JPS6220814B2 - - Google Patents

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JPS6220814B2
JPS6220814B2 JP57107062A JP10706282A JPS6220814B2 JP S6220814 B2 JPS6220814 B2 JP S6220814B2 JP 57107062 A JP57107062 A JP 57107062A JP 10706282 A JP10706282 A JP 10706282A JP S6220814 B2 JPS6220814 B2 JP S6220814B2
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JP
Japan
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radiation
same
treatment
patient
energy
Prior art date
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Expired
Application number
JP57107062A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5976A (en
Inventor
Seiya Inamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS5976A publication Critical patent/JPS5976A/en
Publication of JPS6220814B2 publication Critical patent/JPS6220814B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は医用リニアツクなどの放射線治療機を
用いて、体内に病巣を有する患者に放射線を照射
して癌を治療する、いわゆる放射線治療のための
装置に関するものである。その中でも特に正確な
治療を行なうために必要な患者の体内の解剖図、
いわゆるCT(コンピユーテツド トモグラフイ
Computed Tomography)画像を得て、それを放
射線治療計画に利用し、かつ治療時において正確
な位置決めを行なうための装置に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for so-called radiotherapy, which uses a radiotherapy machine such as a medical linear therapy to irradiate a patient with a lesion in the body with radiation to treat cancer. Among them, anatomical diagrams of the patient's body necessary for accurate treatment,
So-called CT (computerized tomography)
This relates to a device for obtaining computed tomography images, using them for radiation treatment planning, and for accurate positioning during treatment.

従来、この種の技術においては医用リニアツク
などの放射線治療機とCTとは別の離れた装置で
あり、お互いに別々に運用されていた。そのため
下記のような欠点を有していた。
Conventionally, in this type of technology, a radiation therapy machine such as a medical linear scanner and a CT were separate, separate devices that were operated separately from each other. Therefore, it had the following drawbacks.

1 CTは診断用のものを用いるため、診断用の
稼動率が高く、治療用として使用する時間帯が
なかなか割き得ない実情にあつた。
1 Since CT is used for diagnostic purposes, the operating rate for diagnostic purposes is high, making it difficult to find time to use it for treatment.

2 従来のCTはエネルギが120KVクラスの低エ
ネルギのX線の線源によつて得られるX線吸収
係数の分布としてのCT画像であるため、数
MVクラスの高エネルギX線の線源による治療
における治療計画(特に線量分布計算)に直接
利用することに正確さを欠いていた。
2 Conventional CT is a CT image obtained as a distribution of X-ray absorption coefficients obtained from a low-energy X-ray source with an energy of 120 KV class, so
It lacked accuracy in direct use for treatment planning (particularly dose distribution calculations) in treatments using MV class high-energy X-ray sources.

3 患者をCTで位置決めしたのと同じ体位と解
剖学的構造を保持して放射線治療機で位置決め
することに困難をきわめていた。特にCTは診
断用として作られているため、治療機の構造と
同じ構造を有するかの如くに作動させることは
できず、折角CTで患者の写真を撮影してもそ
のまま治療用に使用することはできないケース
がしばしば生じていた。
3. It was extremely difficult to position the patient using the radiation therapy machine while maintaining the same body position and anatomy that was used to position the patient using CT. In particular, since CT is made for diagnostic use, it cannot be operated as if it had the same structure as a treatment machine, and even if a patient's photograph is taken with CT, it cannot be used for treatment as is. There were often cases where this was not possible.

また、従来放射線治療機と同じ構造を有するか
のように動作し、位置決めを行なうための装置、
いわゆるシユミレータを用いていたが、この装置
はCTなどのように患者の横断面図としての画像
が得られず、体内の解剖学的構造図を3次元的に
把握できないので正確な病巣への位置決めができ
ないという欠点があつた。特願昭53−28515(公
告昭56−8623)は、上記の欠点1および3を解決
するためになされたものである。しかしながら、
依然として2の欠点は存在し、しかも放射線の線
源とデイテクタが二組宛必要で、複雑で高価な装
置となり、操作も複雑で保守も困難であるとの新
たな欠点を生み出していた。
In addition, a device for positioning that operates as if it had the same structure as a conventional radiation therapy machine,
A so-called simulator was used, but this device cannot obtain a cross-sectional image of the patient like CT, and cannot grasp the anatomical structure inside the body in three dimensions, so it is difficult to accurately position the lesion. The drawback was that it was not possible. Japanese Patent Application No. 53-28515 (publication No. 56-8623) was made in order to solve the above-mentioned drawbacks 1 and 3. however,
The drawbacks of No. 2 still exist, and in addition, two sets of radiation sources and detectors are required, resulting in a complex and expensive device, which creates new drawbacks in that it is complicated to operate and difficult to maintain.

本発明の目的は前記の欠点を解決して、容易に
放射線治療計画(線量分布計算と位置決め)をで
きるようにし、治療時においても計画時と同じ体
位と解剖学的構造を再現させて位置決めを容易に
行なわしめて正確に患者の病巣に放射線を吸収せ
しめ、他の健全なる組織への放射線障害を最小に
して治療の臨床成績を向上することができるよう
にした装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, to facilitate radiation treatment planning (dose distribution calculation and positioning), and to reproduce the same body position and anatomical structure during treatment as at the time of planning. To provide a device which can easily and accurately absorb radiation to a lesion of a patient, minimize radiation damage to other healthy tissues, and improve the clinical results of treatment.

前記目的を達成するために本発明による放射線
治療用高エネルギCTは放射線治療機の線源と同
一の線源を共有し、放射線治療およびCT撮影と
も同じエネルギまたは同じ線質の放射線をこの線
源から得、ガントリの回転変位に対応して一定の
電子ビームパルスを線源の加速管内部に発射する
第1手段と、前記電子ビームの1パルス当りの電
流値を減少させるための第2手段と、前記電子ビ
ームの電流値に応じて加速管に供給するマイクロ
波電力を減少せしめる第3手段とを具備し、同じ
患者位置決めの幾何学的配置と機構を共有するこ
とにより、通常の全身用CTと同じ機能に加えて
任意の角度からのスキヤノグラフイの撮影を可能
とし、通常の放射線治療機と同じ機能に加えて
CT撮影の際にはビームエネルギを同一にしなが
ら前記第1,2および第3手段により線量率を低
下させ、かつCT撮影の際には必要な形状のX線
ビームをコリメータによつて出しCTスキヤナと
しての動作を可能に構成されている。
In order to achieve the above object, the high-energy CT for radiation therapy according to the present invention shares the same radiation source as the radiation source of the radiation therapy machine, and both radiation therapy and CT imaging use radiation of the same energy or the same quality as this radiation source. a first means for emitting a constant electron beam pulse into an accelerator tube of a radiation source in response to rotational displacement of a gantry; and a second means for reducing a current value per pulse of the electron beam. , a third means for reducing the microwave power supplied to the accelerator tube according to the current value of the electron beam, and by sharing the same patient positioning geometry and mechanism, it can be used as a normal whole-body CT. In addition to the same functions as a regular radiotherapy machine, it also enables scanning scanography from any angle.
During CT imaging, the dose rate is reduced by the first, second, and third means while keeping the beam energy the same, and during CT imaging, an X-ray beam of the required shape is emitted by a collimator and the CT scanner It is configured to be able to operate as

すなわち、本発明では放射線治療機の治療用の
線源とCT用の線源を同じとし、全く同一の患者
位置決め機構を共有し、CT用の検出器を治療機
の従来のビームストツパの中に埋め込むか、新し
く設ける構造を有するなどにより、いわば治療機
とCTとを一体化せしめるものである。そのため
に線源からの放射線のエネルギを同一にしながら
CT撮影の時のみ線量率を低下せしめてCT用検出
器の感度の線形範囲を有効に利用せしめるための
手段を従来の治療機の機能の中に追加あるいは新
たに設ける。また、従来の治療機の機能を中心に
ながめれば、いわゆるCTの機能を付加して前記
検出器から得られる患者の体内を通過した透過X
線のデータから画像再機成して表示する機能が備
えられる。更に、CTの機能の一つであるいわゆ
るスキヤノグラフイ(患者をのせた寝台天板を一
定速度で動かしながら細いスリツト状のX線をば
く射して投影像を得て患者の位置決めの再現を容
易にせしめる機能)の機能をもつて前述のシユミ
レータと同じ機能を有せしめることは勿論であ
る。本発明は放射線治療におけるリニアツク等の
回転治療とCTとは患者のまわりに線源を回転せ
しめて放射線を照射するという同じ原理を利用し
ている。本発明は放射線治療機の本来の作用動作
に加えてCTとしての作用動作をも行なわしめる
が、その二つの動作の単なる併合、または兼用で
はなく、治療計画用のシユミレータとしての作用
動作や、線量分布計算のために直接利用できるX
線エネルギ領域でのX線吸収係数、あるいは電子
密度の分布としての解剖学的構造を表わす作用動
作を新しく生じさせるばかりでなく、患者の毎回
の治療の際のセツトアツプの厳密な再現性を維持
せしめるという作用動作を行なわしめる。
That is, in the present invention, the treatment radiation source and CT radiation source of the radiation therapy machine are the same, they share exactly the same patient positioning mechanism, and the CT detector is embedded in the conventional beam stopper of the treatment machine. Alternatively, by having a new structure, the treatment machine and CT can be integrated, so to speak. For this purpose, while keeping the energy of the radiation from the source the same,
A means for reducing the dose rate only during CT imaging and making effective use of the linear range of sensitivity of the CT detector is added or newly provided to the functions of conventional treatment machines. In addition, if we focus on the functions of conventional treatment machines, we can add the so-called CT function to obtain the transmitted X that has passed through the patient's body from the detector.
It is equipped with a function to reorganize and display images from line data. Furthermore, one of the functions of CT is so-called scanography (a bed with a patient placed on it moves at a constant speed while emitting X-rays in the form of a thin slit to obtain a projected image, making it easy to reproduce the patient's positioning). It goes without saying that the simulator has the same function as the above-mentioned simulator. The present invention utilizes the same principle as rotational therapy such as linear therapy in radiotherapy and CT, in which a radiation source is rotated around the patient and radiation is irradiated. In addition to the original operation of a radiation therapy machine, the present invention also performs an operation as a CT, but it is not a mere combination or combination of these two operations, but also an operation as a simulator for treatment planning and a radiation dose X that can be used directly for distribution calculations
Not only does it create a new working behavior that describes the anatomical structure as the X-ray absorption coefficient in the radiation energy range or the distribution of electron density, but it also maintains exact reproducibility of the setup for each treatment of the patient. This action is performed.

以下、図面等を参照して、本発明による装置を
さらに詳しく説明する。
Hereinafter, the apparatus according to the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings and the like.

第1図は本発明による実施例の装置の側面図、
および内部の簡単な構造図であり、第2図は第1
図の側面図の右側から左方向に向けて見た側面
図、および内部の簡単な構造図である。第3図は
CT画像の表示装置の正面図である。
FIG. 1 is a side view of an apparatus according to an embodiment of the present invention;
and a simple internal structural diagram, and Figure 2 is the first
They are a side view seen from the right side to the left side of the side view in the figure, and a simple structural diagram of the inside. Figure 3 is
FIG. 2 is a front view of a CT image display device.

第1図と第2図に示してある外観および構造の
殆んどが従来または現在の放射線治療機(この図
では医用リニアアクセラレータ)と同じものであ
り、この2つの図に示してある中で異なつている
のはX線検出器11が付属しているだけである。
図には示されていないがこのX線検出器11に係
わる回路やその他の関連装置が医用リニアツクの
中に付属している。クライストロン1で発振され
たマイクロウエーブはサーキユレータ2を通過し
て加速管4に至り、電子鏡3から発射されるパル
スとしての電子ビームを加速し、数MeVのエネ
ルギまで加速される。(この実施例では10MeVで
ある。)そして、ターゲツト5に衝突して、その
エネルギを有するX線の線源5からX線を患者2
1に向けて照射する。このとき患者に照射するX
線の照射野寸法を任意の大きさと形状にて得るた
めにコリメータ6によつて患者の体軸方向の長さ
を調節し、コリメータ61によつて体の横方向の
幅を調整する。コリメータ6は本装置をCTとし
て使用するときはスライス幅を一定の厚さにて得
るために調整される。これはこの図には書いてい
ないが、操作卓において治療機からCTの機能へ
の切換えボタンを押すと自動的に患者の照射部位
でのスライス厚(例えば、10mm)が得られるよう
に設定される。同時にコリメータ61も患者の横
幅一杯をカバーできるように全開(例えば42cm)
される。これによりX線フアンビーム9を得る通
常のリニアツクでは全開時では32cm程度であるの
で本装置では改造されていてもつと広い照射野
(42cm)が得られるようになつている。治療寝台
7にのせた患者21を所定の位置にセツトアツプ
する際には通常の治療機としての治療寝台の機能
を用いて上下、横方向、縦方向に移動させる。
CT画像を取得するときも(この点が本発明にお
いて最も重要な点の一つであるが)同一患者につ
いては治療時にセツトアツプするであろう同じ位
置にセツトアツプすることになる。したがつて、
治療寝台の動作は従来のリニアツクと全く同じも
のでよい。しかし、患者が直接のる寝台天板およ
びその天板をのせるフレームなどは従来の治療機
に使用されている金属製の枠を用いたものでは
CT画像にアーテイフアクトが生じるので避けな
ければならない。図のように、片支持寝台の場
合、金属でなくて強度が充分な材質はカーボング
ラフアイトその他がある。例えば、米国の
Varian社製CT V−360−3の片支持天板にはそ
のような材料が使用されている。X線検出器11
はいわゆる第三世代のCTの原理によるデイテク
タである。イオンチエンバ方式でもよく、シンチ
レーシヨンクリスタルとフオトマル、シンチレー
シヨンクリスタルと半導体増幅デバイスなどでも
よい。しかし、サーフエスバリヤー式の高純度シ
リコン結晶により直接X線を電気信号に変える半
導体検出器を用いるのが最も理想的である。この
場合、本装置をCTとして利用する場合にエネル
ギを治療の場合と同じ高エネルギに維持しながら
線量率を格段に低下させなくても使用できるとい
う利点がある、何故ならばX線の照射線量率が微
少から大きい量に至るまで線形を保ちながら検出
することができるからである。
Most of the external appearance and structure shown in Figures 1 and 2 are the same as conventional or current radiation therapy machines (medical linear accelerators in this figure); The only difference is that an X-ray detector 11 is included.
Although not shown in the figure, circuits related to the X-ray detector 11 and other related devices are attached to the medical linear rack. The microwave oscillated by the klystron 1 passes through the circulator 2 and reaches the acceleration tube 4, where it accelerates the electron beam as a pulse emitted from the electron mirror 3 to an energy of several MeV. (In this example, it is 10 MeV.) Then, the X-ray source 5 collides with the target 5 and emits X-rays from the X-ray source 5 having that energy to the patient 2.
Irradiate towards 1. At this time, the X to be irradiated to the patient
In order to obtain a line radiation field of arbitrary size and shape, the length in the axial direction of the patient's body is adjusted by the collimator 6, and the width in the lateral direction of the patient's body is adjusted by the collimator 61. The collimator 6 is adjusted to obtain a slice width with a constant thickness when this device is used as a CT. Although this is not shown in this figure, when you press the switch button from the treatment machine to the CT function on the console, it is set so that the slice thickness (for example, 10 mm) at the patient's irradiation area is automatically obtained. Ru. At the same time, the collimator 61 is fully opened to cover the entire width of the patient (for example, 42 cm).
be done. As a result, a normal linear system that obtains the X-ray fan beam 9 has a field of about 32 cm when fully opened, so this device can obtain a wide irradiation field (42 cm) even after being modified. When setting up the patient 21 on the treatment bed 7 at a predetermined position, the patient 21 is moved vertically, horizontally, and vertically using the functions of the treatment bed as a normal treatment machine.
When acquiring a CT image (this point is one of the most important points in the present invention), the same patient is set up at the same position that would be set up during treatment. Therefore,
The operation of the treatment table may be exactly the same as in conventional linear therapy. However, the top of the bed on which the patient rests and the frame on which the top is placed do not use the metal frames used in conventional treatment machines.
Artifacts occur in CT images and must be avoided. As shown in the figure, in the case of a single-support bed, materials other than metal that have sufficient strength include carbon graphite and others. For example, in the US
Such a material is used in the single support top plate of the Varian CT V-360-3. X-ray detector 11
is a detector based on the so-called third generation CT principle. An ion chamber system may be used, a scintillation crystal and photomal, a scintillation crystal and a semiconductor amplification device, etc. may be used. However, it is most ideal to use a semiconductor detector of the SURF S-barrier type that directly converts X-rays into electrical signals using high-purity silicon crystals. In this case, when using this device as a CT, there is an advantage that it can be used without significantly reducing the dose rate while maintaining the same high energy as in the case of treatment, because the X-ray irradiation dose This is because the ratio can be detected while maintaining linearity from a small amount to a large amount.

ところで、本装置を治療機とCTと両方に使用
させるためには治療機として使用する線量率数百
rads/minとCTとして使用する線量率rads/min
と、かなり異なる線量率にてエネルギを所定の安
定した高エネルギに維持し、かつ患者に照射しつ
つ線源5を収容するガントリ8を回転してCT撮
影あるいは回転照射による治療を行なつていても
線量率の時間変化のない安定な出力を得ることが
必要である。その理由はCT撮影の時はできるだ
け患者への放射線の被ばく線量を少くしなければ
ならないことと、前述のようにX線検出器が高線
量率の放射線に対しては飽和してしまい、線形を
保つてX線の強度を検出できないという技術的理
由がある。そのためには本装置をCTとして使用
する時には下記の動作を行なわしめる。
By the way, in order to use this device as both a treatment machine and a CT, the dose rate for use as a treatment machine must be several hundred.
rads/min and dose rate rads/min used as CT
The gantry 8 housing the radiation source 5 is rotated to perform CT imaging or treatment by rotating irradiation while maintaining the energy at a predetermined stable high energy level at considerably different dose rates and irradiating the patient. It is also necessary to obtain stable output without time-varying changes in dose rate. The reason for this is that during CT imaging, the radiation exposure dose to the patient must be minimized as much as possible, and as mentioned above, the X-ray detector becomes saturated with radiation at a high dose rate, causing linear distortion. There is a technical reason why the intensity of X-rays cannot be detected. To this end, when using this device as a CT, perform the following operations.

第1にX線線源5と検出器11とを保持したガ
ントリ8を患者のまわりを360度回転させながら
X線をパルス状に出すときにはガントリ回転の変
位1度毎に電子ビームパルスが加速管内部に発射
できるようにしなければならない。そのためには
ガントリ回転速度が1分間に1回転するように一
定速度で正確な制御ができるようになつている。
これは従来の医用リニアツクの既存技術で可能で
ある。また、電子鏡3から発射される電子ビーム
のパルスが360パルス/分、すなわち60ppsの整
数倍になるように正確に制御し、加速管と電子鏡
の接続部分にステイアリングコイルを設けて電子
鏡から加速管へ入射する電子ビームのパルスを間
引きして正確に60ppsの電子ビームを加速できる
ようにしてある。これは電子鏡のカソードに印加
するパルス電圧の発生器の発振器とステイアリン
グコイルを駆動する回路を制御することより行な
われている。
First, when the gantry 8 holding the X-ray source 5 and the detector 11 is rotated 360 degrees around the patient while emitting X-rays in pulse form, an electron beam pulse is transmitted to the acceleration tube for each degree of gantry rotation. It must be possible to fire inside. To this end, the gantry rotation speed can be precisely controlled at a constant speed of one rotation per minute.
This is possible with the existing technology of conventional medical linear axes. In addition, the electron beam pulses emitted from the electron mirror 3 are precisely controlled to be 360 pulses/min, that is, an integral multiple of 60 pps, and a steering coil is installed at the connection between the accelerator tube and the electron mirror. The pulses of the electron beam incident on the accelerating tube are thinned out so that the electron beam can be accelerated to exactly 60pps. This is done by controlling the oscillator of the pulse voltage generator applied to the cathode of the electronic mirror and the circuit that drives the steering coil.

第2に電子鏡3から発射される電子ビームの1
パルス当たりの電流値を減少させなければならな
い。これは電子鏡3に設けてあるグリツドへのバ
イアス印加電圧の制御により行なわれる。リニア
ツクのエネルギを可変にするために講じてある手
段と全く同じ手段が用いられている。
Second, one of the electron beams emitted from the electronic mirror 3
The current value per pulse must be reduced. This is done by controlling the bias voltage applied to the grid provided on the electronic mirror 3. Exactly the same measures are used as are taken to make the energy of the linear strike variable.

第3に、第2の手段にて減らした電子ビームの
電流値に応じて加速管に供給するマイクロ波電力
を減少せしめ、所定のエネルギ(例えば、
10MV)に加速でき、しかも安定に加速できるよ
うに制御しなければならない。そのためにはクラ
イストロン1およびその制御装置を制御して、あ
らかじめ計算および実験によつて得られる所定の
値のマイクロ波電力が発振されるようになつてい
る。これもリニアツクの電子ビームのエネルギを
可変にするために講じてある手段と全く同じ手段
である。
Thirdly, the microwave power supplied to the accelerator tube is reduced in accordance with the electron beam current value reduced by the second means, and a predetermined energy (e.g.
10 MV), and must be controlled so that it can be accelerated stably. To this end, the klystron 1 and its control device are controlled to oscillate microwave power of a predetermined value obtained through calculations and experiments in advance. This is exactly the same means used to vary the energy of the linear electron beam.

次に本装置の使用方法を患者21(処置する
例)について説明する。第1に本装置をCTのス
キヤノグラフイの機能を利用して患者の病巣の位
置や照射範囲について明確にする。すなわち、タ
ーゲツトボリウムを決定を行なう。そのためには
本装置によりスキヤノグラフイによる撮影を有効
に利用する。本装置は一般のCTとは異なり任意
のガントリ角度(すなわち、任意の方向からの照
射角度)からのスキヤノグラフイが得られるの
で、この利点を有効に活かしてターゲツトボリウ
ムの決定を行なうと同時に、治療のための照射角
度での写真をとり、照射野範囲などの決定を行な
うことができる。第3図の実施例ではガントリ角
度をやや右上に設定し(すなわち、線源位置をや
や右上に設定し)、スキヤノグラフイを撮影した
例を示す。CT画像表示装置31のスキヤノグラ
フイ画像33を見ることによりターゲツトボリウ
ムを決定しながら照射範囲を示す図形表示34を
得る。この大きさ、位置、形状はCT画像表示装
置31に付属しているレバーやつまみを操作する
ことにより任意に決定できる。多門照射を行なう
際には各門のガントリ角度にてスキヤノグラフイ
撮影を行なつて33と34の組の画像を門数の数
だけ得ることとなる。以上は従来の治療用シユミ
レータとほぼ同じ利用の仕方である。
Next, a method of using the present device will be explained for a patient 21 (an example to be treated). First, this device uses the scanography function of CT to clarify the location of the patient's lesion and the irradiation range. That is, the target volume is determined. To this end, this device makes effective use of scanography photography. Unlike general CT, this device can obtain scanography from any gantry angle (i.e., irradiation angle from any direction), so you can effectively utilize this advantage to determine the target volume and at the same time improve treatment. It is possible to take photographs at the appropriate irradiation angle and determine the irradiation field range, etc. In the example shown in FIG. 3, the gantry angle is set slightly to the upper right (that is, the radiation source position is set slightly to the upper right), and scanography is taken. By viewing the scanographic image 33 on the CT image display device 31, a graphical display 34 indicating the irradiation range is obtained while determining the target volume. The size, position, and shape can be arbitrarily determined by operating levers and knobs attached to the CT image display device 31. When performing multi-field irradiation, scanographic imaging is performed at the gantry angle of each gate, and sets of images 33 and 34 are obtained as many as the number of gates. The usage described above is almost the same as that of conventional therapeutic simulators.

第2に本装置をCTの横断面像撮影の機能を利
用して患者の病巣の位置の確認や照射範囲につい
て明確にする。すなわち、横断像におけるターゲ
ツトボリウムの決定を行なう。このとき通常の
CTのようにスキヤノグラフイで得られた写真や
その中に入つているスケールを利用してスライス
位置のわり出しや確認などの作業をできることは
勿論である。第3図の実施例ではガントリ角度を
やや右上に設定し(線源位置をやや右上に設定
し)照射方向と照射範囲を設定している例を示
す。CT画像表示装置31のCT画像32を見なが
ら31に付属しているレバーやつまみを操作する
ことにより照射野範囲を示す図形表示35を自由
に動かしながら照射角度や照射野幅を決定する。
このとき、前述のスキヤノグラフイ画像33およ
びその上の照射野範囲を示す図形表示34におい
て決定されている照射角度や照射野幅と一貫性の
あるものでなくてはならないのでソフトウエアに
より自動チエツクを行ない、操作者に判るように
知らせている。多門照射を行なう場合には各門の
ガントリ角度について照射野幅の決定を行なつて
いく。
Second, this device uses the CT cross-sectional imaging function to confirm the location of the patient's lesion and clarify the irradiation range. That is, the target volume in the cross-sectional image is determined. At this time, the normal
Of course, it is possible to use the photographs obtained with scanography and the scale contained therein to calculate and confirm slice positions, just as with CT. The embodiment shown in FIG. 3 shows an example in which the gantry angle is set slightly to the upper right (the radiation source position is set slightly to the upper right), and the irradiation direction and irradiation range are set. While looking at the CT image 32 on the CT image display device 31, by operating the levers and knobs attached to the CT image display device 31, the irradiation angle and irradiation field width are determined while freely moving the graphic display 35 indicating the irradiation field range.
At this time, the irradiation angle and irradiation field width must be consistent with those determined in the scanographic image 33 and the graphic display 34 showing the irradiation field range above it, so an automatic check is performed by the software. , so that the operator can understand. When performing multi-field irradiation, the irradiation field width is determined based on the gantry angle of each gate.

第3に本装置で得られたCT画像を利用して線
量分布計算を行なう。従来のCTによる画像を用
いた線量分布計算を行なうことは公知になつてい
るので詳述しないが、本装置で得られるCT画像
は治療を行なうのと同じエネルギのX線の吸収係
数の分布を示すので、体内の電子密度分布をその
まま表現しており、従来のように低エネルギでの
吸収係数(CTナンバ)から電子密度への近似変
換など不確定な要素を取り入れる必要がない特徴
を有している。また、デユアルエネルギ法による
電子密度の外挿による近似などの手法をとる必要
はない。本装置はまさにこのような治療に使用す
るのと同じ線質でのCT画像を得て線量分布計算
を正確に理論的一貫性をもつて行なえる特徴のみ
を利用してもそれだけで存在価値があるものであ
る。こうして行なつた線量分布計算の結果と前述
の照射方向や照射野寸法の決定結果とに照らしあ
わせながら所定の患者に対する最適な治療計画を
得ることができる。最適化を図られた計画の中に
は前述の各門におけるガントリ角度、照射野寸
法、線量、ウエツジフイルタ、その他の治療パラ
メータの他に、患者をのせた治療台の動きの位置
などの情報も含まれている。
Third, dose distribution calculations are performed using the CT images obtained with this device. It is well known that dose distribution calculations can be performed using conventional CT images, so we will not discuss them in detail, but the CT images obtained with this device calculate the absorption coefficient distribution of X-rays with the same energy as that used for treatment. Because it represents the electron density distribution in the body as it is, it has the characteristic that there is no need to incorporate uncertain elements such as approximate conversion from low-energy absorption coefficient (CT number) to electron density as in conventional methods. ing. Further, it is not necessary to use a method such as approximation by extrapolation of electron density using the dual energy method. This device has the advantage of being able to obtain CT images with the same radiation quality as those used for such treatments and to calculate dose distribution accurately and with theoretical consistency. It is something. An optimal treatment plan for a given patient can be obtained by comparing the results of the dose distribution calculation thus performed with the results of the aforementioned determination of the irradiation direction and irradiation field size. The optimized plan includes information such as the gantry angle, irradiation field size, dose, wedge filter, and other treatment parameters at each gate, as well as the position of the movement of the treatment table with the patient on it. It is.

第4に本装置を放射線治療機として利用して治
療を行なう。この際には患者21を治療台7にの
せるときに本装置をCTとして使用したときと同
じ位置と姿勢でのせてセツトアツプするのは勿論
であるが、さらに正確を期するために、あるいは
確認をとるために、治療直前に再び本装置をCT
として利用できるのが本装置の大きな特徴であ
る。これにより治療計画時に撮影されたのと同じ
スキヤノグラフイ画像上33の照射野範囲を示す
図形表示34およびCT画像32とその上の照射
野範囲を示す図形表示35が得られるように患者
のセツトアツプと治療機のセツトアツプを行ない
CT画像を撮つて治療計画との照合を行なう。同
一の患者に対する放射線治療は数十日にわたつて
数十回に分割して全く同じセツトアツプによつて
正確な再現性を維持した繰返しにより実施される
ことが多いので、本装置のこのような使い方は従
来得られなかつた重要な効果をもつ。すなわち、
患者のセツトアツプと放射線治療機のセツトアツ
プにおいて治療計画との正確な照合のみならず毎
回の治療における正確な再現性の維持を達成せし
めることができる。
Fourthly, this device is used as a radiation therapy machine to perform treatment. At this time, it goes without saying that when setting up the patient 21 on the treatment table 7, the patient 21 is placed in the same position and posture as when the device is used as a CT. CT scan the device again just before treatment to ensure
A major feature of this device is that it can be used as a As a result, patient set-up and treatment can be performed so that a graphical display 34 showing the irradiation field range on the scanography image 33 and a graphical display 35 showing the irradiation field range on the CT image 32 and above are obtained, which are the same as those taken at the time of treatment planning. Set up the machine
CT images are taken and compared with the treatment plan. Radiotherapy for the same patient is often divided into dozens of sessions over dozens of days and repeated using the same setup to maintain accurate reproducibility. has important effects that have not been achieved before. That is,
It is possible not only to accurately match the treatment plan in setting up the patient and setting up the radiation therapy machine, but also to maintain accurate reproducibility in each treatment.

本発明は以上説明したように、放射線治療機と
同じエネルギの線源、患者セツトアツプの幾何学
的配置と機構を有するCTを構成することにより
治療時と全く同じ患者セツトアツプと治療機のセ
ツトアツプにて治療計画が行なえる効果をもち、
線量分布計算を正確に行なうための従来得られな
かつた高エネルギX線によるX線吸収係数分布を
供給する効果をもち、更に分割された毎回の放射
線治療において前述の治療計画との照合の正確
さ、再現性の正確さを維持せしめる効果を有す
る。これらの3つの効果の相乗作用により、従来
得られなかつた放射線治療の精度向上に貢献し、
癌の治療の臨床成績の向上に役立たせる新しい効
果を生む。
As explained above, the present invention allows for the same patient setup and treatment machine setup as during treatment by configuring a CT that has the same energy radiation source and patient setup geometry and mechanism as the radiation therapy machine. It has the effect that treatment planning can be carried out,
It has the effect of supplying an X-ray absorption coefficient distribution using high-energy X-rays that was previously unobtainable in order to accurately calculate the dose distribution, and it also has the effect of providing an accurate comparison with the aforementioned treatment plan for each divided radiation treatment. , which has the effect of maintaining reproducibility accuracy. The synergistic effect of these three effects contributes to improving the accuracy of radiation therapy that was previously unobtainable.
It will produce new effects that will help improve the clinical results of cancer treatment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の装置の側面図およ
び内部の簡単な構造図であり、第2図は第1図の
右側から左側へ向いて見た場合の側面図および内
部の簡単な側面図である。第3図はCT画像の表
示装置の正面図である。 1……クライストロン、2……サーキユレー
タ、3……電子鏡、4……加速管、5……X線線
源、6……コリメータ、7……治療寝台、8……
ガントリ、9……X線フアンビーム、61……コ
リメータ、11……X線検出器、21……患者、
31……CT画像表示装置、32……CT画像、3
3……スキヤノグラフイ画像、34……照射範囲
を示す図形表示、35……照射範囲を示す図形表
示。
FIG. 1 is a side view and a simple internal structural diagram of a device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view and a simple internal structural diagram when viewed from the right side to the left side of FIG. FIG. FIG. 3 is a front view of the CT image display device. 1... Klystron, 2... Circulator, 3... Electronic mirror, 4... Accelerator tube, 5... X-ray source, 6... Collimator, 7... Treatment bed, 8...
Gantry, 9...X-ray fan beam, 61...collimator, 11...X-ray detector, 21...patient,
31...CT image display device, 32...CT image, 3
3... Scanographic image, 34... Graphical display showing the irradiation range, 35... Graphical display showing the irradiation range.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 放射線治療用高エネルギCTにおいて、放射
線治療機の線源と同一の線源を共有し、放射線治
療およびCT撮影とも同じエネルギまたは同じ線
質の放射線をこの線源から得、ガントリの回転変
位に対応して一定の電子ビームパルスを線源の加
速管内部に発射する第1手段と、前記電子ビーム
の1パルス当りの電流値を減少させるための第2
手段と、前記電子ビームの電流値に応じて加速管
に供給するマイクロ波電力を減少せしめる第3手
段とを具備し、同じ患者位置決めの幾何学的配置
と機構を共有することにより、通常の全身用CT
と同じ機能に加えて任意の角度からのスキヤノグ
ラフイの撮影を可能とし、通常の放射線治療機と
同じ機能に加えてCT撮影の際にはビームエネル
ギを同一にしながら前記第1,2および第3手段
により線量率を低下させ、かつCT撮影の際には
必要な形状のX線ビームをコリメータによつて出
しCTスキヤナとしての動作を可能に構成したこ
とを特徴とする放射線治療用高エネルギCT。
1 In high-energy CT for radiation therapy, the same radiation source as that of the radiation therapy machine is shared, radiation of the same energy or the same radiation quality is obtained from this radiation source for both radiation therapy and CT imaging, and the rotational displacement of the gantry is a first means for injecting a correspondingly constant electron beam pulse into the accelerator tube of the source; and a second means for reducing the current value per pulse of the electron beam.
and a third means for reducing the microwave power supplied to the accelerator tube in accordance with the current value of the electron beam, and by sharing the same patient positioning geometry and mechanism, CT for
In addition to the same functions as those of a normal radiation therapy machine, it also enables scanning scanography from any angle. 1. A high-energy CT for radiation therapy, characterized in that it is configured to reduce the dose rate and operate as a CT scanner by emitting an X-ray beam with a required shape during CT imaging using a collimator.
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