(57)【要約】【課題】移動ベッドを固定する建屋側の剛性に頼らず、回転ガントリ側のみで移動床を支持することができる粒子線医療装置を提供する。【解決手段】粒子線医療装置１０は、長手形状の床板の複数が各々の側縁部で相互に結合しあい環状をなす移動床群１２と、移動床群１２の両端を円弧及び直線からなる閉軌道で摺動自在に係合する一対の第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂと、閉軌道の円弧の回転対称軸が回転ガントリ１５の回転軸Ｚに一致するように回転ガントリ１５の内周面から第１ガイド１３Ａを回転自在に支持する支持部３０と、第１基礎２１に設けられ回転ガントリ１５及び移動床群１２にビームの照射ポート１８を貫通させた状態で回転ガントリ１５の外周面に当接し回転させる回転駆動部２３と、照射ポート１８の照準に患者を位置合わせするベッド２４を設けた第２基礎２２に対し支持部３０を連結し回転ガントリ１５の回転に追従しようとする第１ガイド１３Ａの連れ回りを防止する連結部４０と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手形状の床板の複数が各々の側縁部で相互に結合しあい環状をなす移動床群と、
前記移動床群の両端を、円弧及び直線からなる閉軌道で摺動自在に係合する一対の第１ガイド及び第２ガイドと、
前記閉軌道の円弧の回転対称軸が回転ガントリの回転軸に一致するように、前記回転ガントリの内周面から前記第１ガイドを、回転自在に支持する支持部と、
第１基礎に設けられ、前記回転ガントリ及び前記移動床群にビームの照射ポートを貫通させた状態で、前記回転ガントリの外周面に当接し回転させる回転駆動部と、
前記照射ポートの照準に患者を位置合わせするベッドを設けた第２基礎に対し、前記支持部を連結し、前記回転ガントリの回転に追従しようとする前記第１ガイドの連れ回りを防止する連結部と、を備えることを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粒子線医療装置において、
前記支持部は、
前記第１ガイドの外周から放射方向に配置され、前記回転ガントリの内周面に当接して回転する複数の転動体を有し、
前記転動体のうち少なくとも一つは、前記第１ガイドの前記直線の部分から鉛直方向に伸びる拡張部材に設けられていることを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項３】
請求項２に記載の粒子線医療装置において、
前記連結部は、
前記拡張部材に対向する前記第２基礎の表面に設けられ、一端において前記回転ガントリの内周面に当接し、この回転ガントリの回転に同期して回転する第１回転体と、
前記第１回転体の他端に外接し同期して転動するベルトと、
前記第２基礎に対向する前記拡張部材の表面に設けられ、一端において前記ベルトに外接して前記第１回転体との間隔を所定値内に拘束するとともに、この１回転体と同期回転する他端を前記回転ガントリの内周面に当接させる第２回転体と、有することを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の粒子線医療装置において、
前記転動体が当接する前記回転ガントリの内周面には、回転移動する前記転動体を案内する第１案内溝が設けられていることを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の粒子線医療装置において、
前記第１回転体の一端及び前記第２回転体の他端が当接する前記回転ガントリの内周面には、回転移動するそれぞれの前記回転体を案内する第２案内溝が設けられていることを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の粒子線医療装置において、
前記第２ガイドは、開口を塞ぐようにパネルが設けられ、
前記パネルは、回転ガントリの回転軸に一致して自在に回動する軸受に支持されていることを特徴とする粒子線医療装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の粒子線医療装置において、
両端のそれぞれを前記第１ガイドの前記直線の部分及び前記第２基礎に接続し、この第２基礎及び前記第１ガイドの隙間を埋める渡り板を、さらに備えることを特徴とする粒子線医療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、回転ガントリを有する粒子線医療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽子、炭素イオン等の粒子線ビームを患者の患部（がん）に照射して治療を行う粒子線治療が広く実施されている。
このような粒子線治療の方法の一つとして、大型回転機構（以下、回転ガントリと称す）に内部形成された治療室内において、治療ベッド上に横臥させた患者を位置決めし、粒子線ビームを照射するというものがある。
【０００３】
このような回転ガントリを備えた粒子線医療装置は、回転ガントリに固定された照射ポートを回転させたり治療室内で治療ベッドを変位させたりすることにより、患者の患部に任意の方向から粒子線ビームを照射させる。
そして、回転ガントリに内部形成される治療室は、回転ガントリの回転位置とは無関係に水平でフラットな床面を有する移動床により形成されている。
【０００４】
このような移動床で治療室を形成することにより、治療ベッドが固定される空間と粒子線ビームが照射される空間との連続性及び一体性が確保される。これにより、医療従事者の作業性の向上や患者の精神的圧迫感の低減を図ることができる。
そして従来において、移動床は、その両端をそれぞれ係合する二つのガイドのうち、一方を回転ガントリ側で支持するとともに、他方を治療ベッドの固定された建屋側で支持していた。さらに、回転ガントリ側で支持される一方のガイドは、回転ガントリに対して逆転同期回転するモータにより、静止姿勢を維持させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−４７２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、治療室の内部空間を広く取りたいという要望が多く寄せられている。
しかし、建屋側から移動床の一端を支持する従来方式では、移動床を構成する床板が長くなり、強度の確保が困難になる課題があった。
また建屋側の強度が不十分な場合も、移動床の一端の支持が不安定になる課題がある。
このように、移動床又はその支持構造の強度が不十分である場合、床板に沈み等のずれが生じ、ガイドを走るローラに引っかかりが生じ、床板の円滑移動を妨げ、異音、軋み、故障が発生する原因となった。
【０００７】
さらに、移動床の床下に配置されている機器のメンテナンスを行う時には、建屋側から一端が支持されている移動床から床板を取り外す作業に手間がかかる課題があった。
さらに、移動床を取り外した床板の再組立を行うに場合、回転軸のアライメント調整を実施する際に、建屋側から支持する構造が、作業効率を低下させる課題があった。
【０００８】
本発明の実施形態はこのような事情を考慮してなされたもので、移動ベッドを固定する建屋側の剛性に頼らず、回転ガントリ側のみで移動床を支持することができる粒子線医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】
【０００９】
実施形態に係る粒子線医療装置は、長手形状の床板の複数が各々の側縁部で相互に結合しあい環状をなす移動床群と、前記移動床群の両端を円弧及び直線からなる閉軌道で摺動自在に係合する一対の第１ガイド及び第２ガイドと、前記閉軌道の円弧の回転対称軸が回転ガントリの回転軸に一致するように前記回転ガントリの内周面から前記第１ガイドを回転自在に支持する支持部と、第１基礎に設けられ前記回転ガントリ及び前記移動床群にビームの照射ポートを貫通させた状態で前記回転ガントリの外周面に当接し回転させる回転駆動部と、前記照射ポートの照準に患者を位置合わせするベッドを設けた第２基礎に対し前記支持部を連結し前記回転ガントリの回転に追従しようとする前記第１ガイドの連れ回りを防止する連結部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の実施形態により、移動ベッドを固定する建屋側の剛性に頼らず、回転ガントリ側のみで移動床を支持することができる粒子線医療装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る粒子線医療装置の外観図。
【図２】（Ａ）実施形態に係る粒子線医療装置の正面図、（Ｂ）実施形態に係る粒子線医療装置の側面部分断面図。
【図３】実施形態に係る粒子線医療装置に適用される連結部の上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態係る粒子線医療装置を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように粒子線医療装置１０は、長手形状の床板１１の複数が各々の側縁部で相互に結合しあい環状をなす移動床群１２と、この移動床群１２の両端を円弧及び直線からなる閉軌道で摺動自在に係合する一対の第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂ（図２）と、閉軌道の円弧の回転対称軸が回転ガントリ１５の回転軸Ｚに一致するように回転ガントリの内周面１５ａから第１ガイド１３Ａを回転自在に支持する支持部３０（図２）と、第１基礎２１に設けられ回転ガントリ１５及び移動床群１２にビームの照射ポート１８を貫通させた状態で回転ガントリ１５の外周面に当接し回転させる回転駆動部２３と、照射ポート１８の照準に患者を位置合わせするベッド２４を設けた第２基礎２２に対し支持部３０を連結し回転ガントリ１５の回転に追従しようとする第１ガイド１３Ａの連れ回りを防止する連結部４０（図２）と、を備えている。
【００１３】
図１に示すように回転ガントリ１５は、一般に円筒形状を有する大型構造物であり、その両縁端の外周面に外接する複数の回転駆動部２３の回転駆動により、回転軸（Ｚ軸）周りに回転する。そして回転ガントリ１５は、回転駆動部２３を介して、第１基礎２１によりその重量が支えられている。
【００１４】
この回転ガントリ１５には、粒子線ビーム１９の照射ポート１８の他に、図示を省略しているが、ビーム輸送系、ビームの偏向電磁石、その他の制御機器や構造物が、多数設けられている。
粒子線ビーム１９は、図示略のイオン源で発生したイオン（重粒子あるいは陽子イオン）を直線加速器で加速し、さらに円形加速器（図示略）に入射して設定エネルギーまでに高めることにより生成される。
【００１５】
そして、円形加速器から出力された粒子線ビームは、回転ガントリ１５と一体回転するように設けられたビーム輸送系（図示略）の回転軸Ｚの延長線上から入射する。
このようにビーム輸送系に入射した粒子線ビームは、その軌道を偏向電磁石により曲げて、照射ポート１８からベッド２４に横臥する患者に照射される。
【００１６】
このベッド２４は、第２基礎２２（建屋）に土台が固定されており、回転ガントリ１５の内部を移動し、粒子線ビーム１９の照射位置に、患者の患部を位置決めする。
粒子線ビーム１９が患部に向かって照射されると、患者の体内を通過する際に運動エネルギーを失って速度を低下させるとともに、速度の二乗にほぼ反比例する抵抗を受けてある一定の速度まで低下すると急激に停止する。
そして、粒子線ビーム１９の停止点近傍では、ブラッグピークと呼ばれる高エネルギーが放出される。このブラッグピークの放出位置が患部に一致するようベッド２４の位置決めがなされているために、患部組織のみを死滅させ正常組織の障害が少ない治療が実行される。
【００１７】
移動床群１２を構成する床板１１の各々は、長手方向におけるたわみ剛性が大きくかつ軽量であることが望まれる。そして複数の床板１１が、その側縁部において折り曲がり自在に相互結合し、さらに始端と終端も結合することにより、長手方向に対する直交断面が不定形をとる環状のシートに形成される。
第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂは、円弧及び直線からなるトンネル形状の閉軌道を有している。この第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂに形成された閉軌道は、移動床群１２をその両端において係合し、摺動自在に相対移動させることができる。
【００１８】
移動床群１２の両端の各々が、第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂの閉軌道に係合して挟持される結果、移動床群１２の内部空間は、平面と曲面で囲まれたトンネル形状を有することになる。
そして移動床群１２は、第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂを空間内に静止させた状態で、このトンネル形状を維持したまま回転軸Ｚ周りに回転することが可能になる。
【００１９】
そして、移動床群１２の一部に設けたを穿孔に、照射ポート１８を貫通させることにより、回転ガントリ１５の回転に同期して移動床群１２を回転させることができる。
この移動床群１２により、照射ポート１８の回転位置に依存することなく、フラットで水平な床面を、回転ガントリの内部に形成することができる。
この移動床群１２のフラットな水平床面は、医療従事者がベッド２４に横臥する患者にアクセスするのに必要な、作業スペースとなる。
【００２０】
図２に示すように、治療室の入口側に位置する第１ガイド１３Ａには、その円弧の回転対称軸が回転ガントリ１５の回転軸Ｚに一致するように、かつ回転ガントリ１５の内周面に対し回転自在となるように支持する支持部３０が設けられている。
この支持部３０は、第１ガイド１３Ａの外周から放射方向に配置され回転ガントリ１５の内周面に当接して回転する複数（図示は３つ）の転動体３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）を有し、これら転動体３１のうち少なくとも一つ（符号３１ａ）は、第１ガイド１３Ａの直線の部分から鉛直方向に伸びる拡張部材３２に設けられている。
そして支持部３０の転動体３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）が当接する回転ガントリの内周面１５ａには、回転移動する転動体３１を案内する第１案内溝４５が設けられている。
【００２１】
この拡張部材３２に設けられている転動体３１ａは、第１ガイド１３Ａの荷重を受けるとともに、その他の転動体３１ｂ，３１ｃとともに第１ガイド１３Ａの回転軸ブレを防止する。このように、第１ガイド１３Ａが、回転ガントリの内周面１５ａに支持されることにより、第２基礎２２（建屋）との相対的な位置関係を考慮せずに、移動床群１２の回転のアライメント調整をすることができ、メンテナンス作業の効率向上に寄与する。
【００２２】
また、第２ガイド１３Ｂに接近させて第１ガイド１３Ａを配置することができるため、床板１１の長手方向の長さを短縮してそのたわみ剛性を向上させることもできる。このときに発生する第２基礎２２と第１ガイド１３Ａとの隙間は、幅を調整した渡り板５３を架け渡すことにより解消することができる。
【００２３】
渡り板５３は、両端のそれぞれを第１ガイド１３Ａの直線の部分及び第２基礎２２に、着脱自在に接続することができる。これにより、据え付けに係る全ての調整作業が終了した後に、第２基礎２２及び第１ガイド１３Ａの隙間を埋めることができ、また取り外しも容易で、メンテナンス性の向上に寄与する。
さらに、移動床群１２の形状を一切変更することなく、渡り板５３の大きさの変更のみで隙間埋めに対応できるために、第２基礎２２及び回転ガントリ１５の設置間隔に関する設計自由度を向上させることができる。
【００２４】
なお、支持部３０の構成は、図示される形態に限定されるものではなく、放射方向に当接する転動体３１の形状も車輪の場合の他に球である場合もあり、その数も３以上である場合もある。また、そのような転動体３１を用いずに、低摩擦の摺動部材で回転ガントリの内周面１５ａと第１ガイド１３Ａとを互いに接触支持させることもできる。
【００２５】
治療室の奥行側に位置する第２ガイド１３Ｂには、開口を塞ぐようにパネル５１（図２（Ｂ））が設けられている。そしてこのパネル５１は、回転ガントリ１５の回転軸Ｚに一致して自在に回動する軸受５２に支持され、第２ガイド１３Ｂは、第１ガイド１３Ａに対し鏡面対称となる位置に配置されている。
軸受５２は、回転ガントリの内周面１５ａに一端が固定されており、パネル５１を支持する他端は、駆動回転する必要はなく、自由回転するものであればよい。
【００２６】
つまり、第２ガイド１３Ｂは、対峙する第１ガイド１３Ａと協同して、撓み剛性の高い移動床群１２の両端を摺動自在に挟んでいる。このため、空間で第１ガイド１３Ａを静止状態にし、移動床群１２を相対回転させても、第２ガイド１３Ｂの静止状態は維持されることになる。
よって、回転ガントリ１５、照射ポート１８及び移動床群１２が同期回転しても、第１ガイド１３Ａが静止状態にある限り、第２ガイド１３Ｂも静止状態を維持している。
この状態において軸受５２は、回転ガントリ１５とともに回転運動しながら、第２ガイド１３Ｂを、回転軸Ｚの軸方向及びその直交方向に変位しないよう支持している。
【００２７】
なお、上記説明においては、移動床群１２の両端を、一対の第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂで挟み込む構造により、それぞれの分離を防止していた。
ここで、第１ガイド１３Ａ及び第２ガイド１３Ｂの閉軌道が、独自に移動床群１２の両端を分離しないよう係合する構造を有する場合を検討する。
この場合、第２ガイド１３Ｂに付与される外力（重力を含む）は、移動床群１２を介して第１ガイド１３Ａに支持されることとなる。このため、第２ガイド１３Ｂを回転ガントリ１５の側で支持する軸受５２は、必須の構成要素ではなくなる。
【００２８】
一方において、第１ガイド１３Ａの支持部３０は、回転ガントリの内周面１５ａに対し摩擦力を有するため、回転ガントリ１５が回転するとこれに追従しようとする。
このため、回転ガントリ１５の回転中は、移動床群１２の床面の水平が維持できなくなるおそれがある。
そこで、回転ガントリ１５の回転に追従しようとする第１ガイド１３Ａの連れ回りを防止するために、第２基礎２２と支持部３０とを連結する連結部４０が設けられている。
【００２９】
連結部４０の構成は、図３に例示すように、拡張部材３２に対向する第２基礎２２の表面に設けられ一端において回転ガントリの内周面１５ａに当接しこの回転ガントリ１５の回転に同期して回転する第１回転体４１と、この第１回転体４１の他端に外接し同期して転動するベルト４３と、第２基礎２２に対向する拡張部材３２の表面に設けられ一端においてベルト４３に外接して第１回転体４１との間隔を所定値内に拘束するとともにこの１回転体４１と同期回転する他端を回転ガントリの内周面１５ａに当接させる第２回転体４２と、を有している。
【００３０】
第１回転体４１は、第２基礎２２の表面から垂直方向に伸びる支柱５５ａに固定される第１ブロック５６ａに回転自在に設けられている。第１回転体４１の一端が回転ガントリの内周面１５ａに当接しているために、この第１回転体４１は回転ガントリ１５の浮き上がりを防止するとともに同期回転する。
第２回転体４２は、拡張部材３２の表面から垂直方向に伸びる支柱５５ｂに固定される第２ブロック５６ｂに回転自在に設けられている。第２回転体４２の一端が回転ガントリの内周面１５ａに当接しているために、この第２回転体４２は回転ガントリ１５と同期回転する。
【００３１】
ベルト４３は、第１回転体４１の他端と第２回転体４２の一端とに外接しているために、回転しつつ両者の間隔を所定値内に拘束する。これにより、回転ガントリ１５に追従回転しようとする第１ガイド１３Ａを、ベルト４３の張力で停止させることができる。
具体的には、第１回転体４１の他端及び第２回転体４２の一端をスプロケットで構成し、ベルト４３をスプロケットの歯形に噛み合わせるチェーンで構成する。
【００３２】
また第１回転体４１の一端及び第２回転体４２の他端が当接する回転ガントリの内周面１５ａには、回転移動するそれぞれの回転体４１，４２を案内する第２案内溝４６が設けられている。具体的には、第１回転体４１の一端及び第２回転体４２の他端をスプロケットで構成し、第２案内溝４６をスプロケットの歯形に噛み合わせるラックで構成する。
なお、この追従回転とは逆方向の回転力が第１ガイド１３Ａに付与される場合は、第１ブロック５６ａ及び第２ブロック５６ｂが互いに当接することにより、第１ガイド１３Ａの逆回転が防止される。
【００３３】
このように連結部４０が構成されることにより、ベルト４３を取り外すのみで、第２基礎２２側と移動床群１２の支持部３０との連結が解除され、メンテナンス時における作業性の向上に寄与する。
【００３４】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の粒子線医療装置によれば、移動床の一端に摺動自在に係合するガイドを回転ガントリに対し回転自在に支持する構成を備えることにより、移動ベッドを固定する建屋側の剛性に頼らず、回転ガントリ側のみで移動床を支持することが可能となる。
【００３５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３６】
１０…粒子線医療装置、１１…床板、１２…移動床群、１３Ａ…第１ガイド、１３Ｂ…第２ガイド、１５…回転ガントリ、１５ａ…回転ガントリの内周面、１８…照射ポート、１９…粒子線ビーム、２１…第１基礎、２２…第２基礎、２３…回転駆動部、２４…ベッド、３０…支持部、３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ）…転動体、３２…拡張部材、４０…連結部、４１…第１回転体、４２…第２回転体、４３…ベルト、４５…第１案内溝、４６…第２案内溝、５１…パネル、５２…軸受、５３…渡り板、５５ａ…支柱、５５ｂ…支柱、５６ａ…第１ブロック、５６ｂ…第２ブロック。
【図１】
2017055958.tif 000003
【図２】
2017055958.tif 000004
【図３】
2017055958.tif 000005