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» 2015年02月18日 13時00分 UPDATE

医療機器ニュース:粒子線治療装置向けの多機能照射ノズル、高性能電磁石に発電機技術を応用

三菱電機は、がん治療に用いられる粒子線治療装置向けの「多機能照射ノズル」を開発した。2015年度内に薬事承認を得て、2016年度から運用を開始する陽子タイプの施設に適用する。

[朴尚洙,MONOist]

 三菱電機は2015年2月17日、東京都内で開催した研究開発成果披露会において、がん治療に用いられる粒子線治療装置向けの「多機能照射ノズル」を展示した。2015年度内に薬事認証を得て、2016年度から運用を開始する陽子タイプの施設に適用する。

 粒子線治療装置とは、加速器を使って生成した粒子線(高エネルギーのイオンビーム)をがん病巣に照射し、がん細胞のDNAを切断して治療する放射線治療装置の1種だ。放射線治療装置としてより一般的なX線治療装置と比べて、病巣に集中的に照射できるという特徴がある。

 今回開発した多機能照射ノズルは、粒子線治療装置で用いる、ブロードビーム、積層原体、スキャニングという3種類の粒子線ビームを1つのノズルで照射できることを特徴としている。

多機能照射ノズルが対応した3種類の粒子線ビーム照射法 多機能照射ノズルが対応した3種類の粒子線ビーム照射法(クリックで拡大) 出典:三菱電機
多機能照射ノズルの構造 多機能照射ノズルの構造。開発の鍵になったのは、一番上にある走査電磁石の高性能化だ(クリックで拡大) 出典:三菱電機

 従来、ブロードビームと積層原体は1つのノズルで照射できたが、スポットを小さく絞り込んでがん病巣を走査して照射を行うスキャニングでは、ビームをより高速で走査できる高性能の電磁石が必要なため別の照射ノズルを使う必要があった。三菱電機は、粒子線治療装置の製造を担当している同社の神戸製作所が持つ発電機の技術を活用して高性能の電磁石を開発。ブロードビームと積層原体に加えて、スキャニングも行える多機能照射ノズルの実現につなげた。

 多機能照射ノズルの実現によって、ブロードビームと積層原体、スキャニングのそれぞれで性能を向上することもできた。ブロードビームと積層原体については、高性能の電磁石によって走査速度が従来比5倍の100mm/msになり、照射時間を最大で約3分の1に短縮できるようになった。

単位時間当たりのビーム線量の比較 単位時間当たりのビーム線量の比較。縦軸が線量、水平軸が照射野(クリックで拡大) 出典:三菱電機

 スキャニングでは、ブロードビームと積層原体に使う、照射が不要な部位にビームが当たらないようにするマルチリーフコリメータを使うことで、照射領域の輪郭をさらに明確にできるようになった。これにより、近傍に重要臓器がある複雑な標的にも的確にビームを照射できるようになるという。

マルチリーフコリメータ適用のスキャニングへの効果 マルチリーフコリメータ適用のスキャニングへの効果。従来ノズルで発生する重要臓器への低線量照射が、多機能照射ノズルでは起こらない(クリックで拡大) 出典:三菱電機

 現在日本国内には、粒子線治療装置が19カ所に設置済みもしくは設置される予定で、これらのうち10カ所が三菱電機製となっている。ただし、海外市場での採用事例はまだない。今回の多機能照射ノズルをてこに、まずは北米市場における提案活動を強化する方針だ。

粒子線治療装置(陽子タイプ)の50分の1模型 粒子線治療装置(陽子タイプ)の50分の1模型。一般的には、1つの加速器に2台の装置が組み合わされており、交互に使用する(クリックで拡大)

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