JP2016209388A - レーザ投光器および放射線治療システム - Google Patents

Abstract

【課題】基準光の光源の位置ずれの補正を容易に支援することができるレーザ投光器および放射線治療システムを提供する。
【解決手段】放射線治療装置の照射中心を挟んで他のレーザ投光器と互いに対向して配置され、照射中心を標示するための可視光の基準光を照射するレーザ投光器２１Lであって、他のレーザ投光器と自機との距離に応じた信号を出力する距離センサ２７Lと、距離センサの出力信号に応じて他のレーザ投光器の距離計測対象位置と自機との距離を測定する距離測定部４３Lと、目標信号と現在の受光信号との差に応じて、基準光が照射中心を通過するように、かつ距離センサが距離計測対象位置を見込んで距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、基準光源の照射角度および距離センサの見込み角度を補正する角度補正部４２Lと、距離測定部により測定された距離を表示する表示部２８Lと、を備えたものである。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、レーザ投光器および放射線治療システムに関する。

放射線治療では、治療計画時の被検体撮像によって医用画像データを生成し、その医用画像にもとづいて放射線をあてる標的の大きさや範囲を含む治療計画が決定される。治療計画が決定されると、放射線照射位置を毎回確認しなくても済むように、被検体の体表面に、放射線照射位置を示すためのマークがインクペン等により付けられる。

放射線治療室内には、放射線治療装置と、複数のレーザ投光器が設けられる。レーザ投光器は、たとえば放射線治療室の天井および左右それぞれの壁面の計３箇所に設けられる。これらのレーザ投光器のそれぞれは、放射線治療装置の照射中心（アイソセンタ）を通る可視光ビームを投光し、照射中心を標示する。被検体は、これらのレーザ投光器から投光された可視光ビームが被検体の体表面に付されたマークに一致するように位置決めされる。この結果、治療計画で決定された放射線照射位置と、放射線治療装置の照射中心とを一致させることができる。

一方、設備の経年変化や雰囲気条件の変化等により、レーザ投光器の投光する可視光ビームが照射中心を外れてしまうことがあることが知られている。このため、放射線照射前に保守作業等により、レーザ投光器の投光する可視光ビームが放射線治療装置の照射中心を通っていることを確認しておくことが重要である。この保守作業は、高精度な調整が求められるため、多大な時間と労力を要する。

そこで、この種の保守作業を支援するための技術として、可視光ビームの照射角度を自動的に補正するための技術が開発されている。この技術によれば、保守作業者の負担を低減することができるとともに、保守作業者の熟練度による角度補正に係る調整のばらつきを防ぐことができる。

特開２００９−１３１３８３号公報

レーザ投光器の投光する可視光ビームが放射線治療装置の照射中心を通らなくなる原因は、照射角度の変化に限られない。この原因としては他にも、たとえば、光源位置が動いてしまう、あるいはレーザ投光器本体が動いてしまうことなどにより、可視光ビームの出射位置がずれてしまうことが挙げられる。しかし、可視光ビームの出射位置がずれてしまった場合には、照射角度を自動的に補正する技術だけでは、レーザ投光器の投光する可視光ビームが放射線治療装置の照射中心を通るようにすることが難しく、誤った位置を照射中心としてしまう場合が生じてしまう。また、照射角度を自動的に補正しただけでは誤った位置を照射中心としてしまっていることに、保守作業者が気づいた場合には、結局手動による高精度な調整が求められるため、さらに時間と労力を要してしまう。

本発明の一実施形態に係るレーザ投光器は、上述した課題を解決するために、放射線治療装置の照射中心を挟んで他のレーザ投光器と互いに対向して配置され、前記照射中心を標示するための可視光の基準光を照射するレーザ投光器であって、前記照射中心を狙って前記基準光を照射する基準光源と、前記他のレーザ投光器の距離計測対象位置と自機との距離に応じた信号を出力する距離センサと、前記距離センサの出力信号に応じて前記他のレーザ投光器の距離計測対象位置と自機との距離を測定する距離測定部と、前記照射中心を通過した前記基準光を受光した前記他のレーザ投光器によりあらかじめ生成された受光信号である目標信号と、前記他のレーザ投光器により生成された前記基準光の現在の受光信号と、の差に応じて、前記基準光が前記照射中心を通過するように、かつ前記距離センサが前記距離計測対象位置を見込んで前記距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、前記基準光源の照射角度および前記距離センサの見込み角度を補正する角度補正部と、前記距離測定部により測定された前記距離を表示する表示部と、を備えたものである。

本発明の一実施形態に係る放射線治療システムの一例を示す外観図。 左右のレーザ投光器から照射される基準光について説明するための図。 レーザ投光器の内部構成例を示すブロック図。 レーザ投光器の詳細な外観例を示す図。 対向配置された２つのレーザ投光器が、それぞれ理想的な設置位置に位置し、かつ理想的な照射角度で基準光を照射する様子の一例を示す説明図。 図５に示す理想的な位置関係から１つのレーザ投光器の位置がずれた場合において、基準光の従来の照射角度補正技術を適用したときの様子の一例を示す説明図。 図５に示す理想的な位置関係から１つのレーザ投光器の位置がずれた場合において、本実施形態に係る角度補正処理および位置補正処理を適用したときの様子の一例を示す説明図。 図３に示す処理回路により、基準光源の照射角度および距離センサの見込み角度を補正する際の手順の一例を示すフローチャート。 図３に示す処理回路により、他のレーザ投光器の距離計測対象位置とレーザ投光器（自機）との現在の距離を表示する際の手順の一例を示すフローチャート。 図３に示す処理回路により、他のレーザ投光器に対するレーザ投光器（自機）の位置を自動的に補正する際の手順の一例を示すフローチャート。

本発明に係るレーザ投光器および放射線治療システムの実施の形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る放射線治療システム１０の一例を示す外観図である。

放射線治療システム１０は、放射線治療装置１１、寝台１２、寝台１２に設けられた天板１３、およびレーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｔを有する。

放射線治療装置１１は、ライナック（Linear Accelerator）などによって構成される。照射中心（アイソセンタ）Ｃに対して放射線を照射する。

寝台１２は、床面に載置され、被検体を載置する天板１３を有する。天板１３は、被検体を載置可能に構成される。天板１３は、図示しない天板駆動装置により、鉛直方向（以下、Ｙ軸方向という）に昇降動させる。また、天板１３は、天板駆動装置により、天板１３の長手方向（以下、Ｚ軸方向という）に沿って被検体を移送する。また、天板１３は、天板駆動装置により、天板１３の横手方向（以下、Ｘ軸方向という）に沿って被検体を移送する。また、天板１３は、天板駆動装置により、照射中心（アイソセンタ）Ｃを含むＹ軸を中心に回転することができる。

レーザ投光器２１Ｌは、照射中心Ｃからみて図１中の左側に位置する投光器であり、たとえば放射線治療室の図１中の左側壁面に設けられる。他のレーザ投光器としてのレーザ投光器２１Ｒは、照射中心Ｃからみて図１中の右側に位置する投光器であり、たとえば放射線治療室の図１中の右側壁面に設けられる。レーザ投光器２１Ｔは、照射中心Ｃからみて図１中の上側に位置する投光器であり、たとえば放射線治療室の図１中の天井面に設けられる。

レーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｔは、それぞれ照射中心Ｃを標示するための可視光の基準光（レーザビーム）ＢＬ、ＢＲ、ＢＴを照射する。基準光ＢＬ、ＢＲ、ＢＴは、十字ライン光であることが好ましいが、スポット光やライン光であってもよい。なお、図１にはレーザ投光器が左右および上部の３箇所に設けられる場合の例について示したが、左右の一方と上部の２箇所、左右の２箇所のみ、あるいは４箇所以上に設けられてもよい。

図２は、左右のレーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒから照射される基準光について説明するための図である。図２には、レーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒがそれぞれ十字ライン光を照射する場合の例について示した。

左右のレーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒは、照射中心Ｃを挟んで互いに対向して配置され、照射中心Ｃを標示するための基準光ＢＬおよびＢＲを照射する。

レーザ投光器２１Ｌ、２１Ｒがそれぞれ十字ライン光を照射する場合は、図２に示すように、基準光ＢＬは、鉛直ライン光ＢＬｖおよび水平ライン光ＢＬｈを有する。また、基準光ＢＲは、鉛直ライン光ＢＲｖおよび水平ライン光ＢＲｈを有する。鉛直ライン光と水平ライン光は、それぞれ別個の光源から照射されてもよい。

基準光ＢＬ、ＢＲ、ＢＴは、十字ライン光であることが好ましいが、スポット光やライン光であってもよい。

図３は、レーザ投光器２１Ｌの内部構成例を示すブロック図である。また、図４は、レーザ投光器２１Ｌの詳細な外観例を示す図である。以下、図３および図４を参照してレーザ投光器２１Ｌの構成を説明する。なお、他のレーザ投光器としてのレーザ投光器２１Ｒは、図３および図４に示すレーザ投光器２１Ｌとほぼ同様の構成を有するため、説明を省略する。以下、レーザ投光器２１Ｒの各構成要素のうち、レーザ投光器２１Ｌの各構成要素に対応するものは、レーザ投光器２１Ｌの各構成要素の符号に付したＬをＲに置き換えた符号を付して説明する。

図４に示すように、レーザ投光器２１Ｌは筐体２２Ｌを有し、左側の壁面に設けられる。また、レーザ投光器２１Ｌは、基準光源２３Ｌ、基準光受光器２４Ｌ、測距光源２５Ｌ、反射ミラー２６Ｌ、測距光受光器２７Ｌ、ディスプレイ２８Ｌを有する。また図３に示すように、支持枠２９Ｌ、入力回路３１Ｌ、記憶回路３２Ｌ、通信回路３３Ｌ、角度駆動機構３４Ｌ、位置駆動機構３５Ｌおよび処理回路３６Ｌを有する。

レーザ投光器２１Ｌの基準光源２３Ｌ（図３参照）は、照射中心Ｃを狙って基準光ＢＬを照射する。この基準光ＢＬは、レーザ投光器２１Ｒの基準光受光器２４Ｒにより受光されて受信信号が生成される。図４には、基準光源２３Ｌが鉛直ライン光ＢＬｖの照射用光源２３Ｌｖおよび水平ライン光ＢＬｈの照射用光源２３Ｌｈにより構成される場合の例を示した。

レーザ投光器２１Ｌの基準光受光器２４Ｌ（図３参照）は、レーザ投光器２１Ｒが照射した基準光ＢＲを受光して受信信号を生成する。図４には、基準光受光器２４Ｌが鉛直ライン光ＢＲｖの受光器２４Ｌｖおよび水平ライン光ＢＲｈの受光器２４Ｌｈにより構成される場合の例を示した。また、基準光ＢＲが照射中心Ｃを通過したか否かをユーザ（保守作業者など）が容易に視認するために、レーザ投光器２１Ｌの設置面近傍には、鉛直ライン光ＢＲｖのガイドＧＬｖおよび水平ライン光ＢＲｈのガイドＧＬｈが設けられるとよい（図４参照）。

測距光源２５Ｌは、レーザ投光器２１Ｌが備える距離センサの一部を構成する。レーザ投光器２１Ｌが備える距離センサは、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との距離に応じた信号を出力することができればよく、たとえば三角測量法を利用する構成でもよいし、超音波を利用する構成でもよいし、レーザ光線を利用する構成でもよい。本実施形態では、距離センサがレーザ光線を利用する光波測距儀を構成する場合の例について説明する。この場合、図３および図４に示すように、距離センサは、測距用のレーザ光ＤＬを出射する測距光源２５Ｌおよび測距用のレーザ光ＤＬの反射光ＤＬｒを受光する測距光受光器２７Ｌを有する。

測距光源２５Ｌは、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置に設けられた反射ミラー２６Ｒを見込んで、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置に対して測距用のレーザ光ＤＬを照射する。

反射ミラー２６Ｌは、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置に設けられ、レーザ投光器２１Ｒの測距光源２５Ｒから照射された測距用のレーザ光ＤＲを反射する。

測距光受光器２７Ｌは、測距用のレーザ光ＤＬの、距離計測対象位置における反射光ＤＬｒを受光して出力信号を生成し、処理回路３６Ｌに与える。処理回路３６Ｌは、この出力信号にもとづいて、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との距離を測定する。

ディスプレイ２８Ｌは、たとえば液晶ディスプレイやＯＬＥＤ（Organic Light Emitting Diode）ディスプレイなどの一般的な表示出力装置により構成され、処理回路３６Ｌの制御に従って、処理回路３６Ｌにより測定された現在の距離などを表示する。また、ディスプレイ２８Ｌは、あらかじめ記憶回路３２Ｌに記憶された設定距離、処理回路３６Ｌにより実際に測定された現在の距離と設定距離との差、の少なくとも一方をさらに表示してもよい。

支持枠２９Ｌは、基準光源２３Ｌと、距離センサの測距光源２５Ｌおよび測距光受光器２７Ｌと、を一体として支持する。支持枠２９Ｌは、処理回路３６Ｌにより、角度駆動機構３４Ｌを介して設置面（壁面）に対する角度を補正される。なお、レーザ投光器２１Ｌは、支持枠２９Ｌを備えずともよい。この場合、基準光源２３Ｌと、距離センサ（測距光源２５Ｌおよび測距光受光器２７Ｌの組）と、には、それぞれ独立に動作する角度駆動機構が設けられ、処理回路３６Ｌによりそれぞれ独立に設置面（壁面）に対する角度を補正されるとよい。

入力回路３１Ｌは、たとえばトラックボール、スイッチボタン、マウス、キーボード、テンキー、リモートコントローラの受信回路などの一般的な入力装置により構成され、ユーザの操作に対応した操作入力信号を処理回路３６Ｌに出力する。

ディスプレイ２８Ｌおよび入力回路３１Ｌは、一体として操作パネルを構成してもよい。この場合、操作パネルは、ユーザが押したときにそれぞれ固有の指示信号を処理回路３６Ｌに与えるボタンなどの入力回路３１Ｌの一部としてのハードキーと、表示入力装置とを有する。この場合、表示入力装置は、ディスプレイ２８Ｌと、ディスプレイ２８Ｌの近傍に設けられた入力回路３１Ｌの一部としてのタッチパネルとを有する。ディスプレイ２８Ｌは、処理回路３６Ｌに制御されて、レーザ投光器２１Ｌを操作するための情報およびレーザ投光器２１Ｌを操作するための複数のソフトキーを表示する。タッチパネルは、ユーザによるタッチパネル上の指示位置の情報を処理回路３６Ｌに与える。

記憶回路３２Ｌは、磁気的もしくは光学的記録媒体または半導体メモリなどの、プロセッサにより読み取り可能な記録媒体を含んだ構成を有する。これら記憶媒体内のプログラムおよびデータの一部または全部は赤外線通信や電子ネットワークを介した通信によりダウンロードされるように構成してもよい。

記憶回路３２Ｌは、照射中心Ｃを通過した基準光ＢＬを受光したレーザ投光器２１Ｒの基準光受光器２４Ｌによりあらかじめ生成された受光信号である目標信号を記憶しておく。ここで、照射中心Ｃを「通過」した基準光ＢＬとは、レーザ投光器２１Ｌの理想的な設置位置から理想的な照射角度で照射された基準光ＢＬをいう。また、記憶回路３２Ｌは、レーザ投光器２１Ｌおよび２１Ｒがともに理想的な設置位置にあるときにあらかじめ距離センサの出力信号にもとづいて処理回路３６Ｌにより計測された、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との距離である設定距離（目標距離）を、あらかじめ記憶しておく。なお、目標信号および目標距離は、入力回路３１Ｌを介してユーザにより入力されて記憶回路３２Ｌに記憶されてもよい。

通信回路３３Ｌは、ネットワークの形態に応じた種々の情報通信用プロトコルを実装する。通信回路３３Ｌは、この各種プロトコルに従ってレーザ投光器２１Ｌと他のレーザ投光器２１Ｒやその他の機器とを接続する。この接続には、赤外線通信による接続や電子ネットワークを介した電気的な接続などを適用することができる。ここで電子ネットワークとは、電気通信技術を利用した情報通信網全般を意味し、無線／有線ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネット網のほか、電話通信回線網、光ファイバ通信ネットワーク、ケーブル通信ネットワークおよび衛星通信ネットワークなどを含む。

角度駆動機構３４Ｌは、筐体２２Ｌと支持枠２９Ｌとを介するように取り付けられ、アクチュエータを用いて構成される。角度駆動機構３４Ｌに用いられるアクチュエータは、ステッピングモータやサーボモータ、あるいはピエゾモータなどの駆動装置により構成される。角度駆動機構３４Ｌは、処理回路３６Ｌにより制御されて、筐体２２Ｌに対する支持枠２９Ｌの角度を変更することにより、基準光源２３Ｌと距離センサ（測距光源２５Ｌおよび測距光受光器２７Ｌ）の設置面に対する角度を変更する。

位置駆動機構３５Ｌは、設置面と筐体２２Ｌとを介するように取り付けられ、アクチュエータを用いて構成される。位置駆動機構３５Ｌに用いられるアクチュエータは、ステッピングモータやサーボモータ、あるいはピエゾモータなどの駆動装置により構成される。位置駆動機構３５Ｌは、処理回路３６Ｌにより制御されて、設置面内における筐体２２Ｌの位置を変更することにより、レーザ投光器２１Ｒに対する自機の位置を変更する。

処理回路３６Ｌは、記憶回路３２Ｌに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、可視光ビームの出射位置の位置ずれの補正を容易に支援する処理を実行するプロセッサである。

処理回路３６Ｌは、図３に示すように、少なくとも受光信号送信機能４１Ｌ、角度補正機能４２Ｌ、距離測定機能４３Ｌ、および位置補正機能４４Ｌを実現する。これらの各機能４１Ｌ−４４Ｌは、それぞれプログラムの形態で記憶回路３２Ｌに記憶されている。

受光信号送信機能４１Ｌは、レーザ投光器２１Ｒが照射した可視光の基準光ＢＲの受光信号を基準光受光器２４Ｌから受け、この受光信号にもとづく信号をレーザ投光器２１Ｒに送信する機能である。

角度補正機能４２Ｌは、レーザ投光器２１Ｒから、通信回路３３Ｌを介して、基準光ＢＬの現在の受光信号にもとづく信号を受信する機能を有する。また、角度補正機能４２Ｌは、照射中心Ｃを通過した基準光ＢＬを受光したレーザ投光器２１Ｒによりあらかじめ生成された受光信号である目標信号と、現在の受光信号との差に応じて、基準光ＢＬの照射角度を補正して基準光ＢＬが照射中心Ｃを通過するように、角度駆動機構３４Ｌを介して支持枠２９Ｌの設置面（壁面）に対する角度を補正する機能を有する。この結果、距離センサは、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置を見込むことになる。角度補正機能４２Ｌは、目標信号と現在の受光信号との差が所定の基準範囲外であるとき、この差が所定の基準範囲内に収まるように角度補正を行うとよい。

なお、対向配置されたレーザ投光器２１Ｒからレーザ投光器２１Ｌに送信される「基準光ＢＬの受光信号にもとづく信号」は、受光信号そのものの情報を示す信号であってもよいし、受光信号と目標信号との差の情報を示す信号であってもよいし、目標信号との差に応じた角度補正を指示する信号であってもよい。受光信号そのものの情報である場合、記憶回路３２Ｌには、あらかじめ照射中心Ｃを通過した基準光ＢＬを受光したレーザ投光器２１Ｒの基準光受光器２４Ｒによりあらかじめ生成された受光信号である目標信号を記憶させておく。

距離測定機能４３Ｌは、距離センサの測距光受光器２７Ｌの出力信号に応じて、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との距離を測定する機能である。

位置補正機能４４Ｌは、位置駆動機構３５Ｌを介して設置面内における筐体２２Ｌの位置を自動的に変更することにより、距離測定機能４３Ｌにより測定される距離があらかじめ記憶回路３２Ｌに記憶された設定距離となるよう、レーザ投光器２１Ｒに対するレーザ投光器２１Ｌ（自機）の位置を補正する。位置補正機能４４Ｌは、設定距離と現在の距離との差が所定の基準範囲外であるとき、この差が所定の基準範囲内に収まるように位置補正を行うとよい。

なお、レーザ投光器２１Ｌおよび２１Ｒの一方の距離センサ、反射ミラーおよび距離測定機能４３はなくてもよい。この場合、通信回路３３Ｌを介して他方の距離測定結果を取得して利用すればよい。また、ディスプレイ２８Ｌ、入力回路３１Ｌおよび処理回路３６Ｌの一部または全部は、レーザ投光器２１Ｌの筐体２２Ｌに設けられずともよく、たとえば外部の一般的なパーソナルコンピュータの入力回路および処理回路を用いてもよい。

ここで、本実施形態に係る位置補正について、図５−７を用いてより詳細に説明する。

図５は、レーザ投光器２１Ｌおよび２１Ｒが、それぞれ理想的な設置位置に位置し、かつ理想的な照射角度で基準光ＢＬおよびＢＲを照射する様子の一例を示す説明図である。図５は、検査室の天井から照射中心Ｃを見下ろした図である。

図５に示すように、レーザ投光器２１Ｌおよび２１Ｒが、それぞれ理想的な設置位置に位置し、かつ理想的な照射角度で基準光ＢＬおよびＢＲを照射する場合、基準光ＢＬおよびＢＲは、それぞれ正確に照射中心Ｃを通過する。記憶回路３２Ｌにあらかじめ記憶される目標信号は、この図５に示す理想的な位置関係において、レーザ投光器２１Ｒの受光信号送信機能４１Ｒから送信される。また、記憶回路３２Ｌにあらかじめ記憶される設定距離ｄ０は、この図５に示す理想的な位置関係において、距離測定機能４３Ｌにより計測された、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との距離である。

図６は、図５に示す理想的な位置関係からレーザ投光器２１Ｌの位置がずれた場合において、基準光ＢＬの従来の照射角度補正技術を適用したときの様子の一例を示す説明図である。

図６に示すように、図５に示す理想的な位置関係からレーザ投光器２１Ｌの位置がずれてしまい、基準光源２３Ｌの位置がずれてしまった場合を考える。この場合、基準光ＢＬの従来の照射角度補正技術を適用すると、基準光源２３Ｌの照射角度はレーザ投光器２１Ｒに向くように補正される。この結果、照射中心と擬制される位置Ｃｗは、実際の照射中心Ｃからずれてしまう。

図７は、図５に示す理想的な位置関係からレーザ投光器２１Ｌの位置がずれた場合において、本実施形態に係る角度補正処理および位置補正処理を適用したときの様子の一例を示す説明図である。

本実施形態に係るレーザ投光器２１Ｌは、まず、角度補正機能４２Ｌにより、基準光源２３Ｌの照射角度および距離センサの見込み角度は、レーザ投光器２１Ｒに向くように補正される。この角度補正の後、図７の上図に示すように、距離測定機能４３Ｌにより、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との現在の距離ｄ１が測定され、ディスプレイ２８Ｌに表示される。

また、図７の下図に示すように、本実施形態に係るレーザ投光器２１Ｌの位置補正機能４４Ｌは、位置駆動機構３５Ｌを介して設置面内における筐体２２Ｌの位置を自動的に変更することにより、距離測定機能４３Ｌにより測定される距離があらかじめ記憶回路３２Ｌに記憶された設定距離ｄ０となるよう、レーザ投光器２１Ｒに対するレーザ投光器２１Ｌ（自機）の位置を補正することができる。位置補正機能４４Ｌを利用するか否かは、入力回路３１Ｌを介してユーザにより設定可能とされる。

次に、本実施形態に係るレーザ投光器２１Ｌおよびレーザ投光器２１Ｌを含む放射線治療システム１０の動作の一例について説明する。

図８は、図３に示す処理回路３６Ｌにより、基準光源２３Ｌの照射角度および距離センサの見込み角度を補正する際の手順の一例を示すフローチャートである。図８において、Ｓに数字を付した符号はフローチャートの各ステップを示す。

まず、ステップＳ１において、処理回路３６Ｌは、角度補正機能４２Ｌにより、レーザ投光器２１Ｒから通信回路３３Ｌを介して、基準光ＢＬの現在の受光信号にもとづく信号を受信する。

次に、ステップＳ２において、処理回路３６Ｌは、角度補正機能４２Ｌにより、目標信号と現在の受光信号との差が所定の基準範囲内か否かを判定する。目標信号と現在の受光信号との差が所定の基準範囲内であれば、一連の処理は終了となる。一方、目標信号と現在の受光信号との差が所定の基準範囲外であれば、ステップＳ３に進む。

次に、ステップＳ３において、処理回路３６Ｌは、角度補正機能４２Ｌにより、角度駆動機構３４Ｌを介して支持枠２９Ｌの設置面（壁面）に対する角度を補正することにより、基準光ＢＬが照射中心Ｃを通過するように、かつ距離センサが距離計測対象位置を見込んで距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、基準光源２３Ｌの照射角度および距離センサの見込み角度を補正し、ステップＳ１に戻る。

以上の手順により、基準光ＢＬが照射中心Ｃを通過するように、かつ距離センサが距離計測対象位置を見込んで距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、基準光源２３Ｌの照射角度および距離センサの見込み角度を補正することができる。

図９は、図３に示す処理回路３６Ｌにより、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との現在の距離ｄ１を表示する際の手順の一例を示すフローチャートである。

この手順は、図８の手順により距離センサが距離計測対象位置を見込むように距離センサの見込み角度が補正されて、スタートとなる。

まず、ステップＳ１１において、測距光源２５Ｌは、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置に設けられた反射ミラー２６Ｒを見込んで、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置に対して測距用のレーザ光ＤＬを照射する。この結果、測距光受光器２７Ｌは、測距用のレーザ光ＤＬの、距離計測対象位置における反射光ＤＬｒを受光して出力信号を生成し、距離測定機能４３Ｌに与える。

次に、ステップＳ１２において、処理回路３６Ｌは、距離測定機能４３Ｌにより、測距光受光器２７Ｌの出力信号にもとづいて、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との現在の距離ｄ１を測定する。

次に、ステップＳ１３において、処理回路３６Ｌは、距離測定機能４３Ｌにより、測定した現在の距離ｄ１をディスプレイ２８Ｌに表示させる。

以上の手順により、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との現在の距離ｄ１をディスプレイ２８Ｌ表示することができる。

ディスプレイ２８Ｌに表示された現在の距離ｄ１をみたユーザは、設定距離ｄ０との差異に容易に気づくことができる。このため、ユーザは、ディスプレイ２８Ｌに表示される現在の距離ｄ１の変化を確認しながら、設定距離ｄ０に近づくよう、手動で位置駆動機構３５Ｌを制御し、レーザ投光器２１Ｌの位置を補正することができる。

また、入力回路３１Ｌを介してユーザにより、位置補正機能４４Ｌを利用するよう設定可能とされている場合は、距離測定後に、自動的に位置補正がスタートする。

図１０は、図３に示す処理回路３６Ｌにより、レーザ投光器２１Ｒに対するレーザ投光器２１Ｌ（自機）の位置を自動的に補正する際の手順の一例を示すフローチャートである。図９と同等のステップには同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、自動的に位置補正が開始される場合は、ステップＳ１３は省略されてもよい。

ステップＳ１２で現在の距離ｄ１が測定されると、ステップＳ２１において、処理回路３６Ｌは、位置補正機能４４Ｌにより、あらかじめ記憶回路３２Ｌに記憶された設定距離ｄ０と現在の距離ｄ１との差が所定の基準範囲内か否かを判定する。設定距離ｄ０と現在の距離ｄ１との差が所定の基準範囲内であれば、一連の処理は終了となる。一方、設定距離ｄ０と現在の距離ｄ１との差が所定の基準範囲外であれば、ステップＳ２２に進む。

次に、ステップＳ２２において、処理回路３６Ｌは、位置補正機能４４Ｌにより、位置駆動機構３５Ｌを介して設置面内における筐体２２Ｌの位置を自動的に変更することにより、距離測定機能４３Ｌにより測定される距離ｄ１が設定距離ｄ０となるよう、レーザ投光器２１Ｒに対するレーザ投光器２１Ｌ（自機）の位置を補正し、ステップＳ１１に戻る。

以上の手順により、距離測定後に、レーザ投光器２１Ｒに対するレーザ投光器２１Ｌ（自機）の位置を自動的に補正することができる。

この位置補正の結果、レーザ投光器２１は、理想的な設置位置に戻ることができる。この位置補正機能４４Ｌを利用する場合、自動的に、レーザ投光器２１Ｌに照射中心Ｃを正しく照射させることができる。

なお、図１０のＳ２１以降の手順は、ユーザによる入力回路３１Ｌを介した指示にもとづいて手動で開始されてもよい。

本実施形態に係るレーザ投光器２１Ｌおよびレーザ投光器２１Ｌを含む放射線治療システム１０は、基準光源２３Ｌの照射角度および距離センサの見込み角度を補正することができるとともに、レーザ投光器２１Ｒの距離計測対象位置とレーザ投光器２１Ｌ（自機）との現在の距離ｄ１を表示することができる。このため、本実施形態に係るレーザ投光器２１Ｌおよびレーザ投光器２１Ｌを含む放射線治療システム１０によれば、保守作業者の日々の保守作業を支援することができるとともに、基準光の光源の位置ずれの補正を容易に支援することができる。また、一方のレーザ投光器２１Ｒが正確な位置にあれば、レーザ投光器２１Ｌは自機の位置を、設定距離にもとづいて正確に自動的に補正することができる。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

また、本発明の実施形態では、フローチャートの各ステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理の例を示したが、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別実行される処理をも含むものである。

また、本実施形態における処理回路３６Ｌの受光信号送信機能４１Ｌ、角度補正機能４２Ｌ、距離測定機能４３Ｌ、および位置補正機能４４Ｌは、特許請求の範囲における受光信号送信部、角度補正部、距離測定部および位置補正部にそれぞれ対応する。

また、本実施形態における「プロセッサ」という文言は、たとえば、専用または汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、あるいは、特定用途向け集積回路（Application Specific Integrated Circuit：ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス（たとえば、単純プログラマブル論理デバイス（Simple Programmable Logic Device：ＳＰＬＤ）、複合プログラマブル論理デバイス（Complex Programmable Logic Device：ＣＰＬＤ）、およびフィールドプログラマブルゲートアレイ（Field Programmable Gate Array：ＦＰＧＡ））等の回路を意味する。プロセッサは、記憶回路３２Ｌに保存されたプログラムを読み出して実行することにより、各種機能を実現する。

なお、記憶回路３２Ｌにプログラムを保存するかわりに、プロセッサの回路内にプログラムを直接組み込むよう構成してもよい。この場合、プロセッサは回路内に組み込まれたプログラムを読み出して実行することで各種機能を実現する。また、図３には単一の処理回路３６Ｌが各機能４１Ｌ−４４Ｌを実現する場合の例について示したが、複数の独立したプロセッサを組み合わせて処理回路３６Ｌを構成し、各プロセッサがプログラムを実行することにより各機能４１Ｌ−４４Ｌを実現してもよい。また、プロセッサが複数設けられる場合、プログラムを記憶する記憶媒体は、プロセッサごとに個別に設けられてもよいし、図３の記憶回路３２Ｌが全てのプロセッサの機能に対応するプログラムを一括して記憶してもよい。

１０ 放射線治療システム
１１ 放射線治療装置
２１Ｌ、２１Ｒ、２１Ｔ レーザ投光器
２３Ｌ 基準光源
２４Ｌ 基準光受光器
２５Ｌ 測距光源
２７Ｌ 測距光受光器
２９Ｌ 支持枠
３４Ｌ 角度駆動機構
３５Ｌ 位置駆動機構
ＢＬ 基準光
ＢＲ 基準光
Ｃ 照射中心
ＤＬ レーザ光
ＤＬｒ 反射光

Claims (7)

1. 放射線治療装置の照射中心を挟んで他のレーザ投光器と互いに対向して配置され、前記照射中心を標示するための可視光の基準光を照射するレーザ投光器であって、
   前記照射中心を狙って前記基準光を照射する基準光源と、
   前記他のレーザ投光器の距離計測対象位置と自機との距離に応じた信号を出力する距離センサと、
   前記距離センサの出力信号に応じて前記他のレーザ投光器の距離計測対象位置と自機との距離を測定する距離測定部と、
   前記照射中心を通過した前記基準光を受光した前記他のレーザ投光器によりあらかじめ生成された受光信号である目標信号と、前記他のレーザ投光器により生成された前記基準光の現在の受光信号と、の差に応じて、前記基準光が前記照射中心を通過するように、かつ前記距離センサが前記距離計測対象位置を見込んで前記距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、前記基準光源の照射角度および前記距離センサの見込み角度を補正する角度補正部と、
   前記距離測定部により測定された前記距離を表示する表示部と、
   を備えたレーザ投光器。
2. 自機の設置面内における自機の位置を変更するための位置駆動機構と、
   前記位置駆動機構を制御することにより、前記距離測定部により測定される前記距離があらかじめ設定された設定距離となるよう、前記他のレーザ投光器に対する自機の位置を補正する位置補正部と、
   をさらに備えた請求項１記載のレーザ投光器。
3. 前記基準光源と、前記距離センサと、を一体として支持する支持枠と、
   自機の設置面に対する前記支持枠の角度を変更するための角度駆動機構と、
   を更に備え、
   前記角度補正部は、
   前記基準光が前記照射中心を通過するように、かつ前記距離センサが前記距離計測対象位置を見込んで前記距離計測対象位置までの距離に応じた信号を出力するように、前記目標信号と前記現在の受光信号との差に応じて、前記角度駆動機構を介して前記支持枠の角度を変更することにより、前記基準光源の照射角度および前記距離センサの見込み角度を補正する、
   請求項１または２に記載のレーザ投光器。
4. 前記距離センサは、
   前記他のレーザ投光器の前記距離計測対象位置を見込んで、前記距離計測対象位置に対して測距用のレーザ光を照射する測距光源と、
   前記距離計測対象位置からの反射光を受光する測距光受光器と、
   を有して光波測距儀を構成し、
   前記距離測定部は、
   前記測距光受光器の出力信号に応じて前記他のレーザ投光器の計測対象位置と自機との距離を測定する、
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレーザ投光器。
5. 前記他のレーザ投光器にとっての自機の距離計測対象位置に設けられ、前記他のレーザ投光器の測距光源から照射された測距用のレーザ光を反射する反射ミラー、
   をさらに備えた請求項４記載のレーザ投光器。
6. 前記他のレーザ投光器が照射した可視光の基準光を受光して受光信号を生成する基準光受光器と、
   前記他のレーザ投光器が照射した可視光の基準光の受光信号にもとづく信号を前記他のレーザ投光器に送信する受光信号送信部と、
   をさらに備えた請求項１ないし５のいずれか１項に記載のレーザ投光器。
7. 前記放射線治療装置と、
   前記他のレーザ投光器と、
   前記放射線治療装置の放射線の前記照射中心を挟んで前記他のレーザ投光器と互いに対向して配置された、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のレーザ投光器と、
   を備えた放射線治療システム。

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