JP2006000220A - Multi-leaf collimator - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、マルチリーフコリメータに関し、粒子線によるがん治療における照射野を規制するマルチリーフコリメータで、粒子線の広がりを考慮して照射像の輪郭の再現性を向上できるようにしたものである。 The present invention relates to a multi-leaf collimator, which is a multi-leaf collimator that regulates an irradiation field in cancer treatment using particle beams, and can improve the reproducibility of the contour of an irradiation image in consideration of the spread of the particle beams. .
近年、がんの治療に陽子線や素粒子線などの粒子線を用いた治療が行われており、加速器で作られた粒子線ビームを、照射野形成装置でがん患部の形状に加工して照射するようにしている。 In recent years, treatments using particle beams such as proton beams and elementary particle beams have been carried out for cancer treatment, and the particle beam produced by the accelerator is processed into the shape of the cancer affected area using an irradiation field forming device. To irradiate.
この照射野形成装置では、加速器から出た粒子線ビームを次のような操作を行ってがん患部の形状にする。 In this irradiation field forming apparatus, the particle beam emitted from the accelerator is subjected to the following operation to form a cancerous part.
まず、加速器から出た粒子線ビームをワブラ電磁石により振動させてドーナツ状にし、次いで、散乱体により、ドーナツ状のビームをより平坦なビームにする。 First, the particle beam emitted from the accelerator is vibrated by a wobbler electromagnet into a donut shape, and then the donut-shaped beam is made flatter by a scatterer.
そして、レンジシフタによりエネルギレベルを調整し、線量のピークががん患部に合うように調整するとともに、リッジフィルタによりビームに厚みを持たせる。 Then, the energy level is adjusted by a range shifter so as to adjust the dose peak so as to match the cancer affected area, and the beam is thickened by the ridge filter.
最後に、加工されたビームをコリメータによりがん患部の形状に合わせるようにして加工が完了する。 Finally, the processing is completed by matching the processed beam with the shape of the cancer affected area using a collimator.
このような加工されたビームをがん患部の形状に合わせる操作を行うため、コリメータが用いられており、そのひとつにマルチリーフコリメータがある。 A collimator is used to perform an operation for matching such a processed beam to the shape of the cancerous part, and one of them is a multi-leaf collimator.
このマルチリーフコリメータは、例えば特許文献1の従来技術に開示されているものを図7に示すように、粒子線Bを遮蔽できる素材の薄い板状のリーフ1を縦に配置して横に多数枚並べるようにするとともに、横に重ねられた1対のリーフ1同士を前後に相対向させる。
As shown in FIG. 7, for example, the multi-leaf collimator disclosed in the prior art in
そして、対向する各リーフ1同士の間隔とその位置を調整することで形成される間の空間2をビームBの照射部分とするとともに、これ以外のリーフ1部分でビームBを遮蔽し、多数のリーフ1の位置を変えることでがん患部の輪郭形状を再現するようにしている。
The
ところが、それぞれのリーフ1の間に移動のための隙間3があると、この隙間3からビームBが漏れ、健常な細胞に悪影響を与えることから、これを防止する必要がある。
However, if there are
その方法のひとつに、図8に示すように、リーフ4,5をビームBの照射方向に2段配置し、上下のリーフ4,5を半ピッチずらして千鳥状に配置することで、上段のリーフ4間を通過するビームBを下段のリーフ5で遮蔽するようにすることが提案されている(特許文献1参照)。
As one of the methods, as shown in FIG. 8, the
また、上下2段にリーフを配置する同様なマルチリーフコリメータが特許文献2,3などにも開示されている。
Similar multi-leaf collimators in which leaves are arranged in two upper and lower stages are also disclosed in
このような上下2段のリーフを半ピッチずつずらしたマルチリーフコリメータでは、照射野の輪郭が、理論的には、1段のリーフを用いる場合のピッチに応じた精度になるのに比べ、半ピッチに応じた高精度(2倍)になると考えられる。
ところが、このような上下のリーフを半ピッチずつずらしたマルチリーフコリメータを用いて必要な照射野を再現しようとしても、実際にアイソセンタ上に投影される照射像の輪郭再現性が理論的な輪郭ほど良くならないという問題がある。 However, even when trying to reproduce the required irradiation field using a multi-leaf collimator with the upper and lower leaves shifted by half a pitch, the contour reproducibility of the irradiation image actually projected on the isocenter is as high as the theoretical contour. There is a problem of not getting better.
この発明は、かかる従来技術の有する課題に鑑みてなされたもので、アイソセンタ上に投影される照射像の輪郭形成の精度を向上することができるマルチリーフコリメータを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a multi-leaf collimator capable of improving the accuracy of contour formation of an irradiation image projected on an isocenter.
上記従来技術が有する課題を解決するため鋭意検討を重ねたところ、マルチリーフコリメータに照射されるビームは理論的な平行ビームでなく、実際のビームBは、図9に示すように、ワブラ電磁石を頂点とする円錐状となるため、頂点Oに近い上段のリーフ4が遮蔽した照射像6と、頂点Oから離れた下段のリーフ5に遮蔽された照射像7の大きさが異なり、同一ピッチのリーフ4,5では、上段のリーフ4の照射像6が大きくなってしまう。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems of the prior art, the beam irradiated to the multi-leaf collimator is not a theoretical parallel beam, and the actual beam B is a wobbler magnet as shown in FIG. Since it has a conical shape as a vertex, the irradiation image 6 shielded by the
このため上段のリーフ4で形成された照射像6の外側は、図2(b)に示すように、下段のリーフ5によりさえぎられてしまうため、実際にアイソセンタ8上に投影される照射像6の輪郭再現性が良くならないことが分かった。特に、普及型の小型の粒子線がん治療装置では、一層ワブラ電磁石からアイソセンタまでの距離が短く、円錐状のビームの頂点Oの角度の影響が大きくなってしまう。
For this reason, the outer side of the irradiation image 6 formed by the
このような検討結果から完成したこの発明の具体的な構成は、以下の通りである。
すなわち、この発明の請求項1記載のマルチリーフコリメータは、複数枚のリーフで構成されるコリメータブロックを照射線の照射方向に複数段備えたマルチリーフコリメータにおいて、それぞれの段のコリメータブロックを構成する前記リーフを、照射線によってアイソセンタ上に投影される当該リーフの照射像で所定ピッチ分ずつずれるように構成したことを特徴とするものである。
A specific configuration of the present invention completed from such examination results is as follows.
That is, the multi-leaf collimator according to
このマルチリーフコリメータによれば、複数枚のリーフで構成されるコリメータブロックを照射線の照射方向に複数段備えたマルチリーフコリメータにおいて、それぞれの段のコリメータブロックを構成する前記リーフを、照射線によってアイソセンタ上に投影される当該リーフの照射像で所定ピッチ分ずつずれるように構成するようにしており、粒子線などの照射線が平行でなく円錐状であっても、アイソセンタ上に投影される照射像で所定ピッチずれるようにすることで、実際に照射される像の輪郭を高精度にすることができるようになる。 According to this multi-leaf collimator, in the multi-leaf collimator provided with a plurality of collimator blocks composed of a plurality of leaves in the irradiation direction of the irradiation line, the leaves constituting the collimator block of each stage are The irradiation image of the leaf projected on the isocenter is configured to deviate by a predetermined pitch, so that the irradiation projected on the isocenter even if the irradiation beam such as a particle beam is not parallel but conical. By shifting the image by a predetermined pitch, the contour of the actually irradiated image can be made highly accurate.
また、この発明の請求項2記載のマルチリーフコリメータは、請求項1記載の構成に加え、前記照射線の照射方向下流側の段のコリメータブロックの前記リーフを、上流側の段のコリメータブロックの前記リーフに比べてリーフのピッチを広くして、アイソセンタ上での同一照射方向のリーフの照射像を同じ大きさに構成したことを特徴とするものである。
A multi-leaf collimator according to
このマルチリーフコリメータによれば、前記照射線の照射方向下流側の段のコリメータブロックの前記リーフを、上流側の段のコリメータブロックの前記リーフに比べてリーフのピッチを広くして、アイソセンタ上での同一照射方向のリーフの照射像を同じ大きさに構成するようにしており、上流側と下流側のリーフの照射像がアイソセンタ上で同一の大きさとなるようにすることで、照射線の角度の影響を受けずに高精度の照射野の輪郭形状にできるようになる。 According to this multi-leaf collimator, the leaf pitch of the collimator block on the downstream side in the irradiation direction of the irradiation line is made wider than the leaf of the collimator block on the upstream side so that the leaf pitch is increased on the isocenter. The irradiation image of the leaf in the same irradiation direction is configured to have the same size, and the irradiation image of the leaf on the upstream side and the downstream side has the same size on the isocenter, so that the angle of the irradiation line The contour shape of the irradiation field can be made with high accuracy without being influenced by the above.
さらに、この発明の請求項3記載のマルチリーフコリメータは、請求項1または2記載の構成に加え、前記照射線を、頂点から円錐状に広がるビームで構成し、前記リーフを、このビームの広がりに基づき前記アイソセンタ上の照射像で前記段数分の1ずつピッチがずれるように構成したことを特徴とするものである。
Furthermore, in the multi-leaf collimator according to
このマルチリーフコリメータによれば、前記照射線を、頂点から円錐状に広がるビームで構成し、前記リーフを、このビームの広がりに基づき前記アイソセンタ上の照射像で前記段数分の1ずつピッチがずれるように構成しており、照射線が円錐状であっても、多段のリーフを照射像上で段数分の1ずつずれるピッチとすることで、多段のリーフによる照射野の輪郭を最も高精度にできるようにしている。 According to this multi-leaf collimator, the irradiation line is constituted by a beam that spreads in a conical shape from the apex, and the leaf is shifted in pitch by one step in the irradiation image on the isocenter based on the spread of the beam. Even if the irradiation line has a conical shape, the contour of the irradiation field by the multi-stage leaf can be obtained with the highest accuracy by setting the multi-stage leaf to a pitch that is shifted by a step number on the irradiation image. I can do it.
また、この発明の請求項4記載のマルチリーフコリメータは、請求項1〜3のいずれかに記載の構成に加え、前記リーフのピッチおよび幅を代え、前記段数分の1ずつピッチをずらすとともに、同一の前記照射像幅となるよう構成したことを特徴とするものである。
Moreover, in addition to the structure in any one of Claims 1-3, the multi-leaf collimator of
このマルチリーフコリメータによれば、前記リーフのピッチおよび幅を代え、前記段数分の1ずつピッチをずらすとともに、同一の前記照射像幅となるよう構成しており、照射線が円錐状であっても、多段のリーフによる照射野の輪郭を最も高精度にできるようにしている。 According to this multi-leaf collimator, the pitch and width of the leaf are changed, the pitch is shifted by one step, and the irradiation image width is the same, and the irradiation line is conical. However, the contour of the irradiation field by the multi-stage leaf can be made with the highest accuracy.
さらに、この発明の請求項5記載のマルチリーフコリメータは、請求項1〜4のいずれかに記載の構成に加え、前記コリメータブロックを2段で構成するとともに、前記リーフを、前記アイソセンタ上の照射像で2段のリーフによる照射像が半ピッチずつずれる構成としたことを特徴とするものである。
Furthermore, the multi-leaf collimator according to
このマルチリーフコリメータによれば、前記コリメータブロックを2段で構成するとともに、前記リーフを、前記アイソセンタ上の照射像で2段のリーフによる照射像が半ピッチずつずれる構成としており、2段のリーフにより照射線が円錐状であっても平行なビームの場合と同様な照射野の輪郭形状の精度を確保できるようになる。
ここで、リーフピッチとは、隣接するリーフの幅中心間の距離をいい、照射面上のピッチとは、リーフの照射像での幅中心間の距離をいう。
According to this multi-leaf collimator, the collimator block is configured in two stages, and the leaf is configured such that an irradiation image on the isocenter is shifted by half a pitch from the irradiation image on the isocenter. As a result, even if the irradiation line is conical, the same accuracy of the outline shape of the irradiation field as in the case of a parallel beam can be secured.
Here, the leaf pitch refers to the distance between the width centers of adjacent leaves, and the pitch on the irradiated surface refers to the distance between the width centers in the irradiated image of the leaf.
この発明の請求項1記載のマルチリーフコリメータによれば、複数枚のリーフで構成されるコリメータブロックを照射線の照射方向に複数段備えたマルチリーフコリメータにおいて、それぞれの段のコリメータブロックを構成する前記リーフを、照射線によってアイソセンタ上に投影される当該リーフの照射像で所定ピッチ分ずつずれるように構成したので、粒子線などの照射線が平行でなく円錐状であっても、アイソセンタ上に投影される照射像で所定ピッチずれるようにすることができ、実際に照射される像の輪郭を高精度にすることができる。
According to the multi-leaf collimator according to
また、この発明の請求項2記載のマルチリーフコリメータによれば、前記照射線の照射方向下流側の段のコリメータブロックの前記リーフを、上流側の段のコリメータブロックの前記リーフに比べてリーフのピッチを広くして、アイソセンタ上での同一照射方向のリーフの照射像を同じ大きさに構成したので、上流側と下流側のリーフの照射像をアイソセンタ上で同一の大きさとなるようにすることができ、照射線の角度の影響を受けずに高精度の照射野の輪郭形状にすることができる。
According to the multi-leaf collimator according to
さらに、この発明の請求項3記載のマルチリーフコリメータによれば、前記照射線を、頂点から円錐状に広がるビームで構成し、前記リーフを、このビームの広がりに基づき前記アイソセンタ上の照射像で前記段数分の1ずつピッチがずれるように構成したので、照射線が円錐状であっても、多段のリーフを照射像上で段数分の1ずつずれるピッチとすることで、多段のリーフによる照射野の輪郭を最も高精度にすることができる。
Furthermore, according to the multi-leaf collimator according to
また、この発明の請求項4記載のマルチリーフコリメータによれば、前記リーフのピッチおよび幅を代え、前記段数分の1ずつピッチをずらすとともに、同一の前記照射像幅となるよう構成したので、リーフのピッチや幅を変えることで、照射線が円錐状であっても、多段のリーフによる照射野の輪郭を最も高精度にすることができる。
Moreover, according to the multi-leaf collimator according to
さらに、この発明の請求項5記載のマルチリーフコリメータによれば、前記コリメータブロックを2段で構成するとともに、前記リーフを、前記アイソセンタ上の照射像で2段のリーフによる照射像が半ピッチずつずれる構成としたので、2段のリーフにより照射線が円錐状であっても平行なビームの場合と同様な半ピッチずれた照射野の輪郭形状の精度を確保することができる。
Furthermore, according to the multi-leaf collimator according to
以下、この発明のマルチリーフコリメータの一実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1および図2はこの発明のマルチリーフコリメータを2段のリーフコリメータブロックで構成した一実施の形態にかかり、図1は照射線の軸直角方向からリーフコリメータブロックの片側のリーフ端面を見た場合の説明図、図2はリーフコリメータブロックの側面から見た(図1の紙面直角方向から両側のリーフを見た)場合を従来例(b)と比較して示す説明図である。
Hereinafter, an embodiment of a multi-leaf collimator of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1 and 2 relate to an embodiment in which the multi-leaf collimator of the present invention is configured by a two-stage leaf collimator block, and FIG. 1 is a view of the leaf end face on one side of the leaf collimator block from the direction perpendicular to the axis of the irradiation line. FIG. 2 is an explanatory view showing the case viewed from the side of the leaf collimator block (when the leaves on both sides are viewed from the direction perpendicular to the plane of FIG. 1) in comparison with the conventional example (b).
この発明のマルチリーフコリメータ10では、上下2段のリーフコリメータブロック11,12を構成するそれぞれのリーフ13,14により形成されるアイソセンタ15上での照射像16,17が半ピッチずつずれるように上下のリーフピッチp1、p2を異なるものとしてある。
In the
照射線である粒子線のビームBは、ワブラ電磁石を頂点とする円錐状となるため、図1に示すように、上段のリーフ13が遮蔽した照射像16は下段のリーフ14が遮蔽した照射像17よりも大きくなるが、ワブラ電磁石の頂点Oからの距離に応じて上段のリーフ13のピッチp1に比べて下段のリーフ14のピッチp2を広くとることで、それぞれのリーフ13,14による照射像16(大きさA1),17(大きさA2)がアイソセンタ15上で同じ大きさA1=A2となるようにする。
Since the beam B of the particle beam, which is an irradiation beam, has a conical shape with a wobbler electromagnet as a vertex, as shown in FIG. 1, the
また、このマルチリーフコリメータ10では、上段のリーフ13と下段のリーフ14は、リーフ13同士およびリーフ14同士の対向面間では、図2(a)に示すように、下段のリーフ14を上段のリーフ13よりも円錐状のビームの広がりおよび規制すべき照射像16,17の大きさA1,A2に応じて外側に位置させ、図2(b)に示した従来例のように、ビームBが平行に照射されるとした場合の上下のリーフ4,5を同一位置に配置し、上段のリーフ4で形作られた照射像6の外側を下段のリーフ5でさえぎることがないようにする。
Further, in the
このように構成したマルチリーフコリメータ10では、ワブラ電磁石の中心Oから円錐状に放出されたビームBは、上段のリーフ13と下段のリーフ14により遮蔽され、対向するリーフ13同士およびリーフ14同士の間隔と位置とを調整することでがん患部の形状に対応した空間形に形作られる。
In the
このとき、下段のリーフ14を上段のリーフ13より、図2(a)に示すように、リーフ14の移動方向に、ある距離分だけ外側に位置決めする。
At this time, the
また、下段のリーフ14のピッチp2は上段のリーフ13のピッチp1より大きくしてあるので、(従来のマルチリーフコリメータでは下段のリーフ4が作る照射像7は上段のリーフ3が作る照射像6よりも大きくなるが、)上段のリーフ13と下段のリーフ14それぞれで形作られるビームは照射像16,17はアイソセンタ15上で同じ大きさA1=A2となって照射像16,17を形作る。
Further, since the pitch p2 of the
そして、上段のリーフ13と下段のリーフ14は照射像16,17がこの照射像で半ピッチずれるように配置してあるため、照射像の輪郭の精密さは1段の場合に比べ向上し、2倍の精度となる。
Since the
なお、マルチリーフコリメータでは、同一厚さのリーフ13,14を用いてそれぞれのピッチp1,p2を変えるだけでなく、ピッチp1,p2およびリーフ13,14の厚さを変えるようにして照射像上で、半ピッチなど所定ピッチずれるようにしても良い。
In the multi-leaf collimator, not only the pitches p1 and p2 are changed using the
また、コリメータブロック11,12を上下2段で構成する場合に限らず、さらに多段にしても良く、この場合にはその段数分の1ずつ照射像上でピッチがずれるようにすれば、一層輪郭精度を向上することができる。 Further, the collimator blocks 11 and 12 are not limited to the upper and lower two stages, and may be further multistaged. In this case, if the pitch is shifted on the irradiation image by one of the number of stages, the contour is further increased. Accuracy can be improved.
次に、このような多段のリーフの具体的なピッチの算出方法について、上下2段のリーフを例に説明する。
ここでは、粒子ビームの広がり角を考慮し、1/2リーフピッチの投影像を得るための条件を求める。
Next, a specific pitch calculation method for such multi-stage leaves will be described by taking the upper and lower two-stage leaves as an example.
Here, a condition for obtaining a projection image with a 1/2 leaf pitch is obtained in consideration of the spread angle of the particle beam.
(1)リーフ配置方法
まず、リーフ配置方法として、ビームBの広がりに対応し、患者照射面(アイソセンタ)15上に形状Aを投影するための条件を求める。
(1) Leaf Arrangement Method First, as a leaf arrangement method, a condition for projecting the shape A onto the patient irradiation surface (isocenter) 15 corresponding to the spread of the beam B is obtained.
図3に示すように、上段、下段リーフ13,14で作成した照射形状A3、A4はビームの広がり角により拡大した大きさAで、照射面15上に投影される。
As shown in FIG. 3, the irradiation shapes A3 and A4 created by the upper and
なお、ここでは、輪郭を形成する部分は、リーフ13,14下端ではなく、リーフ13,14厚方向の中央部分とした。
Here, the part forming the contour is not the lower end of the
アイソセンタ15上に形状Aを得るためには、A3、A4による投影像をアイソセンタ上で同じ大きさにする必要がある。
In order to obtain the shape A on the
そこで、A3、A4の形状をビーム頂点からの距離に応じて照射形状Aを縮小したものとして合成する。それぞれの縮小率をr1、r2とすると、次式1となる。
Therefore, the shapes of A3 and A4 are combined as a reduced irradiation shape A according to the distance from the beam apex. When the respective reduction ratios are r1 and r2, the following
実際の装置では、マルチリーフコリメータ(MLC)の位置を変えることができるようにしてあり、アイソセンタから、例えば200〜700mmの範囲で位置を変えることができるようにする。 In an actual apparatus, the position of the multi-leaf collimator (MLC) can be changed, and the position can be changed within a range of, for example, 200 to 700 mm from the isocenter.
このようなマルチリーフコリメータでは、リーフ送り方向の拡大率の違いは、上下リーフ13,14の送り量を変えて対応できるが、リーフピッチp1,p2方向では、拡大率の違いによる照射面15上のリーフピッチが異なるため、合成した照射形状に干渉パターンが生じる。
In such a multi-leaf collimator, the difference in the enlargement rate in the leaf feed direction can be dealt with by changing the feed amounts of the upper and
このため照射野の両端部付近で1/2ピッチの輪郭形成ができないことになる。 For this reason, it is impossible to form a half pitch contour near both ends of the irradiation field.
そこで、以上のような条件に基づく作図から、干渉が起こる位置は、マルチリーフコリメータ(MLC)のアイソセンタ15からの距離によって若干移動することがわかった。
Therefore, it was found from the drawing based on the above conditions that the position where the interference occurs slightly moves depending on the distance from the
(2) 干渉解析
次に、干渉パターンを解析し、アイソセンタ15上の投影像に干渉の起こらない寸法条件を求める。
(2) Interference Analysis Next, an interference pattern is analyzed to obtain a dimensional condition that does not cause interference in the projected image on the
図4に示すように、照射面上に投影した上下リーフ13,14のピッチを、P1、P2とする。前項の縮小率から、P1、P2は以下のようになる。なお、p1、p2は上下のリーフ自体のピッチであり、次式2で表すことができる。
As shown in FIG. 4, the pitches of the upper and
P1は拡大率の違いにより、P2よりδだけ大きくなる。
したがって、
δ=P1−P2
∴P1=P2+δ
となる。
P1 is larger than P2 by δ due to the difference in magnification.
Therefore,
δ = P1-P2
∴P1 = P2 + δ
It becomes.
マルチリーフコリメータ(MLC)の中央では、図5に示すように、上下段のリーフ13,14は1/2ピッチずらした配置となっているとすると、リーフピッチ方向で上下のリーフでずれが生じ、1/2ピッチとならない部分が生じる。
In the center of the multi-leaf collimator (MLC), as shown in FIG. 5, if the upper and
そこで、図6に示すように、中央からn枚目の上下段のリーフの位置をP1(n)、P2(n)とすると、それぞれの位置を次式3のように表すことができる。
Therefore, as shown in FIG. 6, assuming that the positions of the n-th upper and lower leaves from the center are P1 (n) and P2 (n), the respective positions can be expressed by the following
そして、図6より、P1(n)>P2(n)となる位置で干渉が起こることになる。
そこで、下記のレイアウト条件のある装置で、干渉の起こるnを求める。
As shown in FIG. 6, interference occurs at a position where P1 (n)> P2 (n).
Therefore, n where interference occurs is obtained with an apparatus having the following layout conditions.
レイアウト条件
L = 4748.82 mm
l = 4425.82 / 3925.82 mm (MLC位置200/700)
h = 88 mm
p1 = p2 = 4.5mm
ここで、Lはビーム広がりの頂点(下流側電磁石の中心)からアイソセンタまでの距離、
lはビーム広がりの頂点(下流側電磁石の中心)から MLCまでの位置
h は上下間リーフピッチ
p1、p2は上下段それぞれのリーフピッチ、である。
これらの条件を用いるとともに、干渉が生じる条件P1(n)>P2(n)を用いて、nについて解くと、次式4のように求めることができる。
Layout conditions
L = 4748.82 mm
l = 4425.82 / 3925.82 mm (MLC position 200/700)
h = 88 mm
p1 = p2 = 4.5mm
Where L is the distance from the apex of the beam spread (the center of the downstream electromagnet) to the isocenter,
l is the position from the top of the beam spread (downstream electromagnet center) to the MLC
h is the leaf pitch between the top and bottom
p1 and p2 are the leaf pitches of the upper and lower stages.
Using these conditions and solving for n using the condition P1 (n)> P2 (n) that causes interference, the following
この結果、マルチリーフコリメータ(MLC)の位置により干渉する位置が変わるが、中央から23〜24枚目で干渉が起こることがわかる。 As a result, although the interference position changes depending on the position of the multi-leaf collimator (MLC), it can be seen that interference occurs at the 23rd to 24th sheets from the center.
(3) 干渉の回避
次に、アイソセンタ上で、上下段のリーフの投影ピッチが同じになる条件を干渉が起こらない条件として求める。
干渉の位置は、マルチリーフコリメータ(MLC)の位置により異なるため、図より判断し、干渉の影響が大きいマルチリーフコリメータ(MLC)が700mmの位置の場合で干渉を回避する条件を求める。
アイソセンタ上で1/2ピッチの照射像が得られる条件は、次式5で表すことができる。
(3) Avoidance of interference Next, a condition where the projection pitches of the upper and lower leaves are the same on the isocenter is obtained as a condition in which interference does not occur.
Since the position of interference differs depending on the position of the multi-leaf collimator (MLC), it is determined from the figure, and a condition for avoiding interference is obtained when the multi-leaf collimator (MLC) having a large influence of interference is at a position of 700 mm.
The condition for obtaining an irradiation image of 1/2 pitch on the isocenter can be expressed by the
そして、上段のリーフピッチp1を4.5mmとして、干渉の起きない下段のリーフピッチp2を求めると、次式6のように求めることができる。 Then, when the upper leaf pitch p1 is 4.5 mm and the lower leaf pitch p2 where no interference occurs is obtained, the following equation 6 can be obtained.
この結果から、上段のリーフピッチp1=4.5に対し、下段のリーフピッチp2=4.6とすれば干渉パターンを回避できる。 From this result, the interference pattern can be avoided if the lower leaf pitch p2 = 4.6 with respect to the upper leaf pitch p1 = 4.5.
なお、マルチリーフコリメータの位置を200mmとした場合には、リーフピッチを変更することができないため、干渉の回避条件が異なるが、700mmで求めたピッチとした場合でも、作図によりほぼ、干渉を回避することができることを確認している。 When the position of the multi-leaf collimator is 200 mm, the leaf pitch cannot be changed, so the interference avoidance conditions are different. Even when the pitch is 700 mm, the interference is almost avoided by drawing. Make sure you can.
また、照射野の大きさによっては、外周部で上下段のリーフ隙間が重なる可能性があるが、この場合には、上下段のリーフを千鳥状に配置するのに加え、外周部では、迷路状(ラビリンス形状やコルゲーション構造など)を組み合わせるようにすれば良い。 In addition, depending on the size of the irradiation field, the upper and lower leaf gaps may overlap on the outer periphery, but in this case, in addition to arranging the upper and lower leaves in a staggered pattern, What is necessary is just to combine a shape (labyrinth shape, corrugation structure, etc.).
以上のように、上記レイアウト条件の上下2段のマルチリーフコリメータでは、上段のリーフピッチp1を4.5mm、下段のリーフピッチp2を4.6mmとすることで、照射ビームが円錐状になる場合でもアイソセンタ15上の照射像で半ピッチずれた輪郭形状を得ることができ、照射野の形状精度を向上することができる。
As described above, in the two-stage multi-leaf collimator having the above layout conditions, the irradiation beam becomes conical by setting the upper leaf pitch p1 to 4.5 mm and the lower leaf pitch p2 to 4.6 mm. However, it is possible to obtain a contour shape shifted by a half pitch in the irradiation image on the
同様にレイアウト条件が定まれば、照射ビームが円錐状に広がる場合を考慮したアイソセンタ上での輪郭精度を確保するリーフのピッチを求めることができる。 Similarly, if the layout conditions are determined, it is possible to obtain the leaf pitch that ensures the contour accuracy on the isocenter considering the case where the irradiation beam spreads in a conical shape.
10 マルチリーフコリメータ
11,12 上下リーフコリメータブロック
13,14 上下のリーフ
15 アイソセンタ
16,17 照射像
p1、p2 上下のリーフピッチ
A1、A2 上下のリーフの照射像の大きさ
O ワブラ電磁石の頂点
10
Claims (5)
それぞれの段のコリメータブロックを構成する前記リーフを、照射線によってアイソセンタ上に投影される当該リーフの照射像で所定ピッチ分ずつずれるように構成したことを特徴とするマルチリーフコリメータ。 In a multi-leaf collimator equipped with multiple stages of collimator blocks composed of multiple leaves in the irradiation direction of the irradiation line,
A multi-leaf collimator configured such that the leaves constituting the collimator blocks of the respective stages are shifted by a predetermined pitch in the irradiation image of the leaves projected onto the isocenter by irradiation lines.
5. The collimator block according to any one of claims 1 to 4, wherein the collimator block is configured in two stages, and the leaf is configured so that an irradiation image by the two-stage leaf is shifted by a half pitch from an irradiation image on the isocenter. A multi-leaf collimator as described in 1.
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