部材２３の一面にスライド可能に取り付けられる。撮影部移動装置２５Ａが、ガイド部材２３の上記一面に固定され、撮影部保持部材２４Ａに連結される。撮影部移動装置２５Ａは撮影部保持部材２４Ａを含んでいる。透視画像撮影部２６Ａは、図２に示すように、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａ及び支持部材４８Ａを有する。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａは支持部材４８Ａに設置される。支持部材４８Ａは回転部材４９Ａによって撮影部保持部材２４Ａに回転可能に取り付けられる。回転部材４９Ａはモータ５０Ａによって回転される。
【００２４】
撮影装置２１Ｂは、他のガイド部材２３（図示せず）、透視画像撮影部２６Ｂ，撮影部移動装置２５Ｂを備える。他のガイド部材２３は、回転胴３の軸方向に延びて配置され、一端部が図示されていない他の支持部材２２によって回転胴３の内面に固定される。撮影部保持部材２４Ｂが他のガイド部材２３の一面にスライド可能に取り付けられる。撮影部移動装置２５Ｂが、他のガイド部材２３の上記一面に固定され、撮影部保持部材２４Ｂに連結される。撮影部移動装置２５Ｂは撮影部保持部材２４Ｂを含んでいる。透視画像撮影部２６Ｂは、図１０に示すように、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ｂ及び支持部材４８Ｂを有する。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ｂは支持部材４８Ｂに設置される。支持部材４８Ｂは回転部材４９Ｂによって撮影部保持部材２４Ｂに回転可能に取り付けられる。回転部材４９Ｂはモータ５０Ｂによって回転される。
【００２５】
Ｘ線源装置２７Ａは、図９に示すように、開口部５２が形成された移動台車
５１及びＸ線管３８を有する。移動台車５１は照射装置３６内に設置されたガイドレール５３Ａ，５３Ｂ上を移動する。Ｘ線源移動装置５９は、移動台車５１及び移動台車５１に設けられた第３モータ（図示せず）を有する。第３モータの駆動により移動台車５１が移動され、Ｘ線管３８が照射装置３６内におけるイオンビーム経路の中心軸（ビーム軸という）上の第１位置とイオンビーム経路を外れた第２位置との間を移動する。図６に示すＸ線管３８は第１位置上に位置する。
【００２６】
Ｘ線源装置２７，撮影装置２１Ａ，２１Ｂは、回転胴３の回転軸の周囲に配置される。Ｘ線源装置２７及び撮影装置２１Ａは、回転胴３の回転軸を挟んで対向している。撮影装置２１Ｂは回転胴３の周方向においてＸ線源装置２７及び撮影装置２１Ａのそれぞれから９０°の位置に配置される。撮影装置２１Ｂの透視画像撮影部２６Ｂは照射装置３６のビーム軸の延長線上に位置可能である。
【００２７】
開口部４０，４１，４２は、隔壁１４に形成されており、回転胴３の回転軸の周囲に配置される（図６）。開口部４１は開口部４０，４２のそれぞれから９０°の位置にある。Ｘ線源装置２７のＸ線源保持部材３０，旋回アーム装置４３及びＸ線管３１は、開口部４２内を通過して治療ゲージ１５内に達する。撮影装置２１Ａの撮影部保持部材２４Ａ及び透視画像撮影部２６Ａが開口部４０内を通過して治療ゲージ１５内に達する。撮影装置２１Ｂの撮影部保持部材２４Ｂ及び透視画像撮影部２６Ｂが開口部４１内を通過して治療ゲージ１５内に達する。
【００２８】
Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａ，４７Ｂの詳細構成を図７により説明する。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａ及びＸ線透視画像撮影装置４７Ｂの構成は同じであるため、代表してＸ線透視画像撮影装置４７Ａの構成を説明する。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａは、Ｘ線検出装置９２，複数の信号増幅器７８，複数の信号処理装置７９及び画像処理装置（画像情報生成装置）８０を有する。Ｘ線検出装置９２は、Ｘ線を検出する複数の半導体放射線検出器（以下、半導体検出器という）７７を、照射装置３６から見ると、Ｘ方向に複数列及びＹ方向に複数行に配列され、密接した状態で格子状に配置される。信号増幅器７８及び信号処理装置７９は、半導体検出器７７ごとに一つずつ設置され、直列に該当する半導体検出器７７に接続される。各信号処理装置７９から出力されたＸ線強度の情報は、画像処理装置８０に伝えられる。Ｘ線検出装置９２，複数の信号増幅器７８及び複数の信号処理装置７９は支持部材４８Ａ（または支持部材４８Ｂ）に設置され、画像処理装置８０は回転ガントリー１から離れた位置（例えば、制御室）に設置される。
【００２９】
ベッド位置合せ装置７５は、図７に示すように、上記した構成以外に、図示しない入力手段（キーボード，マウス等）を有する位置合せデータ生成装置（位置合せ情報生成装置）８２，医療画像アーカイブサーバ８３，ベッド制御装置８４、及びディスプレイ装置８１Ａ，８１Ｂを備える。位置合せデータ生成装置８２，医療画像アーカイブサーバ８３，ベッド制御装置８４及びディスプレイ装置８１Ａ，８１Ｂは上記した制御室に設置されている。位置合せデータ生成装置８２は、画像処理装置８０，医療画像アーカイブサーバ８３，ベッド制御装置８４、及びディスプレイ装置８１Ａ，８１Ｂにそれぞれ接続される。ベッド制御装置８４に接続された、入力装置及び表示装置を有する小型のペンダント（図示せず）は、治療ケージ１５内において持ち運び可能に設けられている。
【００３０】
本実施例における患者の位置合せ（ベッドの位置合せ）について、詳細に説明する。患者３２の治療対象位置（イオンビームを照射する患部の位置）は治療計画情報に基づいて知ることができる。例えば、患者３２の頭部に存在する悪性腫瘍（患部）を治療するために、頭の頂部よりイオンビームを照射する場合を想定する。この場合には、治療用ベッド２０を、図１の状態にして患者の位置合せを行う必要がある。
【００３１】
まず、治療計画情報の１つである回転ガントリー１の角度情報（イオンビームの照射方向の情報）を用いてガントリー制御装置（図示せず）の制御により実施される。この制御により回転ガントリー１が回転され、照射装置３６内のビーム経路が上記の角度情報に対応した角度まで移動される。照射装置３６，撮影装置２１Ａ，２１Ｂ及びＸ線源装置２７も、それぞれの相対位置関係を変えることなく回転ガントリー１と一緒に回転する。図１の状態では、照射装置３６内のビーム経路は水平方向に位置する。その後、患者３２が横たわった治療用ベッド２０を、治療ケージ１５内の所定の位置まで移動させる（例えば図１の状態）。この治療用ベッド２０の移動は、ベッド制御装置８４による制御によって行われる。すなわち、治療ケージ１５内にいる医者等の操作者がペンダントの入力装置を用いてベッド制御装置８４に治療用ベッド移動指令を入力する。ベッド制御装置８４は、その移動指令に基づいて、ベッド駆動装置７３，具体的にはＸ方向駆動機構７４，Ｙ方向駆動機構１７，上下方向駆動機構３３及び回転駆動機構１９のそれぞれの駆動を制御する。これらの駆動により、治療用ベッド２０がＹ方向駆動機構１７の移動方向（Ｙ軸方向）に対して直角に曲げられて患者３２の頭頂部が照射装置３６の方を向き、患部がビーム軸の延長線上付近で回転胴３の回転軸（アイソセンタ）付近に位置される。更に、精度の良い治療用ベッド２０の位置合せが、Ｘ線撮影画像に基づいて行われる。そのペンダントは撮影制御装置７６及びＸ線源制御装置８５にも接続されている。治療用ベッド２０がＹ方向駆動機構１７の移動方向に対して直角になることは、治療ベッド２０が回転ガントリー１の回転軸に直交する位置にあることになる。
【００３２】
操作者は、その患部に対向する位置まで透視画像撮影部２６Ａを移動させるために、撮影制御装置７６にペンダントより透視画像撮影部２６Ａの移動指令（第１前進指令という）を入力する。第１前進指令を入力している撮影制御装置７６の制御によって、撮影部移動装置２５Ａは撮影部保持部材２４Ａをガイド部材２３に沿って移動させる。透視画像撮影部２６Ａが、開口部４０内を通る撮影部保持部材２４Ａの移動によって、治療用ベッド２０の下方で照射装置３６のビーム軸の延長線のほぼ真下の位置に達する。このとき、操作者はペンダントからの第１前進指令の入力を停止する。透視画像撮影部２６ＡのＸ線検出装置９２は、治療用ベッド２０上の患者３２の頭部に存在する患部の下方に位置される。
【００３３】
また、操作者は、上記のペンダントを用いてＸ線源制御装置８５に、Ｘ線源装置２７のＸ線管３１の移動指令（第２前進指令という）を入力する。第２前進指令を入力するＸ線源制御装置８５の制御によって、Ｘ線源移動装置３９はＸ線源保持部材３０をガイド部材２９に沿って移動させる。下向きになっているＸ線管３１が、開口部４２内を通るＸ線源保持部材３０の移動によって、治療用ベッド２０上の患者３２の頭部の上方で照射装置３６のビーム軸の延長線のほぼ真上の位置に到達する。このとき、操作者はペンダントからの第２前進指令の入力を停止する。これによりＸ線源保持部材３０の移動が停止される。もし、Ｘ線管３１が下向きになって頭部と対向していない場合には、操作者は、ペンダントより旋回アーム装置４３の回転指令をＸ線源制御装置８５に入力する。その回転指令に基づくＸ線源制御装置８５の制御により、第２モータが駆動されて旋回アーム４６が回転され、Ｘ線管３１が下向きになる。
【００３４】
以上のように、治療用ベッド２０の位置合せ、具体的には患部の位置合せを行うための第１のＸ線撮影が、垂直方向に並んで配置されたＸ線管３１とＸ線検出装置９２との間に患者３２を位置させて行われる。この第１Ｘ線撮影を説明する。Ｘ線源制御装置８５の入力装置（図７参照）からＸ線管３１に対するＸ線照射指令（第１Ｘ線照射指令）がＸ線源制御装置８５に入力される。Ｘ線源制御装置８５は第１Ｘ線照射指令に基づいてＡ点に位置するＸ線管３１よりＸ線５６を第１方向である下方に向かって放出させる（図４）。Ｘ線５６は患者３２の頭部内の患部５４を透過してＸ線検出装置９２の各半導体検出器７７で検出される。Ｘ線を検出した各半導体検出器７７はＸ線検出信号（電気信号）を出力する。各半導体検出器７７から出力されたＸ線検出信号は、対応する信号増幅器７８で増幅され、信号処理装置７９で設定時間間隔で積算される。この積算によりＸ線強度情報が得られる。画像処理装置８０は、各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第１Ｘ線撮影に対する画像情報（第１現在画像情報，第１キャプチャ画像情報）を生成する。第１現在画像情報（第１キャプチャ画像情報）は、位置合せデータ生成装置８２に入力される。Ｘ線管３１からのＸ線放出の停止は、Ｘ線源制御装置８５へのＸ線照射停止指令の入力によって行われる。
【００３５】
患部５４を正確に位置合せするためには、第１Ｘ線撮影以外に、第１Ｘ線撮影におけるＸ線照射方向と直行する方向からＸ線を患部に照射する第２のＸ線撮影を行う。治療用ベッド２０がＹ軸方向と直交してビーム軸方向に向いている場合には、第２Ｘ線撮影は、Ｘ線を第１方向と直交する第２方向である水平方向から患部に照射して行う。この第２Ｘ線撮影を、図２を用いて具体的に説明する。
【００３６】
第１Ｘ線撮影終了後にペンダントから第１前進指令が入力されると、撮影制御装置７６は撮影部移動装置２５Ａを駆動させて撮影部保持部材２４Ａを更に前進させる。回転部材４９Ａが治療用ベッド２０の真下を通り過ぎたときに、操作者は第１前進指令の入力を停止する。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａは治療用ベッド２０の真下から離れた位置にある。その後、操作者のペンダントの操作により、撮影制御装置７６はモータ５０Ａを回転させる。回転部材４９Ａが回転して支持部材４８Ａが垂直になり、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａの半導体検出器７７は水平方向において患者３２の頭部と向き合う。操作者はペンダントからＸ線管３１を隔壁１４側に後退させる移動指令（第１後退指令という）をＸ線源制御装置８５に入力する。Ｘ線源制御装置８５は、第１後退指令の入力によりＸ線源移動装置３９を駆動させてＸ線源保持部材３０を後退させる。Ｘ線管３１が治療用ベッド２０の真上よりも隔壁１４側に達したとき、第１後退指令の入力が停止され、Ｘ線管３１の移動が停止される。ペンダントから回転指令が入力されると、Ｘ線源制御装置８５は第２モータを駆動し旋回アーム４６を回転させる。このため、Ｘ線管３１が患者３２を挟んでＸ線透視画像撮影装置４７Ａと対向する。
【００３７】
第２Ｘ線撮影時において、第１Ｘ線照射指令がＸ線源制御装置８５に入力されると、Ｂ点に位置するＸ線管３１から前述したようにＸ線５６が水平方向に放出される（図４）。水平方向において患者３２の頭部内の患部５４を透過したＸ線はＸ線検出装置９２の各半導体検出器７７で検出される。各半導体検出器７７から出力されたＸ線検出信号は、第１Ｘ線撮影時と同様に、対応する信号増幅器７８及び信号処理装置７９に入力される。画像処理装置８０は、各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて第２Ｘ線撮影に対する画像情報（第２現在画像情報，第２キャプチャ画像情報）を生成する。第２現在画像情報（第２キャプチャ画像情報）も位置合せデータ生成装置８２に入力される。
【００３８】
医療画像アーカイブサーバ８３は、患者３２（上記した第１及び第２Ｘ線撮影を実施）に対する事前のＸ線ＣＴ（図示せず）により得られた画像データ（断層像情報）を記憶している。位置合せデータ生成装置８２は、その断層像情報（基準画像情報）、及び第１及び第２現在画像情報を用いて、治療用ベッド２０の位置合せデータ（位置合せ情報）を生成する。第１及び第２現在画像情報は特開平１−２０９０７７号公報に記載されたＸ−ＴＶ画像に該当し、後述の第１及び第２参照画像情報は特開平１−２０９０７７号公報に記載された参照画像に該当する。
【００３９】
まず、第１現在画像を用いた位置合せデータの生成について述べる。位置合せデータ生成装置８２は、第１Ｘ線撮影時におけるＸ線の照射方向（第１方向）から見た断層像情報（第１参照画像情報，第１基準画像情報）を生成する。位置合せデータ生成装置８２は、第１参照画像情報及び第１現在画像情報を用いて、特開平１−２０９０７７号公報に記載されているように、▲１▼〜▲５▼式を用いて、Ｘ−Ｙ平面におけるベッド位置合せデータであるＸ軸方向及びＹ軸方向における治療用ベッド２０の各移動量、及び治療用ベッド２０の回転角を算出する（特開平１−２０９０７７号公報の第３図及び第４図）。
【００４０】
第２現在画像情報を用いた位置合せデータの生成について述べる。位置合せデータ生成装置８２は、第２Ｘ線撮影時におけるＸ線の照射方向（第２方向）から見た断層像情報（第２参照画像情報，第２基準画像情報）を生成する。位置合せデータ生成装置８２は、第２参照画像情報及び第２現在画像情報を用いて、特開平１−２０９０７７号公報記載の▲１▼〜▲３▼式の考え方を用いて、Ｚ−Ｘ平面におけるベッド位置合せデータであるＺ軸方向における治療用ベッド２０の移動量を算出する（特開平１−２０９０７７号公報の第５図）。
【００４１】
ベッド制御装置８４は、位置合せデータ生成装置８２から入力したＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における治療用ベッド２０の各算出移動量、及び治療用ベッド２０の算出回転角に基づいて、ベッド駆動装置７３を制御する。すなわち、Ｘ軸方向における算出移動量に応じてＸ方向駆動機構７４が移動され、Ｙ軸方向における算出移動量に応じてＹ方向駆動機構１７が移動され、Ｚ軸方向における算出移動量に応じて上下方向駆動機構３３が移動され、算出回転角に応じて回転駆動機構１９が回転される。このようなベッド制御装置８４による各駆動機構を駆動する制御により、治療用ベッド２０が、患者３２の患部５４のアイソセンタ５５が照射装置３６のビーム軸及び回転胴３の回転軸（アイソセンタ）に一致するように位置合せされる（図４）。
【００４２】
治療ベッド２０の位置合せ完了後、撮影制御装置７６はペンダントからの入力指令に基づいてモータ５０Ａを回転させて支持部材４８Ａを水平状態にする。撮影制御装置７６は、ペンダントから、透視画像撮影部２６Ａを隔壁１４側に後退させる移動指令（第２後退指令という）を入力することにより、撮影部移動装置２５Ａを駆動させ、透視画像撮影部２６Ａを隔壁１４近傍まで後退させる。また、Ｘ線源制御装置８５はペンダントからの回転指令に基づいて第２モータを駆動してＸ線管３１が下向きにさせる（図１）。Ｘ線源制御装置８５は、第１後退指令の入力により、Ｘ線源移動装置３９を駆動させ、Ｘ線管３１を隔壁１４近傍まで後退させる。
【００４３】
以上述べた治療用ベッド２０の位置合せを終了した後、水平状態の照射装置３６、具体的には照射ノズル３７から水平方向に出射されたイオンビームが、患者の頭頂部から頭部内の患部に照射される。すなわち、第１ノンコプラナ照射状態が実現できる。このとき、Ｘ線管３８はビーム経路から離れた第２位置に位置している。
【００４４】
次に、本実施例における治療用ベッド２０の他の位置合せの例を、図１０及び図１１を用いて説明する。本位置合せは、第１ノンコプラナ照射状態を実現できる治療ベッド２０の位置合せであるが、照射装置３６は、図１，図２に示された水平状態ではなく、垂直な状態にある。回転ガントリー１が回転されて照射装置３６は、垂直で下向きにされる。患者３２が横たわっている治療用ベッド２０は、図１の例と同様にＹ軸方向に対して直角に曲げられる。本例の第１及び第２Ｘ線撮影には、Ｘ線管３１及び３８が用いられる。
【００４５】
操作者は、撮影制御装置７６にペンダントより透視画像撮影部２６Ｂの移動指令（第３前進指令という）を入力する。第３前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御により、撮影部移動装置２５Ｂが撮影部保持部材２４Ｂを移動させる。透視画像撮影部２６Ｂが、隔壁１４の開口部４１内を通る撮影部保持部材２４Ｂの移動によって、治療用ベッド２０の下方で照射装置３６のビーム軸の延長線上の位置まで到達する。このとき、第２前進指令の撮影制御装置７６への入力が停止される。透視画像撮影部２６Ｂに含まれるＸ線透視画像撮影装置４７ＢのＸ線検出装置９２は、患者３２の患部の下方に位置される（図１０）。また、操作者は、ペンダントを用いてＸ線源制御装置８５に、Ｘ線源装置２７ＡのＸ線管３８の移動指令（第４前進指令という）を入力する。Ｘ線源制御装置８５は、第２前進指令に基づいて第３モータを駆動させ、Ｘ線管３８をビーム軸上の第１位置まで移動させる（図１０）。
【００４６】
本例における第１Ｘ線撮影が行われる。入力装置からＸ線管３８に対するＸ線照射指令（第２Ｘ線照射指令）がＸ線源制御装置８５に入力される。Ｘ線源制御装置８５は第２Ｘ線照射指令に基づいてＸ線管３８よりＸ線をビーム軸に沿って放出させる。このＸ線は患者３２の患部を透過して下方に位置するＸ線検出装置９２の各半導体検出器７７で検出される。画像処理装置８０は、各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第３現在画像情報を生成する。第３現在画像情報の生成は、図１での第１画像情報の生成と同様に行われる。
【００４７】
次に、第２Ｘ線撮影のための、Ｘ線管３１及び透視画像撮影部２６Ｂの設定を、図１１により説明する。第３前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御によって、撮影部移動装置２５Ｂは撮影部保持部材２４Ｂを更に前進させる。回転部材４９Ｂが治療用ベッド２０の真下を通り過ぎたときに撮影部保持部材２４Ｂの移動が停止される。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ｂは治療用ベッド２０の真下から離れた位置にある。その後、操作者のペンダントの操作により、撮影制御装置７６はモータ５０Ｂを回転させる。回転部材４９Ｂが回転して支持部材４８Ｂが垂直になり、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ｂの半導体検出器７７は水平方向において患者３２と向き合う。Ｘ線源制御装置８５は、第２前進指令の入力により、Ｘ線源移動装置３９を駆動させてＸ線源保持部材３０を前進させる。Ｘ線源移動装置３９の駆動が一旦停止され、Ｘ線源制御装置８５はペンダントより入力された回転指令に基づいて旋回アーム４６を回転させてＸ線管３１を図１１に示すように横向きにさせる。Ｘ線源保持部材３０は、その先端が治療用ベッド２０付近まで来るように再度前進される。
【００４８】
第１Ｘ線照射指令を入力したＸ線源制御装置８５の作用により、Ｘ線管３１からＸ線が放出される。患者３２の患部を透過したＸ線はＸ線透視画像撮影装置４７Ｂの半導体検出器７７によって検出される。画像処理装置８０は、各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第４現在画像情報を生成する。第４現在画像情報の生成は、図２での第２画像情報の生成と同様に行われる。位置合せデータ生成装置８２は、第３及び第４現在画像情報に基づいて、図１の例と同様に、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向における治療用ベッド２０の各移動量、及び治療用ベッド２０の回転角を算出する。ベッド制御装置８４は、それらの移動量、及びその回転角に基づいてベッド駆動装置７３を制御し、治療用ベッド２０を位置合せする。
【００４９】
次に、本実施例における治療用ベッド２０の他の位置合せの例を、図１２を用いて説明する。本位置合せは、コプラナ照射状態を実現できる治療ベッド２０の位置合せである。照射装置３６は垂直で下向きにされる。患者３２が横たわっている治療用ベッド２０はＹ軸方向に真直ぐ伸びている（Ｙ軸に対する治療用ベッドの２０の傾き角０°）。すなわち、治療用ベッド２０の長手方向は回転ガントリー１の回転軸に沿って位置している。本例の第１及び第２Ｘ線撮影にもＸ線管３１及び３８が用いられる。
【００５０】
Ｘ線管３８はビーム軸上の第１位置に位置される。第３前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御によって、撮影部移動装置２５Ｂは撮影部保持部材２４Ｂを前進させる。これにより、Ｘ線透視画像撮影装置４７ＢのＸ線検出装置９２が、患者３２の患部の下方に位置され、かつビーム軸の延長線上に位置する。また、第１前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御により、撮影部移動装置２５Ａは撮影部保持部材２４Ａを前進させる。Ｘ線透視画像撮影装置４７ＡのＸ線検出装置９２が、患部付近で患者３２に水平方向において対向する。Ｘ線源制御装置８５は、第２前進指令の入力により、Ｘ線源移動装置３９を駆動させてＸ線源保持部材３０を前進させる。Ｘ線管３１は、横向きになった状態で、患者３２と対向する。Ｘ線透視画像撮影装置４７ＡのＸ線検出装置９２は患者３２を挟んで対向している。
【００５１】
第１Ｘ線撮影では、Ｘ線管３８から放出されたＸ線は、患者３２の患部を透過してＸ線透視画像撮影装置４７Ｂの半導体検出器７７で検出される。画像処理装置８０は、各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第３現在画像情報を生成する。第２Ｘ線撮影では、Ｘ線管３１から放出されたＸ線は、患者３２の患部を透過してＸ線透視画像撮影装置４７Ａの半導体検出器７７で検出される。患者３２の患部を透過したＸ線はＸ線透視画像撮影装置４７Ｂの半導体検出器７７によって検出される。画像処理装置８０は、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａの各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第２現在画像情報を生成する。位置合せデータ生成装置８２は、第３及び第２現在画像情報に基づいて、図１の例と同様に、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向における治療用ベッド２０の各移動量、及び治療用ベッド２０の回転角を算出する。ベッド制御装置８４は、それらの移動量、及びその回転角に基づいてベッド駆動装置７３を制御し、治療用ベッド２０を位置合せする。
【００５２】
次に、本実施例における治療用ベッド２０の他の位置合せの例を、図１３及び図１４を用いて説明する。本位置合せも、コプラナ照射状態を実現できる治療ベッド２０の位置合せであるが、照射装置３６は図１と同様に水平状態にある。患者３２が横たわっている治療用ベッド２０はＹ軸方向に真直ぐ伸びている。本例の第１及び第２Ｘ線撮影にもＸ線管３１及び３８が用いられる。
【００５３】
撮影部移動装置２５Ａは、第１前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御により駆動され、撮影部保持部材２４Ａを前進させる。Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａの上向きになっているＸ線検出装置９２が、患部付近で患者３２と下方より対向する。Ｘ線源制御装置８５は、第２前進指令の入力により、Ｘ線源移動装置３９を駆動させてＸ線源保持部材３０を前進させる。Ｘ線管３１は、横向きになった状態で、患者３２と対向する。Ｘ線透視画像撮影装置４７ＡのＸ線検出装置９２は患者３２を挟んで対向している。Ｘ線管３８はビーム軸上の第１位置に位置される。第３前進指令を入力する撮影制御装置７６の制御により、撮影部移動装置２５Ｂは撮影部保持部材２４Ｂを前進させる。これにより、Ｘ線透視画像撮影装置４７ＢのＸ線検出装置９２が、患者３２の患部の下方に位置され、ビーム軸の延長線上に位置する。
【００５４】
第１Ｘ線撮影では、Ｘ線管３１から放出されたＸ線が、患者３２の患部を透過してＸ線透視画像撮影装置４７Ａの半導体検出器７７で検出される。画像処理装置８０は、Ｘ線透視画像撮影装置４７Ａの各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第１現在画像情報を生成する。第２Ｘ線撮影では、Ｘ線管３８から放出されたＸ線が、患者３２の患部を透過してＸ線透視画像撮影装置４７Ｂの半導体検出器７７で検出される。画像処理装置８０は、各半導体検出器７７に対応した各信号処理装置６８からのＸ線強度情報を用いて、第２現在画像情報を生成する。位置合せデータ生成装置８２は、第１及び第２現在画像情報に基づいて、図１の例と同様に、Ｘ軸方向，Ｙ軸方向及びＺ軸方向における治療用ベッド２０の各移動量、及び治療用ベッド２０の回転角を算出する。ベッド制御装置８４は、それらの移動量、及びその回転角に基づいてベッド駆動装置７３を制御し、治療用ベッド２０を位置合せする。
【００５５】
次に、本実施例における治療用ベッド２０の他の位置合せの例を、図１５を用いて説明する。本位置合せは、患者３２が載っている治療用ベッド２０の長手方向がＹ軸、すなわち回転ガントリー１の回転軸に対して水平方向で傾くように交差して位置するように、治療ベッド２０の位置合せを行う。これは、ノンコプラナ照射状態を実現する治療用ベッド２０の位置合せである。このノンコプラナ照射状態は、前述の第１ノンコプラナ照射状態と区別するため、第２ノンコプラナ照射状態という。
【００５６】
図１５に示すＸ線管３１とＸ線透視画像撮影装置４７Ａの位置関係は、図２に示すＸ線管３１とＸ線透視画像撮影装置４７Ａの間に位置する。この状態で、図２で説明した第２Ｘ線撮影が行われ、第２現在画像情報が得られる。図１５における第１Ｘ線撮影は、Ｘ線管３１とＸ線透視画像撮影装置４７Ａを図１に示すように位置させて行われる。この第１Ｘ線撮影によって第１現在画像情報が得られる。第１及び第２現在画像情報、及び第１及び第２基準画像情報を用いて、治療用ベッド２０の位置合せが行われる。なお、本例において、照射装置３６が垂直状態になったときには、第１Ｘ線撮影はＸ線管３８及びＸ線透視画像撮影装置４７Ｂを用いて行われる。
【００５７】
本実施例は、以上述べたように、コプラナ照射状態，第１ノンコプラナ照射状態及び第２ノンコプラナ照射状態を実現するそれぞれの治療ベッド２０の位置合せを行うことができる。
【００５８】
以上述べた本実施例によれば、第１ノンコプラナ照射状態を実現する治療ベッド２０の位置合せを精度良く行うことができる。すなわち、治療用ベッド２０が回転ガントリー１の回転軸に直交している場合、照射装置３６に設置したＸ線管３８は使用できない。しかし、本実施例では、Ｘ線源装置２７に設置したＸ線管３１を図１及び図２に示す位置に位置させることができ、互いに直交する第１方向及び第２方向からそれぞれ治療ベッド２０上の患者の頭部にＸ線を照射することができる。また、撮影装置２１Ａの透視画像撮影部２６Ａを、図１及びず２に示すように、水平な状態、及びＸ線源保持部材３０の移動方向と直交する状態にすることができるので、透視画像撮影部２６Ａは第１方向及び第２方向に放出されて患者の頭部を透過したそれぞれのＸ線を入射することができる。このため、治療ベッド２０の長手方向が上記回転軸と直交する状態で、第１及び第２現在画像情報を得ることができる。したがって、コプラナ照射状態のベッドの位置で現在画像情報を得る必要がなく、また、その画像情報を変換して得られた画像情報をベッドの位置合せに用いる必要がないため、治療ベッド２０の位置合せ精度が向上する。また、コプラナ照射状態及び第２ノンコプラナ照射状態を実現するそれぞれの治療ベッド２０の位置合せの精度も、第１ノンコプラナ照射状態を実現する治療ベッド２０の位置合せと同様に高い精度を得ることができる。
【００５９】
本実施例は、１つのＸ線源装置、具体的にはＸ線源装置２７に、１つのＸ線管３１から第１方向及びこれと直交する第２方向にＸ線を放出させる機構を設けているので、ベッド位置合せ装置の構成を単純化できる。また、それらの第１及び第２方向に放出されたＸ線を１つの透視画像撮影部に入射して第１及び第２現在画像情報を得る機構を設けていることも、ベッド位置合せ装置の構成の単純化に貢献する。
【００６０】
第１及び第２方向からのＸ線の放出は、Ｘ線管３１を第１及び第２方向にＸ線を放出できる位置に移動させることによって実現している。具体的には、Ｘ線源移動装置３９の一部であるＸ線源保持部材３０の先端部に傾斜面を設けて、その傾斜面に設けた旋回アーム装置４３にＸ線管３１を取り付けている。このＸ線管３１を移動させる機構は、単純な構成である。また、撮影装置２７Ａへの第１及び第２方向に放出されたＸ線の入射は、透視画像撮影部２６Ａを、水平状態から、撮影部保持部材２４Ａの移動方向と交差する方向（例えば、垂直）に回転させることによって実現できる。このため、透視画像撮影部２６Ａは、単純な機構である回転機構により、撮影部保持部材２４Ａに上記の位置の間で回転できるように設置されている。
【００６１】
本実施例は、透視画像撮影部２６Ａに半導体検出器を有するＸ線検出装置９２を用いているため、透視画像撮影部２６Ａの重量が大幅に低減でき、透視画像撮影部２６Ａを回転ガントリー１の回転軸方向に移動させる撮影部移動装置２５Ａの動力源（圧縮空気供給源またはモータ）の容量を低減できる。さらには、透視画像撮影部２６Ａを回転させる上記回転機構のモータも小型化できる。
【００６２】
本実施例は、Ｘ線源装置２７，撮影装置２１Ａ，２１Ｂを回転ガントリー１、具体的には回転胴３の内面に固定しているため、回転ガントリー１に固定されている照射装置３６と共に、回転ガントリー１と一緒に回転する。このため、回転ガントリー１の回転軸回りのいかなる方向からイオンビームを患者に照射する場合であっても、治療ベッド２０の位置合せを精度良く行うことができる。
【００６３】
ベッド位置合せ装置の他の実施例を、図１６及び図１７を用いて説明する。このベッド位置合せ装置７５Ａは、前述したベッド位置合せ装置７５のＸ線透視画像撮影装置４７ＡをＸ線透視画像撮影装置４７に替えた構成を有する。Ｘ線透視画像撮影装置４７は、Ｘ線蛍光増倍管（Ｘ線イメージインテンシファイア）８７，光学系１０１，ＣＣＤカメラ（画像情報生成装置）１０３及び画像処理装置１０４を有する。Ｘ線蛍光増倍管８７は、図１７に示すように、真空の容器８８内で、蛍光膜基板８９を入力窓９７側に、出力蛍光膜９６を出力窓９８側に配置している。蛍光膜基板８９は、裏面（入力窓９７と反対側の面）に入力蛍光膜（Ｘ線入射装置，Ｘ線変換装置）９０を有する。出力蛍光膜９６の直径は入力蛍光膜９０のそれよりも小さい。光電陰極９１が入力蛍光膜９０に接触して配置される。集束電極９４が光電子通路９３を取り囲むように容器８８内に設置される。出力蛍光膜９６を取り囲む陽極９５が容器８８内に設置される。光電陰極９１と集束電極９４との間には、集束電源９９より電圧が印加される。また、光電陰極９１と陽極９５との間には陽極電源１００より電圧が印加される。
【００６４】
患者３２を透過したＸ線は、入力窓９７から容器８８内に入力され、蛍光膜基板８９を通って入力蛍光膜９０に達して可視光像に変換される。可視光像の光は光電陰極９１で光電子に変換される。この光電子は集束電極９４によって集束され、光電子通路９３及び陽極９５内を通って出力蛍光膜９６に到達して明るい可視光像に変換される。この可視光像は光学系１０１内のレンズ１０２を介してＣＣＤカメラ１０３によって撮影される。ＣＣＤカメラ１０３によって撮影された画像は、画像処理装置１０４に入力される。画像処理装置１０４は、その画像に対して所定の演算処理が行われ、画像処理（例えば色彩的な修正、ぼけの修正等）が施される。このような画像処理が施された、患部を含む現在画像情報が、画像処理装置１０４から位置合せデータ生成装置８２に入力される。本実施例も、透視画像撮影部２６Ａで得られる効果を除き、前述の実施例で生じる効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ベッドの位置合せ精度を向上できる。特に、荷電粒子ビーム照射装置と患者の頭頂部を対向させてその頭頂部から頭部内の患部に荷電粒子ビームを照射するための事前のベッド位置合せであっても、そのベッド位置でのＸ線撮影により現在画像情報を得ることができるので、ベッドの位置合せ精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好適な一実施例であるベッド位置合せ装置の第１Ｘ線撮影時における状態を示す説明図である。
【図２】本発明の好適な一実施例であるベッド位置合せ装置の第２Ｘ線撮影時における状態を示す説明図である。
【図３】本発明の実施例であるベッド位置合せ装置が適用される粒子線治療装置の構成図である。
【図４】第１及び第２Ｘ線撮影においてＸ線を照射するＸ線管の位置を示す説明図である。
【図５】ベッド位置合せ装置のＸ線源装置及び撮影装置を取り付けた、回転ガントリーの回転胴の縦断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。
【図７】図１のベッド位置合せ装置の概略構成図である。
【図８】図７の治療台の斜視図である。
【図９】図６の荷電粒子ビーム照射装置に設けられたＸ線源装置の構成を示し、（Ａ）はＸ線源装置の概略縦断面図、（Ｂ）はＸ線源装置の平面図である。
【図１０】他の第１Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１１】他の第２Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１２】他の第１及び第２Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１３】他の第１Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１４】他の第２Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１５】他の第２Ｘ線撮影時におけるベッド位置合せ装置の状態を示す説明図である。
【図１６】ベッド位置合せ装置の他の実施例の概略構成図である。
【図１７】図１６のＸ線蛍光増倍管の縦断面図である。
【符号の説明】
１…回転ガントリー、３…回転胴、１１…移動床、１４…隔壁、１５…治療ゲージ、１６…治療台、２０…治療用ベッド、２１Ａ，２１Ｂ…撮影装置、２５Ａ，２５Ｂ…撮影部移動装置、２６Ａ，２６Ｂ…透視画像撮影部、２７，２７Ａ…Ｘ線源装置、３１，３８…Ｘ線管、３６…荷電粒子ビーム照射装置、３９，５９…Ｘ線源移動装置、４３…旋回アーム装置、４７Ａ，４７Ｂ…Ｘ線透視画像撮影装置、６１…荷電粒子ビーム発生装置、６３…シンクロトロン、７３…ベッド駆動装置、７５…ベッド位置合せ装置、７６…撮影制御装置、７７…半導体放射線検出器、８０…画像処理装置、８２…位置合せデータ生成装置、８３…医療画像アーカイブサーバ、８４…ベッド制御装置、８５…Ｘ線源制御装置、９２…Ｘ線検出装置。
【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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【図１７】
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