JP2002186675A - 追尾型照射システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮蔽空間に存在する照射対象物の位置が変動
してもそれを追尾して照射し続けることができる追尾型
照射システムを提供する。 【解決手段】 追尾型照射システムを、磁気を利用した
照射目的位置検出用センサ装置と、照射方向可変の照射
装置から構成する。

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、レーザー
等の照射を行う追尾型照射システムに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】放射線やＸ線、レーザー等は工業分野、
医療分野など広く使われており、目的位置に三次元的に
正確に照射する技術は既に確立している。従来、医療用
として、特に放射線による癌治療には、Ｘ線、ガンマ
線、電子線及び速中性子線等が利用されてきた。これら
の放射線は身体表面近くで放射線強度が最も強いため、
深部の癌を治療する場合には、正常な体表面付近の組織
をも傷つけてしまう可能性が大きい。

【０００３】一方、陽子線は身体表面から一定の深さで
線量が最大になるブラッグピークＰを形成し、その後急
速にゼロになるという特性をもつ。しかし、この陽子線
も正確に患部に照射する必要がある。従来の患者患部位
置決め手段を有する放射線照射装置（引用技術）は、例
えば、特開２０００−１４０１３７号公報に示されるよ
うなものであった。以下、従来例とその引用技術とを図
面に基づいて説明する。

【０００４】この引用技術では、患者患部の位置決め
は、まず、ビーム軸と患部の照射中心を、ノズル内と照
射空間に設置したクロスレーザーポインタを用いて患部
体表面上の基準マーキングと一致させることで水平垂直
の粗決めを行い、その後、照射空間に設置された、電子
信号による画像再構築を行うＤＲＲ（ＤｉｇｉｔａｌＲ
ａｄｉｏｇｒａｐｈｙ Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏ
ｎ）装置から得られる患者患部の水平垂直のＸ線画像情
報を、治療計画で設定された照射位置に一致させるよう
にベッドを移動させることで精密位置決めを行う手順で
実施される。

【０００５】また、患部の精密な位置決めができる前提
として、ビーム軸（ノズル）及び照射中心位置の再現性
も含んだ位置精度が十分確保されることが要求される。
更に、放射線照射による癌の治療では、周辺の正常組織
が回復不能な影響を受けないよう、癌組織のみに致死的
な線量を集中することが理想であり、陽子線治療は、物
質に入射した陽子線が、停止する直前にブラッグピーク
Ｐで最大の線量を与えるという性質を利用して、癌組織
のみをこのブラッグピークＰで被うことにより、この理
想を実現しようとするものである。

【０００６】ところで、加速器から得られる陽子線は細
いビーム状であり、そのエネルギー（ブラッグピークの
深さ）も一定である。一方、癌組織は、様々な大きさと
複雑な形状を持ち、その体内における深さも一定ではな
く、また、陽子線が通過しなければならない組織の密度
も一様ではない。

【０００７】従って、陽子線治療を行うためには、陽子
線ビームを、（１）癌全体を一度に照射できる位の幅広
いビームに拡大し、（２）癌の深さに応じてそのエネル
ギーを調整し、（３）奥行きのある癌組織全体を一様に
照射できるよう、癌の厚みに応じてエネルギー分布を持
たせ、更に、（４）癌の輪郭や陽子線が通過する組織の
不均一さに応じた補正を加える必要がある。

【０００８】また、このようにして癌の形状や深さに合
わせて調整した陽子線を、照射条件通りに、患者の体内
の癌組織に正確に照射して、計画通りの線量分布及び線
量値になるよう、許容誤差内で照射する必要がある。

【０００９】これを実現するためには、計画した線量分
布をボーラスやコリメータ等の照射の形成装置で精度良
く実現するだけでなく、患部の照射位置を精度良く決め
る必要がある。

【００１０】図１１はその陽子線治療等の放射線治療に
用いられている患部位置決め装置の構成の一例を示す図
である。

【００１１】この図に示すように、全体システムは、治
療計画装置１１０と、位置ずれ検出用計算機１２０と、
放射線照射装置１３０と、患者１０８が固定される６自
由度の治療ベッド１４０と、前記治療計画装置１１０と
位置ずれ検出用計算機１２０等を接続する、例えばイー
サネット（登録商標）等のネットワーク１５０と、から
構成される。

【００１２】前記放射線照射装置１３０は、一方が固定
式照射部に固定された、例えば２組のＸ線発生装置（Ｘ
線源とも称する）１３２と、患者１０８を透過してきた
Ｘ線透過画像を撮影する、同じく２組の、一方が固定さ
れたＸ線透過画像撮影装置１３４を含んでいる。また、
図において、治療計画装置１１０、位置ずれ検出用計算
機１２０において、１１２，１２２はハードディスク等
の記憶媒体、１１４，１２４はキーボード等の入力装
置、１１６，１２６はマウス等のポインティングデバイ
ス、１１８，１２８はディスプレイである。

【００１３】そこで、放射線治療では、まず、放射線の
照射計画（治療計画と称する）を決定するために、Ｘ線
ＣＴを撮影する。治療計画では、このＸ線ＣＴ断層画像
（ＣＴ画像と称する）を用いて、照射する患部の位置や
大きさを把握し、照射方向や厚さ等の条件（いわゆる照
射パラメータ）を決定する。

【００１４】放射線は、この照射パラメータに基づいて
照射されるが、Ｘ線ＣＴ撮影装置と治療装置は異なる装
置であるため、治療ベッド１４０上の患者１０８の座標
系と、治療計画時に用いたＸ線ＣＴの座標系との間に
は、若干のずれが生じることになる。

【００１５】従って、治療計画通りに正確に患部に照射
を行うためには、この座標系のずれを補正する必要があ
る。ずれ量を正確に測定できれば、例えば６自由度の治
療ベッド１４０により、患者位置の補正が可能である。

【００１６】以下、従来の位置ずれ検出方法について説
明する。

【００１７】（１）固定具等の準備 放射線治療を行うことが決定した患者について、照射の
際に患部が動かないように固定するための固定具を作製
すると共に、必要に応じて、例えば直径０．６ｍｍ長さ
３ｍｍ程度の金属マーカーを患者の体内に埋め込む。な
お、患者の骨自体をマーカーとする場合もある。 （２）Ｘ線ＣＴの撮影 作製した固定具を患者に装着し、Ｘ線ＣＴカメラでＣＴ
画像を撮影する。ＣＴ画像は、治療計画装置１１０に転
送され、この治療計画装置１１０内の記憶媒体１１２上
に記憶される。 （３）治療計画の作成 オペレータは、まず、治療計画装置１１０上でＣＴ画像
をディスプレイ１１８の画面に表示し、以下のような項
目を、ポインティングデバイス１１６等を用いて設定す
る。

【００１８】ａ．照射の対象となる患部 ｂ．照射を行ってはならない重要組織（例えば、眼球、
脊髄等）の位置、大きさ、形状 ｃ．位置ずれ量を計算する際の基準として用いるマーカ
ーの位置 次に、計算機シミュレーションによって、重要組織を損
傷せず、患部組織のみに放射線の照射線量を集中させる
ような、照射方向及び照射エネルギー、照射回数等の条
件（照射パラメータ）を試行錯誤的に決定する。決定さ
れた照射パラメータは、治療計画装置１１０の記憶媒体
１１２中に保存される。 （４）参照画像の作成 治療計画作成後、後に用いるずれ検出用参照画像とし
て、Ｘ線ＣＴ撮影時の座標系で、互いに直角な２方向、
例えば治療室の水平方向（０°方向）及び垂直方向（９
０°方向）から撮影した場合のＸ線透過画像を、治療計
画装置１１０上でＣＴ画像からシミュレーションにより
作成し、治療計画装置１１０の記憶媒体１１２に保存す
る。このシミュレーション画像を参照画像と称する。 （５）マーカーの位置付け 位置ずれ検出用計算機１２０のディスプレイ１２８の画
面上に、参照画像及びＸ線透過画像を、例えば左右に並
べて表示し、両画像間で対応するマーカーを、ポインテ
ィングテバイス１２６等を用いて、オペレータが指定す
る。 （６）ずれ量の計測 上記（５）で対応付けられたマーカーの２次元座標を元
にして、透過撮影画像平面内におけるマーカーのＸ，Ｙ
方向の平行ずれ量ｄｘ、ｄｙ及び回転ずれ量θｚを、最
小２乗法等の近似法を用いて計算する。この計算は、０
°方向、９０°方向の各画像についてそれぞれ独立に行
い、各方向のずれ量が互いにもたらす干渉については考
慮しない。 （７）ベッドの位置合わせ 上記（６）で計算されたずれ量分だけ、治療ベッド１４
０を２次元方向に移動する。

【００１９】このような従来の位置ずれ検出方法では、
参照画像及びＸ線透過画像内にあるマーカーの座標に基
づいて、治療ベッド１４０上の姿勢を求め、姿勢ずれを
計測するためには、各画像内のマーカー位置の入力をで
きるだけ正確に行うことが重要である。しかしながら、
現在の位置合わせ方式では、常に固定した方向から透過
画像を撮影するため、マーカーの位置によっては、例え
ば、マーカーと近い輝度の部位と重なり合う位置で撮影
され、コントラストの低い場合や、複数のマーカーが近
い位置、あるいは重なった位置で撮影され、他のマーカ
ーとの区別が難しい場合等、透過画像中のマーカー位置
の入力が困難な場合がある。

【００２０】この対策として従来は、Ｘ線透過画像の撮
影とマーカーの対応付けとを改良して、ＣＴ断層画像中
のマーカーの３次元座標を元に、Ｘ線透過画像撮影時に
全てのマーカーが最も見やすく撮影できるような最適撮
影角度を求め、その最適撮影角度で参照画像を作成する
ようにしている。それについては以下のようになる。

【００２１】（Ｘ線透過画像の撮影）図１２は従来の改
良型の放射線治療の患者位置決め装置（引用技術）の全
体システム構成例を示すブロック線図である。

【００２２】まず、従来法と同じＸ線透過画像撮影装置
１３４で、透過画像を撮影する。単に０°と９０°の２
方向から撮影するのではなく、Ｘ線透過画像撮影装置１
３４を０°方向から９０°まで回転させながら、一定角
度Δθおきに、複数の方向から撮影する点が、従来法と
は異なる。Δθの値は、小さくなるほど撮影するＸ線透
過画像の枚数が多くなり、後に計算で得られるマーカー
の３次元座標の精度向上が期待されるが、逆に、計算に
必要な設定項目や計算時間が増加するため、システムに
要求される位置精度と処理時間に応じて、試行錯誤的に
決めるしかない。ここで撮影されたＸ線透過画像は、位
置ずれ検出用計算機１２０に転送され、その記憶媒体１
２２に保存される。 （マーカーの対応付け）まず、３次元位置ずれ検出用計
算機１６０に、作成した参照画像及び参照画像中のマー
カーの座標位置を治療計画装置１１０から撮影したＸ線
透過画像を前記位置ずれ検出用計算機１２０から、それ
ぞれネットワーク１５０経由で転送し、記憶媒体中に保
存する。次に、同方向から撮影した参照画像及びＸ線透
過画像を、３次元位置ずれ検出用計算機１６０のディス
プレイの画面上に、例えば左右に並べて表示する。オペ
レータは、ポインティングデバイスを用いて、表示され
たＸ線透過画像中のマーカー部位を入力し、更に、Ｘ線
透過画像と参照画像のマーカーの対応付けを行う。

【００２３】この作業は、全ての撮影角度のＸ線透過画
像及び参照画像について行う。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】放射線照射による治療
における最大の問題点は、正常組織の被爆にある。強い
線量の放射線を照射することで治癒率は高まるものの、
周辺の正常組織の被爆量が増加してしまう。そこで、上
記の例のように、放射線を細く絞り、患部のみに多方向
から照射することにより周辺組織の被爆量を低減させる
試みがなされているが、患部が呼吸等で移動する臓器内
にある場合、臓器位置が時間的に変化するため、照射位
置も時間的に移動させる必要がある。

【００２５】しかしながら、照射中に患部位置を正確に
知る手段がないため、正常組織の耐容線量内の少ない放
射線を患部の移動を見込んだ広い空間に照射せざるをえ
ず、放射線治療の能力を損なっているのが現状である。
また、患部が頭部にある場合には、患部位置の時間的変
化はないが、照射中の患者頭部を完全に固定しておく必
要があり、患者に与える苦痛が大きい。また、上記した
従来の方式では、腹部で±５ｍｍ程度の位置ずれ検出精
度しか得ることができず、誤差±２ｍｍの高い精度で照
射する必要のある陽子線照射やラジオサージェリのビー
ムの特徴を十分に活かすことができなかった。

【００２６】ところで、本願発明者らはマイクロマシン
システム（「移動可能なマイクロマシンおよびその移動
制御システム」（特願平１１−３７４２４８）をすでに
提案しており、このマイクロマシンシステムは、生体内
をリモートで自由に移動でき、その位置をリアルタイム
モニタできるマシンである。

【００２７】そこで、このマシンを生体内に挿入し、患
部位置へ移動させて留置し、その位置をリアルタイムで
モニタすれば、患部位置が時間的に変化しても常にその
位置がモニタできることに着目した。

【００２８】これができれば、モニタした位置座標を放
射線照射装置に与えることにより、常にマシン位置、す
なわち患部位置を知ることができ、患部位置を追尾しつ
つ、局所的な照射を行う放射線治療が可能となる。

【００２９】しかし、これにも問題があった。照射対象
物の位置が時間的に変化する場合には、照射目的位置を
追尾して照射する必要がある。これを実現する既存の方
法の一つとして、画像処理技術を用い、目的位置画像を
コンピュータに取り込んで処理し、照射対象物の時間的
位置変化を画像から検出して照射方向を変化させること
により追尾する方法がある。しかしながらこの方法で
は、対象物が遮蔽空間にあるなどして目視できない場合
には適用できない。

【００３０】本発明は、上記状況に鑑みて、遮蔽空間に
存在する照射対象物の位置が変動してもそれを確実に追
尾して照射し続けることができる追尾型照射システムを
提供することを目的とする。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、 〔１〕追尾型照射システムにおいて、磁気を利用した照
射目的位置検出用センサ装置と、照射方向可変の照射装
置からなることを特徴とする。

【００３２】これにより、体内で移動するマイクロマシ
ン本体の位置をリアルタイムモニタすることができ、患
部が移動しても常に放射線を患部に正確に照射できる。

【００３３】また、磁気を利用した位置検出装置は体内
や真空槽内、水中といった光や電波を利用した位置検出
が困難な場所においてもリアルタイムで位置検出が可能
であるため、従来位置検出不可能であった環境下におか
れた対象物の位置を検出でき、位置の変化に件い照射位
置を変化させて対象物を追尾しながら照射することを可
能にする。

【００３４】〔２〕上記〔１〕記載の追尾型照射システ
ムにおいて、照射目的位置検出用センサ装置が、あらか
じめ目的位置に埋設する１個または複数個の磁気マーカ
ーと、この磁気マーカーが発する磁気情報を読み取る磁
界センサと、この磁界センサの出力に基づいて前記磁気
マーカー位置を演算し前記照射目的位置を示す信号とし
て出力する手段からなることを特徴とするものである。

【００３５】〔３〕上記〔２〕記載の追尾型照射システ
ムにおいて、前記磁気マーカーを、直流磁界あるいは交
流磁界を発生するようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００３６】〔４〕上記〔２〕記載の追尾型照射システ
ムにおいて、前記磁気マーカーを、磁界を発生し、ワイ
ヤレスで移動可能なマイクロマシン本体としたことを特
徴とする。

【００３７】なお、マイクロマシンの移動制御システム
は、位置検出部が検出したマイクロマシン本体の位置
と、マイクロマシンを到達させたい目的位置との情報に
基づいて、マイクロマシン本体が進行する最適条件での
方向を割出し、磁界変向手段による回転磁界の向きの変
更を制御する制御部を有してなることが好ましい。

【００３８】このようにすれば、マイクロマシン本体を
到達させたい目的位置のみを入力しておくだけで、自動
的にマイクロマシン本体を目的位置に到達させることが
可能となる。

【００３９】なお、移動可能なマイクロマシンの移動制
御システムは、回転磁界を発生させる磁界発生部と、前
記磁界発生部が発生した回転磁界を受け、回転して推力
を得るロボット本体とを有し、前記磁界発生部にて形成
される回転磁界面が３次元空間内で所定方向に変更可能
になることが好ましい。このようにすれば、前記マイク
ロマシン本体は、外部から印加される回転磁界の回転面
に垂直の姿勢を保ちながら推進を行う。このことから、
磁界の回転面を変えることでマシンの推進方向も変える
ことができる。

【００４０】なお、マイクロマシン本体は、上記装置に
おいて、長手方向の軸と直角方向に磁化方向を有する磁
石が搭載された棒状の本体に、回転運動を推進力に変換
する推力発生部が設けられ、外部から回転磁界を与える
ことによって本体が軸方向へ移動可能になっているお
り、このマイクロマシン本体の長手方向端部にドリル部
が設けられているものが好ましい。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しながら説明する。

【００４２】図１は本発明の第１実施例の追尾型照射シ
ステムの構成図である。

【００４３】照射対象は、放射線、Ｘ線、陽子線、レー
ザー等の電磁波となる。ここで磁気マーカー１は磁石を
用い、直流磁界を位置情報として発信する。磁石が発生
する磁界２は磁石のまわりに発生し、その場所ごとの強
度は理論的に算出できるため、磁界センサ３で磁界を検
出し、検出された磁界ベクトルをコンピュータ４で演算
し、位置座標情報を得る。コンピュータ４は、算出した
位置情報を照射できるようレーザー照射装置５を制御
し、レーザービーム６が算出された磁気マーカー１の位
置を照射する。いま、磁気マーカー位置が時間的に変化
しても、位置情報を算出するために必要な演算時間は
０．１秒以下であるため、リアルタイムで常にレーザー
は磁気マーカー位置を照射できる。これにより、追尾型
の照射システムが実現される。

【００４４】ここで用いた磁気マーカー１は、直径１．
０ｍｍ、長さ５ｍｍのＮｄＦｅＢ磁石であり、磁界セン
サ３は高感度で磁界測定可能なフラックスゲートセンサ
を用いた。位置検出のための演算を行うコンピュータ４
はクロック周波数２３３ＭＨｚのＣＰＵを１個有するパ
ーソナルコンピュータを用いた。レーザービーム６は、
出力１００ｍＷのＨｅＮｅレーザーを用いた。

【００４５】この照射目的位置検出用センサ装置を用
い、磁気マーカー３１の位置を追尾してレーザー照射を
行った結果、磁気マーカー３１の移動振幅４ｃｍ、移動
周波数２Ｈｚでもレーザー照射が十分追尾でき、本セン
サ装置の有用性があきらかとなった。

【００４６】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００４７】以下、本発明の磁気マーカーを構成するマ
イクロマシンと、そのマイクロマシンの移動制御システ
ムを図面に基づき説明する。

【００４８】まず、図３は、本発明の磁気マーカーの実
施の一形態であるマイクロマシンの移動制御システム構
成を示すブロック図である。

【００４９】本実施例の移動制御システムは、図３に示
すように、後述するマイクロマシン本体１１に非接触に
て回転力を付与するための、回転磁界を形成する３対の
磁界生成コイル１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚと、各磁界生成
コイル１２Ｘ〜１２Ｚに後述するコンピュータ１８より
出力される制御出力に基づいて電力を供給する電源装置
１３と、前記マイクロマシン本体１１が形成する磁界を
検出する磁気センサ装置（ユニット）１５及び１６と、
この磁気センサユニット１５及び１６にて検出された磁
界より、マイクロマシン本体１１の３次元的な現在位置
を算出するとともに、その現在位置と目標の位置とか
ら、最適な進行経路を割出し、その進行経路上をマイク
ロマシン本体１１が移動するように、その進路方向を決
定して前記電源装置１３により印加される各磁界生成コ
イル１２Ｘ〜１２Ｚの電力を制御して各磁界生成コイル
１２Ｘ〜１２Ｚにより形成される回転磁界を変更してマ
イクロマシン本体１１の進路を前記決定した進路方向へ
変更させるコンピュータ１８と、から構成されている。

【００５０】３対の磁界生成コイル１２Ｘ，１２Ｙ，１
２Ｚは、図３の場合は、箱形を構成するが、人体を対象
とする場合には、例えば、患部が胸部にあるとき、胸部
を包むように箱形とするか、全身が入る箱形とするか、
それらの途中の大きさにするかは任意に設定できる。そ
の際、特定のコイルの面積が人体により縮小した場合、
対向する１コイルのみでなく複数のコイルの作用磁界を
合成することにより、マイクロマシン本体１１に作用す
る磁界の強度を確保する。

【００５１】この実施例に用いたマイクロマシン本体１
１は、図４に示すような外観とされ、直径約２ｍｍで長
さが約７．５ｍｍの円柱形磁石の先端部に長さ約４ｍｍ
のら旋構造を有する円錐型のドリル部を有する構造とさ
れており、前記円柱形磁石としてはネオジウム鉄ボロン
系磁石を使用し、その直径方法に磁化方向を有するよう
に着磁されている。

【００５２】このように、マイクロマシン本体１１に装
着される磁石として前記ネオジウム鉄ボロン系磁石を用
いる理由は、比較的軽量でかつ着磁力の大きなものが好
ましからだが、本発明はこれに限定されるものではな
く、その他の磁石を用いるようにしても良い。

【００５３】まず、マイクロマシン本体１１が自律して
移動可能となる原理について以下に説明する。前記のよ
うにマイクロマシン本体１１にはその直径方法に磁化方
向を有するように着磁された円柱形磁石が搭載されてお
り、前記磁界生成コイル１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚに適宜
に電力が印加されて磁界が形成されると、磁石の磁化方
向と磁界方向とが平行になるような回転力が発生し、マ
イクロマシン本体１１が回転するようになる。この回転
運動は、前記円錐型のドリル部に伝達され、このドリル
部に形成された螺旋構造により円柱軸方向の推力に変換
されてマイクロマシン本体１１が移動するようになる。

【００５４】このマイクロマシン本体１１の構造は、こ
れらマイクロマシン本体１１を液体より固い固体ゲル質
内を移動可能なものとするためには、マイクロマシン本
体１１が周りの固体ゲル質より受ける摩擦抵抗を低減で
きるように、全体の表面積が小さくなるような構造を有
し、かつ螺旋構造をマイクロマシン本体１１が１回転す
る間に進む距離を比較的小さくするようにすることが好
ましく、この観点から図４に示すような構造のマイクロ
マシン本体１１が好ましい。

【００５５】次に、このマイクロマシン本体１１の位置
検出の方法について以下に説明する。まず、本実施例の
マイクロマシンの移動制御システムは１個のマイクロマ
シン本体１１の位置を検出する場合を例示しているが、
本発明はこれに限定されるものではない。

【００５６】本発明のマイクロマシンの移動制御システ
ムは、視覚的に遮蔽され、かつ測定空間（大域範囲）Ｒ
内に存在するマイクロマシン本体１１の位置を検出する
場合の例である。ここで、測定空間Ｒは例えば約３０ｃ
ｍ×３０ｃｍ×３０ｃｍ立方体の空間に設定してある。
人体を検査対象とする場合は、上記したように、患部を
含む任意の大きさの箱形（立方体）とする。

【００５７】なお、マイクロマシン本体１１は実際には
視覚的に遮蔽されていて目視することはできないが、図
３においてはこれを透視した状態を図示しており、かつ
移動によって３次元磁気センサユニット（以下、単に磁
気センサユニットとも記す）１５及び１６に対向した位
置にある状態を示している。なお、図３において波線は
マイクロマシン本体１１に装着された前記ネオジウム鉄
ホロン系磁石による磁力線を模式的に示している。

【００５８】本発明のマイクロマシンの移動制御システ
ムには、位置検出されるマイクロマシン本体１１に対し
て、一対の例えばフラックスゲートからなる磁気センサ
ユニット１５及び１６が所定間隔、例えば１０ｃｍの間
隔で磁気センサユニット装着板１４に装着してある。こ
こで、磁気センサユニット装着板１４は測定空間Ｒの一
面の面積を有していて、この例では３０ｃｍ×３０ｃｍ
の面積に設定されており、左隅位置Ｏを測定位置の原点
に設定してある。

【００５９】また、磁気センサユニット１５，１６は磁
界の強さおよび方向を検出する。磁気センサユニット１
５，１６からの出力は、Ａ／Ｄ変換器群４１及びインタ
ーフェース回路群４２からなる信号前処理回路１７に供
給され、磁気センサユニット１５，１６からの出力がＡ
／Ｄ変換器群４１にてデジタルデータに変換され、イン
ターフェース回路群４２を介してコンピュータ１８へ出
力される。この信号前処理回路１７からの出力データ
は、コンピュータ１８内部のデータバスに装着された位
置検出処理基板１８′に供給され、マイクロマシン本体
１１の位置がコンピュータ１８へ出力されて、このマイ
クロマシン本体１１の位置が、例えば３次元ワイヤフレ
ームにて表示装置１９に表示される。

【００６０】この位置検出処理基板１８′は、比較的高
速の演算回路からなり、前記磁気センサユニット１５，
１６からの各出力信号に基づく出力データに基づいてマ
イクロマシン本体１１による磁気モーメントを算出する
磁気モーメント演算手段５１と、マイクロマシン本体１
１が測定空間Ｒ内で区分した予め定めた所定サイズのど
の局所範囲内に存在するか否か、たとえば５ｃｍ×５ｃ
ｍ×５ｃｍの立方体の空間の範囲内に存在するか否かを
判別する局所範囲判別手段５２と、マイクロマシン本体
１１が存在すると判別された局所範囲内におけるマイク
ロマシン本体１１の位置および移動方向を検出するマイ
クロマシン位置算出手段５３とを機能的に備えている。

【００６１】磁気センサユニット１５，１６はそれぞれ
一対のフラックスゲートセンサから構成されている。磁
気センサユニット１５，１６について、磁気センサユニ
ット１５を例に説明する。

【００６２】磁気センサユニット１５を構成する一対の
フラックスゲートセンサ中の一方のフラックスゲートセ
ンサは、図５に示すように、基板２０と、基板２０上に
設けたリング状コア２２と、リング状コア２２に巻回さ
れた励磁コイル２３と、励磁コイル２３が巻回されたリ
ング状コア２２に互いに直交して巻回された磁界検出コ
イル２４および２５とを備えている。

【００６３】磁界検出コイル２４はＹ軸に直交し、磁界
検出コイル２５はＸ軸に直交して、磁界検出コイル２５
によってＸ軸方向磁界成分の強さおよび方向を検出し、
磁界検出コイル２４によってＹ軸方向磁界成分の強さお
よび方向を検出する。

【００６４】さらに、キャリア周波数ｆｃの発振を行う
キャリア発振器３０からの発振出力を受けてキャリア周
波数ｆｃを分周器２１によって２分周し、該２分周出力
によって励磁コイル２３を励磁する。磁界検出コイル２
５からの出力信号とキャリア発振器３０からの発振出力
を乗算することにより同期検波回路２６にて同期検波
し、同期検波回路２６からの出力をローパスフィルタ２
７にて積分して、Ｘ軸方向磁界検出出力を得る。

【００６５】同様に、磁界検出コイル２４からの出力信
号とキャリア発振器３０からの発振出力を乗算すること
により同期検波回路２８にて同期検波し、同期検波回路
２８からの出力をローパスフィルタ２９にて積分して、
Ｙ軸方向磁界検出出力を得る。

【００６６】磁気センサユニット１５の他方のフラック
スゲートセンサは、磁気センサユニット１５の一方のフ
ラックスゲートセンサと同様の構成であるが、一方のフ
ラックスゲートセンサにおける磁界検出コイル２４、同
期検波回路２８およびローパスフィルタ２９を除去した
構成であり、図３に模式的に示すように、磁気センサユ
ニット１５の他方のフラックスゲートセンサを形成する
基板は、磁界検出コイルがＺ軸と直交するように磁気セ
ンサーユニット１５の一方のフラックスゲートセンサを
形成する基板２０の下面に直交してＴ字状に一体に設け
てあって、磁界検出コイル２４からの出力を同期検波お
よび積分してＺ軸方向磁界の強さおよび方向に基づくＺ
軸方向磁界検出出力を得る。

【００６７】したがって、磁気センサーユニット１５か
らＸ，Ｙ，Ｚ軸方向磁界の強さに基づく出力が送出され
る。

【００６８】ここで、フラックスゲートセンサからは、
磁界検出コイルの巻線直交する方向からの外部磁界の強
さに応じて出力電圧が出力され、この電圧の周波数はフ
ラックスゲートセンサの励磁周波数ｆｃ／２の２倍のキ
ャリア周波数ｆｃである。

【００６９】次に、同期検波回路２６，２８について、
図５に示す同期検波回路２６を例にして説明すれば、同
期検波回路２６はキャリア発振器３０の出力を反転する
インバータ２６１と、キャリア発振器３０の出力によっ
て磁界検出コイル２５からの出力をオン・オフするスイ
ッチ２６２と、インバータ２６１の出力によって磁界検
出コイル２５の出力をオン・オフするスイッチ２６３
と、スイッチ２６２の出力とスイッチ２６３の出力を増
幅する演算増幅器２６４とからなり、演算増幅器２６４
の出力をローパスフィルタ２７へ送出する。

【００７０】分周器２１の出力は図６（ａ）に示す波形
であり、磁界検出コイル２５の出力は図６（ｂ）に示す
ように、キャリア周波数ｆｃの信号であって正負の極性
を有している。スイッチ２６２のオン・オフの波形は図
６（ｃ）に、スイッチ２６３のオン・オフの波形は図６
（ｄ）にそれぞれ示されるようになっており、スイッチ
２６２および２６３によって実質的に両波整流を行って
いることになり、演算増幅器２６４の出力は図６（ｅ）
に示すようになっている。Ｙ軸及びＺ軸方向磁界検出出
力についても同様の処理がなされる。

【００７１】なお、磁気センサユニット３についても磁
気センサユニット２と同様に構成してあり、同様に３軸
方向磁界の強さに基づく出力が得られる。

【００７２】次に、磁気センサユニット１５を構成する
磁界検出コイルから出力されるＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向磁
界の強さおよび方向の出力について図７により説明す
る。

【００７３】図７において波線はマイクロマシン本体１
１による磁力線を示している。磁気センサユニット１５
の位置Ｃにおける磁界の強さおよび方向をＡとし、磁界
の強さおよび方向ＡのＸ軸方向磁界の強さ、Ｙ軸方向磁
界の強さ、Ｚ軸方向磁界の強さをそれぞれＡｘ，Ａｙ，
Ａｚとし、ｃｏｓα，ｃｏｓβ，ｃｏｓγを磁界の強さ
及び方向Ａの方向余弦とすれば、Ａｘ＝Ａｃｏｓα、Ａ
ｙ＝Ａｃｏｓβ、Ａｚ＝ｃｏｓγであり、磁界検出コイ
ル２４からはＡｘの出力が、磁界検出コイル２５からは
Ａｙの出力が、Ｚ軸方向の磁界検出コイルからはＡｚの
出力が送出される。磁界の強さおよび方向Ａは、Ａ＝√
（Ａｘ２＋Ａｙ２＋Ａｚ２）で与えられる。

【００７４】磁気センサユニット１６についても磁気セ
ンサユニット１５の場合と同様であって、磁気センサユ
ニット１６の位置Ｄにおける磁界の強さおよび方向をＢ
として示してある。

【００７５】図８は、磁気センサユニット１５と、磁気
センサユニット１５の出力を処理する信号前処理回路１
７の構成を示している。

【００７６】磁気センサユニット１５から出力されるＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向磁界の強さに基づく信号は、各別に
Ａ／Ｄ変換器４１１，４１２，４１３にて同時にＡ／Ｄ
変換され、Ａ／Ｄ変換器４１１，４１２，４１３からの
Ａ／Ｄ変換出力は各別にインターフェース回路４２１，
４２２，４２３を介して位置検出処理基板１８′へ出力
される。磁気センサーユニット１６から出力されるＸ
軸，Ｙ軸，Ｚ軸方向磁界の強さに基づく信号も同様に処
理されて、位置検出処理基板１８′へ出力される。

【００７７】次に、位置検出処理基板１８′における視
覚的に遮蔽された状態のマイクロマシン本体１１の位置
検出処理について図９および図１０のフローチャートに
基づいて説明する。

【００７８】信号前処理回路１７において信号処理され
た磁気センサユニット１５，１６からの出力データを受
けた位置検出処理基板１８′では、マイクロマシン本体
１１を遠ざけて磁気センサユニット１５，１６にて地磁
気を検出する状態にして地磁気を計測し、地磁気の補正
を行う等の初期設定を行って、続いて、磁気センサーユ
ニット１５からの出力を読み込む磁界計測が行われる
（ステップＳ１）。

【００７９】この磁界計測においてＺ軸方向磁界の強さ
を求める磁界検出コイルは基板２０の表面に位置してい
ないため、基板２０からＺ軸方向磁界検出コイルの巻回
中心位置までの長さの補正を行って磁界計測を行う。

【００８０】ステップＳ１に続いて、同期検波および積
分された磁気センサユニット１５からの出力がＡ／Ｄ変
換され（ステップＳ２）、Ａ／Ｄ変換された各磁気セン
サユニット１５，１６からの出力を一旦記憶し（ステッ
プＳ３）、磁気センサユニット１５，１６からの出力に
ついて実行されたか否かがチェックされ、全磁気センサ
ユニット１５，１６からの出力についてＡ／Ｄ変換がな
され、記憶がなされるまで繰り返す（ステップＳ４）。

【００８１】ステップＳ４において全磁気センサユニッ
ト１５，１６からの出力についてＡ／Ｄ変換がなされ、
記憶されたとき、ステップＳ４に続いてマイクロマシン
本体１１の位置およびその方向を算出する後述のステッ
プＳ５が実行される。

【００８２】磁気センサユニット１５，１６からの出力
に基づきマイクロマシン本体１１の位置を求めるため
に、本明細書および図７のステップＳ５その他におい
て、「逆問題を解き」と記載してある。ステップＳ５に
おいてマイクロマシン本体１１の位置および移動方向が
算出されると、算出されたマイクロマシン本体１１の位
置および移動方向が表示装置１９に３次元ワイヤーフレ
ーム表示される（ステップＳ６）。

【００８３】次に、逆問題の演算ルーチンを図１０のフ
ローチャートによって説明する。ステップＳ４に続いて
逆問題を解く逆問題演算ルーチンに入ると、磁気センサ
ーユニット１５，１６からの出力に基づいて、マイクロ
マシン本体１１の磁気モーメントが演算される（ステッ
プＳ５１）。

【００８４】次いで、測定空間Ｒを所定の空間（局所範
囲）に分割、例えば５ｃｍ×５ｃｍ×５ｃｍの立方体の
空間に分割して、その分割されたいずれかの局所範囲内
に逆問題の解が存在するか否かをチェックすることによ
ってなされる（ステップＳ５２）。

【００８５】ステップＳ５２における解の存在は、局所
範囲を形成する６面体の各面における評価関数を磁気モ
ーメントに基づき算出し、局所範囲を形成する６面体の
うち１面でも評価関数の値の極性が異なる値の面が存在
するか否かによって判別される。

【００８６】すなわち、局所範囲内にマイクロマシン本
体１１が存在するときは、局所範囲を形成する６面体の
うち１面でも評価関数の値の極性が異なる極性になり、
局所範囲内にマイクロマシン本体１１が存在しないとき
は、局所範囲を形成する６面体の総ての面の評価関数の
値の極性が同一極性になることから、マイクロマシン本
体１１の存否、すなわち解が存在するか否かが判別され
る。

【００８７】ステップＳ５２におけるチェックによっ
て、局所範囲内に逆問題の解が存在しないと判別された
とき、すなわち局所範囲内にマイクロマシン本体１１が
存在しないと判別されたときは隣の間接範囲に移動して
（ステップＳ５３）、測定空聞Ｒの全部にわたって実行
したか否かがチェックされ（ステップＳ５４）、測定空
間Ｒ内の全部にわたって実行していないときは、ステッ
プＳ５４に続いてステップＳ５２が実行される。

【００８８】ステップＳ５４において測定空間Ｒ内の全
部にわたって実行したときは測定空間Ｒに解が存在する
局所空間が見つからなかったときであって、ステップＳ
５４に続いて解なしの表示が表示装置６になされる（ス
テップＳ５５）。ステップＳ５２において解が存在する
間接範囲が見つかったときは、ステップＳ５２に続いて
解が存在する間接範囲において、ニュートンラフソン法
等の非線型連立方程式の求解法を適用して解を求め、求
めた解が収束するか否かがチェックされる（ステップＳ
５６）。ここで、収束は評価関数の値が例えば１０．３
を閾値として、評価関数の値が１０．３以下になったら
収束したと判別する。これは評価関数の値が０のとき真
に収束であるからである。ステップＳ５６において解が
収束すると判別されたときは初期値の設定がなされる
（ステップＳ５７）。ステップＳ５７において解が収束
しないと判別されたときは、評価関数の最小値（＞０）
を解とし（ステップＳ５８）、ステップＳ５８に続いて
初期値の設定がなされる（ステップＳ５７）。この場合
において初期値は、解が存在する局所範囲が求まったと
き、その局所範囲内の中心位置を初期値とすることが好
都合である。

【００８９】上記のステップＳ５１〜ステップＳ５８で
は予め定めた領域内において解の存在を求め、その解が
収束するか否かをチェックして初期値を設定しており、
この解法を本明細書においては、局所解法とも記してい
る。これは測定空間Ｒの領域より小さな空間内、すなわ
ち５ｃｍ×５ｃｍ×５ｃｍの立方体の空間内におけるマ
イクロマシン本体１１の存在を求めているためである。
ステップＳ５７に続いて初期値に基づき解が存在した局
所範囲においてニュートンラフソン法等の非線型連立方
程式の求解法によって解を求め（ステップＳ５９）、図
９のステップＳ６が実行される。ステップＳ５９を本明
細書では局所解法とも記す。局所範囲内において解を求
めているためである。このように解が内部に存在する局
所領域を求め、解が存在する局所領域内で解を求めるた
めに、すなわち局所解法によってマイクロマシン本体１
１の位置および方向を検出するために、測定空間Ｒ内を
区分しないで順次解を求めていく場合に比較してきわめ
て早く解が得られ、すなわちマイクロマシン本体１１の
位置および方向が得られる。

【００９０】なお、マイクロマシン本体１１の数が増加
しても、それぞれのマイクロマシン本体１１位置が、異
なる局所範囲内に存在するときは、それぞれのマイクロ
マシン本体１１に対して順次収束解が求められる。ま
た、２つのマイクロマシン本体１１が同一の局所範囲内
に存在するような場合は、２つのマイクロマシン本体１
１による合成磁界のＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の成分に基づいて
２つのマイクロマシン本体１１の位置が測定される。

【００９１】上記した本発明の実施の一形態にかかるマ
イクロマシンの移動制御システムにおいて、測定空間Ｒ
を、例えば３０ｃｍ×３０ｃｍ×３０ｃｍの立方体とし
て説明したが、この測定空間Ｒは使用するフラックスゲ
ートセンサの感度および誤差とマイクロマシン本体１１
の磁気モーメントによって定められる。また分割した所
定の範囲、すなわち、局所範囲を５ｃｍ×５ｃｍ×５ｃ
ｍの立方体としたが、この局所範囲はニュートンラフソ
ン法等の非線型連立方程式の求解法による演算時に収束
する程度の範囲に選択すればよく、マイクロマシン本体
１１の数、マイクロマシン本体１１と磁気センサーユニ
ットとの距離、磁気センサユニットの感度、マイクロマ
シン本体１１の磁気モーメントに基づいて設定すればよ
い。

【００９２】なお、上記した本発明の実施の一形態にか
かるマイクロマシンの移動制御システムにおいては、視
覚的に遮蔽されたマイクロマシン本体１１の位置および
方向を検出する場合を例示したが、視覚的に遮蔽されて
いないマイクロマシン本体１１の位置および方向を測定
する場合も同様である。

【００９３】このようにして、位置検出処理基板１８′
により検出されたマイクロマシン本体１１の位置と移動
方向（向き）とは、その座標データとしてコンピュータ
１８に出力され、その現在位置の座標データとコンピュ
ータ１８において予め設定されている目的位置の座標デ
ータとから、目的位置への最適な経路がコンピュータ１
８の処理プログラムにより形成された経路決定手段５４
により選出され、該選出された経路上をマイクロマシン
本体１１が移動するように、逐次その方向が経路決定手
段５４により決定されてその決定された方向ヘマイクロ
マシン本体１１が誘導される。このマイクロマシン本体
１１の誘導（方向変更）の手法は、前記マイクロマシン
本体１１が前述のように磁界生成コイル１２Ｘ，１２
Ｙ，１２Ｚにより形成される回転磁界により発生する磁
気トルク（回転）を利用して移動するが、この回転磁界
の回転面を適宜に変更制御することでマイクロマシン本
体１１の進行方向である向きを変更することができる。
すなわち、回転磁界回転面に対して垂直方向に進行する
本マイクロマシン本体１１の特徴を利用し、前記回転面
を傾けることによりマイクロマシン本体１１の進行方向
が変更される。このため、本実施形態では、これら回転
磁界の回転面を変更するために、Ｘ方向，Ｙ方向，Ｚ方
向の各方向に磁界を形成するための３組の磁界生成コイ
ル１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚを用い、前記経路決定手段５
４により決定された方向ヘマイクロマシン本体１１が向
くような回転面となるように、各磁界生成コイル１２
Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚに印加される電流の強さと位相とを
演算により算出して制御する回転磁界制御手段５５が、
プログラムにより形成されており、該回転磁界制御手段
５５にて算出された電流の強さと位相情報とが前記電源
装置１３に出力され、これら制御情報に基づき電源装置
１３により磁界生成コイル１２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚに印
加される電流の強さと位相とが制御されて、マイクロマ
シン本体１１が目的の位置へ適宜に誘導されていく。

【００９４】なお、上記のマイクロマシン本体は、従来
のように切開手術により患部に配置することもできる。

【００９５】従来問題となっていた人体の呼吸作用によ
る患部位置の検出誤差は、患部に直接マイクロマシン本
体を移動し、そのマイクロマシン本体の位置を磁気的に
検出することにより解消できる。

【００９６】以下、本実施形態のマイクロマシンの移動
制御システムを用い、移動する固体媒体として細菌培養
用の培地寒天を用いた際の実験結果を示す。マイクロマ
シン本体１１に、磁界強度１５００ｅの回転磁界を印加
すると回転運動を行い前記寒天培地中を移動した。その
移動速度は、回転磁界の回転周波数に大きく依存し、周
波数１Ｈｚでは、毎秒２ｍｍ、周波数５０Ｈｚでは、毎
秒２０ｍｍの速度で進行した。さらに、回転磁界の磁界
回転面を変化させることによりマイクロマシン本体１１
は寒天中でその進行方向を変えることが可能であった。

【００９７】以上、説明したような本実施形態のマイク
ロマシンの移動制御システムを用いれば、これらマイク
ロマシン本体１１を非接触にて患部へ的確な経路を通じ
て誘導することが可能となり、本発明のマイクロマシン
の移動制御システムはマイクロマシンの医療等への応用
を考えた場合に、非常に重要な技術と成り得るものであ
る。

【００９８】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００９９】図２は本発明に係る追尾型照射システムを
癌の放射線治療に適用する例を示す。

【０１００】癌患者の患部に埋め込まれた磁気マーカー
７である上記マイクロマシン本体１１から発生する磁界
を高感度磁気センサ８が検出し、検出したデータをコン
ピュータ１０が演算することにより癌の位置情報が算出
される。算出された位置を放射線照射装置９が照射し、
癌の位置が呼吸などにより時問的に変化しても常に放射
線を癌患部の磁気マーカー７にのみ放射することが可能
となった。放射線照射装置からの照射位置を変化させる
ため、照射装置に取りつけられた照射位置微調整装置９
を利用する。

【０１０１】この実施例の場合、磁気を利用した照射目
的位置検出用装置は、磁気マーカーであるマイクロマシ
ン本体と、マイクロマシン本体の発する磁界を検出する
磁気センサユニットと、この磁気センサユニットの出力
を信号処理し、必要な演算を行ってマイクロマシン本体
の位置を特定する。

【０１０２】また、この実施例の場合、照射方向可変の
照射装置は、照射目的位置検出用装置の出力に基づいて
照射位置微調整装置を制御して、放射線照射装置からの
照射位置を変化させる。

【０１０３】さらに、この実施例の場合、磁気マーカー
は、ワイヤレスで移動可能なマイクロマシンよりなり、
磁気信号発生手段、即ち直流磁界或いは交流磁界を発生
する手段を有する。

【０１０４】従来の放射線治療においては、呼吸などに
伴う癌患部位置の時間的変動を考慮に入れて広い範囲を
照射しており、そのため正常組織を被爆させない弱い線
量の放射線を照射せざるをえなかった。しかしながら、
この方法では、時間的に位置が変化する癌患部の位置を
リアルタイムに検出し、癌患部のみを選択的に放射線照
射できるため、高線量の放射線を使用することが可能に
なるものと考えられ、癌治療に大きく貢献できるものと
考えられる。

【０１０５】なお、この発明は、上述した２種類の実施
の形態にのみ限定されるものではなく、他の変形・変更
が可能である。例えば、磁気マーカーを頭蓋骨に固定
し、磁気マーカーの位置と方向の時間変化を検出するこ
とにより、脳内部の腫瘍に対する放射線照射やレーザー
照射の際に、腫瘍と磁気マーカーの相対的位置関係を予
め計測しておけば、マーカー位置を検出することで腫瘍
位置を知ることができ、頭部を固定することなく、脳内
部の腫瘍を照射し続けることができる。さらに、電池と
発振回路とコイルから成る交流磁気マーカーを利用する
ことにより、発信周波数を変えることにより複数の磁気
マーカーの識別が可能となり、複数の磁気マーカーのそ
れぞれの時間的な位置と方向の変化をリアルタイムで計
測できるため、ある一点を照射し続ける用途ばかりでな
く、複数のマーカーが囲む空間を照射がスキャンする場
合に、照射対象空間が変形しても、照射が可能となる。

【０１０６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、それらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【０１０７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。

【０１０８】（Ａ）請求項１記載の追尾型照射システム
は、磁気を利用した照射目的位置検出用センサ装置と、
照射方向が可変の照射装置からなることを特徴としてい
る。

【０１０９】請求項１記載の追尾型照射システムによれ
ば、磁気を利用した位置検出装置は体内や真空槽内、水
中といった光や電波を利用した位置検出が困難な場所に
おいてもリアルタイムで位置検出が可能であるため、従
来位置検出不可能であった環境下におかれた対象物の位
置を確実に検出でき、その位置の変化に伴い照射位置を
変化させて対象物を追尾しながら照射することができ
る。

【０１１０】（Ｂ）請求項２記載の追尾型照射システム
は、請求項１記載の追尾型照射システムにおいて、上記
照射目的位置検出用センサ装置が、あらかじめ目的位置
に埋設する１個または複数個の磁気マーカーと、前記磁
気マーカーが発する磁気情報を読み取る磁界センサと、
前記磁界センサの出力に基づいて磁気マーカー位置を演
算し照射目的位置を示す信号として出力する手段からな
ることを特徴とするものである。

【０１１１】請求項２記載の追尾型照射システムによれ
ば、あらかじめ対象物に磁気マーカーを設置し、そこか
ら発する磁界を磁界センサがベクトル的に検出しそこか
ら逆問題を解いて磁気マーカーの３次元的位置と方向を
検出し、検出された磁気マーカー位置を常に照射するこ
とにより、対象物を追尾しながら照射することを可能に
した。これに加えて、磁気マーカーの設置位置と照射対
象物との位置関係が既知であれば、磁気マーカーは必ず
しも照射位置に設置する必要はなく、検出したマーカー
位置から照射目的位置を算出することにより、照射目的
位置をリアルタイムで検出できる。

【０１１２】（Ｃ）請求項３記載の追尾型照射システム
は、請求項２記載の追尾型照射システムにおいて、上記
磁気マーカーを、直流磁界あるいは交流磁界を発生する
ようにしたことを特徴とするものである。

【０１１３】請求項３に記載の追尾型照射システムによ
れば、電源を搭載せずに磁石のみで超小型磁気マーカー
を構成できる直流磁界あるいは、複数のマーカーの識別
が容易になる交流磁界を利用することで、用途に合わせ
た構成を作ることが可能である。

【０１１４】（Ｄ）請求項４記載の追尾型照射システム
は、請求項２記載の追尾型照射システムにおいて、上記
磁気マーカーを、直流磁界あるいは交流磁界を発生する
ようにしたことを特徴とする。

【０１１５】請求項４記載の追尾型照射システムによれ
ば、磁気マーカーが自走可能なロボットに搭載されてい
るため、マーカー設置後の位置の微調整が可能になる。
これにより、例えば生体内の臓器内部でロボットを移動
させ、照射目的位置を変化させることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す追尾型照射システム
の説明図である。

【図２】本発明の第２実施例を示す追尾型照射システム
の説明図である。

【図３】本発明の実施の形態を示すマイクロマシンの移
動制御システムの構成を示すブロック図である。

【図４】本発明の実施の形態を示すマイクロマシン本体
の構造を示す外観図である。

【図５】本発明の実施の形態を示す磁気センサユニット
の構成を示すブロック図である。

【図６】本発明の実施の形態を示す磁気センサユニット
における同期検波回路の作用の説明に供する模式説明図
である。

【図７】本発明の実施の形態を示す磁気センサユニット
による磁界強さの検出の説明図である。

【図８】本発明の実施の形態を示す磁気センサユニット
と信号前処理回路と位置検出処理基板との接続図であ
る。

【図９】本発明の実施の形態を示す位置検出処理基板に
おける処理内容を示すフロー図である。

【図１０】本発明の実施の形態を示す位置検出処理基板
における作用の説明に供するフロー図である。

【図１１】従来の放射線治療の患者位置決め装置の全体
システム構成例を示すブロック線図である。

【図１２】従来の改良型の放射線治療の患者位置決め装
置（引用技術）の全体システム構成例を示すブロック線
図である。

【符号の説明】

１１ マイクロマシン本体 １２Ｘ，１２Ｙ，１２Ｚ 磁界生成コイル １３ 電源装置 １４ 磁気センサユニット装着板 １５，１６ 磁気センサユニット １７ 信号前処理回路 １８ コンピュータ １８′ 位置検出処理基板 １９ 表示装置 ２０ 基板 ２１ 分周器 ２２ リング状コア ２３ 励磁コイル ２４，２５ 磁界検出コイル ２６，２８ 同期検波回路 ２７，２９ ローパスフィルタ ３０ キャリア発振器 ３１ 磁気マーカー ３２ 磁気マーカーの作る磁界 ３３ 磁界センサ ３４ コンピュータ ３５ レーザー照射装置 ３６ レーザービーム ３７ 磁気マーカー（患部） ３８ センサ ４１ Ａ／Ｄ変換器群 ４２ インタフェース回路群 ５１ 磁気モーメント演算手段 ５２ 局所範囲判別手段 ５３ マイクロマシン位置算出手段 ５４ 経路決定手段 ５５ 回転磁界制御手段 ２６１ インバータ ２６２，２６３ スイッチ ２６４ 演算増幅器 ４１１，４１２，４１３ Ａ／Ｄ変換器 ４２１，４２２，４２３ インターフェース回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藪上 信 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉無番地 亀 岡住宅第二地区14号棟21 (72)発明者 山田 章吾 宮城県仙台市泉区加茂４−14−20 (72)発明者 高井 良尋 宮城県仙台市泉区虹の丘３−２−14 Ｆターム(参考） 4C082 AA01 AA03 AC01 AC02 AC04 AC05 AC06 AE01 AG21 AJ20 AP01 RA02 RC01 RC06 RE60

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気を利用した照射目的位置検出用セン
   サ装置と、照射方向が可変の照射装置からなることを特
   徴とする追尾型照射システム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の追尾型照射システムにお
   いて、前記照射目的位置検出用センサ装置が、あらかじ
   め目的位置に埋設する１個または複数個の磁気マーカー
   と、該磁気マーカーが発する磁気情報を読み取る磁界セ
   ンサと、該磁界センサの出力に基づいて前記磁気マーカ
   ー位置を演算し前記照射目的位置を示す信号として出力
   する手段からなることを特徴とする追尾型照射システ
   ム。
3. 【請求項３】 請求項２記載の追尾型照射システムにお
   いて、前記磁気マーカーが、直流磁界あるいは交流磁界
   を発生させることを特徴とする追尾型照射システム。
4. 【請求項４】 請求項２記載の追尾型照射システムにお
   いて、前記磁気マーカーを、磁界を発生し、ワイヤレス
   で移動可能なマイクロマシンとしたことを特微とする追
   尾型照射システム。