JP2002136612A - 放射線源から治療エリアへ放射線を供給する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い局部分解能を有する放射線治療装置を達
成し、現行のマルチリーフコリメータのリーフ幅を変更
せず、また各放射線治療のケースに対して特にデザイン
された鉛合金ブロックを使用せずに済むようにする。 【解決手段】 コリメータリーフが長手方向で第１の方
向に延在するようにコリメータを位置決めし、コリメー
タを第１の円弧状の経路を経て治療エリアの上方で運動
させ、その間放射線を第１の治療フィールドを介して第
１の治療エリアへ供給し、コリメータを中心軸線を中心
として回転させ、リーフにより第２の治療フィールドを
定め、コリメータを第２の円弧状の経路を経て治療エリ
アの上方で運動させ、その間放射線を第２の治療フィー
ルドを介して治療エリアへ供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線源から治療
エリアへ放射線を供給する方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線放射装置は一般に周知であり、例
えば患者を治療するための放射線診療装置として使用さ
れている。放射線治療装置は通常、治療処置中に水平方
向の回転軸線を中心として回転可能なガントリを有して
いる。このガントリにはリニアアクセラレータが配置さ
れており、治療用の高エネルギ放射ビームを形成する。
この高エネルギの放射ビームは例えば電子放射線であっ
てもよいし、またフォトンビーム（Ｘ線ビーム）であっ
てもよい。治療中は放射ビームはガントリの回転のアイ
ソセンタに横たわっている患者の領域に配向される。

【０００３】患者へ向かって照射される放射線を制御す
るためにプレート装置またはコリメータなどのビームシ
ールド装置が設けられており、この装置は典型的には放
射線源と患者との間の放射ビームのトラジェクトリ内に
設けられている。プレート装置の例としては４つのプレ
ートのセットがあり、これらのプレートは放射ビームに
対するアパーチャを定めるために使用される。コリメー
タはマルチリーフ（例えば比較的薄いプレートまたはロ
ッド）を含むビームシールド装置であり、典型的には対
向するリーフ対として配置されている。プレートは比較
的不透明な放射線を通さない材料から形成されており、
一般には相互に独立に位置決めして放射ビームの範囲を
定めることができる。

【０００４】ビームシールド装置は患者のゾーン上にフ
ィールドを定め、予め定められた放射線量が供給される
ようにする。通常の治療フィールドの形状は健常組織部
分を含む３次元の治療容積となり、このため腫瘍組織へ
与えられる線量が制限される。腫瘍組織へ送出される線
量は、照射を受ける健常組織の量を低下させるか健常組
織への線量を低下させれば増大する。放射線の腫瘍組織
周囲ないし腫瘍組織上方の健康な器官への送出を回避す
ることにより、腫瘍組織へ送出される線量が定められ
る。

【０００５】放射線治療装置による放射線の送出量は典
型的には腫瘍遺伝子学者によって予め指定されている。
その処方により、個々の容積とその容積に対して許容さ
れる放射レベルとが定められている。しかし放射線装置
を実際に操作するのは通常は専門医である。放射線放射
装置は腫瘍遺伝子学者によって予め指定された特殊な治
療を行うためにプログラミングされている。装置を治療
のためにプログラミングする際に、専門医は実際の放射
出力を考慮に入れて、プレート装置のアパーチャを基礎
として処方された放射線治療が標的の所望の深さで達成
されるように発生される線量を調整しなければならな
い。

【０００６】放射線治療専門医は最良のフィールド数お
よび強度レベルを求めて線量容積ヒストグラムを最適化
できるように努めており、これにより特定の容積へ送出
される放射線の累積レベルが規定される。典型的な最適
化エンジンによれば、線量容積ヒストグラムは腫瘍遺伝
子学者の処方を考慮して、または送出すべき線量の３次
元スペシフィケーションを考慮して最適化される。この
ような最適化エンジンでは、３次元容積は複数のセルに
分解され、各セルについて施すべき個々の放射レベルが
定められる。最適化エンジンの出力は強度マップであ
り、これはマップ内の各セルでの強度を変更することに
より求められる。強度マップはフィールド数を指定して
おり、このフィールド数が各セルで最適化な強度レベル
を定める。フィールドを静的または動的に変更して、フ
ィールドの種々のポイントで異なる累積線量を受けるよ
うにすることができる。放射線がこの強度マップに相応
に発生される場合、各セルでの累積線量または線量様式
ヒストグラムは可能な限り処方に近似する。

【０００７】コンフォーマルアーク治療はガントリに取
り付けられたマルチリーフコリメータを使用して行わ
れ、これにより放射線はガントリが円弧状の経路を通っ
て運動するのにしたがって発生される。コンフォーマル
アーク治療は典型的にはワイドリーフ（例えば１ｃｍ
幅）型マルチリーフコリメータによって発生される。こ
のような強度変調では、クリティカルな構造組織と腫瘍
組織との間の境界部は強度マップ上に１ｃｍ×１ｃｍの
グリッド（セルサイズ）を形成する標準の１ｃｍ幅のリ
ーフによっても良好に近似できないことがある。各リー
フは長手方向でビームの中心軸線へ向かって運動するか
または中心軸線から離れていくように運動するが、フィ
ールドの形状はリーフがリニアの１方向のみに固定され
ているために制限されている。これにより境界部に隣接
するクリティカルな領域は放射線に曝され、境界部に沿
って急激な推移が生じる。したがって典型的な１ｃｍ幅
リーフよりも高い分解能が要求されることが多い。可能
な１つの解決手法としてより薄いリーフを備えたコリメ
ータを提供することが挙げられる。ただし付加的なリー
フを要求するハードウェアは高価でしかもシステムの重
量を増大させ、治療ヘッドと患者との間のクリアランス
をも低下させる。またシステムの信頼性ないし寿命も低
下しかねない。

【０００８】コンフォーマルアーク治療を使用した別の
手法では、マルチリーフコリメータに代えて、放射シー
ルド材料（例えば鉛合金）から形成されたブロックと治
療エリアにおおよそ相応する形状のアパーチャとが使用
される。この装置は各治療エリアごとに作成された個々
のブロックによりアパーチャが放射線を与えるべき腫瘍
組織または他の領域の個々の形状に相応することが要求
される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題はしたが
って、高い局部分解能を有する放射線治療装置を達成
し、現行のマルチリーフコリメータのリーフ幅を変更せ
ず、また各放射線治療のケースに対して特にデザインさ
れた鉛合金ブロックを使用せずに済むようにすることで
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この課題は、マルチリー
フコリメータを放射線源と治療エリアとの間で位置決め
し、放射線の一部をブロックし、第１の治療フィールド
を定め、その際にコリメータリーフが長手方向で第１の
方向に延在するようにコリメータを位置決めし、マルチ
リーフコリメータを第１の円弧状の経路を経て治療エリ
アの上方へ運動させ、その間放射線を第１の治療フィー
ルドを介して第１の治療エリアへ供給し、マルチリーフ
コリメータを少なくとも一部のリーフを含む平面に対し
てほぼ垂直に延在する中心軸線を中心として回転させ、
リーフにより第２の治療フィールドを定め、マルチリー
フコリメータを第２の円弧状の経路を経て治療エリアの
上方で運動させ、その間放射線を第２の治療フィールド
を介して治療エリアへ供給する方法により解決される。

【００１１】課題はさらに、線源からの放射をブロック
し、かつ線源と治療エリアとの間のアパーチャを定める
マルチリーフを備えたコリメータを有しており、このコ
リメータは円弧状の経路を通って治療エリアの上方を運
動するように操作可能であり、放射線源から放射される
放射ビームの中心軸線を中心として回転され、コントロ
ーラを有しており、このコントローラによりコリメータ
リーフの位置決めによって第１の治療フィールドが定め
られ、コリメータが第１の円弧状の経路を通って運動す
る間に放射線が第１の治療フィールドを介して供給さ
れ、コリメータが前記中心軸線を中心として回転され、
コリメータが第２の円弧状の経路を通って運動する間に
放射線が第２のフィールドを介して治療エリアへ供給さ
れる装置を構成して解決される。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明はマルチリーフコリメータ
を用いて放射線源から放射線を治療エリアへ送出する方
法に関する。

【００１３】リーフは長手方向でマルチリーフコリメー
タが円弧状の経路を通って運動した後に運動させること
ができ、これにより付加的な治療フィールドを定めるこ
とができる。有利な実施形態では第１のアークおよび第
２のアークは同じジオメトリ、同じスタート位置ないし
同じエンド位置を有している。

【００１４】本発明の方法ではさらに治療エリアを複数
のセルに分割し、各セルが所定の治療強度レベルを有す
るようにする。セルは複数のマトリクスを形成するよう
にグループ化され、各マトリクスはほぼコリメータリー
フの幅に等しい寸法を少なくとも１ヶ所有する。各マト
リクスは直交マトリクスへ分解され、このマトリクスは
治療フィールドを定めるために使用される。

【００１５】以上従来技術の欠点と本発明の利点とを簡
単に説明した。他の特徴、利点、本発明の実施例は本発
明の説明、図、および特許請求の範囲から当業者に明ら
かとなるであろう。

【００１６】

【実施例】図１〜図１２を通して同じ参照番号は同じ素
子ないし部材を示している。

【００１７】以下の説明は当業者が本発明を理解し使用
することができるように示すものである。個々の実施例
および適用例は単なる例示に過ぎず、種々の修正が当業
者にとって明らかである。ここで説明される本発明の基
本的な概念は本発明の範囲から離れることなく他の実施
例および適用例に適用可能である。したがって本発明は
ここで示される実施例には限定されず、明細書内部で説
明した広義の範囲内で理解されたい。簡単化のために本
発明の技術分野で周知の技術的な材料に関しては詳細に
は説明しない。

【００１８】図１によれば、本発明の放射線治療装置が
概略的に参照番号２０で示されている。放射線治療装置
２０は（図示しない）ビームシールド装置を治療ヘッド
２４内に有しており、制御ユニットをハウジング２６内
に有しており、このハウジングは概略的に参照番号３０
で示された治療プロセスユニットに接続されている。放
射線治療装置はさらにガントリ３６を有しており、この
ガントリは治療中、軸線Ａを中心として回転ないし旋回
可能である。治療ヘッド２４はともに運動可能なように
ガントリ３６に固定されており、リニアアクセラレータ
はガントリ内部に配置され、治療に使用される高エネル
ギの放射を形成する。リニアアクセラレータから放射さ
れる放射線はほぼ軸線Ｒに沿って延在する。電子、光
子、または他の検出可能な放射線が治療に利用される。
治療中、放射ビームは対象Ｐ（例えば治療を受けるべき
患者）のゾーンＺ上にフォーカシングされる。治療すべ
きゾーンはガントリ３６の回転軸線Ａ、治療台３８の回
転軸線Ｔ、および放射ビーム軸線Ｒの交点によって定め
られるアイソセンタの個所に位置する。回転可能なガン
トリ３６により異なるビーム角度ないし異なる放射分布
が得られ、その際にも患者を動かさなくてよい。

【００１９】治療プロセスユニット３０は放射線治療装
置２０への情報入力、例えば放射強度および治療位置な
どの入力や、治療のモニタリングデータの出力に使用さ
れる。プロセスユニット３０はヴィジュアルディスプレ
イモニタ４０などの出力装置およびキーボード４２など
の入力装置を含む。治療プロセスユニット３０は典型的
には専門医によって操作され、これら専門医が腫瘍遺伝
子学者によって処方された実際の放射線治療を管理す
る。専門医はキーボード４２を用いて患者に与えるべき
放射線量を定めるデータをプロセスユニット３０へ入力
する。データは他の入力装置、例えばデータ記憶装置な
どを介して入力してもよい。種々のタイプのデータを治
療前または治療中にディスプレイモニタ４０のスクリー
ンに表示することができる。

【００２０】図２には放射線治療装置２０のブロック図
が示されており、治療プロセスユニット３０の一部がよ
り詳細に示されている。電子ビーム５０が電子アクセラ
レータ内で形成されることが概略的に参照番号５２で示
されている。電子アクセラレータ５２は電子銃５４、導
波体５６、真空エンベロープまたはガイドマグネット５
８を有している。トリガ装置６０はインジェクタトリガ
信号を形成し、この信号をインジェクタ６２へ供給す
る。インジェクタトリガ信号に基づいてインジェクタ６
２はインジェクタパルスを形成し、これをアクセラレー
タ５２内の電子銃５４へ供給して電子ビーム５０を形成
する。電子ビーム５０は加速され、導波体５６によって
案内される。このために（図示されない）高周波源が設
けられており、この高周波源により電磁場を導波体５６
に印加するための無線周波数信号が形成される。インジ
ェクタ６２によって射出され電子銃５４から放出された
電子は導波体５６内の電磁場によって加速され、電子銃
５４の対向側の端部から出射されて電子ビーム５０を形
成する。電子ビーム５０はその後ガイドマグネット５８
に入射し、そこからウィンドウ６４を通って軸線Ｒに沿
って案内される。電子モードで散乱フォイル６６（光子
モードではターゲット）を通過した後、ビーム５０はシ
ールドブロック７０の通過路６８を通過し、電子モード
の第２の散乱フォイル７２に達する（光子モードでは散
乱フィルタに達する）。ビームは次に線量検出のための
測定チャンバ７４を通過する。

【００２１】概略的に参照番号８０で示されたビームシ
ールド装置はビーム５０の経路内に設けられており、治
療フィールド８１を定める（図２、図３を参照）。ビー
ムシールド装置８０は複数の対向プレートまたは対向リ
ーフ８２ａ−ｉ、８４ａ−ｉを有しているが、図２では
簡単化のためにそのうち２つしか示していない。図３に
はマルチリーフコリメータのリーフ８２ａ−ｉ、８４ａ
−ｉが放射線源と患者との間に取り付けられ、位置決め
されて電子ビーム５０の範囲を規定し治療フィールドを
定めることが示されている（リーフはリーフ対８２ａ、
８４ａ；８２ｂ、８４ｂ；．．．；８２ｉ、８４ｉを形
成している）。リーフ８２ａ−ｉ、８４ａ−ｉは典型的
には１ｃｍ幅を有し、放射線に対してほぼ不透過性であ
るので、健常組織を放射線から保護することができる。

【００２２】リーフ８２ａ−ｉ、８４ａ−ｉは軸線Ｒに
対してほぼ垂直な方向へ運動可能であり、駆動ユニット
８６（図２においてプレート８２ａに対してのみ示され
ている）により照射野のサイズを変更する。治療フィー
ルド上の放射線分布は必ずしも均一でなくてよい（すな
わち所定の領域が他の領域よりも高く照射されることも
ある）。駆動ユニット８６はプレート８２ａに接続され
た電気モータを有しており、このモータはモータコント
ローラ９０によって制御される。位置センサ９２、９４
はそれぞれプレート８２ａ、８４ａに接続され、その位
置をセンシングする。駆動ユニット８６はプレート８２
ａを治療フィールドの内部または外部へ駆動し、これに
より所望のフィールド形状を形成する。

【００２３】モータコントローラ９０は線量制御ユニッ
ト９６に接続されている。このユニットは線量計測コン
トローラを有しており、このコントローラは放射ビーム
の設定値を形成して等線量曲線を得るために中央処理ユ
ニット２８に接続されている（図２を参照）。放射ビー
ムの出力は測定チャンバ７４で測定される。設定値と実
際値との間の差に応じて、線量制御ユニット９６は信号
をトリガ装置６０へ供給し、このトリガ装置は周知の手
段でパルス反復周波数を変更して放射ビーム出力の設定
値と実際値との間の差が最小化されるようにする。患者
によって吸収される線量はコリメータプレート８２ａ、
８４ａの運動に依存する。中央処理ユニット２８はプロ
グラムの実行およびコリメータプレート８２ａ、８４ａ
の開放ないし閉鎖を制御して、所望の強度プロフィルに
相応する放射線を送出する。中央処理ユニット２８は例
えば米国特許第５７２４４０３号明細書に記載された他
の特徴を有していてもよく、そこに示された内容は引用
により本発明に組み込まれる。

【００２４】放射線治療装置は本発明の範囲から離れな
いかぎり、ここで説明し図示しているものと異なってい
てもよいと理解されたい。上述の治療装置２０は後述の
最適化プロセスに相応した治療を行うために使用される
装置の一例である。

【００２５】アーク放射線治療では治療エリアの輪郭は
マルチリーフコリメータによりコリメータが円弧状の経
路を通って運動するのにしたがって形成される（図１〜
図４を参照）。コリメータリーフは有利にはガントリ３
６が軸線Ａを中心として回転する間固定位置にとどま
る。マルチリーフコリメータはしたがって放射ビームの
軸線Ｒを中心として回転するように構成されており、こ
の軸線Ｒは少なくとも１部のリーフを含む平面に対して
垂直に延在する中央軸線に一致する（図１を参照）。分
解能を改善し治療エリアの輪郭を成形するために、放射
線は少なくとも２つの別個の治療フィールドで送出され
る。すなわち長手方向でｘ軸線に沿って延在するように
配向されたリーフのコリメータのフィールドと（図５、
図６を参照）、ほぼ９０°回転されｙ軸線に沿って延在
するリーフのコリメータのフィールドとである（図５、
図７を参照）。図５には治療エリアＴと２つの異なるコ
リメータ方向に配置されたマルチリーフコリメータとに
よって治療エリアの境界線が規定される様子が平面図で
示されている。リーフ２００は長手方向でｘ軸線に沿っ
て延在しており、コリメータの配向はオフセット０゜で
ある。リーフ２０２（図５の破線で示された部分）は長
手方向でｙ軸線に沿って延在しており、コリメータの配
向はオフセット９０°である。図５には治療エリアの境
界部での分解能を増大させるために２つの異なるコリメ
ータ方向に放射線を印加することが示されている。リー
フ２００、２０２はコリメータが同じ方向にとどまって
いる間長手方向に運動し、さらに分解能を増大させるこ
とができる。放射線治療に使用されるリーフ位置の数お
よびコリメータ方向は、どの程度微細な分解能が所望さ
れるか、またはどれだけ“スムーズな”輪郭が所望され
るかに依存している。複数の強度フィールドを使用すれ
ば、放射を異なるコリメータ方向および種々の長手方向
のリーフ位置で発生させ、所望の輪郭を治療エリアの周
囲エッジに沿って形成することができる。

【００２６】放射線を２つ以上の治療フィールドを介し
て供給しなければならない場合、リーフはコリメータが
オフセット０゜の位置、オフセット９０゜の位置、また
はこれら２つの位置にある間に再配置される。例えばコ
リメータのオフセット０゜の位置で第１の治療フィール
ドが定められるようにリーフが位置決めされ、ガントリ
３６が円弧状の経路を通って第１の位置Ａから第２の位
置Ｂへ運動する（図４を参照）。ガントリ３６が位置Ｂ
にある間にリーフは長手方向で運動し、放射線の発生さ
れるエリアが僅かに増大されて、第２の治療フィールド
が定められる。すなわち対向側のリーフ対が相互に引き
離される。リーフと治療フィールドとの相対位置につい
ては、例えばA.Siochiによる米国特許出願第０９／６４
２５５３号明細書（事務所書類番号９９Ｅ９４５６Ｕ
Ｓ）に記載されており、この明細書の内容は引用により
本明細書に組み込まれている。ガントリ３６は位置Ｂか
ら位置Ｂへ戻り方向で同じ円弧状の経路を通って運動
し、その間第２の治療フィールドへ放射が発生される。
ガントリが位置Ａに達した後、コリメータは軸線Ｒを中
心として回転し（図１を参照）、９０゜オフセット位置
へいたる。そこでリーフがさらに調整され、第３の治療
フィールドが定められる。ガントリ３６はもう一度円弧
状の経路を通って位置Ａから位置Ｂへ運動し、その間に
放射線が第３の治療フィールドを介して供給される。リ
ーフは再配置されて（例えば長手方向へ運動して）第４
の治療フィールドが定められ、ガントリ３６はもう一度
円弧状の経路を通って第４の治療フィールドへ放射線を
供給する。ガントリ３６は有利には位置Ａ，Ｂの間を同
じ円弧状の経路を通って往復運動するが、本発明の範囲
内で、別の円弧状の経路を通って異なる位置へ運動する
こともできる。

【００２７】ガントリ３６は１つの治療フィールドごと
に少なくとも１回円弧状の経路を通って回転される（図
４を参照）。偶数個の治療フィールドが使用される場合
（すなわちガントリがアークを２回通過する場合）に
は、リーフがｘ軸線に沿って延在しているときに放射線
の規定量の１／２が送出され、リーフがｙ軸線に沿って
延在しているときに残りの１／２が送出される。奇数個
の強度フィールドを発生させる場合には、コリメータが
オフセット０゜の位置またはオフセット９０゜のどちら
かの位置にあるとき付加的な治療フィールドに対して放
射線が発生される。放射線量は有利には全ての治療フィ
ールドに対して均等に分配される。

【００２８】治療フィールドは治療エリアの強度マップ
を展開することにより規定され、強度マップは２つ（ま
たはそれ以上）の直交する治療フィールドへ変換され
る。すなわち一方はコリメータが０゜位置における放射
線発生フィールドであり、他方はコリメータが９０゜位
置における放射線発生フィールドである。図８には１ｃ
ｍ×１ｃｍの複数のマクロセル１００（実線で示された
セル）が４つの５ｍｍ×５ｍｍのマイクロセル１０２
（破線で示されたセル）へ分割される様子が示されてい
る。５ｍｍ×５ｍｍのマイクロセル１０２はマクロセル
１００を２つの直交する強度マップ、すなわち一方は分
解能５ｍｍ×１０ｍｍ、他方は分解能１０ｍｍ×５ｍｍ
のマップへ変換するのに使用される。強度マップを４つ
の５ｍｍ×５ｍｍのマイクロセル１０２へ分割するプロ
セスの例は Siochi による１９９９年１月２０日付米国
特許出願第０９／２３４３６４号明細書に記載されてい
る。この明細書の内容は引用により完全に本発明に組み
込まれている。５ｍｍ×５ｍｍのマイクロセル１０２を
グループ化することにより、５ｍｍ×５ｍｍの分解能の
フィールドの治療に対して図３に示された１ｃｍのリー
フを有するマルチリーフコリメータを使用することがで
きる。

【００２９】図９には５ｍｍ×５ｍｍのマイクロセル１
０６、１０８、１１０、１１２から成る強度マップから
形成されたマトリクスの実施例が概略図で示されてい
る。各マイクロセル１０６、１０８、１１０、１１２は
放射線で治療すべきフィールド内のそれぞれのセクショ
ンである。各マイクロセル１０６、１０８、１１０、１
１２内の番号０、１、１、２はそれぞれフィールド内部
での位置に対する放射線強度を表しており、モニタ単位
ｍｕまたは相対モニタ単位強度（例えば１×１０ ^２ｍ
ｕ）で示されている。強度マップの５ｍｍ×５ｍｍの分
解能を発生させるために、マトリクス１０４は２つの直
交マトリクス１１６、１１８へ分解され、これらはそれ
ぞれ１ｃｍ×５ｍｍの分解能と５ｍｍ×１ｃｍの分解能
とを有する。１ｃｍ幅のリーフを有するマルチリーフコ
リメータはここで５ｍｍ×５ｍｍの分解能を有する強度
マップを発生させるのに使用される。例えば図１０に示
されているように配置されたリーフ対９７、９８は図９
のマトリクス１１６に示された強度マップを発生させる
のに使用される。放射線量（例えば１ｍｕ）はマトリク
ス１０４のマイクロセル１０８、１１２に相応するフィ
ールドへ印加される。その場合コリメータはほぼ９０゜
回転され、マトリクス１１８に示されている強度マップ
を図１１に示されたリーフ位置で発生させる。コリメー
タが９０゜回転されると、所定の放射線量（例えば１ｍ
ｕ）がマトリクス１０４のマイクロセル１１０、１１２
に相応するフィールドへ印加される。２回の放射線印加
の結果として、２ｍｕの線量がマイクロセル１１２に相
応するフィールドへ、１ｍｕの線量がマイクロセル１０
８、１１０に相応するフィールドへ加えられ、マイクロ
セル１０６に相応するフィールドには放射線は印加され
ていない。このようにマトリクス１０４を直交マトリク
ス１１６、１１８へ分解することにより、５ｍｍ×５ｍ
ｍの分解能の治療が１ｃｍ幅のコリメータリーフを使用
して行われたことになる。

【００３０】以下の説明では、オリジナルの入力強度マ
ップをマクロマトリクスとし、マクロマトリクス内の４
つのマイクロセルのグループをマイクロマトリクス（ま
たはマトリクス）として定義する。強度マップを直交す
るマップへ分解するために、マイクロマトリクス（マト
リクス）１００の各列の垂直グラジエントをそれぞれ相
互に等しくし、かつこのマイクロマトリクスの各行の水
平グラジエントを相互に等しくしなければならない（図
８を参照）。これにより１ｃｍ×１ｃｍのエリアが１つ
のコリメータ位置の１つのリーフ対とこれに直交するコ
リメータ位置の他のリーフ対との交点の下方に生じる。
例えば水平グラジエントがセル１０２（図８を参照）を
有するマイクロマトリクスに対して等しい場合、次式 ｂ−ａ＝ｄ−ｃ が成り立つ。ここでａ，ｂ，ｃ，ｄは図８のマイクロマ
トリクスの位置に相応する強度値である。同様に、垂直
グラジエントが等しい場合、次式 ｃ−ａ＝ｄ−ｂ が成り立つ。

【００３１】異なる分解能が要求される場合には、強度
マップを５ｍｍ×５ｍｍ以外の寸法を有するマイクロセ
ルへ分解することもできる。例えば各マクロセルは９つ
のマイクロセルへ分割することもでき、この場合には強
度マップは１ｃｍ×１／３ｃｍの分解能と１／３ｃｍ×
１ｃｍの分解能を有する２つの直交強度マップとして形
成される（例えば上掲の米国特許出願第０９／２３４３
６４号明細書を参照）。また１ｃｍ幅以外のリーフを備
えたマルチリーフコリメータを使用することもでき、相
応にマイクロセルの寸法はリーフ幅の１／ｎ倍となる。
ここでｎは正の整数（例えば２または３）である。

【００３２】図１２はマルチリーフコリメータを用いた
コンフォーマルアーク放射線治療を行うプロセスを示し
たフローチャートである。ステップ３００で強度マップ
がまず治療エリアＴに対して規定される。セルはグルー
プ化され、マトリクスが形成される（ステップ３０
２）。ステップ３０３でマトリクスは米国特許出願第０
９／４５７６０１号明細書に記載されているようにフィ
ルタリングされる。各マトリクスは直交マトリクスへ分
解される（ステップ３０４）。コリメータはまずオフセ
ット０゜方向で位置決めされる（ステップ３０６）。リ
ーフは第１の治療フィールドを規定するように配置され
（ステップ３０８）、コリメータが円弧状の経路を通っ
て治療エリア上方を運動する間、放射線が第１の治療フ
ィールドを介して供給される（ステップ３１０）。放射
線が第１の治療フィールドに対して発生された後、コリ
メータはビーム軸線Ｒを中心としてほぼ９０゜回転され
る（ステップ３１２）。リーフはその後長手方向で第２
の治療フィールドを規定するように運動し（ステップ３
１４）、コリメータは円弧状の経路を通って戻り方向で
運動し、その間に第２の治療フィールドを介して放射線
を供給する（ステップ３１６）。リーフはコリメータの
配向を変更する前に再配置され、これにより付加的な治
療フィールドが規定される。治療フィールドへの放射線
送出のシーケンスを変更してリーフの移動量を低減する
こともできる。

【００３３】本発明を図示の実施例に則して説明した
が、当業者は本発明の範囲内でこれらの実施例に種々の
変更を加えることができる。したがって上述の説明およ
び添付図に含まれている全ての事項は単に例示に過ぎず
何ら限定を意味するものではないと理解されたい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による放射線治療装置および治
療コンソールと、治療のために治療装置内に横たわって
いる患者とを示す図である。

【図２】図１の放射線治療装置の部分を示すブロック図
である。

【図３】図１の放射線治療装置での治療に対して位置決
めされたマルチリーフコリメータのリーフを示す概略図
である。

【図４】図１の放射線治療装置においてガントリが円弧
状の経路を通って運動する様子を前面から見た図であ
る。

【図５】２つの個々の治療フィールドに対するリーフ位
置を示す部分平面図である。

【図６】オフセット０゜の位置に位置決めされたマルチ
リーフコリメータの平面図である。

【図７】オフセット９０゜の位置に位置決めされたマル
チリーフコリメータの平面図である。

【図８】強度マップ内に配置されたセルの概略図であ
る。

【図９】０゜のマトリクス成分および９０゜のマトリク
ス成分に分解されたマトリクスを示す図である。

【図１０】図９の０゜のマトリクスで指定された線量を
印加するための対向リーフ対を示す平面図である。

【図１１】図９の９０゜のマトリクスで指定された線量
を印加するための対向リーフ対を示す平面図である。

【図１２】マルチリーフコリメータを用いたコンフォー
マルアーク放射線治療のプロセスを示すフローチャート
である。

【符号の説明】

２０ 放射線治療装置 ２４ 治療ヘッド ２６ ハウジング ２８ 中央処理ユニット ３０ 治療プロセスユニット ３６ ガントリ ３８ 治療台 ４０ ディスプレイモニタ ４２ キーボード ５０ 電子ビーム ５２ 電子アクセラレータ ５４ 電子銃 ５６ 導波体 ５８ ガイドマグネット ６０ トリガシステム ６２ インジェクタ ６４ ウィンドウ ６８ 通過部 ７０ シールドブロック ７２ 散乱フォイル ７４ 測定チャンバ ８０ ビームシールド装置 ８２ａ〜ｉ、８４ａ〜ｉ リーフ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C082 AA01 AC06 AE03 AG02 AG12 AG24 AG52 AL01 AN02

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マルチリーフコリメータ（８０）を放射
   線源と治療エリアとの間で位置決めして放射線の一部を
   ブロックし、第１の治療フィールドを定め、その際にコ
   リメータリーフ（２００）が長手方向で第１の方向
   （Ｘ）に延在するようにコリメータを位置決めするステ
   ップと、 マルチリーフコリメータを第１の円弧状の経路を経て治
   療エリアの上方へ運動させ、その間放射線を第１の治療
   フィールドを介して第１の治療エリアへ供給するステッ
   プと、 マルチリーフコリメータを少なくとも一部のリーフを含
   む平面に対してほぼ垂直に延在する中心軸線（Ｒ）を中
   心として回転させ、リーフ（２０２）により第２の治療
   フィールドを定めるステップと、 マルチリーフコリメータを第２の円弧状の経路を経て治
   療エリアの上方で運動させ、その間放射線を第２の治療
   フィールドを介して治療エリアへ供給するステップとを
   有する、ことを特徴とする放射線源から治療エリア
   （Ｔ）へ放射線を供給する方法。
2. 【請求項２】 マルチリーフコリメータ（８０）を第１
   の円弧状の経路を経て運動させるステップでコリメータ
   を第１の位置から第２の位置へ運動させ、マルチリーフ
   コリメータを第２の円弧状の経路を経て運動させるステ
   ップでコリメータを第２の位置から第１の位置へ回転さ
   せる、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 第１の円弧状経路は第２の円弧状経路と
   同じジオメトリを有する、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 第１の円弧状経路は同じスタート位置お
   よびエンド位置を有する、請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】 マルチリーフコリメータが第１の円弧状
   の経路を経て運動した後にリーフを長手方向で運動させ
   て第３の治療フィールドを定めるステップと、マルチリ
   ーフコリメータを第１の円弧状の経路を経て反対方向へ
   戻す間に放射線を第３の治療フィールドを介して供給す
   るステップとを有する、請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】 リーフを長手方向で運動させるステップ
   で対向リーフ対を相互に引き離すように運動させる、請
   求項５記載の方法。
7. 【請求項７】 治療エリア（Ｔ）をそれぞれ所定の治療
   強度レベルを有する複数のセルに分割するステップと、
   セル（１０２）をグループ化して複数のマトリクス（１
   ０４）を形成し、各マトリクスがコリメータリーフの幅
   にほぼ等しい寸法を少なくとも１ヶ所有するようにし、
   各マトリクスを直交マトリクス（１１６、１１７）へ分
   解するステップとを有する、請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】 放射線をリーフ幅の１／２の分解能で供
   給する、請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】 コリメータリーフは１ｃｍ幅を有し、セ
   ルはほぼ１ｃｍ×５ｃｍの幅を有する、請求項７記載の
   方法。
10. 【請求項１０】 マルチリーフコリメータ（８０）を回
    転させるステップで、リーフが長手方向で第１の方向
    （Ｘ）に対してほぼ垂直な第２の方向（Ｙ）に延在する
    ようになるまでコリメータを回転させる、請求項１記載
    の方法。
11. 【請求項１１】 第１の治療フィールドへ放射線を供給
    するステップで所定の放射線量の１／２を供給し、第２
    の治療フィールドへ放射線を供給するステップでは所定
    の放射線量の残りの１／２を供給する、請求項１記載の
    方法。
12. 【請求項１２】 線源からの放射をブロックし、かつ線
    源と治療エリアとの間のアパーチャを定めるマルチリー
    フを備えたコリメータ（８０）を有しており、 該コリメータは円弧状の経路を通って治療エリアの上方
    を運動するように操作可能であり、放射線源から放射さ
    れる放射ビームの中心軸線を中心として回転され、 コントローラ（３０）を有しており、該コントローラに
    よりリーフの位置決めによって第１の治療フィールドが
    定められ、コリメータが第１の円弧状の経路を通って運
    動する間に放射線が第１の治療フィールドを介して供給
    され、コリメータが前記中心軸線を中心として回転さ
    れ、コリメータが第２の円弧状の経路を通って運動する
    間に放射線が第２のフィールドを介して治療エリアへ供
    給される、ことを特徴とする放射線源から治療エリア
    （Ｔ）へ放射線を供給する装置。