粒子线医疗装置的制作方法

本发明的实施方式涉及具有旋转机架的粒子线医疗装置。

背景技术

广泛实施对患者的患部(癌)照射质子、碳离子等的粒子线束进行治疗的粒子线治疗。作为这样的粒子线治疗之一，有在大型旋转机构(以下，称为旋转机架)中内部形成的治疗室内，对横卧在治疗床上的患者进行定位，并照射粒子线束的粒子线治疗。

具备这样的旋转机架的粒子线医疗装置，通过使固定于旋转机架的照射口旋转或在治疗室内使治疗床移位，由此从任意的方向对患者的患部照射粒子线束。

并且，形成于旋转机架内部的治疗室，与旋转机架的旋转位置无关地，通过地板面为水平平面状且其他的面取沿着旋转机架的内周的拱形状的移动地板形成。

并且，照射口贯通移动地板的开口部，并与机架的旋转同步地使移动地板也整周旋转。并且，设置有与该照射口的旋转位置对应地、调节移动地板的开口部的大小，并将与贯通的照射口的间隙填补的功能。在该间隙较大时，技师对床的处置变得困难，因为用具等坠下到治疗室的外侧的危险性提高。

作为这样的技术，有日本国的公开专利公报、特开平11－47287号公报(以下，称为专利文献1)、及同样的日本国的公开专利公报特开2001－353228号公报(以下，称为专利文献2)、以及同样的日本国的公开专利公报特开2011－156263号公报(以下，称为专利文献3)。

技术实现要素：

通过用一边整周旋转一边维持水平平面地板面和拱形面的移动地板形成治疗室，由此实现该治疗室的内部空间中的技师的操作性的提高、横卧于治疗床的患者的精神的压迫感的减轻。

但是，在用这样的移动地板形成治疗室的情况下，为了确保移动地板的机械刚性，无法将治疗室尤其是旋转轴方向的空间取得较宽。因此，技师的操作性的提高和患者的精神的压迫感的减轻，完成度都不充分。

另外，关于调整移动地板的开口部的大小的功能，在现有技术中，存在由于采用的滑动连结机构的接触面的摩擦而产生噪音或应用存在限制的课题。

本发明的实施方式是考虑这样的情况而做出的，目的在于，提供治疗空间形成得宽，并且通用性及鲁棒性高的粒子线医疗装置。

用于解决课题的手段

在实施方式所涉及的粒子线医疗装置中，其特征在于，具备：旋转机架，以使固定于静止系统的床配置在内侧并使线束的照射口固定于主体的状态进行轴旋转；隧道构造体，至少具有水平地板面并具有容纳所述床的至少一部分的内部空间；以及旋转支撑部，通过使所述隧道构造体相对于所述旋转机架的内侧面旋转移位，由此与所述旋转机架的轴旋转无关地在所述静止系统中使所述隧道构造体静止。

发明的效果

通过本发明的实施方式，提供治疗空间形成得宽，并且通用性及鲁棒性高的粒子线医疗装置。

附图说明

图1中(a)是本发明的第1实施方式所涉及的粒子线医疗装置的x－y剖视图，(b)是其y－z剖视图。

图2中(a)是表示各实施方式所涉及的粒子线医疗装置的外观的立体图，(b)是移动地板及隧道构造体的部分的整体立体图。

图3中(a)(b)是第2实施方式中应用的移动地板的动作说明图。

图4中(c)(d)是第2实施方式中应用的移动地板的动作说明图。

图5中(a)是表示第3实施方式中应用的移动地板的板材的连结部的侧视图，(b)是俯视图，(c)是表示弯曲的移动地板的板材的连结部的侧视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1中(a)表示第1实施方式所涉及的粒子线医疗装置10的x－y剖视图，(b)表示其y－z剖视图。图2(a)表示粒子线医疗装置10的外观。

这样，粒子线医疗装置10具备：旋转机架15，以使固定于静止系统的床24配置于内侧且使线束19的照射口18固定于主体的状态进行轴旋转；隧道构造体16，具有水平地板面及拱形顶棚，且具有容纳床24的至少一部分的内部空间；以及旋转支撑部57，通过使隧道构造体16相对于旋转机架的内侧面15a旋转移位，由此与旋转机架15的轴旋转无关地在静止系统中使隧道构造体16静止。

并且，粒子线医疗装置10还具备移动地板12，该移动地板12是使多个板材11(图2(b))相互弯曲自如地结合而成的，且以从隧道构造体16起所述内部空间连续的方式环状地形成，且以照射口18贯通的状态与旋转机架15一起转圈旋转。

如图2(a)所示，旋转机架15通常是具有圆筒形状的大型构造物，通过与其两边缘端的外周面外接的多个旋转驱动部23的旋转驱动，绕旋转轴(z轴)旋转。并且，旋转机架15的重量经由旋转驱动部23通过地基21(静止系统)来支承。

旋转机架15以使固定于静止系统的床24配置于内侧并使线束19的照射口18固定于主体的状态进行轴旋转。

在该旋转机架15上，除了粒子线束19的照射口18以外，还有线束输送系统27、线束的偏转电磁铁2、其他的控制设备及构造物，设有多个。

粒子线束19，是通过用直线加速器将通过省略图示的离子源产生的离子(重子或者质子离子)加速，进而入射到圆形加速器(省略图示)并提高到设定能量而生成的。

并且，从圆形加速器输出的粒子线束，从以与旋转机架15一体旋转的方式设置的线束输送系统(省略图示)的旋转轴z的延长线上入射。照射口18朝向旋转机架15的内侧被插入，并与该旋转机架15一起在床24的周围进行±180度旋转。

这样入射到线束输送系统的粒子线束，其轨道通过偏转电磁铁28而弯曲，并从照射口18对横卧于床24的患者，从360度的任意的方向照射。

该床24，基座被固定于建筑物侧的地基(静止系统)，在旋转机架15的内部移动，将患者的患部定位在粒子线束19的照射位置。在粒子线束19朝向患部照射时，在通过患者的体内的时候会失去动能而使速度降低，并且在承受与速度的平方大致成反比例的阻力而降低到某一定的速度时，急剧地停止。

并且，在粒子线束19的停止点附近，放出被称为布拉格峰的高能量。由于进行床24的定位以使该布拉格峰的放出位置与患部一致，因此执行仅消灭患部组织而对正常组织的伤害少的治疗。

图2(b)是将移动地板12及隧道构造体16的部分抽出进行表示的图。希望构成移动地板12的板材11的每个板材，长度方向上的挠曲刚性较大并且轻量。并且，多个板材11在其侧缘部以弯曲自如的方式相互结合。

并且，移动地板12，通过使照射口18贯通在移动地板12的一部分所设置的开口，能够使移动地板12与旋转机架15的旋转同步地旋转。

另外，作为移动地板12的形态，除了使一枚的片材成为环状而形成的情况以外，还存在如第2实施方式中在后面叙述那样、将多个分离体的片材组合为环状而形成的情况。

在该形成为环状的移动地板12的两端，以滑动自如的方式卡合有具有由圆弧及直线构成的闭合轨道的第1导轨13a及第2导轨13b。

据此，移动地板12的内部空间，形成用平面水平地板和拱形所包围的隧道形状，该移动地板12能够在保持隧道形状静止的状态下原封不动地绕旋转轴z旋转。

该移动地板12由于后述的隧道构造体16的存在，而充分确保治疗室的空间，所以不需要在旋转轴方向(z轴方向)取得较宽。因此，能够轻量并且使机械刚性较高而设计，所以能够以顺畅并且维持静音性的状态实施移动地板12的旋转运动。

第1导轨13a被支撑于空洞体53的另一端，该空洞体53的一端与固定床24的地基21的垂直壁面(静止系统)60的开口连接。

另外，第1导轨13a的来自地基21的支撑不限定于图示的方法。例如，也可以是，将第1导轨13a固定于以旋转自如的方式设置于旋转机架15的内周面的支撑部(省略图示)，该支撑部被地基21的垂直壁面(静止系统)60支撑，由此第1导轨13a间接地支撑于静止系统。

第2导轨13b固定于截面形状与该第2导轨13b的形状大致一致的隧道构造体16的周缘。并且，第2导轨13b以夹着照射口18的方式与第1导轨13a对置配置，并与移动地板12的另一端卡合。第1导轨13a与第2导轨13b的间隔，只要比被两者所夹的照射口18的宽度稍宽即可。

据此，通过使与旋转机架15一起旋转的移动地板12的旋转轴(z轴)方向的尺寸可控，能够使得重量的削减和机械刚性的提高两立。

进一步发展，能够将照射口18设计成更小径，并能够使空洞体53与隧道构造体16的间隙减小到对技师的往来无障碍的程度的情况下等，也能够将移动地板12省略。

另外，关于隧道构造体16，例示出了具有水平地板面及拱形顶棚的构造体，但只要是至少具有水平地板面并且具有容纳床24的至少一部分的内部空间的构造体即可。

在隧道构造体16中，在第2导轨13b的相反侧，以将开口封堵的方式设置有面板51。并且，该面板51被支撑于与旋转机架15的旋转轴z一致并自如地转动的旋转支撑部57的旋转轴52。

旋转支撑部57，使旋转轴52旋转移位，该旋转轴52从在旋转机架的内侧面15a固定的支架56轴支隧道构造体16。据此，不依赖于旋转机架15的旋转移位，以平面的地板面始终保持水平的方式，隧道构造体16相对于静止系统静止。

关于旋转支撑部57，在静止系统中，其旋转轴52向与旋转机架15相反方向旋转移位。其结果，旋转支撑部57固定于旋转机架15的内侧面15a，从而即使在从静止系统观看照射口18转圈的情况下，也能够使隧道构造体16保持为静止状态。

并且，在旋转支撑部57，设置有在铅垂方向上支撑其自重的支承部件26。该支承部件26的一端固定于隧道构造体16或者面板51，其另一端与旋转机架的内侧面15a无摩擦接触并在其圆周方向上旋转。另外，旋转支撑部57的旋转轴52，还可以是除了通过马达等来驱动旋转的情况以外自由旋转的旋转轴。

在本实施方式中，例示了旋转支撑部57包括旋转轴52和支架56的情况进行了说明，但并不特别限定，如果是能够使隧道构造体16相对于旋转机架的内侧面15a旋转移位的结构，则能够适当采用。

通过以上所述的隧道构造体16，不依赖于照射口18的旋转位置，能够在旋转机架15的内部形成具有平面且水平的地板面且宽度充分的治疗室。据此，能够提高对横卧于床24的患者进行处置的技师的操作性。

另外，能够用隧道构造体16来担当该较宽阔的治疗室的大半，因此能够使移动地板12的旋转轴方向长度，缩短为功能上要求的最小限的长度即与照射口18大致相同的长度。其结果，能够提供能够轻量并且高刚性地制作移动地板12或者能够省略移动地板12、且使旋转驱动机构的负荷减轻且鲁棒性高的粒子线医疗装置。

(第2实施方式)

接着，基于图3(a)(b)及图4(c)(d)对本发明中的第2实施方式进行说明。另外，在图3及图4中具有与图1共通的构成或者功能的部分，以同一符号示出，并省略重复的说明。

第2实施方式的粒子线医疗装置10中应用的移动地板12，由照射口18贯通的部位的板材11的结合被截断的、至少二个分割体17a、17b构成。并且各个分割体17a、17b具备用于在导轨13的闭合轨道上互相独立地走行的走行构件25a、25b。

作为走行构件25a、25b，具体地能够采用齿轮齿条副机构。该情况下，使被称为小齿轮的小口径的圆形齿轮旋转的马达，设置于在分割体17的中心排列的板材11。并且，在第1导轨13a及第2导轨13b的至少一方，设置进行了切齿的齿条。将该齿条与小齿轮组合并对小齿轮施加旋转力后，被变换为齿条的长度方向的直线力，移动地板12的分割体17沿着导轨13的闭合轨道移动。

作为走行构件25a、25b，不限定于齿轮齿条副机构，只要是能够使分割体17a、17b相对于导轨13的闭合轨道分别独立地走行的机构，就能够适当采用。

旋转的移动地板12的平面水平地板面，需要至少不产生间隙，而确保来往的技师的安全。并且，如对图4(c)(d)进行比较可知那样，存在如下实际情况，即，根据照射口18的旋转位置，贯通照射口18所需的移动地板12的开口的大小不同，分割体17a、17b的边缘抵接的照射口18的侧面位置也变化。

因此，在使分割体17a、17b移动的走行构件25a、25b的控制策略设为，在分割体17a、17b的边缘位于平面水平地板面的情况下，设定为其边缘与照射口18抵接或者互相抵接，而避免平面水平地板面产生间隙。其结果，位于相反的拱形侧的分割体17a、17b的边缘的开口被容许，其大小也根据照射口18的旋转位置而变化。

并且，在照射口18及分割体17a、17b之间，设置有用于将所形成的间隙遮蔽的遮蔽部31a。关于照射口18侧的遮蔽部31a，供片材33卷绕并且在卷取方向上被旋转施力的滚子34被设置于分割体17的边缘部。并且，所卷绕的片材33的前端32与另一方的照射口18连接。另外，也可以使滚子34与片材的前端32的安装位置相反。据此，所卷绕的片材33与在照射口18及分割体17a、17b间形成的间隙的大小相应而伸缩，并将该开口遮蔽。

并且，在分割体17a、17b的处于对接状态的边缘部之间，也设置有对于所形成的间隙根据其大小来遮蔽所用的遮蔽部31b。

并且，在互相接近的二个分割体17a、17b的边缘部的任一方，设置滚子34，在另一方连接片材的前端32。

另外，在第2实施方式中，遮蔽部31a、31b不是必须的构成要素。也就是说，如果不拘泥于旋转机架15的内侧面15ac从形成在拱形侧的移动地板12的开口露出，是可以省略的。

如图3(a)所示，对将旋转机架15的旋转角度设定为+180度并使照射口18位于床24的正下方的情况进行研究。此时，通过使照射口18与分割体17a、17b的边缘部抵接，从而不会在照射口18的两侧产生开口地形成移动地板12的水平平面地板面。

此时，设置于照射口18侧的遮蔽部31a，在照射口18的根部部分与分割体17a、17b的边缘部之间，取片材33延伸的状态。另一方面，处于拱形侧的分割体17a、17b的对接位置的遮蔽部31b，将所形成的间隙遮蔽，因此取片材33延伸的状态。

接着，对如图3(b)所示那样、将旋转机架15的旋转角度设定为+135度，并使照射口18位于床24的斜下方的情况进行研究。此时，图中右侧的分割体17a的边缘部到达照射口18的根部部分。此时也是，通过使分割体17a、17b的边缘部与照射口18侧抵接，而不产生开口地形成移动地板12的水平平面地板面。

进而，对如图4(c)所示那样、将旋转机架15的旋转角度设定为+90度，并使照射口18位于床24的侧面的情况进行研究。此时，两个分割体17a、17b的边缘部到达照射口18的根部部分。此时也是，通过使分割体17a、17b的边缘部与照射口18侧抵接，而不产生开口地形成移动地板12的水平平面地板面。

此时，关于设置在照射口18侧的遮蔽部31a，在照射口18的根部部分与分割体17a、17b的边缘部之间，取片材33压缩的状态。另一方面，位于相反侧的分割体17a、17b的对接位置的遮蔽部31b，将所形成的间隙遮蔽，因此取片材33延伸的状态。

另外，对如图4(d)所示那样、将旋转机架15的旋转角度设定为0度，并使照射口18为床24的正上方的情况进行研究。此时，在水平地板面中使分割体17a、17b的边缘部互相抵接，从而不会产生开口地形成移动地板12的水平平面地板面。

此时，位于水平平面地板面遮蔽部31b，取片材33压缩的状态。另一方面，在拱形侧的照射口18所设置的遮蔽部31a，将所产生的开口遮蔽，因此在照射口18的根部部分与分割体17a、17b的边缘部之间，取片材33延伸的状态。

另外，上述的、照射口18及分割体17a、17b的位置关系、以及遮蔽部31a、31b的伸缩关系，是例示性地进行表示。因此，这些关系也会根据导轨13的圆弧轨道及直线轨道的长度、照射口18的尺寸而适当变更。另外，在上述的例子中，对旋转机架15在+180度～0度的范围旋转的情况进行了叙述，但旋转机架15也可以在0度至－180度的范围旋转。

旋转机架15及照射口18取镜面对称形状，因此旋转机架15在0度～－180度的范围旋转的情况下也是，通过对分割体17a、17b适当进行移动控制，不会在移动地板12的水平地板面形成开口。

另外，第2实施方式所涉及的粒子线医疗装置10，移动地板12通过分割体17a、17b构成、在其上分别设置有走行构件25a、25b，为必须的构成要件。因此，也可能存在没有设置隧道构造体16及/或遮蔽部31a、31b的粒子线医疗装置10。

(第3实施方式)

接着，基于图5(a)(b)(c)对本发明中的第3实施方式进行说明。图5中，示出了第3实施方式中应用的移动地板12的板材11的连结部35的放大图。另外，在图5中具有与图1共通的构成或者功能的部分以同一符号示出，并省略重复的说明。

如图5所示，连结部35具备：结合部件36，使相邻的二个板材11结合；轴支部37，将结合部件36的两端以转动自如的方式支撑于在各个板材11的边缘所设置的缺口部39；以及限制部件38，关于结合部件36的转动，容许板材11的向床侧的弯曲并限制向其相反侧的弯曲。

通过这样构成，被赋予了图5(a)所示的应力f的板材11，将要相对于相邻的板材11向下侧移位，但该相邻的板材11上所设置的限制部件38以反力f抑制将要向该移位方向转动的结合部件36。据此，对移动地板12赋予较高的机械刚性，即使技师或患者搭乘，水平地板面也不会大幅挠曲。

另一方面，如图5(c)所示，在移动地板12的隧道形状的角部，彼此相邻的板材11能够以轴支部37为中心弯曲。同样地，在隧道形状的拱形部也能够不笔直而形成曲面。

图示中，关于限制部件38，例示了在板材11的缺口部39的下侧所设置的块状件，但不特别限定，只要是以结合部件36不会相对于板材11向移动地板12的外侧弯曲的方式进行限制的部件即可。

另外，第3实施方式所涉及的粒子线医疗装置10，移动地板12的结合部件36容许板材11的向床侧的弯曲且限制其向相反侧的弯曲是必须的构成要件。因此，也可以存在没有设置隧道构造体16的情况、移动地板12不是用分割体17a、17b构成的情况、移动地板12上没有设置遮蔽部31a、31b的情况的、粒子线医疗装置10。

根据以上所述的至少一个实施方式的粒子线医疗装置，通过设置隧道构造体，治疗空间形成得宽，并且通过将移动地板的间隙遮蔽或者使其机械刚性提高，能够提高通用性及鲁棒性。

对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提示的，无意限定发明的范围。这些实施方式能够以其他各种各样的方式实施，在不脱离发明的宗旨的范围内，能够进行各种省略、置换、变更、组合。这些实施方式及其变形，包含在发明的范围及宗旨中，同样也包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围中。

符号说明

10…粒子线医疗装置，11…板材，12…移动地板，13a(13)…第1导轨(导轨)，13b(13)…第2导轨(导轨)，15…旋转机架，15a…内侧面，16…隧道构造体，17…分割体，17a(17)…第1分割体(分割体)，17b(17)…第2分割体(分割体)，18…照射口，19…粒子线束(线束)，21…地基，23…旋转驱动部，24…床，25a…走行构件，26…支承部件，27…线束输送系统，28…偏转电磁铁，31a、31b…遮蔽部，32…前端，33…片材，34…滚子，35…连结部，36…结合部件，37…轴支部，38…限制部件，39…缺口部，51…面板，52…旋转轴，53…空洞体，56…支架，57…旋转支撑部，60…壁面。