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» 2016年01月28日 07時00分 UPDATE

医療機器ニュース:超伝導技術を用いた重粒子線がん治療用の回転ガントリー

東芝は、放射線医学総合研究所とともに、腫瘍に対して360度の任意の角度から重粒子線を照射できる回転ガントリーを完成させたと発表した。世界で初めて超伝導電磁石を採用し、従来の大型機器から大幅に小型化・軽量化することに成功した。

[MONOist]

 東芝は2016年1月8日、放射線医学総合研究所とともに、腫瘍に対して360度の任意の角度から重粒子線照射を可能とする、軽量・小型の回転ガントリーを完成させ、同研究所に設置したと発表した。

 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、大きな常伝導磁石によって高磁場を発生させて炭素イオンの粒子線を輸送・制御するため、装置が非常に大型となるのが課題だった。これまで重粒子線回転ガントリーは、ドイツの施設にある全長25mの装置1台のみだった。

 今回開発された回転ガントリーは、「世界で初めて」(同社)超伝導磁石を採用し、従来に比べ大幅に小型化・軽量化した(直径11m、長さ13m)。直接冷却方式の小型冷凍技術を応用することで、液体ヘリウムをほとんど使用せずに超伝導コイルを4K(ケルビン)以下まで冷却し、超伝導状態を維持できる。これにより、一般の医療施設でも容易に扱うことができ、万が一の事故でもヘリウムガスによる窒息の心配がない安全な装置となっている。

 また、一般的に超伝導電磁石は振動や磁場変化に弱いが、磁石内部の構造を工夫して、ガントリーを回転・停止させても回転体上の磁石の超伝導状態を維持できるようにした。特殊な超伝導線材を使用することで、治療中(約1分間)に磁場を1T(テスラ)から2.9Tまで大きく変化させても超伝導状態を維持でき、安定した照射が可能だ。これは3次元スキャニング照射の際、重要となる。

 この回転ガントリーは、回転体を回すことでどの角度からでも重粒子線をピンポイントに照射できるため、従来のように治療台を傾ける必要がない。また、3次元スキャニング照射装置によって腫瘍の形状に合わせた重粒子線が照射される。照射口の両側には2つのX線検出器を設置しており、体内のX線透視により腫瘍周辺を直接観察することで、呼吸で動く腫瘍の位置をリアルタイムに計算しながら照射できる。そのため、X線透視による呼吸同期と3次元スキャニング照射を組み合わせた治療が可能だ。

 脊髄や神経などの重要器官を避けて細かく角度を調節し、重粒子線を多方向から照射することで、腫瘍への線量をより集中でき、治療時の患者の負担を軽減するだけでなく、治療後の障害や副作用のさらなる低減が期待できるとしている。

 放射線医学総合研究所では、今後必要な試験を実施したのちに、2016年度には回転ガントリーを使用した治療を開始する予定だ。

photo 放射線医学総合研究所に完成した重粒子線回転ガントリーと治療室(左:治療室、中央:模式図、右:ガントリー)
photo 回転ガントリー治療室(G治療室)
photo 回転ガントリーを使用した重粒子線治療の照射例。中央の大きな円は全て足し合わせたときの線量分布を示しており、集中して照射されている部分が赤く示されている。多方向から最適な線量分布を与えることで、治療に必要な線量を腫瘍の部分に集中させていることが分かる。

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