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重粒子線がん治療装置向けスキャニング照射機器の大幅な小型化を実現

2017年05月10日

株式会社東芝
国立研究開発法人 量子科学技術研究開発機構

 株式会社東芝(以下、東芝)と国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構(以下、量研)は、このたび重粒子線がん治療注1装置向けスキャニング照射機器の大幅な小型化を実現しました。今回の開発により、従来機器では9m必要だった、機器から照射位置までの距離を3.5mまで短縮しました(図1)。本機器を回転ガントリー注2に適用することで、重粒子線用回転ガントリーを従来の約2/3まで小型化することが見込まれており、世界最小の回転ガントリーを実現します注3(図2)。
 本技術は、千葉および横浜で開催される粒子線治療に関する国際会議「56th Particle Therapy Co-operation Group (PTCOG56)」にて、5月 11日に量研より発表します。

 重粒子線がん治療装置では、炭素イオンからなる粒子ビームを加速し、治療室内のスキャニング照射機器から患部に照射します。従来機器は、2台のスキャニング電磁石注4を用いて、ビームを直交する2方向に走査し患部を塗りつぶすように照射します。従来機器では、電磁石の干渉等の問題があり、2台のスキャニング電磁石をビーム進行方向に並べて配置していましたが、本機器では東芝のコイル巻線製造技術を活用することで1台の電磁石として配置することに成功しました。これにより磁場を効率良く発生させ、照射位置までの距離を短縮しました。

 重粒子線治療装置の一部である加速器や回転ガントリーは、大きな常伝導磁石を用いて高磁場を発生させて炭素イオンの粒子ビームを輸送・制御するため、装置が非常に大型となるのが課題です。東芝は、既に開発済みの超伝導偏向電磁石と今回開発した機器を併せて、世界最小の回転ガントリーを実現させ、次世代型重粒子線がん治療装置への適用を目指します。

 東芝は、今後も重粒子線がん治療装置をはじめとした最先端がん治療システムの開発を加速し、質の高いがん治療の実現に貢献していきます。

 量研は、重粒子線治療の普及を視野に入れ、この技術による治療の高精度化を進めていきます。

 

(図1)スキャニング照射機器のサイズ比較(左:従来、右:本機器)

 

(図2)回転ガントリーのサイズ比較(イメージ図:本機器、影:従来)

 

注1
重粒子線がん治療は、光速の約70%まで加速した炭素イオンビームを体外から腫瘍に照射し、がん細胞を破壊する治療法で、患者への負担が少なく、短期間で治療できることが特長です。治療が可能な症例には制限があります。
注2
ガントリーとは架台を意味するが、医療分野では、CT、MRI、X線治療機のドーナツ状の筺体を指し、そのリングの中に患者が入って診断・治療を受ける。CTやX線治療機では、X線発生装置がガントリー内を移動して、患者にX線を照射する。陽子線や重粒子線治療装置の場合は、放射線発生装置は治療室の外に設置されるが、患者の周囲を照射口が回って照射をおこなう点が同じことから、こうした装置を回転ガントリーと呼ぶ。
注3
医薬品、医療機器等の品質、有効性及び安全性の確保等に関する法律(薬機法)の認証を取得しておりません。現時点では販売・供与できません。
注4
スキャニング電磁石とは磁場を高速に変化させることにより、荷電粒子ビームをビームと直行する患部の断面方向に対し、2方向に走査するための機器です。 
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