JP2001276238A - Radiation energy distribution regulating mechanism and radiation irradiation method and device using the same - Google Patents

Radiation energy distribution regulating mechanism and radiation irradiation method and device using the same

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JP2001276238A
JP2001276238A JP2000089249A JP2000089249A JP2001276238A JP 2001276238 A JP2001276238 A JP 2001276238A JP 2000089249 A JP2000089249 A JP 2000089249A JP 2000089249 A JP2000089249 A JP 2000089249A JP 2001276238 A JP2001276238 A JP 2001276238A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a dose distribution reproducing correctly an optional three- dimensional shape without using a correction device prepared for each patient. SOLUTION: A three-dimensional dose distribution is obtained by controlling the amount of radiation absorption in each position in the direction of slits of a variable bolus 42 prepared by a radiation energy absorber and whose amount of radiation absorption is made variable in each position in the direction of slits and scanning a slit-shaped dose distribution formed by a slit collimator 50 and the variable bolus 42.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線のエネルギ
分布調整機構、並びに、これを用いた放射線の照射方法
及び装置に係り、特に、臨床用陽子線治療システムに用
いるのに好適な、例えば患者の外部から患部に向けて照
射される放射線のエネルギ分布を、任意形状に調整する
ための放射線のエネルギ分布調整機構、並びに、これを
用いた放射線の照射方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation energy distribution adjusting mechanism and a radiation irradiation method and apparatus using the same, and more particularly, to a patient suitable for use in a clinical proton therapy system, for example, a patient. The present invention relates to a radiation energy distribution adjusting mechanism for adjusting the energy distribution of radiation irradiated from outside to an affected part into an arbitrary shape, and a radiation irradiation method and apparatus using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】粒子加速器により真空中で荷電粒子を高
速、高エネルギに加速し、これによって発生するX線、
電子線、中性子線、陽子線、π中間子線、重粒子線等、
又はコバルト遠隔治療装置からのγ線等を、患者体外か
ら経皮的に病巣に照射する外部放射線治療は、固形癌の
治療において、外科手術と共に重要な治療法となってい
る。特に、患部周辺の正常組織へのダメージを少なくで
きることから、患者のQOL(Quality Of Life)が
重視される今後の医療現場において、ますます需要が高
まると考えられる。
2. Description of the Related Art A charged particle is accelerated at high speed and high energy in a vacuum by a particle accelerator, and X-rays generated by this are accelerated.
Electron beam, neutron beam, proton beam, pion beam, heavy ion beam, etc.
External radiation therapy in which gamma rays or the like from a cobalt teletherapy device are radiated percutaneously from the outside of a patient to a lesion has become an important therapy together with surgery in the treatment of solid cancer. In particular, since damage to normal tissues around the affected area can be reduced, the demand is expected to increase further in future medical practice where the quality of life (QOL) of patients is emphasized.

【0003】この外部照射による放射線治療では、周辺
正常組織又は重要臓器を避け、患部にできるだけ正確に
患部形状と一致する照射線量分布を与えることが重要で
ある。陽子線治療は、図1に示すように、物質に入射し
た陽子線が、停止する直前にブラッグピークPで最大の
線量を与えるという性質を利用して、癌組織のみを該ブ
ラッグピークPで被うことにより、この理想を実現しよ
うとするものである。
[0003] In the radiation treatment by external irradiation, it is important to avoid the surrounding normal tissues or important organs and to give the affected part an irradiation dose distribution that matches the shape of the affected part as accurately as possible. In proton therapy, as shown in FIG. 1, only the cancerous tissue is covered with the Bragg peak P by utilizing the property that the proton beam incident on the substance gives the maximum dose at the Bragg peak P immediately before stopping. By doing so, we try to realize this ideal.

【0004】放射線治療の作業に際しては、図2に示す
如く、まずステップ100で、患部のX線CT画像を撮
影する。その撮影画像を基に、ステップ110で、患者
の体輪郭、患部領域、周辺重要臓器を考慮して治療計画
を立てる。この治療計画で決定された、照射門数と方
向、放射線強度に基づいて、ステップ120で、照射す
る放射線を微調整するための固定補助具の選定、加工が
行われる。次いで、ステップ130で、患者の位置決め
132を行った後、放射線照射134による照射治療が
行われる。
[0004] In the operation of radiotherapy, as shown in FIG. 2, first, in step 100, an X-ray CT image of an affected part is taken. Based on the captured image, a treatment plan is made in step 110 in consideration of the patient's body contour, affected area, and surrounding vital organs. Based on the number of irradiation portals, the direction, and the radiation intensity determined in this treatment plan, in step 120, selection and processing of a fixing auxiliary tool for finely adjusting the irradiation radiation are performed. Next, in step 130, after the patient is positioned 132, irradiation treatment by irradiation 134 is performed.

【0005】図3に、放射線治療システムの構成を示
す。この放射線治療システムでは、加速器等の放射線発
生装置10で作られた放射線が、放射線輸送装置12を
通って、患者8に放射線を照射するためのガントリノズ
ル14に導かれる。ガントリノズル14では、放射線
を、放射線観測・調整機構16で一様なエネルギ分布に
整えた後、放射線エネルギ形状形成機構18において、
患部に照射したい任意のエネルギ分布に調整し、これを
患者8の外部から患部に向けて照射する。患者体内にお
ける線量分布は、放射線のエネルギ分布によって決まる
ため、患部形状を考慮して予め計画されている。
FIG. 3 shows the configuration of a radiotherapy system. In this radiotherapy system, radiation generated by a radiation generator 10 such as an accelerator passes through a radiation transport device 12 and is guided to a gantry nozzle 14 for irradiating a patient 8 with radiation. In the gantry nozzle 14, the radiation is adjusted to a uniform energy distribution by the radiation observation / adjustment mechanism 16, and then the radiation energy shape forming mechanism 18
The desired energy distribution to be irradiated to the affected part is adjusted, and this is irradiated from outside the patient 8 toward the affected part. Since the dose distribution in the patient is determined by the energy distribution of the radiation, it is planned in advance in consideration of the shape of the affected part.

【0006】即ち、加速器から得られる放射線、例えば
陽子線は、細いビーム状であり、そのエネルギ(ブラッ
グピークPの深さ)も一定である。一方、癌組織は、様
々な大きさと複雑な形状を持ち、その体内における深さ
も一定ではなく、又、陽子線が通過しなければならない
組織の密度も一様ではない。従って、陽子線治療を行う
ためには、陽子線ビームを、(1)癌全体が一度に照射
できるくらいの幅広いビームに拡大し、(2)癌の深さ
に応じて、そのエネルギを調整し、(3)奥行きのある
癌組織全体が一様に照射できるよう、癌の厚みに応じて
エネルギ分布を持たせ、更に、(4)癌の輪郭や陽子線
が通過する組織の不均一さに応じた補正を加える必要が
ある。
That is, radiation obtained from the accelerator, for example, a proton beam, has a narrow beam shape, and its energy (the depth of the Bragg peak P) is constant. On the other hand, cancer tissues have various sizes and complicated shapes, the depth in the body is not constant, and the density of the tissue through which proton beams have to pass is not uniform. Therefore, in order to perform proton beam therapy, the proton beam is expanded to (1) a beam wide enough to irradiate the entire cancer at one time, and (2) its energy is adjusted according to the depth of the cancer. (3) Provide an energy distribution according to the thickness of the cancer so as to uniformly irradiate the entire cancer tissue having a depth, and (4) reduce the unevenness of the cancer contour and the tissue through which the proton beam passes. It is necessary to make appropriate corrections.

【0007】そこで、従来の外部放射線治療において
は、患者体内における線量分布を補償するために、前記
放射線エネルギ形状形成機構18では、照射部位の皮膚
面が平坦で無い場合や、照射すべきターゲットが皮膚面
と傾きを持っている場合に、線量分布の歪みを補償する
ための補償フィルタのようなエネルギ分布修正器具が用
いられてきた。
Therefore, in the conventional external radiotherapy, in order to compensate for the dose distribution in the patient, the radiation energy shape forming mechanism 18 is used when the skin surface of the irradiation site is not flat or the target to be irradiated is Energy distribution correction devices, such as compensation filters, have been used to compensate for dose distribution distortions when they have an inclination with the skin surface.

【0008】この補償フィルタとしては、例えば従来の
放射線治療で用いられている、通過したビームの空間的
等線量曲線が一定の傾きを持つような濾過板であるくさ
びフィルタや、皮膚面に置き、照射表面の凹凸を平坦に
するために使用されるボーラスがある。又、最近の重粒
子線治療では、治療する患者毎に患部形状を複数の照射
方向から再現するための患者ボーラスを作成する治療法
も試みられている。
The compensating filter may be a wedge filter which is a filter plate used in a conventional radiotherapy, for example, such that a spatial isodose curve of a passed beam has a constant slope, or placed on the skin surface. There are boluses used to flatten the irregularities on the illuminated surface. In recent heavy ion beam therapy, a therapy for creating a patient bolus for reproducing the affected part shape from a plurality of irradiation directions for each patient to be treated has been attempted.

【0009】更に、照射する放射線を最終的に調整する
機構では、前記エネルギ分布修正器具と、不必要な放射
線が照射される領域を遮蔽して照射野を整形する照射野
整形器具を同時に用いるのが通常である。
Further, in the mechanism for finally adjusting the radiation to be applied, the energy distribution correcting device and the irradiation field shaping device for shaping an irradiation field by shielding an area irradiated with unnecessary radiation are used at the same time. Is normal.

【0010】高エネルギ放射線用としては、不必要なビ
ーム部分を遮蔽することにより、不整形な矩形の照射野
を作成するブロックコリメータ、図4に示す如く、左右
からくし状に配置された、幅数mm〜1cm程度の棒状
のコリメータをそれぞれ動かすことで、照射すべきター
ゲットの形に合わせた照射野に設定できるマルチリーフ
コリメータ、予め、患者の患部形状を照射方向に射影
し、放射線が通過しない板を、その形状にくりぬくこと
により、照射野を患部形状に限定する患者コリメータ等
がある。前記マルチリーフコリメータは、最近の高エネ
ルギ放射線治療装置に標準装備されつつある。
For high-energy radiation, a block collimator for creating an irregular rectangular irradiation field by shielding unnecessary beam portions, and as shown in FIG. A multi-leaf collimator that can be set in the irradiation field according to the shape of the target to be irradiated by moving a rod-shaped collimator of about several mm to 1 cm. There is a patient collimator or the like that limits an irradiation field to an affected part shape by cutting a plate into the shape. The multi-leaf collimator is becoming standard equipment in recent high energy radiation therapy apparatuses.

【0011】具体的には、例えば陽子線治療では、図5
に示すようにして、照射対象の形状に合わせたエネルギ
分布を形成している。即ち、照射部であるガントリノズ
ル14まで送られてきた、細い陽子ビーム20に、例え
ば厚さ数mmの鉛でできた散乱体22により、横方向に
広がりを持たせて、幅広いビーム24に拡大する。該散
乱体22を頂点とする円錐状に広がって伝搬する拡大ビ
ーム24から、後述するコリメータを用いて、中心軸付
近の、エネルギが比較的均一な部分を切り出すと、下方
の治療台(図示せず)上で、治療に必要な直径十数cm
の照射野が得られる。
Specifically, for example, in proton beam therapy, FIG.
As shown in (1), an energy distribution matching the shape of the irradiation target is formed. That is, the narrow proton beam 20 sent to the gantry nozzle 14 as the irradiation unit is expanded in the lateral direction by a scatterer 22 made of, for example, lead having a thickness of several mm, and expanded into a wide beam 24. I do. When a portion having a relatively uniform energy near the central axis is cut out from the expanded beam 24 that spreads and propagates in a conical shape having the scatterer 22 as a vertex by using a collimator described below, a lower treatment table (shown in FIG. Above), the diameter required for treatment is more than 10 cm
Is obtained.

【0012】前記拡大ビーム24は、治療対象(例えば
患者8の体内の腫瘍8C)の深さに応じて、陽子線の最
大到達深さを調整するためのファインディグレーダ26
に入射される。該ファインディグレーダ26は、例えば
2個のくさび型をした対向するアクリルブロック26
a、26bから構成され、該ブロック26a、26bの
重なり方を調節することによって、陽子線が通過する部
分の厚みを連続的に変化させることができる。陽子線
は、通過した物質の厚みに応じてエネルギを失い、到達
できる深さが変わるので、このファインディグレーダ2
6の調節により、図1に示したブラッグピークPを、治
療が必要な深さに合わせることができる。
The expanded beam 24 is a fine degrader 26 for adjusting the maximum depth of the proton beam according to the depth of the treatment target (for example, the tumor 8C in the body of the patient 8).
Is incident on. The fine degrader 26 includes, for example, two wedge-shaped opposed acrylic blocks 26.
a, 26b. The thickness of the portion through which the proton beam passes can be continuously changed by adjusting the overlapping manner of the blocks 26a, 26b. The proton beam loses energy according to the thickness of the material that has passed, and the depth at which it can reach varies.
By adjusting 6, the Bragg peak P shown in FIG. 1 can be adjusted to the depth at which the treatment is required.

【0013】該ファインディグレーダ26を透過した陽
子線は、腫瘍8Cの厚みに対応して陽子線のエネルギ深
さに分布ΔPを持たせるためのリッジフィルタ28に入
射される。該リッジフィルタ28は、例えば階段状に厚
みの変化する三角柱状の金属棒を簾状に並べたものであ
り、厚みの異なる部分を通過した陽子線は、異なる深さ
にブラッグピークPを作るので、階段の幅と高さの調節
により、それらを適当に重ね合わせて、ピークの幅ΔP
を拡大することができる。
The proton beam transmitted through the fine degrader 26 is incident on a ridge filter 28 for providing a distribution ΔP in the energy depth of the proton beam corresponding to the thickness of the tumor 8C. The ridge filter 28 is, for example, a triangular prism-shaped metal rod whose thickness changes stepwise in a staggered manner. Since proton beams passing through portions having different thicknesses produce Bragg peaks P at different depths. By adjusting the width and height of the stairs, they can be superimposed appropriately and the peak width ΔP
Can be expanded.

【0014】前記リッジフィルタ28を通過した陽子線
は、陽子線の平面形状を粗く整形するためのブロックコ
リメータ30に入射される。後述する最終コリメータに
加えて、ここで、ブロックコリメータ30による整形を
行っているのは、患者8の近くでブロックコリメータに
よる2次放射線が発生しないようにするためである。
The proton beam passing through the ridge filter 28 is incident on a block collimator 30 for roughly shaping the planar shape of the proton beam. The reason why the shaping is performed by the block collimator 30 in addition to the final collimator to be described later is to prevent generation of secondary radiation by the block collimator near the patient 8.

【0015】前記ブロックコリメータ30を通過した陽
子線は、例えば樹脂製の不整形フィルタであるボーラス
32に入力され、腫瘍8Cの最大深さの断面形状と組織
の不均一性に関する補正が行われる。このボーラス32
の形状は、腫瘍8Cの輪郭線と、例えばX線CTのデー
タから求められる周辺組織の電子密度とに基づいて、算
出される。
The proton beam that has passed through the block collimator 30 is input to a bolus 32, which is, for example, a resin-made irregular filter, and correction is made for the maximum depth of the tumor 8C and the non-uniformity of the tissue. This bolus 32
Is calculated based on the contour line of the tumor 8C and the electron density of the surrounding tissue obtained from, for example, X-ray CT data.

【0016】該ボーラス32を通過した陽子線は、例え
ば真鍮等の最終コリメータ34に入射され、腫瘍8Cの
平面形状の輪郭に合わせた最終調整が行われた後、治療
用陽子線36として、患者8に照射される。
The proton beam having passed through the bolus 32 is incident on a final collimator 34 made of, for example, brass, and is finally adjusted to the contour of the planar shape of the tumor 8C. 8 is irradiated.

【0017】以上のようなエネルギ分布調整機構を用い
た従来の放射線治療の概略を図6及び図7に示す。図6
は、患者の頭部8Hに対してくさびフィルタ33を用い
て、線量分布Dを形成したX線照射の例である。図7
は、患者の肝臓8Lに対する陽子線直交二門照射の例で
ある。この例では、患者の患部形状に応じた患者ボーラ
ス32を加工して使用し、患部形状に集中された線量分
布Dを得ている。これらの2つの例において、エネルギ
分布調整機構は、照射方向に対して固定されている。
FIGS. 6 and 7 show an outline of a conventional radiotherapy using the above-described energy distribution adjusting mechanism. FIG.
Is an example of X-ray irradiation in which a dose distribution D is formed using a wedge filter 33 on the patient's head 8H. FIG.
Is an example of two-beam irradiation of proton beam orthogonally to the liver 8L of the patient. In this example, a patient bolus 32 corresponding to the shape of the affected part of the patient is processed and used to obtain a dose distribution D concentrated on the shape of the affected part. In these two examples, the energy distribution adjusting mechanism is fixed with respect to the irradiation direction.

【0018】又、従来の治療計画は、前述のエネルギ分
布修正器具の組合せを、経験則に基づき試行錯誤的に行
っていた。これは、重粒子線治療における治療計画につ
いても同様であり、更なる治療効果と治療速度の向上の
ため、照射方法の改善が望まれていた。
Further, in the conventional treatment plan, the combination of the above-mentioned energy distribution correcting devices is performed by trial and error based on empirical rules. The same is true for the treatment plan in the heavy ion beam therapy, and improvement of the irradiation method has been desired in order to further improve the treatment effect and the treatment speed.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】即ち、従来の放射線治
療システムの放射線エネルギ分布調整機構では、治療効
率という点で、以下のような問題点を有していた。
That is, the radiation energy distribution adjusting mechanism of the conventional radiation treatment system has the following problems in terms of treatment efficiency.

【0020】(1)照射パターンが、比較的単純な修正
具の組合せによってのみ構成されているため、複雑な患
部形状や、重要臓器を避ける照射に対して、機構的制限
が大きい。特に、陽子線や重粒子線のような、透過性の
高い線質を用いた場合は、マルチリーフコリメータであ
っても、小さな腫瘍には使えない。
(1) Since the irradiation pattern is constituted only by a combination of relatively simple correction tools, there is a large mechanical limitation on irradiation for avoiding a complicated affected part shape or an important organ. In particular, in the case of using a beam having high permeability such as a proton beam or a heavy particle beam, even a multi-leaf collimator cannot be used for a small tumor.

【0021】(2)線量分布修正器具と照射野整形器具
は、共に放射線照射時には固定されており、異なった照
射パターンを与えたい時には、照射毎に、その修正具を
装備し直さなくてはならない。
(2) The dose distribution correcting device and the irradiation field shaping device are both fixed at the time of irradiation, and when a different irradiation pattern is to be provided, the correction device must be re-equipped for each irradiation. .

【0022】(3)患者ボーラスのように治療毎に作成
する修正具を用いる場合は、その修正具の作成時間とコ
ストに問題がある。
(3) When a correction tool created for each treatment, such as a patient bolus, is used, there is a problem in the time and cost for creating the correction tool.

【0023】(4)治療毎に修正具を作成する場合、一
度使用した修正具は放射線廃棄物となるので、廃棄する
場合の取扱いが困難である。
(4) When a correction tool is prepared for each treatment, the correction tool that has been used once becomes radioactive waste, and it is difficult to handle it when discarding.

【0024】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、修正具を取り替えることなく、患者
体内の患部形状に合わせた3次元線量分布を実現できる
ようにすることを第1の課題とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and it is a first object of the present invention to realize a three-dimensional dose distribution according to the shape of a diseased part in a patient without replacing a correction tool. Subject.

【0025】本発明は、又、放射線治療を高精度化する
と共に、実照射時間を短縮して、患者の負担を軽減する
ことを第2の課題とする。
A second object of the present invention is to improve the accuracy of radiotherapy and shorten the actual irradiation time to reduce the burden on the patient.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、照射される放
射線のエネルギ分布を、任意形状に調整するための放射
線のエネルギ分布調整機構において、放射線をスリット
状に整形するためのスリットコリメータと、放射線エネ
ルギ吸収体で作成され、スリット方向各位置の放射線吸
収量が可変とされた可変ボーラスと、該可変ボーラスの
スリット方向各位置における放射線吸収量を制御するた
めの吸収量制御手段とを備え、前記スリットコリメータ
と可変ボーラスによって形成されるスリット状線量分布
を走査することにより3次元線量分布を得るようにし
て、前記第1の課題を解決したものである。
According to the present invention, there is provided a radiation energy distribution adjusting mechanism for adjusting the energy distribution of irradiated radiation to an arbitrary shape, wherein a slit collimator for shaping the radiation into a slit shape; A variable bolus made of a radiation energy absorber and having a variable amount of radiation absorption at each position in the slit direction and an absorption amount control unit for controlling the amount of radiation absorption at each position in the slit direction of the variable bolus, The first problem is solved by obtaining a three-dimensional dose distribution by scanning a slit-shaped dose distribution formed by the slit collimator and the variable bolus.

【0027】又、前記可変ボーラスを、幅方向に多数並
設された、放射線吸収量が長手方向に略連続的に変化す
るようにされた、棒状の連続階調ボーラスにより構成
し、前記吸収量制御手段が、各連続階調ボーラスを、そ
れぞれ独立して長手方向にスライドさせるようにして、
スリット方向各位置における放射線吸収量を制御するよ
うにしたものである。
Further, the variable bolus is constituted by a plurality of rod-shaped continuous tone boluses arranged in parallel in the width direction and having a radiation absorption amount that changes substantially continuously in the longitudinal direction. The control means slides each continuous tone bolus independently in the longitudinal direction,
The radiation absorption amount at each position in the slit direction is controlled.

【0028】又、前記連続階調ボーラスを、密度が長手
方向に略連続的に変化するようにされた棒状部材により
構成するようにしたものである。
Further, the continuous tone bolus is constituted by a rod-shaped member whose density changes substantially continuously in the longitudinal direction.

【0029】あるいは、前記連続階調ボーラスが、くさ
び状部材を含むようにして、簡単な構成で連続階調ボー
ラスを実現したものである。
Alternatively, the continuous tone bolus includes a wedge-shaped member to realize a continuous tone bolus with a simple configuration.

【0030】又、前記スリットコリメータの端部位置を
可変として、照射に必要な部分以外を遮蔽する、適切な
長さのスリットが形成されるようにしたものである。
The end position of the slit collimator is made variable so that a slit of an appropriate length is formed to shield portions other than those required for irradiation.

【0031】本発明は、又、前記放射線のエネルギ分布
調整機構を用いて、任意形状の放射線を照射するように
して、前記第2の課題を解決したものである。
The present invention has also solved the second problem by irradiating radiation of an arbitrary shape by using the radiation energy distribution adjusting mechanism.

【0032】又、同様の放射線照射装置において、前記
放射線のエネルギ分布調整機構と、該エネルギ分布調整
機構中の可変ボーラスを、通過した放射線の必要な深さ
方向到達線量に応じて駆動するための可変ボーラス駆動
機構と、前記エネルギ分布調整機構中のスリットコリメ
ータと可変ボーラスを走査して、必要な3次元線量分布
を得るための走査機構とを備えることにより、同じく前
記第2の課題を解決したものである。
Further, in the same radiation irradiating apparatus, the energy distribution adjusting mechanism for the radiation and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism may be driven in accordance with a required depth direction arrival dose of the passed radiation. The second problem was also solved by providing a variable bolus driving mechanism, and a scanning mechanism for scanning a slit collimator and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism to obtain a required three-dimensional dose distribution. Things.

【0033】又、同様の放射線照射装置において、可変
スリットコリメータを含む前記放射線のエネルギ分布調
整機構と、該エネルギ分布調整機構中の可変ボーラス
を、通過した放射線の必要な深さ方向到達線量に応じて
駆動するための可変ボーラス駆動機構と、前記エネルギ
分布調整機構中の可変スリットコリメータの端部位置
を、通過した放射線の必要な平面的長さに応じて駆動す
るための可変スリットコリメータ駆動機構と、前記エネ
ルギ分布調整機構中の可変スリットコリメータと可変ボ
ーラスを走査して、必要な3次元線量分布を得るための
走査機構とを備えることにより、同じく前記第2の課題
を解決したものである。
In a similar radiation irradiation apparatus, an energy distribution adjusting mechanism for the radiation including a variable slit collimator, and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism are adjusted according to a required depth-wise arrival amount of the radiation passing therethrough. A variable bolus drive mechanism for driving the variable slit collimator in the energy distribution adjusting mechanism, a variable slit collimator drive mechanism for driving the end position of the variable slit collimator in accordance with the required planar length of the passed radiation. The second problem is also solved by providing a variable slit collimator in the energy distribution adjusting mechanism and a scanning mechanism for scanning a variable bolus to obtain a required three-dimensional dose distribution.

【0034】本発明によれば、従来用いられていた、照
射する放射線を微調整するための固定補助具によるパッ
シブな照射部機構に比べ、照射時に可変動作可能なアク
ティブな機構を取り入れることにより、治療計画から照
射までの全体の治療時間を短縮しつつ、放射線の外部照
射時の患者体内線量分布を、より正確に患部形状と一致
させることができる。
According to the present invention, an active mechanism that can be variably operated at the time of irradiation is introduced by comparing with a passive irradiation section mechanism using a fixing auxiliary tool for finely adjusting the radiation to be used, which has been conventionally used. The dose distribution in the patient at the time of external irradiation of radiation can be more accurately matched with the shape of the affected part while shortening the entire treatment time from treatment planning to irradiation.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0036】本発明に係る放射線のエネルギ分布調整機
構の第1実施形態は、図8に示す如く、図5に示したブ
ロックコリメータ30に代わる、スリット長が放射線の
必要な最大平面的長さに応じて固定された固定スリット
コリメータ40と、患者ボーラス32に代わる可変ボー
ラス機構42と、最終コリメータ34に代わる、スリッ
ト長が必要な放射線の平面的な長さに応じて可変とされ
た可変スリットコリメータ50とを備えている。
In the first embodiment of the radiation energy distribution adjusting mechanism according to the present invention, as shown in FIG. 8, the slit length is set to the maximum planar length required for the radiation instead of the block collimator 30 shown in FIG. A fixed slit collimator 40 fixed accordingly, a variable bolus mechanism 42 replacing the patient bolus 32, and a variable slit collimator replacing the final collimator 34, wherein the slit length is variable according to the planar length of the required radiation. 50.

【0037】なお、治療グレードに応じて、他にマルチ
リーフコリメータや患者コリメータ等を併用することも
できる。
It should be noted that a multi-leaf collimator, a patient collimator, or the like can be used in combination depending on the treatment grade.

【0038】前記可変ボーラス機構42は、図9に詳細
に示す如く、幅方向に多数並設された、放射線吸収量が
長手方向に略連続的に変化するようにされた、棒状の連
続階調ボーラス44A〜44Kと、各連続階調ボーラス
44A〜44K毎に設けられた、これらをそれぞれ独立
して長さ方向にスライドさせるための、例えばボールね
じからなるボーラス駆動機構48A〜48Kによって構
成され、該ボーラス駆動機構によって、照射ライン41
に対応するスリット方向各位置における放射線吸収量を
制御するようにされている。
As shown in detail in FIG. 9, the variable bolus mechanism 42 has a plurality of rod-shaped continuous tones arranged in parallel in the width direction and having a radiation absorption amount that changes substantially continuously in the longitudinal direction. Boluses 44A to 44K and bolus drive mechanisms 48A to 48K provided for each continuous tone bolus 44A to 44K, for example, each of which includes a ball screw to slide these independently in the length direction. The bolus drive mechanism allows the irradiation line 41
The amount of radiation absorption at each position in the slit direction corresponding to the above is controlled.

【0039】前記連続階調ボーラス44A〜44Kは、
例えば、図10に示す如く、密度が長手方向に略連続的
に変化するようにされた棒状部材により構成されてい
る。
The continuous tone boluses 44A-44K are:
For example, as shown in FIG. 10, it is constituted by a rod-shaped member whose density changes substantially continuously in the longitudinal direction.

【0040】この連続階調ボーラス44A〜44Jは、
図11に示す変形例の如く、密度の異なるくさび46
A、46Bを組み合わせたり、あるいは図12に示す他
の変形例の如く、単一のくさび46を用いたり、あるい
は、図13に示す更に他の変形例の如く、図5に示した
ファインディグレーダのように、2つのくさび46A、
46Bを、それぞれ独立したボーラス駆動機構49A、
49Bでスライドさせることにより、実現可能である。
あるいは、等放射線吸収率を持つ薄板状の吸収体を階段
状に配置して構成してもよい。
The continuous tone boluses 44A-44J are:
As in the modification shown in FIG.
A, 46B, or a single wedge 46 as in another modification shown in FIG. 12, or a fine degrader shown in FIG. 5 as another modification shown in FIG. Like two wedges 46A,
46B, an independent bolus drive mechanism 49A,
This can be realized by sliding at 49B.
Alternatively, a thin plate-shaped absorber having an equal radiation absorptivity may be arranged stepwise.

【0041】前記可変スリットコリメータ50は、図1
4に詳細に示す如く、スリット50Sの両側からそれぞ
れ挿入される一対のエンドバー52A、52Bと、各エ
ンドバー52A、52Bを、必要なスリット開口幅に合
わせて駆動するための、例えばボールねじで構成される
スリット駆動機構54A、54Bを用いて構成されてい
る。
The variable slit collimator 50 shown in FIG.
As shown in detail in FIG. 4, a pair of end bars 52A, 52B respectively inserted from both sides of the slit 50S and, for example, a ball screw for driving each end bar 52A, 52B in accordance with a required slit opening width. It is configured using slit driving mechanisms 54A and 54B.

【0042】図8に示した如く、前記可変ボーラス機構
42のボーラス駆動機構48A〜48Kは可変ボーラス
制御装置60により制御され、前記可変スリットコリメ
ータ50のスリット駆動機構54A、54Bは可変スリ
ットコリメータ制御装置62により制御され、ガントリ
ノズル14はガントリ制御装置64により制御され、患
者ベッド9は患者ベッド制御装置66により制御され
る。
As shown in FIG. 8, the bolus driving mechanisms 48A to 48K of the variable bolus mechanism 42 are controlled by a variable bolus control device 60, and the slit driving mechanisms 54A and 54B of the variable slit collimator 50 are controlled by a variable slit collimator control device. The gantry nozzle 14 is controlled by a gantry controller 64, and the patient bed 9 is controlled by a patient bed controller 66.

【0043】更に、前記可変ボーラス制御装置60、可
変スリットコリメータ制御装置62、ガントリ制御装置
64及び患者ベッド制御装置66は、操作端末70から
入力される信号に応じて、可変ボーラス機構42と可変
スリットコリメータ50の調整、及び、ガントリノズル
14と患者ベッド9の移動で、分割されたターゲットを
照射する計画を計算する照射計画装置72の出力により
制御される。
Further, the variable bolus control device 60, the variable slit collimator control device 62, the gantry control device 64, and the patient bed control device 66 are connected to the variable bolus mechanism 42 and the variable slit The adjustment of the collimator 50 and the movement of the gantry nozzle 14 and the patient bed 9 are controlled by the output of the irradiation planning device 72 that calculates a plan for irradiating the divided targets.

【0044】ここで、照射した放射線の等エネルギ線又
はエネルギピークのみに注目し、これをエネルギ分布と
して表わすものとする。連続階調ボーラスの全部分に放
射線が垂直方向から一様に入射すると、放射線吸収率が
低い側と高い側との間で、図10に示した如く、深さ方
向のエネルギ分布の勾配が生じる。この連続階調ボーラ
ス44を通過した放射線は、患者体内入射後に、エネル
ギ分布に応じた線量分布を生じる。
Here, attention is paid only to the energy lines or energy peaks of the irradiated radiation, and this is represented as an energy distribution. When the radiation uniformly enters the entire portion of the continuous tone bolus from the vertical direction, a gradient of the energy distribution in the depth direction is generated between the low radiation absorption rate side and the high radiation absorption rate side as shown in FIG. . The radiation that has passed through the continuous tone bolus 44 generates a dose distribution according to the energy distribution after entering the patient.

【0045】従って、照射目標が直線状であるとき、連
続階調ボーラス44の水平方向の位置決めを行うこと
で、その直線状の深さ方向のエネルギ分布、即ち、目標
線量分布を、連続階調ボーラスの両端間差異の範囲内で
任意に決定できる。更に、本実施形態で用いられている
可変ボーラス機構42では、連続階調ボーラス44A〜
44Kを組合せ、並列に配置したスライド式連続階調ボ
ーラスを、それぞれ独立に動かすようにしている。この
並列に配置したスライド式連続階調ボーラスを、図8に
示した如く、予め計画されたパターンに配置すると、入
射した放射線は、ボーラス群通過後に、計画された部分
を含む放射線エネルギ分布Eを形成する。このボーラス
通過後の放射線を、可変スリットコリメータ50によっ
て、実際照射に用いられる計画された部分のみを通過さ
せれば、最終的に、コリメータ通過後の放射線エネルギ
分布によって、照射後に計画された線量分布Dを生じ
る。この線量分布Dは、予め治療計画によって、患部形
状に適合するように調整される。
Therefore, when the irradiation target is linear, by positioning the continuous tone bolus 44 in the horizontal direction, the linear energy distribution in the depth direction, that is, the target dose distribution is changed to the continuous tone bolus. It can be arbitrarily determined within the range of the difference between both ends of the bolus. Further, in the variable bolus mechanism 42 used in the present embodiment, the continuous tone boluses 44A to 44A
The slide-type continuous tone boluses arranged in parallel with each other in combination with 44K are independently moved. When the slide-type continuous tone boluses arranged in parallel are arranged in a pre-planned pattern as shown in FIG. 8, the incident radiation becomes the radiation energy distribution E including the planned portion after passing through the bolus group. Form. If the radiation after passing through the bolus is passed by the variable slit collimator 50 only through the planned portion used for the actual irradiation, the radiation energy distribution after passing through the collimator finally results in the dose distribution planned after the irradiation. Produces D. This dose distribution D is adjusted in advance by a treatment plan so as to conform to the shape of the affected part.

【0046】もしくは、ある評価基準に基づいて最適化
された照射パターンが用いられる。
Alternatively, an irradiation pattern optimized based on a certain evaluation criterion is used.

【0047】ここで、評価基準とは、ターゲット内の線
量や、その一様性、周辺正常組織への影響、DVH(do
se volume histogram)に基づく結果などが考えられ
る。なお、最適化によって得られた照射パターンの一つ
一つは、直接ターゲット形状の一部と必ずしも一致して
いる必要性はない。
Here, the evaluation criteria include the dose in the target, its uniformity, the influence on the surrounding normal tissue, DVH (do
A result based on se volume histogram) can be considered. Note that each of the irradiation patterns obtained by the optimization does not necessarily need to directly correspond to a part of the target shape.

【0048】患部の形状が滑らかに変化するとすれば、
一度の照射によって作られるライン状の目標線量分布
を、図15に示す如く水平方向に連続的に変化させなが
ら走査することで、任意の3次元曲面を形作る目標線量
分布が得られる。この走査は、可変ボーラス機構42を
備えたガントリノズル14の初期位置及びそのボーラス
パターンにより形成される線量分布D1から、中間ガン
トリ位置及びその線量分布D2を通過し、最終ガントリ
位置及びその線量分布D3まで、ボーラスを滑らかに変
化させつつガントリノズル14を移動させることで実現
することができる。なお、ガントリノズル14を固定
し、患者ベッド9を移動させたり、両者を共に移動させ
ても、同様な効果が実現できる。
If the shape of the affected part changes smoothly,
By scanning a linear target dose distribution created by one irradiation while continuously changing the target dose distribution in the horizontal direction as shown in FIG. 15, a target dose distribution forming an arbitrary three-dimensional curved surface is obtained. This scan passes from the initial position of the gantry nozzle 14 having the variable bolus mechanism 42 and the dose distribution D1 formed by the bolus pattern thereof to the intermediate gantry position and the dose distribution D2, and to the final gantry position and the dose distribution D3. This can be realized by moving the gantry nozzle 14 while smoothly changing the bolus. The same effect can be achieved by fixing the gantry nozzle 14 and moving the patient bed 9 or moving both.

【0049】計画によって求められる、1回の照射によ
って与えられる線量分布の形状は、直接ターゲット形状
の一部分と一致してもよいし、複数照射の重ね合わせで
結果的にターゲット形状と一致するようにしてもよい。
後者の場合、1回の照射ごとに与えられる線量分布の形
状は、必ずしもターゲット形状の一部とは一致しなくて
よい。
The shape of the dose distribution given by one irradiation, which is determined by the plan, may directly correspond to a part of the target shape, or may be made to coincide with the target shape by superimposing a plurality of irradiations. You may.
In the latter case, the shape of the dose distribution given for each irradiation does not necessarily have to coincide with a part of the target shape.

【0050】ここでは、1回ごとの形状が一致する場合
の治療例を説明する。
Here, an example of treatment in the case where the shapes match each time will be described.

【0051】前記操作端末70からは、図16に示す如
く、ターゲット形状データ及び手動分割又は自動分割ア
ルゴリズムが、前記照射計画装置72に入力される。
As shown in FIG. 16, target shape data and a manual division or automatic division algorithm are input to the irradiation planning device 72 from the operation terminal 70.

【0052】該照射計画装置72は、前記操作端末70
から入力されるターゲット形状データを記憶するターゲ
ット形状データ記憶メモリ74と、該ターゲット形状デ
ータ記憶メモリ74から入力されるターゲット形状デー
タ及び前記操作端末70から入力される手動分割又は自
動分割アルゴリズムに従って、ターゲットを3次元分割
するターゲット3次元分割装置76と、該ターゲット3
次元分割装置76の出力に基づいて、分割ターゲットの
射影形状を計算する分割ターゲット射影形状計算装置7
8と、該分割ターゲット射影形状計算装置78の出力に
基づいて、必要なスリット長となるように可変スリット
コリメータ50のエンドバー52A、52Bを駆動する
信号を可変スリットコリメータ制御装置62に出力する
可変スリットコリメータパターン出力装置80と、前記
ターゲット3次元分割装置76の出力に基づいて、分割
ターゲットの照射エネルギ分布を決定する照射エネルギ
パターン計算装置82と、該照射エネルギパターン計算
装置82の出力に応じて、必要なボーラスパターンが得
られるように、前記ボーラス駆動機構48A〜48Jを
駆動するための信号を可変ボーラス制御装置60に出力
する可変ボーラスパターン出力装置84と、前記ターゲ
ット3次元分割装置76の出力に基づいて、ガントリノ
ズル14や患者ベット9の走査パターンを計算する走査
パターン計算装置86と、該走査パターン計算装置86
の出力に基づいて、ガントリノズル14や患者ベット9
の移動データを、ガントリ制御装置64や患者ベット制
御装置66に出力するガントリ・患者ベッド移動データ
出力装置88とを含んで構成されている。
The irradiation planning device 72 is operated by the operation terminal 70.
A target shape data storage memory 74 for storing target shape data input from the target device, a target shape data input from the target shape data storage memory 74, and a target division or automatic division algorithm input from the operation terminal 70. Three-dimensional dividing device 76 for three-dimensionally dividing the target,
Division target projection shape calculation device 7 for calculating the projection shape of the division target based on the output of the dimension division device 76
8 and a variable slit which outputs a signal for driving the end bars 52A and 52B of the variable slit collimator 50 to the variable slit collimator control device 62 so as to have a required slit length based on the output of the divided target projected shape calculation device 78. A collimator pattern output device 80, an irradiation energy pattern calculation device 82 that determines the irradiation energy distribution of the divided targets based on the output of the target three-dimensional splitting device 76, and an output of the irradiation energy pattern calculation device 82 A variable bolus pattern output device 84 that outputs a signal for driving the bolus driving mechanisms 48A to 48J to the variable bolus control device 60 and an output of the target three-dimensional dividing device 76 so that a required bolus pattern can be obtained. Based on the gantry nozzle 14 and patient base A scan pattern computing device 86 for computing the scanning pattern of bets 9, the scanning pattern computing apparatus 86
Gantry nozzle 14 and patient bed 9 based on the output of
And a gantry / patient bed movement data output device 88 which outputs the movement data of the gantry and the patient bed control device 66.

【0053】以下、図17を参照して、前記実施形態を
用いた放射線治療作業の手順を説明する。
Referring to FIG. 17, the procedure of the radiation treatment operation using the above embodiment will be described.

【0054】まず、治療計画での照射データ計算処理2
00では、ステップ210でX線CT画像から復元され
た立体患部形状を読み込み、ステップ220で照射門数
と方向に対応して、いくつかの領域に分割する。この分
割された領域1つに対して、照射方向から見た3次元曲
面が、目標線量分布となる。
First, irradiation data calculation processing 2 in a treatment plan
At 00, the three-dimensional affected part shape restored from the X-ray CT image is read at step 210, and divided at step 220 into several regions corresponding to the number and direction of irradiation gates. For one of the divided regions, a three-dimensional curved surface viewed from the irradiation direction becomes a target dose distribution.

【0055】次に、ステップ230で、ボーラス駆動機
構48A〜48Kのサーボ性能とガントリ速度に応じ
て、曲面情報をある軸に沿って変化する曲線情報に離散
化し、ステップ240で、この曲線同士を補間するよう
にボーラスパターン移動データを計算する。更に、ステ
ップ250で、ガントリ移動方向と直交方向の照射野長
さをコリメータパターンとして計算し、ステップ260
でガントリ移動データを計算する。
Next, in step 230, the curved surface information is discretized into curve information that changes along a certain axis in accordance with the servo performance and the gantry speed of the bolus driving mechanisms 48A to 48K. Calculate bolus pattern movement data to interpolate. Further, in step 250, the irradiation field length in the direction orthogonal to the gantry moving direction is calculated as a collimator pattern, and in step 260
To calculate gantry movement data.

【0056】次いで、実際の照射に移る前に、アライメ
ント処理300へ進み、ステップ310でガントリ位置
を読み込むと共に、ステップ320で患者の位置を読み
込み、ステップ330でガントリの初期位置を計算す
る。
Next, before proceeding to the actual irradiation, the process proceeds to the alignment processing 300, in which the gantry position is read in step 310, the position of the patient is read in step 320, and the initial position of the gantry is calculated in step 330.

【0057】次いで、ステップ340でガントリを初期
位置に移動させ、ステップ350でボーラスパターンも
初期位置に設定する。
Next, in step 340, the gantry is moved to the initial position, and in step 350, the bolus pattern is set to the initial position.

【0058】そして、放射線照射処理400では、計算
されたデータを基に、ステップ410で照射を開始し、
ステップ420で、最小単位部分照射(位置測定、ボー
ラスパターンの変化、コリメータ調整、ガントリ移動)
し、ステップ430で照射データが終了したと判断され
るまで、連続的にボーラスパターン、可変コリメータ、
ガントリを移動させながら、最小単位部分である離散曲
線間をつなぐように照射する。全照射終了後、ステップ
440で照射を停止する。
In the irradiation process 400, irradiation is started in step 410 based on the calculated data.
At step 420, the minimum unit partial irradiation (position measurement, bolus pattern change, collimator adjustment, gantry movement)
Then, the bolus pattern, the variable collimator,
While moving the gantry, irradiation is performed so as to connect between discrete curves that are the minimum unit. After the completion of the irradiation, the irradiation is stopped in step 440.

【0059】本実施形態においては、ボーラス駆動機構
及びスリット駆動機構を設けて、連続階調ボーラス及び
エンドバーの駆動を自動化しているので、従来、照射方
向毎に作成され、照射方向が変わる毎に交換されていた
修正具の人手による取り替えが不要であり、照射方向を
迅速に変えることができるので、患者の負担が少ない治
療が行える。なお、連続階調ボーラスやエンドバーの出
入を人手により行うことも可能である。
In the present embodiment, a bolus driving mechanism and a slit driving mechanism are provided to automate the driving of the continuous tone bolus and the end bar. It is not necessary to manually replace the replaced correction tool, and the irradiation direction can be changed quickly, so that a treatment with a small burden on the patient can be performed. Note that the continuous tone bolus and the end bar can be manually moved in and out.

【0060】又、本実施形態においては、可変ボーラス
の上に固定スリットコリメータ40を設け、下に可変ス
リットコリメータ50を設けているので、不要な2次放
射線の発生を最小限に止めることができる。なお、2次
放射線の発生が問題にならない場合には、固定スリット
コリメータ40を省略して、可変スリットコリメータ5
0のみとすることができる。又、照射される放射線の平
面的長さが問題とならない場合には、可変スリットコリ
メータ50の代わりに最大開口幅を有する固定スリット
コリメータを用いることも可能である。
In this embodiment, since the fixed slit collimator 40 is provided above the variable bolus and the variable slit collimator 50 is provided below, the generation of unnecessary secondary radiation can be minimized. . If the generation of secondary radiation is not a problem, the fixed slit collimator 40 is omitted and the variable slit collimator 5 is omitted.
It can be only 0. If the planar length of the irradiated radiation does not matter, it is possible to use a fixed slit collimator having a maximum aperture width instead of the variable slit collimator 50.

【0061】前記実施形態においては、本発明が、陽子
線治療システムに適用されていたが、本発明の適用対象
はこれに限定されず、陽子線以外の放射線治療システ
ム、あるいは一般の放射線照射システムにも、同様に適
用できることは明らかである。
In the above embodiment, the present invention is applied to the proton beam therapy system. However, the present invention is not limited to this. The radiotherapy system other than the proton beam, or a general radiation irradiation system is used. It is clear that the same can be applied to the above.

【0062】[0062]

【発明の効果】本発明によれば、複雑な患部形状と一致
する任意の放射線照射パターンを、単純な形状の放射線
エネルギ吸収材料同士の組合せで正確に実現することが
できる。
According to the present invention, an arbitrary radiation irradiation pattern that matches a complicated affected part shape can be accurately realized by combining radiation energy absorbing materials having simple shapes.

【0063】従って、従来のくさびフィルタ等の固定機
構を用いた治療計画に比べ、複雑な3次元形状を再現す
る線量分布が実現できるため、放射線治療の本来の利点
である周辺正常組織の保護という点で治療効果が高い。
Therefore, as compared with the conventional treatment plan using a fixing mechanism such as a wedge filter, a dose distribution that reproduces a complicated three-dimensional shape can be realized. In terms of treatment is high.

【0064】又、高エネルギ放射線治療において、患者
毎のボーラスを作成する時間が不要となり、患者ボーラ
スが作成されるまでの待ち時間を減らして、治療全般を
高速化することができる。従って、単位時間当たりの照
射時間の変更許容範囲を大幅に増大させ、更なる高度な
治療計画も可能となる。
Further, in high-energy radiation therapy, time for creating a bolus for each patient is not required, and the waiting time until a patient bolus is created can be reduced, thereby speeding up the entire treatment. Therefore, the permissible range for changing the irradiation time per unit time is greatly increased, and a more advanced treatment plan is possible.

【0065】又、患者毎に作成する修正具等の放射性廃
棄物となる廃材が発生せず、廃棄処理の問題も生じな
い。
In addition, no waste material as radioactive waste such as a correction tool created for each patient is generated, and there is no problem of disposal processing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】陽子線治療の原理を示す線図FIG. 1 is a diagram showing the principle of proton beam therapy.

【図2】一般的な放射線治療作業手順を示す流れ図FIG. 2 is a flowchart showing a general radiotherapy operation procedure;

【図3】同じく放射線治療システムの一例を示すブロッ
ク図
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the radiotherapy system.

【図4】従来よりブロックコリメータとして用いられて
いるマルチリーフコリメータの構成を示す平面図
FIG. 4 is a plan view showing a configuration of a multi-leaf collimator conventionally used as a block collimator.

【図5】陽子線治療におけるエネルギ分布調整と照射野
形成の原理を示す斜視図
FIG. 5 is a perspective view showing the principle of energy distribution adjustment and irradiation field formation in proton beam therapy.

【図6】従来のエネルギ分布修正器具を用いた放射線治
療の概略を示す、脳の断面図
FIG. 6 is a cross-sectional view of the brain showing an outline of radiation therapy using a conventional energy distribution correcting device.

【図7】同じく肝臓部分の断面図FIG. 7 is a sectional view of the same liver part.

【図8】本発明に係るエネルギ分布調整機構の実施形態
の構成を示す、一部ブロック図を含む斜視図
FIG. 8 is a perspective view, including a partial block diagram, showing a configuration of an embodiment of an energy distribution adjusting mechanism according to the present invention.

【図9】前記実施形態で用いられている可変ボーラス機
構の構成を示す平面図
FIG. 9 is a plan view showing the configuration of a variable bolus mechanism used in the embodiment.

【図10】同じく連続階調ボーラスの構成及び作用を示
す斜視図
FIG. 10 is a perspective view showing the configuration and operation of a continuous tone bolus.

【図11】連続階調ボーラスの変形例を示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing a modification of the continuous tone bolus.

【図12】同じく連続階調ボーラスの他の変形例を示す
斜視図
FIG. 12 is a perspective view showing another modification of the continuous tone bolus.

【図13】同じく連続階調ボーラスの更に他の変形例を
示す斜視図
FIG. 13 is a perspective view showing still another modified example of the continuous tone bolus.

【図14】前記実施形態で用いられている可変スリット
コリメータの構成を示す平面図
FIG. 14 is a plan view showing a configuration of a variable slit collimator used in the embodiment.

【図15】前記実施形態の作用を説明するための、ガン
トリを移動しながら照射している状態を示す斜視図
FIG. 15 is a perspective view showing a state in which irradiation is performed while moving the gantry for explaining the operation of the embodiment.

【図16】前記実施形態で用いられている操作端末及び
照射計画装置の構成を示すブロック図
FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of an operation terminal and an irradiation planning device used in the embodiment.

【図17】前記実施形態を用いた放射線治療作業の手順
を示す流れ図
FIG. 17 is a flowchart showing a procedure of a radiotherapy operation using the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

8…患者 8C…腫瘍 8H…頭部 8L…肝臓 9…患者ベッド 10…放射線発生装置 12…放射線輸送装置 14…ガントリノズル 16…放射線観測・調整機構 18…放射線エネルギ形状形成機構 40…固定スリットコリメータ 41…照射ライン 42…可変ボーラス機構 44、44A〜44J…連続階調ボーラス 48、48A〜48J、49A、49B…ボーラス駆動
機構 46、46A、46B…くさび 50…可変スリットコリメータ 50S…スリット 52…操作端末 54A、54B…スリット駆動機構 60…可変ボーラス制御装置 62…可変スリットコリメータ制御装置 64…ガントリ制御装置 66…患者ベッド制御装置 70…操作端末 72…照射計画装置
Reference Signs List 8 ... Patient 8C ... Tumor 8H ... Head 8L ... Liver 9 ... Patient bed 10 ... Radiation generator 12 ... Radiation transport device 14 ... Gantry nozzle 16 ... Radiation observation / adjustment mechanism 18 ... Radiation energy shape forming mechanism 40 ... Fixed slit collimator 41 ... irradiation line 42 ... variable bolus mechanism 44,44A-44J ... continuous tone bolus 48,48A-48J, 49A, 49B ... bolus drive mechanism 46,46A, 46B ... wedge 50 ... variable slit collimator 50S ... slit 52 ... operation Terminals 54A, 54B Slit driving mechanism 60 Variable bolus control device 62 Variable slit collimator control device 64 Gantry control device 66 Patient bed control device 70 Operation terminal 72 Irradiation planning device

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】照射される放射線のエネルギ分布を、任意
形状に調整するための放射線のエネルギ分布調整機構に
おいて、 放射線をスリット状に整形するためのスリットコリメー
タと、 放射線エネルギ吸収体で作成され、スリット方向各位置
の放射線吸収量が可変とされた可変ボーラスと、 該可変ボーラスのスリット方向各位置における放射線吸
収量を制御するための吸収量制御手段とを備え、 前記スリットコリメータと可変ボーラスによって形成さ
れるスリット状線量分布を走査することにより3次元線
量分布を得るようにされていることを特徴とする放射線
のエネルギ分布調整機構。
1. A radiation energy distribution adjusting mechanism for adjusting the energy distribution of irradiated radiation to an arbitrary shape, wherein the radiation energy distribution adjusting mechanism is formed by a slit collimator for shaping the radiation into a slit shape, and a radiation energy absorber. A variable bolus in which the radiation absorption amount at each position in the slit direction is variable; and an absorption amount control means for controlling the radiation absorption amount at each position in the slit direction of the variable bolus, formed by the slit collimator and the variable bolus. A three-dimensional dose distribution is obtained by scanning the slit-shaped dose distribution.
【請求項2】前記可変ボーラスが、幅方向に多数並設さ
れた、放射線吸収量が長手方向に略連続的に変化するよ
うにされた、棒状の連続階調ボーラスにより構成され、
前記吸収量制御手段が、各連続階調ボーラスを、それぞ
れ独立して長手方向にスライドさせることによって、ス
リット方向各位置における放射線吸収量を制御するよう
にされていることを特徴とする請求項1に記載の放射線
のエネルギ分布調整機構。
2. The variable bolus is composed of a plurality of rod-shaped continuous tone boluses arranged in parallel in the width direction and having a radiation absorption amount that changes substantially continuously in the longitudinal direction.
2. The radiation absorption amount at each position in the slit direction by controlling the absorption amount control means to slide each continuous tone bolus independently in the longitudinal direction. 3. An energy distribution adjusting mechanism for radiation according to claim 1.
【請求項3】前記連続階調ボーラスが、密度が長手方向
に略連続的に変化するようにされた棒状部材により構成
されていることを特徴とする請求項2に記載の放射線の
エネルギ分布調整機構。
3. The radiation energy distribution adjustment according to claim 2, wherein said continuous tone bolus is constituted by a rod-shaped member whose density changes substantially continuously in the longitudinal direction. mechanism.
【請求項4】前記連続階調ボーラスが、くさび状部材を
含むこと特徴とする請求項2に記載の放射線のエネルギ
分布調整機構。
4. The radiation energy distribution adjustment mechanism according to claim 2, wherein said continuous tone bolus includes a wedge-shaped member.
【請求項5】前記スリットコリメータの端部位置が可変
とされていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれ
かに記載の放射線のエネルギ分布調整機構。
5. The radiation energy distribution adjusting mechanism according to claim 1, wherein an end position of said slit collimator is variable.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれかに記載の放射線
のエネルギ分布調整機構を用いて、任意形状の放射線を
照射することを特徴とする放射線の照射方法。
6. A radiation irradiating method comprising irradiating radiation of an arbitrary shape using the radiation energy distribution adjusting mechanism according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】任意形状の放射線を照射するための放射線
の照射装置において、 請求項1乃至5のいずれかに記載の放射線のエネルギ分
布調整機構と、 該エネルギ分布調整機構中の可変ボーラスを、通過した
放射線の必要な深さ方向到達線量に応じて駆動するため
の可変ボーラス駆動機構と、 前記エネルギ分布調整機構中のスリットコリメータと可
変ボーラスを走査して、必要な3次元線量分布を得るた
めの走査機構と、 を備えたことを特徴とする放射線の照射装置。
7. A radiation irradiating apparatus for irradiating radiation of an arbitrary shape, wherein the radiation energy distribution adjusting mechanism according to any one of claims 1 to 5, and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism are: A variable bolus driving mechanism for driving the radiation in accordance with a required depth direction arrival dose of the passed radiation, and a slit collimator and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism are scanned to obtain a required three-dimensional dose distribution. A radiation irradiation apparatus, comprising: a scanning mechanism;
【請求項8】任意形状の放射線を照射するための放射線
の照射装置において、 請求項5に記載の放射線のエネルギ分布調整機構と、 該エネルギ分布調整機構中の可変ボーラスを、通過した
放射線の必要な深さ方向到達線量に応じて駆動するため
の可変ボーラス駆動機構と、 前記エネルギ分布調整機構中の可変スリットコリメータ
の端部位置を、通過した放射線の必要な平面的長さに応
じて駆動するための可変スリットコリメータ駆動機構
と、 前記エネルギ分布調整機構中の可変スリットコリメータ
と可変ボーラスを走査して、必要な3次元線量分布を得
るための走査機構と、 を備えたことを特徴とする放射線の照射装置。
8. A radiation irradiating apparatus for irradiating radiation of an arbitrary shape, wherein a radiation energy distribution adjusting mechanism according to claim 5, and a radiation passing through a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism are required. A variable bolus drive mechanism for driving in accordance with the depthwise arrival dose, and an end position of a variable slit collimator in the energy distribution adjusting mechanism in accordance with a required planar length of the passed radiation. A variable slit collimator driving mechanism for scanning a variable slit collimator and a variable bolus in the energy distribution adjusting mechanism to obtain a required three-dimensional dose distribution. Irradiation equipment.
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