JP2000271237A - 放射線照射装置 - Google Patents

放射線照射装置

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JP2000271237A
JP2000271237A JP11078851A JP7885199A JP2000271237A JP 2000271237 A JP2000271237 A JP 2000271237A JP 11078851 A JP11078851 A JP 11078851A JP 7885199 A JP7885199 A JP 7885199A JP 2000271237 A JP2000271237 A JP 2000271237A
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JP
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radiation
irradiation
collimator
shielding
shielding member
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JP11078851A
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English (en)
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Hitoshi Takahashi
仁 高橋
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射対象に凹凸がある照射対象に対し、凹部
が過線量になることなく、照射対象に与えられる線量の
分布を制御する放射線照射装置を得る。 【解決手段】 放射線を発生させる放射線源1と、前記
放射線の透過を制限するコリメータ2とを有する放射線
照射装置において、前記コリメータは、駆動部により特
定方向に移動し、前記放射線の透過を制限する第1の遮
蔽材2a,2bと、駆動部により前記第1の遮蔽材の移
動する特定方向と異なる方向に移動し、前記放射線の透
過を制限する第2の遮蔽材2c,2dとを有するように
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、放射線照射装置
に関するものであり、例えば医療用の放射線照射装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】図8は従来の医療用の放射線照射装置の
放射線照射を示すZ−X平面での断面図であり、1はX
線を発生させるX線源、2はX線照射方向(Z座標方
向)と直交する方向(X座標方向)に可動し、X線源1
より照射されたX線の照射方向を制限する機能を有する
鉛や重金属の遮蔽材より構成されたX線可動絞り(コリ
メータ)、3はコリメータ2により制限されたX線の照
射線錐、4は例えば放射線を照射する必要がある人体の
患部などの照射対象である。5はX線源1が照射対象4
の周りを円状に回転する際の回転の中心(アイソセン
タ)、11、21、31はそれぞれ、X線源1、コリメ
ータ2、照射線錐3がアイソセンタ5を中心に、ある回
転角だけ回転した後の状態を示すものである。また、図
9は照射対象4に対してX線源1よりX線を照射した場
合の線量分布を示す図であり、6はある値以上の必要な
線量が与えられる領域、7は照射対象4以外において、
ある値以上の必要な線量が与えられる領域である。図9
において、照射対象4は説明の都合上点線で示してい
る。
【0003】次に動作について説明する。図8におい
て、X線源1より照射されるX線は、コリメータ2によ
り照射野を照射線錐3の範囲内に制限される。この時、
照射線錐3は、照射対象4の輪郭に外接する線分として
設定される。次にX線源1は、アイソセンタ5を中心に
回転し、各回転角においてコリメータ21は、照射対象
4の輪郭に外接する線分が照射線錐31となるように設
定される。このようにコリメータ2、21を制御しなが
らX線源1、11をアイソセンタ5を中心に回転する
と、照射対象4が凹凸を有する場合には、図9に示され
るように、ある値以上の必要な線量が与えられる領域は
領域6のようになり、このとき照射対象4以外に余分な
照射領域7ができ、本来照射すべきでない領域に不要な
線量が与えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の放射線照射装置
は以上のように構成されているため、照射された領域の
同じ深さにおいては一定の線量が与えられ、照射対象の
形状が複雑な場合には、照射する必要が無い正常組織に
不要な線量を与えてしまう問題点があった。
【0005】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、照射対象に与えられる線量の
分布を制御する放射線照射装置を得ることを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
係る放射線照射装置は、放射線を発生させる放射線源
と、前記放射線の透過を制限するコリメータとを有する
放射線照射装置において、前記コリメータは、駆動部に
より特定方向に移動し、前記放射線の透過を制限する第
1の遮蔽材と、駆動部により前記第1の遮蔽材の移動す
る特定方向と異なる方向に移動し、前記放射線の透過を
制限する第2の遮蔽材とを有するものである。
【0007】また、請求項2に記載の発明に係る放射線
照射装置においては、第1の遮蔽材と第2の遮蔽材と
は、移動する方向に沿って複数部分に分割され、駆動部
はそれぞれの分割部分を独立に移動させるものである。
【0008】
【発明の実施の形態】実施の形態1.以下にこの発明の
実施の形態1を図について説明する。図1は放射線照射
装置の放射線照射を示すZ−X平面(図(a))とZ−
Y平面(図(b))での断面図である。また、図2はこ
の放射線照射装置のコリメータ部の上面を示す図(Z方
向から見た図)である。図1の断面は、図2の断面L−
L’(X座標方向)およびM−M’(Y座標方向)を示
したものである。図において、1はX線を発生させるX
線源、2はX線照射方向と直交する方向に可動してX線
源1より発生したX線の照射方向を制限する機能を有
し、鉛などの重金属の遮蔽材で構成されたX線可動絞り
(コリメータ)であり、複数枚の遮蔽材2a、2b、2
c、2dを有する。また、この遮蔽材2a、2b、2
c、2dは、歯車、モーター、制御部などの駆動部によ
りそれぞれ個別に移動制御される。このとき、遮蔽材2
a・2bは2c・2dの上側を移動する。3はコリメー
タ2により制限されたX線の照射線錐であり、とくに3
a、3b、3c、3dはX線の照射経路を示す。さら
に、図1の下部においてこのコリメータ2を通過した放
射線の線量を示している。
【0009】次に動作について説明する。X線源1より
発生したX線は図示しないプライマリコリメータにより
その放射線錐が制限され後、コリメータ2に照射され
る。コリメータ2に照射されたX線は、さらにコリメー
タ2によりその放射線錐が制限される。コリメータ2は
複数の遮蔽材2a、2b、2c、2dに分割されてお
り、X線源1より照射されるX線は、遮蔽材2a、2
b、2c、2dを通過する。ここでX線は通過する遮蔽
材の厚さにより透過率が異なる。
【0010】上記実施の形態1の場合、経路3aは遮蔽
材2bのみを通過し、経路3bは2a、2bの2枚の遮
蔽材を通過する。また、経路3cは遮蔽材2dのみを通
過し、経路3dは2c、2dの2枚の遮蔽材を通過す
る。したがって、経路によってX線の透過率が異なるこ
とになる。具体的には経路3a、3cでは透過率D=e
- μ t、経路3b、3dでは透過率D=e- μ 2tとなる。
ここでμは遮蔽材のX線吸収係数である。
【0011】遮蔽材2a、2b、2c、2dは、歯車、
モーター、制御部などの駆動部によりそれぞれ単独にそ
の位置を変えることができる。したがって、各遮蔽材の
位置を調整することにより、照射野内の領域の線量を照
射対象の形状などに応じて変化させることができる。
【0012】上記実施の形態1では、平行でない方向
(図1中のZ−X面内での方向とZ−Y面内での方向)
に移動する遮蔽材をそれぞれ2層使用しているが、これ
に限らず、その層の数は制御の複雑性、経済性などを考
慮して決定される。さらに、移動する方向については、
直交するものを示したが、これに限らず各遮蔽材で任意
に決定される。なお、遮蔽材の枚数を増加させることに
より、線量をより精度良く照射対象に与えることができ
る。
【0013】また、遮蔽材はそれぞれの厚さをtとして
いるが、すべての遮蔽材の厚さは必ずしも同一である必
要はない。ただし、遮蔽材の厚さが同一であると製造が
容易となるだけでなく、重量などとの関係から制御が容
易となるという利点がある。
【0014】実施の形態2.実施の形態1における遮蔽
材2a、2b、2c、2dはそれぞれ均一の厚さtであ
ったが、実施の形態2ではそれぞれの厚さを一定の規則
性を持たせて変えたものである。図3は実施の形態2を
示す照射断面図であり、図において1はX線源、2a
(2d)、2b(2e)、2c(2f)はそれぞれ厚さ
t、2t、4tの遮蔽材である。すなわち、各遮蔽材の
厚さは20t、21t、22tと変化している。またこの
遮蔽材2a、2b、2c、2d、2e、2fは、図示し
ない歯車、モータ、制御部等の駆動部によりそれぞれ個
別に移動制御される。
【0015】次に動作について説明する。X線源1より
発生したX線はコリメータ2により制限される。遮蔽材
2a(2d)、2b(2e)、2c(2f)はそれぞれ
厚さt、2t、4tであるので、各遮蔽材の組み合わせ
により、次式で示されるような段階的な透過率Dを得る
ことができる。
【0016】D=e- μ t,… ,e- μ mt,… ,e- μ
15t
【0017】上記実施の形態2では、遮蔽材の厚さを2
nt(nは整数)としたものであるため、照射領域にお
いて放射線の線量を段階的に変化させることができる。
【0018】また、平行ではない方向(図3中のZ−X
面内での方向とZ−Y面内での方向)に移動するそれぞ
れの遮蔽材において、遮蔽材の厚さを線源1から遠ざか
るに従い、t・2t・4tとしたが、これに限定され
ず、4t・2t・tというものであっても、2t・4t
・tというものであってもよい。
【0019】実施の形態3.実施の形態3では、実施の
形態1における遮蔽材2a、2b、2c、2dのそれぞ
れを移動する方向に沿って複数部分に分割した遮蔽材を
有する。図4、図5に実施の形態3における放射線照射
装置の照射断面図とコリメータ部の上面図(Z方向から
見た図)を示す。図4、図5において、1はX線源、2
a、2b、2c、2dは遮蔽材である。この遮蔽材2
a、2b、2c、2dは、歯車、モーター、制御部など
の駆動部によりそれぞれ独立に移動制御される。遮蔽材
2a・2bは、2c・2dの上側に設置されている。図
4の照射断面は、図5の断面N−N’を示したものであ
る。
【0020】次に動作について説明する。図において、
X線源1より発生したX線はコリメータ2を通過する際
に制限される。遮蔽材2a・2b・2c・2dを通過す
る経路、遮蔽材2aを通過する経路、遮蔽材2a・2b
を通過する経路、遮蔽材を通過しない経路に分けられ
る。遮蔽材を通過するX線は、それぞれの遮蔽材の厚さ
に応じて強度が異なる。図4の下部において、コリメー
タ2を通過した放射線の線量を示している。
【0021】遮蔽材2a、2b、2c、2dは、それぞ
れ独立に移動し、その位置を照射対象に沿って任意に合
わせるように制御されている。すなわち、各遮蔽材の組
合せによって、照射対象の形状にあった放射線の照射が
でき、照射野内の特定の領域の線量を任意に選択でき
る。
【0022】上記実施の形態3では、平行でない方向に
移動する遮蔽材をそれぞれ移動する方向に沿って複数部
分に分割したが、すべての層において分割されている必
要はなく、一部の層のみでもよい。
【0023】実施の形態4.上記実施の形態においては
コリメータ中の遮蔽材を多層構造とし、照射の線量の分
布を可変としたが、実施の形態4ではさらに当該構造を
持つコリメータを線源とともに照射対象の周りを回転さ
せたものである。図6は実施の形態4を説明するための
照射断面図である。図において1はX線源、2はX線照
射方向と直交する方向に可動し、X線源1より照射され
たX線の照射方向を制限する機能を有し、鉛や重金属の
遮蔽材より構成されたX線可動絞り(コリメータ)、4
は例えば放射線を照射する必要がある人体の患部等の照
射対象の輪郭を示す。ここで多方向より照射対象4に放
射線を照射するため、線源1は回転機構により照射対象
4の周囲を円状に回転する。例えばガントリーを固定部
に備えられたモーターにより回転させることにより、円
状に回転させる。図6において線源11、コリメータ2
1は所定角度回転した後の放射線照射を示す。5は線源
1、線源11の回転の中心(アイソセンタ)を示す。
【0024】図7は照射対象に対して線源1より放射線
を照射した場合の線量分布を示す図であり、図7におい
て6は放射線の照射される領域を示し、この実施の形態
においては照射対象4と同じ領域である。7は照射対象
4以外の余分な照射領域を示す。
【0025】次に動作について説明する。図6において
X線源1より照射されるX線はコリメータ2により制限
される。そしてX線源1をコリメータ2と共に回転さ
せ、多方向より照射対象4にX線を照射する。このと
き、照射対象4の凹部を通過する線量を下げるように制
御部により遮蔽材の組み合わせを変化させる。具体的に
は照射対象4の凹部を通過するX線に対応する遮蔽材2
の部分が厚くなるように図中のコリメータ2では中央部
分を、またコリメータ21では端部付近を厚くする。
【0026】このように制御することにより照射対象4
の凹部を通過する線量を下げることができ、照射対象に
応じた照射線量の分布を得ることができる。すなわち、
図7において示されるように照射対象4に沿ってX線の
照射される領域6を得ることができ、領域7へのX線の
照射を軽減することができる。特に医療用の放射線照射
装置においては、放射線が照射されるべき患部以外に照
射されることを防止することができ、正常な組織に対す
る悪影響を緩和することができる。
【0027】上記実施の形態1〜4においては照射する
放射線としてX線を用いたが、これに限定されず、コリ
メータにより照射を制限できるような放射線であれば良
い。例えば、コバルトを線源として放射されるγ線があ
る。
【0028】さらに、照射する放射線として、陽子線
や、炭素線などの重粒子線を用いてもよい。その場合
は、コリメータに用いられる遮蔽材はアクリルやポリエ
チレンなどで構成される。
【0029】また、コリメータに用いられた遮蔽材の材
料は、照射される放射線との関係において決定され、実
施の形態において説明したような鉛や重金属に限定され
ず、放射線の線量を一定量低減するものであればよい。
また一部の遮蔽材においては完全に放射線を遮蔽する材
料であってもよい。
【0030】上記実施の形態1〜4におけるコリメータ
は左右対称のものであったが、これに限定されず、一方
のみ多層構造であってもよい。また一方の遮蔽材のみ移
動可能とし、他方は固定されていてもよい。
【0031】また、上記実施の形態においては、遮蔽材
の材料はそれぞれ同じものを用いたが、透過率の異なる
種々の材料を用いてもよい。例えば、透過率の極めて低
い材料よりなる遮蔽材を設けることにより、完全に放射
線を遮蔽するために遮蔽材を厚くするという必要がなく
なり、コリメータを全体として厚さを薄くすることがで
きる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、請求項1に記載の発明に
係る放射線照射装置では、放射線を発生させる放射線
源、駆動部により移動し放射線の透過を制限する第1の
遮蔽材、駆動部により第1の遮蔽材と平行ではない方向
に移動する第2の遮蔽材を有するので、照射対象に与え
られる線量の分布を変化させることができる。
【0033】また、請求項2に記載の発明に係る放射線
照射装置では第1の遮蔽材と第2の遮蔽材は移動する方
向に沿って複数部分に分割され、それぞれの分割部分を
独立に移動するものであるため、請求項1記載の放射線
治療装置よりもさらに精度よく照射対象の形状や性質に
したがって、照射対象に与えられる線量の分布を変化さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1における放射線治療
装置の照射断面および線量分布を示す図である。
【図2】 この発明の実施の形態1における放射線治療
装置のコリメータ部の上面を示す図である。
【図3】 この発明の実施の形態2における放射線治療
装置の照射断面を示す図である。
【図4】 この発明の実施の形態3における放射線治療
装置の照射断面および線量分布を示す図である。
【図5】 この発明の実施の形態3における放射線治療
装置のコリメータ部の上面を示す図である。
【図6】 この発明の実施の形態4における放射線治療
装置の照射断面を示す図である。
【図7】 この発明の実施の形態4における放射線治療
装置における線量分布を示す図である。
【図8】 従来の放射線治療装置の照射断面を示す図で
ある。
【図9】 従来の放射線治療装置における線量分布を示
す図である。
【符号の説明】
1 X線線源、2 コリメータ、2a〜2f 遮蔽材、
3 放射線錐、4 照射対象、5 アイソセンタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 放射線を発生させる放射線源と、前記放
    射線の透過を制限するコリメータとを有する放射線照射
    装置において、 前記コリメータは、駆動部により特定方向に移動し、前
    記放射線の透過を制限する第1の遮蔽材と、 駆動部により前記第1の遮蔽材の移動する特定方向と異
    なる方向に移動し、前記放射線の透過を制限する第2の
    遮蔽材とを有することを特徴とする放射線照射装置。
  2. 【請求項2】 第1の遮蔽材と第2の遮蔽材とは、移動
    する方向に沿って複数部分に分割され、駆動部はそれぞ
    れの分割部分を独立に移動させることを特徴とする請求
    項1に記載の放射線照射装置。
JP11078851A 1999-03-24 1999-03-24 放射線照射装置 Pending JP2000271237A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1315548C (zh) * 2001-02-28 2007-05-16 王增开 一种实现对x线适形调强的方法及其准直装置
JPWO2021001916A1 (ja) * 2019-07-02 2021-01-07

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Effective date: 20040224