驱动式患者台、其控制装置、其控制方法及用它们的粒子射线治疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术目的在于得到一种高效地进行与编制治疗计划时所制定的位置相一致的定位作业的驱动式患者台，其具有：使顶板相对于固定坐标系朝X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各轴方向进行平移的平移单元；使顶板朝绕X轴的θ方向、绕Y轴的φ方向、绕Z轴的ξ方向的各方向进行旋转的旋转单元；及根据所输入的希望旋转中心点P及希望旋转角度来控制平移单元及旋转单元的控制装置，控制装置具有生成使顶板从平移单元和旋转单元的基准状态a旋转移动到希望旋转角度的旋转驱动信号的旋转驱动信号生成单元；及生成使平移单元在旋转移动的同时进行平移使得因旋转移动而产生的希望旋转中心点P的平移移动量成为预定值以下的平移驱动信号的平移驱动信号生成单元。

Drive patient table, control device thereof, control method thereof, and particle ray therapeutic device using them

The purpose of this invention is to drive with Taiwan, positioning operations consistent with a set of efficient and making treatment plan when the position of having to make roof of each axis direction relative to the fixed coordinate system towards the direction of X axis, Y axis, Z axis shift flat shift unit; the roof at around X axis direction around the Y axis direction, the diameter around Z axis. The direction of the direction of rotation of the rotary unit; and the control device according to the hope center of rotation and rotation angle of P hope to control the translation and rotation of the input unit unit, control device has generated the roof to rotate the rotation angle of the rotating driving signal of the driving signal generating unit from the reference state translation unit and the rotation unit a rotate and move to; and generating unit so that the translation translation caused by the rotating movement in the rotation while moving The translation shift quantity of the rotating center point P generated by the invention becomes a translational driving signal generating unit of a translational driving signal below a predetermined value.

【技术实现步骤摘要】
驱动式患者台、其控制装置、其控制方法及用它们的粒子射线治疗装置本申请是申请日为2011年2月23日的、申请号为“201110051641.6”的、专利技术名称为“驱动式患者台、其控制装置及用它们的粒子射线治疗装置”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种医疗用和研究用的粒子射线治疗装置和放射线治疗装置，特别涉及一种驱动式患者台、驱动式患者台的控制装置、驱动式患者台控制用程序。
技术介绍
随着医疗用设备的开发和医疗的进步，近年来医疗用设备逐渐高级化，出现了以往完全没有的方式。例如，在癌症治疗中，以往以外科、用药及/或放射线进行的治疗为主流，但最近照射以质子射线和碳射线为代表的粒子射线来进行治疗的粒子射线治疗装置广受关注。利用粒子射线治疗装置进行的治疗其最大的特征为低损伤，可保持治疗后的患者的QOL(QualityofLife：生活质量)。当前，粒子射线治疗装置在日本国内一共大约有10处设施正在工作或预期建设，有报告称每年将近有1000名患者正利用该设施接受治疗。因而，对于在接受粒子射线治疗时患者所睡的床和椅子等(以下为“患者台”)，要求具有适合于粒子射线治疗的功能，另外，开发适合于粒子射线治疗的功能的患者台、制造更好的医疗用设备还有助于医疗设备产业的发展。粒子射线治疗装置简单地来讲，是对应于患部的形状以精确定位来照射粒子射线。为此，操作粒子射线治疗装置的医师或工程师(以下为“工程师等”)需要将作为照射中心的等中心作为基准位置，进行使患部的位置和姿势与计划值相一致的作业、即定位作业，使得能够对应于患部的形状来照射粒子射线。定位作业中，一边利用X射线拍摄装置观察患部的位置，一边对治疗台进行角度调整，使得粒子射线从在治疗计划阶段已确定的方向对患部照射，但由于该定位作业费时，因此要求高效地来进行。以实现对于固定在治疗用床上表面的患者从任意方向和距离进行的照射、特别是照射方向相对于患者轴心并非直角的非共面照射为目的，提出了放射线治疗用床系统(专利文献1)。对该放射线治疗用床系统，输入在治疗仿真时计算出的患部的位置数据(X、Y、Z坐标系)及放射质子射线的角度，将该输入的数据(位置和角度)进行坐标变换，作为床的X轴、Y轴、Z轴方向的位置、i轴(相对等中心旋转)、p轴(俯仰旋转)、r轴(侧倾旋转)的旋转角度、患者的患部位置，床的各轴获取这些变换数据以作为输入位置数据，驱动各轴使患者的患部移动至所要的位置。然而，若一边利用X射线拍摄装置观察患部等，一边调整i轴、p轴、r轴的各轴，则由于通常无法将患部配置成使得通过各轴的旋转中心，因此随之使得患部朝X轴方向、Y轴方向或Z轴方向或者它们的组合方向移动。其结果是，有时患部也会移出到X射线拍摄装置的拍摄区域外，为了使其不移出该拍摄区域，必须一边对X轴、Y轴、Z轴的各轴进行微调一边来进行，以使患部的位置不移动。专利文献1：日本专利特开平11－313900号公报现有的放射线治疗用床系统尽管具有6个驱动轴的自由度，且可驱动各轴以使患者的患部移动至所要的位置，但在实际的患部的定位作业中必须如上述那样对X轴、Y轴、Z轴的各轴进行微调，由于该调整中工程师等在作业时极为麻烦，且定位耗时，因此存在无法提高粒子射线治疗装置的使用率的问题。本专利技术的目的在于，得到一种可高效地进行用于使患部的位置及姿势与编制治疗计划时所制定的位置及姿势相一致的定位作业的驱动式患者台。包括：平移单元，该平移单元使所述顶板相对于固定在设置部位的固定坐标系朝X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各轴方向进行平移；旋转单元，该旋转单元使顶板朝绕X轴的θ方向、绕Y轴的φ方向、绕Z轴的ξ方向的各方向进行旋转；及控制装置，该控制装置根据所输入的希望旋转中心点及希望旋转角度来控制平移单元及旋转单元。控制装置具有：旋转驱动信号生成单元，该旋转驱动信号生成单元生成旋转驱动信号，该旋转驱动信号使顶板从平移单元和旋转单元的基准状态旋转移动到希望旋转角度；及平移驱动信号生成单元，该平移驱动信号生成单元生成平移驱动信号，该平移驱动信号使平移单元在旋转移动的同时进行平移，使得因旋转移动而产生的希望旋转中心点的平移移动量成为预定值以下，希望旋转中心点是表示希望作为外观上的旋转中心的位置的点。本专利技术所涉及的驱动式患者台，由于根据所输入的希望旋转中心点及希望旋转角度，将顶板的旋转驱动和使顶板在旋转移动的同时进行平移的平移驱动加以组合进行驱动，而该平移驱动使得因使顶板旋转移动到希望旋转角度而产生的希望旋转中心点的平移移动量成为预定值以下，从而可在与绕希望旋转中心点的旋转相隔预定的距离以内使驱动式患者台进行自动旋转，因此可高效地进行使患部的位置及姿势与编制治疗计划时所制定的位置及姿势相一致的定位作业。附图说明图1是本专利技术的实施方式1及2中的驱动式患者台(患者台)的简要结构图。图2是说明以所希望的位置为中心使驱动对象进行旋转驱动的图。图3是图1的患者台的三面图。图4是表示将图1的患者台作为控制对象时的坐标系的三面图。图5是对图4添加侧倾旋转部件的坐标系后的三面图。图6是对图5添加俯仰旋转部件的坐标系后的三面图。图7是实施方式1及2中的程序的流程图。图8是说明实施方式1的患者台的控制的方框图。图9是图8的目标位置姿势变换部的方框图。图10是说明实施方式2的患者台的控制的方框图。图11是表示实施方式3及4中的患者台控制器的图。图12是实施方式3及4中的患者台操作终端的外观图。图13是说明实施方式5的患者台的控制的方框图。图14是说明实施方式5的患者台的控制的其它方框图。图15是表示实施方式7中的粒子射线治疗装置的结构图。具体实施方式实施方式1.图1是本专利技术的实施方式1中的驱动式患者台(患者台)的简要结构图。根据图1，说明作为控制对象的患者台的结构。驱动式患者台(床式)1是实施方式1中的控制对象的一个示例。地板面2是设置驱动式患者台1的地板。患者台构成部件(X平移部件)3是构成患者台的部件之一，相对于地板2朝X方向驱动。患者台构成部件(Z平移部件)4是构成患者台的部件之一，相对于X平移部件3朝Z方向驱动。患者台构成部件(Y平移部件)5是构成患者台的部件之一，相对于Z平移部件4朝Y方向驱动。患者台构成部件(横摆(yaw)旋转部件)6是构成患者台的部件之一，相对于Y平移部件5进行横摆旋转驱动。患者台构成部件(侧倾(roll)旋转部件)7是构成患者台的部件之一，相对于横摆旋转部件6进行侧倾旋转驱动。患者台构成部件(俯仰(pitch)旋转部件)8是构成患者台的部件之一，相对于侧倾旋转部件7进行俯仰旋转驱动。X平移部件3、Z平移部件4、Y平移部件5是平移单元。横摆旋转部件6、侧倾旋转部件7、俯仰旋转部件8是旋转单元。各患者台构成部件3～8根据来自控制装置29(未图示)的控制信号由驱动装置(未图示)进行驱动。接着，根据图2，说明本专利技术中进行的“以所希望的位置为中心进行旋转驱动”。图2是说明以所希望的位置为中心进行旋转驱动的实现方法的图。图2(a)是俯视图，图2(b)是立体图。驱动对象20表示患者台的顶板等驱动对象。旋转驱动中心(轴)21表示利用电动机等旋转驱动设备对驱动对象20进行旋转驱动时的旋转驱动中心(轴)。所希望的位置22是表示作为照射基准的等中心等、希望作为外观本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种驱动式患者台，具有顶板，在将放射线向照射对象进行照射时，该顶板固定所述照射对象，其特征在于，该驱动式患者台包括：平移单元，该平移单元使所述顶板相对于固定在设置该驱动式患者台的设置部位的固定坐标系朝X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各轴方向进行平移；旋转单元，该旋转单元使所述顶板朝绕所述X轴的θ方向、绕所述Y轴的φ方向、绕所述Z轴的ξ方向的各方向进行旋转；及控制装置，该控制装置根据所输入的希望旋转中心点及希望旋转角度来控制所述平移单元及所述旋转单元，所述控制装置具有：旋转驱动信号生成单元，该旋转驱动信号生成单元生成旋转驱动信号，该旋转驱动信号使所述顶板从所述平移单元和所述旋转单元的基准状态旋转移动到所述希望旋转角度；及平移驱动信号生成单元，该平移驱动信号生成单元生成平移驱动信号，该平移驱动信号使所述平移单元在所述旋转移动的同时进行平移，使得因所述旋转移动而产生的所述希望旋转中心点的平移移动量成为预定值以下，所述希望旋转中心点是表示希望作为外观上的旋转中心的位置的点。

【技术特征摘要】
2010.03.05 JP 2010-0491501.一种驱动式患者台，具有顶板，在将放射线向照射对象进行照射时，该顶板固定所述照射对象，其特征在于，该驱动式患者台包括：平移单元，该平移单元使所述顶板相对于固定在设置该驱动式患者台的设置部位的固定坐标系朝X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的各轴方向进行平移；旋转单元，该旋转单元使所述顶板朝绕所述X轴的θ方向、绕所述Y轴的φ方向、绕所述Z轴的ξ方向的各方向进行旋转；及控制装置，该控制装置根据所输入的希望旋转中心点及希望旋转角度来控制所述平移单元及所述旋转单元，所述控制装置具有：旋转驱动信号生成单元，该旋转驱动信号生成单元生成旋转驱动信号，该旋转驱动信号使所述顶板从所述平移单元和所述旋转单元的基准状态旋转移动到所述希望旋转角度；及平移驱动信号生成单元，该平移驱动信号生成单元生成平移驱动信号，该平移驱动信号使所述平移单元在所述旋转移动的同时进行平移，使得因所述旋转移动而产生的所述希望旋转中心点的平移移动量成为预定值以下，所述希望旋转中心点是表示希望作为外观上的旋转中心的位置的点。2.如权利要求1所述的驱动式患者台，其特征在于，所述平移驱动信号生成单元生成平移驱动信号，该平移驱动信号使所述平移单元在所述旋转移动的同时进行平移，使得对因所述旋转移动而产生的所述希望旋转中心点的平移移动量进行校正。3.如权利要求1所述的驱动式患者台，其特征在于，所述平移驱动信号生成单元包括：生成坐标pa的单元，该坐标pa是将所述基准状态时在所述固定坐标系中的所述希望旋转中心点的坐标Pfix向固定于所述顶板的移动坐标系进行坐标变换后的坐标；将假设所述坐标pa与所述顶板一起旋转移动到所述希望旋转角度时的坐标变换成在所述固定坐标系中观察时的坐标Pab的单元；及生成平移驱动信号的单元，该平移驱动信号根据所述坐标Pfix和坐标Pab之差，使得所述平移单元的各轴方向的移动量成为所述预定值以下。4.如权利要求2所述的驱动式患者台，其特征在于，所述平移驱动信号生成单元包括：生成坐标pa的单元，该坐标pa是将所述基准状态时在所述固定坐标系中的所述希望旋转中心点的坐标Pfix向固定于所述顶板的移动坐标系进行坐标变换后的坐标；将假设所述坐标pa与所述顶板一起旋转移动到所述希望旋转角度时的坐标变换成在所述固定坐标系中观察时的坐标Pab的单元；及生成平移驱动信号的单元，该平移驱动信号根据所述坐标Pfix和坐标Pab之差，使得对所述平移单元的所述各轴方向的移动量进行校正。5.如权利要求1至4中的任一项所述的驱动式患者台，其特征在于，所述控制装置包括患者台操作终端，该患者台操作终端具有通过数值来输入所述照射对象的希望旋转角度的输入器。6.如权利要求1至4中的任一项所述的驱动式患者台，其特征在于，所述控制装置包括患者台操作终端，所述患者台操作终端具有与所述旋转单元的转轴对应的输入器，且仅当使所述输入器成为连接状态时对所述平移单元及所述旋转单元进行驱动。7.一种粒子射线治疗装置，其特征在于，包括：离子束产生装置，该离子束产生装置产生带电粒子束，并利用加速器将其加速至预定能量；离子束输送系统，该离子束输送系统将由所述离子束产生装置加速后的带电粒子束进行输送；粒子射线照射装置，该粒子射线照射装置将由所述离子束输送...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩田高明，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP