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JP7500159B2 - PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS AND METHOD FOR OPERATION OF PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS - Patent application - Google Patents
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JP7500159B2 - PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS AND METHOD FOR OPERATION OF PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS - Patent application - Google Patents

PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS AND METHOD FOR OPERATION OF PARTICLE BEAM THERAPY APPARATUS - Patent application Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、粒子線治療装置および粒子線治療装置の作動方法に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE Embodiments of the present invention relate to particle therapy devices and methods of operating particle therapy devices .

従来、粒子線治療装置は、粒子線ビームのブラッグピークが生じる範囲をビームの進行方向に拡げるためのエネルギー変調用のフィルタを備える。特にスキャニング照射と呼ばれる方法において、このエネルギー変調用のフィルタにより粒子線ビームのブラッグピークが拡幅されることで、位置誤差の緩和または照射時間の短縮を図ることができる。 Conventionally, particle beam therapy devices are equipped with an energy modulation filter to expand the range in which the Bragg peak of the particle beam occurs in the direction of beam propagation. In particular, in a method called scanning irradiation, this energy modulation filter widens the Bragg peak of the particle beam, thereby mitigating position errors or shortening the irradiation time.

U. Weber and G. Kraft, "Design and construction of a ripple filter for a smoothed depth dose distribution in conformal particle therapy," Phys. Med. Biol.44, 2765-75 (1999).U. Weber and G. Kraft, "Design and construction of a ripple filter for a smoothed depth dose distribution in conformal particle therapy," Phys. Med. Biol.44, 2765-75 (1999). T. P. Ringbak, Y. Simeonov and M. Witt et al, "Modulation power of porous materials and usage as ripple filter in particle therapy", Phys. Med. Biol.62, 2892-2909 (2017).T. P. Ringbak, Y. Simeonov and M. Witt et al., "Modulation power of porous materials and usage as ripple filter in particle therapy", Phys. Med. Biol.62, 2892-2909 (2017).

エネルギー変調用のフィルタを用いて粒子線ビームのブラッグピークを拡幅した場合、フィルタを挿入しない単一エネルギーの粒子線ビームと比較すると、フィルタ内で生じた多重クーロン散乱、核反応によりビームサイズも意図せず拡がってしまうという副次的な性質がある。そのため粒子線ビームが径方向に拡がってしまい、患部への線量集中性が低下してしまうという課題がある。また、健常組織へのビーム照射の影響を抑え、かつ患部への線量集中性を高めるためにはビームサイズはできる限り小さいことが望まれている。 When the Bragg peak of a particle beam is broadened using a filter for energy modulation, there is a secondary property that the beam size also unintentionally widens due to multiple Coulomb scattering and nuclear reactions that occur within the filter, compared to a monoenergetic particle beam without a filter. This causes the particle beam to expand in the radial direction, which poses the problem of reduced dose concentration at the affected area. In addition, in order to suppress the effects of beam irradiation on healthy tissue and increase dose concentration at the affected area, it is desirable to make the beam size as small as possible.

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、粒子線ビームのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームの径方向の拡がりを抑えることができる粒子線治療技術を提供することを目的とする。 The embodiment of the present invention has been made in consideration of these circumstances, and aims to provide a particle beam therapy technology that can broaden the Bragg peak of a particle beam while suppressing the radial broadening of the particle beam.

本発明の実施形態に係る粒子線治療装置は、粒子線ビームを患者に向けて出射するビーム出射部と、前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーと、前記照射ポートカバーの前記患者に最も近接する部分に対応して設けられ、通過する前記粒子線ビームのブラッグピークを拡幅するエネルギー変調部と、を備え、前記照射ポートカバーは、断面視でU字状を成し、の底部に前記エネルギー変調部が配置されている。 A particle beam therapy device according to an embodiment of the present invention includes a beam extraction unit that extracts a particle beam toward a patient, an irradiation port cover that covers the beam extraction unit, and an energy modulation unit that is provided in correspondence with a portion of the irradiation port cover that is closest to the patient and that widens the Bragg peak of the particle beam passing through the irradiation port cover. The irradiation port cover is U-shaped in cross section, and the energy modulation unit is located at the bottom of the irradiation port cover.

本発明の実施形態により、粒子線ビームのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームの径方向の拡がりを抑えることができる粒子線治療技術が提供される。 Embodiments of the present invention provide a particle beam therapy technique that can broaden the Bragg peak of a particle beam while suppressing the radial broadening of the particle beam.

第1実施形態の粒子線治療装置の全体構成を示す概念図。1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a particle beam therapy system according to a first embodiment. 回転ガントリを示す断面図。FIG. 照射ポートを示す断面図。FIG. 開口部が開口された状態の照射ポートを示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the irradiation port with the opening portion opened. 第2エネルギー変調部の交換時の照射ポートを示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing the irradiation port when the second energy modulation unit is replaced. 図4に対応する照射ポートを示す平面図。FIG. 5 is a plan view showing an irradiation port corresponding to FIG. 4; 図5に対応する照射ポートを示す平面図。FIG. 6 is a plan view showing an irradiation port corresponding to FIG. 5 . エネルギー変調部としてのリッジフィルタを示す拡大斜視図。FIG. 4 is an enlarged perspective view showing a ridge filter as an energy modulation section. リッジバーを粒子線が通過する状態を示す拡大側面図。FIG. 4 is an enlarged side view showing a state in which a particle beam passes through a ridge bar. リッジバーを示す拡大側面図。FIG. 2枚のリッジフィルタの配置状態を示す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing the arrangement of two ridge filters. 相対線量と深さとの関係を示すグラフ。Graph showing the relationship between relative dose and depth. 患部に設定されるスライス面を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a slice plane set on an affected area. スライス面を走査する照射スポットを示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an irradiation spot that scans a slice surface. リッジバーの各段部を示す拡大側面図。FIG. 4 is an enlarged side view showing each step of the ridge bar. 各段部とブラッグピークの関係を示すグラフ。1 is a graph showing the relationship between each step and the Bragg peak. 第1エネルギー変調部を単体で用いた場合のガウス分布を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a Gaussian distribution when the first energy modulation unit is used alone. 第2エネルギー変調部を単体で用いた場合のガウス分布を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a Gaussian distribution when the second energy modulation unit is used alone. 第1エネルギー変調部と第2エネルギー変調部とを組み合わせて使用したときのガウス分布を示す説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram showing a Gaussian distribution when the first energy modulation unit and the second energy modulation unit are used in combination. 粒子線治療装置のシステム構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of a particle beam therapy apparatus. 第2エネルギー変調部の交換処理を示すフローチャート。13 is a flowchart showing a replacement process of a second energy modulation unit. 第2エネルギー変調部の交換処理を示すフローチャート。13 is a flowchart showing a replacement process of a second energy modulation unit. 粒子線治療処理を示すフローチャート。4 is a flowchart showing a particle beam therapy process. 第2実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a second embodiment. 第3実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a third embodiment. 第4実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a fourth embodiment. 第5実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a fifth embodiment. 第6実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a sixth embodiment. 第7実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to a seventh embodiment. 第8実施形態の粒子線治療装置の照射ポートを示す断面図。FIG. 23 is a cross-sectional view showing an irradiation port of a particle beam therapy apparatus according to an eighth embodiment.

(第1実施形態)
以下、本実施形態を添付図面に基づいて説明する。まず、第1実施形態の粒子線治療装置について図1から図23を用いて説明する。図1の符号1は、粒子線治療装置である。この粒子線治療装置1では、炭素イオンなどの粒子線ビームを被検体としての患者の病巣組織(がん)に照射して治療を行う。
First Embodiment
Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. First, a particle beam therapy system according to a first embodiment will be described with reference to Fig. 1 to Fig. 23. Reference numeral 1 in Fig. 1 denotes a particle beam therapy system. In this particle beam therapy system 1, a particle beam such as carbon ions is irradiated onto a lesion tissue (cancer) of a patient as a subject to perform treatment.

粒子線治療装置1を用いた放射線治療技術は、重粒子線がん治療技術などとも称される。この技術は、がん病巣(患部)を炭素イオンがピンポイントで狙い撃ちし、がん病巣にダメージを与えながら、正常細胞へのダメージを最小限に抑えることが可能とされる。なお、粒子線とは、放射線のなかでも電子より重いものと定義され、陽子線、重粒子線などが含まれる。このうち重粒子線は、ヘリウム原子より重いものと定義される。 Radiation therapy technology using the particle beam therapy device 1 is also known as heavy particle beam cancer therapy technology. This technology uses carbon ions to pinpoint the cancer lesion (affected area), damaging the cancer lesion while minimizing damage to normal cells. Particle beams are defined as radiation heavier than electrons, and include proton beams and heavy particle beams. Of these, heavy particle beams are defined as those heavier than helium atoms.

重粒子線を用いるがん治療では、従来のエックス線、ガンマ線、陽子線を用いたがん治療と比較してがん病巣を殺傷する能力が高く、患者の体の表面では放射線量が弱く、がん病巣において放射線量がピークになる特性を有している。そのため、照射回数と副作用を少なくすることができ、治療期間をより短くすることができる。 Compared to conventional cancer treatments using X-rays, gamma rays, or proton beams, cancer treatments using heavy ion beams have a higher ability to kill cancer lesions, and have the characteristic that the radiation dose is low on the surface of the patient's body and peaks at the cancer lesion. This allows for fewer irradiations and fewer side effects, and shorter treatment periods.

図1は、粒子線治療装置1の全体構成を概略的に示した平面図である。図2は、回転ガントリ5の側面視における断面図である。なお、図2の紙面左側を粒子線治療装置1の正面側(前方側)として説明する。 Figure 1 is a plan view showing the overall configuration of the particle beam therapy device 1. Figure 2 is a cross-sectional view of the rotating gantry 5 as seen from the side. Note that the left side of the page in Figure 2 will be described as the front side (forward side) of the particle beam therapy device 1.

図1および図2示すように、粒子線治療装置1は、荷電粒子である炭素イオンを生成するイオン源を有するビーム発生器2と、炭素イオンを加速して粒子線ビームBとするリング状の円形加速器3と、粒子線ビームBを輸送するビーム輸送ライン4と、粒子線ビームが照射される患者Pが配置される回転ガントリ5とを備える。 As shown in Figures 1 and 2, the particle beam therapy device 1 includes a beam generator 2 having an ion source that generates carbon ions, which are charged particles, a ring-shaped circular accelerator 3 that accelerates the carbon ions to form a particle beam B, a beam transport line 4 that transports the particle beam B, and a rotating gantry 5 in which a patient P to be irradiated with the particle beam is positioned.

まず、イオン源で生成された炭素イオンは、ビーム発生器2から円形加速器3に入射される。この炭素イオンは、円形加速器3を約百万回周回する間に光速の約70%まで加速され、粒子線ビームBとなる。そして、この粒子線ビームBがビーム輸送ライン4を介して回転ガントリ5まで導かれる。 First, carbon ions generated in the ion source are injected from the beam generator 2 into the circular accelerator 3. These carbon ions are accelerated to approximately 70% of the speed of light while orbiting the circular accelerator 3 approximately one million times, becoming a particle beam B. This particle beam B is then guided to the rotating gantry 5 via the beam transport line 4.

円形加速器3およびビーム輸送ライン4は、内部が真空にされる真空ダクトD(ビームパイプ)を備える。この真空ダクトDの内部を粒子線ビームBが進行する。円形加速器3およびビーム輸送ライン4が有する真空ダクトDが一体となり、粒子線ビームBを回転ガントリ5まで導く輸送経路を構成する。つまり、真空ダクトDは、粒子線ビームBを通過させるのに充分な真空度を有する密閉された連続空間である。 The circular accelerator 3 and the beam transport line 4 are equipped with a vacuum duct D (beam pipe) whose interior is evacuated. The particle beam B travels through the interior of this vacuum duct D. The vacuum ducts D of the circular accelerator 3 and the beam transport line 4 work together to form a transport path that guides the particle beam B to the rotating gantry 5. In other words, the vacuum duct D is a sealed continuous space with a sufficient degree of vacuum to allow the particle beam B to pass through.

円形加速器3は、磁場と加速電場の周波数を制御することで炭素イオンを加速する高周波加速空洞22と、粒子線ビームBの進行方向を円形に制御するための偏向電磁石23とを備える。 The circular accelerator 3 includes a radio-frequency acceleration cavity 22 that accelerates carbon ions by controlling the frequency of the magnetic field and the accelerating electric field, and a bending electromagnet 23 that controls the direction of travel of the particle beam B into a circular shape.

また、ビーム輸送ライン4は、粒子線ビームBの進行方向の変更に用いられる偏向電磁石24と、粒子線ビームBの収束および発散を制御する制御用の四極電磁石25とを備える。 The beam transport line 4 also includes a bending electromagnet 24 used to change the direction of travel of the particle beam B, and a control quadrupole electromagnet 25 that controls the convergence and divergence of the particle beam B.

それぞれの電磁石23~25は、真空ダクトDの外周を囲むように配置される。また、複数の電磁石23~25が、真空ダクトDが延びる方向に沿って並んでいる。なお、その他の装置または電磁石が、円形加速器3またはビーム輸送ライン4に設けられていても良い。 Each of the electromagnets 23-25 is arranged to surround the outer periphery of the vacuum duct D. Furthermore, multiple electromagnets 23-25 are lined up along the direction in which the vacuum duct D extends. Note that other devices or electromagnets may be provided in the circular accelerator 3 or the beam transport line 4.

図2に示すように、回転ガントリ5は、円筒形状を成す大型の装置である。この回転ガントリ5は、その円筒の回転軸Jが水平方向を向くように設置される。この回転軸Jを中心として回転ガントリ5が回転可能となっている。 As shown in FIG. 2, the rotating gantry 5 is a large cylindrical device. The rotating gantry 5 is installed so that the rotation axis J of the cylinder faces horizontally. The rotating gantry 5 can rotate around the rotation axis J.

また、回転ガントリ5の下部には、回転ガントリ5を回転可能な状態で支持する支持ローラ7と、この回転ガントリ5を回転軸J周りに回転させる回転駆動部としての駆動モータ8が設けられる。 In addition, support rollers 7 that support the rotating gantry 5 in a rotatable state and a drive motor 8 that serves as a rotation drive unit that rotates the rotating gantry 5 around the rotation axis J are provided below the rotating gantry 5.

なお、回転ガントリ5は、その外周に固定されたエンドリング9を介して支持ローラ7に支持される。駆動モータ8の回転駆動力は、支持ローラ7およびエンドリング9を介して回転ガントリ5に与えられる。 The rotating gantry 5 is supported by the support rollers 7 via end rings 9 fixed to its outer periphery. The rotational driving force of the drive motor 8 is applied to the rotating gantry 5 via the support rollers 7 and the end rings 9.

回転ガントリ5には、ビーム輸送ライン4から延長された真空ダクトDおよび偏向電磁石6が取り付けられる。回転ガントリ5において、真空ダクトDは、まず、回転ガントリ5の外部からその回転軸Jに沿って導かれ、回転ガントリ5の円筒外周側へ向けて一旦延びた後に、再び回転ガントリ5の内周側に向けて延びる。偏向電磁石6は、真空ダクトDに沿って粒子線ビームBの進行方向の変更するために用いられる。 A vacuum duct D and a bending electromagnet 6 are attached to the rotating gantry 5, which are extended from the beam transport line 4. In the rotating gantry 5, the vacuum duct D is first guided from the outside of the rotating gantry 5 along its rotation axis J, and after once extending toward the cylindrical outer periphery of the rotating gantry 5, it again extends toward the inner periphery of the rotating gantry 5. The bending electromagnet 6 is used to change the direction of travel of the particle beam B along the vacuum duct D.

また、真空ダクトDの端部には、ビーム輸送ライン4により導かれた粒子線ビームBを患者Pに向けて照射する照射ポート10が設けられる。この照射ポート10は、回転ガントリ5の内周面に固定されている。なお、粒子線ビームBは、回転軸Jに対して直交する方向に照射ポート10から照射される。 In addition, an irradiation port 10 is provided at the end of the vacuum duct D, which irradiates the particle beam B guided by the beam transport line 4 toward the patient P. This irradiation port 10 is fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5. The particle beam B is irradiated from the irradiation port 10 in a direction perpendicular to the rotation axis J.

なお、真空ダクトDにおいて、回転ガントリ5の回転軸Jに沿う部分には、回転機構が設けられ、この部分が回転ガントリ5の回転とともに回転するようになっている。 In addition, a rotation mechanism is provided in the vacuum duct D in the portion along the rotation axis J of the rotating gantry 5, and this portion rotates together with the rotation of the rotating gantry 5.

図3および図11に示すように、真空ダクトDの端部近傍には、スキャニング電磁石11が設けられる。このスキャニング電磁石11は、粒子線ビームBを、X方向に偏向走査するX偏向走査磁石とY方向に偏向走査するY偏向走査磁石とを有している。そして、スキャニング電磁石11は、粒子線ビームBを制御することで、細い粒子線ビームBを患者Pの患部形状に3次元的に合致させて走査することができる。つまり、照射ポート10から照射される粒子線ビームBは、ビーム進行方向に対して直交する2方向(X方向およびY方向)の所定の走査範囲Fに亘って走査が可能となっている。 As shown in Figures 3 and 11, a scanning electromagnet 11 is provided near the end of the vacuum duct D. This scanning electromagnet 11 has an X-deflection scanning magnet that deflects and scans the particle beam B in the X direction and a Y-deflection scanning magnet that deflects and scans the particle beam B in the Y direction. The scanning electromagnet 11 controls the particle beam B to scan the thin particle beam B by three-dimensionally matching it to the shape of the affected area of the patient P. In other words, the particle beam B irradiated from the irradiation port 10 can scan over a predetermined scanning range F in two directions (X direction and Y direction) perpendicular to the beam traveling direction.

図2に示すように、回転ガントリ5の内部には、粒子線治療を行う治療空間12が設けられる。患者Pは、この治療空間12に設けられた治療台13に載置される。この治療台13は、患者Pを載置した状態で移動可能となっている。この治療台13の移動によって患者Pを粒子線ビームBの照射位置に移動させて位置合わせを行うことができる。そのため、患者Pの病巣組織に最適な精度で粒子線ビームBを照射することができる。 As shown in FIG. 2, a treatment space 12 in which particle beam therapy is performed is provided inside the rotating gantry 5. The patient P is placed on a treatment table 13 provided in this treatment space 12. This treatment table 13 is movable with the patient P placed on it. By moving this treatment table 13, the patient P can be moved to the irradiation position of the particle beam B and aligned. Therefore, the particle beam B can be irradiated to the lesion tissue of the patient P with optimal accuracy.

また、回転ガントリ5を回転させることで、患者Pを中心として照射ポート10を回転させることができる。例えば、患者P(回転軸J)を中心として照射ポート10を、正面視で時計回りまたは反時計回りに180度ずつ回転させることができる。そして、患者Pの周囲のいずれの方向からも粒子線ビームBを照射させることができる。つまり、回転ガントリ5は、ビーム輸送ライン4により導かれた粒子線ビームBの患者Pに対する照射方向を変更可能な装置である。そのため、患者Pの負担を軽減しつつ、最適な方向から粒子線ビームBを正確に患部に照射することができる。 In addition, by rotating the rotating gantry 5, the irradiation port 10 can be rotated around the patient P. For example, the irradiation port 10 can be rotated 180 degrees clockwise or counterclockwise when viewed from the front around the patient P (rotation axis J). Then, the particle beam B can be irradiated from any direction around the patient P. In other words, the rotating gantry 5 is a device that can change the irradiation direction of the particle beam B guided by the beam transport line 4 to the patient P. Therefore, the particle beam B can be accurately irradiated to the affected area from the optimal direction while reducing the burden on the patient P.

粒子線ビームBは、患者Pの体内を通過する際に運動エネルギーを失って速度が低下するとともに、速度の二乗にほぼ反比例する抵抗を受け、ある一定の速度まで低下すると急激に停止する。この粒子線ビームBの停止点はブラッグピークと呼ばれ、高エネルギーが放出される。粒子線治療装置1は、このブラッグピークを患者Pの病巣組織(患部)の位置に合わせることにより、正常組織のダメージを抑えつつ、病巣組織のみを死滅させることができる。 As the particle beam B passes through the body of the patient P, it loses kinetic energy and slows down, and encounters resistance that is roughly inversely proportional to the square of the velocity, causing it to suddenly stop when it has slowed to a certain speed. This stopping point of the particle beam B is called the Bragg peak, and high energy is released from it. By aligning this Bragg peak with the position of the diseased tissue (affected area) of the patient P, the particle beam therapy device 1 can destroy only the diseased tissue while minimizing damage to normal tissue.

図2に示すように、回転ガントリ5の内部に設けられた治療空間12は、建屋14から繋がる治療室15と一体を成すように形成されている。この建屋14側の治療室15の床と壁と天井とが、治療空間12と連なるように設けられる。なお、治療台13は、建屋14側の治療室15の床に固定される。つまり、回転ガントリ5および照射ポート10が回転されても、治療台13の位置は変化しないようになっている。 As shown in FIG. 2, the treatment space 12 provided inside the rotating gantry 5 is formed to be integrated with the treatment room 15 connected to the building 14. The floor, walls, and ceiling of the treatment room 15 on the building 14 side are provided to be connected to the treatment space 12. The treatment table 13 is fixed to the floor of the treatment room 15 on the building 14 side. In other words, even if the rotating gantry 5 and irradiation port 10 are rotated, the position of the treatment table 13 does not change.

なお、患者Pは、治療室15を介して治療空間12に入る。この治療室15から照射ポート10を見たときに患者Pの視線方向G1に対向する面、つまり患者Pから見える面を照射ポート10の正面側とし、その反対側の面を照射ポート10の背面側として説明する。 The patient P enters the treatment space 12 through the treatment room 15. When the irradiation port 10 is viewed from the treatment room 15, the surface facing the line of sight G1 of the patient P, i.e., the surface visible to the patient P, will be described as the front side of the irradiation port 10, and the opposite side will be described as the back side of the irradiation port 10.

回転ガントリ5の内部には、内壁部16が設けられる。この内壁部16は、円盤状を成し、その周縁が、回転ガントリ5の内周面の全周に亘って設けられたサポート部17に支持される。この内壁部16は、サポート部17により周方向に回転自在に支持される。この内壁部16により、回転ガントリ5の内部が、治療空間12の部分とそれ以外の部分とに仕切られる。 An inner wall 16 is provided inside the rotating gantry 5. This inner wall 16 is disk-shaped, and its periphery is supported by a support portion 17 provided around the entire circumference of the inner circumferential surface of the rotating gantry 5. This inner wall 16 is supported by the support portion 17 so that it can rotate freely in the circumferential direction. This inner wall 16 divides the inside of the rotating gantry 5 into the treatment space 12 and the rest of the area.

内壁部16において、治療空間12と反対側の中央部には、逆回転同期モータ18が接続される。この逆回転同期モータ18は、回転ガントリ5の内周面に固定される。駆動モータ8の駆動力により回転ガントリ5が回転されたときに、逆回転同期モータ18が内壁部16を回転ガントリ5の回転方向とは逆方向に回転させる。 A reverse rotation synchronous motor 18 is connected to the center of the inner wall portion 16 on the opposite side to the treatment space 12. This reverse rotation synchronous motor 18 is fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5. When the rotating gantry 5 is rotated by the driving force of the drive motor 8, the reverse rotation synchronous motor 18 rotates the inner wall portion 16 in the direction opposite to the rotation direction of the rotating gantry 5.

例えば、回転ガントリ5を正面視で時計回りに回転させるときに、内壁部16を反時計回りに回転させる。このとき、回転ガントリ5の回転速度と内壁部16の回転速度とを同一にする。つまり、内壁部16は、回転ガントリ5が回転されても、見かけ上、静止しているようになる。なお、内壁部16の治療空間12側には、この内壁部16を治療空間12側から見えないように隠蔽する化粧壁19が設けられる。 For example, when the rotating gantry 5 rotates clockwise when viewed from the front, the inner wall portion 16 rotates counterclockwise. At this time, the rotation speed of the rotating gantry 5 and the rotation speed of the inner wall portion 16 are made the same. In other words, even when the rotating gantry 5 rotates, the inner wall portion 16 appears to be stationary. Note that a decorative wall 19 is provided on the treatment space 12 side of the inner wall portion 16 to conceal the inner wall portion 16 so that it cannot be seen from the treatment space 12 side.

回転ガントリ5の内部には、その一端側(前方側)に設けられた前方側の軌道レール20aと、他端側(後方側)に設けられた後方側の軌道レール20bと、これらの軌道レール20a,20bの間に架け渡される複数の移動床21とが設けられる。 Inside the rotating gantry 5, there are a front track rail 20a provided at one end (front side), a rear track rail 20b provided at the other end (rear side), and multiple moving floors 21 that are stretched between these track rails 20a, 20b.

移動床21は、前後方向に長い長方形の板状を成す部材である。これらの移動床21より治療空間12の床と壁と天井とが形成される。なお、前方側の軌道レール20aが建屋14側の治療室15の床と壁と天井に固定される。一方、後方側の軌道レール20bが、内壁部16に固定される。回転ガントリ5および照射ポート10が回転した場合であっても、前後の軌道レール20a,20bは、回転せずに静止される。 The movable floors 21 are rectangular plate-shaped members that are long in the front-to-rear direction. The floor, walls, and ceiling of the treatment space 12 are formed by these movable floors 21. The front track rail 20a is fixed to the floor, walls, and ceiling of the treatment room 15 on the building 14 side. Meanwhile, the rear track rail 20b is fixed to the inner wall portion 16. Even when the rotating gantry 5 and irradiation port 10 rotate, the front and rear track rails 20a, 20b remain stationary and do not rotate.

また、軌道レール20a,20bに架け渡された移動床21は、軌道レール20a,20bに沿って並び、かつ軌道レール20a,20bに沿って移動可能となっている。回転ガントリ5の回転とともに、照射ポート10が回転されると、この照射ポート10の回転に連れ立って移動床21が移動される。そして、照射ポート10がいずれの位置に移動されても、移動床21により治療空間12の床と壁と天井とが維持される。 The movable floor 21, which is suspended between the track rails 20a and 20b, is aligned along the track rails 20a and 20b and is movable along the track rails 20a and 20b. When the irradiation port 10 rotates along with the rotation of the rotating gantry 5, the movable floor 21 moves in conjunction with the rotation of the irradiation port 10. No matter which position the irradiation port 10 is moved to, the movable floor 21 maintains the floor, walls, and ceiling of the treatment space 12.

このように、治療空間12の床と壁と天井とが、化粧壁19と移動床21とにより形成されるので、治療空間12に居る患者Pには、回転ガントリ5を構成する機械的な部材が見えないようになっている。そのため、治療空間12の内装の見栄えを向上させることができる。また、患者Pに対して巨大な装置内部に居ることを感じさせないようにできるので、患者Pが心理的な圧迫感を生じることがない。 In this way, the floor, walls, and ceiling of the treatment space 12 are formed by the decorative walls 19 and the movable floor 21, so the mechanical components that make up the rotating gantry 5 are invisible to the patient P in the treatment space 12. This improves the appearance of the interior of the treatment space 12. In addition, the patient P does not feel that he or she is inside a huge device, so the patient P does not feel psychologically oppressed.

図3から図5は、照射ポート10の背面視における断面図である。なお、図3では、照射ポート10が患者Pの上方に配置されている場合を図示している。ここで、照射ポート10は、回転ガントリ5の回転とともに回転されるので、照射ポート10が患者Pの下方に配置される場合もある。その場合は、図3の照射ポート10の構成が上下反転される。説明の便宜上、照射ポート10が患者Pの上方に配置されている状態を定位置とし、図3から図5の紙面上側を照射ポート10の上方側として説明する。また、図6から図7は、照射ポート10の平面視における断面図である。なお、図6から図7の紙面上側を照射ポート10の正面側(前方側)として説明する。 Figures 3 to 5 are cross-sectional views of the irradiation port 10 in a rear view. Note that FIG. 3 illustrates a case where the irradiation port 10 is arranged above the patient P. Here, the irradiation port 10 rotates together with the rotation of the rotating gantry 5, so the irradiation port 10 may be arranged below the patient P. In that case, the configuration of the irradiation port 10 in FIG. 3 is inverted upside down. For convenience of explanation, the state where the irradiation port 10 is arranged above the patient P is taken as a fixed position, and the upper side of the paper of FIG. 3 to FIG. 5 is described as the upper side of the irradiation port 10. Also, FIG. 6 to FIG. 7 are cross-sectional views of the irradiation port 10 in a plan view. Note that the upper side of the paper of FIG. 6 to FIG. 7 is described as the front side (front side) of the irradiation port 10.

図3に示すように、照射ポート10の内部には、ビーム出射部30が設けられる。このビーム出射部30を介して粒子線ビームBを患者Pの患部Kに向けて照射する。なお、回転ガントリ5の回転に応じてビーム出射部30の患者Pに対する位置および向きを変更可能となっている。 As shown in FIG. 3, a beam emission section 30 is provided inside the irradiation port 10. A particle beam B is emitted toward the affected area K of the patient P through this beam emission section 30. The position and orientation of the beam emission section 30 with respect to the patient P can be changed according to the rotation of the rotating gantry 5.

このビーム出射部30は、ビーム輸送ライン4から延びる真空ダクトDの下流端部であり、真空ダクトDに沿って導かれた粒子線ビームBが大気中へ出射される部分である。このビーム出射部30を形成している真空ダクトDの下流端部の開口は、ポリイミドフィルムで閉塞され、真空ダクトDの内部を真空に保ったまま粒子線ビームBを出射させることができる。つまり、真空ダクトDの下流端部の開口は、粒子線ビームBが飛び出す薄膜の真空窓となっている。 This beam emission section 30 is the downstream end of the vacuum duct D extending from the beam transport line 4, and is the section where the particle beam B guided along the vacuum duct D is emitted into the atmosphere. The opening at the downstream end of the vacuum duct D that forms this beam emission section 30 is blocked with a polyimide film, and the particle beam B can be emitted while maintaining a vacuum inside the vacuum duct D. In other words, the opening at the downstream end of the vacuum duct D is a thin-film vacuum window through which the particle beam B emerges.

照射ポート10は、照射ポートカバー31と胴カバー32とを備える。さらに、照射ポート10は、照射ポートカバー31により覆われるビーム出射部30を備える。照射ポートカバー31は、患者Pに最も近接する背面視でほぼ正方形を成す部分である。胴カバー32は、背面視でほぼ台形を成す部分である。なお、照射ポートカバー31と胴カバー32とは、合成樹脂などの非金属材料(例えばGFRP)で形成されている。また、照射ポートカバー31と胴カバー32とは、回転ガントリ5の内周面に固定された架台33に取り付けられている。なお、回転ガントリ5の内部に配置される真空ダクトDは、照射ポートカバー31と胴カバー32により覆われる。 The irradiation port 10 includes an irradiation port cover 31 and a torso cover 32. The irradiation port 10 further includes a beam emission section 30 covered by the irradiation port cover 31. The irradiation port cover 31 is a portion closest to the patient P and forming an approximately square shape in rear view. The torso cover 32 is a portion forming an approximately trapezoid shape in rear view. The irradiation port cover 31 and the torso cover 32 are formed of a non-metallic material such as synthetic resin (e.g., GFRP). The irradiation port cover 31 and the torso cover 32 are attached to a stand 33 fixed to the inner peripheral surface of the rotating gantry 5. The vacuum duct D arranged inside the rotating gantry 5 is covered by the irradiation port cover 31 and the torso cover 32.

架台33は、複数本の金属フレームが組み合されることにより形成されている。また、真空ダクトDおよびスキャニング電磁石11は、架台33に支持されている。 The stand 33 is formed by combining multiple metal frames. The vacuum duct D and the scanning electromagnet 11 are supported by the stand 33.

ビーム出射部30の下方側には、線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とが設けられる。線量モニタ34は、ビーム出射部30から出射された粒子線ビームBの線量を計測する装置である。位置モニタ35は、ビーム出射部30から出射された粒子線ビームBの位置を計測する装置である。レンジシフタ36は、粒子線ビームBの飛翔距離(停止位置)を調整する装置である。つまり、レンジシフタ36は、ブラッグピークが生じる位置を患者Pの体内の深さ方向に調整する。 A dose monitor 34, a position monitor 35, and a range shifter 36 are provided below the beam extraction unit 30. The dose monitor 34 is a device that measures the dose of the particle beam B emitted from the beam extraction unit 30. The position monitor 35 is a device that measures the position of the particle beam B emitted from the beam extraction unit 30. The range shifter 36 is a device that adjusts the flight distance (stop position) of the particle beam B. In other words, the range shifter 36 adjusts the position where the Bragg peak occurs in the depth direction inside the body of the patient P.

線量モニタ34の内部には、粒子線ビームBの通過により電離されるガスが充填されている。そして、このガスが充填された空間に電極とワイヤが設けられている。粒子線ビームBが線量モニタ34を通過するとガスが電離され、電極とワイヤの間に電流が流れる。この原理を利用して粒子線ビームBの強度を計測する。 The dose monitor 34 is filled with a gas that is ionized when the particle beam B passes through it. An electrode and a wire are provided in the space filled with this gas. When the particle beam B passes through the dose monitor 34, the gas is ionized and a current flows between the electrode and the wire. This principle is used to measure the intensity of the particle beam B.

位置モニタ35の内部にも、粒子線ビームBの通過により電離されるガスが充填されている。そして、粒子線ビームBによりガスが電離され、電極とワイヤの間に電流が流れる原理を利用して粒子線ビームBの通過位置を計測する。 The inside of the position monitor 35 is also filled with a gas that is ionized by the passage of the particle beam B. The gas is ionized by the particle beam B, and the passing position of the particle beam B is measured by utilizing the principle that a current flows between an electrode and a wire.

照射ポート10の内部において、線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とが設けられる部分のさらに下方側には、第1エネルギー変調部41と第2エネルギー変調部42とが設けられる。第1および第2エネルギー変調部41,42は、通過する粒子線ビームBのブラッグピークが生じる範囲をビームの進行方向に拡げるための部材である。 Inside the irradiation port 10, below the portion where the dose monitor 34, the position monitor 35, and the range shifter 36 are provided, a first energy modulation unit 41 and a second energy modulation unit 42 are provided. The first and second energy modulation units 41 and 42 are members for expanding the range in which the Bragg peak of the passing particle beam B occurs in the direction of beam travel.

第1実施形態では、粒子線ビームBの上流側から下流側に向かって、スキャニング電磁石11、線量モニタ34、位置モニタ35、レンジシフタ36、第2エネルギー変調部42、第1エネルギー変調部41の順で並んでいる。つまり、第1エネルギー変調部41が患者Pに最も近接する位置に設けられる。なお、粒子線ビームBの上流側とは、患者Pから離れる側であり、粒子線ビームBの下流側とは、患者Pに近接される側である。例えば、図3では、紙面上側が上流側である。 In the first embodiment, the scanning electromagnet 11, the dose monitor 34, the position monitor 35, the range shifter 36, the second energy modulation unit 42, and the first energy modulation unit 41 are arranged in this order from the upstream side to the downstream side of the particle beam B. In other words, the first energy modulation unit 41 is provided at a position closest to the patient P. Note that the upstream side of the particle beam B is the side away from the patient P, and the downstream side of the particle beam B is the side close to the patient P. For example, in FIG. 3, the upper side of the paper is the upstream side.

第1および第2エネルギー変調部41,42は、スキャニング電磁石11と線量モニタ34と位置モニタ35とレンジシフタ36とを含む照射に関連する部品よりも下流側に設けられる。つまり、第1および第2エネルギー変調部41,42よりも下流側に照射に関連する部品が配置されない。なお、照射に関連する部品とは、粒子線ビームBの制御または計測に関する部品のことを示す。 The first and second energy modulation units 41, 42 are provided downstream of the components related to irradiation, including the scanning electromagnet 11, the dose monitor 34, the position monitor 35, and the range shifter 36. In other words, no components related to irradiation are located downstream of the first and second energy modulation units 41, 42. Note that the components related to irradiation refer to components related to the control or measurement of the particle beam B.

第1実施形態の第1および第2エネルギー変調部41,42は、平板状を成すリッジフィルタから成る。これら第1および第2エネルギー変調部41,42は、平面視で正方形状を成す(図7参照)。なお、リッジフィルタは、ミニリッジフィルタまたはリップルフィルタとも呼ばれることがあるが、これらの用語は同義である。 The first and second energy modulation sections 41, 42 in the first embodiment are made of flat ridge filters. These first and second energy modulation sections 41, 42 are square in plan view (see FIG. 7). Note that ridge filters are sometimes called mini-ridge filters or ripple filters, but these terms are synonymous.

第1エネルギー変調部41は、粒子線ビームBの照射時に常に粒子線ビームBの軌道上に配置される。また、第2エネルギー変調部42は、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置と第1エネルギー変調部41に重なる位置との間で移動可能となっている。つまり、第2エネルギー変調部42は、交換可能になっている。なお、第1実施形態において、粒子線ビームBの退避される位置とは、照射ポートカバー31の外部のことである。 The first energy modulation unit 41 is always positioned on the orbit of the particle beam B when the particle beam B is irradiated. The second energy modulation unit 42 is movable between a position where it is retracted from the orbit of the particle beam B and a position where it overlaps with the first energy modulation unit 41. In other words, the second energy modulation unit 42 is replaceable. In the first embodiment, the position where the particle beam B is retracted is outside the irradiation port cover 31.

図8に示すように、リッジフィルタとしての第1および第2エネルギー変調部41,42は、その表面に複数本のリッジバー43が形成されている。これらのリッジバー43は、側面視で山型形状(三角形状)を成し、平面視で直線状に延びる部分である。複数本のリッジバー43は、平面視で互いに平行を成すように配置される。つまり、複数本のリッジバー43が1次元方向に周期的に配置されている。なお、図8では、理解を助けるためにリッジバー43を拡大して図示してある。 As shown in FIG. 8, the first and second energy modulation sections 41, 42 serving as ridge filters have multiple ridge bars 43 formed on their surfaces. These ridge bars 43 are mountain-shaped (triangular) in side view and extend linearly in plan view. The multiple ridge bars 43 are arranged so as to be parallel to each other in plan view. In other words, the multiple ridge bars 43 are arranged periodically in one dimensional direction. Note that in FIG. 8, the ridge bars 43 are shown enlarged to aid understanding.

リッジバー43の幅寸法R1は、充分に小さいものとして形成する必要がある。このリッジバー43の幅寸法R1は、粒子線ビームBのビーム径以下に形成される。例えば、粒子線ビームBのビーム径寸法が1mmである場合に、リッジバー43の幅寸法R1は1mm以下に形成される。なお、第1および第2エネルギー変調部41,42のリッジバー43の幅寸法R1は、それぞれ異なっていても良い。 The width dimension R1 of the ridge bar 43 needs to be formed to be sufficiently small. The width dimension R1 of this ridge bar 43 is formed to be equal to or smaller than the beam diameter of the particle beam B. For example, when the beam diameter dimension of the particle beam B is 1 mm, the width dimension R1 of the ridge bar 43 is formed to be equal to or smaller than 1 mm. Note that the width dimension R1 of the ridge bars 43 of the first and second energy modulation sections 41, 42 may be different from each other.

図9に示すように、1つのリッジバー43は、複数の段部44が形成されることにより側面視で山型を成している。これらリッジバー43が形成されることで、リッジフィルタには、厚みを有する山部分と、薄い谷部分とが形成される。 As shown in FIG. 9, one ridge bar 43 has multiple steps 44 formed thereon, forming a mountain shape in side view. By forming these ridge bars 43, the ridge filter has thick mountain portions and thin valley portions.

例えば、山部分を通過した粒子線ビームB1は、谷部分を通過した粒子線ビームB2よりもエネルギーが減衰される。つまり、患者Pの体内において、山部分を通過した粒子線ビームB1は、谷部分を通過した粒子線ビームB2よりも浅い位置で停止される。このように、リッジフィルタは、リッジバー43によって各部分で厚みが異なることで、粒子線ビームBのエネルギーの分布を変化させることができる。 For example, the energy of particle beam B1 that passes through the peaks is attenuated more than that of particle beam B2 that passes through the valleys. In other words, within the body of patient P, particle beam B1 that passes through the peaks is stopped at a shallower position than particle beam B2 that passes through the valleys. In this way, the ridge filter can change the distribution of energy of particle beam B by varying the thickness at each portion due to the ridge bar 43.

図12は、粒子線ビームBの照射により患者Pの体組織に与える線量と深さとの関係を示すグラフである。縦軸は、粒子線ビームBに基づく線量を規格化した相対線量を示し、横軸は、患者Pの体表面からの深さを示す。このグラフにおいて、実線は、リッジフィルタを用いて照射した粒子線ビームBを示し、点線は、リッジフィルタを用いずに照射した粒子線ビームBを示す。患者Pの体内の所定の深さ範囲Q1にある患部Kに向けて粒子線ビームBを照射している。 Figure 12 is a graph showing the relationship between dose and depth given to the body tissue of patient P by irradiation with particle beam B. The vertical axis shows the relative dose normalized based on the dose based on particle beam B, and the horizontal axis shows the depth from the body surface of patient P. In this graph, the solid line shows particle beam B irradiated using a ridge filter, and the dotted line shows particle beam B irradiated without using a ridge filter. The particle beam B is irradiated toward the affected area K located in a predetermined depth range Q1 inside the body of patient P.

点線のグラフに示すように、リッジフィルタを通過していない場合の粒子線ビームBでは、ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲Q2、いわゆる幅が狭くなっている。これに対して、実線のグラフに示すように、リッジフィルタを通過した場合の粒子線ビームBでは、ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲Q2が拡がるようになる。つまり、粒子線ビームBがリッジフィルタを通過することで、ブラッグピークが拡幅されるようになる。 As shown by the dotted line graph, the depth range Q2 in which the Bragg peak occurs, or in other words the width, is narrow for particle beam B when it does not pass through the ridge filter. In contrast, as shown by the solid line graph, the depth range Q2 in which the Bragg peak occurs is wider for particle beam B when it passes through the ridge filter. In other words, when particle beam B passes through the ridge filter, the Bragg peak is broadened.

ブラッグピークの幅が狭い場合では、患部Kの範囲Q1の全体に亘って粒子線ビームBを照射するときに多数の照射を行わなければならない。これに対して、リッジフィルタによりブラッグピークが拡幅されることで、1回の照射で広い範囲にブラッグピークを生じさせることができるので、粒子線ビームBの照射回数を減らすことができる。つまり、粒子線ビームBの照射時間を短縮することができる。さらに、照射位置の誤差を緩和することができる。 When the width of the Bragg peak is narrow, multiple irradiations must be performed when irradiating the particle beam B over the entire range Q1 of the affected area K. In contrast, by broadening the Bragg peak using a ridge filter, a Bragg peak can be generated over a wide range with a single irradiation, so the number of irradiations of the particle beam B can be reduced. In other words, the irradiation time of the particle beam B can be shortened. Furthermore, errors in the irradiation position can be mitigated.

具体的には、図13に示すように、粒子線ビームBを照射するときには、患部Kに体内の深度方向に並ぶ複数層のスライス面80が設定される。そして、それぞれのスライス面80に対応する出力で粒子線ビームBが順次照射される。なお、スライス面80の間隔に対応するようにリッジフィルタが選択され、粒子線ビームBのブラッグピーク幅が設定される。つまり、照射対象となる患部Kごとにリッジフィルタが設定される。 Specifically, as shown in FIG. 13, when irradiating the particle beam B, multiple slice planes 80 arranged in the depth direction of the body are set on the affected area K. The particle beam B is then sequentially irradiated with the output corresponding to each slice plane 80. A ridge filter is selected to correspond to the spacing between the slice planes 80, and the Bragg peak width of the particle beam B is set. In other words, a ridge filter is set for each affected area K to be irradiated.

図14に示すように、スライス面80に粒子線ビームBが照射されるときの照射スポット81は、スライス面80に沿って走査される。この走査によって照射スポット81の位置が順次変更されることで、スライス面80の全体に亘って粒子線ビームBのエネルギーが付与される。さらに、全てのスライス面80に対して粒子線ビームBを照射することで、患部Kの全体に亘って粒子線ビームBのエネルギーが付与される。 As shown in FIG. 14, when the particle beam B is irradiated onto the slice surface 80, the irradiation spot 81 is scanned along the slice surface 80. The position of the irradiation spot 81 is sequentially changed by this scanning, so that the energy of the particle beam B is imparted to the entire slice surface 80. Furthermore, by irradiating the particle beam B onto all slice surfaces 80, the energy of the particle beam B is imparted to the entire affected area K.

図9に示すように、リッジバー43においてそれぞれの段部44の高さ寸法R2と幅寸法R3は、一定の寸法でなくても良く、粒子線ビームBにより生じるブラッグピークに合わせて適宜設定される。それぞれの段部44の高さ寸法R2と幅寸法R3は、通過する粒子線ビームBの線量がガウス分布を示すように設定される。 As shown in FIG. 9, the height dimension R2 and width dimension R3 of each step 44 in the ridge bar 43 do not have to be constant, but are appropriately set in accordance with the Bragg peak generated by the particle beam B. The height dimension R2 and width dimension R3 of each step 44 are set so that the dose of the passing particle beam B exhibits a Gaussian distribution.

図17、図18および図19を用いてエネルギー変調部41,42とガウス分布91,92のグラフとの関係を説明する。グラフの横軸は深さ方向を示す。ここで、図17に示すように、第1エネルギー変調部41は、単体で用いた場合であっても、粒子線ビームBの線量がガウス分布91を示すように設定される。第1エネルギー変調部41を単体で用いた場合には、段部44のそれぞれに対応したブラッグピーク93により実際にはガウス分布91に近似したエネルギー分布95を生じさせる。 The relationship between the energy modulation units 41, 42 and the graphs of Gaussian distributions 91, 92 will be explained using Figures 17, 18, and 19. The horizontal axis of the graphs indicates the depth direction. Here, as shown in Figure 17, the first energy modulation unit 41 is set so that the dose of the particle beam B shows a Gaussian distribution 91 even when used alone. When the first energy modulation unit 41 is used alone, an energy distribution 95 that actually approximates the Gaussian distribution 91 is generated by the Bragg peaks 93 corresponding to each of the steps 44.

図18に示すように、第2エネルギー変調部42を単体で用いた場合には、段部44のそれぞれに対応したブラッグピーク94aによりエネルギー分布96aを生じさせるが、隣り合う間隔が広いため、滑らかなエネルギー分布96aとはならない。つまり、エネルギー分布96aはガウス分布92に近似しない。 As shown in FIG. 18, when the second energy modulation section 42 is used alone, an energy distribution 96a is generated by the Bragg peaks 94a corresponding to each of the steps 44, but because the spacing between adjacent peaks is wide, the energy distribution 96a is not smooth. In other words, the energy distribution 96a does not approximate a Gaussian distribution 92.

図19に示すように、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41と組み合わせて使用することで、粒子線ビームBの線量がガウス分布92を示すように設定される。つまり、第1エネルギー変調部41は、通過する粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅することにより第2エネルギー変調部42で形成されるブラッグピークの拡幅を補うようになっている。このようにすれば、必要とする幅のブラッグピークを生じさせることができる。2枚のエネルギー変調部41,42を用いた場合には、ブラッグピーク94bにより、実際にはガウス分布92に近似したエネルギー分布96bを生じさせる。 As shown in FIG. 19, the second energy modulation unit 42 is set to have the dose of the particle beam B exhibit a Gaussian distribution 92 when used in combination with the first energy modulation unit 41. In other words, the first energy modulation unit 41 compensates for the widening of the Bragg peak formed by the second energy modulation unit 42 by widening the Bragg peak of the particle beam B passing through it. In this way, a Bragg peak of the required width can be generated. When two energy modulation units 41, 42 are used, the Bragg peak 94b actually generates an energy distribution 96b that is close to the Gaussian distribution 92.

例えば、必要とするブラッグピークの幅が、1mm、2mm、3mm、4mmの4種類である場合に、照射ポート10に常に配置される第1エネルギー変調部41は、最も小さい1mmに対応するものとする。ここで、3種類の第2エネルギー変調部42を適宜交換することで、1mm、2mm、3mm、4mmのいずれのブラッグピークの幅にも対応できるようにする。 For example, if the required Bragg peak widths are 1 mm, 2 mm, 3 mm, and 4 mm, the first energy modulation unit 41 that is always placed in the irradiation port 10 corresponds to the smallest width of 1 mm. Here, by appropriately replacing the three types of second energy modulation units 42, it is possible to accommodate any of the Bragg peak widths of 1 mm, 2 mm, 3 mm, and 4 mm.

なお、リッジフィルタにリッジバー43を形成するときには、リッジフィルタの元となる平板の表面をドリルで削り、それぞれの段部44を形成する。つまり、削り出し加工によりリッジバー43が形成される。リッジバー43は、幅および高さが数ミリの微小な部分であり、かつ精度を要する部分であるため、リッジバー43が高くなるほど、その加工が困難になる。 When forming the ridge bar 43 on the ridge filter, the surface of the flat plate that is the base of the ridge filter is cut with a drill to form each step 44. In other words, the ridge bar 43 is formed by a cutting process. The ridge bar 43 is a very small part with a width and height of only a few millimeters, and requires precision, so the higher the ridge bar 43, the more difficult it is to process.

具体的には、リッジバー43の構成により変化するブラッグピークは、それぞれの段部44の寸法により異なる。ここで、図15および図16を参照して段部44a,44bの寸法とブラッグピークとの関係を説明する。図15は、リッジバー43の寸法が異なるそれぞれの段部44a,44bを示す。図16は、それぞれの段部44a,44bに対応するブラッグピークを示す。このグラフの横軸は深さ方向を示す。 Specifically, the Bragg peak, which varies depending on the configuration of the ridge bar 43, differs depending on the dimensions of each step 44. Here, the relationship between the dimensions of the steps 44a, 44b and the Bragg peak will be explained with reference to Figures 15 and 16. Figure 15 shows the steps 44a, 44b of the ridge bar 43, which have different dimensions. Figure 16 shows the Bragg peaks corresponding to the steps 44a, 44b. The horizontal axis of this graph indicates the depth direction.

図15に示すように、最も高い高さ寸法R6を有する段部44aと、これよりも低い高さ寸法R7を有する段部44bを例示する。それぞれの段部44a,44bの寸法は、目的とするブラッグピーク83,84に応じて適宜設定される。 As shown in FIG. 15, a step 44a having the highest height dimension R6 and a step 44b having a lower height dimension R7 are illustrated. The dimensions of each step 44a, 44b are appropriately set according to the target Bragg peaks 83, 84.

図16では、リッジフィルタを用いていないときのブラッグピーク82と、高い段部44aを通過したときのブラッグピーク83と、低い段部44bを通過したときのブラッグピーク84とのグラフを示している。このグラフに示すように、リッジフィルタを用いていないときのブラッグピーク82よりも、低い段部44bを通過したときのブラッグピーク84が浅い位置に変位している。また、高い段部44aを通過したときのブラッグピーク83がさらに浅い位置に変位している。このように、所定のガウス分布90を生じさせるためには、これらのブラッグピーク83,84を適宜設定する必要がある。 Figure 16 shows a graph of Bragg peak 82 when a ridge filter is not used, Bragg peak 83 when passing through high step 44a, and Bragg peak 84 when passing through low step 44b. As shown in this graph, Bragg peak 84 when passing through low step 44b is displaced to a shallower position than Bragg peak 82 when a ridge filter is not used. Furthermore, Bragg peak 83 when passing through high step 44a is displaced to an even shallower position. Thus, in order to generate a specified Gaussian distribution 90, it is necessary to set these Bragg peaks 83, 84 appropriately.

図15に示すように、高い段部44aの幅寸法R8は、低い段部44bの幅寸法R9よりも、狭くなるように形成する必要がある。つまり、段部44aは、高さ寸法R6が高くなるに連れてその幅寸法R8が狭くなる。そのため、リッジバー43が高くなるほど、その加工が困難になる。 As shown in FIG. 15, the width dimension R8 of the high step 44a must be narrower than the width dimension R9 of the low step 44b. In other words, the width dimension R8 of the step 44a narrows as the height dimension R6 increases. Therefore, the higher the ridge bar 43, the more difficult it is to process it.

図10に示すように、第1エネルギー変調部41のリッジバー43の高さ寸法R4は、第2エネルギー変調部42のリッジバー43の高さ寸法R5よりも低くなっている。このようにすれば、リッジバー43の工作精度を維持することができる。また、第1エネルギー変調部41のリッジバー43および第2エネルギー変調部42のリッジバー43のそれぞれの高さ寸法をR4,R5を抑えることができる。例えば、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅する場合には、リッジバー43を高くする必要があるが、リッジバー43を高くしようとすると、リッジバー43が細長くなるので工作が難しくなる。本実施形態では、2枚のリッジフィルタを用いて、それぞれのリッジバー43の高さ寸法をR4,R5を抑えることで、ブラッグピークを拡幅しつつ、リッジバーの工作精度を維持することができる。 As shown in FIG. 10, the height dimension R4 of the ridge bar 43 of the first energy modulation section 41 is lower than the height dimension R5 of the ridge bar 43 of the second energy modulation section 42. In this way, the machining precision of the ridge bar 43 can be maintained. In addition, the height dimensions R4 and R5 of the ridge bar 43 of the first energy modulation section 41 and the ridge bar 43 of the second energy modulation section 42 can be suppressed. For example, when widening the Bragg peak of the particle beam B, it is necessary to make the ridge bar 43 tall, but if the ridge bar 43 is made tall, it becomes elongated and difficult to machine. In this embodiment, by using two ridge filters and suppressing the height dimensions R4 and R5 of each ridge bar 43, the machining precision of the ridge bar can be maintained while widening the Bragg peak.

第1実施形態では、第1エネルギー変調部41は、単体でブラッグピークの拡幅が可能な性質を有する。このようにすれば、第1エネルギー変調部41を単体でブラッグピークの拡幅に使用することができる。また、第2エネルギー変調部42は、単体でブラッグピークの拡幅が不可能であり、第1エネルギー変調部41と重なることでブラッグピークの拡幅が可能な性質を有する。このようにすれば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する必要がないので、単体で用いる場合と比べて第2エネルギー変調部42の工作精度を落としてコストダウンを図ることができる。さらに第1エネルギー変調部41と第2エネルギー変調部42との組み合せの態様を単純化でき、第2エネルギー変調部42の交換手順の簡素化、装置の簡略化を図ることができる。 In the first embodiment, the first energy modulation unit 41 has a property that it can widen the Bragg peak by itself. In this way, the first energy modulation unit 41 can be used by itself to widen the Bragg peak. In addition, the second energy modulation unit 42 has a property that it cannot widen the Bragg peak by itself, but can widen the Bragg peak by overlapping with the first energy modulation unit 41. In this way, since there is no need to use the second energy modulation unit 42 by itself, the machining accuracy of the second energy modulation unit 42 can be lowered compared to when it is used by itself, thereby reducing costs. Furthermore, the combination of the first energy modulation unit 41 and the second energy modulation unit 42 can be simplified, and the replacement procedure for the second energy modulation unit 42 can be simplified, and the device can be simplified.

例えば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する場合において、所定のブラッグピーク幅から別のブラッグピーク幅へと変更する際に、第1エネルギー変調部41を取り外し、代わりに第2エネルギー変調部42を組み込む、という2段階の手順が必要となる。一方、第1実施形態では、同様の変更を、第1エネルギー変調部41はそのままで、第2エネルギー変調部42を組み込む、という1段階の手順で済む。 For example, when the second energy modulation unit 42 is used alone, changing from a given Bragg peak width to another Bragg peak width requires a two-step procedure of removing the first energy modulation unit 41 and incorporating the second energy modulation unit 42 instead. On the other hand, in the first embodiment, a similar change can be made in a single step of leaving the first energy modulation unit 41 as is and incorporating the second energy modulation unit 42.

さらに、例えば、第2エネルギー変調部42を単体で使用する場合において、第1エネルギー変調部41を取り外す可能性があるため、それぞれに対応する挿入および退避のための機構が必要となる。一方、第1実施形態では、第2エネルギー変調部42のみに対応する挿入および退避のための機構があればよく、部品点数を少なくできる。 Furthermore, for example, when the second energy modulation unit 42 is used alone, there is a possibility that the first energy modulation unit 41 may be removed, and therefore a mechanism for inserting and retracting the corresponding parts is required. On the other hand, in the first embodiment, it is sufficient to have a mechanism for inserting and retracting the corresponding part only for the second energy modulation unit 42, and the number of parts can be reduced.

第1実施形態の第1および第2エネルギー変調部41,42は、アルミニウムで形成されたリッジフィルタから成る。このようにすれば、第1および第2エネルギー変調部41,42を薄く形成することができる。 The first and second energy modulation sections 41, 42 in the first embodiment are made of ridge filters made of aluminum. In this way, the first and second energy modulation sections 41, 42 can be made thin.

なお、第1および第2エネルギー変調部41,42は、アクリルで形成されたリッジフィルタであっても良い。このようにすれば、工作が容易となるので、第1および第2エネルギー変調部41,42の製造コストを低減することができる。 The first and second energy modulation sections 41 and 42 may be ridge filters made of acrylic. This makes fabrication easier, and reduces the manufacturing costs of the first and second energy modulation sections 41 and 42.

なお、第1実施形態のリッジフィルタのリッジバー43は、側面視で山型形状(二等辺三角形状)を成しているが、リッジフィルタの各部分の厚みを異ならせるものであれば、リッジバー43が山型形状以外でも良い。例えば、リッジバーが半円形状、直角三角形状、四角形状、または台形状を成していても良い。 The ridge bar 43 of the ridge filter of the first embodiment has a mountain shape (isosceles triangle shape) in side view, but the ridge bar 43 may have a shape other than a mountain shape as long as the thickness of each part of the ridge filter is made different. For example, the ridge bar may have a semicircular shape, a right-angled triangle shape, a square shape, or a trapezoid shape.

図11に示すように、第1および第2エネルギー変調部41,42は、互いに上下に重ねて配置されるが、それぞれのリッジバー43の向きが90°異なるように配置される。例えば、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸(X方向、-X方向、Y方向、-Y方向)のうち、第1エネルギー変調部41のリッジバー43がY軸に沿うように延びる場合に、第2エネルギー変調部42のリッジバー43がX軸に沿うように延びる。つまり、平面視で第1および第2エネルギー変調部41,42のリッジバー43が互いに交差する。このようにすれば、通過する粒子線ビームBの線量が適切なガウス分布を示すようになる。 As shown in FIG. 11, the first and second energy modulation units 41, 42 are arranged one above the other, but the orientation of each ridge bar 43 is arranged to differ by 90°. For example, of the four axes (X direction, -X direction, Y direction, -Y direction) extending in all directions in the radial direction of the beam with the particle beam B at the center, when the ridge bar 43 of the first energy modulation unit 41 extends along the Y axis, the ridge bar 43 of the second energy modulation unit 42 extends along the X axis. In other words, the ridge bars 43 of the first and second energy modulation units 41, 42 intersect with each other in a planar view. In this way, the dose of the passing particle beam B shows an appropriate Gaussian distribution.

図4に示すように、照射ポートカバー31は、断面視でU字状を成し、その底部に第1エネルギー変調部41が配置される。この第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31の底部の裏面、つまり患者Pから見えない面に設けられる。 As shown in FIG. 4, the irradiation port cover 31 has a U-shape in cross section, and the first energy modulation unit 41 is disposed at the bottom of the U-shape. The first energy modulation unit 41 is provided on the back surface of the bottom of the irradiation port cover 31, that is, on the surface that is not visible to the patient P.

照射ポートカバー31の裏面には、第1エネルギー変調部41の縁辺を保持する接続部37が形成されている。この接続部37により第1エネルギー変調部41が照射ポートカバー31の患者Pに最も近接する部分に対応して設けられる。第1エネルギー変調部41は、接続部37に対してネジを用いて固定しても良い。なお、接続部37は、第1エネルギー変調部の位置を規定する位置規定部となっている。このようにすれば、第1エネルギー変調部41を照射ポートカバー31に対応する位置に設けることができる。 A connection part 37 that holds the edge of the first energy modulation part 41 is formed on the back surface of the irradiation port cover 31. This connection part 37 allows the first energy modulation part 41 to be provided in correspondence with the part of the irradiation port cover 31 that is closest to the patient P. The first energy modulation part 41 may be fixed to the connection part 37 using a screw. The connection part 37 serves as a position determination part that determines the position of the first energy modulation part. In this way, the first energy modulation part 41 can be provided in a position that corresponds to the irradiation port cover 31.

第1実施形態の位置規定部としての接続部37は、第1エネルギー変調部41の縁辺に係合される係合片を成す。つまり、位置規定部は、照射ポートカバー31における第1エネルギー変調部41が配置される形状を成す部分である。このようにすれば、照射ポートカバー31に第1エネルギー変調部41が配置されるので、第1エネルギー変調部41の位置を正確に規定することができる。 The connection portion 37 as the position determination portion in the first embodiment forms an engagement piece that engages with the edge of the first energy modulation portion 41. In other words, the position determination portion is a portion of the irradiation port cover 31 that forms a shape in which the first energy modulation portion 41 is disposed. In this way, the first energy modulation portion 41 is disposed on the irradiation port cover 31, so that the position of the first energy modulation portion 41 can be accurately determined.

リッジフィルタには、粒子線ビームBを散乱させてしまうという副次的な性質がある。なお、散乱とは、粒子線ビームBの直径のサイズが拡がることを示す。粒子線ビームBが散乱されると、リッジフィルタから下流側に離れるに連れて、その直径が大きくなってしまう。これに対して、第1実施形態では、第1エネルギー変調部41の位置が、照射ポートカバー31の患者Pに最も近接する部分とほぼ一致するので、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームBの径方向の拡がりを最小限に抑えることができる。つまり、患部Kへの線量集中性を高めることができる。 The ridge filter has a secondary property of scattering the particle beam B. Here, scattering refers to the expansion of the diameter of the particle beam B. When the particle beam B is scattered, its diameter increases as it moves away from the ridge filter downstream. In contrast, in the first embodiment, the position of the first energy modulation unit 41 is approximately the same as the part of the irradiation port cover 31 that is closest to the patient P, so that it is possible to minimize the radial expansion of the particle beam B while expanding the Bragg peak of the particle beam B. In other words, it is possible to improve the dose concentration on the affected area K.

なお、第1実施形態では、複数のエネルギー変調部41,42が粒子線ビームBの軌道に沿って並んで配置されているが、少なくとも1つのエネルギー変調部41が照射ポートカバー31に対応して設けられていれば良い。このようにすれば、複数のエネルギー変調部41,42により目的とするブラッグピークに対応できるので、個々のエネルギー変調部41,42の製造が容易になる。 In the first embodiment, the multiple energy modulation units 41, 42 are arranged side by side along the trajectory of the particle beam B, but it is sufficient that at least one energy modulation unit 41 is provided corresponding to the irradiation port cover 31. In this way, the multiple energy modulation units 41, 42 can correspond to the target Bragg peak, making it easier to manufacture the individual energy modulation units 41, 42.

第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31に支持されている。なお、照射ポートカバー31は、所定の接続治具を用いて架台33に対して着脱可能に取り付けられる。メンテナンス時において、第1エネルギー変調部41の取付作業または交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31を架台33から取り外してから作業を行うようにしている。この第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31とともに架台33に着脱可能に支持される。このようにすれば、照射ポートカバー31とともに第1エネルギー変調部41が着脱されるので、第1エネルギー変調部41のメンテナンス作業を容易に行うことができる。 The first energy modulation unit 41 is supported by the irradiation port cover 31. The irradiation port cover 31 is detachably attached to the stand 33 using a predetermined connecting tool. During maintenance, when installing or replacing the first energy modulation unit 41, the irradiation port cover 31 is removed from the stand 33 before the work is performed. The first energy modulation unit 41 is detachably supported by the stand 33 together with the irradiation port cover 31. In this way, the first energy modulation unit 41 can be attached and detached together with the irradiation port cover 31, so that maintenance work on the first energy modulation unit 41 can be easily performed.

第1エネルギー変調部41は、照射ポートカバー31に固定的に配置され、患者P毎に交換する必要がない部材となっている。つまり、第1エネルギー変調部41は、患部Kに必要なブラッグピーク幅に関係なく、粒子線ビームBの照射時に常に粒子線ビームBの軌道上に配置される部材となっている。これに対して、第2エネルギー変調部42は、患部Kに必要なブラッグピーク幅に応じて交換可能な部材となっている。 The first energy modulation unit 41 is fixedly disposed on the irradiation port cover 31 and is a component that does not need to be replaced for each patient P. In other words, the first energy modulation unit 41 is a component that is always disposed on the trajectory of the particle beam B when the particle beam B is irradiated, regardless of the Bragg peak width required for the affected area K. In contrast, the second energy modulation unit 42 is a component that can be replaced depending on the Bragg peak width required for the affected area K.

図4および図6に示すように、照射ポートカバー31を背面から見たときの右側の側面には、開口部38が開口されている。この開口部38の縦寸法M1および横寸法M2(開口寸法)は、第2エネルギー変調部42が通過可能な寸法となっている。このようにすれば、メンテナンス時に照射ポートカバー31を取り外さずに、開口部38を介して第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31に対して出し入れすることができる。 As shown in Figures 4 and 6, an opening 38 is provided on the right side of the irradiation port cover 31 when viewed from the back. The vertical dimension M1 and horizontal dimension M2 (opening dimensions) of this opening 38 are dimensions that allow the second energy modulation unit 42 to pass through. In this way, the second energy modulation unit 42 can be inserted and removed from the irradiation port cover 31 through the opening 38 without removing the irradiation port cover 31 during maintenance.

照射ポートカバー31の内部には、第2エネルギー変調部42の挿入および退避を案内するガイド部45が設けられる。また、ガイド部45の少なくとも一部を保持し、ガイド部45を開口部38から出し入れさせる移動保持部46が設けられる。なお、移動保持部46は、架台33に固定されている。ガイド部45は、移動保持部46に対して移動可能に保持される。移動保持部46は、水平方向に延びるレールであり、ガイド部45は、このレールに沿って水平方向に移動可能となっている。 A guide section 45 that guides the insertion and withdrawal of the second energy modulation section 42 is provided inside the irradiation port cover 31. A moving holding section 46 that holds at least a part of the guide section 45 and moves the guide section 45 in and out of the opening 38 is also provided. The moving holding section 46 is fixed to the stand 33. The guide section 45 is held movably relative to the moving holding section 46. The moving holding section 46 is a rail that extends horizontally, and the guide section 45 is movable horizontally along this rail.

なお、ガイド部45が照射ポートカバー31の内部に収納されたときに、第2エネルギー変調部42が配置される部分が、配置部47(接続部)となっている。この配置部47は、粒子線ビームBの軌道上の位置に設けられている。ガイド部45は、粒子線ビームBの軌道上の位置(配置部47)と、この軌道上から退避される位置との間で、第2エネルギー変調部42を移動させる。 When the guide unit 45 is stored inside the irradiation port cover 31, the portion where the second energy modulation unit 42 is placed is the placement unit 47 (connection unit). This placement unit 47 is provided at a position on the trajectory of the particle beam B. The guide unit 45 moves the second energy modulation unit 42 between a position on the trajectory of the particle beam B (placement unit 47) and a position where it is retracted from this trajectory.

また、ガイド部45は、照射ポートカバー31の内部に収納されたときに、移動保持部46が備える所定の固定機構により固定される。そのため、回転ガントリ5の回転とともに照射ポート10が傾いても、ガイド部45の架台33に対する固定状態を維持することができる。 When the guide section 45 is stored inside the irradiation port cover 31, it is fixed by a predetermined fixing mechanism provided in the moving holder 46. Therefore, even if the irradiation port 10 tilts with the rotation of the rotating gantry 5, the guide section 45 can be maintained in a fixed state relative to the frame 33.

照射ポートカバー31には、開口部38を閉塞する蓋部39が設けられる。ガイド部45を出し入れさせるときには、蓋部39を開放する。なお、本実施形態では、蓋部39を開閉させる蓋駆動部51とガイド部45を駆動させるガイド駆動部52が設けられる(図20参照)。 The irradiation port cover 31 is provided with a lid portion 39 that closes the opening 38. When the guide portion 45 is inserted or removed, the lid portion 39 is opened. In this embodiment, a lid drive unit 51 that opens and closes the lid portion 39 and a guide drive unit 52 that drives the guide portion 45 are provided (see FIG. 20).

図4および図6に示すように、照射ポートカバー31の開口部38の近傍には、操作部40が設けられる。この操作部40を作業者が操作することで、蓋部39またはガイド部45が駆動される。また、ガイド部45には、第2エネルギー変調部42を拘束するラッチ部48(接続部)が設けられる。なお、本実施形態では、ラッチ部48を駆動させるラッチ駆動部53が設けられる(図20参照)。作業者が操作部40を操作することで、ラッチ部48による第2エネルギー変調部42の拘束と解除が自動的に行えるようになっている。このようにすれば、メンテナンスの作業者が照射ポートカバー31の外部からラッチ部48の拘束を解除することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 As shown in Figs. 4 and 6, an operating unit 40 is provided near the opening 38 of the irradiation port cover 31. When an operator operates this operating unit 40, the cover unit 39 or the guide unit 45 is driven. In addition, a latch unit 48 (connection unit) that restrains the second energy modulation unit 42 is provided on the guide unit 45. In this embodiment, a latch drive unit 53 that drives the latch unit 48 is provided (see Fig. 20). When an operator operates the operating unit 40, the second energy modulation unit 42 can be automatically restrained and released by the latch unit 48. In this way, a maintenance worker can release the restraint of the latch unit 48 from outside the irradiation port cover 31, improving maintainability.

ラッチ部48は、第2エネルギー変調部42を上下方向から挟み込み、かつ第2エネルギー変調部42の複数箇所を拘束する。このようにすれば、回転ガントリ5の回転により照射ポート10の上下が反転されても、第2エネルギー変調部42のガイド部45に対する固定状態を維持することができる。 The latch section 48 clamps the second energy modulation section 42 from above and below, and restrains multiple points of the second energy modulation section 42. In this way, even if the irradiation port 10 is turned upside down by the rotation of the rotating gantry 5, the second energy modulation section 42 can remain fixed to the guide section 45.

なお、第2エネルギー変調部42の全体が開口部38から引き出される必要はなく、第2エネルギー変調部42の一部が開口部38から引き出されれば良い。また、作業者が開口部38から手を差し入れて、第2エネルギー変調部42にアクセスし、着脱作業を行うようにしても良い。 It should be noted that the entire second energy modulation unit 42 does not need to be pulled out from the opening 38, but only a portion of the second energy modulation unit 42 needs to be pulled out from the opening 38. Also, an operator may insert his or her hand through the opening 38 to access the second energy modulation unit 42 and perform the attachment/detachment work.

図5および図7に示すように、配置部47に配置された第2エネルギー変調部42を、交換用の第2エネルギー変調部42’と交換する場合には、作業者が操作部40を操作することで、蓋部39が駆動されて開口部38が自動的に開放される。さらに、ガイド部45が駆動されて開口部38から第2エネルギー変調部42が自動的に引き出される。そして、作業者が操作部40を操作することでラッチ部48を解除し、ガイド部45から第2エネルギー変調部42を取り外す。その後、交換用の第2エネルギー変調部42’をガイド部45に取り付け、再びラッチ部48により第2エネルギー変調部42を拘束させる。そして、作業者が操作部40を操作することで、ガイド部45が自動的に照射ポートカバー31の内部に戻り、蓋部39により開口部38が閉塞される。 As shown in Figs. 5 and 7, when the second energy modulation unit 42 arranged in the arrangement section 47 is replaced with a replacement second energy modulation unit 42', the operator operates the operation section 40 to drive the lid section 39 and automatically open the opening 38. Furthermore, the guide section 45 is driven to automatically pull out the second energy modulation unit 42 from the opening 38. The operator then operates the operation section 40 to release the latch section 48 and remove the second energy modulation unit 42 from the guide section 45. Thereafter, the replacement second energy modulation unit 42' is attached to the guide section 45, and the latch section 48 again restrains the second energy modulation unit 42. The operator then operates the operation section 40 to automatically return the guide section 45 to the inside of the irradiation port cover 31, and the opening 38 is closed by the lid section 39.

第1実施形態では、移動保持部46に沿ってガイド部45が移動されるので、作業者は、このガイド部45を介して第2エネルギー変調部の出し入れを容易に行うことができる。 In the first embodiment, the guide section 45 moves along the moving holder 46, so the worker can easily insert and remove the second energy modulation section via this guide section 45.

なお、架台33には、ガイド部45が定位置に存在することを検出する位置検出センサ54が設けられている。つまり、位置検出センサ54により第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたことを確認することができる。また、ラッチ部48には、第2エネルギー変調部42が適切に拘束されていることを検出するとラッチセンサ55が設けられている。 The stand 33 is provided with a position detection sensor 54 that detects that the guide section 45 is in a fixed position. In other words, the position detection sensor 54 can confirm that the second energy modulation section 42 has been placed in the placement section 47. The latch section 48 is also provided with a latch sensor 55 that detects that the second energy modulation section 42 is appropriately restrained.

第1実施形態では、ラッチセンサ55により第2エネルギー変調部42が適切に拘束されたことを確認し、かつ位置検出センサ54により第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたことを確認する。 In the first embodiment, the latch sensor 55 confirms that the second energy modulation unit 42 is appropriately restrained, and the position detection sensor 54 confirms that the second energy modulation unit 42 is placed in the placement section 47.

第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されているときに、ラッチ部48により第2エネルギー変調部42が拘束されるので、第2エネルギー変調部42が配置部47から位置ずれを起こすことがなくなる。 When the second energy modulation unit 42 is placed in the placement section 47, the second energy modulation unit 42 is restrained by the latch section 48, so that the second energy modulation unit 42 does not become misaligned from the placement section 47.

第1エネルギー変調部41には、第1タグ56が取り付けられているとともに、第2エネルギー変調部42には、第2タグ57が取り付けられている。これら第1および第2タグ56,57は、RFIDタグで構成されている。これら第1および第2タグ56,57には、それぞれのエネルギー変調部41,42を識別可能な識別情報が記憶されている。さらに、架台33には、第1タグ56を読み取る非接触式の第1タグ読取部58が設けられるとともに、第2タグ57を読み取る非接触式の第2タグ読取部59が設けられる。 A first tag 56 is attached to the first energy modulation unit 41, and a second tag 57 is attached to the second energy modulation unit 42. These first and second tags 56, 57 are composed of RFID tags. These first and second tags 56, 57 store identification information that can identify the respective energy modulation units 41, 42. Furthermore, the stand 33 is provided with a non-contact first tag reader 58 that reads the first tag 56, and a non-contact second tag reader 59 that reads the second tag 57.

第2エネルギー変調部42は、患部Kの深さ位置に応じて交換される部材である。そこで、第2タグ57の識別情報を読み取ることで、適切な第2エネルギー変調部42がセットされているか否かを確認することができる。この確認により、作業者が間違った第2エネルギー変調部42をセットした場合であっても、所定の報知を行って作業者に知らせることができる。なお、第1タグ56の識別情報を読み取ることで、適切な第1エネルギー変調部41がセットされているか否かを確認することができる。 The second energy modulation unit 42 is a component that is replaced depending on the depth position of the affected area K. Therefore, by reading the identification information of the second tag 57, it is possible to confirm whether or not the appropriate second energy modulation unit 42 has been set. By this confirmation, even if the operator sets the wrong second energy modulation unit 42, a specified notification can be issued to notify the operator. It is also possible to confirm whether or not the appropriate first energy modulation unit 41 has been set by reading the identification information of the first tag 56.

第1実施形態では、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31の内部から開口部38を介して一方向のみに出し入れされる。この第2エネルギー変調部42が出し入れされる方向を特定方向と称する。つまり、開口部38は、照射ポートカバー31の特定方向に対応する部分に開口されている。このようにすれば、照射ポートカバー31を架台33から取り外さなくても第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになり、交換作業を簡略化することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In the first embodiment, the second energy modulation unit 42 is inserted and removed from the inside of the irradiation port cover 31 through the opening 38 in only one direction. The direction in which the second energy modulation unit 42 is inserted and removed is referred to as the specific direction. In other words, the opening 38 is opened in a portion of the irradiation port cover 31 that corresponds to the specific direction. In this way, the replacement work of the second energy modulation unit 42 can be easily performed without removing the irradiation port cover 31 from the stand 33, and the replacement work can be simplified, thereby improving maintainability.

第1実施形態では、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸のうちの1つの軸に対応した特定方向に沿って第2エネルギー変調部42の挿入および退避を行えるようになっている。例えば、図11に示すように、粒子線ビームBを中心としてビームの径方向に四方に延びる4軸(X方向、-X方向、Y方向、-Y方向)のうち、Y方向を照射ポートカバー31の前方とし、-Y方向を照射ポートカバー31の後方とした場合に、特定方向はX方向のみとなる。つまり、第2エネルギー変調部42は、配置部47に対して1つの特定方向に沿って挿入および退避がなされる。 In the first embodiment, the second energy modulation unit 42 can be inserted and retracted along a specific direction corresponding to one of four axes extending in all directions in the radial direction of the beam with the particle beam B at the center. For example, as shown in FIG. 11, of the four axes (X direction, -X direction, Y direction, -Y direction) extending in all directions in the radial direction of the beam with the particle beam B at the center, if the Y direction is the front of the irradiation port cover 31 and the -Y direction is the rear of the irradiation port cover 31, the specific direction is only the X direction. In other words, the second energy modulation unit 42 is inserted and retracted along one specific direction with respect to the placement unit 47.

このようにすれば、第2エネルギー変調部42の挿入および退避をさせるときの移動距離を短くすることができる。また、照射ポートカバー31の一方向からのみ第2エネルギー変調部42にアクセスする構成となるので、照射ポートカバー31の小型化を図ることができる。 In this way, the distance traveled when inserting and retracting the second energy modulation unit 42 can be shortened. In addition, since the second energy modulation unit 42 is accessible only from one side of the irradiation port cover 31, the irradiation port cover 31 can be made smaller.

図3に示すように、開口部38を閉塞しているときの蓋部39の外面が、照射ポートカバー31の外面と面一を成す。このようにすれば、開口部38の部分が目立たないようになるので、照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。 As shown in FIG. 3, when the opening 38 is closed, the outer surface of the cover 39 is flush with the outer surface of the irradiation port cover 31. This makes the opening 38 less noticeable, improving the appearance of the irradiation port cover 31.

開口部38は、照射ポートカバー31の治療台13に対向する面以外の側面に設けられる。つまり、開口部38は、照射ポートカバー31の底面以外の側面に設けられる。このようにすれば、治療台13に載置された患者Pから開口部38が見えなくなるので照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。なお、照射ポートカバー31の正面または背面に開口部38を設けないようにする。 The opening 38 is provided on a side surface of the irradiation port cover 31 other than the surface facing the treatment table 13. In other words, the opening 38 is provided on a side surface of the irradiation port cover 31 other than the bottom surface. In this way, the opening 38 is not visible to the patient P placed on the treatment table 13, improving the appearance of the irradiation port cover 31. Note that the opening 38 is not provided on the front or back surface of the irradiation port cover 31.

図2および図3に示すように、回転ガントリ5の一方の端部から回転軸Jに沿う視線方向G2で見える面を照射ポートカバー31の正面としたときに、この正面以外の側面に開口部38が設けられる。このようにすれば、患者Pが治療空間12の入口側から照射ポートカバー31を見たときに、開口部38が見えなくなるので、照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。 As shown in Figures 2 and 3, when the surface visible in the line of sight G2 along the rotation axis J from one end of the rotating gantry 5 is defined as the front of the irradiation port cover 31, the opening 38 is provided on a side other than the front. In this way, when the patient P looks at the irradiation port cover 31 from the entrance side of the treatment space 12, the opening 38 is not visible, improving the appearance of the irradiation port cover 31.

また、開口部38は、照射ポートカバー31の回転軸Jに対向する面以外の側面に設けられる。このようにすれば、治療台13に載せられて回転軸Jに居る患者Pから照射ポートカバー31を見たときの視線方向G2に対して、開口部38が見えなくなるので照射ポートカバー31の見栄えを向上させることができる。また、開口部38のような機械を連想させる構成を患者Pから見えないようにできるので、患者Pに圧迫感を与えずに済むようになる。 The opening 38 is provided on a side of the irradiation port cover 31 other than the side facing the rotation axis J. In this way, the opening 38 is not visible in the line of sight G2 when the irradiation port cover 31 is viewed from the patient P who is placed on the treatment table 13 and at the rotation axis J, and therefore the appearance of the irradiation port cover 31 can be improved. In addition, a structure reminiscent of a machine, such as the opening 38, can be made invisible to the patient P, which prevents the patient P from feeling oppressive.

図3および図11に示すように、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の上流側に配置される。このようにすれば、ブラッグピークの拡幅を主に設定する第1エネルギー変調部41が患者Pに近接するので、常に粒子線ビームBの径方向の拡がりを抑えることができる。 As shown in Figures 3 and 11, the second energy modulation unit 42 is disposed upstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B. In this way, the first energy modulation unit 41, which mainly sets the broadening of the Bragg peak, is located close to the patient P, so that the radial broadening of the particle beam B can always be suppressed.

第1および第2エネルギー変調部41,42の上流側にスキャニング電磁石11が配置されている。また、第1エネルギー変調部41の面積N1は、第2エネルギー変調部42の面積N2よりも広くなっている。なお、粒子線ビームBは、スキャニング電磁石11により横方向に揺れながら患部Kを走査するようになっている。 A scanning electromagnet 11 is disposed upstream of the first and second energy modulation sections 41, 42. The area N1 of the first energy modulation section 41 is larger than the area N2 of the second energy modulation section 42. The particle beam B is caused to oscillate laterally by the scanning electromagnet 11 while scanning the affected area K.

第1実施形態では、第1エネルギー変調部41の面積N1は、第2エネルギー変調部42の面積N2よりも広くなっているので、それぞれのエネルギー変調部41,42の面積N1,N2を粒子線ビームBの走査範囲に応じたものとすることができる。 In the first embodiment, the area N1 of the first energy modulation section 41 is larger than the area N2 of the second energy modulation section 42, so that the areas N1 and N2 of the energy modulation sections 41 and 42 can be set according to the scanning range of the particle beam B.

次に、粒子線治療装置1のシステム構成を図20に示すブロック図を参照して説明する。 Next, the system configuration of the particle beam therapy device 1 will be described with reference to the block diagram shown in FIG. 20.

図20に示すように、粒子線治療装置1は、照射ポート10を制御する照射制御システム50を備える。なお、照射制御システム50は、メモリまたはHDDに記憶されたプログラムがCPUによって実行されることで実現される。 As shown in FIG. 20, the particle beam therapy device 1 includes an irradiation control system 50 that controls the irradiation port 10. The irradiation control system 50 is realized by the CPU executing a program stored in the memory or HDD.

照射制御システム50は、スキャニング電磁石11と、線量モニタ34と、位置モニタ35と、レンジシフタ36と、操作部40と、蓋駆動部51と、ガイド駆動部52と、ラッチ駆動部53と、位置検出センサ54と、ラッチセンサ55と、第1タグ読取部58と、第2タグ読取部59と、報知出力部60と、設定記憶部61と、配置判定部62と、タグ判定部63と、照射制御部64とを備える。 The irradiation control system 50 includes a scanning electromagnet 11, a dose monitor 34, a position monitor 35, a range shifter 36, an operation unit 40, a lid drive unit 51, a guide drive unit 52, a latch drive unit 53, a position detection sensor 54, a latch sensor 55, a first tag reader 58, a second tag reader 59, an alarm output unit 60, a setting memory unit 61, a placement determination unit 62, a tag determination unit 63, and an irradiation control unit 64.

報知出力部60は、第2エネルギー変調部42の交換作業するときに所定の報知を行う。この報知出力部60は、報知情報を表示するディスプレイでも良いし、報知音を出力するスピーカでも良い。なお、報知出力部60は、照射ポート10に設けられている。なお、報知出力部60は、技師が居る制御室の制御コンピュータに設けられていても良い。 The notification output unit 60 issues a predetermined notification when the second energy modulation unit 42 is replaced. This notification output unit 60 may be a display that displays notification information, or a speaker that outputs a notification sound. The notification output unit 60 is provided in the irradiation port 10. The notification output unit 60 may also be provided in the control computer in the control room where the engineer is located.

設定記憶部61は、粒子線治療に必要な患者Pおよび患部Kに関する設定情報を記憶する。この設定情報には、患部Kの位置および範囲に関する情報、患部Kに照射する線量に関する情報、第1および第2エネルギー変調部41,42に関する情報が含まれる。なお、設定記憶部61は、制御室の制御コンピュータに設けられていている。設定記憶部61に対する設定情報の入力は、粒子線治療を開始する前、特に第2エネルギー変調部42の交換作業を行う前に予めなされる。 The setting storage unit 61 stores setting information related to the patient P and the affected area K that is necessary for particle beam therapy. This setting information includes information related to the position and range of the affected area K, information related to the dose to be irradiated to the affected area K, and information related to the first and second energy modulation units 41, 42. The setting storage unit 61 is provided in a control computer in a control room. The setting information is input to the setting storage unit 61 before starting particle beam therapy, particularly before performing replacement work on the second energy modulation unit 42.

配置判定部62は、位置検出センサ54およびラッチセンサ55による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたか否かを判定する。この判定結果は、照射制御部64に送られる。このようにすれば、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置された否かを把握することができる。 The placement determination unit 62 determines whether or not the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47 based on detection by the position detection sensor 54 and the latch sensor 55. This determination result is sent to the irradiation control unit 64. In this way, it is possible to know whether or not the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47.

タグ判定部63は、タグ読取部58,59で読み取られた識別情報に基づいて、適切なタグ56,57がタグ読取部58,59で読み取られたか否かを判定する。この判定結果は、照射制御部64に送られる。なお、タグ判定部63による判定は、設定記憶部61に予め記憶された設定情報と比較することで行われる。 The tag determination unit 63 determines whether or not the appropriate tags 56, 57 have been read by the tag reading units 58, 59 based on the identification information read by the tag reading units 58, 59. This determination result is sent to the irradiation control unit 64. The tag determination unit 63 makes a determination by comparing it with the setting information previously stored in the setting storage unit 61.

照射制御部64は、照射ポート10の各機器の制御を行う。この照射制御部64は、スキャニング電磁石11およびレンジシフタ36を制御する。なお、照射制御部64は、スキャニング電磁石11から粒子線ビームBの制御結果を示す情報を取得する。 The irradiation control unit 64 controls each device of the irradiation port 10. This irradiation control unit 64 controls the scanning electromagnet 11 and the range shifter 36. The irradiation control unit 64 obtains information indicating the control result of the particle beam B from the scanning electromagnet 11.

また、照射制御部64は、線量モニタ34および位置モニタ35から粒子線ビームBに関する情報を取得する。さらに、照射制御部64は、所定の報知を行うときに報知出力部60の制御を行う。 The irradiation control unit 64 also acquires information about the particle beam B from the dose monitor 34 and the position monitor 35. Furthermore, the irradiation control unit 64 controls the notification output unit 60 when issuing a specified notification.

また、照射制御部64は、設定記憶部61から設定情報を取得する。さらに、照射制御部64は、粒子線治療中または粒子線治療終了後に、治療に関する情報および各種フラグに関する情報を設定記憶部61に記憶させる。 The irradiation control unit 64 also acquires setting information from the setting storage unit 61. Furthermore, during or after the particle beam therapy, the irradiation control unit 64 stores information related to the treatment and information related to various flags in the setting storage unit 61.

操作部40は、蓋駆動部51とガイド駆動部52とラッチ駆動部53を制御する。なお、照射制御部64は、操作部40から蓋部39およびガイド部45の駆動に関する情報を取得する。また、操作部40は、粒子線治療が停止中であるか否か、つまり、蓋部39およびガイド部45の駆動を行っても安全であるか否かの情報を照射制御部64から取得する。 The operation unit 40 controls the lid drive unit 51, the guide drive unit 52, and the latch drive unit 53. The irradiation control unit 64 acquires information related to the drive of the lid unit 39 and the guide unit 45 from the operation unit 40. The operation unit 40 also acquires information from the irradiation control unit 64 as to whether or not particle beam therapy is stopped, that is, whether or not it is safe to drive the lid unit 39 and the guide unit 45.

なお、図示は省略するが、粒子線治療装置1は、ビーム発生器2と円形加速器3とビーム輸送ライン4を制御する加速器制御システムと、回転ガントリ5を制御するガントリ制御システムと、治療台13を制御する治療台制御システムを備える。照射制御システム50の照射制御部64は、加速器制御システム、ガントリ制御システムおよび治療台制御システムのそれぞれと双方向に制御情報のやり取りをしつつ、照射ポート10の制御を行う。 Although not shown in the figure, the particle beam therapy device 1 includes an accelerator control system that controls the beam generator 2, the circular accelerator 3, and the beam transport line 4, a gantry control system that controls the rotating gantry 5, and a treatment table control system that controls the treatment table 13. The irradiation control unit 64 of the irradiation control system 50 controls the irradiation port 10 while exchanging control information bidirectionally with each of the accelerator control system, the gantry control system, and the treatment table control system.

本実施形態のシステムは、CPU、ROM、RAM、HDDなどのハードウェア資源を有し、CPUが各種プログラムを実行することで、ソフトウェアによる情報処理がハードウェア資源を用いて実現されるコンピュータで構成される。さらに、本実施形態の粒子線治療装置1の作動方法は、プログラムをコンピュータに実行させることで実現される。 The system of the present embodiment is configured with a computer having hardware resources such as a CPU, a ROM, a RAM, and a HDD, and the CPU executes various programs to realize software-based information processing using the hardware resources. Furthermore, the method of operating the particle beam therapy device 1 of the present embodiment is realized by having the computer execute the programs.

次に、照射制御システム50が実行する第2エネルギー変調部42の交換処理について図21および図22のフローチャートを用いて説明する。なお、図20に示すブロック図を適宜参照する。 Next, the replacement process of the second energy modulation unit 42 executed by the irradiation control system 50 will be described with reference to the flowcharts in Figs. 21 and 22. Note that the block diagram in Fig. 20 will be referred to as appropriate.

図21に示すように、まず、ステップS11において、照射制御部64は、粒子線治療装置1が停止中であるか否かを判定する。つまり、ビーム発生器2と円形加速器3とビーム輸送ライン4と回転ガントリ5が停止中であるか否かを判定する。ここで、粒子線治療装置1が停止中でない場合(ステップS11がNO)は、第2エネルギー変調部42の交換処理を終了する。一方、粒子線治療装置1が停止中である場合(ステップS11がYES)は、ステップS12に進む。 As shown in FIG. 21, first, in step S11, the irradiation control unit 64 determines whether the particle beam therapy device 1 is stopped. That is, it determines whether the beam generator 2, the circular accelerator 3, the beam transport line 4, and the rotating gantry 5 are stopped. Here, if the particle beam therapy device 1 is not stopped (step S11 is NO), the replacement process of the second energy modulation unit 42 is terminated. On the other hand, if the particle beam therapy device 1 is stopped (step S11 is YES), the process proceeds to step S12.

次のステップS12において、作業者が設定記憶部61に対して設定情報の入力を行う。ここで、交換用の第2エネルギー変調部42’に関する設定情報が入力される。なお、設定情報の入力は、上位系から所定のタイミングで自動的に行われてもよい。 In the next step S12, the operator inputs setting information into the setting storage unit 61. Here, setting information related to the replacement second energy modulation unit 42' is input. Note that the setting information may be input automatically at a predetermined timing from a higher-level system.

次のステップS13において、操作部40は、開口部38の開放操作があるか否かを判定する。ここで、作業者が操作部40による開放操作を行わなかった場合(ステップS13がNO)は、第2エネルギー変調部42の交換処理を終了する。一方、作業者が操作部40による開放操作を行った場合(ステップS13がYES)は、ステップS14に進む。 In the next step S13, the operation unit 40 determines whether or not the opening 38 has been opened. If the worker has not performed the opening operation using the operation unit 40 (step S13 is NO), the replacement process for the second energy modulation unit 42 ends. On the other hand, if the worker has performed the opening operation using the operation unit 40 (step S13 is YES), the process proceeds to step S14.

次のステップS14において、操作部40は、蓋駆動部51により蓋部39を駆動し、開口部38を開放する。 In the next step S14, the operation unit 40 drives the lid unit 39 via the lid drive unit 51 to open the opening 38.

次のステップS15において、操作部40は、ガイド駆動部52によりガイド部45を駆動し、開口部38からガイド部45を外部に突出させて、照射ポートカバー31から第2エネルギー変調部42を引き出す。なお、このときに、ガイド部45により配置部47から特定方向に沿って第2エネルギー変調部42が退避される。つまり、第2エネルギー変調部42が、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置に移動する。 In the next step S15, the operation unit 40 drives the guide unit 45 by the guide drive unit 52, causing the guide unit 45 to protrude outward from the opening 38, and pulls out the second energy modulation unit 42 from the irradiation port cover 31. At this time, the guide unit 45 retracts the second energy modulation unit 42 from the placement unit 47 along a specific direction. In other words, the second energy modulation unit 42 moves to a position where it is retracted from the orbit of the particle beam B.

次のステップS16において、操作部40は、ラッチ駆動部53によりラッチ部48を駆動し、第2エネルギー変調部42の拘束を解除する。 In the next step S16, the operation unit 40 drives the latch unit 48 via the latch drive unit 53, and releases the constraint on the second energy modulation unit 42.

次のステップS17において、ラッチ部48の解除が行われた状態で、作業者が第2エネルギー変調部42の交換を行う。つまり、作業者は、開口部38を介して第2エネルギー変調部42に対してアクセスすることができる。ここで、作業者が第2エネルギー変調部42の交換を終えたときに、操作部40による完了操作を行う。 In the next step S17, with the latch unit 48 released, the worker replaces the second energy modulation unit 42. In other words, the worker can access the second energy modulation unit 42 through the opening 38. Here, when the worker has finished replacing the second energy modulation unit 42, he or she performs a completion operation using the operation unit 40.

次のステップS18において、操作部40は、ラッチ駆動部53によりラッチ部48を駆動し、第2エネルギー変調部42を拘束する。なお、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されると、その旨がラッチセンサ55により検出される。 In the next step S18, the operation unit 40 drives the latch unit 48 by the latch drive unit 53 to restrain the second energy modulation unit 42. When the second energy modulation unit 42 is restrained by the latch unit 48, this is detected by the latch sensor 55.

次のステップS19において、操作部40は、ガイド駆動部52によりガイド部45を駆動し、開口部38にガイド部45を挿入し、照射ポートカバー31の内部の第2エネルギー変調部42を引き込む。なお、このときに、ガイド部45により配置部47に対して特定方向に沿って第2エネルギー変調部42が挿入される。つまり、第2エネルギー変調部42が、第1エネルギー変調部41に重なる位置であり、かつ粒子線ビームBの軌道上の位置に移動する。 In the next step S19, the operation unit 40 drives the guide unit 45 by the guide drive unit 52, inserts the guide unit 45 into the opening 38, and pulls in the second energy modulation unit 42 inside the irradiation port cover 31. At this time, the guide unit 45 inserts the second energy modulation unit 42 into the placement unit 47 along a specific direction. In other words, the second energy modulation unit 42 moves to a position where it overlaps with the first energy modulation unit 41 and is on the trajectory of the particle beam B.

次のステップS20において、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されたとき、つまり、ガイド部45が定位置まで移動されると、その旨が位置検出センサ54により検出される。なお、このときに、第2エネルギー変調部42が粒子線ビームBの軌道上に設けられる。 In the next step S20, when the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47, that is, when the guide unit 45 is moved to a fixed position, this is detected by the position detection sensor 54. At this time, the second energy modulation unit 42 is provided on the trajectory of the particle beam B.

次のステップS21において、操作部40は、蓋駆動部51により蓋部39を駆動し、開口部38を閉塞する。 In the next step S21, the operation unit 40 drives the lid unit 39 using the lid drive unit 51 to close the opening 38.

図22に示すように、次のステップS22において、第1タグ読取部58は、照射ポートカバー31に配置された第1エネルギー変調部41の第1タグ56の識別情報を読み取る。 As shown in FIG. 22, in the next step S22, the first tag reader 58 reads the identification information of the first tag 56 of the first energy modulation unit 41 arranged on the irradiation port cover 31.

次のステップS23において、タグ判定部63は、設定記憶部61に記憶された第1エネルギー変調部41に関する設定情報と、第1タグ読取部58で読み取られた第1タグ56の識別情報とを比較し、第1エネルギー変調部41が適切なものであるか否かを判定する。ここで、第1エネルギー変調部41が適切なものでない場合(ステップS23がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第1エネルギー変調部41が適切なものである場合(ステップS23がYES)は、ステップS24に進む。 In the next step S23, the tag determination unit 63 compares the setting information related to the first energy modulation unit 41 stored in the setting storage unit 61 with the identification information of the first tag 56 read by the first tag reading unit 58, and determines whether the first energy modulation unit 41 is appropriate. If the first energy modulation unit 41 is not appropriate (NO in step S23), the process proceeds to step S31, where the notification output unit 60 issues an abnormality notification, and the process ends. On the other hand, if the first energy modulation unit 41 is appropriate (YES in step S23), the process proceeds to step S24.

次のステップS24において、照射制御部64は、開口部38が蓋部39により閉塞されているか否かを判定する。ここで、開口部38が蓋部39により閉塞されていない場合(ステップS24がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、開口部38が蓋部39により閉塞されている場合(ステップS24がYES)は、ステップS25に進む。 In the next step S24, the irradiation control unit 64 determines whether or not the opening 38 is blocked by the lid 39. If the opening 38 is not blocked by the lid 39 (step S24 is NO), the process proceeds to step S31, where the notification output unit 60 issues an abnormality notification, and the process ends. On the other hand, if the opening 38 is blocked by the lid 39 (step S24 is YES), the process proceeds to step S25.

次のステップS25において、配置判定部62は、ラッチセンサ55による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されているか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されていない場合(ステップS25がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されている場合(ステップS25がYES)は、ステップS26に進む。 In the next step S25, the arrangement determination unit 62 determines whether or not the second energy modulation unit 42 is restrained by the latch unit 48 based on detection by the latch sensor 55. Here, if the second energy modulation unit 42 is not restrained by the latch unit 48 (step S25 is NO), the process proceeds to step S31, where the notification output unit 60 issues an abnormality notification, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulation unit 42 is restrained by the latch unit 48 (step S25 is YES), the process proceeds to step S26.

次のステップS26において、配置判定部62は、位置検出センサ54による検出に基づいて、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されているか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていない場合(ステップS26がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されている場合(ステップS26がYES)は、ステップS27に進む。 In the next step S26, the placement determination unit 62 determines whether or not the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47 based on detection by the position detection sensor 54. If the second energy modulation unit 42 is not placed in the placement unit 47 (step S26 is NO), the process proceeds to step S31, where the notification output unit 60 issues an abnormality notification, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47 (step S26 is YES), the process proceeds to step S27.

次のステップS27において、第2タグ読取部59は、配置部47に配置された第2エネルギー変調部42の第2タグ57の識別情報を読み取る。 In the next step S27, the second tag reading unit 59 reads the identification information of the second tag 57 of the second energy modulation unit 42 arranged in the placement unit 47.

次のステップS28において、タグ判定部63は、設定記憶部61に記憶された第2エネルギー変調部42に関する設定情報と、第2タグ読取部59で読み取られた第2タグ57の識別情報とを比較し、第2エネルギー変調部42が適切なものであるか否かを判定する。ここで、第2エネルギー変調部42が適切なものでない場合(ステップS28がNO)は、ステップS31に進み、報知出力部60による異常報知を行い、処理を終了する。一方、第2エネルギー変調部42が適切なものである場合(ステップS28がYES)は、ステップS29に進む。 In the next step S28, the tag determination unit 63 compares the setting information related to the second energy modulation unit 42 stored in the setting storage unit 61 with the identification information of the second tag 57 read by the second tag reading unit 59, and determines whether the second energy modulation unit 42 is appropriate. If the second energy modulation unit 42 is not appropriate (NO in step S28), the process proceeds to step S31, where the notification output unit 60 issues an abnormality notification, and the process ends. On the other hand, if the second energy modulation unit 42 is appropriate (YES in step S28), the process proceeds to step S29.

次のステップS29において、照射制御部64は、報知出力部60により、正常に交換作業が完了したことを知らせる完了報知を行う。 In the next step S29, the illumination control unit 64 issues a completion notification via the notification output unit 60 to notify the user that the replacement work has been completed successfully.

次のステップS30において、照射制御部64は、照射許可フラグをセットし、処理を終了する。 In the next step S30, the irradiation control unit 64 sets the irradiation permission flag and ends the process.

次に、照射制御システム50が実行する粒子線治療処理について図23のフローチャートを用いて説明する。なお、図20に示すブロック図を適宜参照する。 Next, the particle beam therapy process executed by the irradiation control system 50 will be described with reference to the flowchart in FIG. 23. Note that the block diagram in FIG. 20 will be referred to as appropriate.

図23に示すように、粒子線治療を開始するときにおいて、まず、ステップS41において、照射制御部64は、照射許可フラグがセットされているか否かを判定する。ここで、照射許可フラグがセットされていない場合(ステップS41がNO)は、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、照射許可フラグがセットされている場合(ステップS41がYES)は、ステップS42に進む。 As shown in FIG. 23, when particle beam therapy is started, first, in step S41, the irradiation control unit 64 determines whether or not the irradiation permission flag is set. Here, if the irradiation permission flag is not set (step S41 is NO), the process proceeds to step S52, where the notification output unit 60 issues a stop notification, and the process ends. On the other hand, if the irradiation permission flag is set (step S41 is YES), the process proceeds to step S42.

次のステップS42において、照射制御部64は、加速器制御システムに照射許可信号を送信し、粒子線ビームBの出力を行う。 In the next step S42, the irradiation control unit 64 sends an irradiation permission signal to the accelerator control system and outputs the particle beam B.

次のステップS43において、照射制御部64は、スキャニング電磁石11による粒子線ビームBの走査方向の調整を行う。 In the next step S43, the irradiation control unit 64 adjusts the scanning direction of the particle beam B by the scanning electromagnet 11.

次のステップS44において、照射制御部64は、線量モニタ34による粒子線ビームBの線量の計測を行い粒子線ビームBの線量が正常な範囲にあるか否かを判定する。ここで、粒子線ビームBの線量に異常がある場合(ステップS44がNO)は、粒子線ビームBの出力を停止し、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、粒子線ビームBの線量が正常な範囲にある場合(ステップS44がYES)は、ステップS45に進む。 In the next step S44, the irradiation control unit 64 measures the dose of the particle beam B using the dose monitor 34 and determines whether the dose of the particle beam B is within a normal range. If there is an abnormality in the dose of the particle beam B (step S44 is NO), the irradiation control unit 64 stops the output of the particle beam B, proceeds to step S52, issues a stop notification by the notification output unit 60, and ends the process. On the other hand, if the dose of the particle beam B is within a normal range (step S44 is YES), the irradiation control unit 64 proceeds to step S45.

次のステップS45において、照射制御部64は、位置モニタ35による粒子線ビームBの位置の計測を行い、粒子線ビームBの位置が正常な範囲にあるか否かを判定する。ここで、粒子線ビームBの位置に異常がある場合(ステップS45がNO)は、粒子線ビームBの出力を停止し、ステップS52に進み、報知出力部60による停止報知を行い、処理を終了する。一方、粒子線ビームBの位置が正常な範囲にある場合(ステップS45がYES)は、ステップS46に進む。 In the next step S45, the irradiation control unit 64 measures the position of the particle beam B using the position monitor 35, and determines whether the position of the particle beam B is within a normal range. If there is an abnormality in the position of the particle beam B (step S45 is NO), the output of the particle beam B is stopped, and the process proceeds to step S52, where the notification output unit 60 issues a stop notification, and the process ends. On the other hand, if the position of the particle beam B is within a normal range (step S45 is YES), the process proceeds to step S46.

次のステップS46において、照射制御部64は、レンジシフタ36による粒子線ビームBの飛翔距離の調整を行う。 In the next step S46, the irradiation control unit 64 adjusts the flight distance of the particle beam B using the range shifter 36.

次のステップS47において、粒子線ビームBは、第2エネルギー変調部42を通過する。 In the next step S47, the particle beam B passes through the second energy modulation unit 42.

次のステップS48において、粒子線ビームBは、第1エネルギー変調部41を通過する。 In the next step S48, the particle beam B passes through the first energy modulation unit 41.

次のステップS49において、粒子線ビームBが患者に向けて照射され、第1および第2エネルギー変調部41,42によりブラッグピークが拡幅された粒子線ビームBが患部Kに到達する。 In the next step S49, the particle beam B is irradiated toward the patient, and the particle beam B, whose Bragg peak has been broadened by the first and second energy modulation units 41 and 42, reaches the affected area K.

次のステップS50において、照射制御部64は、粒子線治療が終了したか否かを判定する。ここで、粒子線治療が終了していない場合(ステップS50がNO)は、前述のステップS42に戻る。一方、粒子線治療が終了した場合(ステップS50がYES)は、ステップS51に進む。 In the next step S50, the irradiation control unit 64 determines whether or not particle beam therapy has ended. If particle beam therapy has not ended (NO in step S50), the process returns to step S42 described above. On the other hand, if particle beam therapy has ended (YES in step S50), the process proceeds to step S51.

次のステップS51において、照射制御部64は、照射許可フラグをクリアし、処理を終了する。 In the next step S51, the irradiation control unit 64 clears the irradiation permission flag and ends the process.

第1実施形態では、照射許可フラグがセットされている場合にのみ、粒子線ビームBの照射がなされる。つまり、前述のステップS25において、第2エネルギー変調部42がラッチ部により拘束されていると判定された場合に粒子線ビームBの照射が許可される。このようにすれば、第2エネルギー変調部42がラッチ部48により拘束されていないときに、粒子線ビームBが照射されないので、インターロックを構成することができる。 In the first embodiment, the particle beam B is irradiated only when the irradiation permission flag is set. In other words, irradiation of the particle beam B is permitted when it is determined in step S25 described above that the second energy modulation unit 42 is restrained by the latch unit 48. In this way, the particle beam B is not irradiated when the second energy modulation unit 42 is not restrained by the latch unit 48, thereby forming an interlock.

また、前述のステップS26において、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていると判定された場合に粒子線ビームBの照射が許可される。このようにすれば、第2エネルギー変調部42が配置部47に配置されていないときに、粒子線ビームBが照射されないので、インターロックを構成することができる。 In addition, in step S26 described above, if it is determined that the second energy modulation unit 42 is placed in the placement unit 47, irradiation of the particle beam B is permitted. In this way, when the second energy modulation unit 42 is not placed in the placement unit 47, the particle beam B is not irradiated, so that an interlock can be configured.

(第2実施形態)
次に、第2実施形態の粒子線治療装置1Aの照射ポート10Aについて図24を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Second Embodiment
Next, an irradiation port 10A of a particle beam therapy system 1A according to a second embodiment will be described with reference to Fig. 24. Note that the same components as those shown in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

図24に示すように、第2実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31Aの底部の裏面に接続部37を介して着脱自在に取り付けられる。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。なお、第2実施形態では、照射ポートカバー31Aの底部の裏面が配置部47となっている。また、照射ポートカバー31Aの接続部37が位置規定部となっている。 As shown in FIG. 24, in the second embodiment, the first energy modulation unit 41 is fixed to the stand 33. Also, the second energy modulation unit 42 is detachably attached to the rear surface of the bottom of the irradiation port cover 31A via the connection portion 37. That is, the second energy modulation unit 42 is provided below the first energy modulation unit 41. Note that in the second embodiment, the rear surface of the bottom of the irradiation port cover 31A serves as the placement portion 47. Also, the connection portion 37 of the irradiation port cover 31A serves as the position determination portion.

このように、第2実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第2実施形態では、照射ポートカバー31Aの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 In this way, the second energy modulation unit 42 in the second embodiment is disposed downstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B. In the second embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side of the irradiation port cover 31A.

また、第2エネルギー変調部42の面積は、第1エネルギー変調部41の面積よりも広くなっている。このようにすれば、それぞれのエネルギー変調部41,42の面積を粒子線ビームBの走査範囲に応じたものとすることができる。 The area of the second energy modulation section 42 is larger than the area of the first energy modulation section 41. In this way, the areas of the energy modulation sections 41 and 42 can be adjusted according to the scanning range of the particle beam B.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Aを架台33から取り外す。そして、照射ポートカバー31Aから第2エネルギー変調部42を取り外し、交換用の第2エネルギー変調部42’を取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation unit 42, the irradiation port cover 31A is removed from the stand 33. Then, the second energy modulation unit 42 is removed from the irradiation port cover 31A, and a replacement second energy modulation unit 42' is attached.

第2実施形態では、第2エネルギー変調部42を照射ポート10Aにおいて患者Pに最も近接する部分に設けることができる。また、粒子線ビームBの進行方向の下流側から第2エネルギー変調部42にアクセスし易くなるので、第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになる。 In the second embodiment, the second energy modulation unit 42 can be provided in the part of the irradiation port 10A that is closest to the patient P. In addition, since the second energy modulation unit 42 can be easily accessed from the downstream side in the traveling direction of the particle beam B, the replacement work of the second energy modulation unit 42 can be easily performed.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態の粒子線治療装置1Bの照射ポート10Bについて図25を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Third Embodiment
Next, an irradiation port 10B of a particle beam therapy system 1B according to a third embodiment will be described with reference to Fig. 25. Note that the same components as those shown in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

図25に示すように、第3実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、照射ポートカバー31Bの底部には、第2エネルギー変調部42が配置される開口部71が開口されている。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。 As shown in FIG. 25, in the third embodiment, the first energy modulation unit 41 is fixed to the stand 33. Furthermore, an opening 71 in which the second energy modulation unit 42 is disposed is provided at the bottom of the irradiation port cover 31B. In other words, the second energy modulation unit 42 is provided below the first energy modulation unit 41.

また、照射ポートカバー31Bの底部の開口部71の縁辺には、第2エネルギー変調部42が着脱可能に接続される接続部37が設けられる。なお、第3実施形態では、照射ポートカバー31Bの底部の開口部71が配置部となっている。また、照射ポートカバー31Bの接続部37が位置規定部となっている。 A connection part 37 to which the second energy modulation part 42 is detachably connected is provided on the edge of the opening 71 at the bottom of the irradiation port cover 31B. In the third embodiment, the opening 71 at the bottom of the irradiation port cover 31B serves as the placement part. Also, the connection part 37 of the irradiation port cover 31B serves as the position determination part.

このように、第3実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第3実施形態では、照射ポートカバー31Bの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 In this way, the second energy modulation unit 42 in the third embodiment is disposed downstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B. Note that in the third embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side of the irradiation port cover 31B.

また、照射ポートカバー31Bの底部の表面には、化粧カバー72が着脱可能に取り付けられる。この化粧カバー72により第2エネルギー変調部42を隠蔽することができるので、照射ポート10Bの見栄えを向上させることができる。 A decorative cover 72 is removably attached to the bottom surface of the irradiation port cover 31B. This decorative cover 72 can conceal the second energy modulation section 42, improving the appearance of the irradiation port 10B.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Bから化粧カバー72を取り外す。そして、照射ポートカバー31Bの開口部71から第2エネルギー変調部42を取り外し、交換用の第2エネルギー変調部42’を取り付けるようにする。その後、化粧カバー72を再び取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation unit 42, remove the decorative cover 72 from the irradiation port cover 31B. Then, remove the second energy modulation unit 42 from the opening 71 of the irradiation port cover 31B and attach a replacement second energy modulation unit 42'. After that, reattach the decorative cover 72.

第3実施形態では、第2エネルギー変調部42が第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される場合において、照射ポートカバー31Bを取り外さずに、第2エネルギー変調部42の交換作業を行うことができる。 In the third embodiment, when the second energy modulation unit 42 is positioned downstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B, the replacement work of the second energy modulation unit 42 can be performed without removing the irradiation port cover 31B.

(第4実施形態)
次に、第4実施形態の粒子線治療装置1Cの照射ポート10Cについて図26を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Fourth Embodiment
Next, an irradiation port 10C of a particle beam therapy system 1C according to a fourth embodiment will be described with reference to Fig. 26. Note that the same components as those shown in the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

図26に示すように、第4実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第1エネルギー変調部41よりも下方において、第2エネルギー変調部42が架台33に固定されている。つまり、第1および第2エネルギー変調部41,42の両方が架台33に支持されている。さらに、照射ポートカバー31Cの底部には、開口部73が開口されている。なお、架台33の下端は、開口部73に対応する位置に設けられる。 As shown in FIG. 26, in the fourth embodiment, the first energy modulation unit 41 is fixed to the pedestal 33. Furthermore, the second energy modulation unit 42 is fixed to the pedestal 33 below the first energy modulation unit 41. In other words, both the first and second energy modulation units 41, 42 are supported by the pedestal 33. Furthermore, an opening 73 is formed at the bottom of the irradiation port cover 31C. The lower end of the pedestal 33 is provided at a position corresponding to the opening 73.

架台33の下端には、第2エネルギー変調部42が着脱可能に接続される接続部37が設けられる。第4実施形態では、架台33の下端が配置部47となっている。この架台33の下端は、照射ポートカバー31Cの開口部73の位置に対応して設定される。つまり、第4実施形態では、照射ポートカバー31Cの開口部73が位置規定部となっている。 A connection section 37 to which the second energy modulation section 42 is detachably connected is provided at the lower end of the pedestal 33. In the fourth embodiment, the lower end of the pedestal 33 serves as the placement section 47. The lower end of the pedestal 33 is set in correspondence with the position of the opening 73 of the irradiation port cover 31C. In other words, in the fourth embodiment, the opening 73 of the irradiation port cover 31C serves as the position determination section.

このように、第4実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第4実施形態では、照射ポートカバー31Cの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 In this way, the second energy modulation unit 42 in the fourth embodiment is disposed downstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B. In the fourth embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side of the irradiation port cover 31C.

なお、照射ポートカバー31Cは、胴カバー32を介して架台33に支持される。照射ポートカバー31Cの開口部73の縁辺と、架台33との間には隙間が形成されている。 The irradiation port cover 31C is supported on the stand 33 via the body cover 32. A gap is formed between the edge of the opening 73 of the irradiation port cover 31C and the stand 33.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、架台33の接続部37から第2エネルギー変調部42を取り外す。そして、交換用の第2エネルギー変調部42’を架台33の接続部37に取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation unit 42, remove the second energy modulation unit 42 from the connection part 37 of the stand 33. Then, attach the replacement second energy modulation unit 42' to the connection part 37 of the stand 33.

第4実施形態では、第2エネルギー変調部42が架台33に支持されるので、第2エネルギー変調部42を強固に支持することができる。また、粒子線ビームBの進行方向の下流側から第2エネルギー変調部42にアクセスし易くなるので、第2エネルギー変調部42の交換作業が容易に行えるようになる。さらに、第2エネルギー変調部42を取り外すと、第1エネルギー変調部41にアクセスすることができる。 In the fourth embodiment, the second energy modulation unit 42 is supported by the stand 33, so that the second energy modulation unit 42 can be firmly supported. In addition, the second energy modulation unit 42 can be easily accessed from the downstream side in the traveling direction of the particle beam B, so that the replacement work of the second energy modulation unit 42 can be easily performed. Furthermore, when the second energy modulation unit 42 is removed, the first energy modulation unit 41 can be accessed.

(第5実施形態)
次に、第5実施形態の粒子線治療装置1Dの照射ポート10Dについて図27を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Fifth Embodiment
Next, an irradiation port 10D of a particle beam therapy system 1D according to a fifth embodiment will be described with reference to Fig. 27. Note that the same components as those shown in the above-mentioned embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

図27に示すように、第5実施形態では、第1エネルギー変調部41が架台33に固定されている。また、第2エネルギー変調部42が、照射ポートカバー31Dの底部の表面に接続部37を介して着脱自在に取り付けられる。つまり、第1エネルギー変調部41の下方に第2エネルギー変調部42が設けられる。なお、第5実施形態では、照射ポートカバー31Dの底部の表面が配置部47となっている。また、照射ポートカバー31Dの接続部37が位置規定部となっている。 As shown in FIG. 27, in the fifth embodiment, the first energy modulation unit 41 is fixed to the stand 33. Furthermore, the second energy modulation unit 42 is detachably attached to the bottom surface of the irradiation port cover 31D via the connection portion 37. In other words, the second energy modulation unit 42 is provided below the first energy modulation unit 41. Note that in the fifth embodiment, the bottom surface of the irradiation port cover 31D serves as the placement portion 47. Furthermore, the connection portion 37 of the irradiation port cover 31D serves as the position determination portion.

このように、第5実施形態の第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。なお、第5実施形態では、照射ポートカバー31Dの側面に開口部38(図4参照)が設けられていない。 In this way, the second energy modulation unit 42 in the fifth embodiment is disposed downstream of the first energy modulation unit 41 in the traveling direction of the particle beam B. Note that in the fifth embodiment, the opening 38 (see FIG. 4) is not provided on the side of the irradiation port cover 31D.

第2エネルギー変調部42の交換作業を行う場合には、照射ポートカバー31Dの接続部37から第2エネルギー変調部42を取り外す。そして、交換用の第2エネルギー変調部42’を照射ポートカバー31Dの接続部37に取り付けるようにする。 When replacing the second energy modulation unit 42, remove the second energy modulation unit 42 from the connection part 37 of the irradiation port cover 31D. Then, attach the replacement second energy modulation unit 42' to the connection part 37 of the irradiation port cover 31D.

第5実施形態では、第2エネルギー変調部42が照射ポートカバー31Dの表面に設けられているので、交換作業を容易に行うことができる。 In the fifth embodiment, the second energy modulation unit 42 is provided on the surface of the irradiation port cover 31D, making replacement easy.

(第6実施形態)
次に、第6実施形態の粒子線治療装置1Eの照射ポート10Eについて図28を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Sixth Embodiment
Next, an irradiation port 10E of a particle beam therapy system 1E according to a sixth embodiment will be described with reference to Fig. 28. Note that the same components as those shown in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

図28に示すように、第6実施形態では、第1エネルギー変調部41Eは、照射ポートカバー31Eの底部の裏面に設けられている。この第1エネルギー変調部41Eは、接続部37により照射ポートカバー31Eに取り付けられる。また、第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41Eの上方のガイド部45に設けられる。つまり、第1エネルギー変調部41Eが第2エネルギー変調部42よりも粒子線ビームBの進行方向の下流側に配置される。 As shown in FIG. 28, in the sixth embodiment, the first energy modulation unit 41E is provided on the back surface of the bottom of the irradiation port cover 31E. This first energy modulation unit 41E is attached to the irradiation port cover 31E by a connection unit 37. The second energy modulation unit 42 is provided on a guide unit 45 above the first energy modulation unit 41E. In other words, the first energy modulation unit 41E is disposed downstream of the second energy modulation unit 42 in the traveling direction of the particle beam B.

第6実施形態の第1エネルギー変調部41Eは、多孔質の材質で形成された多孔質ブロックから成る。この多孔質ブロックは、合成樹脂の内部に微細な空洞が多数形成されている。つまり、多孔質ブロックの内部は、微細な空洞とブロックを構成する物質とが斑に配置されている。多孔質ブロックには、少数の空洞を通る経路と、多数の空洞を通る経路とが形成される。なお、ここで言う経路とは、第1エネルギー変調部41Eを一方の面から他方の面に向かって上下方向に通過する直線を示す。 The first energy modulation unit 41E of the sixth embodiment is made of a porous block made of a porous material. This porous block has many fine cavities formed inside the synthetic resin. In other words, the inside of the porous block is a mottled arrangement of fine cavities and the material that makes up the block. The porous block has paths that pass through a small number of cavities and paths that pass through a large number of cavities. The path here refers to a straight line that passes through the first energy modulation unit 41E in the vertical direction from one surface to the other surface.

例えば、少数の空洞を通る経路を通過した粒子線ビームBは、多数の空洞を通る経路を通過した粒子線ビームBよりもエネルギーが減衰される。つまり、患者Pの体内において、患者Pの体内において、少数の空洞を通過した粒子線ビームBは、多数の空洞を通過した粒子線ビームBよりも浅い位置で停止される。このように、第1エネルギー変調部41Eが多孔質ブロックから成ることで、粒子線ビームBのエネルギーの分布を変化させることができる。これにより粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させることができる。 For example, the energy of the particle beam B that has passed through a path that passes through a small number of cavities is attenuated more than that of the particle beam B that has passed through a path that passes through a large number of cavities. In other words, within the body of the patient P, the particle beam B that has passed through a small number of cavities is stopped at a shallower position than the particle beam B that has passed through a large number of cavities. In this way, since the first energy modulation unit 41E is made of a porous block, the energy distribution of the particle beam B can be changed. This makes it possible to broaden the Bragg peak of the particle beam B.

なお、多孔質ブロックは、通過する粒子線ビームBの線量がガウス分布を示すように設定される。また、多孔質ブロックから成る第1エネルギー変調部41Eの厚み寸法T1は、リッジフィルタから成る第2エネルギー変調部42の厚み寸法T2よりも厚くなっている。 The porous block is set so that the dose of the passing particle beam B exhibits a Gaussian distribution. The thickness T1 of the first energy modulation section 41E, which is made of a porous block, is greater than the thickness T2 of the second energy modulation section 42, which is made of a ridge filter.

第6実施形態では、第1エネルギー変調部は、多孔質の材質で形成されることで、リッジフィルタで形成するときよりも、第1エネルギー変調部41Eを容易に製造することができる。 In the sixth embodiment, the first energy modulation section is formed from a porous material, which makes it easier to manufacture the first energy modulation section 41E than when it is formed from a ridge filter.

また、厚みを有する第1エネルギー変調部41Eが照射ポートカバー31Eに固定され、これよりも薄い第2エネルギー変調部42が交換作業の対象となるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In addition, the first energy modulation section 41E, which has a certain thickness, is fixed to the irradiation port cover 31E, and the second energy modulation section 42, which is thinner than this, is the subject of replacement work, thereby improving maintainability.

多孔質ブロックには、粒子線ビームBを散乱させてしまうという副次的な性質があるが、第6実施形態では、第1エネルギー変調部41Eの位置が、照射ポートカバー31Eの患者Pに最も近接する部分とほぼ一致するので、粒子線ビームBのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームBの径方向の拡がりを抑えることができる。 The porous block has the secondary property of scattering the particle beam B, but in the sixth embodiment, the position of the first energy modulation unit 41E is approximately the same as the part of the irradiation port cover 31E that is closest to the patient P, so that the Bragg peak of the particle beam B can be widened while the radial spread of the particle beam B can be suppressed.

(第7実施形態)
次に、第7実施形態の粒子線治療装置1Fの照射ポート10Fについて図29を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Seventh Embodiment
Next, an irradiation port 10F of a particle beam therapy system 1F according to a seventh embodiment will be described with reference to Fig. 29. Note that the same components as those shown in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and duplicated descriptions will be omitted.

図29に示すように、照射ポートカバー31Fの底部が多孔質の材質で形成され、この部分が第1エネルギー変調部41Fとなっている。この照射ポートカバー31Fの底部が位置規定部となっている。また、リッジフィルタから成る第2エネルギー変調部42は、第1エネルギー変調部41Fの上方のガイド部45に設けられる。 As shown in FIG. 29, the bottom of the irradiation port cover 31F is made of a porous material, and this portion serves as the first energy modulation section 41F. The bottom of the irradiation port cover 31F serves as the position determination section. The second energy modulation section 42, which is made of a ridge filter, is provided on the guide section 45 above the first energy modulation section 41F.

第7実施形態では、第1エネルギー変調部41Fが露呈されているが、照射ポートカバー31Fと第1エネルギー変調部41Fが一体化されるので、第1エネルギー変調部41Fの部分を目立ち難くすることができる。そのため、照射ポート10Fの見栄えを向上させることができる。 In the seventh embodiment, the first energy modulation section 41F is exposed, but since the irradiation port cover 31F and the first energy modulation section 41F are integrated, the first energy modulation section 41F can be made less noticeable. This improves the appearance of the irradiation port 10F.

(第8実施形態)
次に、第8実施形態の粒子線治療装置1Gの照射ポート10Gについて図30を用いて説明する。なお、前述した実施形態に示される構成部分と同一構成部分については同一符号を付して重複する説明を省略する。
Eighth embodiment
Next, an irradiation port 10G of a particle beam therapy system 1G according to an eighth embodiment will be described with reference to Fig. 30. Note that the same components as those shown in the above-described embodiment will be denoted by the same reference numerals, and duplicated description will be omitted.

図30に示すように、第8実施形態では、照射ポートカバー31Gの内部には、3つのガイド部45が設けられている。それぞれのガイド部45には、第2エネルギー変調部42が設けられる。つまり、3つの第2エネルギー変調部42が上下方向に並んで配置される。 As shown in FIG. 30, in the eighth embodiment, three guide parts 45 are provided inside the irradiation port cover 31G. A second energy modulation part 42 is provided on each guide part 45. In other words, the three second energy modulation parts 42 are arranged in a line in the vertical direction.

照射ポートカバー31Gの内部には、それぞれの第2エネルギー変調部42に対応して配置部47が設けられる。これらの配置部47は、第1エネルギー変調部41に重なり、かつブラッグピークの拡幅を補う位置となっている。また、照射ポートカバー31Gの内部には、粒子線ビームBの軌道上から退避される位置である退避部74が設けられる。 Inside the irradiation port cover 31G, arrangement sections 47 are provided corresponding to the respective second energy modulation sections 42. These arrangement sections 47 are positioned so as to overlap the first energy modulation sections 41 and compensate for the widening of the Bragg peak. Also, inside the irradiation port cover 31G, an evacuation section 74 is provided, which is a position for evacuation from the orbit of the particle beam B.

ガイド部45が駆動されることで、第2エネルギー変調部42が配置部47と退避部74との間で移動される。つまり、予め複数の第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31Gの内部に配置しておくことができ、照射対象に応じて第2エネルギー変調部42を変更することができる。 When the guide section 45 is driven, the second energy modulation section 42 is moved between the placement section 47 and the retraction section 74. In other words, multiple second energy modulation sections 42 can be placed inside the irradiation port cover 31G in advance, and the second energy modulation section 42 can be changed depending on the irradiation target.

照射ポートカバー31Gの側面には、大型の開口部38が開口されている。この開口部38は、蓋部39により閉塞される。開口部38を開口することで、作業者がそれぞれの第2エネルギー変調部42にアクセスすることができる。 A large opening 38 is provided on the side of the irradiation port cover 31G. This opening 38 is closed by a lid 39. By opening the opening 38, an operator can access each of the second energy modulation sections 42.

また、ガイド部45を開口部38から外部に突出させて、第2エネルギー変調部42の交換作業を行うこともできる。なお、3つの第2エネルギー変調部42は、ガイド部45の駆動により同一の特定方向に沿って移動される。この特定方向に対応して開口部38が形成されている。 The guide portion 45 can be protruded to the outside from the opening 38 to perform replacement work of the second energy modulation portion 42. The three second energy modulation portions 42 are moved along the same specific direction by driving the guide portion 45. The opening 38 is formed corresponding to this specific direction.

また、2つ以上の第2エネルギー変調部42を配置部47に配置した状態で粒子線ビームBの照射を行っても良い。さらに、全ての第2エネルギー変調部42を退避部74に退避した状態で粒子線ビームBの照射を行っても良い。 In addition, the particle beam B may be irradiated with two or more second energy modulation units 42 arranged in the arrangement unit 47. Furthermore, the particle beam B may be irradiated with all the second energy modulation units 42 retracted to the retraction unit 74.

第8実施形態では、予め複数の第2エネルギー変調部42を照射ポートカバー31Gの内部に配置しておき、照射対象に応じて第2エネルギー変調部42を変更することができるので、メンテナンス性を向上させることができる。 In the eighth embodiment, multiple second energy modulation units 42 are arranged inside the irradiation port cover 31G in advance, and the second energy modulation units 42 can be changed depending on the irradiation target, thereby improving maintainability.

本実施形態に係る粒子線治療装置を第1実施形態から第8実施形態に基づいて説明したが、いずれか1の実施形態において適用された構成を他の実施形態に適用しても良いし、各実施形態において適用された構成を組み合わせても良い。 The particle beam therapy device according to this embodiment has been described based on the first to eighth embodiments, but the configuration applied in any one of the embodiments may be applied to another embodiment, and the configurations applied in each embodiment may be combined.

なお、本実施形態のフローチャートにおいて、各ステップが直列に実行される形態を例示しているが、必ずしも各ステップの前後関係が固定されるものでなく、一部のステップの前後関係が入れ替わっても良い。また、一部のステップが他のステップと並列に実行されても良い。 In the flowchart of this embodiment, an example is shown in which each step is executed in series, but the order of steps is not necessarily fixed, and the order of some steps may be reversed. Also, some steps may be executed in parallel with other steps.

本実施形態のシステムは、専用のチップ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、GPU(Graphics Processing Unit)、またはCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサを高集積化させた制御装置と、ROM(Read Only Memory)またはRAM(Random Access Memory)などの記憶装置と、HDD(Hard Disk Drive)またはSSD(Solid State Drive)などの外部記憶装置と、ディスプレイなどの表示装置と、マウスまたはキーボードなどの入力装置と、通信インターフェースとを備える。このシステムは、通常のコンピュータを利用したハードウェア構成で実現できる。 The system of this embodiment includes a control device that is a highly integrated processor such as a dedicated chip, FPGA (Field Programmable Gate Array), GPU (Graphics Processing Unit), or CPU (Central Processing Unit), a storage device such as ROM (Read Only Memory) or RAM (Random Access Memory), an external storage device such as HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), a display device such as a display, an input device such as a mouse or keyboard, and a communication interface. This system can be realized with a hardware configuration that uses a normal computer.

なお、本実施形態のシステムで実行されるプログラムは、ROMなどに予め組み込んで提供される。もしくは、このプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD-ROM、CD-R、メモリカード、DVD、フレキシブルディスク(FD)などのコンピュータで読み取り可能な非一過性の記憶媒体に記憶されて提供するようにしても良い。 The program executed by the system of this embodiment is provided in advance in a ROM or the like. Alternatively, this program may be provided stored in an installable or executable file format on a non-transitory computer-readable storage medium such as a CD-ROM, CD-R, memory card, DVD, or flexible disk (FD).

また、このシステムで実行されるプログラムは、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせて提供するようにしても良い。また、このシステムは、構成要素の各機能を独立して発揮する別々のモジュールを、ネットワークまたは専用線で相互に接続し、組み合わせて構成することもできる。 The programs executed by this system may also be stored on a computer connected to a network such as the Internet and provided by downloading them via the network. This system may also be configured by combining separate modules that independently perform the functions of the components and connect them together via a network or dedicated lines.

なお、本実施形態では、重粒子線がん治療を行う施設を例示しているが、その他の施設にも本実施形態を適用できる。例えば、陽子線がん治療を行う施設に本実施形態を適用しても良い。 In this embodiment, a facility that performs heavy ion cancer therapy is illustrated as an example, but this embodiment can also be applied to other facilities. For example, this embodiment can also be applied to a facility that performs proton cancer therapy.

なお、本実施形態の位置規定部は、エネルギー変調部41,42との接続部37でも良いし、エネルギー変調部41,42が配置される開口部71,73でも良いし、エネルギー変調部41,42が取付治具を介して間接的に照射ポートカバー31に接続される部分でも良い。 In addition, the position determination portion in this embodiment may be the connection portion 37 with the energy modulation portions 41 and 42, or the openings 71 and 73 in which the energy modulation portions 41 and 42 are disposed, or the portion where the energy modulation portions 41 and 42 are indirectly connected to the irradiation port cover 31 via an attachment jig.

なお、複数の第1エネルギー変調部41を重ねて使用し、粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。また、複数の第2エネルギー変調部42を重ねて使用し、粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。 In addition, multiple first energy modulation units 41 may be used in a stacked manner to widen the Bragg peak of the particle beam B. Also, multiple second energy modulation units 42 may be used in a stacked manner to widen the Bragg peak of the particle beam B.

なお、第2エネルギー変調部42を用いずに、第1エネルギー変調部41のみを用いて粒子線ビームBのブラッグピークの拡幅を行っても良い。 In addition, the Bragg peak of the particle beam B may be broadened using only the first energy modulation unit 41 without using the second energy modulation unit 42.

なお、本実施形態のアクセスの用語は、作業者がエネルギー変調部42に触れることができる態様を含む。例えば、エネルギー変調部42を照射ポートカバー31の外部に移動させずに、作業者がエネルギー変調部42に触れることができることもアクセスに含まれる。また、アクセスの用語には、作業者がエネルギー変調部42に近接して、見ることができる態様を含む。 In this embodiment, the term "access" includes a situation in which an operator can touch the energy modulation unit 42. For example, "access" also includes a situation in which an operator can touch the energy modulation unit 42 without moving the energy modulation unit 42 to the outside of the irradiation port cover 31. In addition, the term "access" also includes a situation in which an operator can get close to and see the energy modulation unit 42.

なお、本実施形態の粒子線治療装置1は、回転ガントリ5を備えているが、回転ガントリ5が設けられておらず、照射ポート10が固定的に配置される固定照射室を備えた粒子線治療装置であっても良い。 The particle beam therapy device 1 of this embodiment is equipped with a rotating gantry 5, but the particle beam therapy device may not be equipped with a rotating gantry 5 and may instead be equipped with a fixed irradiation chamber in which the irradiation port 10 is fixedly arranged.

なお、エネルギー変調部42を保持する枠部を設け、エネルギー変調部42と枠部とで開口部38に対して着脱可能なカートリッジ式の交換器具を構成しても良い。そして、枠部に開口部38を閉塞する蓋部39を一体的に設けるようにし、蓋部39を枠部とともに開口部38に対して着脱可能にしても良い。 A frame that holds the energy modulation unit 42 may be provided, and the energy modulation unit 42 and the frame may form a cartridge-type replacement device that is detachable from the opening 38. A lid 39 that closes the opening 38 may be integrally provided with the frame, and the lid 39 may be detachable from the opening 38 together with the frame.

なお、本実施形態では、タグ56,57に記憶された識別情報に基づいて、適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しているが、タグ56,57以外の構成で適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しても良い。例えば、エネルギー変調部41,42の縁辺に、エネルギー変調部41,42毎に異なる形状の凹凸を設けるようにし、凹凸の形状を読み取ることで、適切なエネルギー変調部41,42が配置されているか否を判定しても良い。 In this embodiment, whether or not appropriate energy modulation units 41, 42 are arranged is determined based on the identification information stored in tags 56, 57. However, whether or not appropriate energy modulation units 41, 42 are arranged may be determined using a configuration other than tags 56, 57. For example, differently shaped projections and recesses may be provided on the edges of energy modulation units 41, 42, and the shape of the projections and recesses may be read to determine whether or not appropriate energy modulation units 41, 42 are arranged.

なお、本実施形態では、空気が無い真空ダクトDの内部を粒子線ビームBが進行することで、粒子線ビームBが空気で散乱されないようになっているが、この真空ダクトDの内部は必ずしも真空にしなくても良い。例えば、真空ダクトDの内部に粒子線ビームBの散乱が比較的少ないヘリウムガスがあっても良い。 In this embodiment, the particle beam B travels through the airless vacuum duct D so that the particle beam B is not scattered by the air, but the inside of the vacuum duct D does not necessarily have to be a vacuum. For example, the vacuum duct D may contain helium gas, which scatters the particle beam B relatively little.

なお、本実施形態では、蓋部39を開閉させる蓋駆動部51が設けられているが、蓋部39をフラップ式とし、ガイド部45の移動に応じて開閉されるものとしても良い。また、蓋部39を作業者が手で押すことでバネにより開放されるプッシュ式としても良い。 In this embodiment, a lid drive unit 51 is provided to open and close the lid unit 39, but the lid unit 39 may be a flap type that opens and closes in response to the movement of the guide unit 45. Also, the lid unit 39 may be a push type that is opened by a spring when the operator pushes the lid unit 39 by hand.

以上説明した少なくとも1つの実施形態によれば、照射ポートカバーの患者に最も近接する部分に対応して設けられ、通過する粒子線ビームのブラッグピークを拡幅するエネルギー変調部を備えることにより、粒子線ビームのブラッグピークを拡幅させつつ、粒子線ビームの径方向の拡がりを抑えることができる。 According to at least one of the embodiments described above, an energy modulation unit is provided corresponding to the portion of the irradiation port cover closest to the patient, and widens the Bragg peak of the passing particle beam, thereby making it possible to suppress radial widening of the particle beam while widening the Bragg peak of the particle beam.

また、少なくとも1つの実施形態によれば、軌道上から退避される位置と第1エネルギー変調部に重なりブラッグピークの拡幅を補う軌道上の位置との間で移動可能な第2エネルギー変調部を備えることにより、エネルギー変調部の変更作業を簡略化することができる。 Furthermore, according to at least one embodiment, by providing a second energy modulation unit that can be moved between a position where it is withdrawn from the orbit and a position on the orbit where it overlaps with the first energy modulation unit and compensates for the widening of the Bragg peak, the work of changing the energy modulation unit can be simplified.

また、少なくとも1つの実施形態によれば、照射ポートカバーの特定方向に対応する部分に開口され、エネルギー変調部に対してアクセスを可能にする開口部を備えることにより、メンテナンス性を向上させることができる。 In addition, according to at least one embodiment, an opening is provided in a portion of the irradiation port cover that corresponds to a specific direction, allowing access to the energy modulation unit, thereby improving maintainability.

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。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, modifications, and combinations can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are within the scope of the invention and its equivalents as set forth in the claims, as well as the scope and spirit of the invention.

1(1A,1B,1C,1D,1E,1F,1G)…粒子線治療装置、2…ビーム発生器、3…円形加速器、4…ビーム輸送ライン、5…回転ガントリ、6…偏向電磁石、7…支持ローラ、8…駆動モータ、9…エンドリング、10(10A,10B,10C,10D,10E,10F,10G)…照射ポート、11…スキャニング電磁石、12…治療空間、13…治療台、14…建屋、15…治療室、16…内壁部、17…サポート部、18…逆回転同期モータ、19…化粧壁、20a,20b…軌道レール、21…移動床、22…高周波加速空洞、23,24…偏向電磁石、25…四極電磁石、30…ビーム出射部、31(31A,31B,31C,31D,31E,31F,31G)…照射ポートカバー、32…胴カバー、33…架台、34…線量モニタ、35…位置モニタ、36…レンジシフタ、37…接続部、38…開口部、39…蓋部、40…操作部、41(41E,41F)…第1エネルギー変調部、42…第2エネルギー変調部、43…リッジバー、44(44a,44b)…段部、45…ガイド部、46…移動保持部、47…配置部、48…ラッチ部、50…照射制御システム、51…蓋駆動部、52…ガイド駆動部、53…ラッチ駆動部、54…位置検出センサ、55…ラッチセンサ、56…第1タグ、57…第2タグ、58…第1タグ読取部、59…第2タグ読取部、60…報知出力部、61…設定記憶部、62…配置判定部、63…タグ判定部、64…照射制御部、71…開口部、72…化粧カバー、73…開口部、74…退避部、80…スライス面、81…照射スポット、82,83,84…ブラッグピーク、90,91,92…ガウス分布、93,94a,94b…ブラッグピーク、95,96a,96b…エネルギー分布、B(B1,B2)…粒子線ビーム、D…真空ダクト、F…走査範囲、G1,G2…視線方向、J…回転軸、K…患部、M1…開口部の縦寸法、M2…開口部の横寸法、N1…第1エネルギー変調部の面積、N2…第2エネルギー変調部の面積、P…患者、Q1…患者の体内の患部がある範囲、Q2…ブラッグピークが生じる深さ方向の範囲、R1…リッジバーの幅寸法、R2…段部の高さ寸法、R3…段部の幅寸法、R4…第1エネルギー変調部のリッジバーの高さ寸法、R5…第2エネルギー変調部のリッジバーの高さ寸法、R6,R7…段部の高さ寸法、R8,R9…段部の幅寸法、T1…第1エネルギー変調部の厚み寸法、T2…第1エネルギー変調部の厚み寸法。 1 (1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 1G)...particle beam therapy device, 2...beam generator, 3...circular accelerator, 4...beam transport line, 5...rotating gantry, 6...deflection electromagnet, 7...support roller, 8...drive motor, 9...end ring, 10 (10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G)...irradiation port, 11...scanning electromagnet, 12...treatment space, 13...treatment table, 14...building, 15...treatment room, 16...inner wall, 17...support part, 18...reverse rotation synchronous motor, 19...decorative wall, 20a, 20b...track rail, 21...moving floor, 22...high frequency acceleration cavity, 23, 24...deflection electromagnet, 2 5...quadrupole electromagnet, 30...beam emission section, 31 (31A, 31B, 31C, 31D, 31E, 31F, 31G)...irradiation port cover, 32...body cover, 33...frame, 34...dose monitor, 35...position monitor, 36...range shifter, 37...connection section, 38...opening, 39...lid section, 40...operation section, 41 (41E, 41F)...first energy modulation section, 42...second energy modulation section, 43...ridge bar, 44 (44a, 44b)...step section, 45...guide section, 46...moving and holding section, 47...positioning section, 48...latch section, 50...irradiation control system, 51...lid driving section, 52...guide driving section, 53...latch driving section, 5 4...position detection sensor, 55...latch sensor, 56...first tag, 57...second tag, 58...first tag reading unit, 59...second tag reading unit, 60...notification output unit, 61...setting storage unit, 62...placement determination unit, 63...tag determination unit, 64...irradiation control unit, 71...opening, 72...decorative cover, 73...opening, 74...retraction unit, 80...sliced surface, 81...irradiation spot, 82, 83, 84...Bragg peak, 90, 91, 92...Gaussian distribution, 93, 94a, 94b...Bragg peak, 95, 96a, 96b...energy distribution, B(B1, B2)...particle beam, D...vacuum duct, F...scanning range, G1, G2...line of sight direction, J...axis of rotation, K...affected area, M1...vertical dimension of opening, M2...horizontal dimension of opening, N1...area of first energy modulation section, N2...area of second energy modulation section, P...patient, Q1...range in which the affected area is located inside the patient's body, Q2...depth range in which the Bragg peak occurs, R1...width of ridge bar, R2...height of step, R3...width of step, R4...height of ridge bar of first energy modulation section, R5...height of ridge bar of second energy modulation section, R6, R7...height of step, R8, R9...width of step, T1...thickness of first energy modulation section, T2...thickness of first energy modulation section.

Claims (10)

粒子線ビームを患者に向けて出射するビーム出射部と、
前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーと、
前記照射ポートカバーの前記患者に最も近接する部分に対応して設けられ、通過する前記粒子線ビームのブラッグピークを拡幅するエネルギー変調部と、
を備え、
前記照射ポートカバーは、断面視でU字状を成し、の底部に前記エネルギー変調部が配置されている、
粒子線治療装置。
a beam emission unit that emits a particle beam toward a patient;
an irradiation port cover for covering the beam emission portion;
an energy modulation unit provided in a portion of the irradiation port cover closest to the patient and configured to widen a Bragg peak of the particle beam passing through the irradiation port cover;
Equipped with
The irradiation port cover has a U-shape in cross section, and the energy modulation unit is disposed at the bottom thereof .
Particle beam therapy device.
前記照射ポートカバーに設けられ、前記エネルギー変調部の位置を規定する位置規定部を備える請求項1に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to claim 1, further comprising a position determining unit provided on the irradiation port cover to determine the position of the energy modulation unit. 前記位置規定部は、前記照射ポートカバーにおける前記エネルギー変調部が配置される形状を成す部分である請求項2に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to claim 2, wherein the position determination unit is a portion of the irradiation port cover that defines a shape in which the energy modulation unit is disposed. 複数の前記エネルギー変調部が前記粒子線ビームの軌道に沿って並んで配置され、少なくとも1つの前記エネルギー変調部が前記照射ポートカバーの前記患者に最も近接する部分に対応して設けられる請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to any one of claims 1 to 3, wherein a plurality of the energy modulation units are arranged in a line along the trajectory of the particle beam, and at least one of the energy modulation units is provided corresponding to a portion of the irradiation port cover that is closest to the patient. 前記照射ポートカバーが着脱される架台を備え、
前記エネルギー変調部が前記照射ポートカバーに接続され、このエネルギー変調部が前記照射ポートカバーとともに前記架台に着脱される請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。
A stand is provided to which the irradiation port cover is detachably attached,
5. The particle beam therapy system according to claim 1, wherein the energy modulation unit is connected to the irradiation port cover, and the energy modulation unit is detachably attached to the gantry together with the irradiation port cover.
前記エネルギー変調部は、アルミニウムで形成されたリッジフィルタから成る請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to any one of claims 1 to 5, wherein the energy modulation section is made of an aluminum ridge filter. 前記エネルギー変調部は、アクリルで形成されたリッジフィルタから成る請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to any one of claims 1 to 5, wherein the energy modulation section is made of a ridge filter made of acrylic. 前記エネルギー変調部は、多孔質の材質で形成される請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to any one of claims 1 to 5, wherein the energy modulation section is formed of a porous material. 前記照射ポートカバーの少なくとも一部が前記多孔質の材質で形成され、この部分が前記エネルギー変調部となっている請求項8に記載の粒子線治療装置。 The particle beam therapy device according to claim 8, wherein at least a portion of the irradiation port cover is formed from the porous material, and this portion serves as the energy modulation section. ビーム出射部が、粒子線ビームを出射するステップと、
前記ビーム出射部を覆う照射ポートカバーの患者に最も近接する部分に対応して設けられるエネルギー変調部を前記粒子線ビームが通過するステップと、
前記エネルギー変調部により前記粒子線ビームのブラッグピークを拡幅するステップと、
を含み、
前記照射ポートカバーは、断面視でU字状を成し、の底部に前記エネルギー変調部が配置されている、
粒子線治療装置の作動方法。
A step of a beam output unit outputting a particle beam;
a step of causing the particle beam to pass through an energy modulation unit provided in a portion of an irradiation port cover covering the beam emission unit that is closest to a patient;
broadening a Bragg peak of the particle beam by the energy modulation unit;
Including,
The irradiation port cover has a U-shape in cross section, and the energy modulation unit is disposed at the bottom thereof .
A method for operating a particle beam therapy device .
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