(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の治療すべき個所に陽子ビーム（３）を案内または配向するために、磁石（７）、４重極（５）および末端の陽子ビーム案内兼制御装置（９）を用いた陽子ビーム案内手段が備えられており、この陽子ビーム案内兼制御装置がビーム孔（１１）を備え、患者を陽子ビームに対して所望な位置に動かすために、制御可能な可動の患者テーブル（２１）が備えられている、陽子療法によって患者を治療するための装置において、水平回転軸線の平面内に配置された患者テーブルに対して前記患者以外の者が、一方の側からいつでもアクセス可能であるように、陽子ビーム案内兼制御装置（９）が水平回転軸線回りの旋回または回転によって、患者テーブル（２１）の周りを旋回可能または回転可能に配置されていることと、患者テーブル（２１）が水平回転軸線を通る水平平面内であるいはこの水平平面に対して平行に少しだけずらして配置された水平平面内で、装置のアイソセンタを通る軸線回りに旋回可能であり、このアイソセンタが陽子ビームと水平回転軸線との交点によってまたはおおよそこの交点によって形成され、
前記陽子ビーム案内兼制御装置（９）が、水平回転軸線を通る水平平面から、それぞれ上方に少なくとも１３５°および下方に少なくとも１３５°旋回可能または回転可能に配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
陽子ビーム案内兼制御装置（９）が移動不可能である水平平面の範囲内でまたは陽子ビーム案内兼制御装置（９）が移動可能である他の範囲に向き合う水平平面の範囲内で、患者テーブル（２１）が旋回可能または移動可能に配置されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
患者テーブルが、患者テーブル（２１）の末端範囲にある軸線（２７）回りに回転可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
患者テーブルがその長手軸線方向に摺動可能にまたは移動可能に配置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
患者テーブルが付加的に、テーブルの中央範囲にある垂直軸線回りに付加的に回転可能であり、長手軸線に対して横方向に移動可能であり、そして高さ調節可能に形成されていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
装置に先行して、磁石（７）および４重極（５）の手前に、陽子ビーム侵入深さ調節装置（３１）が接続配置され、エネルギーおよびそれと関連する、患者への陽子ビームの侵入深さを制御または制限するために、この陽子ビーム侵入深さ調節装置が陽子ビーム内でまたは陽子ビームを通って移動可能な板または層板のシステムを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
陽子ビームが患者の治療すべき個所に向けられるように、患者テーブル上に位置する患者が患者テーブルと陽子ビーム案内兼制御装置の運動によって位置決めされることと、患者テーブルがいつでも片側からアクセス可能であることを特徴とする、陽子療法によって患者を治療するための、請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
陽子ビーム案内兼制御装置が水平回転軸線回りの旋回または回転によって旋回可能または回転可能に配置され、患者テーブルが水平回転軸線を通る水平平面内であるいはこの水平平面に対して平行に少しだけずらして配置された水平平面内で、装置のアイソセンタを通る軸線回りに旋回可能であり、このアイソセンタが陽子ビームと水平回転軸線との交点によってまたはおおよそこの交点によって形成されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
エネルギーおよびそれと関連する、患者への陽子ビームの侵入深さが、装置の手前に接続配置された磁石および４重極と、陽子ビーム内でまたは陽子ビームを通って移動可能な板または層板のシステムを備えた陽子ビーム侵入深さ調節装置とによって、制御または制限されることを特徴とする、請求項７または８記載の装置。
【請求項１０】
人の体の病んでいる臓器または腫瘍を破壊するための、請求項７〜９のいずれか一つに記載の装置。」
【請求項１１】
患者の治療すべき個所に陽子ビーム（３）を案内または配向するために、磁石（７）、４重極（５）および末端の陽子ビーム案内兼制御装置（９）を用いた陽子ビーム案内手段が備えられており、この陽子ビーム案内兼制御装置がビーム孔（１１）を備え、患者を陽子ビームに対して所望な位置に動かすために、制御可能な可動の患者テーブル（２１）が備えられている、陽子療法によって患者を治療するための装置において、水平回転軸線の平面内に配置された患者テーブルに対して前記患者以外の者が、一方の側からいつでもアクセス可能であるように、陽子ビーム案内兼制御装置（９）が水平回転軸線回りの旋回または回転によって、患者テーブル（２１）の周りを旋回可能または回転可能に配置されていることと、患者テーブル（２１）が水平回転軸線を通る水平平面内であるいはこの水平平面に対して平行に少しだけずらして配置された水平平面内で、装置のアイソセンタを通る軸線回りに旋回可能であり、このアイソセンタが陽子ビームと水平回転軸線との交点によってまたはおおよそこの交点によって形成され、
陽子ビーム案内兼制御装置（９）が、水平回転軸線を通る垂直平面から、患者テーブルを配置した前記垂直平面の片側へ９０°の角度だけおよび垂直平面の反対側へ約１８０°の角度だけ水平回転軸線回りに回転可能に配置されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、人の陽子療法を実施するため装置と、安全性を高めるため、プロセス制御を改善および簡単化するため、患者に対するやさしさを高めるため、装置の小型の採寸を可能にするためのいろいろな改良と、装置の用途に関する。
【０００２】
特に癌疾病を治療するための陽子療法は益々重要性を増している。なぜなら、この陽子療法が広く普及している光子放射療法と比べて重大な利点をもたらすからである。
【０００３】
陽子療法を実施するための装置は、１９５０年代半ば以降米国において知られている。それにもかかわらず、今日までこのような療法は、特に研究所のような少ないセンターでのみ世界規模で実施されている。これは一方では、必要な陽子加速装置が以前として高価であることに基づいている。他方では、効果的で安全な療法を実施するために必要な陽子療法装置がかさばり、かつ複雑であることに基づいている。最初で唯一の純粋な病院用陽子療法装置は、米国カリフォルニア州のローマ・リンダ（Loma Linda) 大学メディカルセンタに存在する。他の装置はボストン（米国）と柏（日本）で運転開始状態にある。
【０００４】
陽子療法がいわゆる散乱技術によって行われる、ローマ・リンダ大学メディカルセンタの上記装置と異なり、スイス国、ブーレンリンゲンのパウル・シェーレル・インスチチュート（Paul Scherrer Institut) では、いわゆるスポット走査技術を使用した陽子療法装置が開発された。これについては、１９９５年１月のMed.Phys.22(1)のエロス・ペドローニ（Eros Pedroni) 等の論文、第37〜53頁、名称“パウル・シェーレル・インスチチュートにおける200-MeV 陽子療法プロジェクト”を参照されたし。この論文には、上記のスポット走査技術の基本的な原理が指摘され、装置が“ガントリ”の名前で記載されている。この装置によって、約３年来、陽子療法が癌疾病を治療するために患者に実施されている。パウル・シェーレル・インスチチュートの装置がいわゆるスポット走査技術の使用によってローマ・リンダ大学メディカルセンタの装置と比べてその外形寸法を小さくすることができるがしかし、この装置は依存として約４ｍの直径を有し、更に治療中患者へのアクセスが不充分である。パウル・シェーレル・インスチチュートの装置の詳細な記載については、上記の文献を指摘し、この文献個所が本願の統合部分であることにより、省略可能である。
ヨーロッパ特許出願第０８６４３３７号明細書と同第０９１１０６４号明細書には、陽子療法を用いた類似の患者治療装置が記載されている。これらの装置は一部がパウル・シェーレル・インスチチュートで開発された装置に基づいているかあるいは類似または同じ治療方法が記載されている。
【０００５】
患者の好ましい姿勢は、治療時の臓器の変形の回避するために、寝た状態である。従って、人の体の全範囲を含むすべての側からアクセス可能な療法を可能にしなければならない。よって、パウル・シェーレル・インスチチュートの陽子療法装置のような一般的に知られている陽子療法装置は、陽子ビーム案内装置全体がいわゆる患者テーブルの周りにおいて中心軸線回りに３６０°だけ旋回可能であるように設計されている。それによって、装置は４〜１２ｍの直径を有する。特に下側からの患者の治療の際に、陽子ビーム案内装置は患者テーブルの下方に案内されるかまたは患者テーブルが、本来の作業床レベルよりも上方２，３メートル高い位置まで持上げられる。それに伴う欠点は特に、上記文献個所の第４９頁の第ＩＶ章Ｄ４から推測することができる。この文献個所には、患者テーブルのこの持上げの問題が指摘してある。この位置決めは危険であり、治療中装置の故障の時に患者を救出または看護できるようにするために、特別なクレーン装置を必要とする。この欠点は、患者テーブルの下方の床に、比較的に深い竪穴を配置することにより弱めることができるがしかし、それに伴い例えば患者を看護する人がこの竪穴に落下することにより、事故の危険が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の課題は、陽子療法の運転を簡単化し、陽子療法を一層安全にし、特に外形寸法を小さくすることができる手段を提供することである。
【０００７】
この課題は本発明に従い、特に請求項１に記載した陽子療法装置と、請求項１１に記載した陽子療法装置の用途によって解決される。
【０００８】
本発明では、陽子ビーム案内兼制御装置または治療装置内に配置された陽子ビーム案内ケーシングは、文献に記載されたパウル・シェーレル・インスチチュートの“ガントリ”と異なり、患者テーブルの周りに３６０°旋回されないで、約２７０°の旋回運動に制限される。その際、旋回は一般的に出発位置で制御可能な可変の患者テーブルが配置されているほぼ水平な旋回軸線を中心に行われる。２７０°の角度に制限したことにより、ビーム案内兼制御装置が運動しない範囲が生じる。この範囲では一方では患者テーブルが自由に移動することができ、他方では患者テーブルにいつでも自由にアクセス可能である。特に患者テーブルへのこのアクセスは、看護人がいつでも危険なくかつ妨害されることなく患者に到達することができることにより、本発明の重要な改良である。
【０００９】
陽子ビーム案内兼制御装置が、ほぼ旋回軸線を通過する水平平面から、上方と下方に約１３５°だけ旋回軸線を中心に旋回可能にまたは垂直から９０〜１８０°だけ旋回可能であるように配置されると、患者テーブルは反対側から自由にアクセス可能である。従って、患者テーブルは上記の水平平面内にあるいはこの水平平面の近くで平行に形成された水平平面内で自由に動くことができ、しかも陽子ビーム治療装置のほぼアイソセンタを通る軸線の回りに少なくとも１８０°旋回可能であるように自由に動くことができる。アイソセンタは一方では陽子ビーム案内兼制御装置から出る陽子ビームによって、他方ではこの装置が回転可能な回転軸線によって形成される。
【００１０】
本発明による装置によって、一方では既に述べたように、患者テーブルにいつでも自由にアクセス可能であり、他方ではそれにもかかわらず患者をすべての側から治療することができる。これは上側と下側からの治療と、患者テーブルを１８０°旋回させることによって両側からの治療が保証されることにより可能である。
【００１１】
本発明による装置の有利な実施形は従属請求項に記載された特徴を有する。
本発明による装置の用途は請求項１１以降に記載された特徴を有する。
【００１２】
本発明の良好な理解のために、本発明による陽子ビーム治療装置を図１〜３に基づいて例示的に詳しく説明する。
【００１３】
図１には、陽子ビーム療法によって患者を治療するための装置１が概略的におよび簡略化して示してある。その際、陽子ビーム３は４重極５と磁石７によって末端の本来の陽子ビーム案内兼制御装置９に案内される。この陽子ビーム案内兼制御装置９の前側には、ビーム孔（出射ウインドウ）１１、すなわちいわゆる“ノズル”が配置されている。陽子ビームがこのノズルを通って患者に向けられて出射される。付加的な偏向磁石装置６、いわゆる“スイーパ磁石”によって、陽子ビームは水平方向において狭く限られた角度内で偏向可能である。同じ場所に、第２の“スイーパ磁石”が示してある。このスイーパ磁石は９０°の磁石の隙間によって制限された、ビームの第２の迅速な磁気的運動のためのオプションとして使用可能である。同様に、ビーム孔１１の範囲に侵入深さ調節装置またはいわゆる“レンジシフタ”が配置されている（図１には示していない）。このレンジフィルタによって、患者の体内への陽子ビームの侵入深さを調節することができる。基本的には、ここで新たに、冒頭で述べたペドロニ（Pedroni)等の文献を参照されたし。この文献には、パウル・シェーレル・インスチチュート(Paul Scherrer Institut)のいわゆる“ガントリー”のような陽子ビーム治療装置の基本的な作用が記載されている。
【００１４】
図１には更に案内レール１３が示してある。この案内レールには、陽子ビーム案内兼制御装置９が中央の回転軸線回りに移動可能に配置されている。その際、陽子ビーム案内兼制御装置（９）がホルダー１３に沿って移動する際に、ビーム孔１１は側方の遮蔽ガイド１５から突出してスリット状の開口１７内を移動する。
【００１５】
患者テーブル２１が水平平面内で横にされてほぼ陽子ビーム案内兼制御装置の回転軸線を通過するように配置されている。この患者テーブルは旋回軸線回りにかつホルダー２３上でガイド２４に沿って移動可能である。この場合、このガイドは作業プラットフォーム２５上に配置されている。その際、患者テーブル２１の旋回は特に、ほぼ患者テーブル２１の頭側の範囲２７を通過する旋回軸線回りに行われる。この旋回軸線は装置のいわゆるアイソセンタの範囲を通過している。患者テーブル２１を配置した水平平面は勿論、陽子ビーム案内兼制御装置９の回転軸線を通過する水平平面の上方または下方に離隔して平行に配置することが可能である。この離隔距離は、上側と下側から良好な治療が可能であり、かつ看護人が作業プラットフォーム２５から適切な高さ位置の患者テーブルに達することができるように制限されている。患者テーブル２１は更に勿論、ホルダー２３上に高さを調節可能に配置され、テーブルの縦方向と横方向に摺動可能である。
【００１６】
患者テーブルは少なくとも１８０°旋回可能であり、図１から明らかなように、構造的な理由から１８０°よりもはるかに大きな角度にすることはできず、必要でもない。特別な変形に従って更に、患者テーブルを例えばテーブルの中心にある垂直な旋回軸線のような他の旋回軸線の回りに旋回可能に形成することができる。この旋回は例えば、患者の脚の範囲を治療するとき、従って患者の脚の範囲を装置のアイソセンタの方に向けて、例えば脚の腫瘍を陽子ビームによって治療するときに必要であるかまたは重要である。
【００１７】
図２は、陽子ビーム案内兼制御装置９が上側から配向されるように配置され、図１と同じ装置を示している。換言すると、図２の配置では陽子ビーム治療は上側から行われる。この場合、図１よりも延長した状態にある患者テーブルが付加的に示してある。図２では更に、患者テーブルがテーブルの縦方向に摺動可能であることが判る。
【００１８】
図３は、患者の下側から治療を行う、陽子ビーム兼制御装置９の他の位置が示してある。
【００１９】
パウル・シェーレル・インスチチュートの公知のいわゆる“ガントリ”と比べて、例えば下側からの治療のために患者テーブルを持ち上げる必要がなく、従って看護人がいつでも患者テーブルにアクセスできることにより、本発明による装置の重要な利点が即座に判る。これは治療される患者にとっても、看護人にとっても有利である。というのは、本発明に従って提案した装置は、竪穴内での転落による事故の危険がもはやないからである。
【００２０】
既存の陽子治療装置の他の問題は、英語や特殊用語で“ノズル”とも呼ばれている陽子ビームケーシングのビーム孔の範囲にある。冒頭で述べた装置の場合、このビーム孔の範囲内に、侵入深さ調節装置すなわち“レンジシフタ”が配置され、この侵入深さ調節装置によって、陽子ビームの侵入深さがきわめて正確に制御される。というのは、病んでいる臓器または腫瘍を破壊するために必要なエネルギーが、陽子ビームの到達距離の終端部で正確に放出されるからである。
【００２１】
実際には、いわゆる“レンジシシフタ”と患者の間の空隙によって、陽子ビームが妨害され、それによってビーム案内の正確度が少なくともやや乱れることが判った。
【００２２】
この理由から、本発明に従って更に、陽子ビームの到達距離に影響を与えるこの調節装置、すなわちいわゆる“レンジシフタ”はもはや陽子ビーム案内ケーシングのビーム孔、いわゆる“ノズル”の範囲には配置されておらず、陽子ビーム案内ケーシング内への陽子ビームの入力部の手前に配置されている。この陽子ビーム案内ケーシング内では、公知のごとく、陽子ビームは患者の方向におよび治療すべきいわゆる“スポット”の方に案内される。これは、いわゆる“レンジシフタ”が図１においてビーム孔１１の範囲内に配置されておらず、図４に概略的にかつ参照符号３１で示すように治療装置１の手前に接続配置されていることを意味する。
【００２３】
いわゆる“レンジシフタ”が治療装置内の後続の陽子ビームガイドの手前に配置されていると勿論、それに関連して同様に磁石装置７または末端にある陽子ビーム案内兼制御装置９内に配置された磁石装置は可変でなければならない。それによって、陽子ビームが最終的に再び患者内の所望な個所に案内されるように、陽子ビームの増大または低下したエネルギーを補償することができる。これは今日知られているプロセス制御または公知のコンピュータ制御によって問題なく行われ、ビーム孔の簡単化された構造によって冒頭に述べた、ビーム案内の正確性の問題が大幅に改善される。
【００２４】
通常は、臓器または人の体の病んでいる細胞の必要な破壊のために、患者テーブルは陽子ビーム案内ケーシングに関して不連続的な（ばらばらの）ステップで動かされる。それによって、臓器または人の体の治療範囲全体に陽子ビームを当てることができる。従って、患者テーブルのこの動きは必要である。というのは、“スイーパ磁石”と“レンジシフタ”によって陽子ビームの運動が２つの方向に、すなわち二次元的にしか行うことができず、患者の範囲の空間的な（三次元的な）治療のために患者テーブルを動かすことができるように形成しなけれならないからである。選択されたスポット走査技術によって、患者テーブルのこの運動は連続的ではなく、上述のように不連続的なステップで行われる。この不連続な運動経過はしばしば、特に治療を行う医師または看護人によって不利であるかまたはわずらわしいと判断される。
【００２５】
この理由から、本発明による陽子治療装置の他の実施の形態では、ビーム孔すなわちいわゆる“ノズル”の範囲に、被覆ケーシングを配置することが提案される。この被覆ケーシング内に、配量と制御または遮蔽のために必要である、陽子ビームの制御のためのすべての機器および要素（図示していない）が配置されている。このケーシング自体が制御装置を介して患者テーブルに運動的に連結されているので、テーブルの不連続運動がこの被覆ケーシングによって実施され、患者は陽子ビーム案内ケーシングと相対的に運動しない。このような被覆ケーシングを配置することの他の利点は、患者テーブルがビーム孔すなわち“ノズル”に対して移動する場合に、ケーシングに一体的に連結して配置することができる接触装置の相対位置がいつでも最適な保護を保証することにある。従って、ミリ秒の数分の１内の陽子ビームの中断のためのこのような安全装置をケーシング内に配置することができる。
【００２６】
このような被覆ケーシング配置構造の利点は、例えばいわゆる散乱技術を使用する装置のような他の公知の技術の場合に、陽子ビームを集束または焦点合わせするために必要なコリメータや補償板がこのようなケーシングに配置可能であることにある。この場合、被覆ケーシングを患者テーブルに制御連結することにより、患者テーブルが移動する際にそれにもかかわらず陽子ビームを常に患者の体の正しい個所に向けたままにすることが保証される。
【００２７】
これは図１において、ビーム孔の概略的に示したケーシング１１が、陽子ビーム案内兼制御装置９に固定連結されないで、制御に従って患者テーブルの動きに相応して同様に移動可能であることを意味する。その際、制御装置を介して、被覆ケーシング１１の運動を患者テーブル２１の運動に連関させることができる。しかも、患者の治療中に患者テーブル２１が動くときに、ケーシングとテーブルが相対的に移動しないように連関させることができる。
【００２８】
本発明によって提案された陽子ビーム治療装置の改良、特にパウル・シェーレル・インスチチュートのいわゆる“ガントリ”のような、いわゆるスポット走査技術によって作動する装置の改良によって、装置の運転時の大幅な簡単化と、患者および操作人にとって安全性の向上および装置の操作しやすさが生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  患者の側方治療の際の陽子ビーム治療装置の概略的な斜視図である。
【図２】  上側から患者を治療する際の図１の装置を示す図である。
【図３】  下方から患者を治療する際の図１の装置を示す図である。
【図１】
0004920845.tif 000002
【図２】
0004920845.tif 000003
【図３】
0004920845.tif 000004
【図４】
0004920845.tif 000005