JP2000176028A - 放射線治療装置の放射線照射方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、打ち抜き照射のための特殊な装置
を用いずに、かつ高度な計算や機器制御技術を必要とせ
ずに、簡単にかつ安価に線量集中度の高い打ち抜き照射
を行うことを目的とするものである。 【解決手段】 線源から見た投影形状１５について回転
軸１３が打ち抜き領域１１を通り標的８を２分するよう
に設定し、２分された照射野１６のそれぞれに対して同
様の回転範囲で放射線を照射することにより全体として
目的の照射領域を形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えばＸ線、電
子線、中間子線、陽子線、中性子線又はイオン線などの
放射線を患者に対して照射する放射線治療装置の放射線
照射方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の放射線治療装置は、図７で示すよ
うに、患者１を固定する治療台２と、この治療台２上に
患者１に放射線を照射する照射装置３と、この照射装置
３を制御する制御計算機４とを有している。また、治療
台２又は照射装置３には、単数或いは複数の回転機構５
が設けられており、患者１に対して連続又は不連続の多
方向から放射線を照射できるようになっている。

【０００３】次に、図８を用いて照射装置３の作用を説
明する。照射装置３の内部の線源６と呼ばれる位置から
は、１方向を中心としたある立体角内でほぼ一様の強度
となるように放射線７が照射される。放射線治療装置で
は、この放射線７の殺傷効果により患者１の空間的領域
（即ち腫瘍）に対する目的の治療が行われる。治療の対
象となる空間的領域は、標的８と呼ばれる。

【０００４】また、標的８の周囲の正常組織の被爆を低
減するため、照射野限定装置の一種である多葉絞り装置
９が用いられ、線源６から見た標的８の投影形状に合わ
せて照射野が絞られる。多葉絞り装置９は、図９に示す
ように、２列に並べられ図９の左右方向にそれぞれ移動
可能な多数のリーフ（金属板）１０を有している。そし
て、それぞれ対をなすリーフ１０が標的８の投影形状の
幅に合わせて開かれることにより、標的８の形状に合わ
せた照射野が形成される。このとき、各リーフ１０の位
置は、制御計算機４から遠隔操作され、短時間で照射野
が設定される。

【０００５】さらに、正常組織の被爆を低レベルに抑え
るためには、１つの標的８に対して多方向から照射する
ことも有効である。多方向から照射するための１つの方
法として、標的８に対して照射装置３を相対的に回転さ
せながら一定線量率で放射線を照射する動的照射法、即
ち回転照射が用いられる。回転照射では、不整形な標的
８の投影形状が角度によって変わるため、回転のどの状
態でも標的８の投影形状を含むような固定照射野が作ら
れる。また、線量集中度をさらに高めるために、回転と
同時に多葉絞り装置９の各リーフ１０位置を標的８の投
影形状に合わせて移動させる照射法を回転原体照射と呼
ぶ。

【０００６】さらにまた、放射線治療においては、放射
線７による損傷を受け易い組織（注意臓器）が標的８の
近傍にある場合、これを避ける必要がある。ここでは、
放射線７の照射を避けるべき空間的領域を打ち抜き領域
と呼ぶ。

【０００７】このような打ち抜き領域が存在する場合、
多葉絞り装置９だけでは入り組んだ形の照射野を形成す
ることができないので、図１０に示すように、打ち抜き
領域１１を線源６から見た投影形状に合わせた遮蔽ブロ
ック（金属片）１２により放射線７の一部が遮蔽され
る。このような照射方法は、打ち抜き照射と呼ばれてい
る。

【０００８】回転照射又は回転原体照射において、打ち
抜き領域１１が標的８の近傍又は内部に存在する場合に
は、打ち抜き領域１１の位置及び形状が回転とともに変
化するので、例えば特開昭５７−２５８６５号公報に示
されているように、球体の遮蔽ブロック１２が作る固定
径の円形の影が常に打ち抜き領域１１を隠すように、回
転に応じて遮蔽ブロック１２の位置を移動させる装置
（打ち抜き装置）が使用される。このような照射方法
は、打ち抜き回転照射と呼ばれる。

【０００９】また、より一般的な最適線量分布の形成の
ために、強度変調照射という手法も研究開発されてい
る。これは、多方向から放射線を照射するとともに、そ
れぞれの照射野内で単位面積当たりの照射線量を任意に
変化させ、それらの重ね合わせで最適線量分布を得ると
いう方法である。

【００１０】この方法を実現するためには、制御パラメ
ータを決定するための最適化計算が治療計画段階で必要
となるが、制御パラメータは、照射野内に定義する多数
の部分照射野の照射線量と線源方向の自由度との組み合
わせにより膨大な数となるたろ、最適化計算も高度なも
のとなってしまう。しかも、求められた制御パラメータ
に従って複雑な照射を正確に行う照射装置が必要とな
る。

【００１１】上記の各照射方法においては、一般に、固
定照射、回転照射、回転原体照射、強度変調照射の順で
線量分布形成の自由度が増す。但し、その自由度が治療
の質の向上に有効であるかどうかは、個々の症例の必要
投与線量、標的位置形状、注意臓器との関係等によって
決まる。一般に、自由度の増加とともに制御の複雑さが
増し、開発費用、運転費用等も増加する。従って、個々
の症例に対して、各々の照射方法の治療効果を検討し、
予測できる範囲で効果が同等であれば、より簡単で安価
な照射方法が適用される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の打
ち抜き回転照射法では、特殊な打ち抜き装置を必要とす
る上、その打ち抜き装置の操作や管理が容易ではなく、
また強度変調照射法では、治療計画における最適化計算
や照射装置の制御が他の放射線治療とは比較できないほ
ど複雑となってしまう。

【００１３】この発明は、上記のような問題点を解決す
ることを課題としてなされたものであり、打ち抜き照射
のための特殊な装置を用いずに、かつ高度な計算や機器
制御技術を必要とせずに、簡単にかつ安価に線量集中度
の高い打ち抜き照射を行うことができる放射線治療装置
の放射線照射方法を得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る放
射線治療装置の放射線照射方法は、照射装置に対して標
的を相対的に回転させながら打ち抜き領域を避けて標的
に放射線を照射する方法において、線源から見た投影形
状について回転軸が打ち抜き領域を通り標的を２分する
ように設定し、２分された照射野のそれぞれに対して同
様の回転範囲で放射線を照射することにより全体として
目的の照射領域を形成するものである。

【００１５】請求項２の発明に係る放射線治療装置の放
射線照射方法は、線源から見た回転範囲全体での投影形
状について回転軸が打ち抜き領域の中心を通りかつ標的
を対称に２分するように設定し、固定照射野で放射線を
照射するものである。

【００１６】請求項３の発明に係る放射線治療装置の放
射線照射方法は、線源から見た瞬間的な投影形状につい
て回転軸が打ち抜き領域を通りかつ標的を２分するよう
に設定し、同様の回転範囲をそれぞれ投影形状に応じて
照射中変化する照射野で放射線を照射するものである。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による放
射線治療装置の放射線照射方法を示す説明図である。図
１（ａ）は線源６から標的方向を見た投影図であり、標
的８の近傍又は内部に１つの打ち抜き領域１１がある場
合を示している。

【００１８】一般に、回転照射とは、装置の回転軸１３
上に標的８を固定し、この回転軸１３の回りの円弧上を
線源６（図８）が移動しながら、固定された照射野で行
う照射である。この実施の形態１では、治療台２（図
７）への患者１（図７）の載せ方や治療台２と照射装置
３（図７）との位置角度設定を調整して、回転軸１３が
打ち抜き領域１１の中心を通り、標的８の投影形状をな
るべく対称に２分するように設定する。

【００１９】図１（ａ）に示す実線の輪郭線は回転中の
ある瞬間に線源６から見た、標的８から打ち抜き領域１
１を除外した投影形状１４である。また、破線で示す輪
郭線は、与えられた回転範囲全体での同様の投影形状１
５である。ここでは、破線で示す回転範囲全体での投影
形状１５を回転軸１３で対称に２分する。そして、図１
（ｂ）及び図１（ｃ）に示すように、左右２つの照射野
１６に対して同様の回転範囲で順次照射を行い、回転打
ち抜き照射と同様の効果を得る。

【００２０】このような放射線照射方法によれば、使用
頻度が少ない上に操作が複雑な打ち抜き装置を使わず
に、回転照射を２回行うだけで、同等の回転打ち抜き照
射を実現することができ、治療全体としての時間短縮及
び費用低減を図ることができる。

【００２１】実施の形態２．なお、実施の形態１では、
打ち抜き領域１１が１つの場合について示したが、図２
に示すように、打ち抜き領域１１が２つある場合にもこ
の発明の方法を適用することができる。この場合、２つ
の打ち抜き領域１１のそれぞれの中心（破線の投影形状
１５について）を結ぶ直線を回転軸１３と一致させる。
そして、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、左右
２つの照射野１６に対して順次照射を行えばよい。これ
により、回転打ち抜き照射と同等の効果を得ることがで
きる。

【００２２】実施の形態３．また、実施の形態１、２で
は、固定した患者１の回りを照射装置３が回転する場合
について示したが、例えば図３に示すように、固定した
照射装置３の前で患者１を回転させる椅子状の座位治療
台１７を設けてもよい。

【００２３】このような放射線治療装置によれば、胸部
以上の部位の治療に対しては、照射装置３が回転する治
療装置に比べて、安価で小形の装置で同等の性能を得る
ことができる。また、この装置では、座った患者１の回
転が水平面内の回転であるため、患者１の受ける重力が
回転角度によって変わらず、患者１にかかる遠心力は、
回転速度を十分に遅くすれば無視できる。従って、患者
１と照射装置５との間の相対的な回転を与える機構５は
異なるが、回転の効果は実施の形態１、２と全く同等で
あり、同様の照射野設定方法を適用することができ、同
じ効果が期待できる。

【００２４】実施の形態４．さらに、実施の形態３で
は、椅子状の座位治療台１７を用いたが、例えば図４に
示すように、患者１を立位で回転させる立位治療台１８
を用い、実施の形態１、２と同様の放射線照射方法を適
用してもよい。この場合、横位や座位に比べて強固な患
者固定器具（図示せず）を必要とするが、座位に比べて
腹部の治療にも適用できるという長所がある。また、こ
の場合も、実施の形態３と同様に、治療装置の小形化、
低価格化を図ることができる。

【００２５】実施の形態５．次に、図５はこの発明の実
施の形態５による放射線治療装置の放射線照射方法を示
す説明図である。図５（ａ）は線源６から標的方向を見
た投影図であり、標的８の近傍又は内部に１つの打ち抜
き領域１１がある場合を示している。

【００２６】一般に、回転原体照射とは、装置の回転軸
１３上に標的８を固定し、この回転軸１３の回りの円弧
上を線源６が移動しながら、線源６から見た標的８の投
影形状に合わせて照射野を変化させる照射である。この
実施の形態５では、治療台２への患者１の載せ方や治療
台２と照射装置３との位置角度設定を調整して、回転軸
１３が打ち抜き領域１１の中心を通り、標的８の投影形
状をなるべく対称に２分するように設定する。

【００２７】図５（ａ）に示す実線の輪郭線は回転中の
ある瞬間に線源６から見た、標的８から打ち抜き領域１
１を除外した投影形状１４である。また、破線で示す輪
郭線は、与えられた回転範囲全体での同様の投影形状１
５である。実施の形態１では、破線で示す回転範囲全体
での投影形状１５を回転軸１３で対称に２分したが、こ
の実施の形態５では、実線で示す瞬間的投影形状１４を
回転軸１３で２分する。そして、図５（ｂ）及び図５
（ｃ）に示すように、左右２つの照射野１６に対して同
様の回転範囲で順次照射を行う。

【００２８】このような放射線照射方法によれば、使用
頻度が少ない上に操作が複雑な打ち抜き装置を使わず
に、回転照射を２回行うだけで、同等の回転打ち抜き照
射を実現することができ、治療全体としての時間短縮及
び費用低減を図ることができる。また、実施の形態１で
示した回転照射に比べて、回転原体照射とすることによ
り、回転に伴う標的８又は打ち抜き領域１１の投影形状
１４の変化が大きい場合に、正常組織への不要照射を低
減することができる。

【００２９】実施の形態６．なお、実施の形態５では、
打ち抜き領域１１が１つの場合について示したが、図６
に示すように、打ち抜き領域１１が２つある場合にもこ
の発明の方法を適用することができる。この場合、実線
で示す瞬間投影形状１４について、回転軸１３が２つの
打ち抜き領域１１を通り、かつ標的８を２分するように
設定する。そして、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すよ
うに、左右２つの照射野１６に対して順次照射を行えば
よい。回転原体照射の場合、投影形状１４の変化に伴っ
て照射野１６も変化するため、回転軸１３は打ち抜き領
域１１の中心を必ずしも通らなくてよく、また標的８を
対称に２分しなくてもよい。

【００３０】実施の形態７．なお、実施の形態６では、
固定した患者１の回りを照射装置３が回転する場合につ
いて示したが、例えば図３に示したように、固定した照
射装置３の前で患者１を回転させる椅子状の座位治療台
１７を設けてもよい。

【００３１】実施の形態８．また、図４に示したよう
に、患者１を立位で回転させる立位治療台１８を用い、
実施の形態５、６と同様の放射線照射方法を適用しても
よい。

【００３２】さらに、上記の例では、打ち抜き領域が１
つ又は２つの場合について示したが、１本の直線上に並
んでいれば３つ以上の打ち抜き領域があっても、この発
明の方法を適用することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明の
放射線治療装置の放射線照射方法は、線源から見た投影
形状について回転軸が打ち抜き領域を通り標的を２分す
るように設定し、２分された照射野のそれぞれに対して
同様の回転範囲で放射線を照射することにより全体とし
て目的の照射領域を形成するようにしたので、打ち抜き
照射のための特殊な装置を用いずに、かつ高度な計算や
機器制御技術を必要とせずに、簡単にかつ安価に線量集
中度の高い打ち抜き照射を行うことができる。

【００３４】請求項２の発明の放射線治療装置の放射線
照射方法は、線源から見た回転範囲全体での投影形状に
ついて回転軸が打ち抜き領域の中心を通りかつ標的を対
称に２分するように設定し、固定照射野で放射線を照射
するようにしたので、回転に伴う標的又は打ち抜き領域
の投影形状の変化が比較的小さい場合に、装置構造や制
御をさらに簡単にすることができる。

【００３５】請求項３の発明の放射線治療装置の放射線
照射方法は、線源から見た瞬間的な投影形状について回
転軸が打ち抜き領域を通りかつ標的を２分するように設
定し、同様の回転範囲をそれぞれ投影形状に応じて照射
中変化する照射野で放射線を照射するようにしたので、
回転に伴う標的又は打ち抜き領域の投影形状の変化が大
きい場合に、正常組織への不要照射を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による放射線治療装
置の放射線照射方法を示す説明図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による放射線治療装
置の放射線照射方法を示す説明図である。

【図３】 この発明の実施の形態３による放射線治療装
置を示す概略の構成図である。

【図４】 この発明の実施の形態４による放射線治療装
置を示す概略の構成図である。

【図５】 この発明の実施の形態５による放射線治療装
置の放射線照射方法を示す説明図である。

【図６】 この発明の実施の形態６による放射線治療装
置の放射線照射方法を示す説明図である。

【図７】 従来の放射線治療装置の一例を示す概略の構
成図である。

【図８】 図７の照射装置による放射線の照射方法を示
す説明図である。

【図９】 図８の多葉絞り装置の要部を示す構成図であ
る。

【図１０】 従来の打ち抜き照射方法を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

３ 照射装置、６ 線源、８ 標的、１１ 打ち抜き領
域、１３ 回転軸、１４，１５ 投影形状、１６ 照射
野。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 照射装置に対して標的を相対的に回転さ
   せながら打ち抜き領域を避けて上記標的に放射線を照射
   する放射線治療装置の放射線照射方法において、線源か
   ら見た投影形状について回転軸が上記打ち抜き領域を通
   り上記標的を２分するように設定し、２分された照射野
   のそれぞれに対して同様の回転範囲で上記放射線を照射
   することにより全体として目的の照射領域を形成するこ
   とを特徴とする放射線治療装置の放射線照射方法。
2. 【請求項２】 線源から見た回転範囲全体での投影形状
   について回転軸が上記打ち抜き領域の中心を通りかつ上
   記標的を対称に２分するように設定し、固定照射野で放
   射線を照射することを特徴とする請求項１記載の放射線
   治療装置の放射線照射方法。
3. 【請求項３】 線源から見た瞬間的な投影形状について
   回転軸が上記打ち抜き領域を通りかつ上記標的を２分す
   るように設定し、同様の回転範囲をそれぞれ上記投影形
   状に応じて照射中変化する照射野で放射線を照射するこ
   とを特徴とする請求項１記載の放射線治療装置の放射線
   照射方法。