特許 6087183 荷電粒子線治療装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6087183

(24)【登録日】2017年2月10日

(45)【発行日】2017年3月1日

(54)【発明の名称】荷電粒子線治療装置

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20170220BHJP

【ＦＩ】

   A61N5/10 H

【請求項の数】6

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-56623(P2013-56623)

(22)【出願日】2013年3月19日

(65)【公開番号】特開2014-180416(P2014-180416A)

(43)【公開日】2014年9月29日

【審査請求日】2015年7月10日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】楠岡 新也

【審査官】 松浦 陽

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１９１２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１２５６０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２５４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４１５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０１７９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０４３０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１３６９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−０９２７０１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平０２−０８７１１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１０−０８８６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｎ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状を成し軸線回りに回転可能なガントリーと、
前記ガントリーに取り付けられ荷電粒子線を照射する照射部と、
前記ガントリーを回転駆動する駆動部とを備え、
前記ガントリーは、前記軸線と同軸に配置されたリングを有し、
前記リングは、周方向で複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメントを複数有し、
前記セグメントの長手方向の端部には、前記周方向に隣り合う前記セグメントを接続する接続部が設けられ、
前記接続部には、前記リングの外周面において接続相手側に張り出す張出部が形成され、
前記張出部は、前記接続相手側の張出部に対して前記軸線が延在する方向に重なるように配置され、
前記張出部を介して、隣り合う前記セグメント同士が接続されて前記リングが形成され、
前記駆動部は、
前記リングの外周面に当接するローラーを有し、
前記ローラーを回転させて、前記ガントリーを回転させ、
前記ローラーが前記リングの前記接続部に接触し、前記接続部を乗り越えるように前記ローラーを回転させることを特徴とする荷電粒子線治療装置。

【請求項2】

前記張出部の外周面における平面形状は、矩形状であることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線治療装置。

【請求項3】

筒状を成し軸線回りに回転可能なガントリーと、
前記ガントリーに取り付けられ荷電粒子線を照射する照射部と、
前記ガントリーを回転駆動する駆動部とを備え、
前記ガントリーは、前記軸線と同軸に配置されたリングを有し、
前記駆動部は前記リングの外周面に当接するローラーを有し前記ローラーを回転させて、前記ガントリーを回転させ、
前記リングは、周方向で複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメントを複数有し、
前記セグメントの長手方向の端部には、前記周方向に隣り合う前記セグメントを接続する接続部が設けられ、
前記接続部には、前記リングの外周面において接続相手側に張り出す張出部が形成され、
前記張出部は、前記接続相手側の張出部に対して前記軸線が延在する方向に重なるように配置され、
前記張出部を介して、隣り合う前記セグメント同士が接続され、前記リングが形成され、
前記張出部には、前記軸線が延在する方向に貫通する一対の位置決め用ボルト穴が形成され、
前記一対の位置決め用ボルト穴に、リーマボルトがそれぞれ挿通され、
前記軸線が延在する方向に対向する張出部が緊結されて接続相手の前記接続部と接続されていることを特徴とする荷電粒子線治療装置。

【請求項4】

前記一対の位置決め用ボルト穴は、前記リングの前記周方向及び径方向において異なる位置に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子線治療装置。

【請求項5】

前記リングの硬度よりも前記ローラーの硬度の方が高いことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の荷電粒子線治療装置。

【請求項6】

前記張出部の外周面の先端は、前記リングの周方向に隣接する接続相手の前記接続部の外周面よりも前記リングの径方向の内側に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の荷電粒子線治療装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子線を照射する照射部が取り付けられたガントリーを、軸線回りに回転させ、荷電粒子線の照射方向を変更可能な荷電粒子線治療装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば、がん治療などに適用可能な荷電粒子線治療装置として、軸線回りに回転可能なガントリー内に、患者が配置される寝台を収容し、ガントリーに取り付けられた照射部である照射ノズルから荷電粒子線を照射する装置がある（例えば特許文献１参照）。

【0003】

特許文献１に記載の荷電粒子線治療装置のガントリーは、円筒体からなるガントリー胴部を備え、このガントリー胴部の軸線方向の両端部には周方向に連続するリングが設けられている。荷電粒子線治療装置は、ガントリーを回転駆動する駆動部を有し、駆動部には、リングの外周面に当接するローラーが設けられ、モーターによってローラーを回転させることで、回転駆動力をリングに伝達してガントリーを回転させている。

【0004】

このような荷電粒子線治療装置では、ガントリーの回転に伴って照射ノズルの姿勢が変化し、荷電粒子線の照射方向が変更されるので、照射ノズルはアイソセンターに対して異なる角度から荷電粒子線を照射することが可能となる。例えば、腫瘍の位置や、形状に応じて、照射方向を変えて、異なる方向から荷電粒子線を照射することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−７１１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

荷電粒子線治療装置のリングは、工場で製作された後、輸送され、例えば病院の建屋内に搬入される。従来技術に係る荷電粒子線治療装置では、リングは一体成形されている。このようなリングは、輸送可能な大きさに法的な制限があるため、リングを複数の部分に分割して輸送することが要望されている。

【0007】

複数に分割されたリングを接続して使用する場合に、ローラーと接触するリングの外周面に大きな段差があると、段差部分がローラーに乗り上げたときにガントリーが変位して、アイソセンターの位置ズレが生じてしまい、荷電粒子線の照射位置の精度が低下することになる。

【0008】

本発明は、リングを分割形成することで、リングの大きさの輸送上の制限を回避すると共に、接続後のリングの外周面に大きな段差が生じることを防止して、荷電粒子線の照射位置の精度の低下を抑制することが可能な荷電粒子線治療装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の荷電粒子線治療装置は、筒状を成し軸線回りに回転可能なガントリーと、ガントリーに取り付けられ荷電粒子線を照射する照射部と、ガントリーを回転駆動する駆動部とを備え、ガントリーは、軸線と同軸に配置されたリングを有し、リングは、周方向で複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメントを複数有し、セグメントの長手方向の端部には、周方向に隣り合うセグメントを接続する接続部が設けられ、リングの接続部には、リングの外周面において接続相手側に張り出す張出部が形成され、張出部は、接続相手側の張出部に対して前記軸線が延在する方向に重なるように配置され、当該張出部を介して、隣り合うセグメント同士が接続されてリングが形成され、駆動部は、リングの外周面に当接するローラーを有し、ローラーを回転させて、ガントリーを回転させ、ローラーがリングの接続部に接触し、接続部を乗り越えるようにローラーを回転させる。

【0010】

この荷電粒子線治療装置は、ガントリーのリングが周方向で複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメントを複数備えているので、輸送の際のスペースを抑えることができ、輸送上の大きさの制限を回避することができる。これにより、特別な輸送機器を用いて輸送する必要がなく、輸送の手間を省いて輸送コストの増大を防ぐことができる。

【0011】

セグメントの長手方向の端部には、セグメント同士を接続する接続部が形成され、接続部には、リングの外周面において接続相手側に張り出す張出部が形成されているので、セグメント同士の境界が、リングの外周面の周方向の同一箇所で、リングの全幅にわたって直線的に形成されることがなく、リングの外周面に大きな段差が形成されないようにすることができる。そのため、リングの接続部がローラーを乗り越えたときの段差の影響を抑制しガントリーの変位を抑えることができ、アイソセンターの位置ズレを防止して、荷電粒子線の照射位置の精度の低下を回避することが可能となる。

【0012】

張出部の外周面における平面形状は、矩形状であるとよい。これにより簡素な形状の張出部を形成することができるので、機械加工を容易として加工誤差を低減して、接続部同士を密着させ易くすることができ、リングの変位を防止することができる。張出部の形状が簡素であると、セグメントを接続してリングを組み立てる際の作業の手間を省くことができる。

【0013】

また、本発明の荷電粒子線治療装置は、筒状を成し軸線回りに回転可能なガントリーと、ガントリーに取り付けられ荷電粒子線を照射する照射部と、ガントリーを回転駆動する駆動部とを備え、ガントリーは、軸線と同軸に配置されたリングを有し、駆動部はリングの外周面に当接するローラーを有しローラーを回転させて、ガントリーを回転させ、リングは、周方向で複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメントを複数有し、セグメントの長手方向の端部には、周方向に隣り合うセグメントを接続する接続部が設けられ、接続部には、リングの外周面において接続相手側に張り出す張出部が形成され、張出部は、接続相手側の張出部に対して軸線が延在する方向に重なるように配置され、張出部を介して、隣り合う前記セグメント同士が接続され、リングが形成され、張出部には、軸線が延在する方向に貫通する一対の位置決め用ボルト穴が形成され、この一対の位置決め用ボルト穴に、リーマボルトがそれぞれ挿通され、軸線が延在する方向に対向する張出部が緊結されて接続相手の接続部と接続されている構成が挙げられる。互いに接続相手側に張出す張出部同士を接続する構成とし、この張出部を貫通する位置決め用ボルト穴を異なる位置に少なくとも２箇所設けることで、位置決め精度を向上させてセグメント同士を接続することができる。リーマボルトを用いて緊結することで、接続後の位置ズレを防止することができるので、ガントリーの変位を抑制することができる。

【0014】

一対の位置決め用ボルト穴は、リングの周方向及び径方向において異なる位置に形成されているとよい。このように、一対の位置決め用ボルト穴の配置が、リングの周方向及び径方向に異なっていると、接続後のセグメント同士の位置ズレを確実に抑えることができる。

【0015】

リングの硬度よりもローラーの硬度の方が高いことが好ましい。ローラーの硬度がリングの硬度よりも高い場合には、セグメント同士の境界に段差が生じたとしてもローラーと接触することで、リングの外周面が好適に変形して滑らかになる。

【0016】

張出部の外周面の先端は、リングの周方向に隣接する接続相手の接続部の外周面よりもリングの径方向の内側に配置されている構成でもよい。これにより、張出部の外周面の先端が、隣接する接続部の外周面よりも径方向の外側に張出すことが防止され、ガントリーの変位を防止することができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、リングを分割形成することで、リングの輸送上の大きさの制限を回避すると共に、接続後のリングの外周面に大きな段差が生じることを防止して、荷電粒子線の照射位置の精度の低下を抑制することが可能な荷電粒子線治療装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置を備えた陽子線治療システムの概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置の正面図である。

【図3】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置の背面図である。

【図4】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置の右側面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置の左側面図である。

【図6】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置を斜め後方から示す斜視図である。

【図7】本発明の実施形態に係る陽子線治療装置の回転ガントリーの断面斜視図である。

【図8】回転ガントリーに取り付けられたビーム導入ラインン及びビーム照射ノズルを示す斜視図である。

【図9】回転ガントリーに取り付けられたリングの正面図である。

【図10】図９に示すリングの接続部を外周面側から示す側面図である。

【図11】図１０中の接続部の張出部を示す斜視図である。

【図12】接続部のリングの周方向に沿う断面図である。

【図13】変形例に係るリングの張出部を外周面側から示す側面図である。

【図14】他の変形例に係るリングの張出部を回転軸線方向から示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明に係る荷電粒子線照射装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、荷電粒子線治療装置として陽子線治療装置１０を備えた陽子線治療システム１について説明する。陽子線治療装置１０は、例えばがん治療に適用されるものであり、患者の体内に存在する被照射体である腫瘍に対して、陽子ビーム（荷電粒子線）を照射する装置である。

【0020】

図１に示されるように陽子線治療システム１は、イオンを加速して陽子ビームを出射するサイクロトロン（粒子加速器）２、サイクロトロン２から出射された陽子ビームを輸送するビーム輸送ライン３、ビーム輸送ライン３によって輸送された陽子ビームを被照射体へ照射する陽子線治療装置１０を有する。そして、サイクロトロン２、ビーム輸送ライン３、及び陽子線治療装置１０などの各機器は、建屋５内に収容されている。

【0021】

サイクロトロン２で加速された陽子ビームは、ビーム輸送ライン３に沿って偏向され、陽子線治療装置１０に供給される。ビーム輸送ライン３には、陽子ビームを偏向させるための偏向電磁石や、ビーム成形を行う四重極電磁石等が設けられている。

【0022】

陽子線治療装置１０は、図２〜図８に示すように、供給された陽子ビームを輸送するビーム導入ライン３１と、ビーム導入ライン３１によって輸送された陽子ビームを被照射体へ照射する照射部である照射ノズル１１と、ビーム導入ライン３１及び照射ノズル１１を支持すると共に所定の回転軸線Ｐ回りに回転可能な回転ガントリー１２を備えている。

【0023】

回転ガントリー１２は、図４〜図６に示すように、回転軸線Ｐ方向に順に配置された円筒本体部１３、コーン部１４及び第２円筒部１５を有する。これらの円筒本体部１３、コーン部１４及び第２円筒部１５は、同軸（回転軸線Ｐ）上に配置されて連結されている。なお、回転軸線Ｐが延在する方向において、円筒本体部１３が配置されている方を回転ガントリー１２の正面側、第２円筒部１５が配置されている方を回転ガントリー１２の背面側とする。

【0024】

円筒本体部１３及び第２円筒部１５は、薄肉構造の円筒体であり、剛性を保ちつつ軽量化できるよう構成されている。第２円筒部１５は、円筒本体部１３より小径とされ、コーン部１４は、円筒本体部１３及び第２円筒部１５を連結するように円錐状に形成されている。コーン部１４は、薄肉構造の筒体であり、正面側から背面側へ向かうにつれて、内径が小さくなるように形成されている。

【0025】

円筒本体部１３の回転軸線Ｐ方向の両端部には、周方向に対して直交する断面の形状が例えば矩形であるリング６Ａ，６Ｂが設けられている。円筒本体部１３は、図２〜図５に示すように、円筒本体部１３の下方に配置されたローラー装置２０によって、回転可能に支持されている。ローラー装置２０は、回転ガントリー１２を回転させるための駆動部として機能する。なお、リング６Ａ，６Ｂ及びローラー装置２０の詳細については後述する。

【0026】

円筒本体部１３は、正面側が開放され、患者が横たわる寝台２２を円筒本体部１３内へ挿入できるように構成されている。一方、円筒本体部１３の背面側には、背面パネル（隔壁）１６が設けられ、この円筒本体部１３及び背面パネル１６によって、照射室２１が構成されている。照射室２１内には、被照射体である患者が横たわる寝台２２が配置可能であり、寝台２２は、建屋に取り付けられたロボットアーム２３によって移動可能とされている。治療を実施していない通常時には、寝台２２は回転ガントリー１２（照射室２１）の外に配置され、治療を実施する際に寝台２２は照射室２１内に配置される。なお、図７では、寝台２２の図示を省略している。

【0027】

照射ノズル１１は、円筒本体部１３の内面側に固定され、円筒本体部１３と共に回転軸線Ｐ回りに回転する。照射ノズル１１は、円筒本体部１３の回転と共に移動し、陽子ビームの出射方向が変更される。

【0028】

図８は、回転ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１及び照射ノズル１１を示す斜視図である。ビーム導入ライン３１は、回転ガントリー１２の回転軸線Ｐ方向に沿って背面側から正面側へ進行する陽子ビームＢを偏向する第１ベンド部３２と、第１ベンド部３２の下流に設けられ、陽子ビームＢを回転軸線Ｐ方向に対して傾斜させて進行させる傾斜部３３と、傾斜部３３の下流に設けられ、回転ガントリー１２の径方向の外側へ陽子ビームＢを偏向する第２ベンド部３４と、第２ベンド部３４の下流に設けられ、陽子ビームＢを回転ガントリー１２の周方向へ旋回させる第３ベンド部３５と、第３ベンド部３５の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１の上方（図２に示す状態における上方）へ進行させる直線部３６と、直線部３６の下流に設けられ、陽子ビームＢを回転ガントリー１２の径方向の内側へ湾曲させる第４ベンド部３７と、第４ベンド部３７の下流に設けられ、陽子ビームＢを照射ノズル１１へ進行させる直線部３８と、を備えている。

【0029】

第１ベンド部３２は、陽子ビームＢを湾曲させて４５度分偏向させる４５度偏向電磁石によって構成されている。傾斜部３３は、光学要素として、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３などを有する構成とされている。四重極電磁石４１は、照射目標中心の位置での陽子ビームＢのサイズや光学上の焦点位置を調整する機能を有する。ステアリング電磁石４２は、ビーム軸を平行移動する機能を有する。プロファイルモニター４３は、通過する陽子ビームＢの形状と位置を検出する機能を有する。

【0030】

第２ベンド部３４は、陽子ビームＢを湾曲させて４５度分偏向させる４５度偏向電磁石によって構成されている。また、第２ベンド部３４と第３ベンド部３５との間には、プロファイルモニター４３が配置されている。第３ベンド部３５は、陽子ビームＢを湾曲させて１３５度分偏向させる１３５度偏向電磁石によって構成されている。

【0031】

直線部３６は、四重極電磁石４１、ステアリング電磁石４２、及びプロファイルモニター４３を有する。第４ベンド部３７は、１３５度偏向電磁石によって構成されている。直線部３８は、四重極電磁石４１及びプロファイルモニター４３を有する。なお、ビーム導入ライン３１は、光学要素として偏向電磁石のみを備える構成でもよい。

【0032】

図７に示すように、陽子線治療装置１０では、回転ガントリー１２に取り付けられたビーム導入ライン３１の一部が、回転ガントリー１２の筒体（円筒本体部１３、コーン部１４、第２円筒部１５）内を通過して配置されている。陽子線治療装置１０に供給された陽子ビームＢは、第２円筒部１５の背面側から内部へ導入され、第２円筒部１５内、コーン部１４内、背面パネル１６及び円筒本体部１３内を通過して、円筒本体部１３の周壁を貫通して、円筒本体部１３の外部へ導出される。

【0033】

ビーム導入ライン３１の第１ベンド部３２は、第２円筒部１５に固定され、傾斜部３３は、コーン部１４に固定されていると共に、背面パネル１６を貫通し背面パネル１６に支持されている。第２ベンド部３４は、円筒本体部１３の周壁を貫通し、円筒本体部１３によって支持されている。

【0034】

また、図２に示すように、円筒本体部１３の外周面には、円筒本体部１３よりも径方向の外側に張り出したビーム導入ライン３１を支持するための架台１７が設けられている。なお、円筒本体部１３より外方に張り出したビーム導入ライン３１を、ビーム導入ライン張出部３１ａと称する。第３ベンド部３５、直線部３６、及び第４ベンド部３７は、導入ライン張出部３１ａに含まれる。架台１７は、円筒本体部１３の外面に固定され、径方向の外側へ張り出している。架台１７は、径方向の内側から、ビーム導入ライン張出部３１ａを支持している。これにより、電磁石（四重極電磁石４１、１３５度偏向電磁石）などの荷重を円筒本体部１３によって受けることができる。

【0035】

また、円筒本体部１３の外周面には、回転軸線Ｐを挟んで対向配置されたカウンタウェイト１８が設けられている。カウンタウェイト１８を設置することで、円筒本体部１３の外面に配置された第３ベンド部３５、直線部３６、第４ベンド部３７、及び架台１７に対する重量バランスが確保されている。

【0036】

次に、リング６Ａ，６Ｂについて説明する。リング６Ａは円筒本体部１３の正面側に配置され、リング６Ｂは円筒本体部１３の背面側に配置されている。なお、リング６Ａ，６Ｂを区別する必要がないときは、リング６と記載する。リング６は、回転軸線Ｐを中心にして円周状に延在し、リング６の外周面６ａは、回転ガントリー１２の外周面１２ａ（図６参照）よりも径方向の外側に配置されている。リング６の径方向Ｄ（図９参照）に沿う長さは、例えば、リング６の全周において均一である。

【0037】

リング６は、図９に示されるように、リング６の周方向Ｒで複数に分割され、分割された一つの単位である円弧状のセグメント７を複数備えている。周方向Ｒに隣り合うセグメント７同士が接続されてリング６が形成されている。リング６は、周方向Ｒにおいて等しく２分割されている。リング６は、例えば周方向Ｒにおいて３つ以上のセグメント７を備える構成でもよい。セグメント７は、周方向Ｒに等しい長さのものでもよく、周方向Ｒにおいて異なる長さでもよい。

【0038】

セグメント７は、円弧状に形成されたセグメント本体８と、このセグメント本体８の長手方向（周方向Ｒ）の両端部の外側に配置された接続部９とを備えている。セグメント本体８は、例えば中空の矩形断面をなしている。セグメント本体８の外周面は、リング６の外周面６ａを構成している。

【0039】

図１０及び図１１に示されるように、接続部９には、セグメント７の長手方向の外側であり、接続相手側に張出す張出部９ａが形成されている。張出部９ａは、リング６の径方向Ｄの外側から見た場合に、例えば矩形状に形成されている。張出部９ａは、リング６の回転軸線Ｐに沿う方向である幅方向Ｗにおいて、一方側（回転ガントリー１２の正面側または背面側）に形成され、幅方向Ｗにおいて張出部９ａが形成されていない領域は、接続相手の張出部９ａが配置される領域となる。接続部９には、接続相手の張出部９ａを受ける受容部が形成され、この受容部は、幅方向Ｗにおいて張出部９ａに隣接している。

【0040】

張出部９ａの先端面９ｂは、リング６の周方向Ｒと直交する面を形成し矩形状に形成され、リング６の周方向Ｒに隣り合う接続相手のセグメント７の接続部９と当接する。張出部９ａの当接面９ｃは、回転軸線Ｐと直交する面を形成し、リング６の幅方向Ｗの中央で、接続相手の接続部９の当接面９ｃと当接する。

【0041】

接続部９のみは中実であり、接続部９の基準面９ｄは、リング６の周方向Ｒと直交する面を形成し矩形状に形成され、リング６の幅方向Ｗにおいて、張出部９ａが形成されていない側に配置されている。基準面９ｄは、接続相手の接続部９の張出部９ａの先端面９ｂと当接する。

【0042】

張出部９ａは、回転軸線Ｐ方向において、リング６の幅の半分の厚さを有し、接続相手の張出部９ａと重なるように配置される。図１２に示されるように、張出部９ａには、回転軸線Ｐ方向に貫通する複数のボルト穴９ｅ，９ｆが形成されている。複数のボルト穴９ｅ，９ｆは、回転軸線Ｐ方向から見た場合に、例えば、径方向Ｄに１列につき６箇所並んで配置され、周方向Ｒに３列配置され、合計１８箇所形成されている（図１１参照）。複数のボルト穴９ｅ，９ｆのうち、対角に配置されたボルト穴９ｆは、位置決め用のリーマボルト穴９ｆとして形成されている。リーマボルト穴９ｆは、例えば、張出部９ａの先端側で径方向Ｄの外側の位置と、張出部９ａの後端側で径方向Ｄの内側の位置に、合計２箇所形成されている。

【0043】

図１２に示されるように複数のボルト穴９ｅには、ボルト９ｇが挿通され、一対のリーマボルト穴９ｆには、リーマボルト９ｈが挿通されて、張出部９ａがリング６の幅方向Ｗに緊結され、複数のセグメント７が接続されている。互いの張出部９ａの先端面９ｂと基準面９ｄとが密着し、当接面９ｃ同士が密着することで、周方向Ｒに延在するリング６が形成される。

【0044】

ローラー装置２０は、リング６の外周面６ａと当接する複数のローラー２０ａを備えている。図９では、ローラー２０ａを１点鎖線で図示している。複数のローラー２０ａは、回転軸線Ｐ方向から見た場合、例えば左右対称に配置され斜め下方からリング６の外周面６ａと接触する。複数のローラー２０ａは、リング６の外周面６ａに沿う方向に並べ配置されている。

【0045】

複数のローラー２０ａのうち少なくとも一つは、駆動源である電動モーター（不図示）に連結されて、リング６を回転させる。ローラー２０ａの外周面２０ｂは、リング６の外周面６ａと当接し、ローラー２０ａによる回転駆動力がリング６に伝達されて、回転ガントリー１２を回転させる。

【0046】

また、ローラー２０ａの硬度は、リング６の硬度よりも高いことが好ましい。仮に、リング６の接続部９の境界に段差が生じたとしても、ローラー２０ａに乗り上げることで、リング６の外周面６ａが好適に変形して滑らかに連なるようになる。これにより、回転ガントリー１２の変位を防止することができる。異なる材質を用いることで、硬度に差を生じさせてもよく、例えば、熱処理を施すことにより、硬度を調整してもよい。

【0047】

このような陽子線治療システム１では、サイクロトロン２から出射された陽子ビームＢが、ビーム輸送ライン３によって輸送され陽子線治療装置１０まで到達する。陽子線治療装置１０まで到達した陽子ビームＢは、ビーム導入ライン３１によって輸送され照射ノズル１１まで到達し、患者の腫瘍に対して照射される。照射ノズル１１から照射される陽子ビームＢの照射方向は、回転ガントリー１２を回転することで調整することができる。

【0048】

陽子線治療装置１０のリング６は、周方向Ｒで複数に分割され、分割された一つの単位であるセグメント７を複数備え、セグメント７同士が接続されて構成されるので、陽子線治療装置１０の建屋への挿入の際に、占有スペースを縮小してセグメント７を輸送することができる。セグメント７が工場で製造された後、特別な輸送機器を使用せずに一般的な輸送機器を用いて輸送することができるので、輸送の手間がかからず、輸送コストの増大を防止することが可能である。

【0049】

また、セグメント７として分割されて小型化されているので、製造時における焼鈍などの熱処理の際に、リング６の大きさに対応した大型の炉を用いて熱処理を行う必要がないので、従来よりも小さい一般的な炉を用いて熱処理を行うことができる。特別な大型の炉を使用する必要がないので、製造コストの低減につなげることが可能である。

【0050】

セグメント７の接続部９には、リング６の外周面６ａにおいて接続相手側に張り出す張出部９ａが形成されているので、セグメント７の境界が、リング６の外周面６ａの周方向Ｒの同一箇所で、リング６の全幅にわたって直線的に形成されることがない。図１０に示されるように、先端面９ｂと基準面９ｄとが、周方向Ｒにおいて離れた位置に形成されているので、周方向Ｒに離間した境界の両方に段差が形成されたとしても、リング６の接続部が、あるローラー２０ａを乗り越える際に、セグメント７同士の境界が一度に乗り上げることがないので、隣接するセグメント７間の段差を吸収しやすくなる。周方向Ｒに接続されたセグメント７同士の境界に大きな段差が形成されないため、リング６の接続部９がローラー２０ａを乗り越えたときの回転ガントリー１２の変位を防止することができ、アイソセンターの位置ズレを防ぎ、陽子ビームの照射位置の精度の低下が防止される。

【0051】

張出部９ａの形状は、外周面６ａの外側から見た場合に矩形状に形成されているので、形状が簡素化された張出部９ａとして機械加工を容易とし加工誤差を低減し、接続部９を確実に密着させて、セグメント７を確実に密着させることができる。また、セグメント７を接続する際の組立て作業が容易となる。

【0052】

次に、図１３を参照して、変形例としての接続部１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃについて説明する。図１３（ａ）の接続部１９Ａでは、外周面６ａの外側から見た場合に、三角形状をなす張出部１９ａが形成され、接続部１９Ａ同士の境界Ｌ_２は、リング６の長手方向に対して傾斜している。

【0053】

図１３（ｂ）の接続部１９Ｂでは、階段状の張出部１９ｂが形成され、周方向Ｒにおいて位置が異なる３箇所に、接続部１９Ｂ同士の境界Ｌ_３，Ｌ_４，Ｌ_５が形成されている。

【0054】

図１３（ｃ）の接続部１９Ｃ，１９Ｄでは、外周面６ａの外側から見た場合に、張出部１９ｃ，１９ｄの形状が異なっている。接続部１９Ｃの張出部１９ｃでは、幅方向Ｗの中央部分が接続相手側に張出し、接続部１９Ｄの張出部１９ｄでは、幅方向Ｗの外側部分が接続相手側に張出している。張出部１９ｃ，１９ｄは、リング６の幅方向Ｗにおいて重なって配置されている。

【0055】

次に、図１４を参照して、他の変形例としての接続部１９Ｅについて説明する。図１４の接続部１９Ｅでは、張出部１９ｅの外周面の先端１９ｆが、リング６の周方向Ｒに隣接する接続相手の接続部１９Ｅの外周面よりも径方向Ｄの内側に配置されている。張出部１９ｅの外周面の曲率は、先端１９ｆにおいて他の部分より大きくなっている。これにより、張出部１９ｅの外周面の先端１９ｆが、隣接する接続部１９Ｅの外周面よりも径方向Ｄの外側に張出すことが防止されるので、回転ガントリー１２の変位によるアイソセンターのずれを防止することができる。

【0056】

以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ビーム導入ライン３１を構成する電磁石４１など各要素は、所望のビーム設計に応じて、その配置や個数を適宜変更することができる。また、ビーム導入ライン３１の配置は、回転ガントリー１２内を通過するものに限定されず、回転ガントリー１２の外側にビーム導入ライン３１が形成されているものでもよい。

【0057】

また、粒子加速器はサイクロトロン２に限定されず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロンでも良い。また、荷電粒子線は陽子ビームに限定されず、炭素ビーム（重粒子ビーム）などでも良い。また、回転ガントリー１２の筒体は、円筒に限らず他の筒状体でもよい。また、回転ガントリー１２の筒体は、回転軸線Ｐ方向において、同一の形状でもよい。

【0058】

回転ガントリー１２は、３６０°回転（揺動）するものに限定されず、３６０°未満の回転（揺動）を行うものでもよい。

【0059】

セグメント７の接続部９は、径方向に重なりを有する構成でもよい。

【0060】

上記実施形態では、ビーム導入ライン３１を、回転ガントリー１２の周方向に旋回するように配置されたコークスクリュー型のビーム導入ラインとして説明しているが、ビーム導入ライン３１は、コークスクリュー型に限定されず、その他の配置でもよい。例えば、ビーム導入ラインは、回転軸線Ｐに沿って延在し、下流側で外向きに湾曲して回転軸線Ｐから離間し、回転ガントリーの外側で内向きに湾曲して照射室内に向けられ、照射ノズル１１に達するものでもよい。

【符号の説明】

【0061】

１０…陽子線治療装置（荷電粒子線治療装置）、６，６Ａ，６Ｂ…リング、６ａ…リングの外周面、７…セグメント、９，１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄ，１９Ｅ…接続部、９ａ，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ，１９ｅ…張出部、９ｆ…リーマボルト穴（位置決め用ボルト穴）、１１…照射ノズル（照射部）、１２…回転ガントリー、１９ｆ…張出部の外周面の先端、２０…ローラー装置（駆動部）、２０ａ…ローラー、２０ｂ…ローラーの外周面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】