JP2003205042A - Radiotherapeutic apparatus and control method therefor - Google Patents

Radiotherapeutic apparatus and control method therefor

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JP2003205042A
JP2003205042A JP2002007890A JP2002007890A JP2003205042A JP 2003205042 A JP2003205042 A JP 2003205042A JP 2002007890 A JP2002007890 A JP 2002007890A JP 2002007890 A JP2002007890 A JP 2002007890A JP 2003205042 A JP2003205042 A JP 2003205042A
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radiation
radiation source
swing
angle
rotation angle
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JP2002007890A
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Japanese (ja)
Inventor
Shin Asano
伸 浅野
Makoto Samejima
誠 鮫島
Ichiro Yamashita
一郎 山下
Yoshimi Oda
芳美 小田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiotherapeutic apparatus which can determine an irradiation position accurately. <P>SOLUTION: A moving mechanism 70 for moving a radiation head 60 is composed of a belt 72, a pulley for movement, a motor and a belt tensioner 72a. The load of the radiation head 60 is distributed over and supported by a guide rail 42. The apparatus is equipped with a rotary encoder 53 for detecting the rotation angle of a frame 40 rotated by a reclining mechanism 50, a sensor head for detecting the moving angle of the radiation head 60 moved by the moving mechanism 70, an optical encoder for detecting the rotation angle of the radiation head 60 rotated by a first swinging mechanism 63, and an optical encoder for detecting the rotation angle of the radiation head 60 rotated by a second swinging mechanism 64. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、患部に2次元的若
しくは3次元的に放射線を照射する放射線治療装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiotherapy apparatus for irradiating an affected area with radiation in a two-dimensional or three-dimensional manner.

【0002】[0002]

【従来の技術】放射線を癌病巣等の患部に照射して治療
を行う方法として、患部に放射線を集中的に照射する定
位的放射線治療がある。この定位的放射線治療は、放射
線の照射方向を変えて多方向から患部に放射線を照射す
ることにより、正常組織への照射を最小限に抑えること
ができる。この定位的放射線治療を行う放射線治療装置
としては、放射線源を移動させて放射線を患部に集中的
に照射するサイバーナイフ(商標;アキュレイ インコ
ーポレイテッド(米国))、C−アーム型電子線リニア
ック等がある。
2. Description of the Related Art As a method for performing treatment by irradiating a diseased part such as a cancer lesion with radiation, there is stereotactic radiotherapy for intensively irradiating the affected part with radiation. In this stereotactic radiotherapy, the irradiation of normal tissue can be minimized by changing the irradiation direction of the radiation and irradiating the affected area with radiation from multiple directions. Examples of the radiotherapy apparatus for performing this stereotactic radiotherapy include CyberKnife (trademark; Accuray Incorporated (US)), which moves a radiation source to irradiate the affected area intensively, C-arm type electron beam linac, and the like. is there.

【0003】サイバーナイフは、7軸程度の多軸関節を
直列に接続した産業用ロボットアームの先端に、放射線
源となる小型の電子線リニアックを装備し、ロボットア
ームを制御して放射線源を規定位置に移動させ、この規
定位置から患部に対して放射線を集中照射する放射線治
療装置である。サイバーナイフでは、ロボットアームの
自由度が多いことから、球形でない(アイソセンタを持
たない)不定型の患部の形状に合わせた照射が可能とな
る。これにより、球形以外の患部に対しても患部周囲の
正常細胞への放射線によるダメージを抑えながら、患部
のみを死滅させることができる。
The cyber knife is equipped with a small electron beam linac as a radiation source at the tip of an industrial robot arm in which multi-axis joints of about 7 axes are connected in series, and controls the robot arm to define the radiation source. It is a radiotherapy device that is moved to a position and intensively applies radiation to the affected area from this defined position. With the cyber knife, since the robot arm has many degrees of freedom, it is possible to perform irradiation in accordance with the shape of an atypical affected area that is not spherical (has no isocenter). As a result, even for an affected part other than the spherical part, it is possible to kill only the affected part while suppressing damage to normal cells around the affected part due to radiation.

【0004】C−アーム型電子線リニアックは、大型の
円弧状フレームに放射線源を装着し、このフレームを放
射線源ごと傾倒させることで、円弧の中心であるアイソ
センタに位置する患部に放射線を集中照射する。
In the C-arm type electron beam linac, a radiation source is mounted on a large arc-shaped frame, and the frame is tilted together with the radiation source, so that the affected area located at the isocenter, which is the center of the arc, is irradiated with radiation. To do.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
イバーナイフ及びC−アーム型電子線リニアックには、
以下のような問題点がある。サイバーナイフでは、ロボ
ットアームが片持ち型構造となっているため、電子線リ
ニアックの荷重によるロボットアームの変形が生じやす
い。また、ロボットアームは、動きが多関節で制御され
るために各関節における位置誤差の累積がある。したが
って、放射線源と規定位置とのずれが生じる可能性があ
り、精密な照射が必要となる場合には、精度上に問題が
あると思われる。また、サイバーナイフでは、ロボット
アームの構造が複雑であるため、放射線源と規定位置と
のずれを除去するためのキャリブレーション(射程距離
測定)が極めて煩雑であるばかりか、一週間程度の頻度
でキャリブレーションを行う必要がある。さらに、サイ
バーナイフでは、ロボットアームが多軸関節を有し、患
者に接近する特定方向へのロボットアームの自由度を拘
束できないことから、ロボットアームを制御する制御系
の暴走等によるロボットアームと患者との衝突を未然に
防止するための安全装置を配置することが極めて困難で
あり、安全上の問題もある。C−アーム型電子線リニア
ックでは、大型のフレームを放射線ごと移動させる駆動
方式であるため、放射線源の荷重によるフレームの変形
からアイソセンタと照射点とのずれが発生し易いが、照
射点の位置を補正する具体的な手段を有していない。
However, the above-mentioned cyber knife and C-arm type electron beam linac have the following problems.
There are the following problems. Since the robot arm of the Cyberknife has a cantilever structure, the robot arm is easily deformed by the load of the electron beam linac. In addition, since the movement of the robot arm is controlled by multiple joints, there is a cumulative position error at each joint. Therefore, there is a possibility that the radiation source may deviate from the specified position, and it seems that there is a problem in accuracy when precise irradiation is required. In addition, since the structure of the robot arm is complicated in the cyber knife, calibration (range measurement) to remove the deviation between the radiation source and the specified position is extremely complicated, and it takes about one week. It is necessary to calibrate. Furthermore, in the cyber knife, since the robot arm has a multi-axis joint and cannot constrain the degree of freedom of the robot arm in a specific direction approaching the patient, the robot arm and the patient can be controlled by a runaway control system that controls the robot arm. It is extremely difficult to arrange a safety device for preventing a collision with the vehicle, and there is a safety problem. Since the C-arm type electron beam linac is a drive system in which a large frame is moved together with the radiation, the displacement of the isocenter and the irradiation point easily occurs due to the deformation of the frame due to the load of the radiation source, but the position of the irradiation point is changed. It has no specific means of correction.

【0006】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、照射位置の精度に優れた放射線医療装置を提供す
ることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a radiation medical apparatus having excellent irradiation position accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の放射線治療装置は、円弧状の軌道を
有するフレームと、前記軌道に沿って移動可能に支持さ
れた放射線源と、該放射線源を前記軌道に沿って移動さ
せる移動機構とを有する放射線治療装置において、前記
移動機構が、前記放射線源に接続されたベルトと、前記
軌道に沿って配置されて前記ベルトを保持する保持部
と、前記ベルトを前記軌道に沿って送り出す滑車と、該
滑車を回転させるモータとを備えていることを特徴とし
ている。この放射線治療装置では、移動機構の組立精度
による放射線源の位置誤差が生じ難く、放射線源が予定
する位置に確実に移動される。これにより、放射線を円
弧の中心点に的確に照射することができる。
In order to achieve the above object, a radiotherapy apparatus according to a first aspect of the present invention comprises a frame having an arcuate trajectory, and a radiation source movably supported along the trajectory. A moving mechanism for moving the radiation source along the trajectory, wherein the moving mechanism holds a belt connected to the radiation source and the belt arranged along the trajectory. It is characterized by comprising a holding portion, a pulley for feeding the belt along the track, and a motor for rotating the pulley. In this radiotherapy device, a positional error of the radiation source due to the assembly accuracy of the moving mechanism is unlikely to occur, and the radiation source is reliably moved to a predetermined position. Thereby, the radiation can be accurately applied to the center point of the arc.

【0008】請求項2記載の放射線治療装置は、円弧状
の軌道を有するフレームと、前記軌道に沿って移動可能
に支持された放射線源とを有する放射線治療装置におい
て、前記フレームに、前記放射線源の荷重を分散して支
える分散支持部が備えられていることを特徴としてい
る。この放射線治療装置では、放射線源の荷重を分散支
持部で分散して支持するため、放射線源の荷重によるフ
レームの歪みが抑えられる。したがって、フレームに設
けられた軌道が常に円弧状に保たれる。これにより、放
射線を円弧の中心点に的確に照射することができる。
A radiotherapy apparatus according to a second aspect is a radiotherapy apparatus having a frame having an arcuate trajectory and a radiation source movably supported along the trajectory, wherein the frame is provided with the radiation source. It is characterized in that it is provided with a dispersion supporting portion for distributing and supporting the load. In this radiotherapy apparatus, the load of the radiation source is dispersed and supported by the dispersion supporting unit, so that distortion of the frame due to the load of the radiation source is suppressed. Therefore, the track provided on the frame is always kept in an arc shape. Thereby, the radiation can be accurately applied to the center point of the arc.

【0009】請求項3記載の放射線治療装置は、請求項
2記載の放射線治療装置において、前記分散支持部が、
前記フレームに複数設けられて前記軌道をなすガイドレ
ールからなることを特徴としている。この放射線装置で
は、放射線源の荷重をフレームに設けられた複数のガイ
ドレールで分散して支持するため、放射線源の荷重によ
るフレームの歪みが抑えられる。したがって、フレーム
に設けられたガイドレールが円弧状に保たれる。また、
放射線源が軌道をなすガイドレールに沿って案内される
ため、放射線源が軌道に沿って正確に移動する。これに
より、放射線を円弧の中心点に的確に照射することがで
きる。
A radiation treatment apparatus according to a third aspect is the radiation treatment apparatus according to the second aspect, wherein the dispersion support portion is
It is characterized in that a plurality of guide rails are provided on the frame to form the track. In this radiation device, since the load of the radiation source is dispersed and supported by the plurality of guide rails provided on the frame, distortion of the frame due to the load of the radiation source can be suppressed. Therefore, the guide rail provided on the frame is kept in an arc shape. Also,
Since the radiation source is guided along the guide rail forming the track, the radiation source moves accurately along the track. Thereby, the radiation can be accurately applied to the center point of the arc.

【0010】請求項4記載の放射線治療装置は、円弧状
の軌道を有するフレームと、前記軌道に沿って移動可能
に支持された放射線源と、該放射線源を前記軌道に沿っ
て移動させる移動機構と、前記軌道が球面を描くように
前記フレームを傾倒軸の周りに回転させる傾倒機構と、
前記放射線源を一軸線の周りに回転させる第1の首振り
機構と、前記放射線源を前記一軸線と異なる他軸線の周
りに回転させる第2の首振り機構とを有する放射線治療
装置において、前記フレームの回転角度Ψを検出する第
1の角度検出器と、前記回転角度Ψに基づいて前記傾倒
機構を制御する傾倒制御部と、前記放射線源が移動した
軌跡によって画定される前記軌道の中心まわりの移動角
度θを検出する第2の角度検出器と、前記移動角度θに
基づいて前記移動機構を制御する移動制御部と、前記回
転角度Ψ及び前記移動角度θに基づいて前記第1の首振
り機構に対する首振り指令値及び前記第2の首振り機構
に対する首振り指令値をそれぞれ算出する第1の算出手
段と、前記回転角度Ψと前記移動角度θと前記放射線源
から出射される放射線の照射点との関係に基づいて前記
第1の首振り機構に対する補正指令値及び前記第2の首
振り機構に対する補正指令値をそれぞれ算出する第2の
算出手段と、前記首振り指令値及び前記補正指令値に基
づいて前記第1の首振り機構及び前記第2の首振り機構
をそれぞれ制御する首振り制御部とを有していることを
特徴としている。
According to a fourth aspect of the radiotherapy apparatus, a frame having an arcuate trajectory, a radiation source movably supported along the trajectory, and a moving mechanism for moving the radiation source along the trajectory. And a tilting mechanism for rotating the frame around a tilt axis so that the orbit describes a spherical surface,
A radiation therapy apparatus comprising: a first swing mechanism that rotates the radiation source about one axis; and a second swing mechanism that rotates the radiation source about another axis different from the one axis. A first angle detector that detects a rotation angle Ψ of the frame, a tilt control unit that controls the tilt mechanism based on the rotation angle Ψ, and a center of the trajectory defined by the trajectory of the radiation source. Second angle detector that detects the movement angle θ of the first neck, a movement control unit that controls the movement mechanism based on the movement angle θ, and the first neck based on the rotation angle Ψ and the movement angle θ. First calculation means for calculating a swing command value for the swing mechanism and a swing command value for the second swing mechanism, respectively, the rotation angle Ψ, the movement angle θ, and the radiation emitted from the radiation source. Second calculating means for respectively calculating a correction command value for the first swing mechanism and a correction command value for the second swing mechanism based on the relationship with the irradiation point, the swing command value and the correction It is characterized by having a swing control section that controls the first swing mechanism and the second swing mechanism based on a command value.

【0011】この放射線治療装置では、傾倒機構によっ
て回転したフレームの回転角度Ψが第1の角度検出器で
検出され、移動機構によって移動した放射線源の移動角
度θが第2の角度検出器で検出され、これら検出された
回転角度Ψと移動角度θとに基づいて傾倒機構と移動機
構とが制御されるので、放射線源が所定の位置に確実に
配置される。これによって、放射線源位置の再現性を向
上させることができる。また、この放射線治療装置で
は、フレームの回転角度Ψと放射線源の移動角度θとか
ら放射線源の位置が確定され、この位置に基づいて首振
り指令値が算出されるので、首振り制御部に放射線源の
位置に適した首振り指令値が与えられる。また、確定し
た位置とこの位置から出射した放射線の照射点とを測定
して回転角度Ψと移動角度θと照射点との関係を求め、
この関係から照射点と円弧の中心点との位置誤差を補正
する補正指令値を算出し、得られた補正指令値を首振り
指令値に加えることで、放射線の照射点の位置誤差が補
正される。これにより、放射線を所望する点に多方向か
ら正確に照射することができる。
In this radiotherapy apparatus, the rotation angle Ψ of the frame rotated by the tilting mechanism is detected by the first angle detector, and the movement angle θ of the radiation source moved by the moving mechanism is detected by the second angle detector. Since the tilting mechanism and the moving mechanism are controlled based on the detected rotation angle Ψ and moving angle θ, the radiation source is reliably arranged at a predetermined position. Thereby, the reproducibility of the radiation source position can be improved. Further, in this radiotherapy apparatus, the position of the radiation source is determined from the rotation angle Ψ of the frame and the movement angle θ of the radiation source, and the swing command value is calculated based on this position. A swing command value suitable for the position of the radiation source is given. Further, the relationship between the rotation angle Ψ, the movement angle θ, and the irradiation point is obtained by measuring the determined position and the irradiation point of the radiation emitted from this position,
From this relationship, a correction command value that corrects the position error between the irradiation point and the center point of the arc is calculated, and the obtained correction command value is added to the swing command value to correct the position error at the irradiation point of radiation. It This makes it possible to accurately irradiate a desired point with radiation from multiple directions.

【0012】請求項5記載の放射線治療装置は、請求項
4記載の放射線治療装置において、前記第1の首振り機
構により回転した放射線源の回転角度αを検出する第3
の角度検出器と、前記第2の首振り機構により回転した
放射線源の回転角度βを検出する第4の角度検出器とを
備え、前記首振り指令値と前記補正指令値と前記回転角
度α及び前記回転角度βとに基づいて前記首振り制御部
が制御されることを特徴としている。この放射線治療装
置では、第3の角度検出器で検出された回転角度αと第
4の角度検出器で検出された回転角度βとに基づいて第
1の首振り機構及び第2の首振り機構が制御されるの
で、放射線源の首振り誤差が低減される。また、第1の
首振り機構及び第2の首振り機構は、回転角度Ψと移動
角度θとにも基づいて制御されるので、放射線源が配置
された位置に適した照射方向が得られる。また、回転角
度Ψと移動角度θとで表される位置と、この位置で放射
線源を回転させた回転角度αと回転角度βとを計測して
おくことで、照射の再現性を向上させることができる。
A radiation treatment apparatus according to a fifth aspect is the radiation treatment apparatus according to the fourth aspect, wherein the radiation angle rotated by the first swing mechanism is detected as a third rotation angle α.
Angle detector and a fourth angle detector for detecting the rotation angle β of the radiation source rotated by the second swing mechanism, and the swing command value, the correction command value, and the rotation angle α. And the swing control unit is controlled based on the rotation angle β. In this radiotherapy apparatus, the first swing mechanism and the second swing mechanism are based on the rotation angle α detected by the third angle detector and the rotation angle β detected by the fourth angle detector. Is controlled, the swing error of the radiation source is reduced. Further, since the first swing mechanism and the second swing mechanism are controlled also based on the rotation angle Ψ and the movement angle θ, the irradiation direction suitable for the position where the radiation source is arranged can be obtained. Further, by measuring the position represented by the rotation angle Ψ and the movement angle θ and the rotation angle α and the rotation angle β at which the radiation source is rotated at this position, the reproducibility of irradiation can be improved. You can

【0013】請求項6記載の放射線治療装置の制御方法
は、円弧状の軌道を有するフレームと、前記軌道が球面
を描くように前記フレームを傾倒軸の周りに回転させる
傾倒機構と、前記フレームの回転角度Ψを検出する第1
の角度検出器と、前記放射線源を移動させる移動機構
と、前記放射線源が移動した軌跡によって画定される前
記軌道の中心まわりの移動角度θを検出する第2の角度
検出器と、前記放射線源を一軸線の周りに回転させる第
1の首振り機構と、該第1の首振り機構により回転した
前記放射線源の回転角度αを検出する第3の角度検出器
と、前記放射線源を前記一軸線と異なる他軸線の周りに
回転させる第2の首振り機構と、該第2の首振り機構に
より回転した前記放射線源の回転角度βを検出する第4
の角度検出器とを有する放射線治療装置の制御方法であ
って、前記回転角度Ψと前記移動角度θと前記放射線源
から出射された放射線の照射点との関係に基づいて前記
第1の首振り機構及び前記第2の首振り機構に対する補
正指令値を算出し、前記回転角度Ψと前記移動角度θと
に基づいて第1の首振り機構及び第2の首振り機構に対
する首振り指令値を算出し、該首振り指令値と前記補正
指令値と前記回転角度αと前記回転角度βとに基づいて
前記第1の首振り機構及び前記第2の首振り機構をそれ
ぞれ制御することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the radiotherapy apparatus control method of the present invention, a frame having an arcuate trajectory, a tilting mechanism for rotating the frame around a tilt axis so that the trajectory describes a spherical surface, and a tilting mechanism for the frame. First to detect the rotation angle Ψ
Angle detector, a movement mechanism for moving the radiation source, a second angle detector for detecting a movement angle θ around the center of the trajectory defined by the trajectory of the radiation source, and the radiation source. A first swinging mechanism for rotating the radiation source around one axis, a third angle detector for detecting a rotation angle α of the radiation source rotated by the first swinging mechanism, and the radiation source A second swing mechanism that rotates about another axis different from the axis, and a fourth that detects a rotation angle β of the radiation source rotated by the second swing mechanism.
A method for controlling a radiotherapy apparatus having the angle detector according to claim 1, wherein the first swing is based on a relationship among the rotation angle Ψ, the movement angle θ, and an irradiation point of radiation emitted from the radiation source. A correction command value for the mechanism and the second swing mechanism is calculated, and a swing command value for the first swing mechanism and the second swing mechanism is calculated based on the rotation angle Ψ and the movement angle θ. However, the first swing mechanism and the second swing mechanism are respectively controlled based on the swing command value, the correction command value, the rotation angle α, and the rotation angle β. .

【0014】この放射線治療装置の制御方法では、第1
の角度検出器で検出された回転角度Ψと、第2の角度検
出器で検出された移動角度θとに基づいて、傾倒機構と
移動機構とがそれぞれ制御されるので、放射線源が確実
に所定の位置に配置される。これによって、放射線源位
置の再現性を向上させることができる。また、フレーム
の回転角度Ψと放射線源の移動角度θとに基づいて首振
り指令値が算出されるので、放射線源の位置に適した首
振り指令値が首振り制御部に与えられる。また、回転角
度Ψ及び移動角度θと放射線の照射点との関係から円弧
の中心点と照射点とのずれを補正する補正指令値を算出
し、この補正指令値を首振り指令値に加えることで、放
射線の照射点の誤差が補正される。これにより、放射線
を所望する点に多方向から正確に照射することができ
る。
In the method of controlling the radiotherapy apparatus according to the first aspect,
The tilting mechanism and the moving mechanism are respectively controlled based on the rotation angle ψ detected by the angle detector and the moving angle θ detected by the second angle detector, so that the radiation source can be reliably set to the predetermined position. Will be placed in the position. Thereby, the reproducibility of the radiation source position can be improved. Further, since the swing command value is calculated based on the rotation angle Ψ of the frame and the moving angle θ of the radiation source, the swing command value suitable for the position of the radiation source is given to the swing control unit. Further, a correction command value for correcting the deviation between the center point of the circular arc and the irradiation point is calculated from the relationship between the rotation angle Ψ and the movement angle θ and the irradiation point of the radiation, and the correction command value is added to the swing command value. Thus, the error of the radiation irradiation point is corrected. This makes it possible to accurately irradiate a desired point with radiation from multiple directions.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る放射線治療装
置及びその制御方法の一実施形態を、図1〜図10を参
照して説明する。放射線治療装置1は、治療装置本体2
と、この治療装置本体2を制御する治療装置制御部3
(図8に示す)とから構成される。治療装置本体2は、
図1に示すように、患者20を載せて移動するベッド3
0と、ベッド30を幅方向に跨ぐように設置された円弧
状のフレーム40と、このフレーム40を回転させる傾
倒機構50と、フレーム40に設置された小型電子線リ
ニアックからなる放射線ヘッド(放射線源)60と、こ
の放射線ヘッド60をフレーム40の周方向に移動させ
る移動機構70とを備えている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a radiation treatment apparatus and a control method therefor according to the present invention will be described below with reference to FIGS. The radiation treatment apparatus 1 includes a treatment apparatus body 2
And a treatment device controller 3 for controlling the treatment device main body 2
(Shown in FIG. 8). The treatment device body 2 is
As shown in FIG. 1, a bed 3 on which a patient 20 is placed and moved.
0, an arc-shaped frame 40 installed so as to straddle the bed 30 in the width direction, a tilting mechanism 50 for rotating the frame 40, and a radiation head (radiation source including a small electron beam linac installed in the frame 40. ) 60 and a moving mechanism 70 for moving the radiation head 60 in the circumferential direction of the frame 40.

【0016】ベッド30は、内蔵されたベッド駆動機構
によってベッド30の長手方向(X軸方向)とベッド3
0の幅方向(Y軸方向)と鉛直方向(Z方向)に移動す
る。ベッド30には、このベッド30の位置を検出する
ベッド位置検出器(図示省略)が備えられている。
The bed 30 has a bed driving mechanism incorporated therein so that the bed 30 and the bed 3 can move in the longitudinal direction (X-axis direction).
It moves in the 0 width direction (Y-axis direction) and the vertical direction (Z direction). The bed 30 is equipped with a bed position detector (not shown) that detects the position of the bed 30.

【0017】フレーム40は、円弧状をしており、軽量
で剛性に優れたアルミ等の材料からなる。本願発明で
は,フレーム40がなす円弧の中心点Aを、フレーム4
0の内周から約90cmの距離に配置しているが,対象
となる治療形態に合せて任意に設定することも可能であ
る。フレーム40の鉛直方向(Z軸方向)を向く側面4
1aには、円弧状のガイドレール(軌道及び分散支持
部)42が設けられている。このガイドレール42は、
フレーム40と同様に剛性に優れた材料(例えば,SUS
材など)からなる。ガイドレール42がなす円弧の中心
点は、フレーム40がなす円弧の中心点Aと一致するよ
うに設けられており、本願発明では,ガイドレール42
から円弧の中心点Aまでの距離を約1mとしているが,
これに関しても対象となる治療形態に合せて任意に設定
することができる。このガイドレール42は、図3に示
すように、フレーム40の他方の側面41bにも設けら
れている。フレーム40の内周面41cには、周方向に
沿って磁気スケール43が設けられている。また、フレ
ーム40には、中心点Aを挟んで互いに向かい合うよう
にアーム44が設けられている。このアーム44は、図
2に示すように、Y軸方向に伸びたのち、X軸方向に屈
曲している。アーム44のX軸方向に伸びた箇所には、
Y軸と平行な傾倒軸45a,45bが設けられている。
これら傾倒軸45a,45bは、ベッド30の両脇に設
置された架台46a,46bにそれぞれ支持されてい
る。
The frame 40 has an arc shape and is made of a material such as aluminum which is lightweight and has excellent rigidity. In the present invention, the center point A of the arc formed by the frame 40 is set to the frame 4
It is arranged at a distance of about 90 cm from the inner circumference of 0, but it can be arbitrarily set according to the target treatment form. Side surface 4 facing the vertical direction (Z-axis direction) of the frame 40
An arc-shaped guide rail (track and dispersion support portion) 42 is provided on the la 1a. This guide rail 42
A material with excellent rigidity (for example, SUS)
Material etc.). The center point of the arc formed by the guide rail 42 is provided so as to coincide with the center point A of the arc formed by the frame 40. In the present invention, the guide rail 42 is provided.
The distance from the center of the arc to the center point A is about 1m,
Also regarding this, it can be arbitrarily set according to the target treatment form. As shown in FIG. 3, the guide rail 42 is also provided on the other side surface 41b of the frame 40. A magnetic scale 43 is provided on the inner peripheral surface 41c of the frame 40 along the circumferential direction. Further, the frame 40 is provided with arms 44 so as to face each other with the center point A therebetween. As shown in FIG. 2, the arm 44 extends in the Y-axis direction and then bends in the X-axis direction. At the position where the arm 44 extends in the X-axis direction,
Tilt axes 45a and 45b parallel to the Y axis are provided.
The tilting shafts 45a and 45b are supported by pedestals 46a and 46b installed on both sides of the bed 30, respectively.

【0018】架台46a,46bには、それぞれ傾倒軸
45a,45bを回転させる傾倒機構50が設けられて
いる。この傾倒機構50は、傾倒軸45a,45bを回
転可能に支持する軸受51a,51bと、傾倒軸45a
に回転力を与えるモータ52と減速機(図示省略)とを
備え、傾倒軸45aに回転力を与えてフレーム40を傾
倒軸45a,45bの周りに回転させる。傾倒軸45b
には、フレーム40の回転角度を検出するロータリーエ
ンコーダ(第2の角度検出器)53が設けられている。
The mounts 46a and 46b are provided with tilting mechanisms 50 for rotating the tilting shafts 45a and 45b, respectively. The tilting mechanism 50 includes bearings 51a and 51b that rotatably support the tilting shafts 45a and 45b and a tilting shaft 45a.
The tilting shaft 45a is rotated by a motor 52 and a speed reducer (not shown) that rotate the frame 40 around the tilting shafts 45a and 45b. Tilt axis 45b
Is provided with a rotary encoder (second angle detector) 53 that detects the rotation angle of the frame 40.

【0019】放射線ヘッド60は、Y軸方向を向く両側
面に設けられた首振り軸(一軸線)Sを介して保持用フ
レーム62に取り付けらている。この保持用フレーム6
2に取り付けられた放射線ヘッド60の出射部66(図
5に示す)は、フレーム40の傾倒軸45a,45bの
結ぶ軸線B上に配置される。保持用フレーム62には、
放射線ヘッド60を首振り軸Sの周りに回転させる第1
の首振り機構63が設けられている。この第1の首振り
機構63は、首振り軸Sを回転可能に支持する軸受63
a、63bと、軸受63bに支持された首振り軸Sを回
転させるモータ63cと、首振り軸Sが回転した回転角
度を検出する光学式エンコーダ(第3の角度検出器)6
3dとを備えている。この保持用フレーム62は、第2
の首振り機構64を介して移動機構70に取り付けられ
ている。
The radiation head 60 is attached to the holding frame 62 via a swing shaft (uniaxial line) S provided on both side faces facing the Y-axis direction. This holding frame 6
The emission portion 66 (shown in FIG. 5) of the radiation head 60 attached to the second radiation head 60 is arranged on the axis B connecting the tilt axes 45a and 45b of the frame 40. In the holding frame 62,
First, rotating the radiation head 60 around the swing axis S
A swinging mechanism 63 is provided. The first swing mechanism 63 is a bearing 63 that rotatably supports the swing shaft S.
a, 63b, a motor 63c for rotating the swing shaft S supported by the bearing 63b, and an optical encoder (third angle detector) 6 for detecting the rotation angle of the swing shaft S rotated.
3d. This holding frame 62 has a second
It is attached to the moving mechanism 70 via the swinging mechanism 64.

【0020】図3は、第2の首振り機構64及び移動機
構70の図2中のB−B線に沿う断面図である。第2の
首振り機構64は、保持用フレーム62をX軸と平行な
首振り軸T(他軸線)の周りに回転させるものである。
首振り軸Tは、首振り軸Sと直交し、かつ放射線ヘッド
の出射部66の上方を通るように設けられており、第2
の首振り機構64の軸受(減速機内に配置)64aによ
って回転可能に支持されている。この首振り軸Tの内部
には、この首振り軸Tの回転角度を検出する光学式エン
コーダ64b(第4の角度検出器)が設けられている。
また、首振り軸Tの端部には、プーリ64cが設けられ
ている。このプーリ64cと、軸受64aの下方に位置
して移動機構60に回転可能に取り付けられたプーリ6
4dとの間には、ベルト64eが架け渡されている。プ
ーリ64dは、移動機構60に設置されたモータ64f
に接続されている。このモータ64fは、プーリ64d
を回転させてベルト64eを送り出すことで首振り軸T
を回転させる。これによって、放射線ヘッド60が首振
り軸Tの周りにする。
FIG. 3 is a sectional view of the second swing mechanism 64 and the moving mechanism 70 taken along the line BB in FIG. The second swing mechanism 64 rotates the holding frame 62 around a swing axis T (another axis) parallel to the X axis.
The swing axis T is orthogonal to the swing axis S and is provided so as to pass above the emitting portion 66 of the radiation head.
It is rotatably supported by a bearing (arranged in the speed reducer) 64a of the swing mechanism 64. An optical encoder 64b (fourth angle detector) that detects the rotation angle of the swing shaft T is provided inside the swing shaft T.
A pulley 64c is provided at the end of the swing shaft T. The pulley 64c and the pulley 6 located below the bearing 64a and rotatably attached to the moving mechanism 60.
A belt 64e is stretched between the belt 4e and 4d. The pulley 64d is a motor 64f installed in the moving mechanism 60.
It is connected to the. This motor 64f is a pulley 64d
By rotating the shaft and sending out the belt 64e
To rotate. This causes the radiation head 60 to move around the swing axis T.

【0021】移動機構70は、フレーム40に支持され
た走行台71と、ベルト72(図1及び図4に示す)と
から構成されている。ベルト72は、フレーム40の上
面41dに沿って張られており、その両端はベルトテン
ショナ(保持部)72aによってフレーム40に固定さ
れている。走行台71は、断面視コの字型をしており、
フレームの両側面41a,41bと内周面41cとを囲
むように設置されている。フレームの側面41aに向か
う走行台71の側部71aには、第2の首振り機構64
が取り付けられている。また、この側部71aには、フ
レームの側面41aに設けられたガイドレール42に係
合されるリニアガイド73が設けられている。このリニ
アガイド73は、図2に示すように、ガイドレール42
の周方向に間隔を空けて2つ設けられている。また、フ
レーム40の側面41bと対向する走行台71の側部7
2aにも、フレーム40の側面41bに設けられたガイ
ドレール42に係合されるリニアガイド74が設けられ
ている。このリニアガイド74は、ガイドレール42の
周方向に長く形成されている。このように、リニアガイ
ド73,74をガイドレール42に係合させることで、
走行台71とこの走行台71に取り付けられた保持用フ
レーム62と放射線ヘッド60との荷重が、フレーム4
0の両側面41a、41bにそれぞれ設けられたガイド
レール42で分散して支持される。
The moving mechanism 70 comprises a traveling platform 71 supported by the frame 40 and a belt 72 (shown in FIGS. 1 and 4). The belt 72 is stretched along the upper surface 41d of the frame 40, and both ends thereof are fixed to the frame 40 by belt tensioners (holding portions) 72a. The traveling platform 71 has a U-shaped cross section,
It is installed so as to surround both side surfaces 41a and 41b of the frame and the inner peripheral surface 41c. The second swing mechanism 64 is provided on the side portion 71a of the traveling platform 71 facing the side surface 41a of the frame.
Is attached. A linear guide 73 that engages with a guide rail 42 provided on the side surface 41a of the frame is provided on the side portion 71a. This linear guide 73, as shown in FIG.
Two are provided at intervals in the circumferential direction. In addition, the side portion 7 of the traveling platform 71 facing the side surface 41b of the frame 40.
The 2a is also provided with a linear guide 74 engaged with the guide rail 42 provided on the side surface 41b of the frame 40. The linear guide 74 is formed long in the circumferential direction of the guide rail 42. In this way, by engaging the linear guides 73 and 74 with the guide rail 42,
The load on the traveling table 71, the holding frame 62 attached to the traveling table 71, and the radiation head 60 causes the frame 4 to move.
It is dispersed and supported by guide rails 42 respectively provided on both side surfaces 41a and 41b of 0.

【0022】走行台71の側部71bには、モータ75
aが取り付けられている。このモータ75aは、回転軸
75bに接続されている。この回転軸75bの先端に
は、プーリ75cが設けられている。このプーリ75c
には、駆動用ベルト75dが架けられている。この駆動
用ベルト75dは、側部71bの上部に設けられた駆動
用プーリ76にも架けられている。駆動用プーリ76の
回転軸76aは、軸受(減速機内に配置)76bに支持
されている。また、回転軸76aの端部は、駆動用プー
リ76に対向して設けられた移動用プーリ77に接続さ
れている。したがって、モータ75aによって回転軸7
5bが回転されると、駆動用ベルト75cが送り出され
て駆動用プーリ76が回転する。駆動用プーリ76が回
転すると、駆動用プーリ76の中心軸76aから移動用
プーリ77に回転力が伝えられ、移動用プーリ77が回
転する。この移動用プーリ77の両側には、図4に示す
ように、フレーム40の周方向に沿って送出用プーリ7
8が4個設けられている。これらの送出用プーリ78と
移動用プーリ77には、ベルト72が上下交互に架けら
れており、送出用プーリ78と移動用プーリ77とが回
転することで、ベルト72がガイドレール42の周方向
に送出される。これにより、ベルト72に接続された走
行台71がガイドレール42を周方向に移動する。フレ
ーム40の内周面41cに対向する走行台71の底部7
1cには、磁気スケール43を読むセンサヘッド79が
設けられている。このセンサヘッド79では、放射線源
60がガイドレール42に沿って移動した軌跡と中心点
Aとのなす角度が検出される。
A motor 75 is provided on the side portion 71b of the traveling platform 71.
a is attached. The motor 75a is connected to the rotating shaft 75b. A pulley 75c is provided at the tip of the rotary shaft 75b. This pulley 75c
A drive belt 75d is stretched over the. The driving belt 75d is also stretched over the driving pulley 76 provided on the upper portion of the side portion 71b. The rotating shaft 76a of the drive pulley 76 is supported by a bearing (arranged in the speed reducer) 76b. Further, the end of the rotary shaft 76 a is connected to a moving pulley 77 provided so as to face the driving pulley 76. Therefore, the rotary shaft 7 is driven by the motor 75a.
When 5b is rotated, the drive belt 75c is sent out and the drive pulley 76 is rotated. When the driving pulley 76 rotates, a rotational force is transmitted from the central shaft 76a of the driving pulley 76 to the moving pulley 77, and the moving pulley 77 rotates. As shown in FIG. 4, on both sides of the moving pulley 77, the sending pulley 7 is provided along the circumferential direction of the frame 40.
Four 8 are provided. Belts 72 are alternately laid on the sending pulley 78 and the moving pulley 77, and the sending pulley 78 and the moving pulley 77 rotate so that the belt 72 moves in the circumferential direction of the guide rail 42. Sent to. As a result, the traveling platform 71 connected to the belt 72 moves on the guide rail 42 in the circumferential direction. The bottom portion 7 of the traveling platform 71 facing the inner peripheral surface 41c of the frame 40
A sensor head 79 for reading the magnetic scale 43 is provided at 1c. The sensor head 79 detects the angle formed by the locus of movement of the radiation source 60 along the guide rail 42 and the center point A.

【0023】図5は、放射線ヘッド60を断面図であ
る。同図中の符号65は、直方体をしたのカバーであ
る。このカバー65内に、電子線リニアック60aが収
納されてる。電子線リニアック60aの出射部66は、
カバー65の下面中央に設けられている。この出射部6
6からは、4MeV〜10MeVのエネルギーを持つエ
ックス線が図中の矢印Cに示す方向へ出射される。図中
の符号67aは、排気用のポンプである。このポンプ6
7aは、排気管67bを介して加速管67c内を排気す
る。加速管67cは、この加速管67cの上部に設けら
れた電子銃(図示省略)から出射された電子線を加速す
る。加速管67cで加速された電子線は、加速管67c
の先端に設けられたターゲット68aに衝突し、エック
ス線を発生させる。このエックス線は、一次コリメータ
68bを通過してフィルタ68cに導かれ、このフィル
タ68cを通過する過程で強度が平均化される。フィル
タ68cを通過したエックス線は、二次コリメータ68
dによって照射方向が揃えられた後、線量計測手段69
を通って出射部66から照射される。線量計測手段69
では、通過したエックス線の線量が測定される。
FIG. 5 is a sectional view of the radiation head 60. Reference numeral 65 in the figure denotes a rectangular parallelepiped cover. An electron beam linac 60a is housed in the cover 65. The emission unit 66 of the electron beam linac 60a is
It is provided in the center of the lower surface of the cover 65. This emitting part 6
From 6, an X-ray having an energy of 4 MeV to 10 MeV is emitted in the direction indicated by arrow C in the figure. Reference numeral 67a in the figure is an exhaust pump. This pump 6
7a exhausts the inside of the acceleration pipe 67c via the exhaust pipe 67b. The accelerating tube 67c accelerates an electron beam emitted from an electron gun (not shown) provided above the accelerating tube 67c. The electron beam accelerated by the accelerating tube 67c is
X-rays are generated by colliding with a target 68a provided at the tip of the. This X-ray passes through the primary collimator 68b and is guided to the filter 68c, and the intensity is averaged in the process of passing through the filter 68c. The X-ray that has passed through the filter 68c is a secondary collimator 68.
After the irradiation directions are aligned by d, the dose measuring means 69
The light is emitted from the emitting portion 66 through the light. Dose measuring means 69
At, the dose of X-rays that pass through is measured.

【0024】このように、この放射線治療装置1では、
放射線ヘッド60と走行台71との荷重が、フレーム4
0の両側面41a,41bにそれぞれ設けられたガイド
レール42で分散して支持されるので、放射線ヘッド6
0と走行台71との荷重によってガイドレール42及び
フレーム40が歪むことがない。したがって、放射線ヘ
ッド60の移動する軌道が円弧状に保たれる。また、放
射線ヘッド60が軌道をなすガイドレール42に沿って
案内されるため、放射線ヘッド60が軌道に沿って正確
に移動する。また、移動機構70は、組み立て精度によ
る誤差が生じにくいベルト72と移動用プーリ76とモ
ータ75aとの組み合わせから構成されているため、放
射線ヘッド60が所定の位置に確実に移動される。
As described above, in the radiotherapy apparatus 1,
The load between the radiation head 60 and the carriage 71 causes the frame 4
The radiation head 6 is supported by the guide rails 42 provided on both side surfaces 41a and 41b of the radiation head 0.
The guide rail 42 and the frame 40 are not distorted by the load of 0 and the traveling platform 71. Therefore, the trajectory of the radiation head 60 is kept in an arc shape. Further, since the radiation head 60 is guided along the guide rail 42 that forms a track, the radiation head 60 moves accurately along the track. Further, since the moving mechanism 70 is composed of the combination of the belt 72, the moving pulley 76, and the motor 75a in which an error due to the assembly accuracy does not easily occur, the radiation head 60 can be reliably moved to a predetermined position.

【0025】次に、治療装置本体2の動作について説明
する。移動機構70を駆動させると、走行台71と共に
放射線ヘッド60がガイドレール42の周方向に移動す
る。これにより、放射線ヘッド60が、中心点Aを中心
とする円弧状の軌道を移動する。また、傾倒機構50を
駆動させると、図6に示すように、フレーム40が傾倒
軸45a,45bを中心としてX軸方向に傾倒する。こ
れにより、フレーム40が、中心点Aを中心とする球面
上を移動する。したがって、フレーム40を傾倒軸45
a,45bの周りに回転させると共に、放射線ヘッド6
0をガイドレール42の周方向に移動させることで、放
射線ヘッド60が中心点Aを中心とする球面上の任意の
点に配置されるところになる。これによって、中心点A
にエックス線を多方向から照射することができる。
Next, the operation of the treatment apparatus body 2 will be described. When the moving mechanism 70 is driven, the radiation head 60 moves along with the traveling table 71 in the circumferential direction of the guide rail 42. As a result, the radiation head 60 moves along an arcuate trajectory centered on the center point A. Further, when the tilting mechanism 50 is driven, the frame 40 tilts in the X-axis direction around the tilting shafts 45a and 45b as shown in FIG. As a result, the frame 40 moves on a spherical surface centered on the center point A. Therefore, the frame 40 is tilted by the tilting shaft 45.
The radiation head 6 is rotated while rotating around a and 45b.
By moving 0 in the circumferential direction of the guide rail 42, the radiation head 60 is placed at an arbitrary point on the spherical surface centered on the center point A. By this, the center point A
It is possible to irradiate X-rays from multiple directions.

【0026】また、第1の首振り機構63を駆動させ、
放射線ヘッド60をY軸に平行な首振り軸Sの周りに回
転させると、出射部66から照射されるエックス線の照
射方向が変わり、照射点が中心点AからY軸方向に移動
する。さらに、第2の首振り機構64を駆動させ、保持
用フレーム62を放射線ヘッド60ごとX軸に平行な首
振り軸Tの周りに回転させると、出射部66から照射さ
れるエックス線の照射方向が変わり、照射点が中心点A
からX軸方向に移動する。したがって、第1の首振り機
構63及び第2の首振り機構64で放射線ヘッド60を
回転させることで、中心点Aから離れた点についても、
エックス線を多方向から照射することができる。これに
より、患部の形状に合わせた三次元的な照射が可能とな
る。さらに、第1の首振り機構63及び第2の首振り機
構64を用いることにより、走行台62及びフレーム4
0を移動させることなくエックス線の照射方向が変わ
り、患者の呼吸や鼓動、内臓の運動等により移動する患
部に対してもエックス線が的確に照射される。
Further, by driving the first swing mechanism 63,
When the radiation head 60 is rotated around the swing axis S parallel to the Y axis, the irradiation direction of the X-rays emitted from the emitting unit 66 changes, and the irradiation point moves from the center point A in the Y axis direction. Further, when the second swing mechanism 64 is driven to rotate the holding frame 62 together with the radiation head 60 around the swing axis T parallel to the X axis, the irradiation direction of the X-rays emitted from the emitting unit 66 is changed. Change, irradiation point is center point A
To move in the X-axis direction. Therefore, by rotating the radiation head 60 with the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64, the points apart from the center point A
X-rays can be emitted from multiple directions. This enables three-dimensional irradiation that matches the shape of the affected area. Furthermore, by using the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64, the traveling platform 62 and the frame 4
The irradiation direction of X-rays changes without moving 0, and X-rays are accurately irradiated even to the affected area that moves due to the patient's breathing, pulsation, internal organ movement, or the like.

【0027】放射線ヘッド60が配置される位置は、例
えば図7に示すように、フレーム40を鉛直方向に向け
ると共に放射線ヘッド60を中心点Aの真上に配置した
ときの放射線ヘッド60及びフレーム40の位置を基点
とし、この基点からフレーム40を軸線Bの周りに回転
させた回転角度Ψと、放射線ヘッド60が移動した軌跡
が中心点Aの周りになす移動角度θとで表すことができ
る。また、放射線ヘッド60を首振り軸Sの周りに回転
角度αだけ回転させたときに照射点がX軸方向に移動す
る距離は、回転角度Ψと移動角度θとによって表され
る。また、放射線ヘッド60を首振り軸Tの周りに回転
角度βだけ回転させたときに照射点がY軸方向に移動す
る距離も、回転角度Ψと移動角度θとによって表され
る。したがって、回転角度Ψ、移動角度θ、回転角度
α、回転角度βと照射点の位置との関係を求めておき、
これらの角度を調節することで、照射点を所望する場所
に合わせることができる。
The position at which the radiation head 60 is arranged is, for example, as shown in FIG. 7, when the frame 40 is oriented in the vertical direction and the radiation head 60 is arranged directly above the center point A. Can be represented by a rotation angle Ψ obtained by rotating the frame 40 around the axis B from the base point and a movement angle θ formed by the trajectory of the radiation head 60 around the center point A. Further, the distance the irradiation point moves in the X-axis direction when the radiation head 60 is rotated about the swing axis S by the rotation angle α is represented by the rotation angle Ψ and the movement angle θ. Further, the distance that the irradiation point moves in the Y-axis direction when the radiation head 60 is rotated about the swing axis T by the rotation angle β is also represented by the rotation angle Ψ and the movement angle θ. Therefore, the relationship between the rotation angle Ψ, the movement angle θ, the rotation angle α, the rotation angle β and the position of the irradiation point is obtained in advance,
By adjusting these angles, the irradiation point can be adjusted to a desired place.

【0028】次に、治療装置制御部3について、図8及
び図9を参照して説明する。治療装置制御部3は、治療
装置本体2と電気配線で接続されており、治療装置本体
2を遠隔操作する。この治療装置制御部3には、図8に
示すように、ベッド30の位置を検出するベッド位置検
出器からベッド位置情報が、ロータリーエンコーダ53
からフレーム40の回転角度Ψが、センサヘッド79か
ら放射線ヘッド60の移動角度θが、光学式エンコーダ
63dから放射線ヘッド60の首振り軸S周りの回転角
度αが、光学式エンコーダ64bから放射線ヘッド60
の首振り軸T周りの回転角度βが、線量計測手段69か
らエックス線の強度がそれぞれ与えられる。治療装置制
御部3からは、ベッド30を制御するベッド制御部80
に対してベッド移動指令値が、傾倒機構50を制御する
傾倒制御部81に対して傾倒指令値が、移動機構70を
制御する移動制御部82に対して移動指令値が、第1の
首振り機構63及び第2の首振り機構64を制御する首
振り制御部83に対して首振り指令値が、電子リニアッ
ク60aを制御する電子リニアック制御部84に対して
放射線指令値とがそれぞれ与えられる。
Next, the treatment device control section 3 will be described with reference to FIGS. 8 and 9. The treatment device controller 3 is connected to the treatment device main body 2 by electric wiring, and remotely controls the treatment device main body 2. As shown in FIG. 8, the bed position information from the bed position detector that detects the position of the bed 30 is stored in the therapeutic device control unit 3 by the rotary encoder 53.
To the rotation angle ψ of the frame 40, the movement angle θ of the radiation head 60 from the sensor head 79, the rotation angle α around the swing axis S of the radiation head 60 from the optical encoder 63d, and the radiation head 60 from the optical encoder 64b.
The rotation angle β around the swing axis T of the X-ray is given by the dose measuring means 69 with the intensity of the X-ray. A bed controller 80 that controls the bed 30 from the treatment apparatus controller 3
In contrast, the bed movement command value, the tilting command value for the tilting control unit 81 that controls the tilting mechanism 50, and the movement commanding value for the movement control unit 82 that controls the moving mechanism 70 are the first swinging motions. A swing command value is given to the swing control unit 83 which controls the mechanism 63 and the second swing mechanism 64, and a radiation command value is given to the electronic linac control unit 84 which controls the electronic linac 60a.

【0029】治療装置制御部3は、傾倒制御部81に傾
倒指令値を与えた後、ロータリーエンコーダ63dから
検出される回転角度Ψと傾倒指令値で与えた回転角度と
の照合を行い、これらの回転角度が一致することを確認
したら、傾倒制御部81に傾倒機構50を停止させる傾
倒指令値を与える。また、治療装置制御部3は、移動制
御部82に移動指令値を与えた後、センサヘッド79か
ら検出される移動角度θと移動指令値で与えた移動角度
との照合を行い、これらの回転角度が一致することを確
認したら、傾倒制御部81に傾倒機構50を停止させる
傾倒指令値を与える。
After giving the tilt command value to the tilt control unit 81, the therapeutic device control unit 3 compares the rotation angle Ψ detected by the rotary encoder 63d with the rotation angle given by the tilt command value, and these When it is confirmed that the rotation angles match, the tilt control unit 81 is provided with a tilt command value for stopping the tilt mechanism 50. In addition, the treatment device control unit 3 gives a movement command value to the movement control unit 82, then compares the movement angle θ detected by the sensor head 79 with the movement angle given by the movement command value, and rotates these rotations. After confirming that the angles match, the tilt control unit 81 is provided with a tilt command value for stopping the tilt mechanism 50.

【0030】治療装置制御部3は、放射線ヘッド60か
ら照射されるエックス線の照射方向を補正する補正マッ
プ85を備えている。補正マップ85は、例えば,次の
ようにして得られる。まず、中心点Aを含む領域に、フ
ィルムを設置する。次に、第1の首振り機構63と第2
の首振り機構64と駆動させずに、放射線ヘッド60を
ガイドレール42に沿って移動させると共にフレーム4
0を回転させながらフィルムに向けてエックス線を照射
する。すると、フィルムには、エックス線が集中的に照
射された点が写し出される。この点が中心点Aとなる。
次に、放射線ヘッド60を回転角度Ψ1と移動角度θ1
とで与えられる所定の位置に配置し、再びフィルムに向
けてエックス線を照射する。感光したフィルムから、照
射されたエックス線の照射点が中心点AからX軸方向と
Y軸方向とにどれだけずれているかを測定する。この測
定量から、エックス線の照射点を中心点Aに合わせるた
めに第1の首振り機構63で放射線ヘッド60を回転さ
せる回転角度Δαと、第2の首振り機構64で回転させ
る放射線ヘッド60を回転させる回転角度Δβとを算出
する。算出されたこれらの値と、回転角度Ψと移動角度
θとを補正マップに書き込む。この操作を繰り返すこと
で、回転角度Ψi及び移動角度θiで表される各位置
と、照射点のずれを補正するための回転角度Δαiと回
転角度Δβiとの関係を表す補正マップ85が得られ
る。
The treatment device controller 3 has a correction map 85 for correcting the irradiation direction of the X-rays emitted from the radiation head 60. The correction map 85 is obtained as follows, for example. First, the film is placed in the area including the center point A. Next, the first swing mechanism 63 and the second
The radiation head 60 is moved along the guide rail 42 without being driven by the swinging mechanism 64 of the frame 4 and
Irradiate X-rays toward the film while rotating 0. Then, the point where the X-rays are intensively irradiated is projected on the film. This point becomes the center point A.
Next, the radiation head 60 is rotated by the rotation angle Ψ1 and the movement angle θ1.
It is placed at a predetermined position given by and, and the film is irradiated with X-rays again. From the exposed film, how much the irradiation point of the irradiated X-ray is displaced from the center point A in the X-axis direction and the Y-axis direction is measured. From this measured amount, the rotation angle Δα for rotating the radiation head 60 by the first swing mechanism 63 and the radiation head 60 rotated by the second swing mechanism 64 in order to match the irradiation point of the X-ray with the center point A. The rotation angle Δβ for rotation is calculated. These calculated values, the rotation angle Ψ and the movement angle θ are written in the correction map. By repeating this operation, the correction map 85 showing the relationship between each position represented by the rotation angle Ψi and the movement angle θi and the rotation angle Δαi and the rotation angle Δβi for correcting the deviation of the irradiation point is obtained.

【0031】また、補正マップ85は、次のようにして
も得ることができる。まず、放射線ヘッド60に換え
て、レーザ発生装置を保持用フレーム62に取り付け
る。このレーザ発生装置からは、光量がガウス分布をな
すレーザが照射される。次に、中心点AにCCDカメラ
の受光面を一致させて設置する。次に、レーザ発生装置
をガイドレール42に沿って移動させると共にフレーム
40を回転させ、移動した位置からCCDカメラに向け
てレーザを照射する。すると、CCDカメラで測定され
たレーザの光量が一番多くなる点が観測される。この点
を中心点Aとする。この中心点Aがレーザ発生装置から
照射されるレーザの照射点と一致している場合は、ガウ
ス分布のピークが中心点Aで観測される。レーザを斜め
から照射された場合でも、照射点が中心点Aに一致して
いれば、ガウス分布のピークが検出される位置は中心点
Aとなる。しかし、レーザの照射点が中心点Aからずれ
ている場合は、測定されるガウス分布のピークが中心点
Aからずれた位置で観測される。したがって、ピークの
観測された位置が中心点AからX軸方向とY軸方向にど
れだけずれているかを測定することで、フィルムを使用
した場合と同様に、回転角度Ψi及び移動角度θiで表
される各位置と、照射点のずれを補正するための回転角
度Δαiと回転角度Δβiとの関係を表す補正マップ8
5が得られる。
The correction map 85 can also be obtained as follows. First, instead of the radiation head 60, the laser generator is attached to the holding frame 62. A laser having a Gaussian distribution is emitted from this laser generator. Next, the light receiving surface of the CCD camera is set to match the center point A. Next, the laser generator is moved along the guide rail 42 and the frame 40 is rotated, and the laser is irradiated from the moved position toward the CCD camera. Then, the point where the light amount of the laser measured by the CCD camera becomes maximum is observed. This point is designated as the center point A. When this center point A coincides with the irradiation point of the laser emitted from the laser generator, the peak of the Gaussian distribution is observed at the center point A. Even when the laser is obliquely irradiated, if the irradiation point matches the center point A, the position where the peak of the Gaussian distribution is detected is the center point A. However, when the laser irradiation point is deviated from the center point A, the measured peak of the Gaussian distribution is observed at a position deviated from the center point A. Therefore, by measuring how much the observed position of the peak deviates from the center point A in the X-axis direction and the Y-axis direction, it can be expressed by the rotation angle Ψi and the movement angle θi as in the case of using the film. A correction map 8 representing the relationship between each position and the rotation angle Δαi and the rotation angle Δβi for correcting the deviation of the irradiation point.
5 is obtained.

【0032】第1の首振り機構63と第2の首振り機構
64とは、補正マップ85に基づいて制御される。図9
に示すように、治療装置制御部3は、入力された回転角
度Ψiと移動角度θiとの情報を、第1の算出手段90
と第2の算出手段91とにそれぞれ送る。第1の算出手
段91は、回転角度Ψiと移動角度θiと予め与えられ
た算出式とか回転角度αiと回転角度βiと決定し、こ
の回転角度αiと回転角度βiとを与える首振り指令値
を算出する。算出された首振り指令値は、首振り制御部
3に送られる。第2の算出手段91は、補正マップ85
で得られた関係から照射点のずれを補正する回転角度Δ
αiと回転角度Δβiとを決定し、この回転角度Δαi
と回転角度Δβiとを与える補正指令値を算出する。算
出された補正指令値は、首振り制御部83に送られる。
首振り制御部83は、これらの補正指令値と首振り指令
値とに基づいて第1の首振り機構63と第2の首振り機
構64を駆動させる。また、首振り制御部83は、各光
学式エンコーダ63d,64bで検出される回転角度α
j、回転角度βjを、検出結果を首振り制御部83に与
えておく。首振り制御部83は、検出された回転角度α
j、回転角度βjと、補正指令値及び首振り指令値で与
えられた回転角度(αi+Δαi)、回転角度(βi+
Δβi)との照合を行い、これらが一致することを確認
して第1の首振り機構63と第2の首振り機構64とを
停止させる。
The first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64 are controlled based on the correction map 85. Figure 9
As shown in FIG. 5, the treatment device control unit 3 calculates the information of the input rotation angle Ψi and movement angle θi by the first calculation means 90.
And the second calculation means 91, respectively. The first calculation means 91 determines the rotation angle Ψi, the movement angle θi, and a predetermined calculation formula, or the rotation angle αi and the rotation angle βi, and determines the swing command value that gives the rotation angle αi and the rotation angle βi. calculate. The calculated swing command value is sent to the swing control unit 3. The second calculation means 91 uses the correction map 85.
Rotation angle Δ that corrects the deviation of the irradiation point from the relationship obtained in
αi and the rotation angle Δβi are determined, and this rotation angle Δαi
And a correction command value that gives the rotation angle Δβi. The calculated correction command value is sent to the swing control unit 83.
The head swing control unit 83 drives the first head swing mechanism 63 and the second head swing mechanism 64 based on the correction command value and the head swing command value. Further, the swing control unit 83 controls the rotation angle α detected by each of the optical encoders 63d and 64b.
The detection result of j and the rotation angle βj is given to the swing control unit 83. The swing control unit 83 detects the detected rotation angle α.
j, the rotation angle βj, the rotation angle (αi + Δαi) given by the correction command value and the swing command value, the rotation angle (βi +
The comparison with Δβi) is performed, and when it is confirmed that they match, the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64 are stopped.

【0033】このように、この放射線治療装置1では、
ロータリーエンコーダ53から検出される回転角度Ψを
確認ながら傾倒機構50を制御し、また、センサヘッド
79から検出される移動角度θを確認しながら移動機構
70を制御するので、放射線ヘッド60が所定の位置に
確実に配置される。
As described above, in the radiotherapy apparatus 1,
Since the tilting mechanism 50 is controlled while confirming the rotation angle ψ detected by the rotary encoder 53, and the movement mechanism 70 is controlled while confirming the movement angle θ detected by the sensor head 79, the radiation head 60 is controlled by a predetermined amount. Placed securely in position.

【0034】また、この放射線治療装置1では、回転角
度Ψと移動角度θと補正マップ85とに基づいて第1の
首振り機構63と第2の首振り機構64とが制御される
ので、放射線ヘッド60の位置によって異なる照射点と
中心点Aとのずれが補正されると共に、放射線ヘッド6
0が配置された位置に適した回転角度α、回転角度βだ
け放射線ヘッド60が回転される。これにより、多方向
から中心点A及びその近傍の領域に対して位置誤差のな
い照射を行うことができる。しかも、照射点と中心点A
とのずれは、放射線ヘッド60を首振り軸Sと首振り軸
Tとの2軸の周りに回転させるだけで、簡単に補正する
ことができる。
Further, in the radiation treatment apparatus 1, the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64 are controlled based on the rotation angle Ψ, the movement angle θ and the correction map 85, so that the radiation The deviation between the irradiation point and the center point A, which differ depending on the position of the head 60, is corrected, and the radiation head 6
The radiation head 60 is rotated by the rotation angle α and the rotation angle β suitable for the position where 0 is arranged. This makes it possible to perform irradiation with no positional error on the center point A and the area in the vicinity thereof from multiple directions. Moreover, the irradiation point and the center point A
The deviation between and can be easily corrected by rotating the radiation head 60 around two axes of the swing axis S and the swing axis T.

【0035】また、この放射線治療装置1では、第1の
算出手段91に予め与えられる算出式に患部の形状と回
転角度Ψiと移動角度θiとの関係から得られる算出式
を用いることで、患部の形状に適した回転角度αiと回
転角度βiとを与える首振り指令値を算出することがで
きる。これにより、患部の形状に合わせた3次元的な照
射を行うことができる。さらに、回転角度Ψi及び移動
角度θiと放射線ヘッド60が回転した回転角度αiと
回転角度βiとを検出することで、照射の再現性を向上
させることができる。
Further, in this radiotherapy apparatus 1, by using a calculation formula obtained from the relationship between the shape of the affected part and the rotation angle Ψi and the movement angle θi in the calculation formula given in advance to the first calculating means 91, It is possible to calculate the swing command value that gives the rotation angle αi and the rotation angle βi that are suitable for the shape. This makes it possible to perform three-dimensional irradiation that matches the shape of the affected area. Further, by detecting the rotation angle ψi and the movement angle θi, and the rotation angle αi and the rotation angle βi at which the radiation head 60 has rotated, it is possible to improve the reproducibility of irradiation.

【0036】次に、放射線治療装置1を用いて、頭部に
ある患部に放射線治療を行う手順について説明する。ま
ず、図10(a)に示すように、エックス線CT検査装
置を用いて、患部Pの断面画像を複数方向から撮影す
る。軟部組織からなる患部Pは映像の濃淡が付きにくい
ため、断面画像から頭蓋骨等の患部Pの位置が特定でき
る目印Lを決めておき、放射線治療を行うときにはこの
目印Lによって患部Pの位置決めを行えるようにする。
また、患部Pの形状から、この患部Pの形状に適した回
転角度Ψi及び移動角度θiとを与える算出式を決定し
ておく。次に、この算出式と撮影した断面画像と治療計
画とを集中制御装置に入力する。この集中制御装置は、
放射線治療装置1の治療装置制御部3と、エックス線カ
メラを制御する画像制御部とを備えている。また、この
集中制御装置は、図10に示すように、エックス線カメ
ラで撮影された画像を写し出すモニタ93と、予め撮影
した断面画像を写し出すモニタ94とを備えている。X
線CT検査装置の持つ位置座標は、放射線治療装置1が
持つ位置座標と一致するように設定されている。
Next, a procedure for performing radiation treatment on an affected area on the head using the radiation treatment apparatus 1 will be described. First, as shown in FIG. 10A, cross-sectional images of the affected area P are photographed from a plurality of directions using an X-ray CT examination apparatus. Since the affected part P made of soft tissue is less likely to be shaded in the image, a mark L that can identify the position of the affected part P such as the skull from the cross-sectional image is determined, and the affected part P can be positioned by this mark L when performing radiotherapy. To do so.
Further, from the shape of the affected part P, a calculation formula that gives a rotation angle Ψi and a movement angle θi suitable for the shape of the affected part P is determined. Next, this calculation formula, the captured cross-sectional image, and the treatment plan are input to the centralized control device. This centralized control device
The radiotherapy apparatus 1 includes a treatment device controller 3 and an image controller that controls an X-ray camera. Further, as shown in FIG. 10, the centralized control device includes a monitor 93 for displaying an image taken by an X-ray camera and a monitor 94 for displaying a cross-sectional image taken in advance. X
The position coordinates of the line CT examination apparatus are set to match the position coordinates of the radiation treatment apparatus 1.

【0037】放射線治療を始める際は、図1に示したよ
うに、患者20をベッド30に載せる。次に、図10
(b)に示すように、エックス線カメラで患部Pの位置
を特定する目印Lをモニタ94に写し出し、このモニタ
94に写される画像を見ながら目印Lが所定の位置に配
置されるまでベッド30を移動させる。これによって、
患部Pが中心点Aに配置される。目印Lが所定の位置に
配置されたことを確認したら、集中制御装置を操作し、
傾倒機構50と移動機構70とを駆動して放射線ヘッド
60を所定の位置に配置させる。傾倒機構50と移動機
構70とが動いている間は、ロータリーエンコーダ63
dとセンサヘッド64bとでフレーム40の回転角度Ψ
と放射線ヘッド60の移動角度θとがそれぞれ検出さ
れ、これら検出結果に基づいて傾倒制御部81及び移動
制御部82に各指令値が与えられるので、放射線ヘッド
60が所定の位置に確実に配置される。
When the radiation treatment is started, the patient 20 is placed on the bed 30 as shown in FIG. Next, FIG.
As shown in (b), a mark L that identifies the position of the affected area P is displayed on the monitor 94 with an X-ray camera, and the bed 30 is displayed until the mark L is arranged at a predetermined position while watching the image displayed on the monitor 94. To move. by this,
The affected area P is located at the center point A. After confirming that the mark L has been placed at a predetermined position, operate the centralized control device,
The tilting mechanism 50 and the moving mechanism 70 are driven to position the radiation head 60 at a predetermined position. While the tilting mechanism 50 and the moving mechanism 70 are moving, the rotary encoder 63
rotation angle ψ of the frame 40 between d and the sensor head 64b
And the movement angle θ of the radiation head 60 are respectively detected, and respective command values are given to the tilt control unit 81 and the movement control unit 82 based on these detection results, so that the radiation head 60 is reliably arranged at a predetermined position. It

【0038】放射線ヘッド60を所定の位置に配置した
ら、第1の首振り機構63と第2の首振り機構64とを
動かし、エックス線の照射点と中心点Aとのずれを補正
する。第1の首振り機構63と第2の首振り機構64と
が動いている間は、各光学式エンコーダ63d,64b
によって放射線ヘッド60の回転角度αと回転角度βと
が検出され、この検出結果に基づく首振り指令値が首振
り制御部83に与えられるので、放射線ヘッド60が所
定の角度だけに確実に回転する。エックス線の照射点と
中心点Aとのずれを補正したら、電子リニアック60a
からエックス線を発生させ、エックス線を患部Pに向け
て照射する。この位置での照射が終了したら、エックス
線の照射を停止し、傾倒機構50と移動機構70とを再
び駆動して放射線ヘッド60を別の位置に配置する。そ
して、この位置から再び患部Pに向けてエックス線を照
射する。この操作を繰り返し、中心点Aに配置された患
部Pに対して、多方向からエックス線を照射する。
After the radiation head 60 is placed at a predetermined position, the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64 are moved to correct the deviation between the X-ray irradiation point and the center point A. While the first swing mechanism 63 and the second swing mechanism 64 are moving, each optical encoder 63d, 64b
The rotation angle α and the rotation angle β of the radiation head 60 are detected by the radiation head 60, and a swing command value based on the detection result is given to the swing control section 83, so that the radiation head 60 is reliably rotated by a predetermined angle. . After correcting the deviation between the X-ray irradiation point and the center point A, the electronic linac 60a
X-rays are generated from the X-rays, and the X-rays are irradiated toward the affected area P. When the irradiation at this position is completed, the irradiation of the X-ray is stopped, the tilting mechanism 50 and the moving mechanism 70 are driven again, and the radiation head 60 is arranged at another position. Then, X-rays are irradiated from this position toward the affected area P again. By repeating this operation, the affected area P located at the central point A is irradiated with X-rays from multiple directions.

【0039】なお、エックス線の照射時間と、エックス
線の照射線量とは予め決められており、治療を開始して
からの照射時間とエックス線の照射線量とは、図10
(c)に示すように、モニタ94に表示される。エック
ス線の照射が開始されると、モニタ94に表示される照
射時間がカウントダウンされ、照射時間がゼロになると
エックス線の照射が自動的に停止する。エックス線の照
射線量は、線量計測手段69からの信号を受けて随時モ
ニタに表示される。治療を行う者は、モニタに表示され
る照射時間がゼロになる前であっても、集中制御装置を
操作することでエックス線の照射を停止することができ
る。
The irradiation time of X-rays and the irradiation dose of X-rays are predetermined, and the irradiation time after the start of treatment and the irradiation dose of X-rays are shown in FIG.
As shown in (c), it is displayed on the monitor 94. When the irradiation of X-rays is started, the irradiation time displayed on the monitor 94 is counted down, and when the irradiation time becomes zero, the irradiation of X-rays is automatically stopped. The X-ray irradiation dose is displayed on the monitor at any time upon receiving a signal from the dose measuring unit 69. Even before the irradiation time displayed on the monitor becomes zero, the person who performs the treatment can stop the irradiation of the X-ray by operating the centralized control device.

【0040】また、放射線ヘッド60の移動が正常に行
われていることが治療装置制御部3によって確認されな
い場合には、エックス線の照射が自動的に停止される。
これによって、放射線治療の安全性が確保される。さら
に、放射線ヘッド60の移動中及び回転中は、放射線ヘ
ッド60からエックス線が発生しないように制御して、
患部P近傍の正常な組織への照射量を最小限に抑える。
If the treatment device controller 3 does not confirm that the radiation head 60 is normally moved, the irradiation of X-rays is automatically stopped.
This ensures the safety of radiation therapy. Furthermore, while the radiation head 60 is moving and rotating, it is controlled so that X-rays are not generated from the radiation head 60,
The dose of irradiation to normal tissue in the vicinity of the affected area P is minimized.

【0041】このように、放射線治療装置1を用いた治
療では、中心点Aに配置した患部Pにエックス線を的確
に照射することができる。また、患部Pの形状に合わせ
た照射も行うことができる。さらに、放射線ヘッドの位
置及び照射方向を、回転角度Ψ、移動角度θ、回転角度
α、回転角度βとで特定することができるので、照射の
再現性を向上させることができる。
As described above, in the treatment using the radiation treatment apparatus 1, it is possible to accurately irradiate the affected area P located at the central point A with X-rays. Irradiation suitable for the shape of the affected area P can also be performed. Further, since the position and irradiation direction of the radiation head can be specified by the rotation angle Ψ, the movement angle θ, the rotation angle α, and the rotation angle β, the reproducibility of irradiation can be improved.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明の放射線
治療装置によれば、下記の効果を得ることができる。請
求項1記載の放射線治療装置によれば、移動機構の組立
精度による放射線源の位置誤差が生じ難いので、放射線
源が予定する位置に確実に移動される。これにより、放
射線を円弧の中心点に向けて的確に照射することができ
る。
As described above, according to the radiotherapy apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. According to the radiation treatment apparatus of the first aspect, since the position error of the radiation source due to the assembly accuracy of the moving mechanism is unlikely to occur, the radiation source is reliably moved to the expected position. Thereby, the radiation can be accurately applied toward the center point of the arc.

【0043】請求項2記載の放射線治療装置によれば、
放射線源の荷重が分散支持部によって分散して支持され
るので、放射線源の荷重によってフレームが歪むのが抑
えられる。これにより、放射線を円弧の中心点に的確に
照射することができる。
According to the radiotherapy apparatus of the second aspect,
Since the load of the radiation source is dispersed and supported by the dispersion supporting portion, the frame is prevented from being distorted by the load of the radiation source. Thereby, the radiation can be accurately applied to the center point of the arc.

【0044】請求項3記載の放射線治療装置によれば、
放射線源の荷重をフレームに設けられた複数のガイドレ
ールで分散して支持するため、放射線源の荷重によるフ
レームの歪みが抑えられる。また、放射線源が軌道をな
すガイドレールに沿って案内されるため、放射線源が軌
道に沿って正確に移動する。これにより、放射線を円弧
の中心点に的確に照射することができる。
According to the radiotherapy apparatus of claim 3,
Since the load of the radiation source is dispersed and supported by the plurality of guide rails provided on the frame, distortion of the frame due to the load of the radiation source can be suppressed. Further, since the radiation source is guided along the guide rail forming the track, the radiation source moves accurately along the track. Thereby, the radiation can be accurately applied to the center point of the arc.

【0045】請求項4記載の放射線治療装置によれば、
傾倒機構がフレームの回転角度Ψによって制御され、移
動機構が放射線源の移動角度θによって制御されるの
で、放射線源が所定の位置に確実に配置される。これに
よって、放射線源位置の再現性を向上させることができ
る。また、放射線の照射点と円弧の中心点との誤差が補
正されると共に、放射線源の位置に適した照射方向が与
えられる。これにより、球形以外の不定形な患部に対し
ても放射線を多方向から正確に照射することができる。
According to the radiotherapy apparatus of claim 4,
Since the tilting mechanism is controlled by the rotation angle Ψ of the frame and the moving mechanism is controlled by the moving angle θ of the radiation source, the radiation source is reliably arranged at a predetermined position. Thereby, the reproducibility of the radiation source position can be improved. Further, the error between the radiation irradiation point and the center point of the circular arc is corrected, and the irradiation direction suitable for the position of the radiation source is given. Thereby, it is possible to accurately irradiate the affected area having an irregular shape other than the spherical shape from multiple directions.

【0046】請求項5記載の放射線治療装置によれば、
第1の首振り機構及び第2の首振り機構が回転角度α及
び回転角度βとに基づいて制御されるので、放射線源の
首振誤差が低減される。また、第1の首振り機構及び第
2の首振り機構は、回転角度Ψと移動角度θとにも基づ
いて制御されるので、放射線源の位置に適した照射方向
が得られる。これにより、放射線を所望する点に確実に
照射することができる。また、患部の形状に合わせて放
射線源を回転させた回転角度α及び回転角度βとを計測
しておくことで、球形以外の不定形な患部に対する照射
の再現性を向上させることができる。
According to the radiotherapy apparatus of claim 5,
Since the first swing mechanism and the second swing mechanism are controlled based on the rotation angle α and the rotation angle β, the swing error of the radiation source is reduced. Further, since the first swing mechanism and the second swing mechanism are controlled also based on the rotation angle Ψ and the movement angle θ, the irradiation direction suitable for the position of the radiation source can be obtained. This makes it possible to reliably irradiate the desired point with the radiation. Further, by measuring the rotation angle α and the rotation angle β obtained by rotating the radiation source in accordance with the shape of the affected area, it is possible to improve the reproducibility of irradiation for an irregular shaped area other than a spherical shape.

【0047】請求項6記載の放射線治療装置の制御方法
によれば、回転角度Ψと移動角度θとに基づいて、傾倒
機構と移動機構とがそれぞれ制御されるので、放射線源
が確実に所定の位置に配置される。これによって、放射
線源位置の再現性を向上させることができる。また、照
射点の誤差が補正されると共に、放射線源の位置に適し
た照射方向が与えられる。これにより、放射線を多方向
から正確に照射することができる。さらに、本願発明で
は、放射線ヘッドを位置決めするための回転駆動軸構成
が簡素であるため、従来の装置で問題となったような患
者への侵入自由度を基本的に有さない構成となってお
り、また、患者への接触が懸念される場合にも、これを
物理的に防止するためのメカリミットなどを取り付ける
ことも容易になり、従来装置に比べ安全である。
According to the method for controlling a radiation treatment apparatus of the sixth aspect, the tilting mechanism and the moving mechanism are respectively controlled on the basis of the rotation angle Ψ and the moving angle θ, so that the radiation source can be surely set to a predetermined position. Placed in position. Thereby, the reproducibility of the radiation source position can be improved. Further, the error of the irradiation point is corrected, and the irradiation direction suitable for the position of the radiation source is given. This makes it possible to accurately irradiate radiation from multiple directions. Further, in the present invention, since the structure of the rotary drive shaft for positioning the radiation head is simple, the structure does not basically have the degree of freedom of entering the patient, which is a problem with the conventional device. In addition, even when there is concern about contact with the patient, it is easy to attach a mechanical limit or the like to physically prevent this, and it is safer than the conventional device.

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

【図1】 本発明の実施形態に係る放射線治療装置を示
す放射線治療装置の正面図である。
FIG. 1 is a front view of a radiation treatment apparatus showing a radiation treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施形態に係る放射線治療装置の上面図で
ある。
FIG. 2 is a top view of the radiotherapy apparatus according to the same embodiment.

【図3】 放射線治療装置の図2中のB−B線に沿う断
面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the radiotherapy apparatus taken along the line BB in FIG.

【図4】 放射線ヘッド及び移動機構の正面図である。FIG. 4 is a front view of a radiation head and a moving mechanism.

【図5】 放射線ヘッドの断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a radiation head.

【図6】 同実施形態に係る放射線治療装置の側面図で
ある。
FIG. 6 is a side view of the radiotherapy apparatus according to the same embodiment.

【図7】 同実施形態に係る放射線治療装置の治療装置
制御部を説明するためのブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram for explaining a treatment apparatus controller of the radiation treatment apparatus according to the same embodiment.

【図8】 同実施形態に係る放射線治療装置の動作を説
明するための図である。
FIG. 8 is a view for explaining the operation of the radiotherapy apparatus according to the same embodiment.

【図9】 治療装置制御部の一部を構成する首振り制御
部に接続される回路の構成を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a circuit connected to a swing control section which constitutes a part of the treatment apparatus control section.

【図10】同実施形態に係る放射線治療装置を用いた治
療方法を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a treatment method using the radiation treatment apparatus according to the same embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放射線治療装置 40 フレーム 42 ガイドレール(軌道及び分散支持部) 45a,45b 傾倒軸 50 傾倒機構 53 ロータリーエンコーダ(第2の角度検出器) 60 放射線ヘッド(放射線源) 63 第1の首振り機構 63d 光学式エンコーダ(第3の角度検出器) 64 第2の首振り機構 64b 光学式エンコーダ(第4の角度検出器) 70 移動機構 72 ベルト 72a ベルトテンショナ(保持部) 75a モータ 77 移動用プーリ(滑車) 79 センサヘッド(第1の角度検出器) 81 傾倒制御部 82 移動制御部 83 首振り制御部 90 第1の算出手段 91 第2の算出手段 S 首振り軸(一軸線) T 首振り軸(他軸線) 1 Radiation therapy device 40 frames 42 Guide rail (track and dispersion support) 45a, 45b Tilt axis 50 Tilt mechanism 53 Rotary encoder (second angle detector) 60 Radiation head (radiation source) 63 First swing mechanism 63d Optical encoder (third angle detector) 64 Second swing mechanism 64b Optical encoder (4th angle detector) 70 Moving mechanism 72 belt 72a Belt tensioner (holding part) 75a motor 77 Moving pulley (pulley) 79 Sensor head (first angle detector) 81 Tilt control unit 82 Movement control unit 83 Head swing control section 90 First calculating means 91 Second calculating means S Swing axis (uniaxial line) T Swing axis (other axis)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61N 5/10 A61N 5/10 S Z (72)発明者 山下 一郎 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 (72)発明者 小田 芳美 広島県広島市西区観音新町四丁目6番22号 三菱重工業株式会社広島研究所内 Fターム(参考) 4C082 AA03 AC02 AE03 AG24 AG32 AG53 AG54 AJ02 AJ07 AJ08 AJ16 AL07 AP03 AP12 AP13 AR02 AR05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) A61N 5/10 A61N 5/10 S Z (72) Inventor Ichiro Yamashita 4-6 Kannon Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima No. 22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Institute (72) Inventor Yoshimi Oda 4-6-22 Kannon-Shinmachi, Nishi-ku, Hiroshima City, Hiroshima Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Hiroshima Research Institute F-term (reference) 4C082 AA03 AC02 AE03 AG24 AG32 AG53 AG54 AJ02 AJ07 AJ08 AJ16 AL07 AP03 AP12 AP13 AR02 AR05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 円弧状の軌道を有するフレームと、前記
軌道に沿って移動可能に支持された放射線源と、該放射
線源を前記軌道に沿って移動させる移動機構とを有する
放射線治療装置において、 前記移動機構が、前記放射線源に接続されたベルトと、
前記軌道に沿って配置されて前記ベルトを保持する保持
部と、前記ベルトを前記軌道に沿って送り出す滑車と、
該滑車を回転させるモータとを備えていることを特徴と
する放射線治療装置。
1. A radiation therapy apparatus comprising: a frame having an arcuate trajectory, a radiation source movably supported along the trajectory, and a moving mechanism for moving the radiation source along the trajectory. The moving mechanism, a belt connected to the radiation source,
A holding unit arranged along the track to hold the belt, and a pulley that sends out the belt along the track.
A radiation therapy apparatus comprising: a motor for rotating the pulley.
【請求項2】 円弧状の軌道を有するフレームと、前記
軌道に沿って移動可能に支持された放射線源とを有する
放射線治療装置において、 前記フレームに、前記放射線源の荷重を分散して支える
分散支持部が備えられていることを特徴とする放射線治
療装置。
2. A radiation treatment apparatus comprising a frame having an arcuate trajectory and a radiation source movably supported along the trajectory, wherein the frame distributes and supports the load of the radiation source. A radiation therapy apparatus comprising a support portion.
【請求項3】 請求項2記載の放射線治療装置におい
て、 前記分散支持部が、前記フレームに複数設けられて前記
軌道をなすガイドレールからなることを特徴とする放射
線治療装置。
3. The radiation treatment apparatus according to claim 2, wherein the dispersion supporting portion is formed of a plurality of guide rails provided on the frame and forming the track.
【請求項4】 円弧状の軌道を有するフレームと、前記
軌道に沿って移動可能に支持された放射線源と、該放射
線源を前記軌道に沿って移動させる移動機構と、前記軌
道が球面を描くように前記フレームを傾倒軸の周りに回
転させる傾倒機構と、前記放射線源を一軸線の周りに回
転させる第1の首振り機構と、前記放射線源を前記一軸
線と異なる他軸線の周りに回転させる第2の首振り機構
とを有する放射線治療装置において、 前記フレームの回転角度Ψを検出する第1の角度検出器
と、前記回転角度Ψに基づいて前記傾倒機構を制御する
傾倒制御部と、 前記放射線源が移動した軌跡によって画定される前記軌
道の中心まわりの移動角度θを検出する第2の角度検出
器と、前記移動角度θに基づいて前記移動機構を制御す
る移動制御部と、 前記回転角度Ψ及び前記移動角度θに基づいて前記第1
の首振り機構に対する首振り指令値及び前記第2の首振
り機構に対する首振り指令値をそれぞれ算出する第1の
算出手段と、 前記回転角度Ψと前記移動角度θと前記放射線源から出
射される放射線の照射点との関係に基づいて前記第1の
首振り機構に対する補正指令値及び前記第2の首振り機
構に対する補正指令値をそれぞれ算出する第2の算出手
段と、 前記首振り指令値及び前記補正指令値に基づいて前記第
1の首振り機構及び前記第2の首振り機構をそれぞれ制
御する首振り制御部とを有していることを特徴とする放
射線治療装置。
4. A frame having an arcuate trajectory, a radiation source movably supported along the trajectory, a moving mechanism for moving the radiation source along the trajectory, and the trajectory drawing a spherical surface. A tilting mechanism for rotating the frame around a tilting axis, a first swinging mechanism for rotating the radiation source around one axis, and rotating the radiation source around another axis different from the one axis. In a radiotherapy apparatus having a second swing mechanism, a first angle detector that detects a rotation angle Ψ of the frame, a tilt control unit that controls the tilt mechanism based on the rotation angle Ψ, A second angle detector that detects a movement angle θ around the center of the trajectory defined by the trajectory of the radiation source, a movement control unit that controls the movement mechanism based on the movement angle θ, On the basis of the rolling angle Ψ and the moving angle θ first
First calculating means for calculating a swing command value for the swing mechanism and a swing command value for the second swing mechanism, respectively, and the rotation angle Ψ, the movement angle θ, and the radiation source. Second calculating means for respectively calculating a correction command value for the first swing mechanism and a correction command value for the second swing mechanism based on a relationship with a radiation irradiation point; A radiation therapy apparatus comprising: a swing control unit that controls the first swing mechanism and the second swing mechanism based on the correction command value.
【請求項5】 請求項4記載の放射線治療装置におい
て、 前記第1の首振り機構により回転した放射線源の回転角
度αを検出する第3の角度検出器と、前記第2の首振り
機構により回転した放射線源の回転角度βを検出する第
4の角度検出器とを備え、 前記首振り指令値と前記補正指令値と前記回転角度αと
前記回転角度βとに基づいて前記首振り制御部が制御さ
れることを特徴とする放射線治療装置。
5. The radiotherapy apparatus according to claim 4, wherein a third angle detector that detects a rotation angle α of the radiation source rotated by the first swing mechanism and the second swing mechanism are used. A fourth angle detector that detects a rotation angle β of the rotated radiation source, and the swing control unit based on the swing command value, the correction command value, the rotation angle α, and the rotation angle β. The radiation therapy apparatus is characterized in that:
【請求項6】 円弧状の軌道を有するフレームと、前記
軌道が球面を描くように前記フレームを傾倒軸の周りに
回転させる傾倒機構と、前記フレームの回転角度Ψを検
出する第1の角度検出器と、 前記放射線源を移動させる移動機構と、前記放射線源が
移動した軌跡によって画定される前記軌道の中心まわり
の移動角度θを検出する第2の角度検出器と、 前記放射線源を一軸線の周りに回転させる第1の首振り
機構と、該第1の首振り機構により回転した前記放射線
源の回転角度αを検出する第3の角度検出器と、 前記放射線源を前記一軸線と異なる他軸線の周りに回転
させる第2の首振り機構と、該第2の首振り機構により
回転した前記放射線源の回転角度βを検出する第4の角
度検出器とを有する放射線治療装置の制御方法であっ
て、 前記回転角度Ψと前記移動角度θと前記放射線から出射
される放射線の照射点との関係に基づいて前記第1の首
振り機構及び前記第2の首振り機構に対する補正指令値
を算出し、前記回転角度Ψ及び前記移動角度θとに基づ
いて第1の首振り機構及び第2の首振り機構に対する首
振り指令値を算出し、該首振り指令値と前記補正指令値
と前記回転角度αと前記回転角度βとに基づいて前記第
1の首振り機構及び前記第2の首振り機構をそれぞれ制
御することを特徴とする放射線治療装置の制御方法。
6. A frame having an arcuate orbit, a tilting mechanism for rotating the frame around a tilt axis so that the orbit describes a spherical surface, and a first angle detection for detecting a rotation angle Ψ of the frame. A moving mechanism for moving the radiation source, a second angle detector for detecting a moving angle θ around the center of the trajectory defined by the trajectory of the radiation source, and A first swinging mechanism for rotating the radiation source, a third angle detector for detecting a rotation angle α of the radiation source rotated by the first swinging mechanism, and the radiation source different from the one axis. Method of controlling radiotherapy apparatus having second swing mechanism for rotating around other axis and fourth angle detector for detecting rotation angle β of radiation source rotated by the second swing mechanism And where A correction command value for the first swing mechanism and the second swing mechanism is calculated based on the relationship between the rotation angle ψ, the movement angle θ, and the irradiation point of the radiation emitted from the radiation, and the rotation is performed. A swing command value for the first swing mechanism and the second swing mechanism is calculated based on the angle Ψ and the movement angle θ, and the swing command value, the correction command value, the rotation angle α, and the A method of controlling a radiotherapy apparatus, characterized in that the first swing mechanism and the second swing mechanism are respectively controlled based on a rotation angle β.
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