JP3305348B2 - 定位的放射線治療装置 - Google Patents

定位的放射線治療装置

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JP3305348B2 JP02579992A JP2579992A JP3305348B2 JP 3305348 B2 JP3305348 B2 JP 3305348B2 JP 02579992 A JP02579992 A JP 02579992A JP 2579992 A JP2579992 A JP 2579992A JP 3305348 B2 JP3305348 B2 JP 3305348B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、放射線の細いビームを
定位的に一点に集中させて治療する定位的放射線治療装
置に係わり、特に放射線を照射するガントリの機械的な
精度不良に対しても、且ついかなる病巣部に対しても、
定位した一点に正確に放射線を集中させるのに好適な定
位的放射線治療装置に関する。
【0002】
【従来の技術】放射線治療において、定位法と呼ばれる
放射線照射法が注目されている。定位法とは、放射線の
細いビームを用いて、定位的に一点に集中させ、病巣部
にのみ高線量を多方向より与えることにより、その破壊
を行うことを目的とする治療法であり、この治療により
破壊された部位の周囲の正常部位に対しては、放射線の
照射が極端に少なくなることから、正常部位への悪影響
をなくせる効果がある。また、手術に伴う合併症を心配
することなく治療でき、通常の脳外科的治療を施行でき
ない部位(脳幹部等)の病巣や、手術にて摘出不能であ
った残存病巣などに対して、その治療効果も期待されて
いる。さらに呼吸により動く病巣部に対する放射線治療
への期待も大きい。
【0003】定位的放射線治療において、最も大事なこ
とは位置決めである。病巣部の三次元的な位置情報を得
ることが必要であり、その同定にはアンギオグラフィー
や、CT装置等が使用され、主として脳動静脈奇形等の
循環器系の治療にはアンギオグラフィーを、その他の腫
瘍の治療の際にはCT装置が用いられてる。
【0004】アンギオグラフィーの場合、X線撮影用に
目盛りの入ったフレーム(例えば stereotactic coordi
nate frame)を患者頭部に取り付け、二方向撮影により
X線フィルム上に写った前記目盛りをX、Y、Z座標に
置き換え、病巣部の位置を得る。
【0005】また、CT装置の場合は、CT用のフレー
ム(例えば stereotactic coordinate frame)を患者頭
部に取り付け、造影CTにより撮影を行い病巣部の位置
を得るものである。
【0006】これらの方法により得られた位置情報をも
とに治療計画を行い、さらに患者の位置決めを行う。患
者は治療台に移され、病巣部の中心となるべき位置が、
治療の際に治療ビームの焦点、即ちアイソセンタに来る
ように患者を固定する。この位置決めには、複数の操作
者によって慎重に行われ、その後治療計画に基づいて照
射を開始するものである。その定位法を実現する装置が
定位的放射線治療装置である。定位的放射線治療装置と
して、ガンマユニットと呼ばれる多線源方式放射線治療
装置と、電子線加速器等を用いる単線源方式放射線治療
装置(特公平2−503521号)がある。
【0007】前者は、多数の照射孔を有する半球状コリ
メータと、このコリメータの外部に配置されたコバルト
60密封線源からなり、半球状に配置された多数のコバ
ルト60線源からのガンマ線量が病巣部に集中的に加え
られ治療を実現できるものである。一方後者は、電子線
加速器等を用いて、患者の病巣部を中心にガントリを回
転させ、かつ治療台を回動させながらあらゆる方向から
病巣部に集中的に放射線を照射することができる。従っ
て、両者とも病巣部にはその積算線量として大線量を与
えることができ、かつ正常な組織に対しては線量の分散
効果により低線量にできるものである。
【0008】しかし、前者の場合は、線源として多数
(約200個程度)のコバルト60を使用していて、か
つコバルト60は、半減期を有するため交換が必要とな
り、その維持費及び管理上の問題、さらに装置価格が高
いことから、普及しにくい要因となっている。また、前
者のガンマユニットは頭部専用であり、呼吸により病巣
部が動く胸腹部には適さない。このため、後者の電子線
加速器を用いての定位的放射線治療が期待されつつあ
る。電子線加速器による定位的放射線治療を行う場合に
ついて図11と図12を用いて概説する。電子線加速器
装置のガントリ102は、水平軸線123を中心に回転
し、放射線ガントリ102に設けられた照射ヘッド11
3を通り、ビームが細められて病巣部に照射される。前
記水平軸線123とコリメータより照射されるビーム中
心121との交点120がアイソセンタとなり、この位
置に患者の病巣部を一致させる。そして、ガントリ10
2が水平軸線123を中心に回転中も照射されるビーム
中心は常に前記交点120を捉えることができるもので
なければならない。そして前記ガントリ102の回転と
治療台112の回動を複合させて動作させ、病巣部に対
してあらゆる方向より、放射線を照射させることができ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、電子線加速器
を用いた定位的放射線治療が期待されているにもかかわ
らず、電子線加速器による定位的放射線治療の普及を抑
制している重大な要因がある。ガントリ並びにガントリ
に設けた照射ヘッドは、重量物であるため、たとえば図
11や図12の点線で示したようにガントリの回転中に
ガタやたわみが生じ、ビーム中心が病巣部を捉えること
ができなくなり、回転中に放射線ビームの焦点が120
aや120bのようにアイソセンタを通らなくなる。前
記したように慎重に位置決めを行ったにもかかわらず、
このような状態で治療を行うと、病巣部に対する線量と
正常組織に対する線量の比が小さくなるため、病巣部を
破壊する効果が小さくなり、且つ正常な組織まで破壊さ
れる危険性が生じることになる。しかも、呼吸により病
巣部が動く胸腹部に対しては、重量物である照射ヘッド
を病巣部の動きに合わせて動かすことは、追従性が悪
く、しかも装置を大型化させることになる。
【0010】本発明の目的は、照射ヘッドを有するガン
トリが回転中においても、照射ビームが正確に病巣部を
捉えることができる定位的放射線治療装置を提供するこ
とにある。
【0011】本発明は、アイソセンタを中心にして水平
面上で回転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂
直面上で回転するガントリと、該ガントリに支持され、
アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘ
ッドから放出される放射線を通すコリメータ孔を有する
コリメータと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐
体の頂点とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維
持したまま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コ
リメータを揺動して位置決めを行う位置決め機構と、上
記ガントリの垂直面上での回転に伴う、放射線のヘッド
からの放射線放出方向の位置ずれ量を検出し、該位置ず
れ量を相殺するように上記位置決め機構を制御する手段
と、より成る定位的放射線治療装置を開示する。
【0012】更に本発明は、アイソセンタを中心にして
水平面上で回転する治療台と、アイソセンタを中心にし
て垂直面上で回転するガントリと、該ガントリに支持さ
れ、アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッド
と、ヘッドから放出される放射線を通すコリメータ孔を
有するコリメータと、該コリメータ孔に沿う中心線と放
射線錐体の頂点とアイソセンタとが一直線となる位置関
係を維持したまま、コリメータを揺動可能なリンク機構
と、コリメータを揺動して位置決めを行う位置決め機構
と、上記ガントリの垂直面上での回転位置毎の、事前に
求めた、ヘッドからの放射線放出方向の位置ずれ量を格
納するメモリと、該メモリに格納した位置ずれ量で、対
応する回転位置毎に位置ずれを相殺するように上記位置
決め機構を制御する制御手段と、より成る定位的放射線
治療装置を開示する。
【0013】更に本発明は、アイソセンタを中心にして
水平面上で回転する治療台と、アイソセンタを中心にし
て垂直面上で回転するガントリと、該ガントリに支持さ
れ、アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッド
と、ヘッドから放出される放射線を通すコリメータ孔を
有するコリメータと、該コリメータ孔に沿う中心線と放
射線錐体の頂点とアイソセンタとが一直線となる位置関
係を維持したまま、コリメータを揺動可能なリンク機構
と、コリメータを揺動して位置決めを行う位置決め機構
と、治療台に搭載の被検体の病巣の移動によるアイソセ
ンタとコリメータ孔との位置ずれ量を検出し、コリメー
タ孔が病巣に向くように上記位置決め機構を制御する手
段と、より成る定位的放射線治療装置を開示する。
【0014】更に本発明は、アイソセンタを中心にして
水平面上で回転する治療台と、アイソセンタを中心にし
て垂直面上で回転するガントリと、該ガントリに支持さ
れ、アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッド
と、ヘッドから放出される放射線を通すコリメータ孔を
有するコリメータと、該コリメータ孔に沿う中心線と放
射線錐体の頂点とアイソセンタとが一直線となる位置関
係を維持したまま、コリメータを揺動可能なリンク機構
と、コリメータを揺動して位置決めを行う位置決め機構
とアイソセンタの移動によるアイソセンタとコリメータ
孔との位置ずれ量を格納するメモリと、該メモリに格納
した位置ずれ量で上記コリメータ孔が治療台搭載の被検
体の病巣に向くように上記位置決め機構を制御する制御
手段と、より成る定位的放射線治療装置を開示する。
【0015】更に本発明は、アイソセンタを中心にして
水平面上で回転する治療台と、アイソセンタを中心にし
て垂直面上で回転するガントリと、該ガントリに支持さ
れ、アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッド
と、ヘッドから放出される放射線を通すコリメータ孔を
有するコリメータと、該コリメータ孔に沿う中心線と放
射線錐体の頂点とアイソセンタとが一直線となる位置関
係を維持したまま、コリメータを揺動可能なリンク機構
と、コリメータを揺動して位置決めを行う位置決め機構
と呼吸によっての病巣の移動によるアイソセンタとコリ
メータ孔との位置ずれ量を格納するメモリと、呼吸を検
出する呼吸センサと、該呼吸センサの呼吸検出に応じて
メモリから読み出した位置ずれ量で、コリメータ孔が治
療台搭載の被検体の病巣に向くように上記位置決め機構
を制御する制御手段と、より成る定位的放射線治療装置
を開示する。
【0016】更に本発明は、定位的放射線治療装置にお
いて、治療台とガントリのそれぞれの回転面は、水平面
上、垂直面上にかぎらず、互いに異なる平面とする定位
的放射線治療装置を開示する。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面用いて説明す
る。図6は本発明の定位的放射線治療装置の全体構成図
である。支持部1によって支持されて、患者8の周囲を
矢印20のように回転するガントリ2と、ガントリ2に
支持された照射ヘッド10と、照射ヘッド10に支持さ
れたコリメータ駆動手段18と、患者8を寝載する治療
台9により構成される。ガントリ2及び照射ヘッド10
には、電子線発生源(図示せず)からの電子線3を搬送
する搬送路4、前記電子線3を偏向する偏向マグネット
5、前記電子線3出口部に設けた真空窓6、電子線3の
照射を受けてX線を放射するX線ターゲット7、X線タ
ーゲット7を支持する照射ヘッド10、放射X線を3段
構成で絞る円錐コリメータ11と、X線を矩形形状にす
る、x、y方向駆動可能な可動コリメータ12、13、
円錐コリメータ11と可動コリメータ12との間に設け
たフィルタ14より成る。フィルタ14は、円錐内のX
線線量分布を一様にする平坦化フィルタである。
【0018】図6の状態において、X線の照射中心とな
る鉛直軸線16と、ガントリ2の回転中心となる水平軸
線17との交点が、アイソセンタ15となり、癌等の病
巣部をこの位置に合わせるために、治療台を上下、左右
移動させながら位置決めする。その治療台9は、前記ア
イソセンタ15を通る鉛直軸線16を中心として水平面
上で一定角度ずつ回転可能に設置された回転盤25の周
辺部に固定して取り付けられている。かくして、回転盤
25の回転に伴い、アイソセンタ15を中心に治療台は
水平面上で回動できる台車21はその回動用に設けてい
る。
【0019】可動コリメータ12と13とは、それぞれ
2枚のコリメータ板より成り、この4枚のコリメータ板
をx、y方向に矩形状に配置することで、矩形形状のX
線通過路を形成する。矩形形状の大きさは、その4枚の
コリメータ板距離を変化させることで調整する。しか
し、この可動コリメータ12、13は単に放射線を矩形
に絞る役目だけであり、定位した一点に対する位置ずれ
を補正する動作はできない。このため、照射ヘッド10
とアイソセンタ15の間に定位用のコリメータ19を追
加した。コリメータ19は、従来の単線源形では、照射
ヘッド10に固定されているが、本実施例では、筺体
(図1の24)の中にコリメータ19を収納した。筺体
24は、照射ヘッド10に固定されている。筐体24は
コリメータ19を駆動するための駆動手段18を組み込
んでいる。コリメータ19は、可動コリメータ13を通
った放射線をさらに細めるためのコリメート孔(図1の
43)を持つ。コリメータ19は、支点を中心として揺
動可能であり、且つ、どの揺動位置にも固定(位置決
め)可能である。更に、揺動の支点位置は、放射線線錐
体の頂点である。揺動のどの位置にあっても、コリメー
ト孔から放射される放射線の線量分布が一定となるよう
に、コリメート孔の中心線(図1の29)は、放射線線
錐体の頂点とアイソセンタとを結ぶ直線上に存在する。
ここで、放射線線錐体とは、ターゲット7から放射され
る放射線ビームのことであり、その頂点とはターゲット
7の放射位置であり、点放射源であれば、その点そのも
のの位置、面放射源であれば、その面中心位置を指す。
【0020】コリメータ19の揺動及び任意の揺動位置
へのコリメータ19の位置決めは、駆動手段18が行
う。このために、駆動手段18は、コリメータ19の揺
動用のリンク機構(図1のL)及び位置決めのための駆
動機構(図1のP)を持つ。駆動手段18は、本実施例
の最も特徴部分であり、ガントリや照射ヘッドの位置ず
れ補正用に使う。詳細は後述するが、位置ずれ量がわか
ると、この位置ずれ量を相殺する方向にコリメータ19
を揺動し、位置ずれ量の相殺位置にコリメータ19を位
置決めする。この位置決め完了後に治療のための放射線
の放出を行う。
【0021】コリメータ駆動手段18及びコリメータ1
9の具体的実施例を説明する。図1は、図6の紙面に平
行な方向に沿っての断面図、図2は図1上のA−A断面
図である。図1でLがリンク機構、Pが駆動機構であ
る。コリメータ19の上部には8本のリンク機構Lが設
けられ(図では手前側の4本のみを開示)、すべてのリ
ンク機構Lは、ターゲット7上の頂点(放射線線錐体の
頂点)Sでその中心線C1〜C4(C5〜C8は省略)が
延長線上で交わるように構成されている(図でdの如く
1〜C4を折れ線としたのは図作成の便宜のため)。こ
の頂点Sを支点としてコリメータ19が揺動するように
なっている。コリメータ19が揺動しても、必ず中心線
C1〜C4の延長線上の交点は頂点Sとなる。更にコリ
メータ19のコリメート孔の中心線29は、コリメータ
19が揺動してもその延長線上で必ず頂点Sで交わる。
【0022】駆動機構Pは、リンク機構Lに働きかけて
位置ずれ量を相殺するだけの揺動を行い、その相殺位置
でコリメータ19を固定し、位置決めを行う。
【0023】駆動機構Pについての構成を説明する。筐
体24は、放射線の通過口としての孔30を有し、且つ
この孔30と同様な孔32を持つ第1の部材31を、筐
体24に固定的に取り付けている。第1の部材31の上
には、直線案内ローラ33を介して第2の平面部材34
上には直線案内ローラ35を介して第3の平面部材36
が紙面と平行に摺動可能に取り付けられている。つま
り、第2の部材34、第3の部材36によ一般的に知ら
れるX−Yテーブルを構成している。また、第3の部材
36は、ボールネジ51に嵌合したアーム50を有して
いて、モータ53によりボールネジ51を回転させるこ
とにより、第3の部材36を紙面に沿う方向に移動させ
ることができる。第2の部材34についても、部材36
の移動の機構と同じように独立した移動の機構を持ち、
紙面と直角方向に移動可能である(図示省略)。第3の
部材36上には、コリメータ19のコリメート孔43の
中心線29を中心とする大リング37が固定され、また
その内側には中リング38が設けられ、さらにこの中リ
ングの内側に前記コリメータ19が設けられいる。前記
コリメータ19と中リング38には、図2に示すよう
に、同一直線上に第1の支軸40a、40bを設け、こ
の支軸40a、40bは前記中リング38に固定され、
且つ支軸40a、40bとコリメータ19とは固定させ
ずに、支軸40a、40bを中心にコリメータ19を回
動可能にすべく支持している。また、前記大リング37
と中リング38には、同一直線上に第2の支軸39a、
39bを設け、この支軸39a、39bは前記大リング
37に固定され、且つ支軸39a、39bと中リング3
8とは固定させずに、支軸39a、39bを中心に中リ
ング38を回動可能にすべく支持している。そして、前
記第1の支軸40a、40b及び前記第2の支軸39
a、39bの軸心は同一平面上に位置しており、さらに
第1の支軸40a、40bと第2の支軸39a、39b
とは互いに直交して配置されている。この直交配置によ
って二次元方向(図1の紙面に沿う方向と紙面に直交す
る方向)にコリメータ19を傾斜可能にする。
【0025】図2での大リング37、中リング38の働
きを説明する。X−Yテーブル(第2の部材と第3の部
材)とコリメータを何らかの方法で連結しなければ、上
記部材だけが移動しても、その移動する力はコリメータ
に伝達されない。このため、コリメータを移動させるた
めの力を伝達する機構が必要となる。この役割を果たす
のがリング37、38である。また、コリメータは、リ
ンク機構により傾斜するようになっているため、部材と
コリメータ間でもその傾斜にならう必要がある。この傾
斜の役割を果たすのが、リング37、38である。つま
り部材34、36は平行に移動動作するのに対して、コ
リメータはリンク機構によって、傾斜動作する。従っ
て、この部材とコリメータを連結する機構は、その傾斜
を抑制するものであってはならないということである。
このように、大、中リングは、力を伝える役目と傾斜を
スムースに行わせるための働きをする。
【0026】コリメータ19の上側(照射ヘッド側)に
は、第1の軸48が突出していて、第1の軸48にはロ
ッドエンド44(a〜d)が嵌合し、ロッドエンド44
より突出した第2の軸45(a〜d)は、前記筐体24
に固定された球面軸受46(a〜d)に連結されてい
る。そして、全ての前記ロッドエンド44と第2の軸4
5と球面軸受46で構成されるリンク機構Lの取り付け
関係は、図3の状態において前記第2の軸45の軸中心
が放射線の線錐体の頂点Sを通るように設定する。つま
り、例えばX線の場合は、前記X線ターゲット7の中心
点に向くように配置すればよい。また、前記リンク機構
Lは図1及び図3ではリンクが4本描かれているが、図
の反対側にも同様にあり、合計8本のリンクにより構成
されている。
【0026】次に、この構成による動作について、図3
を用いて説明する。モータ53の回転により、ボールネ
ジ51が回転すると、ボールネジ51と嵌合したアーム
50が矢印56方向に移動する。第3の部材36も直線
案内ローラ35により矢印56方向に第1の部材31に
平行に移動する。第3の部材36に固定されている前記
大リング37も同様に移動する。従って、コリメータ1
9も第2の支軸39a、39b、中リング38、第1の
支軸40a、40bを介して矢印56方向に平行移動す
る。しかし、本来平行移動するところが、コリメータ1
9の上側のロッドエンド44a、44b、第2の軸45
a、45b、球面軸受46a、46bにより構成される
リンク機構により拘束され、コリメータ19は、図3の
ように傾くことになる。これはそれぞれ支点47a、4
7bを中心に揺動するようになっているため、このリン
ク機構により回転が生じ、前記第2の支軸39a、39
bを中心にコリメータ19が傾くようになる。従って、
大リング37に対し中リング38も傾くことになる。そ
の傾き角度は、第3の部材の移動量に比例した傾きが得
られ、且つ傾けられた場合のコリメート孔43の中心線
57は、常に放射線の線錐体の頂点を通る。また、第2
の部材34が紙面と直交方向に移動した場合も同様であ
り、この場合は、コリメータ19は第1の支軸40a、
40bを中心に傾けられる。従って、この第2の部材3
4及び第3の部材36の複合動作においても、同様の結
果が得られ、本発明の構成を用いれば、傾いた場合のコ
リメート孔中心線は、必ず放射線の線錐体の頂点を通る
ことができる。
【0027】つまり図3では、前記X線ターゲット7の
中心を通る。前記リンク機構は前記したように本実施例
では8本のリンクを使用しているが、少なくとも3本の
リンクを前記コリメータ19の周囲に等間隔に配置する
ことにより本実施例と同様の結果が得られるものであ
る。また、前記第2の部材34、第3の部材36により
X−Yテーブルを構成したが、少なくとも一つの部材に
より、この部材が二次元に摺動可能であれば本実施例と
同様の結果が得られるものである。従って、図4のよう
にガントリ2及び照射ヘッド10が傾いて、コリメータ
中心線58(放射線中心)のようになる場合は、コリメ
ータ19を前記したように動作させ、コリメータ19の
2点鎖線から点線位置のコリメータ19aのように傾け
ることにより、コリメータの孔の中心軸59が放射線線
錐体の頂点とアイソセンタ15を結ぶ直線に一致するよ
うに補正できる。
【0028】胸腹部等のように呼吸により動く病巣部に
対しては、図5のようにアイソセンタ15に病巣部91
を合わせても呼吸により矢印90のように往復動作を
し、病巣部が91a、91bのように動くためこの病巣
部の動きに追従させてコリメータ19をコリメータ19
b、19cのように移動させなければならない。この時
コリメータ19b、19cの孔の中心軸が放射線線錐体
の頂点(図の場合はX線ターゲット7の中心点)と病巣
部の中心点を結ぶ直線93、94に一致させるように前
記コリメータ19b、19cを傾けなければならない
が、前記駆動手段を用いれば容易に達成できる。
【0029】駆動手段への制御実施例を図7、図8に示
す。図7は、ガントリの回転位置毎の位置ずれ量を事前
に測定してこれをメモリに入れておき、照射時にこの位
置ずれを相殺する実施例である。この実施例の処理は、
マイコンによるソフトウェアによって達成するものとす
る。さて、ガントリが回転していく場合にアイソセンタ
に対する位置ずれをある角度ごとにあらかじめ測定して
おき、その測定データを測定データテーブル(メモリ)
61に記憶させておく。設定したあるサンプリング角度
ごとにガントリの回転角度情報60を前記記憶した測定
データテーブル61に対し与え、その角度情報に基づい
て測定データを読み出して、アイソセンタに対し、どの
方向にどれだれの量を補正すれば位置ずれ量が相殺され
るかを演算(ステップ62)し、前記第2の部材34及
び第3の部材36の直線移動量を求め(ステップ6
3)、この直線移動量をモータの回転量に変換(ステッ
プ64)し、その変換した回転量の目標設定値に対し、
モータを駆動(ステップ65)させる。モータ駆動の部
分は位置センサ54により図8のような一般的な速度制
御及び位置制御によるフィードバックループによるもの
でよい。図8は、目標位置を与え(ステップ65A)、
これとフィードバックした位置検出値との差分をとる。
次にこの差分値の速度変換(ステップ65B)を行う。
かくして得た目標速度と、フィードバックした位置を速
度変換してなる速度との差分を駆動系に与えて駆動する
(ステップ65C)。駆動系の位置は位置カウンタ65
Dで監視し、これはフィードバック位置として利用す
る。かくして、目標位置への収束が達成される。
【0030】また、呼吸により動く病巣部に対しても、
あらかじめ患者の安定呼吸により病巣部の動的データを
ある基準(最大呼気点、最大吸気点等)に対し、測定し
ておいて、これを前記とは別のデータテーブル67に記
憶させておく。更に、呼吸周期の一周期毎に少なくとも
一点を検出する呼吸センサを設けておく。放射線照射時
には安定呼吸状態で患者を治療台に寝載し、測定時の前
記基準に合わせて、呼吸センサの呼吸検出時にある基準
パルスを発生(ステップ66)させながら、これに同期
してテーブル67から測定データ(ステップ67)を読
み出して、前記同様にモータを制御しながらコリメータ
を前記駆動手段を用いて、呼吸に同期させながら動作さ
せる。また、ガントリを回転させながら呼吸同期照射を
行う場合は、前記両方の測定データテーブルよりデータ
を読み出し、補正してモータを駆動させればよい。
【0031】また、放射線の照射方向に対向させて病巣
部を観察できるセンサを配置した場合、呼吸により動く
病巣部の動きを観察でき、その動きに追従させて前記駆
動手段を用いてコリメータを動作させることもできる。
【0032】次に本発明の駆動手段の第2の実施例につ
いて説明する。図9は、第2の実施例を説明する平面
図、図10は同様に図9をBよりみた場合の側面図であ
る。この第2の実施例による駆動手段では、ボールネジ
(70、71)を平行に2本回転可能に取り付ける。コ
リメータを二方向に動作させるため、ボールネジは合計
4本による構成となる。平行に配置されたボールネジの
一方のボールネジ70にモータ81を取り付け、この回
転を他方のボールネジ71の回転が速くなるようにそれ
ぞれボールネジに固定されたプーリ(74、75)の比
を(例えば10:11程度)設定する。ボールネジのナ
ットはコリメータに連結していて、ボールネジ70側の
ナット76とコリメータ72は回転可能に支持し、更に
ボールネジ71側のナット77とコリメータ72は回転
かつ図10の上下方向に摺動可能に支持されている。ボ
ールネジと反対側には側板78があり、側板78には直
線ガイド(図示省略)が設けられていて、コリメータ7
2を支持している。また、前記ボールネジを直交する方
向に、前記同様にボールネジ79を配置し、ナット80
は側板86に回転可能に支持されていて、もう一方(図
示省略)も前記同様に回転かつ摺動可能に支持され、前
記と同様の構成となっている。
【0033】ここで、モータ81を駆動させた場合、図
10のようにボールネジ70に対し、ボールネジ71の
回転が速いため、コリメータ72は傾くことになり、こ
の傾いたコリメータ72の中心線82は必ず放射線線錐
体の頂点を通るように前記プーリ比を設定すれば良い。
従って、モータ81、83の正逆回転により、コリメー
タ72は図9の矢印84、85の方向に動く。
【0034】尚、図7の実施例は、事前に位置ずれ量を
計測又は計算により求めておく例としたが、回転しなが
ら実時間で位置ずれ量を計測し、この位置ずれ量をなく
するようにコリメータ19を制御することも可能であ
る。又、コリメータは、リンク機構と位置決め機構とよ
り成る駆動手段で制御されるとしたが、リンク機構及び
位置決め機構共に実施例に限定されない。また放射線は
X線が代表的なものであるが、電子線や他の放射線も可
能である。更に回転軸は水平軸線及び垂直転線の回りと
したが、任意の面で可能である。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、治療用ガントリが回転
中に前記したようなガタやたわみ等により、定位した一
点から位置ずれが生じた場合、前記コリメータの駆動手
段ならびに制御手段を用いることによってコリメータを
移動させ、コリメータの孔の中心軸が放射線線錐体の頂
点とアイソセンタを結ぶ直線に一致するようにする。こ
れによって放射線の中心軸はアイソセンタを通過し、さ
らにコリメータの孔から放射される放射線の線量分布は
一定になる。このようにして治療用ガントリが回転中に
おいても、常に定位した一点に放射線を集中させること
ができる。更に、呼吸により動く病巣部についても、前
記コリメータの駆動手段ならびに制御手段を用いること
により、呼吸に同期させて常に前記コリメータの孔の中
心軸が放射線線錐体の頂点と病巣部の中心点とを結ぶ直
線に一致するように前記コリメータを移動させながら、
放射線を照射することができる。
【0036】従って、病巣部にはその積算線量として
は、大線量を与えることができ、かつ正常な組織に対し
ては、線量の分散効果により低線量にできる即ち正常組
織に対する放射線の影響が少なくなり、かつ病巣部を確
実に破壊することができ、放射線による治療効果は最大
のものとなる。
【0037】また、肺癌をはじめとして胸腹部等の呼吸
により動く病巣部に対しても、コリメータを追従させな
がら照射できるため、難しかった胸腹部の放射線治療も
容易に安全に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコリメータ及び駆動手段の実施例の断
面図である。
【図2】本発明のコリメータ及び駆動手段の実施例の他
の断面図である。
【図3】本発明のコリメータ及び駆動手段の実施例の動
作駆動例を示す図である。
【図4】ガントリ及び照射ヘッドの位置ずれ及びその相
殺の説明図である。
【図5】本発明の動く部位への照射時の位置ずれの相殺
の説明図である。
【図6】本発明の治療装置の実施例図である。
【図7】本発明の位置ずれに対する相殺制御のフローチ
ャートである。
【図8】本発明の駆動制御のフローチャートを示す図で
ある。
【図9】本発明の駆動手段の他の実施例図である。
【図10】本発明の図9の駆動手段の断面図である。
【図11】定位的放射線治療装置の位置ずれの説明図で
ある。
【図12】定位的放射線治療装置の位置ずれの説明図で
ある。
【符号の説明】
2 ガントリ 7 ターゲット 9 ベッド 10 照射ヘッド 15 アイソセンタ 18 駆動手段 19 コリメータ L リンク機構 P 位置決め機構 43 コリメート孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−26081(JP,A) 特開 平3−119716(JP,A) 特開 平3−210276(JP,A) 特開 平3−75071(JP,A) 特開 昭55−83900(JP,A) 特開 平5−131034(JP,A) 特開 平4−364863(JP,A) 特開 平5−49707(JP,A) 特開 平4−67875(JP,A) 特開 平4−348767(JP,A) 実開 平2−97743(JP,U) 特公 昭44−18636(JP,B2) 特表 平2−503521(JP,A) 国際公開89/5171(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G21K 5/00 A61N 5/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アイソセンタを中心にして水平面上で回
    転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上で
    回転するガントリと、該ガントリに支持され、アイソセ
    ンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘッドから
    放出される放射線を通すコリメータ孔を有するコリメー
    タと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐体の頂点
    とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維持したま
    ま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コリメータ
    を揺動して位置決めを行う位置決め機構と、上記ガント
    リの垂直面上での回転に伴う、放射線のヘッドからの放
    射線放出方向の位置ずれ量を検出し、該位置ずれ量を相
    殺するように上記位置決め機構を制御する手段と、より
    成る定位的放射線治療装置。
  2. 【請求項2】 アイソセンタを中心にして水平面上で回
    転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上で
    回転するガントリと、該ガントリに支持され、アイソセ
    ンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘッドから
    放出される放射線を通すコリメータ孔を有するコリメー
    タと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐体の頂点
    とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維持したま
    ま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コリメータ
    を揺動して位置決めを行う位置決め機構と、上記ガント
    リの垂直面上での回転位置毎の、事前に求めた、ヘッド
    からの放射線放出方向の位置ずれ量を格納するメモリ
    と、該メモリに格納した位置ずれ量で、対応する回転位
    置毎に位置ずれを相殺するように上記位置決め機構を制
    御する制御手段と、より成る定位的放射線治療装置。
  3. 【請求項3】 アイソセンタを中心にして水平面上で回
    転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上で
    回転するガントリと、該ガントリに支持され、アイソセ
    ンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘッドから
    放出される放射線を通すコリメータ孔を有するコリメー
    タと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐体の頂点
    とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維持したま
    ま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コリメータ
    を揺動して位置決めを行う位置決め機構と、治療台に搭
    載の被検体の病巣の移動によるアイソセンタとコリメー
    タ孔との位置ずれ量を検出し、コリメータ孔が病巣に向
    くように上記位置決め機構を制御する手段と、より成る
    定位的放射線治療装置。
  4. 【請求項4】 アイソセンタを中心にして水平面上で回
    転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上で
    回転するガントリと、該ガントリに支持され、アイソセ
    ンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘッドから
    放出される放射線を通すコリメータ孔を有するコリメー
    タと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐体の頂点
    とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維持したま
    ま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コリメータ
    を揺動して位置決めを行う位置決め機構とアイソセンタ
    の移動によるアイソセンタとコリメータ孔との位置ずれ
    量を格納するメモリと、該メモリに格納した位置ずれ量
    で上記コリメータ孔が治療台搭載の被検体の病巣に向く
    ように上記位置決め機構を制御する制御手段と、より成
    る定位的放射線治療装置。
  5. 【請求項5】 アイソセンタを中心にして水平面上で回
    転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上で
    回転するガントリと、該ガントリに支持され、アイソセ
    ンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、ヘッドから
    放出される放射線を通すコリメータ孔を有するコリメー
    タと、該コリメータ孔に沿う中心線と放射線錐体の頂点
    とアイソセンタとが一直線となる位置関係を維持したま
    ま、コリメータを揺動可能なリンク機構と、コリメータ
    を揺動して位置決めを行う位置決め機構と呼吸によって
    の病巣の移動によるアイソセンタとコリメータ孔との位
    置ずれ量を格納するメモリと、呼吸を検出する呼吸セン
    サと、該呼吸センサの呼吸検出に応じてメモリから読み
    出した位置ずれ量で、コリメータ孔が治療台搭載の被検
    体の病巣に向くように上記位置決め機構を制御する制御
    手段と、より成る定位的放射線治療装置。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかの定位的放射線
    治療装置において、治療台とガントリのそれぞれの回転
    面は、水平面上、垂直面上にかぎらず、互いに異なる平
    面とする定位的放射線治療装置。
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