特許 7570934 回転ガントリおよび粒子線治療システム

(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】

(24)【登録日】2024-10-11

(45)【発行日】2024-10-22

(54)【発明の名称】回転ガントリおよび粒子線治療システム

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20241015BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 H

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2021005493

(22)【出願日】2021-01-18

(65)【公開番号】P2022110228

(43)【公開日】2022-07-29

【審査請求日】2023-05-09

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】501387839

【氏名又は名称】株式会社日立ハイテク

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】えび名 風太郎

(72)【発明者】

【氏名】梅澤 真澄

【審査官】滝沢 和雄

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１１２４９６３３（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０３４１０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６３３０１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２０２０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１９６１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２１０４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２５８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０００７８４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】英国特許出願公開第０２５５１３３０（ＧＢ，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】

荷電粒子ビームの照射対象の周りを回転自在な構造物と、
前記構造物に固定され、前記構造物の回転軸の方向に沿って入射した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸から離れる方向に偏向する常伝導偏向電磁石と、
前記構造物に固定され、前記常伝導偏向電磁石を通過した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸に向かう方向に偏向する超伝導偏向電磁石グループと、を備え、
前記超伝導偏向電磁石グループは、
縦続配置された複数の超伝導偏向電磁石を含み、
複数の前記超伝導偏向電磁石の偏向角が同一であり、
前記構造物は、内部空間が筒形状を有するハウジングを含み、
前記常伝導偏向電磁石は、前記ハウジングの内側に配置され、
前記超伝導偏向電磁石グループは、前記ハウジングの外側に配置されていることを特徴とする回転ガントリ。

【請求項2】

請求項１に記載の回転ガントリにおいて、
各前記超伝導偏向電磁石の偏向角は、９０°を自然数Ｎによって除した値であり、
前記超伝導偏向電磁石グループは、
ＭをＮ以下の自然数として、Ｎ＋Ｍ個の前記超伝導偏向電磁石を含み、前記常伝導偏向電磁石を通過した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸に対して垂直であり、前記回転軸に向かう方向に偏向し、
Ｎ個の前記超伝導偏向電磁石は、前記超伝導偏向電磁石グループにおける最下流側に配置されており、
前記常伝導偏向電磁石の偏向角は、９０°のＭ／Ｎ倍であることを特徴とする回転ガントリ。

【請求項3】

請求項２に記載の回転ガントリにおいて、
前記超伝導偏向電磁石グループにおける最下流側のＮ個の前記超伝導偏向電磁石の上流側に、前記回転軸に沿って直線状に配置され、前記荷電粒子ビームが通過する複数の電磁石を備えることを特徴とする回転ガントリ。

【請求項4】

請求項１に記載の回転ガントリにおいて、
前記超伝導偏向電磁石グループは、偏向角の合計が９０°である最下流側の１つまたは複数の前記超伝導偏向電磁石を含み、
偏向角の合計が９０°である最下流側の１つまたは複数の前記超伝導偏向電磁石の上流側に、前記回転軸に沿って直線状に配置され、前記荷電粒子ビームが通過する複数の電磁石を備えることを特徴とする回転ガントリ。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の回転ガントリと、
前記荷電粒子ビームを加速する加速器と、
前記加速器から取り出された前記荷電粒子ビームを前記回転ガントリに輸送するビーム輸送系と、
を備えることを特徴とする粒子線治療システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転ガントリおよび粒子線治療システムに関し、特に、超伝導偏向電磁石を用いた回転ガントリおよび粒子線治療システムに関する。

【背景技術】

【0002】

荷電粒子ビームを患者に照射する粒子線治療システムが広く用いられている。粒子線治療システムには、荷電粒子ビームの照射位置および照射方向を調整するための回転ガントリを備えるものがある。回転ガントリは、加速器によって加速された荷電粒子ビームを適切な向きに偏向する機器を、患者の回りで回転させるものである。

【0003】

荷電粒子ビームを偏向する機器としては、荷電粒子ビームが通過する領域に磁界を発生する偏向電磁石が用いられる。回転ガントリには、複数の偏向電磁石が円弧を描くように縦続配置され、各偏向電磁石が所定の角度で荷電粒子ビームを偏向する。以下の特許文献１および２には、複数の偏向電磁石が用いられた回転ガントリが記載されている。これらの特許文献に記載された回転ガントリでは、複数の偏向電磁石のうち一部に超伝導偏向電磁石が用いられている。超伝導偏向電磁石が用いられることで、回転ガントリが小型となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－３４１０８号公報

【文献】特開２００７－２６０２２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

回転ガントリでは、ハウジングの奥深い位置等、整備が行い難い位置に偏向電磁石が配置される場合がある。一般に、超伝導偏向電磁石の方が、常伝導偏向電磁石に比べて整備の頻度が高い。したがって、回転ガントリに超伝導偏向電磁石を用いた場合には、整備のために費やされる労力が大きくなってしまうことがある。また、超伝導偏向電磁石は、常伝導偏向電磁石よりも構造が複雑であるという問題もある。

【0006】

本発明の目的は、複数の超伝導偏向電磁石を用いる回転ガントリを小型化すると共に、構造を単純化することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る回転ガントリは、荷電粒子ビームの照射対象の周りを回転自在な構造物と、前記構造物に固定され、前記構造物の回転軸の方向に沿って入射した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸から離れる方向に偏向する常伝導偏向電磁石と、前記構造物に固定され、前記常伝導偏向電磁石を通過した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸に向かう方向に偏向する超伝導偏向電磁石グループと、を備え、前記超伝導偏向電磁石グループは、縦続配置された複数の超伝導偏向電磁石を含み、複数の前記超伝導偏向電磁石の偏向角が同一であり、前記構造物は、内部空間が筒形状を有するハウジングを含み、前記常伝導偏向電磁石は前記ハウジングの内側に配置され、前記超伝導偏向電磁石グループは、前記ハウジングの外側に配置されていることを特徴とする。また、本発明に係る回転ガントリは、荷電粒子ビームの照射対象の周りを回転自在な構造物と、前記構造物に固定され、前記構造物の回転軸の方向に沿って入射した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸から離れる方向に偏向する１つまたは複数の常伝導偏向電磁石と、前記構造物に固定され、前記常伝導偏向電磁石を通過した前記荷電粒子ビームを、前記回転軸に対して垂直であり、前記回転軸に向かう方向に偏向する超伝導偏向電磁石グループと、を備え、前記超伝導偏向電磁石グループは、縦続配置された複数の超伝導偏向電磁石を含み、複数の前記超伝導偏向電磁石の偏向角が同一であり、各前記超伝導偏向電磁石の偏向角は、９０°を自然数Ｎによって除した値であり、前記超伝導偏向電磁石グループは、ＭをＮ以下の自然数として、Ｎ＋Ｍ個の前記超伝導偏向電磁石を含み、Ｎ個の前記超伝導偏向電磁石は、前記超伝導偏向電磁石グループにおける最下流側に配置されており、前記常伝導偏向電磁石の偏向角は、９０°のＭ／Ｎ倍であることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、複数の超伝導偏向電磁石を用いる回転ガントリを小型化すると共に、構造を単純化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】回転ガントリを模式的に示す図である。

【図2】粒子線治療システムを模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

各図を参照して本発明の実施形態に係る回転ガントリおよび粒子線治療システムが説明される。複数の図面に示されている同一の構成要素については同一の符号が付され、説明が簡略化される。また、本明細書における「円筒」等の形状を表す用語は、幾何学的に厳密に定義された形状のみを示すものではない。本明細書における形状を表す用語は、構成要素の機能を確保できる範囲で変形が加えられた形状をも示す。

【0011】

図１には、本発明の第１実施形態に係る回転ガントリ１が模式的に示されている。回転ガントリ１は、入口２０に入射された荷電粒子ビームを電磁石により偏向および整形し、患者１０の患部１１へ照射する。回転ガントリ１は、回転軸２７を中心として患者１０の周りを回転自在となっている。これによって、患者１０に対して複数の異なる方向から荷電粒子ビームが照射され得る。

【0012】

回転ガントリ１は、常伝導偏向電磁石２１、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅ、複数の四極電磁石２３ａ、複数の四極電磁石２３ｂ、軌道補正電磁石２４ａ、２４ｂ、照射ノズル２５、ハウジング２６および回転ガントリ支持部３１を備えている。荷電粒子ビームを導く各機器、すなわち、常伝導偏向電磁石２１、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅ、各四極電磁石２３ａ、各四極電磁石２３ｂ、軌道補正電磁石２４ａ、２４ｂおよび照射ノズル２５は、ハウジング２６に固定されている。

【0013】

ハウジング２６は、回転軸２７を中心軸とする円筒状の構造物である。ハウジング２６は、内部空間が筒形状となっているその他の形状を有する構造物であってもよい。また、ハウジング２６は、円筒状の構造物を中心軸に平行な平面で切断して形成されるアーチ状の構造物であってもよい。さらに、ハウジング２６に代えて、各機器を患者１０の周りで回転させる骨組みからなる構造物、あるいは、そのような骨組みを含む構造物が用いられてもよい。

【0014】

回転ガントリ１は、床面上に回転ガントリ支持部３１によって支持されている。ハウジング２６は回転ガントリ支持部３１に支持された状態で、ハウジング２６に固定された各機器と共に回転軸２７の周りを回転する。ハウジング２６が回転自在な角度範囲は、３６０°であってもよいし、３６０°未満であってもよい。ハウジング２６が回転自在な角度範囲を、患者１０の上方における１８０°の範囲としてハーフガントリが構成されてもよい。

【0015】

常伝導偏向電磁石２１、軌道補正電磁石２４ａ、複数の四極電磁石２３ａ、超伝導偏向電磁石２２ａ、２２ｂ、軌道補正電磁石２４ｂ、複数の四極電磁石２３ｂ、超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅおよび照射ノズル２５が、この順序で入口から下流側に向かって縦続配置されている。また、常伝導偏向電磁石２１から照射ノズル２５に至るこれらの機器は、回転軸２７を含む仮想的な平面１００上に配置されている。

【0016】

常伝導偏向電磁石２１、軌道補正電磁石２４ａ、複数の四極電磁石２３ａのうちの一部の四極電磁石および照射ノズル２５は、ハウジング２６の内側に固定されている。複数の四極電磁石２３ａのうちの残りの一部の四極電磁石、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅ、軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂは、ハウジング２６の外側に固定されている。

【0017】

常伝導偏向電磁石２１は、回転軸２７から離れる方向に反れた形状を有している。軌道補正電磁石２４ａおよび複数の四極電磁石２３ａは直線状に配置されている。超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂのそれぞれは、回転軸２７に向かって曲がる円弧状に形成されており、超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂは、回転軸２７に向かって曲がる円弧状に配置されている。軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂは直線状に配置されている。超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅのそれぞれは回転軸２７に向かって曲がる円弧状に形成されており、超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅは回転軸２７に向かって曲がる円弧状に配置されている。

【0018】

各機器の機能の概要が説明される。常伝導偏向電磁石２１および超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、回転ガントリ１の入口２０へ回転軸２７に沿った方向に輸送された荷電粒子ビームを偏向する。常伝導偏向電磁石２１および超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、回転軸２７に垂直な方向から患部１１へ荷電粒子ビームを照射することを可能とする。各四極電磁石２３ａおよび２３ｂは、進行方向に垂直な平面内における荷電粒子ビームの形状を調整する。軌道補正電磁石２４ａおよび２４ｂは、荷電粒子ビームを偏向し、回転ガントリ１内で輸送される荷電粒子ビームの軌道を補正する。照射ノズル２５は、患部１１に向けて荷電粒子ビームを照射する。

【0019】

各機器の動作が説明される。常伝導偏向電磁石２１は、入口２０に入射された荷電粒子ビームを、回転軸２７から離れる方向に偏向し、軌道補正電磁石２４ａに入射する。軌道補正電磁石２４ａは、荷電粒子ビームを平面方向あるいは垂直方向に偏向し、回転ガントリ１内で輸送される荷電粒子ビームの軌道を補正し、四極電磁石２３ａに入射する。ここで、平面方向は軌道補正電磁石２４ａに対する荷電粒子ビームの入射方向に垂直であり、かつ、平面１００に平行な方向である。垂直方向は、入射方向および平面方向のいずれにも垂直な方向である。

【0020】

各四極電磁石２３ａは、荷電粒子ビームに収束の力あるいは発散の力を印加し、進行方向に垂直な平面内における荷電粒子ビームの形状を調整する。

【0021】

超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂは、各四極電磁石２３ａを通過した荷電粒子ビームを回転軸２７に向かう方向に偏向し、軌道補正電磁石２４ｂに入射する。軌道補正電磁石２４ｂは荷電粒子ビームを平面方向あるいは垂直方向に偏向し、回転ガントリ１内で輸送される荷電粒子ビームの軌道を補正し、四極電磁石２３ｂに入射する。

【0022】

各四極電磁石２３ｂは、荷電粒子ビームに収束の力あるいは発散の力を印加し、進行方向に垂直な平面内における荷電粒子ビームの形状を調整する。

【0023】

超伝導偏向電磁石２２ｃおよび２２ｄは、各四極電磁石２３ｂを通過した荷電粒子ビームを回転軸２７に向かう方向に偏向し、照射ノズル２５に入射する。照射ノズル２５は、荷電粒子ビームを患部１１の形状に合わせて走査し、患部１１の治療に適した線量の分布、すなわち照射野を形成する。

【0024】

照射ノズル２５には２つの走査電磁石４０ａおよび４０ｂが搭載されている。走査電磁石４０ａおよび４０ｂは、治療計画装置（図示省略）が定める位置へ向けて荷電粒子ビームを偏向する。荷電粒子ビームが患部１１内で到達する進行方向の位置は、回転ガントリ１へ輸送される荷電粒子ビームのエネルギーを調整することにより制御される。

【0025】

このように、本実施形態に係る回転ガントリ１は、荷電粒子ビームの照射対象としての患者１０の周りを回転自在なハウジング２６を備えている。回転ガントリ１は、ハウジング２６の回転軸２７の方向に沿って入射した荷電粒子ビームを回転軸２７から離れる方向に偏向する常伝導偏向電磁石２１を備えている。回転ガントリ１は、さらに、常伝導偏向電磁石２１および複数の四極電磁石２３ａを通過した荷電粒子ビームを、回転軸２７に向かう方向に偏向する超伝導偏向電磁石グループとして、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅを備えている。超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅの偏向角は同一である。

【0026】

超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、超伝導偏向電磁石２２ｂと超伝導偏向電磁石２２ｃとの間に、軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂを介在させた上で、縦続配置されている。すなわち、上流側の１つの超伝導偏向電磁石を通過した荷電粒子ビームが、下流側の１つの超伝導偏向電磁石を通過するように複数の超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅが配置されている。

【0027】

常伝導偏向電磁石２１および超伝導偏向電磁石グループの機能は、以下のようにも表現される。常伝導偏向電磁石２１は、自らから見て回転軸２７から離れる側に荷電粒子ビームの軌跡の曲率中心が位置するように、荷電粒子ビームを偏向する。超伝導偏向電磁石グループを構成する複数の超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、自ら見て回転軸２７側に、荷電粒子ビームの軌跡の曲率中心が位置するように、荷電粒子ビームを偏向する。

【0028】

具体的に、本実施形態における常伝導偏向電磁石２１は、６０°の偏向角で回転軸２７から離れる方向に荷電粒子ビームを偏向する。超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂのそれぞれは、３０°の偏向角で荷電粒子ビームを回転軸２７に向かう方向に偏向し、超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂは、合計６０°の偏向角で回転軸２７に向かう方向に荷電粒子ビームを偏向する。超伝導偏向電磁石２２ａおよび２２ｂを通過した荷電粒子ビームの進行方向は、回転軸２７に沿った方向となる。

【0029】

超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅのそれぞれは、３０°の偏向角で回転軸２７に向かう方向に荷電粒子ビームを偏向し、超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅは、照射ノズル２５の入射位置に向けて、合計９０°の偏向角で荷電粒子ビームを偏向する。

【0030】

このように、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、同一の角度で荷電粒子ビームを偏向する。したがって、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅに同一の構造を持たせることができ、回転ガントリ１の構成が単純化される。さらに、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅに用いられる部品が共通化され、回転ガントリ１の設計コストおよび製造コストが低減される。

【0031】

上記では、５個の超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅが用いられた例が示されたが、超伝導偏向電磁石の数は任意である。各超伝導偏向電磁石の偏向角は、９０°を自然数Ｎで除した値であってよい。また、超伝導偏向電磁石グループは、Ｎ＋Ｍ個の超伝導偏向電磁石を含んでよい。ただし、Ｍは、Ｎ以下の自然数である。この場合、常伝導偏向電磁石２１の偏向角は、９０°のＭ／Ｎ倍である。すなわち、常伝導偏向電磁石２１の偏向角は、１つの超伝導偏向電磁石の偏向角の自然数Ｍ倍である。本実施形態に係る回転ガントリ１では、自然数Ｎは３であり、自然数Ｍは２である。

【0032】

このような構成では、常伝導偏向電磁石２１およびＭ個の超伝偏向導電磁石によって、回転軸２７から外側に離れた位置で、荷電粒子ビームの進行方向が回転軸２７に沿った方向に向けられる。そして、Ｎ個の超伝導偏向電磁石が、回転軸２７に向かう方向に９０°の偏向角で荷電粒子ビームを偏向する。荷電粒子ビームの軌跡が一旦ハウジング２６の外側に向かった後、回転軸２７側に戻るように各偏向電磁石が配置される。そのため、回転ガントリ１の回転軸２７に沿った方向の長さが抑制される。このような回転ガントリの型は、一般にコークスクリュー型と称される。

【0033】

また、超伝導偏向電磁石グループは、偏向角の合計が９０°である最下流側の１つまたは複数の超伝導偏向電磁石を含んでもよい。さらに、偏向角の合計が９０°である最下流側の１つまたは複数の超伝導偏向電磁石の上流側に、回転軸２７に沿って直線状に配置された複数の電磁石（軌道補正電磁石、四極電磁石等）が配置されてもよい。

【0034】

具体的に、超伝導偏向電磁石グループは、偏向角の合計が９０°である最下流側の複数の超伝導偏向電磁石として、超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅを備えている。その上流側には、軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂが直線状に配置されている。このような構成では、直線状に配置された軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂが、回転ガントリ１の半径方向の大きさを増大させないという利点がある。

【0035】

回転ガントリ１の半径は、回転軸２７から荷電粒子ビームの軌道までの距離の最大値に基づいて定まる。回転軸２７から荷電粒子ビームの軌道までの距離の最大値は、照射ノズル２５の入射位置に向けて荷電粒子ビームを９０°偏向させるために設置される複数の偏向電磁石による偏向半径と、照射ノズル２５の長さによって定まる。ここで、偏向半径は、荷電粒子ビームが描く軌跡の曲率半径である。

【0036】

回転ガントリ１では、照射ノズル２５の入射位置に向けて荷電粒子ビームを９０°偏向するために超伝導偏向電磁石２２ｃ～２２ｅが用いられる。仮に荷電粒子ビームを同一の偏向角だけ偏向するとした場合、超伝導偏向電磁石の方が、常伝導偏向電磁石に比べて、荷電粒子ビームの軌跡の曲率半径を小さくすることが容易である。そのため、常伝導偏向電磁石のみが用いられる場合に比べて、回転ガントリ１の半径を小さくすることが容易である。

【0037】

また、回転ガントリ１では、回転軸２７から離れる方向に荷電粒子ビームを偏向する常伝導偏向電磁石２１の下流側に、軌道補正電磁石２４ａおよび複数の四極電磁石２３ａが直線状に配置されている。そして、複数の四極電磁石２３ａの下流側に、回転軸２７に向かう方向に荷電粒子ビームを偏向する超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅが配置されている。これによって、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅは、常伝導偏向電磁石２１に比べて、回転軸２７からより離れた位置に配置されている。

【0038】

一般に、超伝導偏向電磁石は、常伝導偏向電磁石に比べて軽量である。したがって、回転軸２７から離れた位置に常伝導偏向電磁石を配置する場合に比べて、回転軸２７の周りに作用するモーメント力が小さくなり、ハウジング２６に求められる剛性が低減される。これによって、ハウジング２６が軽量化され、ひいては回転ガントリ１が軽量化される。

【0039】

また、軌道補正電磁石２４ｂおよび複数の四極電磁石２３ｂは、回転軸２７の方向に沿った直線区間２８上に配置されている。直線区間２８の長さは回転ガントリ１の半径に影響しない。本実施形態に係る回転ガントリ１では、直線区間２８に四極電磁石２３ｂおよび軌道補正電磁石２４ｂを配置することで、回転ガントリ１の半径の増大が抑えられる。

【0040】

さらに、本実施形態の回転ガントリ１によれば、以下に説明するように整備に要される労力が低減される。一般に、超伝導偏向電磁石ではコイルを冷却する必要がある。例えば、NbTi製の超電導コイルが用いられる場合には、コイルの温度は１０Ｋ以下とされる。これに対し常伝導偏向電磁石では、温度を低下させる必要がない。そのため、超伝導偏向電磁石は、常伝導偏向電磁石に比べて整備に労力が要される。

【0041】

本実施形態に係る回転ガントリ１では、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅがハウジング２６の外側に配置されている。そのため、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅのいずれかの整備に取り組む際に、ハウジング２６を開放する作業が不要である。一方、常伝導偏向電磁石２１は、ハウジング２６の内側に配置されているものの、超伝導偏向電磁石２２ａ～２２ｅに比べて整備の頻度が低い。したがって、本実施形態の回転ガントリ１によれば、整備に要される労力が軽減される。

【0042】

上記では、常伝導偏向電磁石２１から照射ノズル２５に至る各機器が、仮想的な平面１００上に配置された例が示されたが、各機器は、必ずしも平面１００上に配置されていなくてもよい。荷電粒子ビームの軌跡が、平面１００に交わるように各機器が配置されてもよい。

【0043】

また、上記では、コークスクリュー型の回転ガントリ１が示された。本発明は、アーチ状の構造物の周方向に沿って照射ノズルが移動するガントリ等、その他の構造のガントリに用いられてもよい。この場合においても、常伝導偏向電磁石から照射ノズルに至る各機器が、照射ノズルと一体的に回転する。各超伝導偏向電磁石は、常伝導偏向電磁石よりも外側を回転する。ハウジングが形成される場合、各超伝導偏向電磁石はハウジングの外側に配置され、常伝導偏向電磁石はハウジングの内側に配置されてよい。

【0044】

図２には、本発明の第２実施形態に係る粒子線治療システム２が模式的に示されている。粒子線治療システム２は、加速器５１、ビーム輸送系５２、回転ガントリ１および制御装置５３を備えている。加速器５１は、シンクロトロンやサイクロトロン等であってよい。

【0045】

制御装置５３は、治療計画装置（図示省略）が作成した治療計画に基づいて加速器５１、ビーム輸送系５２および回転ガントリ１を制御する。加速器５１は、患部１１を治療するのに必要なエネルギーを有する状態となるまで荷電粒子ビームを加速する。加速された荷電粒子ビームは加速器５１から取り出される。ビーム輸送系５２は、加速器５１から取り出された荷電粒子ビームを回転ガントリ１の入口へ輸送する。回転ガントリ１は、上記のように荷電粒子ビームの向き、形状等を調整し、荷電粒子ビームを患部１１へ照射する。

【0046】

回転ガントリ１は、常伝導偏向電磁石のみが用いられた従来の回転ガントリに比べて小型である。したがって、回転ガントリ１が用いられた粒子線治療システム２もまた、従来の回転ガントリが用いられた場合に比べて小型となる。これによって、粒子線治療システム２の設置面積が狭くなり、粒子線治療システム２が収められる建屋のコストが低減される。また、上記のように回転ガントリ１の整備は容易である。そのため、粒子線治療システム２の整備に要する時間が短縮される。

【符号の説明】

【0047】

１ 回転ガントリ、１０ 患者、１１ 患部、２１ 常伝導偏向電磁石、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ 超伝導偏向電磁石、２３ａ，２３ｂ 四極電磁石、２４ａ，２４ｂ 軌道補正電磁石、２５ 照射ノズル、２６ ハウジング、２７ 回転軸、２８ 直線区間、３１ 回転ガントリ支持部、４０ａ，４０ｂ 走査電磁石、５１ 加速器、５２ ビーム輸送系、５３ 制御装置。

【図1】

【図2】