(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各図に示されるように、互いに直交するX方向、Y方向及びZ方向を設定し、以下の説明に用いる場合がある。なおこの場合、鉛直方向をZ方向とし、中性子線Nの照射方向をX方向とする。
【0014】
まず、中性子捕捉療法システム1の全体の構成について、
図1及び
図2を参照して説明する。中性子捕捉療法システム1は、ホウ素中性子捕捉療法(BNCT:Boron Neutorn Capture Therapy)を行うシステムである。中性子捕捉療法は、ホウ素(
10B)を投与された患者Q(被照射体)に対して中性子線を照射することによりがん治療を行う治療法である。
【0015】
中性子捕捉療法システム1は、治療台2に載置された患者Qを収容し当該患者Qに対する中性子線の照射が行われる照射室3と、荷電粒子線Pを発生させる加速器5及び加速器5から出射された荷電粒子線を後述の中性子線発生部11へ輸送する輸送ライン7が収納される加速器室9と、輸送ライン7から荷電粒子線を受け患者Qに照射するための中性子線を発生させる中性子線発生部11と、を備えている。加速器5は、例えばサイクロトロンであり、荷電粒子(例えば陽子)を加速して、荷電粒子線P(例えば陽子線)を出射する。加速器5は、例えばビーム半径40mm、60kw(=30MeV×2mA)の荷電粒子線Pを出射する能力を有する。なお、加速器5はサイクロトロンに限らず、シンクロトロン、ライナック、静電加速器等の他の加速器でもよい。照射室3及び加速器室9は遮蔽壁Wに囲まれた閉鎖空間であり、遮蔽壁Wは放射線を遮蔽するためのコンクリート製の壁である。中性子線発生部11は、照射室3と加速器室9とを仕切る遮蔽壁Wに埋め込まれるように配置されている。なお、中性子線発生部11は、遮蔽壁Wに埋め込まれずに、照射室3内に配置されてもよい。さらに、照射室3と加速器室9とを遮蔽壁Wにより隔てずに、一つの部屋としてもよい。
【0016】
更に、中性子捕捉療法システム1は、照射室3に対してY方向に隣接する準備室10を備えている。準備室10は、遮蔽壁Wによって照射室3から隔離されている。照射室3と準備室10との間を通行可能とする連絡室13が、遮蔽壁Wを貫通して設けられている。そして、連絡室13と照射室3との境界、及び連絡室13と準備室10との境界には、開閉可能な遮蔽扉15が設けられている。治療台2は、連絡室13を通じて照射室3と準備室10との間をY方向に移動可能である。準備室10では、治療に先立つ準備作業が行われる。準備室10は、照射室3に近い側に位置する第1準備室21と、照射室3から遠い側に位置する第2準備室22とに二分割されており、第1準備室21と第2準備室22とはY方向に配列されている。第1準備室21と第2準備室22との間は、放射線遮蔽性が要求されない通常の仕切壁23で仕切られると共に、当該仕切壁23に設けられた開閉扉23aを通じて通行可能である。
【0017】
図2に示されるように、中性子線発生部11は、荷電粒子線Pの照射を受けて中性子線Nを発生させるターゲットTと、発生した中性子線Nを減速させる(エネルギーを低下させる)減速材17と、減速材17の周囲の少なくとも一部を覆って放射線を遮蔽する遮蔽体19とを含む。遮蔽体19は、減速材17で生じるガンマ線等の二次的な放射線を遮蔽する。減速材17から出射された中性子線Nは、治療台2に設けられたコリメータ31を通過して患者Qに照射される。
【0018】
図3及び
図4に示されるように、治療台2は載置台部30と治療台走行部40とを有している。載置台部30は、治療台走行部40に対して着脱可能であり、所定の連結機構によって治療台走行部40の上面に機械的に連結される。載置台部30は、臥位の患者Qが上面に載置される天板部33と、治療台走行部40の横行部42(後述)と連結される基礎部34と、基礎部34上で天板部33を支持する支持脚部35と、基礎部34に取り付けられたコリメータ31と、を備えている。治療台走行部40は、Y方向に走行する走行台車部41と、走行台車部41上に配置され当該走行台車部41に対してX方向に移動する横行部42とを備えている。治療台走行部40は、患者Qが載置された載置台部30を搭載した状態でY方向に走行可能である。また、治療台走行部40は、走行台車部41に対して横行部42をX方向に移動させることで、患者Q及び載置台部30をX方向に移動可能である。なお、治療台走行部40は、載置台部30が取り外された状態でも、単独でY方向に走行することができる。
【0019】
治療台走行部40を、Y方向に走行させるための駆動機構43について説明する。照射室3等の床50には、Y方向に延在するガイドレール44が敷設されている。走行台車部41の下面にはスライダ45が設けられており、スライダ45はガイドレール44に対してY方向にスライド可能な状態で嵌め込まれている。この構成により、走行台車部41はガイドレール44に案内されY方向にスライド可能である。
【0020】
上記ガイドレール44の上には、Y方向に延在する駆動用ベルト46が設置されている。駆動用ベルト46の両端は床50に固定されている。これに対し、走行台車部41は、駆動用ベルト46をガイドレール44から上方に持上げる2つの持上げローラ47a,47bを備えている。また、走行台車部41は、2つの持上げローラ47a,47bを挟む位置に一対で設けられると共に駆動用ベルト46をガイドレール44側に抑え込む2つの押さえ込みローラ48a,48bを備えている。また、走行台車部41は、持上げローラ47aと持上げローラ47bとの間の位置で駆動用ベルト46を下方に抑え込み駆動用ベルト46に張力を付与するテンションローラ49を備えている。
【0021】
駆動用ベルト46は、押さえ込みローラ48aの下方、持上げローラ47aの上方、テンションローラ49の下方、持上げローラ47bの上方、押さえ込みローラ48bの下方の順に通過するように、走行台車部41内部で各ローラに架け渡されている。持上げローラ47a,47bと、押さえ込みローラ48a,48bと、テンションローラ49とは、いずれもX方向に平行な回転軸線周りに回転するものである。
【0022】
走行台車部41は、持上げローラ47aを回転駆動するモータなどの駆動源51を備えている。そして、持上げローラ47a,47bは歯車であり、当該歯車に噛み合うラックが駆動用ベルト46の下面に切られている。この構成に基づき、持上げローラ47aを回転させると、持上げローラ47aが駆動用ベルト46をY方向に送り出す。これにより、治療台走行部40は、駆動用ベルト46の送り出し方向とは逆の方向に、床50に対して移動する。なお、上記のような持上げローラ47aを正回転・逆回転させることで、治療台走行部40をY方向に前進・後退させることができる。なお、上述のような駆動機構43が、X方向に複数配列され設けられてもよい。また、走行台車部41が走行するための機構は、上述の構成に限らず、他の構成でもよい。例えば、走行台車部41に設けられた車輪をガイドレール44上に載置し、車輪を回転させて走行させる構成を採用してもよく、ガイドレール44に歯を切り、走行台車部41に設けられた歯車とかみ合わせて走行台車部41を走行させる構成を採用してもよい。
【0023】
上述のガイドレール44及び駆動用ベルト46は、照射室3内の中性子線発生部11の近傍から、連絡室13を通過して、第1準備室21内まで直線状に延在している。これにより、治療台走行部40は、照射室3内の中性子線発生部11の直近と、第1準備室21内と、の間を直線状に走行可能である。以下、
図1に示されるように、治療台走行部40の移動軌道を「A」の符号で示し、その移動軌道Aの照射室3側の終端の位置をA1、第1準備室21内の終端の位置をA2とする。なお、中性子線発生部11の直近である位置A1は、患者Qの治療中に治療台2が配置される位置であるので、治療位置A1と呼ぶ場合がある。なお、治療台2が移動軌道Aを移動する場合には、必要に応じて遮蔽扉15が開閉される。
【0024】
なお、上記のような連絡室13を設けることで、放射化した照射室3から発せられる放射線が準備室10側へ侵入することを抑制することができる。すなわち、治療台2を準備室10から照射室3へ移動させる際には、照射室3側の遮蔽扉15を閉じた状態で準備室10側の遮蔽扉15を開けて治療台2を連絡室13内へ進入させ、その後、準備室10側の遮蔽扉15を閉じ、照射室3側の遮蔽扉15を開いて、治療台2を照射室3内へ進入させる。従って、照射室3側の遮蔽扉15と準備室10側の遮蔽扉15とが同時に開いた状態にならないようにすることができる。また、治療台2を照射室3から準備室10へ移動させる際にも、同様の手順により、2つの遮蔽扉15,15が同時に開いた状態にならないようにすることができる。上記のような運用により、照射室3と準備室10とが連通した状態とならないため、照射室3からの放射線が準備室10内へ侵入することを抑制することができる。
【0025】
中性子捕捉療法システム1の運用では、複数の載置台部30が使用され、治療台走行部40に搭載される載置台部30を交換することができる。このため、
図1及び
図5に示されるように、中性子捕捉療法システム1は、治療台走行部40に搭載される載置台部30を交換する交換処理部55を備えている。
【0026】
更に、中性子捕捉療法システム1は、交換に係る載置台部30を載置するための2つの載置部61,62を備えている。載置部61,62は、いずれも第2準備室22内に配置されており、Y方向に配列されている。載置部61,62は、床50に対して固定され治療台走行部40と同程度の高さを有する。載置部61,62の上面には、前述の治療台走行部40と同様の連結機構が設けられており、載置台部30は、載置部61,62に対して着脱可能に治療台走行部40の上面に連結可能である。以下、2つの載置部61,62のうち、第1準備室に近い側に位置する方を第1載置部61とし、第1準備室から遠い側に位置する方を第2載置部62とする。
【0027】
交換処理部55は、X方向に対面して位置する治療台走行部40から載置台部30を持ち上げて取り外す動作が可能である。また、交換処理部55は、保持した載置台部30をX方向に対面して位置する治療台走行部40上に降下させて取り付ける動作が可能である。また、交換処理部55は、第1載置部61及び第2載置部62に対しても、上記と同様にして、載置台部30を着脱することができる。
【0028】
更に、交換処理部55は、載置台部30を保持した状態で第1準備室21と第2準備室22との間を、Y方向に直線状に走行することができる。なお、交換処理部55は、載置台部30を保持していない状態でも、単独でY方向に走行することができる。交換処理部55をY方向に走行させる駆動機構としては、例えば、前述したような治療台走行部40の駆動機構43と同様のものを採用することができる。
【0029】
以下、
図1に示されるように、交換処理部55の移動軌道を「B」の符号で示す。移動軌道Bは、前述の位置A2、第1載置部61、及び第2載置部62に沿って直線状に延びている。また以下では、移動軌道Bの第1準備室21側の一端の位置をB3とする。位置B3は、前述の位置A2に対してX方向に対面する位置である。また、交換処理部55の移動軌道B上において、第1載置部61に対してX方向に対面する位置をB1とし、第2載置部62に対してX方向に対面する位置をB2とする。なお、交換処理部55が移動軌道Bを移動する場合には、必要に応じて開閉扉23aが開閉される。
【0030】
交換処理部55の具体的な構成の一例を、
図5等を参照しながら説明する。なお、
図5に示される交換処理部55は位置B3に停止し、位置A2に停止した治療台走行部40にX方向に対面している。交換処理部55は、床50に対してY方向に走行可能な本体部71と、本体部71に設けられたリフト部72とを備えている。本体部71は、リフト部72を支持する本体上部71aと、本体上部71aを支持する本体下部71bと、を有している。本体上部71aは、本体下部71bに対しX方向に平行移動可能である。リフト部72は、本体上部71aから治療台走行部40側に対して進退する方向(X方向)に伸縮する。また、リフト部72は、本体上部71aに対して上下方向(Z方向)にも可動である。
【0031】
リフト部72の下部には、X方向に延在し治療台走行部40に向けて突出する2本の棒状の爪部72aが形成されている。2本の爪部72aは、
図5の紙面直交方向(Y方向)に配列されている。この爪部72aに対応して、載置台部30の基礎部34には、X方向に貫通する差込みガイド孔34a(
図3参照)が形成されている。差込みガイド孔34aは、爪部72aに対応するピッチでY方向に配列されており、リフト部72の2本の爪部72aが、それぞれ差込みガイド孔34aに挿入可能である。
【0032】
この構成に基づき、交換処理部55を治療台2に対してX方向に対面する位置に移動させ、本体上部71aを治療台2側に平行移動させると共にリフト部72を治療台2側に伸ばすことにより、2本の爪部72aがそれぞれ対応する差込みガイド孔34aに対してX方向に挿入される。その状態からリフト部72を上昇させることで、治療台走行部40から載置台部30が持ち上げられ取り外される。その後、リフト部72を本体上部71a側に引き込むと共に本体上部71aを初期位置に戻すことで、交換処理部55が載置台部30を保持した状態となる。このように載置台部30を保持した状態で、交換処理部55はY方向に走行することができる。また、載置台部30を保持した状態から本体上部71aを治療台走行部40側に平行移動させると共にリフト部72を治療台走行部40側に伸ばし、リフト部72を下降させることで、載置台部30が治療台走行部40上に降下され当該治療台走行部40に取り付けられる。なお、上記のような載置台部30の取付け及び取外しは、載置台部30に患者Qを載置した状態でも実行することができる。また、第1載置部61及び第2載置部62に対する載置台部30の取付け及び取外しも、上記と同様の手順により実行される。
【0033】
なお、上述したような交換処理部55による載置台部30の着脱を可能にするために、X方向において、位置B3と位置A2との距離、位置B1と第1載置部61との距離、位置B2と第2載置部62との距離を近接させる必要がある。具体的には、交換処理部55のリフト部72の可動域内において当該リフト部72の爪部72aが載置台部30の差込みガイド孔34aに対して挿入可能であることが必要である。更に、爪部72aが差込みガイド孔34aに挿入されたときに載置台部30と患者Qとの重量を交換処理部55が支持可能であることが必要である。このような条件を満たすように、上記の距離は、交換処理部55の能力等に応じて適宜設定される。
【0034】
以上説明したように、第1準備室21には、治療台走行部40の移動軌道Aと、交換処理部55の移動軌道BとがX方向に近接して対面する部分が存在する。具体的には、第1準備室21内にある移動軌道Aの終端の位置A2と移動軌道Bの終端の位置B3とが、X方向に対面し近接している。従って、位置A2に位置する治療台走行部40に対して、位置B3に位置する交換処理部55が載置台部30を着脱することができる。第1準備室21は、患者Qが載置された載置台部30を治療台走行部40に対して着脱するための部屋として機能する。
【0035】
第2準備室22には、移動軌道Bに沿って第1載置部61と第2載置部62とが設けられている。従って、交換処理部55は、第1載置部61又は第2載置部62に対しても載置台部30を着脱することができる。また、第2準備室22では、第1載置部61又は第2載置部62に仮置きされた載置台部30上で、患者Qの治療準備作業を行うことができ、その後、患者Qの治療準備が完了した載置台部30を、交換処理部55によって治療台走行部40上に移動させることができる。なお、上記の治療準備作業には、患者Qの天板部33への拘束、患者Qとコリメータ31との位置合わせ、などの作業が含まれる。このように、第2準備室22は、患者Qが載置された載置台部30を仮置きするための部屋として機能し、また、患者Qに対する治療準備作業を行うための部屋として機能する。
【0036】
続いて、
図6及び
図7を参照しながら、中性子捕捉療法システム1で可能になる運用の一例について説明する。
図6及び
図7は、中性子捕捉療法システム1の照射室3、第1準備室21及び第2準備室22を模式的に示す平面図である。ここでは、2台の載置台部30が使用されるので、それぞれ載置台部30A,載置台部30Bと呼んで区別する。また、以下の説明では、複数の患者Qが登場するので、患者Q1,患者Q2,患者Q3,…といったように呼んで区別する。
【0037】
まず、
図6(a)に示されるように、患者Q1を載置した載置台部30Aが治療台走行部40に搭載され、照射室3内の治療位置A1に配置される。そして、患者Q1に対して中性子線Nが照射され治療が実行される。なお、照射室3においては天板部33を治療台走行部40に対して水平回転することが可能であるので、例えば図に示されるように、患者Q1の頭側を中性子線発生部11に向けることも可能である。一方、第2準備室22においては、第2載置部62に載置台部30Bが取り付けられ、載置台部30Bには患者Q2が載置される。そして第2準備室22においては、患者Q1の治療と並行して、患者Q2の治療準備作業が実行される。
【0038】
続いて、
図6(b)に示されるように、患者Q1の治療の終了後、載置台部30Aと治療台走行部40とからなる治療台2は、患者Q1を載置した状態で第1準備室21の位置A2に移動する。またこのとき、交換処理部55は、第1準備室21の位置B3に移動し治療台2に横付けされる。そして、交換処理部55が載置台部30Aを治療台走行部40から取り外し、
図6(c)に示されるように、載置台部30Aは交換処理部55に保持される。その後、
図6(d)に示されるように、交換処理部55が第2準備室22の位置B1に移動し、交換処理部55は、保持している載置台部30Aを第1載置部61に取り付ける。これにより、載置台部30Aに載置された患者Q1は第2準備室22に移動されたことになる。
【0039】
次に、
図7(a)に示されるように、交換処理部55が第2準備室22内で位置B2に移動し、交換処理部55は、載置台部30Bを第2載置部62から取り外して保持する。このとき、患者Q2に対する治療準備は完了済みであり、患者Q2は載置台部30Bに拘束されている。そして、
図7(b)に示されるように、交換処理部55は、第1準備室21の位置B3に移動し治療台走行部40に横付けされる。その一方、治療済みの患者Q1については、載置台部30Aへの拘束を解除し第2準備室22から退出させる。
【0040】
次に、
図7(c)に示されるように、交換処理部55は、保持している載置台部30Bを治療台走行部40に取り付ける。その後、
図7(d)に示されるように、載置台部30Bと治療台走行部40とからなる治療台2は、患者Q2を載置した状態で照射室3の治療位置A1に移動する。そして、治療台2に載置された患者Q2に対して中性子線Nが照射され治療が実行される。
【0041】
この患者Q2の治療に並行して、次の治療対象の患者Q3の治療準備作業が以下のように行われる。
図8に示されるように、交換処理部55が位置B1に移動した後(
図8(a))、交換処理部55は、載置台部30Aを第1載置部61から取り外して保持する(
図8(b))。その後、交換処理部55が位置B2に移動し(
図8(c))、保持している載置台部30Aを第2載置部62に取り付ける(
図8(d))。その後、第2準備室22には次の治療対象の患者Q3が案内され、
図8(d)に示されるように、第2載置部62に取り付けられた載置台部30A上に患者Q3が載置され、患者Q3に対する治療準備作業が行われる。
【0042】
以上のように、中性子捕捉療法システム1によれば、第1準備室21において、治療台走行部40に取り付けられる載置台部30A,30Bを、交換処理部55によって交換することができる。従って、患者Q1の治療中で治療台2が使用中であっても、交換予定の別の載置台部30Bを用いて、次の治療対象である患者Q2の治療準備の作業を行うことができる。その後、患者Q1の治療が終了した後に、治療準備済みの載置台部30Bを交換処理部55によって患者Q2ごと治療台走行部40に取付け、速やかに照射室3に搬送するといったような運用が可能になる。よって、照射室3及び治療台走行部40の使用中における待ち時間を有効利用することができ、その結果、中性子捕捉療法システム1の利用効率が向上する。
【0043】
また、第2準備室22内に2つの載置部61,62が存在することで、照射室3から搬出された載置台部30Aと、照射室3に搬入される載置台部30Bとを、同時に第2準備室22に仮置き状態とすることができ、交換処理部55による載置台部30A,30Bの交換処理が容易になる。
【0044】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。例えば、実施形態では、載置台部30として臥位の患者Qを載置するタイプの例を挙げているが、本発明における載置台部としては、座位の患者を載置するタイプであってもよく、立位の患者を載置するタイプであってもよい。
【0045】
また、治療台走行部40の移動軌道Aや交換処理部55の移動軌道BはY方向に沿った軌道に限らず、他の方向に沿った軌道でもよい。また、移動軌道Aと移動軌道Bとは同一の方向に沿ったものとせず、それぞれ異なる方向へ沿ったものとしてもよい。また、仕切壁23は省略してもよい。また、実施形態では、第1載置部61では患者Qに対する治療準備作業を行わず、患者Qに対する治療準備作業は第2載置部62で行うようになっているが、第1載置部61で患者Qに対する治療準備作業を行ってもよい。また、順次、第1載置部61及び第2載置部62のうちの空いている方に空の載置台部30を載置した後、この載置台部30上で患者Qに対する治療準備作業を行うようにしてもよい。また、連絡室13は省略してもよい。また、照射室3及び準備室10は、例えば同じフロアに設けられる等の平面的な配置に限らず、立体的な配置としてもよい。すなわち、照射室3の上階又は下階に準備室10を配置させる等の構成を採用してもよい。また、第1準備室21及び第2準備室22についても、例えば同じフロアに設けられる等の平面的な配置に限らず、立体的な配置としてもよい。すなわち、第1準備室21の上階又は下階に第2準備室22を配置させる等の構成を採用してもよい。