【手続補正書】
【提出日】平成25年5月14日(2013.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
特許文献１の回転ガントリを用いた照射方法では、走査用電磁石の上流の偏向電磁石と照射野移動電磁石の励磁電流変更と走査用電磁石を移動させることで、照射範囲（照射野）を拡大することはできた。しかしながら、走査用電磁石の上流の偏向電磁石と照射野移動電磁石を用いなければならなかった。また、特許文献１の回転ガントリを用いた照射方法では、走査用電磁石と照射位置との距離が一定なので、制御可能な最小の振り角が一定であり、照射位置精度を上げるのは不可能だった。したがって、照射野及び照射位置精度を組み合わせた多様な照射バリエーションの照射を行うことができない問題があった。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
図４を用いて、走査電磁石の軸方向移動と照射位置誤差の関係を説明する。放射線や荷電粒子ビーム３に対してリスクの高い臓器が照射位置に隣接している場合には、照射位置精度が重要である。図４は走査電磁石の軸方向移動と照射位置誤差の関係を示す図である。照射位置誤差は、照射位置における荷電粒子ビーム３の位置精度で決まる移動幅であり、照射位置である照射対象１１の１つの層と走査電磁石との間のビーム軸方向の距離によって変化する。荷電粒子ビーム３の位置精度は、Ｘ方向走査電磁石１、Ｙ方向走査電磁石２の発生磁場精度により決まる。走査電磁石１、２の発生磁場精度により、荷電粒子ビーム３は、ある目標照射位置（目標振り角）に対して、振り角の精度Δθの範囲内で変化する。図４（ａ）は１つのスライスとＹ方向走査電磁石２との距離がＬ３の場合を示し、図４（ｂ）は当該スライスとＹ方向走査電磁石２との距離がＬ４の場合を示している。図４ではＬ４＜Ｌ３の場合である。ここで、距離Ｌ３、Ｌ４は荷電粒子ビーム３を走査する走査電磁石２の磁極の中心からの距離とする。図４（ａ）において、荷電粒子ビーム３の振り角の精度がΔθである場合は、照射位置誤差はΔＸ３となる。同様に、図４（ｂ）において、荷電粒子ビーム３の振り角の精度がΔθである場合は、照射位置誤差はΔＸ４となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
一般に、荷電粒子ビーム３の照射位置における照射スポット（以降、適宜、単にスポットと省略する）のサイズが小さいと、照射対象１１を隙間なく、所定の線量で照射するために、小さな間隔（スポット間隔）で照射し、各スポットに対する照射位置誤差要求が厳しくなる。ここで、照射スポットは照射線量を制御するために分割された照射単位である。例えば、スポットの直径が５ｍｍのとき、照射位置誤差要求は０．５ｍｍ（一割）以下であるとする。いま、照射位置と走査電磁石のビーム軸方向の距離が５ｍのとき、照射位置誤差が１ｍｍであったとすれば、このままでは、スポット直径５ｍｍの場合の照射位置誤差要求０．５ｍｍ以下を実現できないが、当距離を２．５ｍ以下とすることで照射位置誤差要求０．５ｍｍ以下を実現できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
照射対象１１が大きく、最大照射野を大きくしたい場合は、走査電磁石移動装置４により、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２を、荷電粒子ビーム３のビーム軸の方向に、図５（ｂ）に示すように照射対象１１から離れる向きへ移動する。照射対象１１が小さい、または大きい場合であっても、照射位置誤差を小さくしたい場合は、走査電磁石移動装置４により、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２を、荷電粒子ビーム３のビーム軸の方向に、図５（ｃ）に示すように照射対象１１に近づく向きへ、所定の照射位置精度を達成できる位置まで移動する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
スポットスキャニング方式では治療する部位におけるあるスポットに対し、治療計画で定められた線量を照射対象１１に荷電粒子ビーム３により照射するので、まず、あるスポットに対する制御入力により走査電磁石１、２を励磁する（ステップＳＴ３）。具体的には、照射制御装置８は、あるスポットの位置に対応する制御入力を走査電磁石電源７に送り、走査電磁石電源７は、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２への制御入力にしたがって、制御入力で指定された励磁電流により走査電磁石１、２を励磁する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
照射制御装置８は、当該スポットに治療計画通りの照射が行われたか、すなわち、線量モニタ５で検出した照射線量が満了したか（照射線量が計画線量に達したか）を判定する（ステップＳＴ５）。満了した場合は荷電粒子ビーム３を遮断する（ステップＳＴ６）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
照射制御装置８は、次のスポットがあるかを判定し、次のスポットがある場合は、ステップＳＴ８に移り、次のスポットがない場合は照射を終了する（ステップＳＴ７）。ステップＳＴ８にて、次のスポットに対する制御入力により走査電磁石１、２を励磁する。ステップＳＴ３と同様に動作する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
実施の形態１の粒子線照射装置５８は、走査電磁石移動装置４によりＸ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２と照射対象１１との距離を変更することで、照射対象１１に適した最大照射野及び照射位置精度を選択することができる。実施の形態１の粒子線照射装置５８は、走査電磁石と照射位置との距離がほぼ一定に固定され、照射位置での照射位置精度を自由に変更できなかった従来とは異なり、照射対象１１に応じて適切に照射位置精度を変更することができる。また、照射野及び照射位置精度の組み合わせを可変にし、多様な照射バリエーションの設定を行うことができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
一般に、粒子線照射装置を収める建屋は、鉄筋コンクリートで建てられ、経年的または地震などで、床や天井の高さが変わることがある。よって、変位の観測を定期的に行って、走査電磁石と照射位置の距離を一定に保つよう、走査電磁石のビーム軸方向の位置を補正する必要がある。実施の形態１の粒子線照射装置５８は、走査電磁石移動装置４により、当該位置補正を容易に行うことが可能となる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２を独立に移動させる構成にすると、次のようになる。照射対象１１が大きく、最大照射野を大きくしたい場合は、走査電磁石移動装置４により、少なくともＸ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２の一方を、荷電粒子ビーム３のビーム軸の方向に、図５（ｂ）に示すように照射対象１１から離れる向きへ移動する。照射対象１１から離れる向きへ移動した走査電磁石の走査方向において、最大照
射野が拡大する。また、照射対象１１が小さい、または大きい場合であっても、照射位置誤差を小さくしたい場合は、走査電磁石移動装置４により、少なくともＸ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２の一方を、荷電粒子ビーム３のビーム軸の方向に、図５（ｃ）に示すように照射対象１１に近づく向きへ、所定の照射位置精度を達成できる位置まで移動する。照射対象１１に近づく向きへ移動した走査電磁石の走査方向において、照射位置精度を高めることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
実施の形態２．
実施の形態１では、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２の少なくとも一方を移動させる場合に、上流側の走査電磁石１の最大振り角によって振られた荷電粒子ビーム３が、下流側の走査電磁石２の磁極と干渉することが考えられる。実施の形態２では、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２の少なくとも一方を移動させる場合でも、上流側の走査電磁石１の最大振り角によって振られた荷電粒子ビーム３が、下流側の走査電磁石２の磁極と干渉しないように磁極移動装置２９を備える。実施の形態１の照射装置とは、少なくとも下流側のＹ方向走査電磁石２に磁極移動装置２９が設置される点で異なる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
図７は、走査電磁石の磁極と荷電粒子ビームの関係を説明する図である。荷電粒子ビーム３は、上流側のＸ方向走査電磁石１により振り角γでＸ方向に走査される。下流側のＹ方向走査電磁石２では、Ｙ方向走査電磁石２の磁極間隔ｇを通過する。荷電粒子ビーム３は、Ｙ方向走査電磁石２の上端において、上端移動範囲ｄｂ１を通過し、Ｙ方向走査電磁石２の下端において、下端移動範囲ｄｂ２を通過する。下端移動範囲ｄｂ２は上端移動範囲ｄｂ１より広くなるので、荷電粒子ビーム３がＹ方向走査電磁石２の磁極と干渉しないようにするためには、磁極間隔ｇは下端移動範囲ｄｂ２よりも広いことが必要である。磁極間隔ｇが下端移動範囲ｄｂ２よりも狭い場合は、荷電粒子ビーム３がＹ方向走査電磁石２の磁極と干渉する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図８は、本発明の実施の形態２による走査電磁石を示す構成図である。図８はＹ方向走査電磁石２と磁極移動装置２９の例である。Ｙ方向走査電磁石２は２つの固定ヨーク２８ａ、２８ｂと２つの可動鉄心２３ａ、２３ｂを有する。固定ヨーク２８ａ、２８ｂには移動ガイド２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが設けられ、磁極移動装置２９により可動鉄心２３ａ、２３ｂは、移動ガイド２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに支持されながら移動する。磁極移動装置２９は、２つの可動鉄心２３ａ、２３ｂをそれぞれ移動させる２つの移動部からなる。その移動部は、それぞれピニオン２７ａ（２７ｂ）と、モータ２６ａ（２６ｂ）と、ラック２４ａ（２４ｂ）を有する。ラック２４ａは可動鉄心２３ａに取り付けられ、ラック２４ｂは可動鉄心２３ｂに取り付けられる。モータ２６ａに取り付けられたピニオン２７ａが回転することで、ラック２４ａが移動し、同様にモータ２６ｂに取り付けられたピニオン２７ｂが回転することで、ラック２４ｂが移動する。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
実施の形態２の粒子線照射装置５８は、少なくとも下流側のＹ方向走査電磁石２に磁極移動装置２９が設置され、下流側のＹ方向走査電磁石２の磁極間隔ｇを変更できるので、Ｘ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２の少なくとも一方を移動させる場合にも、荷電粒子ビーム３が、下流側の走査電磁石２の磁極と干渉しないようにできる。したがって、実施の形態２の粒子線照射装置５８は、Ｘ方向及びＹ方向の一方において、照射対象１１に適した最大照射野及び照射位置精度を選択することができる。Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれにおいて最大照射野及び照射位置精度を選択することができるので、実施の形態１に比べて、多様な照射バリエーションの設定を行うことができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
実施の形態３．
図１０は本発明の実施の形態３による粒子線照射装置を示す構成図である。実施の形態３の粒子線照射装置６０は、照射対象１１とＸ方向走査電磁石１及びＹ方向走査電磁石２との距離を離散的に変更させる例である。図１０では、Ｘ方向走査電磁石及びＹ方向走査電磁石の走査電磁石対が２つある例を示している。粒子線照射装置６０は、実施の形態１の粒子線照射装置５８とは、Ｘ方向走査電磁石１ａ及びＹ方向走査電磁石２ａと、Ｘ方向走査電磁石１ｂ及びＹ方向走査電磁石２ｂと、２つの走査電磁石電源７ａ、７ｂと、２つの走査電磁石移動装置３０ａ、３０ｂを有する点で異なる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
走査電磁石移動装置３０ａは、Ｘ方向走査電磁石１ａ及びＹ方向走査電磁石２ａを固定する固定板３１ａと、固定板３１ａに接続されたラック３３ａと、モータ３２ａとピニオン３４ａを有する。走査電磁石移動装置３０ｂは、Ｘ方向走査電磁石１ｂ及びＹ方向走査電磁石２ｂを固定する固定板３１ｂと、固定板３１ｂに接続されたラック３３ｂと、モータ３２ｂとピニオン３４ｂを有する。モータ３２ａに取り付けられたピニオン３４ａが回転することで、ラック３３ａが移動し、同様にモータ３２ｂに取り付けられたピニオン３４ｂが回転することで、ラック３３ｂが移動する。走査電磁石移動装置３０ａ、３０ｂは、荷電粒子ビーム３を走査する位置から荷電粒子ビーム３を走査しない位置までの間を移
動させる装置である。