JP3746747B2 - Radiation therapy device - Google Patents

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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、放射線治療装置に関し、定位放射線治療に用いる放射線治療装置に関する。 The present invention relates to a radiotherapy apparatus, a radiation therapy apparatus for use in stereotactic radiotherapy.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
放射線を用いた癌や腫瘍を治療する放射線治療装置が知られている。 Radiotherapy apparatus for treating cancer and tumors with radiation is known. 定位多軌道で照射する三次元照射放射線治療装置としては、ラジオサージェリ治療装置、リニアック治療装置等が知られている(非特許文献1及び2参照)。 The three-dimensional irradiation radiotherapy apparatus for irradiating with stereotactic multiorbital, radiosurgery treating apparatus, the linac treating apparatus and the like are known (see Non-Patent Documents 1 and 2).
ここで、定位多軌道照射とは、小病巣に対して多方向から放射線を集中的に照射して治療効果を上げると共に、周囲組織の被曝量を最小限に抑える放射線治療法である。 Here, localization and multi-track irradiated with increased therapeutic effect by intensively emitting radiation from multiple directions with respect to the small lesion is radiation therapy to minimize the exposure of the surrounding tissue. 原発性良性脳腫瘍、大きさが3cm以下の単発の転移性脳腫瘍、手術操作が難しい頭蓋底転移のような脳内の小病変、あるいは動脈奇形や静脈奇形などの治療にその威力が発揮されている。 Primary benign brain tumor, the size of the following single 3cm metastatic brain tumors, the power in the treatment of such small lesions or artery malformation or malformations, in the brain, such as the surgical operation is difficult skull base metastasis is exerted .
【0003】 [0003]
ラジオサージェリ治療装置は、治療装置に固定された一つ又は複数の放射線照射ユニットから、細い放射線ビームを、特に高い精度で特定の小領域に集中的に照射する。 Radiosurgery treatment device from one or more radiation units fixed to the treating apparatus, a narrow radiation beam is intensively irradiated to a particular small region at a particularly high accuracy. 放射線照射ユニットとしては、ガンマ線源やリニアックを用いる。 The irradiation unit, using gamma-ray source and the linac.
ラジオサージェリ治療装置では、定位放射線照射用固定具である精密位置決め/患部固定治具を用いて、患者の頭蓋骨等の患部又はその周辺部を機械的に固定する。 In radiosurgery treatment device, using a precision positioning / affected part fixture is stereotactic radiation fixture, mechanically securing the affected area or the periphery of such a patient's skull. そして、このフレームを位置決め用の座標基準治具として、X線CT(Computed Tomography)やMRI等を用いて診断画像を取得し、患部の正確な位置及び形状を割り出す。 Then, as the coordinate reference jig for positioning the frame, acquires a diagnostic image by using the X-ray CT (Computed Tomography), MRI, etc., determine the precise position and shape of the affected part. そして、一つ又は複数の放射線照射ユニットと、これをコリメートして空間の小領域に治療用放射線を集中させるコリメート機構から構成される照射装置へ、このフレームのままで患者を機械的に固定する。 Then, one or a plurality of radiation units, the configured illumination device which from the collimator mechanism to concentrate the therapeutic radiation collimates the small region of space, mechanically secure the patient remains in the frame . これにより、上記小領域に照射野を機械的に精密に合わせて、精密な定位照射を行っている。 Thus, the in the radiation field in the small area mechanically precise fit, we have made the precise stereotactic irradiation.
【0004】 [0004]
ラジオサージェリ治療装置では、事前に撮影された診断画像に基づいて、治療用の放射線(X線)を照射している。 In radiosurgery treatment device, based on the diagnostic images taken previously, it is irradiated with radiation (X-ray) for the treatment. すなわち、患部をリアルタイムで観察する診断用のX線システム(X線発生装置−イメージディテクタ)を備えず、患部をリアルタイムで観察しながら放射線を照射してはいない。 That, X-rays systems for diagnosis to observe the diseased part in real-time (X-ray generator - Image detector) not provided with the, is not irradiated with radiation while observing the diseased part in real time.
【0005】 [0005]
リニアック治療装置では、大型のガントリが設置面に対して平行な1軸周りに360度回転することにより、アイソセントリックな照射治療を行っている。 In the linac treating apparatus, a large gantry by rotating 360 degrees around parallel uniaxial to the installation surface, is performed isocentric irradiation treatment. これに加えて、治療用ベッドの上下及び水平面内での2次元の移動及び同水平面内での回転を加えることにより、多様な照射が可能となっている。 In addition, by adding the rotation of a two-dimensional movement and the horizontal plane in the vertical and horizontal plane of the therapeutic bed, and can be variously irradiation.
【0006】 [0006]
リニアック治療装置では、高速の位置制御はできない。 In the linac treating apparatus can not fast position control. そのため、心鼓動による移動のような高速に移動する治療野へのリアルタイムの追従照射は出来ない。 For this reason, can not real-time of follow-up irradiation of the treatment field that moves at high speed, such as the movement due to heart beating. また、照射中の照射野のモニタ手段としては、治療用X線の透過線によるライナックグラフィを用いている。 As the monitoring means of the irradiation field in the irradiation uses a Linac photography by transmission lines of the therapeutic X-ray. 治療用X線は、透過性が強く散乱線も多いため、照射野のリアルタイムモニタ用の画質は高くない。 Therapeutic X-rays, because there are many strong scattered ray transparent, the image quality for real-time monitoring of the irradiation field is not high.
【0007】 [0007]
リニアック治療装置では、患部に取り付けたマーカを、診断用のX線システムで追尾し、患部の位置を推定し、推定された位置と照射野とが重なった場合に放射線を照射する方法(動体追跡照射)もある。 In the linac treating apparatus, a marker attached to the affected area, tracking the X-ray system for diagnostic, estimates the position of the affected part, the radiation method of irradiating (moving object tracking when the estimated position and the radiation field overlap irradiation) also. ここで、診断用のX線システムは、天井に取り付けられた診断用のX線発生装置と、リニアック治療装置の下部に取り付けられたイメージディテクタとで構成される。 Here, X-ray system for diagnostic is composed of a X-ray generator for diagnosis mounted on the ceiling, an image detector attached to the lower linac therapy device. この方法では、現実の患部の位置をリアルタイムで把握して、現実の患部の位置と照射野とが重なるように追尾しながら放射線を照射する、ということはしていない。 In this way, by grasping the position of the real affected part in real time, applying radiation while tracking such that the position of the real affected area and the irradiation field overlap, not in that.
X線発生装置は、天井に固定されているため、イメージディテクタとの距離が大きい。 X-ray generator, because it is fixed to the ceiling, a large distance between the image detector. また、リニアック治療装置本体の回転により、イメージディテクタが本体の影に入り、X線発生装置からの診断用のX線がイメージディテクタに届かない場合がある。 Further, by the rotation of the linac therapy apparatus body, an image detector enters the shadow of the body, there is a case where X-ray diagnostic from the X-ray generator does not reach the image detector. それに備えて、X線発生装置を多目に天井に取り付け、使用可能な2台をその中から選択して使用している。 It provided it is attached to the ceiling of the X-ray generating apparatus versatile, is used to select the two available from. 更に、イメージディテクタは、透過ビーム(被検体を透過した治療ビーム)や散乱ビーム(被検体に散乱された治療ビーム)の向かう領域内に設置されている。 Furthermore, the image detector, the transmitted beam is installed in towards the region or scattered beam (treatment beam transmitted through the patient) (treatment beam scattered in the subject).
【0008】 [0008]
関連する技術として、特表平6−502330号公報(国際出願番号:PCT/US91/07696)及び特表平8−504347号公報(国際出願番号:PCT/US93/11872)に、定位固定外科用装置及び方法が開示されている。 Related as a technology, Kohyo 6-502330 JP (International Application No.: PCT / US91 / 07696) and Kohyo 8-504347 JP (International Application No.: PCT / US93 / 11872), the stereotaxic surgery apparatus and methods are disclosed.
【0009】 [0009]
この定位固定外科用装置(特許文献1及び2参照)の一つは、電子リニアックをアイソセントリックに駆動する装置であり、産業用の汎用ロボットアームの先端に電子リニアックを備えている。 One of the stereotactic surgical apparatus (see Patent Documents 1 and 2) is a device for driving an electron linac to isocentric, it includes an electronic linac at the tip of the universal robot arm for industry. この装置は、6自由度ロボットアームの自在な移動能力により、本質的にノンアイソセントリックな照射治療が可能である。 This apparatus, by freely moving ability of the six degrees of freedom robotic arm is essentially possible nonisocentric radiation therapy. 患部の正確な形状や位置は、事前に、X線CTやMRI等により、頭蓋骨や胸部といったランドマーク的な体組織や患部付近に埋め込んだマーカ(例示:患部に埋め込んだ小型の金プレート)に関連付けて割り出す。 The exact shape and position of the affected area, in advance, by the X-ray CT or MRI or the like, embedded in the vicinity of the skull and chest such landmark body tissue and diseased marker: the (illustrative small gold plate is embedded in the affected area) association with indexing. そして、定位固定外科用装置は、治療照射時に、異なる目視線を持つ2台の診断用のX線システムにより、ランドマークの動きを監視して照準を補正しつつ、治療ビームの精密な照射を行う。 The stereotactic surgical apparatus, during the treatment irradiation, the two X-ray systems for the diagnosis of having different line of sight, while correcting the aiming watching the movement of the landmarks, the precise irradiation of the treatment beam do. 照準の補正時間に1〜2秒、照射時間に0.5秒〜1秒かけている。 1-2 seconds correction time aiming and over 0.5 to 1 second in the irradiation time.
【0010】 [0010]
この2台の診断用のX線システムのうち、X線発生装置は、天井にしっかり固定されている。 Of the two X-ray systems for diagnostics, X-ray generator is firmly fixed to the ceiling. 透過X線を受光するイメージレシーバ(イメージディテクタ)は、ベッドの下部に配設されている。 Image receiver for receiving the transmitted X-rays (image detector) is arranged at the bottom of the bed. すなわち、X線発生装置は、イメージディテクタとの距離が大きい。 That, X-rays generator has a large distance between the image detector. また、リニアック治療装置本体の回転により、イメージディテクタが本体の影に入り、X線発生装置からの診断用のX線がイメージディテクタに届かない場合がある。 Further, by the rotation of the linac therapy apparatus body, an image detector enters the shadow of the body, there is a case where X-ray diagnostic from the X-ray generator does not reach the image detector. 一方、イメージレシーバは、治療ビームの照射装置とはベッドを挟んで反対側にある。 Meanwhile, the image receiver, the illumination device of the treatment beam on the opposite side across the bed. すなわち、イメージレシーバは、透過ビーム(被検体を透過した治療ビーム)や散乱ビーム(被検体に散乱された治療ビーム)の向かう領域内に設置されている。 That is, the image receiver, the transmitted beam is installed in towards the region or scattered beam (treatment beam transmitted through the patient) (treatment beam scattered in the subject).
【0011】 [0011]
上記定位固定外科用装置(特許文献1及び2参照)の他の一つは、電子リニアックをガントリに沿って駆動する装置であり、ガントリに2台の診断用のX線システム(X線発生装置−イメージレシーバ)と、電子リニアックとを備えている。 Another one of the stereotactic surgical apparatus (see Patent Documents 1 and 2) is a device for driving along the electron linac gantry, X-rays system (X-ray generator for the diagnosis of two gantry - an image receiver), and an electron linac. 電子リニアックを、水平方向の1軸のまわりだけでなく、鉛直方向の1軸のまわりに回転させることにより、3次元的な照射を行うことが出来る。 The electron linac, as well as about the one axis in the horizontal direction, by rotating about the one axis in the vertical direction, it is possible to perform three-dimensional irradiation. ただし、照射方式は、アイソセントリックである。 However, irradiation method is an isocentric.
この定位固定外科用装置においても、患部の正確な形状や位置は、事前に、X線CT等により、ランドマーク的な体組織や患部付近に埋め込んだマーカに関連付けて割り出す。 In this stereotactic surgical apparatus, the exact shape and position of the affected area, in advance, by the X-ray CT and the like, indexed in association with the embedded markers in the vicinity of a landmark body tissue and diseased. そして、治療照射時に、異なる目視線を持つ2台の診断用のX線システムにより、ランドマークの動きを監視して照準を補正しつつ、治療ビームの精密な照射を行う。 At the time of treatment delivery, the two X-ray systems for the diagnosis of having different line of sight, while correcting the aiming watching the movement of the landmarks, performs a precise irradiation of the treatment beam. 照準の補正時間に1〜2秒、照射時間に0.5秒〜1秒かけている。 1-2 seconds correction time aiming and over 0.5 to 1 second in the irradiation time.
【0012】 [0012]
この2台の診断用のX線システムは、電子リニアックが設置されているガントリに設置されている。 X-ray system of this two for diagnosis, are installed in a gantry electronic linac is installed. 同様に、X線発生装置は、電子リニアック側のガントリに、電子リニアックから離れて設置されている。 Similarly, X-rays generator, the gantry of the electronic linac side, are located remotely from the electronic linac. また、イメージレシーバは、被検体を挟んでX線発生装置と反対側のガントリに設置されている。 The image receiver is disposed on the opposite side of the gantry and the X-ray generator across the subject. すなわち、イメージレシーバは、透過ビーム(被検体を透過した治療ビーム)や散乱ビーム(被検体に散乱された治療ビーム)の向かう領域内に設置されている。 That is, the image receiver, the transmitted beam is installed in towards the region or scattered beam (treatment beam transmitted through the patient) (treatment beam scattered in the subject).
【0013】 [0013]
一般に、患者の患部は、治療中にも動いている。 In general, patients of the affected area is moving even during treatment. 特に、頚部から下では、呼吸や心鼓動、蠕動や膀胱内の尿量等、臓器の運動や状態の影響を受けて腫瘍等の照射対象が常時動いている。 In particular, under the neck, breathing and heart beat, urine amount, and the like of the peristaltic or in the bladder, is the irradiation subject under the influence of the movement and the state of internal organs such as tumors are moving all the time. 例えば、患者が横になるだけで、体が徐々に扁平になっていく。 For example, only the patient to lie down, the body gradually becomes flat. また、周期的な動作である呼吸や心鼓動は、周期的であるにもかかわらず、それに伴う各臓器の動きは毎回同じ経路を通るとは限らない。 Further, breathing and heart pulses is a periodic operation, despite the cyclical movement of each organ associated therewith is not always pass through the same path each time.
照射対象の動きをリアルタイムに正確に捉えようとすれば、最も速い動きの一つである心鼓動は、1〜2回/秒である。 If you are going to capture accurately the movement of the irradiation target in real-time, heart beat, which is one of the fastest movement is a 1 to 2 times / sec. 従って、リアルタイムに正確な診断画像を得るためには、30画像/秒程度の画像撮影技術が必要といわれている。 Therefore, in order to obtain an accurate diagnosis image in real time, it is said that requires imaging techniques about 30 images / sec. そして、照射対象をリアルタイムに正確に追尾し、放射線を照射しようとすれば、1/30秒毎に正確に放射線照射ヘッドを照射対象へ向けることが必要である。 Then, accurately track the irradiation target in real time, if an attempt irradiated, it is necessary to accurately direct the radiation irradiation head to irradiate the subject every 1/30 seconds. また、追尾に関し、高画質な診断画像を得るためには、診断用のX線システムのイメージディテクタに対する治療用の放射線(X線)の影響をなくすことが重要である。 Also relates to the tracking, in order to obtain a high-quality diagnostic image, it is important to eliminate the influence of therapeutic radiation for the image detector of the X-ray system for diagnostic (X-ray).
【0014】 [0014]
リアルタイムに治療野の状態をモニタすることが可能な技術が望まれている。 Technology capable of monitoring the state of the treatment field in real time is desired. 診断用のX線システムのイメージディテクタに対する治療用の放射線(X線)の影響をなくすことが可能な技術が求められている。 Capable to eliminate the effect of therapeutic radiation for the image detector of the X-ray system for diagnostic (X-ray) techniques are required. 放射線の治療野が移動する場合でも、治療野を追従しながら放射線を照射することが可能な技術が求められている。 Even if the radiation treatment field is moved, which can be irradiated while following a treatment field technology is required. 治療効果を高めながら患者に対する放射線照射の負担を軽減することが可能な技術が望まれている。 Capable of reducing the burden of the radiation irradiation on the patient while improving the therapeutic effect technology has been desired.
【0015】 [0015]
【非特許文献1】 Non-Patent Document 1]
西臺武弘著、「放射線治療物理学」、株式会社文光堂、2001年2月26日、p. West 臺武 Hiromu, "radiation therapy physics", Ltd. Bunkodo, February 26, 2001, p. 95−153 95-153
【非特許文献2】 Non-Patent Document 2]
平岡真寛、笹井啓資、井上俊彦編著、「放射線治療マニュアル」、株式会社中外医学社、2001年4月10日、p. Hiraoka ShinHiroshi, Sasai Akirashi, Toshihiko Inoue ed., "Radiation therapy Manual", Ltd. Chugai medicine, Inc., April 10, 2001, p. 19−63 19-63
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特表平6−502330号公報(国際出願番号:PCT/US91/07696)(第5〜6頁、図1〜図3) Kohyo 6-502330 Patent Application (International Application No.: PCT / US91 / 07696) (first 5-6 pages 1-3)
【特許文献2】 [Patent Document 2]
特表平8−504347号公報(国際出願番号:PCT/US93/11872)(第20〜26頁、図5〜図9) Kohyo 8-504347 Patent Application (International Application No.: PCT / US93 / 11872) (pp. 20-26, FIGS. 5-9)
【0016】 [0016]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
従って、本発明の目的は、放射線の照射治療中においても、リアルタイムに治療野の状態をモニタすることが可能な放射線治療装置を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention, even during the irradiation treatment of radiation, is to provide a radiotherapy device capable of monitoring the state of the treatment field in real time.
【0017】 [0017]
また、本発明の他の目的は、診断用のX線システムのイメージディテクタに対する治療用の放射線(X線)の影響をなくすことが可能な放射線治療装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a radiotherapy apparatus that can eliminate the influence of the radiation (X-ray) for the treatment for the image detector of the X-ray system for diagnostic purposes.
【0018】 [0018]
本発明の更に他の目的は、放射線治療における治療野が移動する場合でも、治療野を追従しながら放射線を照射することが可能な放射線治療装置を提供することである。 Still another object of the present invention, even if the treatment field of the radiation therapy is moving, is to provide a radiotherapy device capable of irradiating a radiation while following the treatment field.
【0019】 [0019]
本発明の別の目的は、1回転軸周りの照射や、アイソセントリック照射だけでなく、広範囲の領域から迅速な照準合わせを行い放射線照射を実施することが可能な放射線治療装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide illumination and around one rotation axis, not only the isocentric irradiation, the radiation therapy apparatus capable of performing irradiation performed rapid aiming from a wide area it is.
【0020】 [0020]
本発明の更に別の目的は、放射線の照射を正確に行い、治療効果を高めながら患者に対する負担を軽減することが可能な放射線治療装置を提供することである。 Still another object of the present invention, accurately perform radiation irradiation, it is to provide a radiotherapy apparatus that can reduce the burden on the patient while increasing the therapeutic effect.
【0021】 [0021]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
以下に、[発明の実施の形態]で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。 The following describes the means for solving a problem with the numerals and symbols used in the Embodiment of the invention. これらの番号・符号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。 These numerals and symbols are those which are added in order to clarify the correspondence between the Embodiment of the Invention] described as in the claims. ただし、それらの番号・符号を、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 However, their numbers and symbols should not be used to interpret the technical scope of the invention described in the claims.
【0022】 [0022]
従って、上記課題を解決するために、本発明の放射線治療装置は放射線照射ヘッド(10)と、X線源(37、77)と、センサアレイ(38、78)とを具備する。 Therefore, in order to solve the above problems, the radiotherapy apparatus of the present invention is a radiation head (10) comprises X-ray source (37,77), and a sensor array (38, 78).
放射線照射ヘッド(10)は、被検体(4)の治療野(5)へ治療用放射線(3a)を照射する。 Irradiation head (10) irradiates radiation therapeutic to treatment field of a subject (4) (5) (3a). X線源(37、77)は、被検体(4)の治療野(5)に診断用X線(3b)を照射する。 X-ray source (37,77) illuminates the diagnostic X-ray to the treatment field (5) of the subject (4) (3b). センサアレイ(38、78)は、被検体(4)を透過した診断用X線(3b)の透過X線を検出して、診断画像データとして出力する。 Sensor array (38, 78) detects the transmitted X-rays transmitted through the diagnostic X-ray to the subject (4) (3b), and outputs it as diagnostic image data.
そして、センサアレイ(38、78)は、放射線照射ヘッド(10)の移動に連動して動く。 The sensor array (38, 78) moves in conjunction with movement of the irradiation head (10).
センサアレイ(38、78)と放射線照射ヘッド(10)の連動した動作により、センサアレイ(38、78)は、放射線照射ヘッド(10)の影になることなく、透過X線を検出することができる。 By interlocking the operation of the sensor array (38, 78) and the irradiation head (10), sensor array (38, 78), without shadowed irradiation head (10), to detect the transmitted X-rays it can. また、放射線照射ヘッド(10)の強力な放射線(X線)を受光することが無い。 Moreover, it is not to receive the intense radiation (X-ray) irradiation head (10). ただし、連動には、センサアレイ(38、78)と放射線照射ヘッド(10)とが同じ向きに、同じ距離又は同じ角度を保って動く場合や、所定の規則に従って互いに干渉しないように動く場合、一方の動作に基づいて、所定の条件を満たしたときに他方が動作する場合などが含まれる。 However, the interlocking, if the sensor array (38, 78) and the irradiation head (10) is in the same direction, and when moving while maintaining the same distance or the same angle, moves so as not to interfere with each other according to a predetermined rule, based on one of operation and the other, and the like when operating when a predetermined condition is satisfied. なお、治療用放射線(3a)は、X線を含む。 Incidentally, the therapeutic radiation (3a) comprises an X-ray.
【0023】 [0023]
また、本発明の放射線治療装置は、X線源(37、77)が、センサアレイ(38、78)の動きに連動して動く。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, X-rays source (37,77) is moved in conjunction with the movement of the sensor array (38, 78).
放射線照射ヘッド(10)に連動するセンサアレイ(38、78)と、X線源(37、77)との連動した動作により、センサアレイ(38、78)は透過X線を、適切な位置で受光することが出来る。 A sensor array which is linked to the radiation irradiation head (10) (38, 78), by interlocking the operation of the X-ray source (37,77), sensor array (38, 78) is a transmission X-ray, in place it can be received.
【0024】 [0024]
また、本発明の放射線治療装置は、センサアレイ(38、78)が、放射線照射ヘッド(10)の近傍に設けられている。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, the sensor array (38, 78) is provided in the vicinity of the irradiation head (10).
近傍に設けられているので、センサアレイ(38、78)を放射線照射ヘッド(10)に連動させ易い。 Since it is provided near easily a sensor array (38, 78) in conjunction with the irradiation head (10). また、放射線照射ヘッド(10)の強力な放射線(X線)を受光することが無い。 Moreover, it is not to receive the intense radiation (X-ray) irradiation head (10).
【0025】 [0025]
また、本発明の放射線治療装置は、センサアレイ(38、78)が、放射線照射ヘッド(10)を挟んで両側に設けられている。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, the sensor array (38, 78) are provided on both sides of the irradiation head (10).
片側ではなく、両側にバランスして配置されているので、放射線照射ヘッド(10)と連動させ易い。 Rather than one, since it is arranged to balance on both sides, which makes it easy to work with irradiation head (10). また、構造的に安定である。 Further, it is structurally stable.
【0026】 [0026]
また、本発明の放射線治療装置は、X線源(37、77)及びセンサアレイ(38、78)の各々とアイソセンタ(5a)との距離が、放射線照射ヘッド(10)とアイソセンタ(5a)との距離よりも小さい。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, the distance between each and isocenter (5a) of the X-ray source (37,77) and the sensor array (38, 78) is a radiation irradiation head (10) isocenter and (5a) smaller than the distance.
X線源(37、77)及びセンサアレイ(38、78)が、被検体(4)に近いところで診断画像の撮影を行うので、撮影画像の画質が向上する。 X-ray source (37,77) and the sensor array (38, 78) is, since the captured diagnostic images as close to the subject (4), thereby improving the image quality of the captured image. また、X線源(37、77)及びセンサアレイ(38、78)と放射線照射ヘッド(10)とが機械的に干渉し難い。 Further, X-ray source (37,77) and the sensor array (38, 78) and a radiation head (10) is difficult to mechanically interfere.
【0027】 [0027]
また、本発明の放射線治療装置は、X線源(37、77)とセンサアレイ(38、78)とが、アイソセンタ(5a)に対して対称の位置にある。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, X-rays source (37,77) and the sensor array (38, 78), but in positions symmetrical with respect to the isocenter (5a).
対称の位置にあるので、被検体(4)の良好な診断画像を得ることが出来る。 Since the position of the symmetry, it is possible to obtain a good diagnostic image of the subject (4).
【0028】 [0028]
また、本発明の放射線治療装置は、放射線照射ヘッド(10)が、C型ガントリ(89)、Ω型ガントリ(9)、L型ガントリ(図示されず)及びロボットアーム(図示されず)のいずれか一つに移動可能に設けられている。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, a radiation irradiation head (10) is, C-type gantry (89), Omega type gantry (9), (not shown) L type gantry and any of the robot arm (not shown) It is provided movably in one or.
C型ガントリ(89)及びΩ型ガントリ(9)は、放射線照射ヘッド(10)が移動する軌道(図示されず)を備える。 C-type gantry (89) and Ω-type gantry (9) is provided with a track (not shown) to the radiation irradiation head (10) moves. L型ガントリ(図示されず)及びロボットアーム(図示されず)は、放射線照射ヘッド(10)を保持して動く。 L-type gantry (not shown) and a robot arm (not shown) moves while holding the radiation irradiation head (10).
上記各項の構成は、放射線照射ヘッド(10)、X線発生装置(37、77)やセンサアレイ(38、78)を保持するガントリやロボットアームの種類にかかわらず適用できる。 Configuration of the above terms, the radiation irradiation head (10) can be applied regardless of the type of gantry or robot arm holding the X-ray generator (37,77) and the sensor array (38, 78).
【0029】 [0029]
また、本発明の放射線治療装置には、放射線照射ヘッド(10)が、放射線照射ヘッド(10)が移動する軌道を備えるO型ガントリ(69)に移動可能に設けられている。 Also, the radiotherapy apparatus of the present invention, a radiation irradiation head (10) is a radiation irradiation head (10) is movable in the O-type gantry (69) comprising a track to move.
O型ガントリ(69)は、ガントリの強度や構造が安定しており、より高精度の動作を行うことが出来る。 O-type gantry (69), the strength and the structure of the gantry stable and can perform more accurate operations. そして、放射線照射ヘッド(10)、X線発生装置(37、77)やセンサアレイ(38、78)をバランスして配置することが出来る。 Then, the radiation irradiation head (10), X-ray generator (37,77) and the sensor array (38, 78) can be arranged to balance.
【0030】 [0030]
更に、本発明の放射線治療装置は、X線源(図示されず)とセンサアレイは、O型ガントリの環の内側に設けられている。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention includes a sensor array X-ray source (not shown) is provided inside of the O-type gantry ring.
環状のガントリの内側に各構成を設けることが出来、重量の偏りが少なく、構造が安定的である。 Can be provided each component inside the annular gantry, less deviation of the weight, the structure is stable.
【0031】 [0031]
更に、本発明の放射線治療装置は、制御部(80)と、画像処理部(31)とを更に具備する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention may further include control section (80), the image processing section (31). ただし、診断画像データに基づいて、治療野(5)のその診断画像を生成する。 However, based on the diagnostic image data, and generates the diagnosis image of the treatment field (5).
放射線照射ヘッド(10)は、O型ガントリ(69)に移動可能に接続され、ヘッド首振り機構(131、132)を備えている。 Irradiation head (10) is movably connected to the O-type gantry (69), a head swing mechanism (131, 132). ここで、ヘッド首振り機構(131、132)は、放射線照射ヘッド(10)から出射される治療用放射線(3a)が、治療野(5)の動きに追従するように放射線照射ヘッド(10)を首振りさせる。 The head swing mechanism (131, 132), the therapeutic radiation emitted from the radiation irradiating head (10) (3a) is irradiated head to follow the movement of the treatment field (5) (10) It is allowed to swing.
制御部(80)は、その診断画像と、放射線照射ヘッド(10)の位置と、放射線照射ヘッド(10)の首振り状態とに基づいて、放射線照射ヘッド(10)の照射野(5')が治療野(5)を追尾するように、ヘッド首振り機構(131、132)の制御を行う。 Control unit (80) includes a diagnosis image, the position of the radiation irradiation head (10), based on the swing state of the radiation irradiation head (10), the irradiation field of the radiation irradiating head (10) (5 ') so it tracks the treatment field (5), controls the head swing mechanism (131, 132). そして、ヘッド首振り機構(131、132)の制御後に、放射線照射ヘッド(10)から治療用放射線(3a)を照射するように放射線照射ヘッド(10)の制御を行う。 Then, after control of the head swing mechanism (131, 132), and controls the irradiation head (10) to irradiate the irradiation head (10) the therapeutic radiation (3a).
ヘッド首振り機構(131、132)により、放射線照射ヘッド(10)は、算出された移動する患部(5)の位置へ、迅速かつ正確に治療放射線(3a)の照射を行うことが出来る。 The head swing mechanism (131, 132), a radiation irradiation head (10) is, to a position of the affected part to be moved, which is calculated (5), can be carried out irradiation of quickly and accurately treat radiation (3a).
【0032】 [0032]
更に、本発明の放射線治療装置は、制御部(80)が、治療野(5)を示すその診断画像上の予め指定されたパターンに基づいて、その診断画像内の治療野(5)の座標としての第1座標(X、Y、Z)を算出する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, the control unit (80), based on pre-given pattern on the diagnostic image showing the treatment field (5), the coordinates of the treatment field (5) within the diagnosis image first coordinate as (X, Y, Z) is calculated. また、放射線照射ヘッド(10)の位置と放射線照射ヘッド(10)の首振り状態とに基づいて、照射野(5')の座標としての第2座標(x、y、z)を算出する。 Further, based on the swing state of the position and the irradiation head (10) of the radiation irradiation head (10), second coordinates as the coordinates of the irradiation field (5 ') (x, y, z) is calculated. そして、第1座標(X、Y、Z)と第2座標(x、y、z)とに基づいて、照射野(5')へ治療野(5)が含まれるように、ヘッド首振り機構(131、132)の制御を行う。 The first coordinate (X, Y, Z) on the basis of the second coordinates (x, y, z), to include the treatment field radiation field to (5 ') (5), the head swing mechanism It performs the control of the (131, 132).
時々刻々変動する治療野(5)の位置を、リアルタイムで取得した診断画像を用いて把握し、適切な放射線照射ヘッド(10)での追尾を行うことが出来、患部(5)に対して正確な治療放射線(3a)の照射を行うことが出来る。 The position of the momentary variation to the treatment field (5), and grasped using the diagnostic image obtained in real time, it is possible to perform tracking with a suitable irradiation head (10), accurate for the diseased part (5) irradiation can be performed in the Do treatment radiation (3a).
【0033】 [0033]
更に、本発明の放射線治療装置は、制御部(80)が、所定の時間間隔毎に、ヘッド首振り機構(131、132)の制御及び放射線照射ヘッド(10)の制御を行う。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, the control unit (80) is, at every predetermined time interval, and controls the control and radiation head of the head swing mechanism (131, 132) (10).
時間間隔を定めることにより、患部(5)の動きの速さに応じて、適切に追尾することが出来る。 By defining the time interval, depending on the speed of movement of the affected part (5) can be properly tracked.
【0034】 [0034]
更に、本発明の放射線治療装置は、ヘッド首振り機構(131、132)が、放射線照射ヘッド(10)を互いに直交する二つの軸(S1、S2)の各々の周りで首振りさせる。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, the head swing mechanism (131, 132) causes the swing around each of two axes (S1, S2) perpendicular irradiation head (10) with each other.
ジンバル機構を用いることにより、放射線照射ヘッド(10)の照射野(5')は、確実に所定の範囲を捕らえることが出来る。 By using the gimbal mechanism, the irradiation field of the radiation irradiating head (10) (5 ') can be captured reliably predetermined range.
【0035】 [0035]
更に、本発明の放射線治療装置は、放射線照射ヘッド(10)をO型ガントリ(69)に沿って移動させるヘッド周回移動機構(70)を更に具備する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention further includes a head circumferential moving mechanism for irradiation head (10) is moved along the O-type gantry (69) (70).
放射線照射ヘッド(10)は、O型ガントリ(69)に沿って360°回転することが出来る。 Irradiation head (10) is, O-type gantry (69) can be rotated 360 ° along.
【0036】 [0036]
更に、本発明の放射線治療装置は、O型ガントリ(69)を、鉛直軸(J1)の周りに回転するガントリ回転機構(72)を更に具備する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, the O-type gantry (69), further comprising a gantry rotating mechanism (72) for rotation about a vertical axis (J1).
放射線照射ヘッド(10)は、鉛直軸(J1)の周りに回転するO型ガントリ(69)により、球状にその位置を移動でき、あらゆる角度から、被検体(4)へ治療放射線(3a)を照射できる。 Irradiation head (10), the O-type gantry that rotates about a vertical axis (J1) (69), spherically can move its position, from every angle, the therapeutic radiation to the subject (4) (3a) It can be irradiated.
【0037】 [0037]
更に、本発明の放射線治療装置は、マイクロ波発生装置(20)と、導波路(51)とを更に具備する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention further includes a microwave generating unit (20), and a waveguide (51).
ただし、マイクロ波発生装置(20)は、マイクロ波を発生する。 However, the microwave generator (20) generates a microwave. 導波路(51)は、一端をマイクロ波発生装置(20)に、他端を放射線照射ヘッド(10)に接続し、そのマイクロ波を放射線照射ヘッド(10)へ導波する。 Waveguide (51) at one end to the microwave generator (20), the other end is connected to the irradiation head (10), guided through the microwave to the radiation irradiating head (10).
マイクロ波発生装置(20)を放射線照射ヘッド(10)の外に配置しており、放射線照射ヘッド(10)の質量及び大きさを低減することが出来る。 Microwave generating device (20) is arranged outside the irradiation head (10), it can reduce the weight and size of the radiation irradiation head (10).
【0038】 [0038]
更に、本発明の放射線治療装置は、そのマイクロ波が、Cバンドに属する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, its microwave belongs to a C-band.
そして、放射線照射ヘッド(10)は、そのマイクロ波で電子線を加速する加速管(110)を備える。 Then, the radiation irradiation head (10) includes an acceleration tube for accelerating the electron beam in the microwave (110).
高周波のCバンドのマクロ波を用いているので、加速管(110)の大きさを低減でき、放射線照射ヘッド(10)の質量及び大きさを低減することが出来る。 Because of the use of macro-wave high-frequency C-band can reduce the magnitude of the acceleration tube (110), it is possible to reduce the mass and size of the radiation irradiation head (10).
【0039】 [0039]
更に、本発明の放射線治療装置は、そのマイクロ波が、Xバンドに属する。 Furthermore, the radiotherapy apparatus of the present invention, its microwave belongs to X-band.
そして、放射線照射ヘッド(10)は、そのマイクロ波で電子線を加速する加速管(110)を備える。 Then, the radiation irradiation head (10) includes an acceleration tube for accelerating the electron beam in the microwave (110).
高周波のXバンドのマクロ波を用いているので、加速管(110)の大きさを低減でき、放射線照射ヘッド(10)の質量及び大きさを低減することが出来る。 Because of the use of macro-wave high-frequency X-band can reduce the magnitude of the acceleration tube (110), it is possible to reduce the mass and size of the radiation irradiation head (10).
【0040】 [0040]
本発明の放射線治療装置は、放射線照射ヘッド(10)を、1軸もしくは2軸の方向にアイソセントリックに移動して位置決めする機構(9/28、69/72、89/72)に加えて、放射線照射ヘッド(10)を1軸もしくは2軸の方向に小角回転運動(首振り)させる機構(131、132)を追加することにより、擬似的にノンアイソセントリックな照射が可能となる。 Radiotherapy apparatus of the present invention, irradiation head (10), in addition to the mechanism for positioning and moving the isocentric the direction of the uniaxial or biaxial (9/28, 69 / 72,89 / 72) by adding irradiation head (10) in the direction of the uniaxial or biaxial small-angle rotary drive system for (swing) is (131, 132), in a pseudo manner allows nonisocentric irradiation. 不定形な照射野(5')への対応や、照射野(5')の移動に対する追従で求められるノンアイソセントリックな成分は、照射野(5')で50mm以下である。 'Corresponding to and from, the irradiation field (5 irregular radiation field (5)' nonisocentric component sought track for movement) is 50mm or less in the irradiation field (5 '). 放射線源とアイソセントリックな照射野(5')の距離SADとしては、通常の電子リニアックの場合に、80cm〜100cmの値である。 The distance SAD of the radiation source and the isocentric irradiation field (5 '), in the case of conventional electron linac is the value of 80Cm~100cm. SADが100cmの場合、放射線照射ヘッド(10)に要求される小角回転運動(首振り)角度は、約3度である。 If SAD is 100 cm, small-angle rotary motion required for the irradiation head (10) (swing) angle is about 3 degrees. この運動によるSADの変化は、0.2%であり、SADの変化による治療用放射線(3a)のビームの直径の変化は無視できる範囲である。 Change of the SAD caused by this motion is 0.2%, the change of the beam diameter of the therapeutic radiation (3a) caused by the change of the SAD is a negligible range. また、放射線照射ヘッド(10)の慣性中心を軸としてこの回転運動を行うように機構上の工夫をすることにより、駆動機構への負担の軽減を図ることが出来る。 Further, by the contrivance on mechanisms to perform this rotational movement the inertia center of the radiation irradiation head (10) as an axis, it is possible to reduce the load on the drive mechanism. 放射線照射ヘッド(10)の回転軸周りのモーメントと同じモーメントのダミーウェイトを、回転方向と逆に駆動することにより、小角回転運動(首振り)に伴う反力を相殺することも可能である。 A dummy weight of the same moment as the moment around the rotation axis of the radiation irradiation head (10), by driving in the rotational direction opposite, it is possible to cancel the reaction forces caused by the small angle rotating motion (swing).
【0041】 [0041]
X線発生装置(37、77)やイメージディテクタ(38、78)を有するイメージャ(30)と、放射線照射ヘッド(10)とが機械的に干渉しないように、放射線照射ヘッド(10)とイメージャ(30)とが連動して動作する。 X-ray generator and (37,77) and the imager (30) having an image detector (38, 78), so that the radiation irradiation head (10) and does not mechanically interfere, irradiation head (10) and the imager ( 30) and to work in conjunction with each other. そして、イメージャ(30)は、被検体(4)に近いところで診断画像の撮影を行うので、撮影画像の画質が向上する。 The imager (30), since the captured diagnostic images as close to the subject (4), thereby improving the image quality of the captured image. イメージャ(30)と上記機構が共通の位置座標を持つようにする。 Imager (30) and the mechanism is to have a common position coordinates. また、イメージャ(30)の画像取り込みタイミングと、治療用放射線(3a)の照射タイミングを時分割で実施するようにタイミング制御することにより、治療用放射線(3a)のイメージャ(30)への影響を防止して、治療照射中でも、リアルタイムで治療野の画像をモニタすることが出来る。 Further, the image capture timing of the imager (30), by the timing control to be carried out in a time division irradiation timing of the therapeutic radiation (3a), the influence on the imager (30) of the therapeutic radiation (3a) preventing, even in therapeutic irradiation, it is possible to monitor the image of the treatment field in real time. その際、イメージディテクタ(38、78)は、放射線照射ヘッド(10)側に有るので、放射線照射ヘッド(10)の治療用放射線(3a)の影響を受けることがない。 At that time, the image detector (38, 78), because there the radiation head (10) side, is not affected by the therapeutic radiation irradiation head (10) (3a).
【0042】 [0042]
モニタ画像(ディスプレイ)の中で、治療野画像について、適切なアルゴリズムで画像追尾を行い、これに追従して上記小角回転運動(首振り)を制御することにより、移動する治療野への追従照射治療が可能となる。 Among the monitor image (display), the treatment field image, performs image tracking in the appropriate algorithm, by controlling the tracking to the small angle rotating motion (swing) thereto, followed irradiation of the moving treatment field treatment is possible.
【0043】 [0043]
更に、適切なマンマシンインタフェイス及び安全機構を装備することにより、安全性・信頼性の高い放射線治療装置の実現が可能になる。 Further, by equipping a proper man-machine interface and safety mechanism, it becomes possible to realize a high safety and reliability radiotherapy device.
【0044】 [0044]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明である放射線治療装置の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a radiotherapy apparatus is the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0045】 [0045]
(実施例1) (Example 1)
本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 With respect to the first embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1〜図2は、本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態における構成を示す正面図及び断面図である。 Figures 1-2 are a front view and a sectional view showing a configuration of the first embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention. 図により、一部省略して表示している。 The figure is displayed partially omitted. 座標200は、図1〜図2におけるX軸、Y軸及びZ軸を有する3次元直交座標を示す。 Coordinate 200 shows a three-dimensional orthogonal coordinates having X axis, Y axis and Z-axis in FIGS. 1-2.
放射線治療装置6Aは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッド10、支持フレーム67−1、支持フレーム67−2、O型ガントリ69、従動導波管系61、マイクロ波発生装置20、リアルタイム・イメージャ74を備えている。 Radiotherapy apparatus 6A, the therapeutic bed system 7, X-ray head 10, the support frame 67-1, the support frame 67-2, O-type gantry 69, the driven waveguide system 61, the microwave generating device 20, the real-time imager It is equipped with a 74.
【0046】 [0046]
治療用ベッドシステム7は、ベッド駆動システム7−1、治療用ベッド7−2及び患者固定装置7−3を備える。 Therapeutic bed system 7 includes bed driving system 7-1, a treatment bed 7-2 and the patient fixing device 7-3.
治療用ベッド7−2は、放射線治療を施す患者4を載せ、装置内の所定の位置へ移動する。 Therapeutic bed 7-2, placing the patient 4 for performing radiation therapy, moves to a predetermined position in the apparatus. 患者固定装置7−3は、患者4を治療用ベッド7−2に固定する。 Patients fixing device 7-3 fixes the patient 4 for treatment bed 7-2. ベッド駆動システム7−1は、内蔵された駆動機構により、治療用ベッド7−2をX軸、Y軸及びZ軸の3軸方向に移動可能である。 Bed driving system 7-1, a built-in drive mechanism is movable therapeutic bed 7-2 X axis, in the three axis directions of the Y-axis and Z-axis. そして、ベッド駆動システム7−1は、システム制御装置80(後述)の制御により、リアルタイム・イメージャ(74)の撮影画像データに基づいて、治療野となる患部5がアイソセンタ5aに位置するように治療用ベッド7−2の位置を調整可能である。 The bed driving system 7-1, the control of the system controller 80 (described later), based on the captured image data of the real-time imager (74), so that the diseased part 5 as a treatment field located isocenter 5a therapy position of use bed 7-2 can be adjusted. 治療用ベッド7−2及び患者固定装置7−3には、リアルタイム・イメージャ(74)の画像診断機器の使用に適した材質及び形状が選択される。 The therapeutic bed 7-2 and the patient fixing device 7-3, material and shape suitable for use in diagnostic imaging equipment of real-time imager (74) is selected.
【0047】 [0047]
O型ガントリ69は、リング周回移動機構70、O型駆動リング71−1及び71−2、ガントリ回転機構72、上部支持機構82を含む。 O-type gantry 69 includes a ring circumferential moving mechanism 70, the O-type drive ring 71-1 and 71-2, the gantry rotating mechanism 72, the upper support mechanism 82.
【0048】 [0048]
O型ガントリ69(本体)は、治療用ベッド7−2の周囲を囲むように設けられ、矩形形状の断面を有する管を円環状にしたリングである。 O-type gantry 69 (main body) is provided so as to surround the periphery of the therapeutic bed 7-2 is a ring in which the tube with a cross section of rectangular shape in an annular. ガントリ回転機構72上に、水平面(XY平面)に対して直立するように設置されている。 On the gantry rotating mechanism 72 is installed so as to erect with respect to the horizontal plane (XY plane). そして、円の中心が、アイソセンタ5aとなるように治療用ベッド7−2及びX線ヘッド10を配設する。 Then, the center of the circle, to arrange the therapeutic bed 7-2 and the X-ray head 10 such that the isocenter 5a.
【0049】 [0049]
ガントリ回転機構72は、基礎部72−1、回転部72−2及び駆動部72−3を備える。 Gantry rotating mechanism 72 includes a base portion 72-1, the rotation portion 72-2 and the driving unit 72-3. 基礎部72−1は、底面(床面等)に固定的に設けられている。 Basic unit 72-1 is fixedly mounted to the bottom surface (floor surface or the like). 回転部72−2は、基礎部72−1上に回転可能に設けられ、O型ガントリ69を固定的に保持する。 Rotation unit 72-2 is rotatably provided on the base portion 72-1, to securely hold the O-type gantry 69. 駆動部72−3は、回転部72−2(及びその上のO型ガントリ69)を回転させる。 Drive unit 72-3 rotates the rotating part 72-2 (and O-type gantry 69 thereon). すなわち、鉛直方向(Z軸方向)の軸である第1回転軸J1のまわりに、図のI1のように、搭載されたO型ガントリ69を回転させる。 In other words, around the first rotation axis J1 is the axis in the vertical direction (Z axis direction), as in I1 of FIG rotates the O-type gantry 69 mounted. ただし、第1回転軸J1は、O型ガントリ69の形成する円の直径と重なり、円の中心(アイソセンタ5a)を通る。 However, the first rotation axis J1 overlaps a circle of diameter that forms the O-type gantry 69, passes through the center of the circle (isocenter 5a).
【0050】 [0050]
O型駆動リング71−1及び71−2は、O型ガントリ69と概ね同様の内径及び外径を有するリングである。 O-type drive ring 71-1 and 71-2 are substantially the same inner diameter and the ring having an outer diameter and the O-type gantry 69. それぞれ、O型ガントリ69の形成する円と同軸かつ平行で、O型ガントリ69を挟むように、O型ガントリ69に対して回転可能に設けられている。 Each circle coaxial and parallel to form the O-type gantry 69, so as to sandwich the O-type gantry 69, and is provided to be rotatable with respect to the O-type gantry 69. O型ガントリ69の成す平面に垂直で、第1回転軸J1に垂直かつアイソセンタ5aを通る第2回転軸J2のまわりに、図のI2のように、O型ガントリ69に対して回転する。 Plane perpendicular formed by the O-type gantry 69, around the second rotation axis J2 through the vertical and the isocenter 5a to a first rotary shaft J1, as shown in I2 of FIG rotates relative O-type gantry 69. このとき、O型駆動リング71−1及び71−2は、リング周回移動機構70を介して一体で回転する。 At this time, O-type drive ring 71-1 and 71-2 are rotated integrally via the ring circumferential moving mechanism 70.
リング周回移動機構70は、O型ガントリ69と移動可能に、O型駆動リング71−1及び71−2と固定的に接続されている。 Ring circumferential moving mechanism 70 is movably and O-type gantry 69, and is fixedly connected with the O-type drive ring 71-1 and 71-2. O型駆動リング71−1及び71−2を、図のI2のように、O型ガントリ69に沿って周回移動させる。 The O-type drive ring 71-1 and 71-2, as shown in I2 figure is circularly moved along the O-type gantry 69. リング周回移動機構70は、O型駆動リング71−1及び71−2を含んでいても良い。 Ring circumferential moving mechanism 70 may include an O-type drive ring 71-1 and 71-2. リング周回移動機構70は、ラック・アンド・ピニオン方式やベルト方式などを採用することが出来る。 Ring circumferential moving mechanism 70, rack-and-pinion system or belt system can be adopted, and the like.
【0051】 [0051]
上部支持機構82は、基礎部82−1及び回転部82−2を備える。 Upper support mechanism 82 includes a base portion 82-1 and a rotation portion 82-2. 基礎部82−1は、上部(天井等)に固定的に設けられている。 Basic unit 82-1 is fixedly provided on the top (ceiling or the like). 回転部82−2は、基礎部82−1の下に回転可能に設けられ、O型ガントリ69を上から固定的に保持する。 Rotating part 82-2, rotatably provided below the base portion 82-1, to securely hold the O-type gantry 69 from the top. すなわち、ガントリ回転機構72による第1回転軸J1のまわり回転を、O型ガントリ69の上部で支えている。 That is, the rotation around a first rotation axis J1 by the gantry rotating mechanism 72 are supported by the upper portion of the O-type gantry 69.
【0052】 [0052]
O型ガントリ69は、第1回転軸J1のまわりを、160°回転することが出来る。 O-type gantry 69 around the first rotation axis J1, can rotate 160 °. また、O型駆動リング71−1及び71−2は、O型ガントリ69上を360°回転することが出来る。 Further, O-type drive ring 71-1 and 71-2, the upper O-type gantry 69 can rotate 360 ​​°. すなわち、O型駆動リング71−1及び71−2に固定されているもの(X線ヘッド10他(後述))は、アイソセンタ5aを中心とした九分の八球(8/9球殻)を描くように運動する。 That, O-type drive ring 71-1 and 71-2 to what has been fixed (X-ray head 10 other (described later)) is nine minutes eight ball around the isocenter 5a (the 8/9 spherical shell) to exercise so as to draw.
O型ガントリ69、リング周回移動機構70、O型駆動リング71−1及び71−2、ガントリ回転機構73は、例えば、ステンレス鋼のように剛性の大きい材料で造られる。 O-type gantry 69, the ring circumferential moving mechanism 70, the O-type drive ring 71-1 and 71-2, the gantry rotating mechanism 73, for example, be made of material having a high rigidity as stainless steel. O型ガントリ69(本体)は、幅200〜400mm、厚み100〜200mm、アイソセンタ5aからの半径1200〜2000mmである。 O-type gantry 69 (main body), the width 200 to 400 mm, thickness 100 to 200 mm, the radius 1200~2000mm from the isocenter 5a.
【0053】 [0053]
X線ヘッド10は、照射野5'(患部5)に治療用X線3aを照射する放射線照射ヘッドである。 X-ray head 10 is a radiation irradiating head for irradiating a treatment X-ray 3a to the irradiation field 5 '(the affected part 5). 治療用X線3aを出射する小型電子リニアックを備える。 Comprising a small electronic linac for emitting therapeutic X-ray 3a. O型ガントリ69に、O型駆動リング71、支持フレーム67−1(後述)及び支持フレーム67−2(後述)を介して移動可能に取り付けられている。 The O-type gantry 69, O-type drive ring 71, the support frame 67-1 is attached movably via a (described later) and the support frame 67-2 (described later). 支持フレーム102を備える。 A support frame 102.
【0054】 [0054]
支持フレーム102は、第1首振り機構131、第2首振り機構132を含む。 The support frame 102 includes a first swing mechanism 131, the second swing mechanism 132.
第1首振り機構131は、X線ヘッド10をO型ガントリ69上で、第1首振り軸S1の周りでR1のように揺動(回転運動)させる機構である。 The first swing mechanism 131, the X-ray head 10 on the O-type gantry 69, a mechanism for swinging (rotating movement) as R1 around the first swing axis S1. 第1首振り軸S1は、X線ヘッド10が首振りしたときの慣性が小さくなるように、X線ヘッド10の慣性中心をほぼ通る軸上又はその近傍に設けられている。 The first swing axis S1 is, X-ray head 10 is provided such that the inertia when the swing is reduced, the axial or near the substantially passes through the inertia center of the X-ray head 10.
第2首振り機構132は、X線ヘッド10をO型ガントリ69上で、第2首振り軸S2の周りでR2のように揺動(回転運動)させる機構である。 The second swing mechanism 132, the X-ray head 10 on the O-type gantry 69, a mechanism for swinging (rotating movement) as R2 about the second swing axis S2. 第2首振り軸S2は、X線ヘッド10が首振りしたときの慣性が小さくなるように、X線ヘッド10の慣性中心をほぼ通る軸上又はその近傍に設けられている。 The second swing axis S2 are, X-ray head 10 is provided such that the inertia when the swing is reduced, the axial or near the substantially passes through the inertia center of the X-ray head 10. 詳細は後述する。 Details of which will be described later.
また、センサアレイ78Aを保持する保持フレーム76A、及び、センサアレイ78Bを保持する保持フレーム76Bを固定的に保持する。 The holding frame 76A which holds the sensor arrays 78A, and fixedly holding the holding frame 76B for holding the sensor array 78B.
【0055】 [0055]
支持フレーム67−1は、一方の側を、O型駆動リング71−1に、他方の側を支持フレーム102に固定的に接続している。 Support frame 67-1, the one side, the O-type drive ring 71-1 are fixedly connected to the other side to the support frame 102. 支持フレーム67−2は、一方の側を、O型駆動リング71−2に、他方の側を支持フレーム102において、支持フレーム102と支持フレーム67−1との接続部に対向する側に固定的に接続している。 Support frame 67-2, the one side, the O-type drive ring 71-2 in the other side the supporting frame 102, fixed to the side facing the connecting portion of the support frame 102 and the supporting frame 67 - It is connected to.
すなわち、支持フレーム67−1及び支持フレーム67−2は、X線ヘッド10をO型ガントリ69の内周側に保持している。 That is, the support frame 67-1 and the support frame 67-2 holds the X-ray head 10 on the inner periphery side of the O-type gantry 69. そして、O型駆動リング71−1及び71−2のリング周回移動機構70による回転に従って、支持フレーム102に保持されたX線ヘッド10とともに回転する。 Then, in accordance with rotation by the ring circumferential moving mechanism 70 of the O-type drive ring 71-1 and 71-2, it rotates together with the X-ray head 10 is held on the support frame 102.
【0056】 [0056]
リアルタイム・イメージャ74は、被検体4の治療野に弱いファンビームX線である診断用X線3bを2方面(X線源77A、77B)から照射して、その透過像を検出(センサアレイ78A、78B)する。 Real-time imager 74, the diagnostic X-ray 3b is a weak fan beam X-ray in the treatment field of the subject 4 2 surface (X-ray source 77A, 77B) is irradiated from detecting the transmission image (sensor array 78A , 78B) to. そして、検出されたデータを画像処理する(イメージャ信号処理装置31)ことによりコンピュータ画面上に治療野5の3次元断層診断画像を表示させる。 Then, image processing of the detected data (imager signal processing unit 31) to display a three-dimensional tomographic diagnosis image of the treatment field 5 on a computer screen by. リアルタイム・イメージャ74は、システム制御装置80により制御される。 Real-time imager 74 is controlled by the system controller 80. リアルタイム・イメージャ74は、通常のX線カメラを構成する2組のX線源77A、77B及びセンサアレイ78A、78Bのセット、X線源77A、77Bを保持する保持部68、センサアレイ78A、78Bを保持する保持フレーム76A、76Bを具備する。 Real-time imager 74, two sets of X-ray sources constituting a conventional X-ray camera 77A, 77B and sensor array 78A, the holding unit 68 for holding a set of 78B, the X-ray source 77A, the 77B, the sensor array 78A, 78B the holding frame for holding the 76A, comprises a 76B.
【0057】 [0057]
保持部68(−1及び−2)は、一方の側をO型駆動リング71−1及び71−2に固定的に保持されている。 Holding unit 68 (-1 and -2) are fixedly held on one side in the O-type drive ring 71-1 and 71-2. また、他方の側を、第1回転軸J1と第2回転軸J2とが形成する平面を挟んで、その両側にそれぞれX線源77A及び77Bを、アイソセンタ5aを狙うように保持している。 Also, the other side, across the first rotation axis J1 a plane and a second rotation axis J2 forms, its each side X-ray source 77A and 77B, are held so aiming isocenter 5a. 更に、頂部に、被検体4を透過した治療用X線3aを吸収する保護板75を備える。 Furthermore, on the top, a protective plate 75 for absorbing the therapeutic X-ray 3a, which have passed through the subject 4. そして、X線ヘッド10の動き(O型駆動リング71−1及び71−2の動き)に連動して、X線源77A、77Bを動かす。 Then, in conjunction with the movement of the X-ray head 10 (the movement of the O-type drive ring 71-1 and 71-2), X-ray source 77A, move 77B.
【0058】 [0058]
保持フレーム76Aは、一方の側を、X線ヘッド10(支持フレーム102)の一方の側面から下側へ延びる。 Holding frame 76A, the one side, extends from one side of the X-ray head 10 (the support frame 102) downward. 他方の側は、センサアレイ78Aが接続されている。 Other side, the sensor array 78A is connected.
同様に、保持フレーム76Bは、一方の側を、X線ヘッド10(支持フレーム102)の他方の側面から下側へ延びる。 Likewise, the holding frame 76B has a one side, extends from the other side of the X-ray head 10 (the support frame 102) downward. 他方の側は、センサアレイ78Bが接続されている。 Other side, the sensor array 78B is connected.
【0059】 [0059]
X線源77A及びX線源77Bは、保持部68に設けられている。 X-ray source 77A and the X-ray source 77B is provided on the holding portion 68. 第1回転軸J1と第2回転軸J2とが形成する平面を挟んで互いに反対の側にある。 Across the plane in which the first rotation axis J1 and the second rotation axis J2 is formed on the side opposite to each other. センサアレイ78A及びアイソセンタ78Bも、同様である。 The sensor array 78A and the isocenter 78B is also the same. 2方向から診断用X線3bを照射して診断画像を得るので、患者4の体内における各部位の動きを迅速かつ正確に把握することが出来る。 Since the two directions to obtain a diagnostic image by irradiating a diagnostic X-ray 3b, it is possible to grasp the movement of each site in the body of the patient 4 quickly and accurately.
また、リアルタイム・イメージャ74とO型駆動リング71−1及び71−2、O型ガントリ69とは、機械的に密に結合されており、共通の座標基準を持つ。 Also, real-time imager 74 and the O-type drive ring 71-1 and 71-2, the O-type gantry 69, mechanically are tightly coupled, with a common coordinate reference.
【0060】 [0060]
センサアレイ78Aは、保持フレーム76Aの一端に設けられている。 The sensor array 78A is provided on one end of the holding frame 76A. X線ヘッド10の近傍であるが、X線ヘッド10から照射される治療用X線3aの経路を妨害しないように配置されているので、X線ヘッド10の強力なX線の影響を受けずに済む。 In the vicinity of the X-ray head 10, but since the path of the treatment X-ray 3a is irradiated from the X-ray head 10 are arranged so as not to interfere, not affected by the strong X-ray of the X-ray head 10 need to. そして、そのセンサ側受光面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源77Aが配置される。 The perpendicular line from the center portion of the sensor-side light-receiving surface faces the isocenter 5a, X-ray source 77A is placed on that extension line. 同様に、センサアレイ78Bは、保持フレーム76Bの一端に設けられている。 Similarly, the sensor array 78B is provided on one end of the holding frame 76B. X線ヘッド10の近傍であるが、X線ヘッド10から照射される治療用X線3aの経路を妨害しないように配置されているので、X線ヘッド10の強力なX線の影響を受けずに済む。 In the vicinity of the X-ray head 10, but since the path of the treatment X-ray 3a is irradiated from the X-ray head 10 are arranged so as not to interfere, not affected by the strong X-ray of the X-ray head 10 need to. そして、そのセンサ側受光面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源77Bが配置される。 The perpendicular line from the center portion of the sensor-side light-receiving surface faces the isocenter 5a, X-ray source 77B is placed on that extension line.
【0061】 [0061]
センサアレイ78A、78Bは、被検体4を透過した診断用X線3bを受信(受光)する。 Sensor arrays 78A, 78B receives the diagnostic X-ray 3b transmitted through the subject 4 (light receiving). 被検体4が配置される診断用スペースを取り囲むアイソセンタ5aを中心とする円の円周上に固定して配置され、多数の長高感度CdTeセンサを備え、0.5mmの分解能を有している。 Disposed fixed circle on a circle centered on the isocenter 5a surrounding the diagnostic space which the subject 4 is placed, provided with a number of long high sensitivity CdTe sensors, and has a resolution of 0.5mm . また、診断用X線3bの照射時間は、1ショット当たり0.0025〜0.01秒である。 The irradiation time of the diagnosis X-ray 3b is from 0.0025 to 0.01 seconds per shot.
【0062】 [0062]
X線源77A、77B及びセンサアレイ78A、78Bの各々とアイソセンタ5aとの距離は、X線ヘッド10とアイソセンタ5aとの距離よりも小さい。 X-ray source 77A, 77B and sensor array 78A, the distance between each and the isocenter 5a of 78B is smaller than the distance between the X-ray head 10 and the isocenter 5a. すなわち、X線源及びセンサアレイは、患者5に近いので、診断画像の画質が向上する。 That, X-rays source and the sensor array, so close to the patient 5, the image quality of the diagnostic image is improved. また、X線ヘッド10の、O型ガントリ69上での可動範囲を広くとることが出来る。 Further, the X-ray head 10, O-type gantry 69 on the movable range in the can widened.
【0063】 [0063]
センサアレイ78A表面の中央部からのアイソセンタ5aを通る垂線と、センサアレイ78B表面の中央部からのアイソセンタ5aを通る垂線とが成す角は、20°〜90°であることが好ましい。 And the perpendicular passing through the isocenter 5a in the central portion of the sensor array 78A surface, the angle made by the vertical line passing through the isocenter 5a in the central portion of the sensor array 78B surface is preferably 20 ° to 90 °. より好ましくは、40°〜60°である。 More preferably 40 ° to 60 °. これは、X線ヘッド10、X線源77A及びX線源77Bが、相互に影響を及ぼし合わずに、それぞれが正確に動作し、十分な精度を有する診断画像も得られる条件に基づいて設定される。 Setting this, X-ray head 10, the X-ray source 77A and the X-ray source 77B is, without not interact with one another, each of which operate correctly, based on the diagnostic image is also obtained conditions with sufficient precision It is.
【0064】 [0064]
リアルタイム・イメージャ74のX線発生制御装置の出力側には、電源及びX線源77A、77B内のアノード、カソード、グリット電極がそれぞれ接続されている。 On the output side of the X-ray generation control apparatus for real-time imager 74, the power supply and the X-ray source 77A, the anode in 77B, the cathode, the grid electrodes are connected. システム制御装置80からX線発生指令信号がX線発生制御装置に向けて出力されると、その指令に基づいて、X線発生制御装置は、電源から電子銃駆動回路への給電動作を制御する。 When X-ray generation instruction signal from the system controller 80 is outputted to the X-ray generation control unit, based on the instruction, the X-ray generation control unit controls the power supply operation to the electron gun driving circuit from the power supply . これに応じてX線源77A、77B内のカソードから電子線が放射され、グリット電極に印加したマイナスのバイアス電圧が解除されてゼロ電位となり、電子線がグリット電極の孔を通過してアノードに入射する。 X-ray source according to 77A, electron beams emitted from the cathode in 77B, become zero potential is the bias voltage release negative applied to the grid electrodes, the anode electron beam passes through the holes of grid electrodes incident. アノードに電子線が入射すると、アノードから2次X線が発生し、窓に取り付けられたコリメータを介して、患者4に向けて扇状の治療用X線3bが放射される。 When the electron beam on the anode is incident, the anode secondary X-ray is generated from, via a collimator attached to a window, the treatment X-rays 3b in fan is radiated toward the patient 4.
【0065】 [0065]
センサアレイ78A、78Bで検出されたX線透過データは、透過X線量に比例した電流信号に変換され、プリアンプ、メインアンプを介して画像信号ディジタイザ及びデータ収録装置に送られて、診断画像データとして収録される。 Sensor arrays 78A, X-ray transmission data detected by 78B, is converted into a current signal proportional to the transmission X-ray dose, a preamplifier, is sent to an image signal digitizer and the data acquisition device via the main amplifier, as diagnostic image data It is recorded. 診断用X線3bによる撮像、データ収録等は、システム制御装置80により制御される。 Imaging by the diagnostic X-ray 3b, the data recording and the like are controlled by the system controller 80. 収録された診断画像データは、データ収録装置からイメージャ信号処理装置31(後述)へ出力され、イメージャ信号処理装置31でデータ処理される。 From diagnosis image data is outputted from the data acquisition device imager signal processing unit 31 into (described later), is data processed by the imager signal processing unit 31. 処理されたデータは、患部5の診断画像としてシステム制御装置80のディスプレイ上に再生表示される。 The processed data is reproduced and displayed as a diagnostic image of the diseased part 5 on the display of the system controller 80.
【0066】 [0066]
上記の3軸の駆動(I1、I2)により、X線ヘッド10は、アイソセンタ5aを中心とする8/9球殻上でアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5aを向く)が可能となる。 The driving of the three axes (I1, I2), X-ray head 10 is isocentric motion on 8/9 spherical shell centered on the isocenter 5a (X-ray head 10 is directed to the isocenter 5a) can to become. 更に、上記の2軸の駆動(R1、R2)により、X線ヘッド10は、8/9球殻上で擬似的にノンアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5a周辺近傍の3次元の領域5b(図1参照)内の所望の点を向く)が可能となる。 Furthermore, the drive (R1, R2) of the two axes of the, X-rays head 10, 8/9 spherical shell on the pseudo non-isocentric motion (X-ray head 10 is three-dimensional in the vicinity around the isocenter 5a region 5b facing the desired point in (see FIG. 1)) it is possible. この擬似ノンアイソセントリック動作は、X線ヘッド10の慣性中心周りの首振り運動であるため、アイソセントリック動作と比較して各段に素早い動きを行うことが出来る。 This pseudo non-isocentric operation is a swing motion around the inertia center of the X-ray head 10 can perform quick motion to each stage as compared to the isocentric operation. 擬似ノンアイソセントリックな高応答性の迅速な追尾モーションにより、例えば心鼓動等の早い動きに対してもヘッド照準を高応答かつ精密に追従させることが出来る。 Pseudo Non the nonisocentric highly responsive quick tracking motion, for example, high-response and precisely follow the order it is possible head aiming even for rapid movements such as heart pulses.
【0067】 [0067]
マイクロ波発生装置20は、クライストロン(図示されず)を含み、クライストロン方式でマイクロ波を発生する。 Microwave generating unit 20 includes a klystron (not shown), which generates microwaves at klystron manner. そして、導波路に関わるサーキュレータ21及びダミーロード22を有し、従動導波管系61を介して、X線ヘッド10へ電子加速用のマイクロ波を供給する。 Then, a circulator 21 and a dummy load 22 related to the waveguide, through the driven waveguide system 61, supplies a microwave for electron acceleration in the X-ray head 10. ここでは、Cバンド(5.6GHz)のマイクロ波を供給する。 Here, supplies microwave C-band (5.6 GHz). マイクロ波発生装置20は、システム制御装置80に制御される。 Microwave generating device 20 is controlled by the system controller 80.
【0068】 [0068]
従動導波管系61は、マイクロ波発生装置20で発生したマイクロ波を、X線ヘッド10へ供給する導波路である。 Driven waveguide system 61, the microwave generated by the microwave generating device 20, a waveguide for supplying the X-ray head 10. リンクアーム62−1、関節部64a、リンクアーム62−2、関節部64b、リンクアーム63、関節部64c、リンクアーム65、関節部66、X線ヘッド10を互いに連結してリンク機構を形成している。 Link arm 62-1, joints 64a, the link arm 62-2, joints 64b, the link arm 63, the joint portion 64c, the link arm 65, connected to form a link mechanism joint portion 66, X-ray head 10 to one another ing. 関節部64aは、第1回転軸J1方向の軸のまわりに、関節部64b、関節部64c及び関節部66は、第2回転軸J2方向の軸のまわりにそれぞれ回転可能である。 Joint unit 64a, around the first rotation axis J1 axis, the joint portions 64b, joint portions 64c and a joint portion 66 is rotatable each about a second rotation axis J2 axis. なお、リンク先端のX線ヘッド10は、O型駆動リング71−1の運動により、O型ガントリ69に沿ってスライドし、また、第1首振り機構131により関節部66周りに首振りされる。 Incidentally, X-rays head 10 of the link tip by the motion of the O-type drive ring 71-1, and slides along the O-type gantry 69, also is swinging around the joint portion 66 by the first swing mechanism 131 .
そして、関節部64a、64b、64c及び66は、マイクロ波を軸回転で伝えるロータリRFカプラ50(後述)を含む。 The joints 64a, 64b, 64c and 66 includes a rotary RF coupler 50 (described later) for transmitting the microwaves in axial rotation. リンクアーム62−1、62−2、63及び65は、導波管51(後述)を含み、関節部64a〜64c、66により、電磁気的に連通している。 Link arm 62-1,62-2,63 and 65 includes a waveguide 51 (described later), the joint portion 64a to 64c, by 66, and electromagnetically communicate. マイクロ波発生装置20で発生したマイクロ波は、関節部64a−リンクアーム62−関節部64b−リンクアーム63−関節部64c−リンクアーム65−関節部66を介して、X線ヘッド10へ供給される。 Microwave generated by the microwave generating device 20, via the joint portion 64a- link arm 62- joint 64b- link arm 63- joint 64c- link arm 65 and the joint portion 66 is supplied to the X-ray head 10 that.
【0069】 [0069]
図1に示すSAD(Source Axis Distance)は、アイソセンタ5aからX線ヘッド10内のターゲット121(後述)までの距離に相当する。 SAD shown in FIG. 1 (Source Axis Distance) corresponds to the distance from the isocenter 5a to a target 121 of the X-ray head 10 (described later). 本実施例では、基準となるSADを80〜100cmに設定している。 In this embodiment, setting the SAD serving as the reference to 80~100Cm.
【0070】 [0070]
次に、図3及び図4を参照しながらX線ヘッド10について詳細に説明する。 It will now be described in detail the X-ray head 10 with reference to FIGS.
【0071】 [0071]
図3は、本発明の放射線治療装置に適用されるX線ヘッド10の構成を示す図である。 Figure 3 is a diagram showing a configuration of an X-ray head 10 applied to the radiotherapy apparatus of the present invention. 図3(a)は、全体図であり、図3(b)は、図3(a)のAA断面図、図3(c)は、BB断面図である。 3 (a) is an overall view, FIG. 3 (b), AA sectional view of FIG. 3 (a), 3 (c) is a BB cross-sectional view.
X線ヘッド10は、4MeV〜10MeVの電子エネルギを有する治療用X線3aを発生する小型の電子リニアックを備える。 X-ray head 10 is provided with a small electronic linac for generating the treatment X-ray 3a having an electron energy of 4MeV~10MeV. O型ガントリ69に支持フレーム102等を介して可動支持されている。 The O-type gantry 69 via the supporting frame 102 and the like are movable support. それと共に、従動導波管系61の関節部66(ロータリRFカプラ)に首振り可能に連結されている。 At the same time, and is swivelably connected to the joint portion 66 of the driven waveguide system 61 (rotary RF coupler).
【0072】 [0072]
X線ヘッド10は、ヘッドカバー101でX線ヘッド10の本体部が覆われ、本体部の先端側に放射線を放射するための出射部120が取り付けられている。 X-ray head 10 has a main body portion of the X-ray head 10 is covered with a head cover 101, emitting portion 120 for emitting radiation to the distal end side of the main body portion is attached. ヘッド本体部を覆うヘッドカバー101内には、電気回路/冷却水回路116、加速管110、RF窓52、導波管51、ロータリRFカプラの一部50B、排気管107、イオンポンプ112、ターゲット排気室119、ターゲット121、冷却板122が設けられている。 The head cover 101 for covering the head main body portion, an electric circuit / cool water circuit 116, an acceleration tube 110, RF window 52, ​​the waveguide 51, a part 50B of the rotary RF coupler, an exhaust pipe 107, an ion pump 112 a target exhaust chamber 119, a target 121, the cooling plate 122 is provided.
【0073】 [0073]
加速管110の尾部の絶縁ガラス103から外部電源(図示されず)に接続されたケーブル(図示されず)がヘッドカバー101内に導入され、電子銃104のカソード105に接続されている。 External power from the tail of the insulating glass 103 of the accelerating tube 110 is connected to a (not shown) cable (not shown) is introduced into the head cover 101 is connected to the cathode 105 of the electron gun 104. このカソード105と向き合ってアノード106が配置されている。 The anode 106 is disposed facing this cathode 105. 電子銃104の電源はシステム制御装置80により制御される。 Power of the electron gun 104 is controlled by the system controller 80.
カソード105とアノード106との間はイオンポンプ112に連通する排気管107により排気される。 Between the cathode 105 and the anode 106 is exhausted by the exhaust pipe 107 communicating with the ion pump 112. 排気される空間は、電子銃104から加速管110へ続き、更に加速管110から出射部120へ続いている。 Space to be evacuated is continued from the electron gun 104 to the accelerating pipe 110, and further followed by the accelerating tube 110 to the exit portion 120. イオンポンプ112は、加速管110に直結しているため、加速管110の真空度を常に高真空に保つことが出来、安定した電子線を、安定的に加速することが可能である。 Ion pump 112, because it is directly connected to the acceleration tube 110, it is possible to maintain the vacuum degree of the accelerating tube 110 always in a high vacuum, a stable electron beam, it is possible to accelerate stably. そして、それにより、治療用X線3aを安定的に出力することが可能となる。 And, thereby, it is possible to stably output the therapeutic X-ray 3a.
絶縁ガラス103から加速管110の先端までの長さは約360mmである。 The length from the insulation glass 103 to the tip of the accelerating tube 110 is about 360 mm. この大きさは、従来用いられている加速管の1/3程度に大幅に小型化、かつ軽量化されている。 This size, greatly miniaturized to about 1/3 of the accelerating tube which is conventionally used, and is lightweight. これは、従来使用されているSバンドのマイクロ波ではなく、高周波数(高エネルギー)のCバンド(5.6GHz)のマイクロ波を用いているからである。 This is not a microwave S-band used conventionally, is because by using a microwave of the C-band of the high frequency (high energy) (5.6 GHz).
【0074】 [0074]
図4は、図3(c)の電子銃104及び加速管110近傍の拡大図である。 Figure 4 is an enlarged view of the electron gun 104 and the acceleration tube 110 near the FIG 3 (c).
電子銃104のアノード106の中央孔は、加速管110のバンチャ空洞109に連通している。 Center hole of the anode 106 of the electron gun 104 is in communication with the buncher cavity 109 of the accelerating tube 110. 加速管110の内部には、更に、電子ビーム通過用の中央孔を有する複数の加速空洞111bが繋がって配置されている。 Inside the accelerating tube 110 are further arranged a plurality of acceleration cavities 111b is connected with a central hole for the electron beam passage. 加速管110は、バンチャ空洞109及び複数の加速空洞111bの中央孔111cに、電子銃104から出射された電子線を通過させながらマイクロ波により加速させ、高エネルギの電子ビームとして、X線ターゲット121に衝突させる。 Accelerating tube 110, the central hole 111c of the buncher cavity 109 and a plurality of accelerating cavities 111b, while passing the electron beam emitted from the electron gun 104 is accelerated by microwave, an electron beam of high energy, X-rays target 121 collide in. 加速空洞111bは、サイドカップルキャビティ111aを介して左右一対の側方排気管108にそれぞれ連通している。 Accelerating cavity 111b is in communication respectively with the pair of left and right lateral exhaust pipes 108 through a side couple cavities 111a. 左右一対の側方排気管108は、排気管107経由でイオンポンプ112接続されて真空排気される。 A pair of left and right lateral exhaust pipes 108 is an ion pump 112 connected is evacuated through the exhaust pipe 107.
【0075】 [0075]
図3を参照して、加速管110には、導波管51が連通している。 Referring to FIG. 3, the acceleration tube 110, the waveguide 51 is communicated. 導波管51は、セラミック製のRF窓52及びロータリRFカプラ50A、50B(−従動導波管系61−)を経由してマイクロ波発生装置20に連通している。 The waveguide 51 is made of ceramic RF window 52 and the rotary RF couplers 50A, 50B - and communicates with the microwave generating device 20 via the (driven waveguide system 61 -). RF窓52は、導波管51内に封入されたSF ガスの漏洩を防ぐとともに、マイクロ波を加速管110へ導入させる入口である。 RF window 52 prevents the encapsulated SF 6 gas leakage into the waveguide 51, a inlet for introducing a microwave to the accelerating tube 110.
【0076】 [0076]
出射部120は、ヘッドカバー101で覆われたX線ヘッド10の本体部の先端に設けられている。 Emitting portion 120 is provided on the distal end of the main body portion of the X-ray head 10 covered with the head cover 101. ターゲット121、冷却板122、1次コリメータ123、フラットニングフィルタ124を備える。 Comprising the target 121, cooling plate 122, primary collimator 123, a flattening filter 124. 電子銃104から加速管110を経て、フラットニングフィルタ124に至るまでは電子ビームの光軸に沿って直列に並んでいる。 Through the accelerating tube 110 from the electron gun 104, up to the flattening filter 124 are arranged in series along the optical axis of the electron beam. そして、加速された電子線は、ターゲット排気室119を通って出射部120のターゲット121に入射する。 Then, the accelerated electron beam is incident on the target 121 of the emitting portion 120 through a target exhaust room 119.
【0077】 [0077]
ターゲット121は、高エネルギの加速電子の入射により、制動輻射X線を出射する。 Target 121, the incidence of the accelerated electrons of high energy, emits bremsstrahlung X-rays. 制動X線の放射時に発生する熱による熱損傷を受けないように、ターゲット冷却板122が取り付けられている。 So that it is not subject to thermal damage by heat generated during the emission of the braking X-ray target cooling plate 122 is attached. ターゲット121には、タングステン、タンタル等の高融点金属単体又はこれらの合金を用いる。 The target 121, tungsten, using a refractory metal alone or an alloy of tantalum.
【0078】 [0078]
一次コリメータ123は、タングステンなどのような放射線に対する遮蔽性に優れ、かつ熱中性子の発生の少ない材料でつくられている。 The primary collimator 123 has excellent shielding against radiation, such as tungsten, and is made of material having less occurrence of thermal neutrons. ターゲット121からのX線を、所定のビーム幅に絞ってフラットニングフィルタ124に導く。 X-rays from the target 121, leading to flattening filter 124 to focus on a predetermined beam width.
【0079】 [0079]
フラットニングフィルタ124は、ターゲット121から出射されるX線の強度を平均化して均一なドーズ分布を持つ治療用X線3aとする。 Flattening filter 124, and therapeutic X-ray 3a having a uniform dose distribution by averaging the intensity of X-rays emitted from the target 121.
【0080】 [0080]
更に、出射部120の先端側にはニ次コリメータ125及び線量計測用の電離箱126が取り付けられている。 Further, the distal end side of the emitting portion 120 is two following collimator 125 and an ionization chamber 126 for dosimetry is attached. ニ次コリメータ125は、治療用のX線3aが透過できないタングステンなどのような遮蔽性の高い材料で作られている。 Two following collimator 125, X-rays 3a therapeutic is made of high-shielding material such as tungsten that can not be transmitted. フラットニングフィルタ124からのX線を所定のビーム幅に絞った治療用X線3aを、電離箱126に導く。 Therapeutic X-ray 3a focused X-rays from the flattening filter 124 to a predetermined beam width, leading to the ionization chamber 126. このニ次コリメータ125は、一次コリメータ123の端面部に着脱可能にねじ込まれている。 The two following collimator 125 is screwed into the detachably end face of the primary collimator 123.
【0081】 [0081]
電離箱126は、通過するX線の線量を計測する。 Ionization chamber 126 measures the dose of X-rays passing through. ニ次コリメータ125の先端に取り付けられ、所定の成分のガスが封入されている。 Attached to the tip of the two following collimator 125, a predetermined component of the gas is sealed. そして、放電電荷を検出する検出回路(図示されず)が接続されている。 The detection circuit for detecting the discharged electric charge (not shown) is connected. この検出回路はシステム制御装置80の入力側に接続されている。 The detection circuit is connected to the input side of the system controller 80. システム制御装置80は、線量計測用電離箱126の入力信号に基づいてX線ヘッド10から出射されるX線の線量を算出し、患者4が受ける治療用ドーズデータとしてメモリに保存するようになっている。 The system control unit 80 calculates the dose of X-rays emitted from the X-ray head 10 on the basis of the input signal of the dose measurement ionization chamber 126, so as to save the memory as a therapeutic dose data patient 4 undergoing ing.
【0082】 [0082]
本発明の放射線治療装置6では、X線ヘッド10は、全長が500〜600mm、幅500mm、深さ300mmと小さく、重量60〜80kgと軽量化もされていながら、高いエネルギーである4MeV〜10MeVの電子エネルギを有する治療用X線3aを発生することが可能である。 In the radiotherapy apparatus 6 of the present invention, X-ray head 10, the overall length is 500 to 600 mm, as small as the width 500 mm, depth 300 mm, while being also weight 60~80kg and light weight, 4MeV~10MeV of a high energy it is possible to generate a therapeutic X-ray 3a having an electron energy. これは、高周波数(高エネルギー)のCバンド(5.6GHz)のマイクロ波を用いているため加速管110が小型軽量であること、加速管110が小さいため電子線を偏向させる偏向磁石及びその関連機器が不要であること、マイクロ波を発生させる装置(マイクロ波発生装置20)をX線ヘッド10の外側に配置していること、などの理由による。 This, C be the acceleration tube 110 because of the use of microwave band (5.6 GHz) is small and light, bending magnets and deflecting the electron beam for accelerating tube 110 is small in the high frequency (high energy) that the associated equipment is not required, that are arranged devices for generating microwaves (microwave generator 20) outside the X-ray head 10, due to reasons such as. すなわち、全体の重量が軽量化されていること、及び、全体の大きさが小型化されていることで、X線ヘッド10を少ない力で、俊敏かつ迅速に所望の場所へ移動させることが可能となる。 In other words, the total weight is lighter, and can that the entire size is miniaturized, the a small force the X-ray head 10 is moved to the agile and quickly the desired location to become.
また、更に高周波数のXバンドのマイクロ波を用いて加速可能な加速管を用いれば、更に小型・軽量化することが可能である。 Further, the use further acceleration possible acceleration tube using microwave X-band of the high frequency, it is possible to further compact and lightweight. その場合、マイクロ波の周波数に合わせて各機器の設計を変更する(例示:従動導波管系61の各構成の寸法や、加速管110の加速空洞111b等の寸法を変更する)ことにより、実施可能である。 In this case, to change the respective equipment designed for the frequency of the microwave (example: and dimensions of the components of the driven waveguide system 61, to change the size of such accelerating cavity 111b of the accelerating tube 110) by, It can be implemented.
【0083】 [0083]
次に、図5〜図6を参照して、X線ヘッド10の2軸の首振り機構について詳しく説明する。 Next, with reference to FIGS. 5-6, will be described in detail 2-axis swing mechanism of the X-ray head 10.
【0084】 [0084]
図5は、支持フレーム102に支持されたX線ヘッド10を示す斜視図である。 Figure 5 is a perspective view showing the X-ray head 10 supported by the support frame 102.
図5に示すように、X線ヘッド10のヘッドヘッドカバー101は、ジンバル構造を有する支持フレーム102に支持されている。 As shown in FIG. 5, the head cover 101 of the X-ray head 10 is supported by the support frame 102 having gimbal structure. 支持フレーム102は、X線ヘッド10の慣性中心を含む第1首振り軸S1及び第2首振り軸S2が通る位置座標に取り付けられている。 The support frame 102 is mounted on the position coordinates where the first swing axis S1 and the second swing axis S2 including the inertia center of the X-ray head 10 passes. そして、第1首振り機構131により、第1首振り軸S1のまわりをR1のように揺動する。 Then, the first swing mechanism 131, swings around the first swing axis S1 as R1. 同様に、第2首振り機構132により、第2首振り軸S2のまわりをR2のように揺動する。 Similarly, the second swing mechanism 132 swings about the second swing shaft S2 as R2.
【0085】 [0085]
図6は、支持フレームの2軸の首振り機構の構成を示す図である。 Figure 6 is a diagram showing a configuration of a 2-axis swing mechanism of the support frame. 図6(a)は全体、図6(b)はS1首振り駆動用サーボモータ131b、図6(c)は、関節部66、図6(d)は、S2首振り駆動用サーボモータ132b、図6(e)は、一対のロータリRFカプラ50Aと50Bを示す。 Entire FIG. 6 (a), and FIG. 6 (b) S1 is swing servo motor 131b, FIG. 6 (c), the joint portion 66 shown in FIG. 6 (d) is, S2 swing servo motor 132b, FIG. 6 (e) shows a pair of rotary RF couplers 50A and 50B.
図6(a)に示すように、支持フレーム102には、従動導波管系61の関節部66(ロータリRFカプラ)、及び、S1首振り駆動用サーボモータ131bが、第1首振り軸S1に沿って、対向する2辺にそれぞれ取り付けられている。 As shown in FIG. 6 (a), the support frame 102, the joint portion 66 of the driven waveguide system 61 (rotary RF couplers), and, S1 swing driving servomotor 131b is first swing axis S1 along, they are attached respectively to the two opposite sides. 同様に、一対のロータリRFカプラ50Aと50B、及び、S2首振り駆動用サーボモータ132bが、第2首振り軸S2に沿って、前述の2辺と異なる対向する2辺にそれぞれ取り付けられている。 Similarly, a pair of rotary RF couplers 50A and 50B, and the servo motor 132b is driving S2 swing, along the second swing axis S2, are mounted respectively on the two opposite sides different from the two sides of the above .
【0086】 [0086]
図6(a)、(b)及び(c)に示すように、従動導波管系61の関節部66(ロータリRFカプラ)は、支持フレーム102の一方の側の長辺の中央に取り付けられ、これと向き合うようにS1首振り駆動用サーボモータ131bの駆動軸131aが第1首振り軸S1と重なるようにフレーム102の対向長辺の中央に取り付けられている。 As shown in FIG. 6 (a), (b) and (c), the joint portion 66 of the driven waveguide system 61 (rotary RF coupler) is attached to the center of the long sides of one side of the support frame 102 , the drive shaft 131a of the S1 swing driving servomotor 131b to face thereto is attached to the center of the opposite long side of the frame 102 so as to overlap with the first swing axis S1. そして、S1首振り駆動用サーボモータ131bは、支持フレーム67−2に固定支持されている。 Then, the servo motor 131b for driving S1 swing is fixedly supported on the support frame 67-2. サーボモータ駆動軸131aを回転駆動させると、第1首振り軸S1まわりにX線ヘッド10がR1のように首振りする。 Rotating driving of the servo motor drive shaft 131a, X-ray head 10 is oscillating as R1 around the first swing axis S1.
【0087】 [0087]
図6(a)、(d)及び(e)に示すように、一対のロータリRFカプラ50A、50Bは支持フレーム102の一方の側の短辺の中央に取り付けられ、これと向き合うようにS2首振り駆動用サーボモータ132bの駆動軸132aが第2首振り軸S2と重なるように支持フレーム102の対向短辺の中央に取り付けられている。 FIG. 6 (a), the as shown in (d) and (e), a pair of rotary RF couplers 50A, 50B are attached to the center of a short side of one side of the support frame 102, S2 neck to face with this drive shaft 132a of the swing driving servomotor 132b is attached to the center of the opposite shorter sides of the support frame 102 so as to overlap with the second swing axis S2. そして、S2首振り駆動用サーボモータ132bの本体は、支持フレーム側のブラケット102aに固定支持され、駆動軸132aは、軸受け133を介して支持フレーム102に回転可能に支持されている。 Then, the main body of the S2 swing servo motor 132b is fixedly supported on a bracket 102a of the support frame side, the drive shaft 132a is rotatably supported by the support frame 102 via a bearing 133. サーボモータ駆動軸132aを回転駆動させると、S2ドライブ軸周りにX線ヘッド10が首振りする。 When the servomotor driving shaft 132a is rotationally driven, X-rays head 10 is oscillating around S2 drive shaft.
【0088】 [0088]
図6(a)に示すように、従動導波管系11の各リンクアーム63、65内には、導波管51が設けられ、各関節部64、66内には、ロータリRFカプラ50が設けられ、更に一対のロータリRFカプラ50A、50Bを通って、X線ヘッド10内の加速管110にマイクロ波が導入されるようになっている。 As shown in FIG. 6 (a), within the link arms 63 and 65 of the driven waveguide system 11, the waveguide 51 is provided, within each joint 64 and 66, the rotary RF coupler 50 provided, further through the pair of rotary RF couplers 50A, 50B, so the microwave is introduced into the acceleration tube 110 of the X-ray head 10.
【0089】 [0089]
次に、図7〜図9を参照して、マイクロ波を伝達する導波路の関節部分であるロータリRFカプラについて説明する。 Next, with reference to FIGS. 7 to 9, a description will be given of the rotary RF coupler is rheumatoid portion of the waveguide for transmitting the microwave.
【0090】 [0090]
図7は、ロータリRFカプラ50を内部に有する関節部の構成を示す図である。 Figure 7 is a diagram showing the structure of a joint section having a rotary RF coupler 50 therein. 図7では、関節部64cを代表として示しているが、関節部64a、関節部64b、関節部66、一対のロータリRFカプラ50A、50Bについても同様である。 In Figure 7, there is shown a joint 64c as a representative, joint 64a, a joint portion 64b, the joint portion 66, a pair of rotary RF couplers 50A, which is the same for 50B.
図7に示すように、リンクアーム63、65の中には、導波管51が設けられ、関節部64a〜64c、66内のロータリRFカプラ50により、導波管51が電磁気的に連通している。 As shown in FIG. 7, some of the link arm 63 and 65, the waveguide 51 is provided, the joint portions 64a to 64c, the rotary RF coupler 50 of the 66, the waveguide 51 is electromagnetically communicating ing.
【0091】 [0091]
図8は、図7で示すロータリRFカプラ50の構成の詳細を示す斜視図である。 Figure 8 is a perspective view showing details of the configuration of the rotary RF coupler 50 shown in FIG.
図8に示すように、ロータリRFカプラ50は、フランジ継手53、54により、導波管51の各々に接続されている。 As shown in FIG. 8, the rotary RF coupler 50, by flange joints 53 and 54 are connected to each of the waveguide 51. そして、ロータリRFカプラ50は、導波路55aの加速用のマイクロ波を軸回転で導波路55bへ伝える。 Then, the rotary RF coupler 50 transmits the microwave for acceleration of a waveguide 55a to a waveguide 55b in axial rotation.
【0092】 [0092]
図9(a)は、図8のロータリRFカプラ50の詳細を示す断面図である。 9 (a) is a sectional view showing details of the rotary RF coupler 50 of FIG. 図9(b)は、ロータリRFカプラ50内のマイクロ波のモードの一例を示す。 Figure 9 (b) shows an example of a microwave mode of the rotary RF coupler 50.
図9(a)に示すように、導波管51の導波路55a、55bは、ロータリRFカプラ50の回転部材56、57、軸受け58、λ/4波長チョーク59に取り囲まれた回転スペースに連通し、この中を図9(b)に例示するような管内モード(電気力線2a(2b))でマイクロ波が導かれる。 As shown in FIG. 9 (a), the waveguide 55a of the waveguide 51, 55b is communicated with the rotation space surrounded by the rotary members 56 and 57, bearing 58, lambda / 4 wavelength choke 59 of the rotary RF coupler 50 and, microwave is guided in the tube mode exemplified through this FIG. 9 (b) (electric flux line 2a (2b)). このようなロータリRFカプラ50と導波管51との組み合わせにより、地上に固定されたクライストロン等のマイクロ波発生装置20から、移動するX線ヘッド10へ加速用のマイクロ波を円滑に供給することが出来る。 The combination of such rotary RF couplers 50 and the waveguide 51, the microwave generating device 20 such as secured to the ground klystron, possible to smoothly provide microwave for acceleration to the X-ray head 10 to be moved It can be.
【0093】 [0093]
次に、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムについて説明する。 Next, a description will be given of the control system according to the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
【0094】 [0094]
図10は、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムを示すブロック図である。 Figure 10 is a block diagram showing a control system of the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
本実施例の制御システムは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッドシステム8、リアルタイムイメージャ74、イメージャ信号処理装置31、マイクロ波発生装置20、システム制御装置80、システムユーティリティ90を備える。 Control system of the present embodiment includes the treatment bed system 7, X-ray head system 8, the real-time imager 74, the imager signal processing unit 31, the microwave generating device 20, the system controller 80, the system utility 90. 実質的にはシステム制御装置80が全体を統括して制御するシステム構成となる。 In effect the system configuration the system controller 80 controls the whole.
【0095】 [0095]
システム制御装置80は、システム制御計算機を備え、コンピュータプログラムとしてのシステム管理アルゴリズム、画像追尾アルゴリズム、治療計画アルゴリズム、治療管理アルゴリズム、グラフィカルユーザインターフェース(GUI)、インターロックアルゴリズムを含み、治療計画データベース、トレンド記録データベース、治療データベースを搭載している。 System controller 80 includes a system control computer, wherein the system management algorithm as a computer program, image tracking algorithm, treatment planning algorithm, therapy management algorithm, graphical user interface (GUI), an interlock algorithm, treatment planning database, Trends record database, is equipped with a treatment database. また、システムモニタ(ディスプレイ)、入出力装置及びBITを含み、これを中心として他のシステムブロックがそれぞれ接続され、入出力信号のやりとりがなされる。 The system monitor (display), including input and output devices and BIT, other system blocks around it are connected respectively, exchange of input and output signals is made.
【0096】 [0096]
治療計画データベースは、医師が立てる治療計画に関する情報としての治療計画情報を格納している。 Treatment plan database stores the treatment plan information as information on the treatment planning doctor stand. 治療計画情報は術前に行われる種々の検査に基づくものである。 Treatment planning information is based on various inspections conducted preoperatively. 治療計画情報は、患者属性情報、患者画像情報、吸収線量情報、治療線量情報、患部位置情報等を互いに関連付けている。 Treatment planning information, patient attribute information, the patient image information, absorbed dose information, associates therapeutic dose information, the affected area position information and the like with each other.
ただし、患者属性情報は、患者4の氏名、生年月日等を示す。 However, the patient attribute information indicates the name of the patient 4, the date of birth and the like. 患者画像情報は、患者4のX線断層画像を示す。 Patient image information indicates the X-ray tomographic image of the patient 4. 吸収線量情報は、患部5に対する放射線(X線)の吸収線量、その照射方法(回数、1回の吸収線量、照射方向(ルート))等を示す吸収線量設定に関する。 Absorbed dose information, absorbed dose of radiation (X-ray) for the diseased part 5, its irradiating method for (count, once absorbed dose, the irradiation direction (route)) or the like absorbed dose setting showing the. 治療線量情報は、患部5に対する放射線(X線)の治療線量、その照射方法(回数、1回の治療線量、照射方向(ルート))等を示す治療線量設定に関する。 Therapeutic dose information, the treatment dose of radiation (X-ray) for the diseased part 5, its irradiating method of (number one treatment dose, the irradiation direction (route)) or the like treatment dose setting showing the. 患部位置情報は、患部5の位置に関する。 The affected area position information relates to the position of the diseased part 5. 患部5の位置は、後述の定義領域5−1であっても良い。 Position of the diseased part 5 may be defined region 5-1 which will be described later.
【0097】 [0097]
トレンド記録データベースは、照射治療の実績に関する照射実績情報を格納している。 Trend record database stores the irradiation result information about the irradiation treatment results. 照射実績情報は、治療の際に実際に照射した放射線(X線)に関するものである。 Irradiation resultant information relates radiation (X-ray) of actual irradiation in the treatment. 照射実績情報は、患者属性情報、積算治療線量、積算吸収線量、照射方向(ポータル数)毎の治療線量、推定吸収量、目標座標(患部5における照射目標の座標)及び機械座標(実際に照射を行った照射野5'の座標)、等を互いに関連付けている。 Irradiation resultant information, the patient attribute information, integration therapeutic dose, cumulative absorbed dose, the treatment dose for each irradiation direction (the number of portals), the estimated absorption amount, a target coordinate (a coordinate of the irradiation target in the diseased part 5) and the machine coordinate (actually irradiated coordinate of the irradiation field 5 'which was), they are associated with each other and the like.
【0098】 [0098]
治療データベースは、物質の種類、物質の厚みと放射線(X線)の吸収量との関係を示す放射線吸収量曲線、等を互いに関連付けて格納している。 Treatment database stores association type of material, the radiation absorption curve showing the relationship between the absorption amount of the thickness of the material and radiation (X-ray), or the like each other.
【0099】 [0099]
システム管理アルゴリズムは、各アルゴリズム、GUI、システムモニタ(ディスプレイ)、入出力装置及びBIT等のシステム制御装置80全体を統括制御する。 System Management algorithm, each algorithm, GUI, the system monitor (the display), which controls the whole system controller 80, such as input-output devices and BIT.
【0100】 [0100]
治療計画アルゴリズムは、治療計画データベース(患者4のX線断層画像、吸収線量情報)と治療データベース(物質毎の放射線吸収量曲線)とに基づいて、治療線量情報(照射方向(ルート)毎のX線の治療線量、積算の治療線量)等を算出する。 Treatment planning algorithm, (X-ray tomographic image of the patient 4, absorbed dose information) treatment planning database based on and treatment database (the radiation absorption amount curve for each substance), X per treatment dose information (irradiation direction (route) the treatment dose of the line, to calculate the therapeutic dose), and the like of integration. そして、ディスプレイに表示し、医師の確認を受ける。 Then, the display on the display, subject to confirmation of the doctor. 医師は、必要に応じて、照射方向やX線の吸収線量等を変化させて、所望の治療線量情報となるようにする。 Physician, if necessary, by changing the absorbed dose and the like of the irradiation direction or X-rays, to reach the desired therapeutic dose information. 医師の確認後、治療計画データベースへ格納する。 After confirmation of the doctor, and stored in the treatment plan database.
【0101】 [0101]
治療管理アルゴリズムは、治療計画データベースの治療計画情報及び/又は画像追尾アルゴリズムからのX線ヘッド10の首振り量に基づいて、X線ヘッド10が所定の方向へ向くようにX線ヘッドシステム8を制御する。 Therapy management algorithm, based on the swing amount of the X-ray head 10 from the treatment plan information and / or image tracking algorithm treatment plan database, an X-ray head system 8 so that the X-ray head 10 is oriented in a predetermined direction Control.
また、治療中にイメージャ信号処理装置31、X線ヘッドシステム8、画像追尾アルゴリズム等から得られる照射実績情報をトレンド記録データベースへ格納する。 Also stores imager signal processing unit 31, X-ray head system 8 during treatment, the radiation performance information obtained from the image tracking algorithm or the like to the trend record database.
【0102】 [0102]
画像追尾アルゴリズムは、イメージャ信号処理装置31から得られる追尾用画像データに基づいて、患部5の座標を算出する。 Image tracking algorithm, based on the tracking image data obtained from the imager signal processing unit 31 calculates the coordinates of the diseased part 5. また、X線ヘッドシステム8から得られる各種データに基づいて、X線ヘッド10の照射野5'の座標を求める。 Further, based on various data obtained from the X-ray head system 8, we obtain the coordinates of the irradiation field 5 'of the X-ray head 10. そして、患部5の座標と、照射野5'の座標とに基づいて、X線ヘッド10の首振り量を算出する。 Then, the coordinates of the diseased part 5, based on the coordinate of the irradiation field 5 'calculates the swing amount of the X-ray head 10.
【0103】 [0103]
インターロックアルゴリズムは、所定の条件が満たされた場合において、治療用X線3aや診断用X線3bを緊急停止させる。 Interlock algorithm, when a predetermined condition is satisfied, an emergency stop therapeutic X-ray 3a and the diagnostic X-ray 3b. 所定の条件は、緊急停止ボタンが押された場合、照射野5'と患部5とが予め設定された距離以上に離れた場合、患者4に対する治療線量及び吸収線量の少なくとも一方が、それぞれに対して予め設定された許容値を超えた場合、治療用X線3aを照射する際に診断用X線3bを停止する場合、診断用X線3bを照射する際に治療用X線3aを停止する場合、等である。 The predetermined condition is, when the emergency stop button is pressed, if the diseased part 5 and the irradiation field 5 'is spaced above a preset distance, at least one of the therapeutic dose and absorbed dose to the patient 4, for each If it exceeds a preset allowable value each, to stop the diagnostic X-ray 3b when irradiating the treatment X-ray 3a, to stop the treatment X-ray 3a when irradiating the diagnostic X-ray 3b case, and the like.
【0104】 [0104]
リアルタイムイメージャ74で検出されたX線透過データは、イメージャ信号処理装置31内の画像再構成アルゴリズムにより診断画像に再構成され、システム制御装置80に送信される。 X-ray transmission data detected in real time imager 74 is re-configured to a diagnostic image by the image reconstruction algorithm in the imager signal processing unit 31, it is transmitted to the system controller 80. これにより画像診断が治療中にリアルタイムで生成され、医師はシステム制御装置80のコンピュータディスプレイ上に表示された診断画像を観ながら治療を行うことが出来る。 Thus, the image diagnosis is generated at real time during the treatment, the doctor can perform a treatment while watching the diagnostic image displayed on a computer display of the system controller 80.
【0105】 [0105]
マイクロ波発生装置20は、クライストロンモジュレータ・アンド・リニアックシステム制御装置、クライストロン及びRFドライバを具備している。 Microwave generating device 20, klystron modulator and-linac system control unit, which comprises a klystron and an RF driver. クライストロンは、従動導波管系61を介して、X線ヘッド10に接続され、加速管110にマイクロ波を供給する供給源である。 Klystron, via the driven waveguide system 61 is connected to the X-ray head 10, a supply source for supplying microwaves to the acceleration tube 110.
【0106】 [0106]
X線ヘッドシステム8は、X線ヘッド10、アイソセントリック駆動機構(O型ガントリ69、リング周回移動機構70、ガントリ回転機構72を含む)、及び、首振り駆動機構(第1首振り機構131、第2首振り機構132及びロータリRFカプラ50を含む)を備える。 X-ray head system 8, the X-ray head 10, the isocentric driving mechanism (O-type gantry 69, the ring circumferential moving mechanism 70 includes a gantry rotating mechanism 72), and, swing drive mechanism (first swing mechanism 131 comprises a containing) second swing mechanism 132 and the rotary RF coupler 50. アイソセントリック駆動機構及び首振り駆動機構は、それぞれに対応した各ドライバ(アイソセントリック駆動ドライバ及び首振り駆動ドライバ)を介して、システム制御部80に接続され、アイソセントリック照射時におけるX線ヘッド10のアイソセントリック駆動機構、及び、擬似アイソセントリック照射時におけるX線ヘッド10の2軸の首振り駆動機構がそれぞれ制御される。 Isocentric driving mechanism and the swing drive mechanism, through each corresponding to each driver (isocentric driving driver and a head swing driving driver), is connected to the system control unit 80, X-ray during isocentric irradiation isocentric driving mechanism of the head 10, and, biaxial swing drive mechanism of the X-ray head 10 at the time of the pseudo isocentric irradiation are controlled.
【0107】 [0107]
次に、本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態の動作について、添付図面を参照して説明する。 Next, the operation of the first embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0108】 [0108]
まず、位置較正を行う。 First, a position calibration. 位置較正は、受光面の中心部がアイソセンタ5aと重なり、受光面が水平となるように設置されるCCDカメラ60と、電子リニアックに模してX線ヘッド10内に設置されたレーザ発信器とを用いて行う。 Position calibration, overlap the center of the light-receiving surface and the isocenter 5a, a CCD camera 60 which is installed so as the light receiving surface is horizontal, a laser oscillator installed in the X-ray head 10 to simulate an electronic linac It carried out using a. そして、レーザの受光点とアイソセンタ5aとのずれを補正値とする。 Then, the deviation between the light receiving point of the laser and the isocenter 5a and the correction value.
【0109】 [0109]
上記位置較正の方法により、短時間にO型ガントリ69のような大きな機械工作物における、工作時の歪み、自重等によるたわみ、取り付け時の応力等による位置ずれを精度良く補正することができ、位置精度を向上させることが可能となる。 The method of the position calibration in a short time a large machine workpieces, such as O-type gantry 69, strain at work, deflection due to its own weight, the positional displacement due to stress or the like during mounting can be accurately corrected, it is possible to improve the positional accuracy. 本実施例の場合、位置分解能を20μm程度にすることが可能となった。 In this embodiment, it becomes possible to position resolution of about 20 [mu] m.
このような位置較正は、放射線治療装置6の設置時及び定期点検時に実施する。 Such position calibration is carried out during installation and during periodic inspections of the radiotherapy apparatus 6. ただし、所定の使用回数毎、放射線治療毎に行っても良い。 However, every predetermined number of uses, may be performed for each radiation treatment.
【0110】 [0110]
次に、本発明の放射線治療装置の実施の形態の動作における、各動作の時間のタイミングについて説明する。 Then, in the embodiment of the operation of the radiation therapy apparatus of the present invention will be described the timing of time of each operation.
図11は、本発明の放射線治療装置の実施の形態の動作におけるタイミングチャートである。 Figure 11 is a timing chart of operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention. 図11(a)は、診断画像を処理する動作のタイミング、図11(b)は、処理後の診断画像に基づく画像追尾計算及びX線ヘッド10の首振り動作のタイミング、そして、図11(c)は、治療X線の照射のタイミングをそれぞれ示している。 11 (a) shows the timing of operation of processing the diagnostic image, FIG. 11 (b), the timing of the swing operation of the image tracking calculation and the X-ray head 10 based on the diagnostic image after processing, and, FIG. 11 ( c) shows the timing of the irradiation of the treatment X-ray, respectively.
【0111】 [0111]
(0)時間t0以前まず、放射線治療装置6のメインスイッチをONにすると、治療用ベッドシステム7、X線ヘッドシステム8、リアルタイム・イメージャ74、マイクロ波発生装置20、システム制御装置80、システムユーティリティ90の電源がそれぞれ待機状態となる。 (0) time t0 before First, when the ON the main switch of the radiotherapy apparatus 6, treatment bed system 7, X-ray head system 8, the real-time imager 74, the microwave generating unit 20, the system controller 80, system utilities power 90 respectively become a standby state. 治療用ベッドシステム7が作動して、患者4が治療用ベッド7−2とともに、治療エリア内に移動し、リアルタイム・イメージャ74を作動させて患部5が治療装置のアイソセンタ5aに一致するように治療用ベッド7−2を動かして位置合わせをする。 Treatment and actuated therapeutic bed system 7, such that the patient 4 together with the treatment bed 7-2, to move the treatment area, the diseased part 5 by operating the real-time imager 74 coincides with the isocenter 5a of the treatment device and aligned by moving the use bed 7-2. このアイソセントリック位置合わせ完了後、リアルタイム・イメージャ74によるリアルタイム画像診断とX線ヘッド10による放射線治療とを開始する。 After this isocentric position alignment completion, it starts and radiation therapy with real-time imaging and X-ray head 10 by real-time imager 74.
【0112】 [0112]
(1)ステップS2−1:時間t0〜t1 (1) Step S2-1: Time t0~t1
通常X線のカメラ(リアルタイム・イメージャ74)は、診断用X線発生ユニットから診断用X線3bを照射野5'に照射する。 Normal X-ray camera (the real-time imager 74) irradiates the diagnosis X-ray 3b is irradiated field 5 'from the diagnostic X-ray generating unit. そして、センサアレイで、そのX線透過データを診断画像データとして検出する。 Then, the sensor array, detecting the X-ray transmission data as diagnostic image data. 被爆を最小限とするため、診断用X線3bの照射時間は、t0〜t1に限定する。 To minimize the exposure, the irradiation time of diagnostic X-ray 3b is limited to t0 to t1.
【0113】 [0113]
(2)ステップS2−2:時間t1〜t2 (2) Step S2-2: Time t1~t2
検出された診断画像データは、透過X線量に比例した電流信号に変換され、プリアンプ、メインアンプを介して画像信号ディジタイザ及びデータ収録装置に取り込まれる。 The detected diagnosis image data is converted into a current signal proportional to the transmission X-ray dose, a preamplifier, is taken into the image signal digitizer and the data acquisition device via the main amplifier.
【0114】 [0114]
(3)ステップS2−3:時間t2〜t3 (3) Step S2-3: Time t2~t3
収録された診断画像データは、データ収録装置からイメージャ信号処理装置31へ出力される。 From diagnosis image data is outputted from the data acquisition device to the imager signal processing unit 31. そして、イメージャ信号処理装置31の画像再構成アルゴリズムを用いて演算処理され、追尾用画像データに変換される。 Then, the arithmetic processing using the image reconstruction algorithm of the imager signal processing unit 31 is converted into the tracking image data. 追尾用画像データは、放射線治療装置6Aの座標系の各座標点(Xi、Yi、Zi)、(i=1〜n:nはデータ数)での診断画像を示すデータである。 Tracking image data, the coordinate system each coordinate point of the radiotherapy apparatus 6A (Xi, Yi, Zi),: a (i = 1 to n n is the number of data) data indicative of the diagnosis images at. 追尾用画像データは、システム制御装置80へ出力される。 Tracking image data is output to the system controller 80.
追尾用画像データは、患部5の診断画像としてシステム制御装置80のディスプレイ上に再生表示される。 Tracking image data is reproduced and displayed as a diagnostic image of the diseased part 5 on the display of the system controller 80.
【0115】 [0115]
リアルタイム・イメージャ74及びイメージャ信号処理装置31は、時間t3後の所定の時間経過後、再び時間t0〜t3のプロセスを繰り返す。 Real-time imager 74 and the imager signal processing unit 31, after a predetermined time after time t3, the process is repeated again time t0 to t3. 図11中、時間t0〜t3のプロセス=時間t10〜t13、時間t20〜t23…のプロセスである。 In Figure 11, the process = time t10~t13 time t0 to t3, the time T20~t23 ... process.
【0116】 [0116]
治療用X線3aの直接線、漏洩線及び散乱線が、リアルタイム・イメージャ74のセンサアレイ(検出器)に影響を与えないようにするため、少なくとも診断用X線3bを照射している時間t0〜t1においては、治療用X線3aが照射されないように、X線ヘッド10はインターロックされている。 Direct radiation of the therapeutic X-ray 3a, the leakage lines and scattered rays, in order not to affect the sensor array of real-time imager 74 (detector), the time is irradiated at least diagnostic X-ray 3b t0 in-t1, as therapeutic X-ray 3a is not irradiated, X-rays head 10 is interlocked.
【0117】 [0117]
これらの診断画像処理(ステップS2−1〜S2−3)にかかる合計時間t0〜t3は、0.01秒である。 Total time t0~t3 according to these diagnostic imaging (step S2-1 to S2-3) is 0.01 seconds. すなわち、診断画像処理の1サイクル時間は、0.01秒である。 That is, one cycle time of the diagnosis image process is 0.01 seconds. これは、心鼓動等の速い動きに追従する上では充分なサンプルレートである。 This is a sufficient sample rate for tracking fast motion such as heart pulses.
【0118】 [0118]
(4)ステップS2−4:時間t3〜t4 (4) Step S2-4: Time t3~t4
システム制御装置80の画像追尾アルゴリズムを用いて、以下の画像追尾計算を行う。 Using image tracking algorithm of the system control unit 80 performs the following image tracking calculation.
追尾用画像データに基づいて、患部5の座標(放射線治療装置6の座標系での座標点(X、Y、Z))を抽出する。 Based on the tracking image data, it extracts the coordinates of the diseased part 5 (coordinate point in the coordinate system of the radiotherapy apparatus 6 (X, Y, Z)). 一方、リング周回移動機構70、ガントリ回転機構73、第1首振り機構131及び第2首振り機構132の位置(座標)、回転角等に基づいて、現在のX線ヘッド10の照射野5'の座標(放射線治療装置6の座標系での座標点(x、y、z))を算出する。 On the other hand, the ring circumferential moving mechanism 70, the gantry rotating mechanism 73, the position of the first swing mechanism 131 and the second swing mechanism 132 (coordinates), on the basis of the rotation angle and the like, the irradiation field 5 of the current X-ray head 10 ' and it calculates the coordinates (coordinate point in the coordinate system of the radiotherapy apparatus 6 (x, y, z)). そして、▲1▼2点間の距離L=|(X、Y、Z)−(x、y、z)|が予め設定された値L 02以下である場合、首振りを行わないこととし、▲2▼距離Lが予め設定された値L 01以上である場合、首振り量をθ (患部5の座標方向の距離L 01に対応)とし、▲3▼L 02 <距離L<L 01の場合、患部5の座標と照射野5'の座標とに基づいて、X線ヘッド10の首振り量(θ1、θ2)を算出する。 Then, ▲ 1 ▼ distance between two points L = | - | and if is less than the value set L 02 in advance, and is not performed swing, (X, Y, Z) (x, y, z) ▲ 2 ▼ when the distance L is a preset value L 01 or more, and a swing amount theta 0 (corresponding to the coordinate direction of the distance L 01 of the diseased part 5), ▲ 3 ▼ L 02 < the distance L <L 01 if, on the basis of the coordinates of the coordinates of the diseased part 5 irradiated field 5 ', swing amount of the X-ray head 10 (θ1, θ2) is calculated.
【0119】 [0119]
ただし、X線ヘッド10の首振り量(θ1、θ2)は、S1首振りドライブ軸周りの微小変位角(首振り角)θ1(回転方向、回転角度の大きさ)及びS2首振りドライブ軸周りの微小変位角(首振り角)θ2(回転方向、回転角度の大きさ)である。 However, swing amount of the X-ray head 10 (.theta.1, .theta.2) is small displacement angle around S1 swing drive shaft (swing angle) .theta.1 (rotation direction, the magnitude of the rotation angle) and S2 swing drive shaft around it is a small displacement angle (swing angle) .theta.2 (magnitude of the rotational direction, rotational angle).
01は、時間t4〜t5の間にX線ヘッド10が首振り可能な最大距離である。 L 01 is the maximum distance the X-ray head 10 is swingably during time t4 to t5. また、L 02は、患部5の座標点(X、Y、Z)及び照射野5'の座標点(x、y、z)の算出の際に見込まれる誤差の値である。 Further, L 02 is the error value allowed for when calculating coordinate points of the coordinate points of the diseased part 5 (X, Y, Z) and the irradiation field 5 '(x, y, z ).
【0120】 [0120]
この患部5の移動(運動)の状態(座標点(X、Y、Z))は、システム制御装置80のディスプレイ上に表示される。 State of the mobile (motion) of this affected part 5 (coordinate point (X, Y, Z)) is displayed on the display of the system controller 80. ただし、患部5だけでなく、その周辺の領域(例示:患部5を含む輪郭線5−2(後述))を同様に示しても良い。 However, the diseased part 5 as well as its peripheral region (exemplified: outline 5-2 including an affected part 5 (described later)) 2008 may be shown as well.
【0121】 [0121]
(5)ステップS2−5:時間t4〜t5 (5) Step S2-5: Time t4~t5
算出されたX線ヘッド10の首振り量(θ1、θ2)に基づいて、システム制御装置80の治療管理アルゴリズムにより、X線ヘッド10の首振り量(θ1、θ2)を示す首振り駆動信号が、X線ヘッドシステム8へ出力される。 Swing amount of the calculated X-ray head 10 (θ1, θ2) based on, treatment management algorithm of the system control device 80, swing amount of the X-ray head 10 (θ1, θ2) is swivel drive signal indicating the is output to the X-ray head system 8.
首振り駆動信号に基づいて、X線ヘッドシステム8のX線ヘッド首振り駆動ドライバにより、第1首振り機構131及び第2首振り機構132が駆動され、X線ヘッド10が所望の方向へ向く。 Based on the swivel drive signals, the X-ray head swing driving driver of the X-ray head system 8, the first swing mechanism 131 and the second swing mechanism 132 is driven, faces the X-ray head 10 in a desired direction .
システム制御装置80は、時間t5の後の時間t13から、再び時間t3〜t5のプロセスを繰り返す。 The system control unit 80, from the time t13 after the time t5, the process is repeated again time t3 to t5. 図11中では、時間t3〜t5のプロセス=時間t13〜t15、時間t23〜t25…のプロセスである。 In Figure 11, the process = time t13~t15 time t3 to t5, the time T23~t25 ... process.
【0122】 [0122]
これらの画像追尾計算及びX線ヘッド首振り(ステップS2−4〜S2−5)にかかる合計時間t3〜t5は、0.01秒である。 Total time t3~t5 according to these image tracking calculation and the X-ray head swing (step S2-4~S2-5) is 0.01 seconds. すなわち、画像追尾計算及びX線ヘッド首振りの1サイクル時間は、0.01秒である。 That is, the image tracking cycle time of calculation and the X-ray head swing is 0.01 seconds. これは、心鼓動等の速い動きに追従する上では充分なレートである。 This is a sufficient rate for tracking fast motion such as heart pulses.
【0123】 [0123]
第1首振り機構131のS1首振り駆動用サーボモータ131b、及び、第2首振り機構132のS2首振り駆動用サーボモータ132bを駆動させている時間t4〜t5には、首振り角の誤動作の可能性があるため、治療用X線3aが照射されないように、X線ヘッド10はインターロックされ、安全性を確保するようにしている。 S1 swing driving servomotor 131b of the first swing mechanism 131, and, in the second swing mechanism 132 of the S2 swing servo motor 132b are driven time t4 to t5, a malfunction of the swing angle because of the potential for, as therapeutic X-ray 3a is not irradiated, the X-ray head 10 is interlocked, thereby ensuring safety.
【0124】 [0124]
(6)ステップS2−6:時間t5〜t6 (6) Step S2-6: Time t5~t6
システム制御装置80のシステム管理アルゴリズムを用いて、時間t5に治療用X線3aの照射を指示ずる信号としての治療X線照射信号がX線ヘッド10へ出力される。 Using the system management algorithm of the system control unit 80, the treatment X-ray irradiation signal as an indication cunning signal irradiation of the therapeutic X-ray 3a to the time t5 is output to the X-ray head 10. X線ヘッド10のインターロックが解除され、患部5への治療用X線3aの照射が開始される。 Interlock of the X-ray head 10 is released, the irradiation of the therapeutic X-ray 3a to the affected part 5 is started. 治療用X線3aの照射時間t5〜t6は、約0.0025〜0.01秒である。 Irradiation time t5~t6 of therapeutic X-ray 3a is about 0.0025 to 0.01 seconds. 照射のデューティは、約50%である。 Duty of the irradiation is about 50%.
システム制御装置80は、時間t6の後の時間t15から、再び時間t5〜t6のプロセスを繰り返す。 The system control unit 80, from the time t15 after the time t6, the process is repeated again time t5 to t6. 図11中では、時間t5〜t6のプロセス=時間t15〜t16、時間t25〜t26…のプロセスである。 In Figure 11, the process = time t15~t16 time t5 to t6, a time T25~t26 ... process.
【0125】 [0125]
この治療X線照射(ステップS2−6)にかかる合計時間t5〜t6は、0.01秒である。 Total time t5~t6 according to the treatment X-ray irradiation (step S2-6) is 0.01 seconds. すなわち、治療X線照射の1サイクル時間は、0.01秒である。 That is, one cycle time of the treatment X-ray irradiation is 0.01 seconds. これは、心鼓動等の速い動きに追従する上では充分なレートである。 This is a sufficient rate for tracking fast motion such as heart pulses.
【0126】 [0126]
ここで、X線ヘッド10を首振りしながら治療X線3aを照射する様子について、図面を参照して更に説明する。 Here, the manner of irradiating a treatment X-ray 3a while swinging the X-ray head 10 will be further described with reference to the drawings.
図12は、X線ヘッド10による放射線治療の様子を示す斜視図である。 Figure 12 is a perspective view showing a radiation treatment with the X-ray head 10. X線ヘッド10は、患部5へX線を照射する。 X-ray head 10 irradiates the X-ray to the diseased part 5.
図13及び図14は、X線ヘッド10を首振りしながら治療X線3aを照射する様子を説明する図である。 13 and 14 are views for explaining a manner of irradiating a treatment X-ray 3a while swinging the X-ray head 10. 図13は、図12におけるA−A断面、図14は、図12におけるB−B断面である。 13, A-A cross section 14 in FIG. 12 is a B-B cross section in FIG. 12.
照射野5'の移動に追従して照射するには、システム制御装置80は、上記時間t3〜t4において、算出された患部5の位置(座標(X、Y、Z))と、現在のX線ヘッド10の照射野5'の座標(x、y、z))とに基づいて、X軸方向及びY軸方向における患部5の照射野5'からのシフト量DV1、DV2を算出する。 To irradiated following the movement of the irradiation field 5 ', the system control unit 80, in the time t3 to t4, the position of the diseased part 5 that is calculated (the coordinates (X, Y, Z)), the current X 'based coordinates (x, y, z)) and the irradiation field 5 of the diseased part 5 in the X-axis and Y-axis directions' irradiation field 5 of the line head 10 calculates the shift amount DV1, DV2 from. そして、シフト量DV1、DV2に基づいて、所定の計算式を用いて、第1首振りドライブ軸S1及び第2首振りドライブ軸S2周りの移動による変位角θ1及びθ2をそれぞれ求める。 Then, based on the shift amount DV1, DV2, using a predetermined calculation formula to determine the displacement angle θ1 and θ2 according to movement about the first swing drive shaft S1 and the second swing drive shaft S2 respectively.
上記時間t5〜t6において、X線ヘッド10を第1首振りドライブ軸S1の周りに変位角θ1、第2首振りドライブ軸S2の周りに変位角θ2だけ首振りさせる。 In the time t5 to t6, the displacement angle θ1 about the X-ray head 10 first swing drive shaft S1, is only swing displacement angle θ2 around the second swing drive shaft S2. そして、首振りを停止させると同時に、X線ヘッド10から治療用X線3aを出射する。 At the same time when stopping the swing emits therapeutic X-ray 3a from the X-ray head 10.
【0127】 [0127]
以上のステップS2−1〜ステップS2−6により、頚部以下の呼吸や心鼓動、蠕動や膀胱内の尿量等、臓器の運動や状態の影響を受けて動く腫瘍等の患部5に対して、X線ヘッド10の照準が迅速かつ高応答に追従し、放射線(X線)を高精度に照射することが可能となる。 Through the above steps S2-1~ step S2-6, the following breathing and heart beating neck, urine volume or the like in the peristaltic and bladder, with respect to the diseased part 5 such as tumors moving under the influence of motion and state of the organ, sight of the X-ray head 10 to follow the fast and highly responsive, it is possible to irradiate radiation (X-ray) with high accuracy. すなわち、診断画像の処理時間を含めて0.03秒以内にX線ヘッド10を首振り動作させ、放射線(X線)を照射させることが出来、照射野(患部)の動きに対して迅速に追随させることが出来る。 That is, the X-ray head 10, including the processing time of the diagnosis image within 0.03 seconds by swinging operation, radiation (X-rays) can be irradiated with, quickly to the movement of the irradiation field (the affected part) it is possible to follow.
【0128】 [0128]
上記プロセスでは、ステップS2−4:時間t3〜t4において、ステップS2−5でX線ヘッド10に首振りさせる角度を所定の大きさに制限している。 In the above process, Step S2-4: At time t3 to t4, and limits the angle to swing the X-ray head 10 at step S2-5 to a predetermined size. これは、首振り角度が大きくなると、首振りにかかる時間が長くなり、その間に患部5が更に移動してしまう。 This is because if the oscillating angle increases, the time it takes to swing is prolonged, the affected part 5 will be moved further in the meantime. その結果として、X線ヘッド10の照射野5'の座標点(x、y、z)が、患部5の座標点(X、Y、Z)の位置から大きくずれてしまうからである。 As a result, since the coordinate points of the irradiation field 5 'of the X-ray head 10 (x, y, z) is the coordinate point of the diseased part 5 (X, Y, Z) deviates significantly from the position of the.
X線ヘッド10が追尾する患部5の早い動きは、呼吸及び心鼓動によるものである。 Rapid movements of the diseased part 5 that the X-ray head 10 is tracked is due respiration and heart beat. この場合、患部5は、概ね同じ領域内(ただし、経路は必ずしも同じではない)で移動している。 In this case, the diseased part 5 is moving generally in the same region (however, the route is not necessarily the same). 従って、一度、X線ヘッド10の照射野5'の座標点(x、y、z)と患部5の座標点(X、Y、Z)とが完全に一致しない場合があっても、その後一致させることは可能である。 Thus, once the coordinate point of the irradiation field 5 'of the X-ray head 10 (x, y, z) and the coordinate point of the diseased part 5 (X, Y, Z) even if the does not coincide completely, then matches it is possible to be.
【0129】 [0129]
診断画像データの取得や画像追尾計算に異常が生じた場合には、その時点で治療用X線3aの照射にインターロックをかけて照射を停止させ、安全性を確保する。 When the abnormality in the acquisition and image tracking compute diagnostic image data occurs, to stop the irradiation by applying an interlock to irradiation of the therapeutic X-ray 3a at that time, to ensure safety. 本装置では、X線ヘッド10の首振り、及び位置決めが正常に行われたことを確認してから治療用X線3aの照射がなされるように設計されている。 In this apparatus, the neck of the X-ray head 10 swing, and are designed so that the irradiation of the therapeutic X-ray 3a is made after confirming the success of the process position.
そして、照射野5'の座標点(x、y、z)と患部5の座標点(X、Y、Z)とのずれが、予め設定された値以上の場合、そのサイクルでは、ステップS2−6(時間t5〜t6)での治療用X線3aの照射を行わない。 The coordinate point of the irradiation field 5 '(x, y, z) and the coordinate point of the diseased part 5 (X, Y, Z) displacement between is not less than a preset value, in the cycle, step S2- 6 is not irradiated of therapeutic X-ray 3a at (time t5 to t6).
【0130】 [0130]
また、システム制御装置80は、必要に応じて、リング周回移動機構70、ガントリ回転機構72及び治療用ベッドシステム7を移動して、患部5にX線ヘッド10の照準を合わせようにすることも可能である。 The system control unit 80, if necessary, the ring circumferential moving mechanism 70 moves the gantry rotating mechanism 72 and the treatment bed system 7, be so geared to the X-ray head 10 to the diseased part 5 possible it is.
すなわち、システム制御装置80は、時間t3〜t4において、患部5の座標と照射野5'の座標とに基づいて、X線ヘッド10の首振り量(第1首振り機構131及び第2首振り機構132用)及び移動量(リング周回移動機構70、ガントリ回転機構73及び治療用ベッドシステム7用)を算出する。 That is, the system controller 80 at time t3 to t4, based on the coordinates of the coordinates of the diseased part 5 irradiated field 5 ', swing amount of the X-ray head 10 (the first swing mechanism 131 and the second swing mechanisms for 132) and the movement amount (the ring circumferential moving mechanism 70, a gantry rotating mechanism 73 and the treatment bed system 7) is calculated. 次に、時間t4〜t5において、X線ヘッド10の首振り量及び移動量をX線ヘッドシステム8へ出力する。 Next, at time t4 to t5, and it outputs the swing amount and the movement amount of the X-ray head 10 to the X-ray head system 8. そして、第1首振り機構131、第2首振り機構132、リング周回移動機構70、ガントリ回転機構73及び治療用ベッドシステム7を移動して、患部5にX線ヘッド10の照準を合わせる。 The first swing mechanism 131, the second swing mechanism 132, the ring circumferential moving mechanism 70 moves the gantry rotating mechanism 73 and the treatment bed system 7, aiming the X-ray head 10 to the diseased part 5.
【0131】 [0131]
治療用X線3aの照射停止後、タイミングt5に診断用ビーム3bの照射を開始し、次の診断画像処理サイクルt5〜t8に移行する。 After irradiation stop of the therapeutic X-ray 3a, and starts the irradiation of the diagnostic beam 3b to the timing t5, the process proceeds to the next diagnosis image processing cycles t5 to t8. 次いで、診断画像処理後のタイミングt3にX線ヘッド10のインターロックが解除され治療ビーム3aの照射が再開される。 Then, the irradiation of the interlock of the X-ray head 10 on the timing t3 after diagnostic imaging is canceled treatment beam 3a is resumed.
【0132】 [0132]
このようにして、診断画像処理サイクル(図11中、0〜Ta):0.01秒、画像追尾計算サイクル及びX線ヘッド首振りサイクル(図11中、Ta〜Tb):0.01秒、及び、治療X線照射サイクル(図11中、Tb〜Tc):0.01秒の計0.03秒のサイクルが繰り返される。 In this manner, (in FIG. 11, 0~Ta) diagnostic imaging cycles: 0.01 s, (in FIG. 11, Ta to Tb) image tracking calculation cycle and the X-ray head swing cycle: 0.01 seconds, and, (in FIG. 11, Tb~Tc) treatment X-ray irradiation cycle: 0.01 seconds in total 0.03 sec cycle is repeated. すなわち、1/30秒(=0.033秒)よりも短い周期で正確に放射線照射ヘッドを照射対象へ向けることができ、患部(治療野)が心鼓動のような最も速い動きを有していても、照射対象をリアルタイムに正確に追尾し、放射線を照射することが出来る。 In other words, can be accurately direct the radiation head to the irradiation target in a shorter period than 1/30 seconds (= 0.033 seconds), the affected area (the treatment field) is has the fastest motion such as heartbeat also, the irradiation target accurately tracked in real time, radiation can be irradiated.
【0133】 [0133]
次に、擬似ノンアイソセントリックな治療の手順について説明する。 Next, a description will be given pseudo nonisocentric treatment procedure.
図15は、擬似ノンアイソセントリックな治療の手順をディスプレイの表示で示すフロー図である。 Figure 15 is a flow diagram showing the pseudo non-isocentric treatment steps on the display of the display.
【0134】 [0134]
(1)ステップS3−1 (1) step S3-1
放射線治療においては、医師が治療計画を立てる。 In radiation therapy, doctors plan treatment. その治療計画は術前に行われる種々の検査に基づくものである。 The treatment plan is based on various inspections conducted preoperatively. それらの治療計画は、治療計画データベースに格納される。 These treatment plan is stored in the treatment plan database.
更に、医師は手術中において、本発明の放射線治療装置を用いることにより、患部の病巣を直接的にリアルタイムで画像診断することにより高精度で確実性の高い放射線治療を行うことが出来る。 Furthermore, the physician during surgery, by using the radiotherapy apparatus of the present invention, the affected area of ​​the lesion directly real time can be performed with high radiotherapy of certainty with high precision by image diagnosis.
【0135】 [0135]
(2)ステップS3−2 (2) step S3-2
図15(a)に示すように、リアルタイム・イメージャ74及びイメージャ信号処理装置31を用いて患部5及びその近傍領域の診断画像が再構成され、システム制御装置80のディスプレイ上に再生表示される。 As shown in FIG. 15 (a), the diagnostic image of the diseased part 5 and its neighboring region using the real-time imager 74 and the imager signal processing unit 31 is re-configured, it is reproduced and displayed on the display of the system controller 80.
診断画像の再構成は、上記ステップS2−1〜ステップS2−3により行われる。 Reconstructing diagnostic images is performed by the steps S2-1~ step S2-3. ただし、この段階では、ステップS2−4〜ステップS2−6は行わない。 However, at this stage, step S2-4~ step S2-6 is not carried out.
【0136】 [0136]
(3)ステップS3−3 (3) step S3-3
図15(b)に示すように、医師は、ディスプレイ上で患部5の各断面図を確認して、画像追尾のための照射野5'の輪郭線を定義する。 As shown in FIG. 15 (b), the doctor confirms respective sectional views of the affected part 5 on the display, defining the contour of the irradiation field 5 'for the image tracking. ここで、治療開始に先立って、照射野5'のマッピングは終了しており(治療計画データベース)、これを参考に複数のスライスで照射野5'の輪郭を定義する。 Here, prior to the initiation of treatment, the irradiation field 5 'mapping has ended (the treatment planning database), which radiation field 5 in a plurality of slices with reference' to define the contours of. 輪郭で定義された領域は、定義領域5−1であり、定義領域5−1は患部5を含む。 Region defined by the contour is the definition region 5-1, defined region 5-1 includes the affected part 5. 定義領域5−1は、治療計画データベースに格納される。 Defining area 5-1 is stored in the treatment plan database.
治療計画アルゴリズムは、治療計画データベース(定義領域5−1を含む)と治療データベースとに基づいて、治療線量情報(照射方向(ルート)毎のX線の治療線量、積算の治療線量)等を算出する。 Treatment planning algorithm calculates based on the treatment plan database (including the definition region 5-1) and the treatment database, (X-ray treatment dose for each irradiation direction (route), the therapeutic dose of the integrated) treatment dose information, etc. to. そして、ディスプレイに表示し、医師の確認を受ける。 Then, the display on the display, subject to confirmation of the doctor. 医師は、必要に応じて、照射方向やX線の吸収線量等を変化させて、所望の治療線量情報となるようにする。 Physician, if necessary, by changing the absorbed dose and the like of the irradiation direction or X-rays, to reach the desired therapeutic dose information. 医師の確認後、治療線量情報は、治療計画データベースへ格納する。 After confirmation of the doctor, the treatment dose information is stored in the treatment plan database.
【0137】 [0137]
(4)ステップS3−4 (4) Step S3-4
図15(c)に示すように、システム制御装置80の画像追尾アルゴリズムにより、画像輪郭抽出を行う。 As shown in FIG. 15 (c), the image tracking algorithm of the system control unit 80, performs image contour extraction. すなわち、実際の患部5の診断画像と定義された定義領域5−1の輪郭線とのパターンマッチングを行い、輪郭線5−2として表示する(後述)。 That is, performs pattern matching between the actual diagnosis image the defined contour definition region 5-1 of the diseased part 5, and displays the contour line 5-2 (described later). そして、画像追尾を開始する。 Then, to start the image tracking. 医師は、画像追尾状況を目視で確認する。 The doctor, to make sure the image tracking situation with the naked eye.
画像追尾は、上記ステップS2−4により行われる。 Image tracking is performed by the step S2-4. 従って、上記ステップS2−1〜ステップS2−4が繰り返し行われる。 Thus, the step S2-1~ step S2-4 is repeated. ただし、この段階では、ステップS2−5〜ステップS2−6は行わない。 However, at this stage, step S2-5~ step S2-6 is not carried out.
【0138】 [0138]
(5)ステップS3−5 (5) step S3-5
図15(d)に示すように、画像追尾が安定した後に、医師はマスターアームスイッチ(Master Arm SW)を操作して、X線ヘッドシステム8をARMED状態にする。 As shown in FIG. 15 (d), after the image tracking is stabilized, the physician operates the master arm switch (Master Arm SW), the X-ray head system 8 to ARMED state. X線ヘッドシステム8は、照準をクロスヘアラインで照射ボリュームを赤色でディスプレイ上に表示する。 X-ray head system 8 displays an aiming irradiation volume in red on the display a cross hair line. そして、画像追尾と同時に、X線ヘッド10の追尾(首振り)も行われる。 The image tracking at the same time, tracking the X-ray head 10 (swing) is also performed. 画像及びX線ヘッド10による追尾が継続しているため、照準及び照射ボリュームは、照射野5'の移動と共に自動的に追従する。 Due to the continued tracking is performed by the image and the X-ray head 10, aiming and illumination volume automatically follow the movement of the irradiation field 5 '.
X線ヘッド10の追尾(首振り)は、上記ステップS2−5により行われる。 Tracking of the X-ray head 10 (swing) is performed by the step S2-5. 従って、上記ステップS2−1〜ステップS2−5が繰り返し行われる。 Thus, the step S2-1~ step S2-5 is repeated. ただし、この段階では治療用X線3aの放出は行わないので、ステップS2−6は行わない。 However, since not performed the release of the therapeutic X-ray 3a at this stage, step S2-6 is not performed.
【0139】 [0139]
(6)ステップS3−6 (6) step S3-6
図15(e)に示すように、医師のトリガ操作で治療用X線3aの照射を開始する。 As shown in FIG. 15 (e), starting the irradiation of the therapeutic X-ray 3a trigger operation of the physician. 治療計画の段階で予定の照射時間は決まっており、ディスプレイ上ではカウントダウンが開始される。 The irradiation time of the schedule at the stage of the treatment plan has been determined, the countdown is started on the display. その一方で、1回の照射の照射時間(ステップS2−6:時間t5〜t6)も決まっている。 On the other hand, once the irradiation time of the irradiation of: is (step S2-6 time t5~t6) is also determined. 従って、短時間(時間t5〜t6)の照射を繰り返す間に、カウントが減少する。 Therefore, while repeating the irradiation of short (time t5 to t6), the count is decreased. そして、最終的にゼロになると治療用X線3aは自動的に停止する。 Then, finally the therapeutic X-ray 3a becomes zero to stop automatically. 治療用X線3aの治療線量は、電離箱126により検出され、治療管理アルゴリズムへ出力される。 Treatment dose of the therapeutic X-ray 3a is detected by the ionization chamber 126, it is outputted to the treatment managing algorithm.
治療用X線3aの照射は、上記ステップS2−6により行われる。 Irradiation of the treatment X-ray 3a is performed by the step S2-6. 従って、上記ステップS2−1〜ステップS2−6が繰り返し行われる。 Thus, the step S2-1~ step S2-6 is repeated.
また、治療管理アルゴリズムにより、治療中にイメージャ信号処理装置31、X線ヘッドシステム8、画像追尾アルゴリズム等から得られる照射実績情報(の全部又は一部)が、ディスプレイ上に継続的に表示される。 Moreover, treatment management algorithm, the imager signal processing unit 31, X-ray head system 8, radiation performance information obtained from the image tracking algorithm or the like (all or part) is continuously displayed on the display during treatment . 医師は、この照射実績情報(の全部又は一部)を確認しながら、トリガを引きつづけて照射を継続する。 The doctor, while confirming the irradiation performance information (all or part of), to continue the irradiation continues to pull the trigger. 照射実績情報は、トレンド記録データベースへ格納する。 Irradiation performance information will be stored in the trend record database.
システム制御装置80は、診断画像のサンプリング(追尾)、及び、治療用X線3aの照射を高速に交互に続け、画像追尾と治療用X線の照射とをリアルタイムで継続する。 The system control unit 80, sampling of the diagnostic image (tracking), and continued alternately fast irradiation of the therapeutic X-ray 3a, to continue the irradiation of the image tracking and therapeutic X-ray real time. カウントダウンがゼロになる前であっても、医師がトリガを離せば、そのタイミングで直ちに治療用X線3aは停止するので、安全性は充分に確保される。 Even before the countdown reaches zero, if the doctor releases the triggering, since immediately therapeutic X-ray 3a at that timing is stopped, the safety is sufficiently ensured.
【0140】 [0140]
(7)ステップS3−7 (7) step S3-7
図15(f)に示すように、医師はマスターアームスイッチをSAFE位置として、システムを安全な状態にし、X線ヘッド10を次の照射位置へ移動させる。 As shown in FIG. 15 (f), the physician the master arm switch as SAFE position, and the system in a safe state, and moves the X-ray head 10 to the next irradiation position.
この段階では、上記ステップS2−1〜ステップS2−3により行われる。 In this stage, it is performed by the steps S2-1~ step S2-3. そして、ステップS2−4〜ステップS2−6は行わない。 Then, step S2-4~ step S2-6 is not carried out.
医師は、各ポータルにおける照射終了時と、一連の照射終了時に、累積被曝線量の総計にあたるトータルドウズ(Total Dose)を確認する。 The doctor, to make sure and at the end of irradiation at each portal, at the time of a series of irradiation end, total the figure corresponding to the sum of the cumulative exposure dose of the (Total Dose). すなわち、治療管理アルゴリズムにより、トレンド記録データベースからデータを読出し、累積線量及び1クール内の累積線量分布を画面に表示する。 That is, by the treatment management algorithm, and displays the read data from the trend record database, the cumulative dose distribution of the cumulative dose and 1 in cool screen. 治療に関するデータは、トレンド記録データベース内の、患者4毎に作成される治療ファイル(照射実績情報を含む)に記憶される。 Data regarding treatment trend recording in the database, is stored in a treatment file created for each patient 4 (including the irradiation result information).
【0141】 [0141]
ここで、ステップS3−4における実際の患部5の診断画像と定義領域5−1の輪郭線とのパターンマッチングする方法について、更に説明する。 Here, a method for pattern matching between the contour of the diagnostic image and the definition region 5-1 of the actual affected part 5 at the step S3-4, further described.
図16は、患部5と定義領域5−1とパターンマッチングによる輪郭線5−2との関係を示す図である。 Figure 16 is a diagram showing the relationship between the contour line 5-2 diseased part 5 according to the definition region 5-1 and the pattern matching. 図16(a)は、患部5と定義領域5−1との関係を示し、図16(b)〜(e)は、患部5と輪郭線5−2との関係を示す。 Figure 16 (a) shows the relationship between the diseased part 5 and the definition region 5-1, FIG. 16 (b) ~ (e) shows the relationship between the diseased part 5 and the contour line 5-2.
【0142】 [0142]
(1)ステップS4−1 (1) step S4-1
医師は、図16(a)のように、ディスプレイに描画可能なタッチペンで、あるいは、マウスのようなポインタで描画ツールの要領でディスプレイ上に定義領域5−1を示す。 Physician, as in FIG. 16 (a), in which can be drawn on the display touch pen, or the definitions region 5-1 on the display in the manner of drawing tools with a pointer such as a mouse.
(2)ステップS4−2 (2) step S4-2
治療計画アルゴリズムは、ディスプレイ上に描かれた定義領域5−1と、ディスプレイ上の診断画像とに基づいて、定義領域5−1内の診断画像を抽出する。 Treatment planning algorithm, the definition region 5-1 drawn on the display, based on the diagnosis image on the display, and extracts the diagnosis image in the definition region 5-1. そして、その診断画像の形状、座標、明度分布を把握する。 Then, to understand the shape of the diagnosis image, coordinates, brightness distribution. 又は、図16(b)に示すような定義領域5−1の所定の割合(例示90%)を占める明度範囲の形状を抽出することにより、その診断画像の形状、座標、明度分布を把握する。 Or by extracting the shape of the brightness range occupying a given percentage of the definition area 5-1 (example 90%) as shown in FIG. 16 (b), to grasp the shape of the diagnosis image, coordinates, brightness distribution .
(3)ステップS4−3 (3) step S4-3
治療計画アルゴリズムは、定義領域5−1の範囲の形状、又は、所定の割合を示す明度範囲の形状について、その重心を求める。 Treatment planning algorithm, the shape of the scope of the definition region 5-1 or the shape of the brightness range indicative of a predetermined ratio, determining the center of gravity. そして、ディスプレイ上に「+」で表示する。 Then, the display in the "+" on the display. 例えば、定義領域5−1(図16(a))の重心は、図16(c)のようになる。 For example, the center of gravity of the definition region 5-1 (FIG. 16 (a)) is as shown in FIG. 16 (c). 所定の割合を示す明度範囲(図16(b))の重心は、図16(d)のようになる。 The center of gravity of the brightness range indicative of a predetermined ratio (FIG. 16 (b)) is as shown in FIG. 16 (d). なお、図16(e)のように、単に定義領域5−1の中心だけ示しても良い。 Incidentally, as shown in FIG. 16 (e), it may be simply indicated by the center of the definition region 5-1.
以上により、パターンマッチングを終了する。 Thus, the pattern matching ends.
【0143】 [0143]
ディスプレイ上において、定義領域5−1の範囲、又は、所定の割合を示す明度範囲を示す明度範囲を特定の色で表示し、その他は他の色で表示するという2値化表示を行うことも可能である。 On a display, the scope of the definition region 5-1 or the brightness range indicative of the luminosity range which indicates a predetermined ratio to display a specific color, others also performs binarization display of displaying other colors possible it is. 定義領域5−1等が判別しやすくすることが出来る。 Can be such defined region 5-1 is easier to determine.
【0144】 [0144]
ただし、明度分布の把握は、以下のように行う。 However, understanding of the brightness distribution is carried out as follows.
図17は、診断画像における明度分布の一例を示すグラフである。 Figure 17 is a graph showing an example of the brightness distribution in the diagnosis image. 縦軸は明度、横軸は診断画像の位置である。 The vertical axis brightness, and the horizontal axis represents the position of the diagnostic image.
診断画像の定義領域5−1における、明度は、グラフからL1〜L2の範囲となることがわかる。 In the definition region 5-1 of the diagnosis image, the brightness is found to be a range of L1~L2 from the graph. 従って、定義領域5−1の明度範囲は、L1〜L2となる。 Accordingly, the brightness range defined area 5-1, the L1 to L2. また、定義領域5−1の所定の割合(例示90%)を占める明度範囲とは、明度範囲L1〜L2のうち、定義領域5−1の所定の割合(例示90%)の面積を占めるように選択された連続する明度範囲L3〜L4である。 Also, the brightness range occupying a given percentage of the definition area 5-1 (example 90%), of the luminosity range L1 to L2, such that occupies an area of ​​a predetermined percentage of the definition area 5-1 (example 90%) a luminosity range L3~L4 successive chosen. この場合、L2=L4となる。 In this case, the L2 = L4.
なお、同じ明度を示す他の位置は、定義領域5−1から離れているので、認識しない。 Incidentally, other positions exhibiting the same brightness, so apart from the definition region 5-1 is not recognized.
【0145】 [0145]
本実施の形態の治療装置によれば、画像処理を含めて0.02秒以内に放射線照射ヘッド(X線ヘッド10)を高速首振り動作させ、照射野(患部)の動きに対して追従させることができるので、高精度に放射線を照射(照射時間0.01秒)することが出来る。 According to the treatment apparatus of the present embodiment, the image processing including by irradiation head within 0.02 seconds (X-ray head 10) at a high speed swing operation, to follow the movement of the irradiation field (the affected part) it is possible, it can be irradiated with high precision (the irradiation time of 0.01 seconds). このように患部の動きに対応して、高応答かつ高精度にノンアイソセントリック照射することが可能であるので、頚部以下の呼吸や心鼓動、蠕動や膀胱内の尿量等、臓器の運動や状態の影響を受けて腫瘍等の照射対象が移動する部位を治療対象とすることが出来るようになる。 Thus in response to the movement of the affected part, since the high response and high accuracy can be nonisocentric irradiation, the following breathing and heart beating neck, urine volume, etc. of the peristaltic or in the bladder, the organ motion irradiation target or tumor such as under the influence of states becomes possible to a site at which the moving treated.
【0146】 [0146]
コントラストの低い軟部組織等は、イメージングできないため、骨組織等のコントラストの高いランドマークを元に予めX線CTやMRI等で照射野の位置決めが出来るようにしておく。 Low soft tissue such as the contrast, can not be imaged, the positioning of the irradiation field in advance the X-ray CT or MRI or the like from a high landmark contrast in bone tissue and the like is kept to be able. あるいは、小型の金プレート等を照射野付近に埋め込んでマーカとするか、もしくはDSA(Digital Subtraction Angiography)のように造影剤や差分画像処理により画像強調出来るような工夫を行う。 Alternatively, either the marker is embedded a small gold plate or the like in the vicinity of the irradiation field, or perform contrivance allow image enhancement by the contrast agent and the difference image processing as DSA (Digital Subtraction Angiography). また、X線CTやPETでは、リアルタイムイメージングのために、高速のリアルタイム画像再構成計算を行う。 Further, the X-ray CT and PET, for real-time imaging, for high-speed real-time image reconstruction calculations.
【0147】 [0147]
本発明の放射線治療装置では、放射線の照射治療中においても、X線ヘッド(放射線照射ヘッド)に連動して動作するリアルタイム・イメージャ(X線システム)により、リアルタイムに治療野の状態をモニタすることが可能となる。 In the radiotherapy apparatus of the present invention, even during the irradiation treatment of the radiation, the X-ray head real-time imager that operates in conjunction with the (radiation irradiation head) (X-ray system), monitoring the state of the treatment field in real time it is possible.
【0148】 [0148]
また、本発明の放射線治療装置では、リアルタイム・イメージャ(X線システム)のセンサアレイ(イメージディテクタ)が、X線ヘッド(放射線照射ヘッド)側にあり、その動きに連動する。 Also, in the radiotherapy apparatus of the present invention, sensor array real-time imager (X-ray system) (image detector) is in the X-ray head (radiation irradiation head) side, is linked to the movement. そのため、センサアレイに対する治療用の放射線(X線)の影響をなくすことが可能となる。 Therefore, it is possible to eliminate the influence of the therapeutic radiation to the sensor array (X-ray).
【0149】 [0149]
また、X線源−センサアレイのセットは、X線ヘッド10に対して、固定された位置関係を有しているので、診断画像を取得する制御演算にかかる負担や、リアルタイム・イメージャの動作にかかる負担を大幅に低減することが出来る。 Also, X-ray source - the set of the sensor array, the X-ray head 10, since it has a fixed positional relationship, burden and related to the control operation for obtaining a diagnostic image, the operation of the real-time imager it is possible to greatly reduce the burden.
また、センサアレイは、X線ヘッド側に取り付けられているので、非常に強力なX線である治療用X線3aがセンサアレイに入射することがない。 The sensor array, so attached to the X-ray head side, a very intense X-ray therapy X-ray 3a is prevented from entering the sensor array.
【0150】 [0150]
更に、本発明の放射線治療装置では、O型ガントリを用いている。 Further, in the radiotherapy apparatus of the present invention uses the O-type gantry. そのため、X線ヘッド(放射線照射ヘッド)は、8/9球殻の非常に広い範囲で移動することができ、治療野に対して所望の角度から照射を行うことが可能となる。 Therefore, X-rays head (irradiation head) can be moved in a very wide range of 8/9 spherical shell, it is possible to perform irradiation from the desired angle with respect to the treatment field. また、O型ガントリは、構造的に安定で、強度が高い。 Further, O-type gantry structurally stable, high strength. そのため、装置の歪みやイナーシャ等の問題が非常に少なく、X線ヘッドの位置合わせや、放射線照射の照準合わせを正確に実施することが出来る。 Therefore, very little distortion or inertia problems such devices, the alignment and the X-ray head, the aiming of the radiation can be accurately performed.
【0151】 [0151]
加えて、ジンバル機構により、放射線治療における治療野が移動する場合でも、広範囲の領域から迅速な照準合わせを行い、治療野を迅速に追従しながら放射線を照射することが可能となる。 In addition, the gimbal mechanism, even if the treatment field of the radiation therapy is moved performs rapid aiming from a wide area, it is possible to irradiate the radiation while quickly follow the treatment field.
【0152】 [0152]
そして、本発明の放射線治療装置は、放射線の照射を正確に行うことが出来るので、治療効果を高めながら放射線の照射量を低減できる。 The radiotherapy apparatus of the present invention, it is possible to accurately irradiate the radiation, it is possible to reduce the dose of radiation while increasing the therapeutic effect. すなわち、患者に対する負担を軽減することが可能となる。 In other words, it becomes possible to reduce the burden on the patient.
【0153】 [0153]
(実施例2) (Example 2)
本発明である放射線治療装置の第2の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 With respect to the second embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図18〜図19は、本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態における構成を示す正面図である。 18 to 19 is a front view showing the configuration of the first embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention. 図により、一部省略して表示している。 The figure is displayed partially omitted. 座標200は、図18〜図19におけるX軸、Y軸及びZ軸を有する3次元直交座標を示す。 Coordinate 200 shows a three-dimensional orthogonal coordinates having X axis, Y axis and Z-axis in FIGS. 18 to 19. 放射線治療装置6Bは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッド10、支持フレーム67−1、支持フレーム67−2、C型ガントリ89、従動導波管系61、マイクロ波発生装置20、リアルタイム・イメージャ30を備えている。 Radiotherapy apparatus 6B, the therapeutic bed system 7, X-ray head 10, the support frame 67-1, the support frame 67-2, C-type gantry 89, the driven waveguide system 61, the microwave generating device 20, the real-time imager It is equipped with a 30.
【0154】 [0154]
C型ガントリ89は、ヘッド周回移動機構33、ガントリ回転機構72、上部支持機構82を含む。 C-type gantry 89 includes a head circumferential moving mechanism 33, the gantry rotating mechanism 72, the upper support mechanism 82.
C型ガントリ89(本体)は、治療用ベッド7−2の周囲を囲むように設けられ、矩形形状の断面を有する管を円環の一部を除いたC型状である。 C-type gantry 89 (main body) is provided so as to surround the periphery of the therapeutic bed 7-2 is a C-type shape a tube having a cross section of rectangular shape excluding a part of the ring. ガントリ回転機構72上に、水平面(XY平面)に対して直立するように設置されている。 On the gantry rotating mechanism 72 is installed so as to erect with respect to the horizontal plane (XY plane). そして、円(一部を除いてC型になる前の円、以下「仮想円」ともいう)の中心が、アイソセンタ5aとなるように治療用ベッド7−2及びX線ヘッド10を配設する。 The center of the circle (the previous circle becomes C-shaped except for a part, also referred to as "virtual circle" below), to arrange the therapeutic bed 7-2 and the X-ray head 10 such that the isocenter 5a .
【0155】 [0155]
ガントリ回転機構72及び上部支持機構82は、C型ガントリ89を対象としている他は実施例1と同様である。 Gantry rotating mechanism 72 and the upper support mechanism 82 includes, in addition to being directed to a C-type gantry 89 is the same as in Example 1.
ヘッド周回移動機構33は、図18のH3に示すように、X線ヘッド10をC型ガントリ89(本体)に沿ってC型ガントリ89(本体)上を周回移動させる。 Head circumferential moving mechanism 33, as shown in H3 of the Fig. 18, C-type gantry 89 (main body) on to the circular movement along the X-ray head 10 to C-type gantry 89 (main body). ラック・アンド・ピニオン方式やベルト方式を採用することが出来る。 Rack-and-pinion system or belt system can be adopted.
配線32は、X線ヘッド10、リアルタイム・イメージャ30及びヘッド周回移動機構33に用いる制御用、電源用等の配線である。 Wires 32, X-rays head 10, a control using a real-time imager 30 and the head circumferential moving mechanism 33, a wiring such as a power supply.
【0156】 [0156]
C型ガントリ89は、第1回転軸J1のまわりを、340°回転することが出来る。 C-type gantry 89 around the first rotation axis J1, can rotate 340 °. また、ヘッド周回移動機構33により、X線ヘッド10他(後述)は、アイソセンタ5aを中心としてC型ガントリ89に沿って240°回転することが出来る。 Further, the head circumferential moving mechanism 33, X-ray head 10 other (described later) can be 240 ° rotation along the C-type gantry 89 around the isocenter 5a. すなわち、X線ヘッド10他(後述)は、約三分の二球(2/3球殻)を描くように運動する。 That, X-rays head 10 other (described below), moves so as to draw approximately two-thirds sphere (2/3 spherical shell).
C型ガントリ89や、ヘッド周回移動機構33、ガントリ回転機構72、上部支持機構82は、例えば、ステンレス鋼のように剛性の大きい材料で造られる。 And C-type gantry 89, the head circumferential moving mechanism 33, the gantry rotating mechanism 72, the upper support mechanism 82, for example, be made of material having a high rigidity as stainless steel. C型ガントリ89(本体)は、幅200〜400mm、厚み100〜200mm、アイソセンタ5aからの半径800〜1000mmである。 C-type gantry 89 (main body), the width 200 to 400 mm, thickness 100 to 200 mm, the radius 800~1000mm from the isocenter 5a.
【0157】 [0157]
X線ヘッド10は、照射野5'(患部5)に治療用X線3aを照射する放射線照射ヘッドである。 X-ray head 10 is a radiation irradiating head for irradiating a treatment X-ray 3a to the irradiation field 5 '(the affected part 5). 治療用X線3aを出射する小型電子リニアックを備える。 Comprising a small electronic linac for emitting therapeutic X-ray 3a. C型ガントリ89にヘッド周回移動機構33を介して移動可能に取り付けられている。 It mounted movably via the head circumferential moving mechanism 33 to the C-type gantry 89. 支持フレーム102(第1首振り機構131(後述)及び第2首振り機構132(後述)を含む)を備える。 A support frame 102 (first swing mechanism 131 (including later) and the second swing mechanism 132 (described later)).
【0158】 [0158]
リアルタイム・イメージャ30は、患者4の治療野5に弱いファンビームX線である診断用X線3bを2方面(X線源37A、37B)から照射して、その透過像を検出(センサアレイ38A、38B)する。 Real-time imager 30, the diagnostic X-ray 3b is a weak fan beam X-ray in the treatment field 5 of the patient 4 2 surface (X-ray source 37A, 37B) is irradiated from detecting the transmission image (sensor arrays 38A , 38B) to. そして、検出されたデータを画像処理する(イメージャ信号処理装置31)ことによりコンピュータ画面上に治療野5の3次元断層診断画像を表示させる。 Then, image processing of the detected data (imager signal processing unit 31) to display a three-dimensional tomographic diagnosis image of the treatment field 5 on a computer screen by. リアルタイム・イメージャ30は、システム制御装置80により制御される。 Real-time imager 30 is controlled by the system controller 80. リアルタイム・イメージャ30は、通常のX線カメラを構成する2組のX線源37A、37B及びセンサアレイ38A、38Bのセット、それらのセットを保持する保持フレーム35A、35B、保持フレーム36A、36Bを具備する。 Real-time imager 30, two sets of X-ray sources 37A constituting the conventional X-ray camera, 37B and sensor array 38A, 38B sets, holding frames 35A to retain their set, 35B, the holding frame 36A, and 36B comprising.
【0159】 [0159]
保持フレーム35A及び保持フレーム36Aは、一端をX線ヘッド10の支持フレーム102(又はその周辺部材)に固定的に保持され、他端でそれぞれX線源37A及びセンサアレイ38Aを保持している。 The holding frame 35A and the holding frame 36A is fixedly held at one end to the support frame 102 of the X-ray head 10 (or the peripheral member), holding the X-ray source 37A and the sensor arrays 38A, respectively at the other end. 同様に、保持フレーム35B及び保持フレーム36Bは、一端をX線ヘッド10の支持フレーム102(又はその周辺部材)に固定的に保持され、他端でそれぞれX線源37B及びセンサアレイ38Bを保持している。 Likewise, the holding frame 35B and the holding frame 36B is fixedly held at one end to the support frame 102 of the X-ray head 10 (or the peripheral member), respectively holding the X-ray source 37B and the sensor array 38B at the other end ing. そして、X線ヘッド10の動きに連動して、X線源37A、37B及びセンサアレイ38A、38Bのセットを動かすことが出来る。 Then, in conjunction with the movement of the X-ray head 10, the X-ray source 37A, 37B and sensor array 38A, it is possible to move the set of 38B. 保持フレーム35A、35B、保持フレーム36A、36Bは、例えば、ステンレス鋼のように剛性の大きい材料で造られる。 Holding frames 35A, 35B, the holding frame 36A, 36B, for example, be made of material having a high rigidity as stainless steel.
【0160】 [0160]
センサアレイ38Aは、J1軸を含む仮想円に垂直な平面を境として、一方側のX線ヘッド10の近傍に配置されている。 The sensor array 38A as a boundary plane perpendicular to the virtual circle including the J1 axis, whereas is disposed in the vicinity of the X-ray head 10 side. これにより、センサアレイ38Aが、X線ヘッド10の強力なX線の影響を受けずに済む。 Thus, the sensor array 38A is not influenced by the strong X-ray of the X-ray head 10. そして、そのセンサアレイ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源37Aが配置される。 The perpendicular line from the center portion of the sensor array side plane orientation of the isocenter 5a, X-ray source 37A on the extension line is placed. 同様に、センサアレイ38Bは、J1軸を含む仮想円に垂直な平面を境として、他方側のX線ヘッド10の近傍に配置されている。 Similarly, the sensor array 38B as a boundary plane perpendicular to the virtual circle including the J1 axis, is disposed in the vicinity of the X-ray head 10 on the other side. これにより、センサアレイ38Bが、X線ヘッド10の強力なX線の影響を受けずに済む。 Thus, the sensor array 38B is not influenced by the strong X-ray of the X-ray head 10. そのセンサ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源37Bが配置される。 Perpendicular line from the center portion of the sensor-side plane orientation of the isocenter 5a, X-ray source 37B is placed on the extension line on.
【0161】 [0161]
センサアレイ38A、38Bは、患者4を透過した診断用X線3bを受信(受光)する。 Sensor arrays 38A, 38B receives the diagnostic X-ray 3b which has passed through the patient 4 (light receiving). 患者4が配置される診断用スペースを取り囲むアイソセンタ5aを中心とする円の円周上に固定して配置され、多数の長高感度CdTeセンサを備え、0.5mmの分解能を有している。 Fixedly arranged on the circumference of a circle centered on the isocenter 5a surrounding the diagnostic space patient 4 is arranged, provided with a number of long high sensitivity CdTe sensors, and has a resolution of 0.5 mm. また、X線の照射時間は、1ショット当たり0.01秒である。 The irradiation time of the X-ray is 0.01 seconds per shot.
【0162】 [0162]
X線源37A、37B及びセンサアレイ38A、38Bの各々とアイソセンタ5aとの距離は、X線ヘッド10とアイソセンタ5aとの距離よりも小さい。 X-ray source 37A, the distance between 37B and sensor array 38A, 38B each and the isocenter 5a is smaller than the distance between the X-ray head 10 and the isocenter 5a. X線源及びセンサアレイが患部5に近いので、診断画像の画質が向上する。 Since X-ray source and the sensor array is close to the diseased part 5, the image quality of the diagnostic image is improved. また、X線ヘッド10の、C型ガントリ89上での可動範囲を広くとることが出来る。 Further, the X-ray head 10 can take a wide movable range of on C-type gantry 89.
【0163】 [0163]
センサアレイ38A表面の中央部からのアイソセンタ5aを通る垂線と、センサアレイ38B表面の中央部からのアイソセンタ5aを通る垂線とが成す角は、20°〜90°であることが好ましい。 And the perpendicular passing through the isocenter 5a in the central portion of the sensor array 38A surface, the angle made by the vertical line passing through the isocenter 5a in the central portion of the sensor array 38B surface is preferably 20 ° to 90 °. より好ましくは、40°〜60°である。 More preferably 40 ° to 60 °. これは、X線ヘッド10、X線源37A及びX線源37Bが、相互に影響を及ぼし合わずに、それぞれが正確に動作し、十分な精度を有する診断画像も得られる条件に基づいて設定される。 Setting this, X-ray head 10, the X-ray source 37A and the X-ray source 37B is, without not interact with one another, each of which operate correctly, based on the diagnostic image is also obtained conditions with sufficient precision It is.
【0164】 [0164]
X線源37A及びX線源37Bは、J1軸を含む仮想円に垂直な平面を挟んで互いに反対の側にある。 X-ray source 37A and the X-ray source 37B is on the side opposite to each other across the plane perpendicular to the virtual circle including the J1 axis. センサアレイ38A及びアイソセンタ38Bも、同様である。 Sensor arrays 38A and isocenter 38B is also the same. これにより、患者4の体内における各部位の動きを迅速かつ正確に把握することが出来る。 This makes it possible to grasp the movement of each site in the body of the patient 4 quickly and accurately.
また、リアルタイム・イメージャ30とC型ガントリ89とは、機械的に密に結合されており、共通の座標基準を持つ。 Further, the real-time imager 30 and C-type gantry 89, mechanically are tightly coupled, with a common coordinate reference.
【0165】 [0165]
その他の機能及び構成については、実施例1のリアルタイム・イメージャ74と同様であるので、その説明を省略する。 Since other functions and structures, which is similar to the real-time imager 74 in the first embodiment, description thereof is omitted.
【0166】 [0166]
上記の3軸の駆動(I3、H3)により、X線ヘッド10は、アイソセンタ5aを中心とする2/3球殻上でアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5aを向く)が可能となる。 The driving of the three axes (I3, H3), X-ray head 10 is isocentric motion on 2/3 spherical shell centered on the isocenter 5a (X-ray head 10 is directed to the isocenter 5a) can to become. 更に、上記の2軸の駆動(R1、R2)により、X線ヘッド10は、2/3球殻上で擬似的にノンアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5a周辺近傍の3次元の首振り領域5b(図18参照)内の所望の点を向く)が可能となる。 Furthermore, the drive (R1, R2) of the two axes of the, X-rays head 10, 2/3 spherical shell on the pseudo non-isocentric motion (X-ray head 10 is three-dimensional in the vicinity around the isocenter 5a the oscillating region 5b facing desired point (see FIG. 18) in) it becomes possible. この擬似ノンアイソセントリック動作は、X線ヘッド10の慣性中心周りの首振り運動であるため、アイソセントリック動作と比較して各段に素早い動きを行うことが出来る。 This pseudo non-isocentric operation is a swing motion around the inertia center of the X-ray head 10 can perform quick motion to each stage as compared to the isocentric operation. 擬似ノンアイソセントリックな高応答性の迅速な追尾モーションにより、例えば心鼓動等の早い動きに対してもヘッド照準を高応答かつ精密に追従させることが出来る。 Pseudo Non the nonisocentric highly responsive quick tracking motion, for example, high-response and precisely follow the order it is possible head aiming even for rapid movements such as heart pulses.
【0167】 [0167]
治療用ベッドシステム7、支持フレーム102、マイクロ波発生装置20及び従動導波管系61は、実施例1と同様であるので、その説明を省略する。 Therapeutic bed system 7, the support frame 102, the microwave generator 20 and the driven waveguide system 61 is the same as in Example 1, the description thereof is omitted.
【0168】 [0168]
また、図3及び図4におけるX線ヘッド10、図5及び図6におけるX線ヘッド10の2軸の首振り機構、図7〜図9における、ロータリRFカプラについては、実施例1で説明した通りなので、その説明を省略する。 Also, X-ray head 10 in FIGS. 3 and 4, 2-axis swing mechanism of the X-ray head 10 in FIGS. 5 and 6, in FIGS. 7 to 9, the rotary RF coupler, as described in Example 1 since the street, and a description thereof will be omitted.
【0169】 [0169]
次に、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムについて説明する。 Next, a description will be given of the control system according to the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
【0170】 [0170]
図10は、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムを示すブロック図である。 Figure 10 is a block diagram showing a control system of the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
本実施例の制御システムは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッドシステム8、リアルタイムイメージャ30、イメージャ信号処理装置31、マイクロ波発生装置20、システム制御装置80、システムユーティリティ90を備える。 Control system of the present embodiment includes the treatment bed system 7, X-ray head system 8, the real-time imager 30, the imager signal processing unit 31, the microwave generating device 20, the system controller 80, the system utility 90. 実質的にはシステム制御装置80が全体を統括して制御するシステム構成となる。 In effect the system configuration the system controller 80 controls the whole.
ただし、リアルタイムイメージャがリアルタイムイメージャ30であること、X線ヘッドシステム8のアイソセントリック駆動機構にC型ガントリ89、ヘッド周回移動機構33、ガントリ回転機構72を含んでいることを除くと、実施例1と同様であるので、その説明を省略する。 However, real-time imager is real time imager 30, C-type gantry 89 to isocentric driving mechanism of the X-ray head system 8, the head circumferential moving mechanism 33, except that it contains a gantry rotating mechanism 72, Example since 1 is similar to, and a description thereof will be omitted.
【0171】 [0171]
次に、本発明である放射線治療装置の実施の形態の動作について、添付図面を参照して説明する。 Next, operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0172】 [0172]
放射線治療装置の実施の形態の動作については、リアルタイムイメージャがリアルタイムイメージャ30であること、C型ガントリ89、ヘッド周回移動機構33を用いている以外は、実施例1と同様(図11〜図17の説明を含む)であるので、その説明を省略する。 The operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus, it realtime imager is real time imager 30, except that using a C-type gantry 89, the head circumferential moving mechanism 33, as in Example 1 (FIGS. 11 to 17 since it is includes a description), the description thereof is omitted.
【0173】 [0173]
本発明の放射線治療装置により、実施例1と同様の効果を得ることが可能となる。 The radiotherapy apparatus of the present invention, it is possible to obtain the same effects as the first embodiment.
【0174】 [0174]
(実施例3) (Example 3)
次に、本発明である放射線治療装置の第3の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Next, with respect to the third embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図20〜図21は、本発明である放射線治療装置の第3の実施の形態における構成を示す正面図及び側面図である。 FIGS. 20 21 are a front view and a side view showing the configuration of the third embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention. 図により、一部省略して表示している。 The figure is displayed partially omitted. 座標200は、図20〜図21におけるX軸、Y軸及びZ軸を有する3次元直交座標を示す。 Coordinate 200 shows a three-dimensional orthogonal coordinates having X axis, Y axis and Z-axis in FIGS. 20 21.
放射線治療装置6Cは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッド10、支持フレーム102、Ω型ガントリ9、従動導波管系11、マイクロ波発生装置20、支持台29、リアルタイム・イメージャ30を備えている。 Radiotherapy apparatus 6C, the therapeutic bed system 7, X-ray head 10, the support frame 102, Omega type gantry 9, the driven waveguide system 11, the microwave generating unit 20, a support base 29, includes a real-time imager 30 there.
【0175】 [0175]
Ω型ガントリ9は、ガントリ傾動機構28、ヘッド周回移動機構33、配線32とを含む。 Ω-type gantry 9 includes a gantry tilt mechanism 28, the head circumferential moving mechanism 33, and the wiring 32.
Ω型ガントリ9は、治療用ベッド7−2より上半分の円弧状をなす半円リングを備え、治療用ベッド7−2を跨ぐように設けられている。 Ω-type gantry 9 is provided with a semicircular ring which forms an arc-shaped upper half than the therapeutic bed 7-2, it is provided so as to straddle the treatment bed 7-2. ガントリ傾動軸26は、半円の両端及び中心を結ぶY軸方向の軸であり、円の中心はアイソセンタ5aと一致する。 Gantry tilt shaft 26 is a Y-axis direction of the axis connecting the two ends and the center of the semicircle, the center of the circle coincides with the isocenter 5a.
【0176】 [0176]
ガントリ傾動機構28は、Ω型ガントリ9を傾動可能に支持している。 The gantry tilting mechanism 28 is tiltably supported the Ω-type gantry 9. ガントリ傾動機構28は、Ω型ガントリ9をガントリ傾動軸26の周りに、Z軸正方向に直立する位置を0°として、+60°(X軸負方向に傾いた位置)〜−210°(Z軸負方向に倒立する位置から更にX軸正方向に傾いた位置)の範囲内で、図21のG1に示すように傾けることが出来る。 The gantry tilt mechanism 28, the Ω-type gantry 9 around the gantry tilt axis 26, the position of the upright in the Z-axis positive direction as 0 °, + 60 ° (X axis tilted in the negative direction position) ~-210 ° (Z axis within the negative direction further from the position of an inverted inclined in the X-axis positive direction position), it can be tilted as shown in G1 of FIG. すなわち、Ω型ガントリ9は、アイソセンタ5aを中心とした四分の三球(3/4球殻)を描くように運動する。 That, Omega type gantry 9 moves to draw three-quarters sphere around the isocenter 5a (the 3/4 spherical shell). Ω型ガントリ9は、例えば、ステンレス鋼のように剛性の大きい材料で造られ、幅200〜400mm、厚み20〜50mm、アイソセンタ5aからの半径800〜1000mmである。 Ω-type gantry 9 is, for example, made of a material having a high rigidity such as stainless steel, width 200 to 400 mm, thickness 20 to 50 mm, the radius 800~1000mm from the isocenter 5a.
【0177】 [0177]
ヘッド周回移動機構33は、図20のH1に示すように、X線ヘッド10をΩ型ガントリ9に沿って、Ω型ガントリ9の半円弧上を周回移動させる。 Head circumferential moving mechanism 33, as shown in H1 of Fig. 20, along the X-ray head 10 Ω-type gantry 9, it is circularly moved on a semi-circular arc of the Ω-type gantry 9. ラック・アンド・ピニオン方式やベルト方式を採用することが出来る。 Rack-and-pinion system or belt system can be adopted.
配線32は、X線ヘッド10、リアルタイム・イメージャ30及び周回移動機構33に用いる制御用、電源用等の配線である。 Wires 32, X-rays head 10, a control using a real-time imager 30 and the circumferential moving mechanism 33, a wiring such as a power supply.
【0178】 [0178]
上記の3軸の駆動(G1、H1)により、X線ヘッド10は、アイソセンタ5aを中心とする3/4球殻上でアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5aを向く)が可能となる。 The driving of the three axes (G1, H1), X-ray head 10 is isocentric motion on 3/4 spherical shell centered on the isocenter 5a (X-ray head 10 is directed to the isocenter 5a) can to become. 更に、上記の2軸の駆動(R1、R2)により、X線ヘッド10は、3/4球殻上で擬似的にノンアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5a周辺近傍の3次元の領域5b(図20参照)内の所望の点を向く)が可能となる。 Furthermore, the drive (R1, R2) of the two axes of the, X-rays head 10, 3/4 spherical shell on the pseudo non-isocentric motion (X-ray head 10 is three-dimensional in the vicinity around the isocenter 5a region 5b facing desired point (see FIG. 20) in) becomes possible. この擬似ノンアイソセントリック動作は、X線ヘッド10の慣性中心周りの首振り運動であるため、アイソセントリック動作と比較して各段に素早い動きを行うことが出来る。 This pseudo non-isocentric operation is a swing motion around the inertia center of the X-ray head 10 can perform quick motion to each stage as compared to the isocentric operation. 擬似ノンアイソセントリックな高応答性の迅速な追尾モーションにより、例えば心鼓動等の早い動きに対してもヘッド照準を高応答かつ精密に追従させることが出来る。 Pseudo Non the nonisocentric highly responsive quick tracking motion, for example, high-response and precisely follow the order it is possible head aiming even for rapid movements such as heart pulses.
【0179】 [0179]
従動導波管系11は、マイクロ波発生装置20で発生したマイクロ波を、X線ヘッド10へ供給する導波路である。 Driven waveguide system 11, the microwave generated by the microwave generating device 20, a waveguide for supplying the X-ray head 10. リンクアーム12−1、関節部14a、リンクアーム12−2、関節部14b、リンクアーム13、関節部14c、リンクアーム15、関節部16、X線ヘッド10を互いに連結してリンク機構を形成している。 Link arm 12-1, joints 14a, the link arm 12-2, joints 14b, the link arm 13, the joint portion 14c, the link arm 15, connected to form a link mechanism joint portion 16, X-ray head 10 to one another ing. 関節部14a、関節部14b、関節部14c、関節部16は、X軸方向の軸の周りに回転可能である。 Joint 14a, a joint portion 14b, the joint portions 14c, the joint portion 16 is rotatable about the X-axis direction axis. なお、リンク先端のX線ヘッド10は、ヘッド周回移動機構33により、Ω型ガントリ9に沿ってスライドし、また、第1首振り機構131により関節部16周りに首振りされる。 Incidentally, X-rays head 10 of the link tip by the head circumferential moving mechanism 33 slides along the Ω-type gantry 9 and is also swing by the first swing mechanism 131 around joint 16.
そして、関節部14a、14b、14c及び16は、マイクロ波を軸回転で伝えるロータリRFカプラ50(後述)を含む。 The joints 14a, 14b, 14c and 16 includes a rotary RF coupler 50 (described later) for transmitting the microwaves in axial rotation. リンクアーム12−1、12−2、13及び15は、導波管51(後述)を含み、関節部14a〜14c、16により、電磁気的に連通している。 Link arm 12-1,12-2,13 and 15 includes a waveguide 51 (described later), the joint portion 14 a to 14 c, by 16, and electromagnetically communicate. マイクロ波発生装置20で発生したマイクロ波は、関節部14a−リンクアーム12−関節部14b−リンクアーム13−関節部14c−リンクアーム15−関節部16を介して、X線ヘッド10へ供給される。 Microwave generated by the microwave generating device 20, via the joint portion 14a- link arm 12 joint 14b- link arm 13 joint 14c- link arm 15 joint 16, is supplied to the X-ray head 10 that.
【0180】 [0180]
治療用ベッドシステム7、支持フレーム102及びマイクロ波発生装置20は、実施例1と同様であるので、その説明を省略する。 Therapeutic bed system 7, the support frame 102 and the microwave generating unit 20 is the same as in Example 1, the description thereof is omitted.
また、X線ヘッド10及びリアルタイム・イメージャ30は、実施例2と同様である。 Further, X-ray head 10 and the real-time imager 30 is the same as in Example 2.
【0181】 [0181]
また、図3及び図4におけるX線ヘッド10、図5及び図6におけるX線ヘッド10の2軸の首振り機構、図7〜図9における、ロータリRFカプラについては、実施例1で説明した通りなので、その説明を省略する。 Also, X-ray head 10 in FIGS. 3 and 4, 2-axis swing mechanism of the X-ray head 10 in FIGS. 5 and 6, in FIGS. 7 to 9, the rotary RF coupler, as described in Example 1 since the street, and a description thereof will be omitted.
【0182】 [0182]
次に、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムについて説明する。 Next, a description will be given of the control system according to the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
【0183】 [0183]
図10は、本発明の放射線治療装置の実施の形態の制御システムを示すブロック図である。 Figure 10 is a block diagram showing a control system of the embodiment of the radiotherapy apparatus of the present invention.
本実施例の制御システムは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッドシステム8、リアルタイムイメージャ30、イメージャ信号処理装置31、マイクロ波発生装置20、システム制御装置80、システムユーティリティ90を備える。 Control system of the present embodiment includes the treatment bed system 7, X-ray head system 8, the real-time imager 30, the imager signal processing unit 31, the microwave generating device 20, the system controller 80, the system utility 90. 実質的にはシステム制御装置80が全体を統括して制御するシステム構成となる。 In effect the system configuration the system controller 80 controls the whole.
ただし、X線ヘッドシステム8のアイソセントリック駆動機構にΩ型ガントリ9、ヘッド周回移動機構33、ガントリ傾動機構28を含んでいることを除くと、実施例2と同様であるので、その説明を省略する。 However, the isocentric driving mechanism two Ω-type gantry 9 of the X-ray head system 8, the head circumferential moving mechanism 33, except that it contains a gantry tilt mechanism 28 is the same as in Example 2, and their description omitted.
【0184】 [0184]
次に、本発明である放射線治療装置の実施の形態の動作について、添付図面を参照して説明する。 Next, operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
【0185】 [0185]
放射線治療装置の実施の形態の動作については、Ω型ガントリ9、ガントリ傾動機構28を用いている以外は、実施例2と同様(図11〜図17の説明を含む)であるので、その説明を省略する。 The operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus, Omega type gantry 9, except that it uses a gantry tilt mechanism 28 is the same as in Example 2 (including the description of FIGS. 11 to 17), their description omitted.
【0186】 [0186]
本発明の放射線治療装置により、実施例2と同様の効果を得ることが可能となる。 The radiotherapy apparatus of the present invention, it is possible to obtain the same effects as in Example 2.
【0187】 [0187]
(実施例4) (Example 4)
次に、本発明である放射線治療装置の第4の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Next, with respect to the fourth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図22は、本発明である放射線治療装置の第4の実施の形態における構成を示す斜視図である。 Figure 22 is a perspective view illustrating the construction of a fourth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention. 図により、一部省略して表示している。 The figure is displayed partially omitted. 座標200は、図22におけるX軸、Y軸及びZ軸を有する3次元直交座標を示す。 Coordinate 200 shows a three-dimensional orthogonal coordinates having X axis, Y axis and Z axis in FIG. 22.
放射線治療装置6Dは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッド10、支持フレーム102、Ω型ガントリ9、従動導波管系11(図示されず)、マイクロ波発生装置20(図示されず)、支持台29、リアルタイム・イメージャ30'を備えている。 Radiotherapy apparatus 6D, the therapeutic bed system 7, X-ray head 10, the support frame 102, Omega type gantry 9, the driven waveguide system 11 (not shown), a microwave generator 20 (not shown), the support the base 29, and includes a real-time imager 30 '.
本実施の形態の構成は、リアルタイム・イメージャ30'が異なる以外は、実施例3と同様である。 The configuration of the present embodiment, except that the real-time imager 30 'are different, the same as in Example 3.
【0188】 [0188]
このリアルタイム・イメージャ30'は、回転駆動機構39、保持フレーム35A'、35B'、保持フレーム36A'、36B'、通常のX線カメラを構成する2組のX線源37A'、37B'及びセンサアレイ38A'、38B'のセットを具備する。 The real-time imager 30 ', the rotary drive mechanism 39, the holding frame 35A', 35B ', the holding frame 36A', 36B ', 2 pairs of X-ray sources 37A constituting the conventional X-ray camera', 37B 'and sensor array 38A ', 38B' comprises a set of.
【0189】 [0189]
保持フレーム35A'、35B'は、それぞれ、その一端をX線源37A'、37B'に、他端を回転駆動機構39に接続している。 Holding frames 35A ', 35B', respectively, one end of the X-ray source 37A ', 37B' to connect the other end to a rotary drive mechanism 39. 同様に、保持フレーム36A'、36B'は、それぞれ、その一端をセンサアレイ38A'、38B'に、他端を回転駆動機構39に接続している。 Likewise, the holding frame 36A ', 36B', respectively, one end of the sensor array 38A ', 38B' to connect the other end to a rotary drive mechanism 39.
【0190】 [0190]
センサアレイ38A'は、X線ヘッド10のY軸方向の一方側の近傍に配置されている。 The sensor array 38A 'is arranged in the vicinity of one side of the Y-axis direction of the X-ray head 10. そのセンサ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源37A'が配置される。 Perpendicular line from the center portion of the sensor-side plane orientation of the isocenter 5a, X-ray source 37A 'is placed on that extension line. 同様に、センサアレイ38B'は、X線ヘッド10のY軸方向の他方側の近傍に配置されている。 Similarly, the sensor array 38B 'is disposed in the vicinity of the other side of the Y-axis direction of the X-ray head 10. そのセンサ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向き、その延長線上にX線源37B'が配置される。 Perpendicular line from the center portion of the sensor-side plane orientation of the isocenter 5a, X-ray source 37B 'is placed on that extension line.
【0191】 [0191]
回転駆動機構39は、2組のX線源37A'、37B'及び、センサアレイ38A'、38B'のセットが所望の位置に来るように、アイソセンタ5aを通りX軸と平行なリアルタイム・イメージャ回転軸Qを中心として保持フレーム35A'、35B'及び保持フレーム36A'、36B'を回転する。 Rotary drive mechanism 39, two sets of X-ray sources 37A ', 37B' and, the sensor arrays 38A ', 38B' as set comes to a desired position, parallel real-time imager rotation and through X-axis isocenter 5a holding frame 35A around an axis Q ', 35B' and the holding frame 36A ', 36B' to rotate. その際、2組のX線源37A'、37B'及び、センサアレイ38A'、38B'のセットが、X線ヘッド10の動作の邪魔にならないように、X線ヘッド10の動作に連動して、保持フレーム35A'、35B'及び保持フレーム36A'、36B'を回転する。 At that time, two sets of X-ray sources 37A ', 37B' and, the sensor arrays 38A ', 38B' is set, so as not to interfere with the operation of the X-ray head 10, in conjunction with the operation of the X-ray head 10 , the holding frame 35A ', 35B' and the holding frame 36A ', 36B' to rotate.
【0192】 [0192]
2組のX線源37A'、37B'及び、38B'のセットは、互いに所定の角度を保持するように制御される。 Two sets of X-ray sources 37A ', 37B' is set and, 38B ', are controlled to maintain a predetermined angle to each other. 所定の角度は、センサアレイ38A'又はセンサアレイ38B'−アイソセンタ5a−X線ヘッド10の成す角は、60度〜20度である。 Predetermined angle, angle between the sensor array 38A 'or sensor array 38B'- isocenter 5a-X-ray head 10 is 60 degrees to 20 degrees. より好ましくは、45度〜30度である。 More preferably 45 to 30 degrees. これは、X線ヘッド10、X線源37A'及びX線源37B'が、相互に影響を及ぼし合わずに、それぞれが正確に動作し、十分な精度を有する診断画像も得られる条件に基づいて設定される。 This, X-ray head 10, the X-ray source 37A 'and X-ray source 37B' is, without not interact with one another, each of which operate correctly, based on the diagnostic image is also obtained conditions with sufficient precision It is set Te.
ただし、2組のX線源37A'、37B'及び、センサアレイ38A'、38B'のセットは、X線源−センサアレイのセットの目視線は互いに一致しないようにすれば、それぞれ独立に位置の制御を行っても良い。 However, two sets of X-ray sources 37A ', 37B' and, the set of the sensor arrays 38A ', 38B', X-ray source - if such line of sight of a set of sensor arrays do not coincide with each other, located each independently it may be provided to control the.
【0193】 [0193]
その他のリアルタイム・イメージャ30'の構成及び動作は、リアルタイムイメージャ30と同様であるので、その説明を省略する。 Since the configuration and operation of other real-time imager 30 'is similar to the real time imager 30, the description thereof is omitted.
【0194】 [0194]
本実施の形態の構成は、リアルタイム・イメージャ30'が異なる以外は実施例3と同様であるので、その他の構成については、その説明を省略する。 The configuration of the present embodiment, since except for the real-time imager 30 'is different from the same as in Example 3, the other configurations is omitted.
【0195】 [0195]
本実施の形態の動作は、リアルタイム・イメージャ30'が異なる以外は、実施例3と同様である。 Operation of the present embodiment, except that the real-time imager 30 'are different, the same as in Example 3. 従って、その説明を省略する。 Accordingly, the description thereof is omitted.
【0196】 [0196]
本発明の放射線治療装置により、実施例3と同様の効果を得ることが可能となる。 The radiotherapy apparatus of the present invention, it is possible to obtain the same effects as in Example 3.
また、X線源−センサアレイのセットは、X線ヘッドとは別の機構に取り付けられているので、ガントリやX線ヘッドに対する負担が少ない。 Also, X-ray source - the set of sensor arrays, since the X-ray head is attached to a different mechanism, is less burden on a gantry or X-ray head.
【0197】 [0197]
(実施例5) (Example 5)
本発明である放射線治療装置の第5の実施の形態に関して、添付図面を参照して説明する。 Respect fifth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図23は、本発明である放射線治療装置の第5の実施の形態における構成を示す斜視図である。 Figure 23 is a perspective view showing a configuration of a fifth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention. 図により、一部省略して表示している。 The figure is displayed partially omitted. 座標200は、図23におけるX軸、Y軸及びZ軸を有する3次元直交座標を示す。 Coordinate 200 shows a three-dimensional orthogonal coordinates having X axis, Y axis and Z axis in FIG. 23.
放射線治療装置6Eは、治療用ベッドシステム7、X線ヘッド10、支持フレーム102、Ω型ガントリ9、従動導波管系11(図示されず)、マイクロ波発生装置20(図示されず)、支持台29、リアルタイム・イメージャ30'を備えている。 Radiotherapy apparatus 6E, the therapeutic bed system 7, X-ray head 10, the support frame 102, Omega type gantry 9, the driven waveguide system 11 (not shown), a microwave generator 20 (not shown), the support the base 29, and includes a real-time imager 30 '.
本実施の形態の構成は、リアルタイム・イメージャ30''が異なる以外は、実施例3と同様である。 The configuration of the present embodiment, except that the real-time imager 30 '' are different, the same as in Example 3.
【0198】 [0198]
Ω型ガントリ9は、ガントリ傾動機構28、ヘッド周回移動機構33、配線32とを含む。 Ω-type gantry 9 includes a gantry tilt mechanism 28, the head circumferential moving mechanism 33, and the wiring 32.
ガントリ傾動機構28は、Ω型ガントリ9を傾動可能に支持している。 The gantry tilting mechanism 28 is tiltably supported the Ω-type gantry 9. ガントリ傾動機構28は、Ω型ガントリ9をガントリ傾動軸26の周りに、Z軸正方向に直立する位置を0°として、0°〜−90°(Z軸負方向に倒立する位置から更にX軸正方向に傾いた位置)の範囲内で、図23のG1'に示すように傾けることが出来る。 The gantry tilt mechanism 28, the Ω-type gantry 9 around the gantry tilt axis 26, the position of the upright in the Z-axis positive direction as 0 °, 0 ° ~-90 ° (Z-axis further X from a position inverted in the negative direction axis within a range of forward direction tilted position), it can be tilted as shown in G1 of FIG. 23 '. すなわち、Ω型ガントリ9は、アイソセンタ5aを中心とした四分の一球(1/4球殻)を描くように運動する。 That, Omega type gantry 9 moves so as to draw a quarter ball around the isocenter 5a (the 1/4 spherical shell). Ω型ガントリ9は、例えば、ステンレス鋼のように剛性の大きい材料で造られ、幅200〜400mm、厚み20〜50mm、アイソセンタ5aからの半径800〜1000mmである。 Ω-type gantry 9 is, for example, made of a material having a high rigidity such as stainless steel, width 200 to 400 mm, thickness 20 to 50 mm, the radius 800~1000mm from the isocenter 5a.
【0199】 [0199]
ヘッド周回移動機構33及び配線32は、実施例4と同様であるのでその説明を省略する。 Head circumferential moving mechanism 33 and the wiring 32 are the same as in Example 4 omitted.
【0200】 [0200]
上記の3軸の駆動(G1'、H1)により、X線ヘッド10は、アイソセンタ5aを中心とする1/4球殻上でアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5aを向く)が可能となる。 The driving of the three-axis (G1 ', H1), X-ray head 10 is isocentric motion on 1/4 spherical shell centered on the isocenter 5a (X-ray head 10 is directed to the isocenter 5a) is It can become. 更に、上記の2軸の駆動(R1、R2)により、X線ヘッド10は、1/4球殻上で擬似的にノンアイソセントリックな動き(X線ヘッド10はアイソセンタ5a周辺近傍の3次元の領域5b(図23参照)内の所望の点を向く)が可能となる。 Furthermore, the drive (R1, R2) of the two axes of the, X-rays head 10, 1/4 spherical shell on the pseudo non-isocentric motion (X-ray head 10 is three-dimensional in the vicinity around the isocenter 5a region 5b facing the desired point in (see FIG. 23)) can be performed. この擬似ノンアイソセントリック動作は、X線ヘッド10の慣性中心周りの首振り運動であるため、アイソセントリック動作と比較して各段に素早い動きを行うことが出来る。 This pseudo non-isocentric operation is a swing motion around the inertia center of the X-ray head 10 can perform quick motion to each stage as compared to the isocentric operation. 擬似ノンアイソセントリックな高応答性の迅速な追尾モーションにより、例えば心鼓動等の早い動きに対してもヘッド照準を高応答かつ精密に追従させることが出来る。 Pseudo Non the nonisocentric highly responsive quick tracking motion, for example, high-response and precisely follow the order it is possible head aiming even for rapid movements such as heart pulses.
【0201】 [0201]
このリアルタイム・イメージャ30''は、回転駆動機構39A''−1、39A''−2、39B''−1及び39B''−2と、それらの各々に搭載されたX線源37A''−1、X線源37A''−2、37B''−1及び37B''−2、保持フレーム36A''、36B''、センサアレイ38A''、38B''を具備する。 The real-time imager 30 '' is rotating mechanism 39A '' - 1,39A '' - 2,39B '' - 1 and 39B '' - and 2, X-ray source 37A mounted on each of them '' -1, X-ray source 37A '' - 2,37B '' - 1 and 37B '' - 2, the holding frame 36A '', 36B '', the sensor array 38A '', comprises a 38B ''.
【0202】 [0202]
保持フレーム36A''、36B''は、それぞれ、その一端をX線ヘッド10の支持フレーム102に、他端をそれぞれセンサアレイ38A''、38B''に接続している。 Holding frames 36A '', 36B '', respectively, one end of the support frame 102 of the X-ray head 10, the sensor array 38A and the other end respectively '', 38B 'are connected to the'. すなわち、保持フレーム36A''、36B''は、センサアレイ38A''、38B''をX線ヘッド10に固定し、X線ヘッド10に連動させる。 That is, the holding frame 36A '', 36B '', the sensor array 38A '', 38B 'and' fixed to the X-ray head 10, is linked to the X-ray head 10. センサアレイ98A又はセンサアレイ98B−アイソセンタ5a−X線ヘッド10の成す角は、90度〜20度である。 Angle between the sensor array 98A or the sensor array 98B- isocenter 5a-X-ray head 10 is 90 degrees to 20 degrees. より好ましくは、60度〜30度である。 More preferably 60 to 30 degrees.
【0203】 [0203]
センサアレイ38A''は、X線ヘッド10のY軸方向の一方側の近傍に配置されている。 The sensor array 38A '' is arranged in the vicinity of one side of the Y-axis direction of the X-ray head 10. そのセンサ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向いている。 Perpendicular line from the center portion of the sensor-side plane facing the isocenter 5a. 同様に、センサアレイ38B'は、X線ヘッド10のY軸方向の他方側の近傍に配置されている。 Similarly, the sensor array 38B 'is disposed in the vicinity of the other side of the Y-axis direction of the X-ray head 10. そのセンサ側平面の中央部からの垂線がアイソセンタ5aを向いている。 Perpendicular line from the center portion of the sensor-side plane facing the isocenter 5a.
【0204】 [0204]
回転駆動機構39A''−1、39A''−2、39B''−1及び39B''−2は、床面に設けられている。 Rotation driving mechanism 39A '' - 1,39A '' - 2,39B '' - 1 and 39B '' - 2 are provided on the floor surface. それらの各々に搭載されたX線源37A''−1、A''−2、37B''−1及び37B''−2から照射される診断用X線3bの向きを、所定のセンサアレイ38A'又は38B'の向きとするように各X線源の姿勢を制御する。 X-ray source is mounted on each of them 37A '' - 1, A '' - 2,37B '' - 1 and 37B '' - 2 the direction of the diagnostic X-ray 3b is irradiated from a predetermined sensor array controlling the posture of the X-ray source to the direction of 38A 'or 38B'.
【0205】 [0205]
X線源37A''−1、A''−2、37B''−1及び37B''−2の各々は、回転駆動機構39A''−1、39A''−2、39B''−1及び39B''−2上に設けられている。 X-ray source 37A '' - 1, A '' - 2,37B '' - 1 and 37B '' - 2 of each of the rotation driving mechanism 39A '' - 1,39A '' - 2,39B '' - 1 and 39B '' - is provided on 2. システム制御装置80により、X線ヘッド10の位置に基づいて、複数用意されたX線源(図23では、X線源37A''−1、A''−2、37B''−1及び37B''−2の4個)から最適な2つが選択される。 The system controller 80, based on the position of the X-ray head 10, the plurality of prepared X-ray source (FIG. 23, the X-ray source 37A '' - 1, A '' - 2,37B '' - 1 and 37B '' 4 -2) two optimum from is selected. ここで、最適な2つは、診断用X線3bが患部5を含むその周辺領域(アイソセンタ5a近傍)へ照射され、その透過X線がセンサアレイに達する、という条件を満たすものである。 Here, two optimal, the diagnostic X-ray 3b is irradiated to the surrounding area including the diseased part 5 (isocenter 5a vicinity), the transmitted X-rays reach the sensor array, it satisfies the condition that. この最適なX線源の選択は、治療用X線3aのポータル(照射方向)を変更する毎に行う(追尾動作においては、行わない)。 Selection of the optimum X-ray source is performed every time of changing the portal (irradiation direction) of the therapeutic X-ray 3a (in the tracking operation is not performed). また、選択された2組のX線源−センサアレイのセットは、その目視線は互いに一致しないように制御を行う。 Further, two sets of X-ray source is selected - set of sensor array, it performs control so as not to coincide the line of sight of each other.
【0206】 [0206]
その他のリアルタイム・イメージャ30'の構成及び動作は、リアルタイムイメージャ30と同様であるので、その説明を省略する。 Since the configuration and operation of other real-time imager 30 'is similar to the real time imager 30, the description thereof is omitted.
【0207】 [0207]
本実施の形態の構成は、リアルタイム・イメージャ30'が異なる以外は実施例3と同様であるので、その他の構成については、その説明を省略する。 The configuration of the present embodiment, since except for the real-time imager 30 'is different from the same as in Example 3, the other configurations is omitted.
【0208】 [0208]
本実施の形態の動作は、リアルタイム・イメージャ30'が異なる以外は、実施例3と同様である。 Operation of the present embodiment, except that the real-time imager 30 'are different, the same as in Example 3. 従って、その説明を省略する。 Accordingly, the description thereof is omitted.
【0209】 [0209]
本発明の放射線治療装置により、実施例3と同様の効果を得ることが可能となる。 The radiotherapy apparatus of the present invention, it is possible to obtain the same effects as in Example 3.
また、X線源−センサアレイのセットは、X線ヘッドとは別の機構に取り付けられているので、ガントリやX線ヘッドに対する負担が少ない。 Also, X-ray source - the set of sensor arrays, since the X-ray head is attached to a different mechanism, is less burden on a gantry or X-ray head.
【0210】 [0210]
本発明によれば、放射線ヘッド部全体のアイソセントリックな動きに加えて、ヘッド部自体をその慣性中心等の適当な回転中心の周りに1軸または2軸の首振り動作することにより、擬似的にノンアイソセントリックな照射治療が可能となり、その効果は、完全にノンアイソセントリックな照射治療装置に対して全く遜色の無いレベルのものが得られる。 According to the present invention, in addition to the isocentric motion of the entire radiation head by swinging operation of the uniaxial or biaxial around the proper rotational center such as the inertial center of the head portion itself, the pseudo to enables nonisocentric irradiation treatment, the effect can be obtained quite level without comparable with respect fully nonisocentric irradiation therapy apparatus. また、呼吸や心鼓動による照射野の移動に対応して高速に追従可能である。 In addition, it is possible to follow the high speed in response to the movement of the irradiation field due to breathing and heart beating.
【0211】 [0211]
本発明によれば、非磁気型の精密検査装置により、治療野を確認しながら放射線の照射位置及び照射時間等の条件を高精度に制御することが出来る。 According to the present invention, the non-magnetic type workup apparatus, the treatment field to confirm while the conditions such as the irradiation position and the irradiation time of the radiation can be controlled with high accuracy. このため、臓器自体に動きが無い頭部の治療に適用できることは勿論、心臓や肺などの動きのある臓器の小病巣に対しても、放射線を正確に照射することが出来、放射線治療分野において、その用途を拡大することが可能となる。 Therefore, not only can be applied in the treatment of head there is no movement in the organ itself, even for small lesions organ in motion such as the heart and lungs, it is possible to accurately irradiate the radiation, in radiation therapy field , it is possible to expand the application.
【0212】 [0212]
本発明によれば、剛性の点で問題の多い片持型のロボットアームと異なり、高強度・高剛性の放射線ヘッド支持構造を採用することが出来、高い絶対精度を機械的に保証することが可能となる。 According to the present invention, unlike the cantilever type robot arm problematic in terms of rigidity, can be employed radiation head supporting structure of high strength and high rigidity, it can be mechanically ensuring high absolute accuracy It can become. このため、所要の効率的な治療が可能と成る。 This enables the required effective treatment.
【0213】 [0213]
ノンアイソセントリックな照射治療に所要の自由度を遥かに越える過剰な自由度を持つ汎用の産業用ロボットアームを適用するのは、患者の安全性の点で問題がある。 To apply industrial robot arm of the general-purpose with excessive freedom beyond far the necessary flexibility in the irradiation treatment of nonisocentric has a problem in terms of patient safety. すなわち、ロボットアームの誤動作等の事故の際にロボットアームもしくはその先端の放射線照射ヘッドが患者に接触して、患者に対して外傷的な危害が及ぶ可能性がある。 That is, the robot arm or the radiation irradiating head at the tip in the event of an accident such as a malfunction of the robot arm is brought into contact with the patient, which could have traumatic injury to the patient. これに対して、可動範囲が制限されており、患者に対する絶対的な安全性が確保できる。 In contrast, the movable range is limited and can be secured absolutely secure against the patient.
【0214】 [0214]
従来技術では、照射治療中に照射野をリアルタイムに監視することができず、推定に基づく照射を余儀なくされていたが、本発明によれば、通常のX線カメラやX線CT、PET、DSA等のイメージャで、照射治療中に照射野をリアルタイムで監視することが可能となり、信頼性・安全性の高い照射治療が可能となる。 In the prior art, it is impossible to monitor the irradiation field in real time during the irradiation treatment, had been forced to radiation based on the estimated, according to the present invention, conventional X-ray camera and an X-ray CT, PET, DSA imager etc., it is possible to monitor the irradiation field in real time during the irradiation treatment, it is possible to highly reliable and safety irradiation treatment.
【0215】 [0215]
また、リアルタイムに得られる上記の照射野画像を基にして画像追尾を行い、移動する照射野への追従照射が可能となる。 Further, to perform image tracking based on the irradiation field image obtained in real time, it is possible to follow the irradiation to the mobile irradiation field to.
【0216】 [0216]
本発明の実施の形態に示される医師とのマンマシンインタフェイスにより、安全性・信頼性に優れた放射線治療が可能となる。 The man-machine interface with a physician shown in the embodiment of the present invention enables excellent radiotherapy safety and reliability.
【0217】 [0217]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明の放射線治療装置では、放射線の照射治療中においても、X線ヘッド(放射線照射ヘッド)に連動して動作するリアルタイム・イメージャ(X線システム)により、X線ヘッド(放射線照射ヘッド)を邪魔することなくリアルタイムに治療野の状態をモニタすることが可能となる。 In the radiotherapy apparatus of the present invention, even during the irradiation treatment of the radiation, the X-ray head real-time imager that operates in conjunction with the (radiation irradiation head) (X-ray system), disturb the X-ray head (radiation irradiation head) it is possible to monitor the state of the real-time treatment field without.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態における構成を示す正面図である。 Is a front view showing a configuration of the first embodiment of the radiotherapy apparatus is disclosed exemplary invention.
【図2】本発明である放射線治療装置の第1の実施の形態における構成を示す側面図である。 It is a side view showing the configuration of the first embodiment of the radiotherapy apparatus is the present invention; FIG.
【図3】本発明である放射線治療装置に適用されるX線ヘッドの構成を示す図である。 3 is a diagram showing a configuration of an X-ray head applied to the radiotherapy apparatus according to the present invention.
ただし、(a)全体図、(b)(a)のAA断面図、(c)(a)のBB断面図である。 However, (a) general view, AA sectional view of (b) (a), is a BB cross-sectional view of (c) (a).
【図4】図3(c)の電子銃及び加速管近傍の拡大図である。 4 is an enlarged view of an electron gun and accelerating tube vicinity of Figure 3 (c).
【図5】支持フレームに支持されたX線ヘッドを示す斜視図である。 5 is a perspective view showing the X-ray head supported by the support frame.
【図6】支持フレームの2軸の首振り機構の構成を示す図である。 6 is a diagram showing a configuration of a 2-axis swing mechanism of the support frame.
ただし、(a)全体、(b)S1首振り駆動用サーボモータ、(c)、関節部、(d)S2首振り駆動用サーボモータ、(e)ロータリRFカプラである。 However, it is (a) the whole, (b) S1 swing servo motor, (c), the joint portion, (d) S2 swing servo motor, (e) rotary RF couplers.
【図7】ロータリRFカプラを内部に有する関節部の構成を示す図である。 7 is a diagram showing a configuration of a joint having a rotary RF couplers therein.
【図8】図7で示すロータリRFカプラの構成の詳細を示す斜視図である。 8 is a perspective view showing details of the configuration of the rotary RF coupler shown in FIG.
【図9】(a)図9のロータリRFカプラの詳細を示す断面図である。 It is a [9] (a) cross-sectional view showing details of the rotary RF coupler of Fig. (b)ロータリRFカプラ内のマイクロ波のモードの一例を示す。 (B) shows an example of a microwave mode in the rotary RF couplers.
【図10】本発明である放射線治療装置の実施の形態の制御システムを示すブロック図である。 10 is a block diagram showing a control system of the embodiment of the radiotherapy apparatus is the invention.
【図11】本発明である放射線治療装置の実施の形態の動作におけるタイミングチャートである。 11 is a timing chart of operation of the embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
ただし、(a)診断画像を処理する動作のタイミング、(b)処理後の診断画像に基づく画像追尾計算及びX線ヘッドの首振り動作のタイミング、(c)治療X線の照射のタイミングである。 However, is the (a) timing of the operation for processing a diagnosis image, (b) the timing of the swing operation of the image tracking calculation and the X-ray head based on the diagnostic image after processing, the timing of irradiation of (c) treating the X-ray .
【図12】X線ヘッドによる放射線治療の様子を示す斜視図である。 12 is a perspective view showing a state of radiation therapy with X-ray head.
【図13】X線ヘッドを首振りしながら治療X線を照射する様子を説明する図であり、図12におけるA−A断面を示す。 [Figure 13] is a view for explaining a manner of irradiating a treatment X-ray while swinging the X-ray head, showing the A-A cross section in FIG. 12.
【図14】X線ヘッドを首振りしながら治療X線を照射する様子を説明する図であり、図12におけるB−B断面を示す。 [Figure 14] is a view for explaining a manner of irradiating a treatment X-ray while swinging the X-ray head, showing a section B-B in FIG. 12.
【図15】(a)〜(f)擬似ノンアイソセントリックな治療の手順をディスプレイの表示で示すフロー図である。 [15] The (a) ~ (f) quasi nonisocentric treatment procedures is a flow diagram illustrating the display of a display.
【図16】患部と定義領域とパターンマッチングによる輪郭線との関係を示す図である。 16 is a diagram showing the relationship between the contour by diseased and definition area and the pattern matching.
ただし、(a)患部と定義領域との関係、(b)〜(e)患部と輪郭線との関係を示す。 However, showing relationship between the definition area (a) the affected area, the relationship between (b) ~ (e) the affected area and the contour line.
【図17】診断画像における明度分布の一例を示すグラフである。 17 is a graph showing an example of the brightness distribution in the diagnosis image.
【図18】本発明である放射線治療装置の第2の実施の形態における構成を示す正面図である。 18 is a front view showing the configuration of the second embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
【図19】本発明である放射線治療装置の第2の実施の形態における構成を示す側面図である。 19 is a side view showing the configuration of the second embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
【図20】本発明である放射線治療装置の第3の実施の形態における構成を示す正面図である。 It is a front view showing a configuration of the third embodiment of FIG. 20 radiotherapy apparatus according to the present invention.
【図21】本発明である放射線治療装置の第3の実施の形態における構成を示す側面図である。 21 is a side view showing the configuration of the third embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
【図22】本発明である放射線治療装置の第4の実施の形態の構成を示す斜視図である。 22 is a perspective view showing the configuration of a fourth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
【図23】本発明である放射線治療装置の第5の実施の形態の構成を示す斜視図である。 23 is a perspective view showing a configuration of a fifth embodiment of the radiotherapy apparatus according to the present invention.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
2、2a、2b 電気力線3a 治療用X線3b 診断用X線4 患者5 患部5' 照射野5−1 定義領域5−2(a,b,c) 輪郭線5a アイソセンタ5b 首振り領域6、6A、6B、6C、6D、6E 放射線治療装置7 治療用ベッドシステム7−1 ベッド駆動システム7−2 治療用ベッド7−3 患者固定装置8 X線ヘッドシステム9 Ω型ガントリ10 X線ヘッド11、61、 従動導波管系12、13、15、62(−1〜2)、63、65 リンクアーム14a、14b、14c、16、64a、64b、64c、66 関節部20 マイクロ波発生装置21 サーキュレータ22 ダミーロード26 ガントリ傾動軸28 ガントリ傾動機構29 支持台30('、'')、74 リアルタイム・イメージャ31 イメージャ信号処理装置32 配線33 2, 2a, 2b electric field lines 3a therapeutic X-ray 3b diagnostic X-ray 4 Patient 5 diseased part 5 'irradiation field 5-1 definition area 5-2 (a, b, c) contour 5a isocenter 5b swinging area 6 , 6A, 6B, 6C, 6D, 6E radiotherapy apparatus 7 therapeutic bed system 7-1 bed driving system 7-2 therapeutic bed 7-3 patient fixing device 8 X-ray head system 9 Omega type gantry 10 X-ray head 11 , 61, the driven waveguide system 12,13,15,62 (-1 to 2), 63, 65 link arms 14a, 14b, 14c, 16,64a, 64b, 64c, 66 joints 20 microwave generator 21 circulator 22 dummy load 26 gantry tilt shaft 28 gantry tilt mechanism 29 supporting stand 30 ( ',' '), 74 real-time imager 31 imager signal processing unit 32 line 33 ヘッド周回移動機構35A('、'')、35B('、'')、36A('、'')、36B('、'')、76A、76B 保持フレーム37A(')、37B(')、37A''−1〜2、37B''−1〜2、77A、77B X線源38A('、'')、38B('、'')、78A、78B センサアレイ39、39A''−1〜2、39B''−1〜2 回転駆動機構50、50A,50B ロータリRFカプラ51 導波管52 RF窓53、54 フランジ継手55a、55b 導波路56、57 回転部材58 軸受け59 λ/4波長チョーク67、67−1、67−2 支持フレーム66 関節部68(−1〜2) 保持部69 O型ガントリ70 リング周回移動機構71、71−1、71−2 O型駆動リング72 ガントリ回転機構72−1 基礎部72−2 回転部72−3 駆動部 Head circumferential moving mechanism 35A ( ',' '), 35B (', ''), 36A ( ',' '), 36B (', ''), 76A, 76B holding frame 37A ( '), 37B (') , 37A '' - 1~2,37B '' - 1~2,77A, 77B X-ray source 38A ( ',' '), 38B (', ''), 78A, 78B the sensor array 39 or 39A '' - 1~2,39B '' - 1~2 rotary drive mechanism 50, 50A, 50B rotary RF couplers 51 waveguide 52 RF window 53, 54 flange joint 55a, 55b waveguide 56 rotates member 58 bearing 59 lambda / 4 wavelength choke 67,67-1,67-2 supporting frame 66 joint 68 (-1 to 2) holding part 69 O-type gantry 70 ring circumferential moving mechanism 71,71-1,71-2 O type drive ring 72 gantry rotation mechanism 72-1 foundation 72-2 rotary part 72-3 drive unit 73 ガントリ回転機構75 保護板76、76A、76B 保持フレーム77、77A、77B X線源78、78A、78B センサアレイ80 システム制御装置82 上部支持機構82−1 基礎部82−2 回転部89 C型ガントリ90 システムユーティリティ95 回転駆動機構99 回転ドラム(治療用ガントリ) 73 gantry rotating mechanism 75 protective plate 76, 76a, 76B holding frame 77,77A, 77B X-ray source 78,78A, 78B the sensor array 80 system controller 82 the upper support mechanism 82-1 foundation 82-2 rotating portion 89 C type gantry 90 system utilities 95 rotating mechanism 99 rotates the drum (treatment gantry)
101 ヘッドカバー102 支持フレーム102a ブラケット103 絶縁ガラス104 電子銃105 カソード106 アノード107、108 排気管109 バンチャ空洞110 加速管111a サイドカップルキャビティ111b 加速空洞111c 中央孔112 イオンポンプ114 高圧接続端子116 電気回路/冷却水回路119 ターゲット排気室120 出射部121 ターゲット122 冷却板123 一次コリメータ124 フラットニングフィルタ125 二次コリメータ126 電離箱131 第1首振り機構131a 駆動軸131b S1首振り駆動用サーボモータ132 第2首振り機構132a 駆動軸132b S2首振り駆動用サーボモータ133 軸受け200 座標S1 第1首振り軸S2 第2首振り軸R1 第1首振り方向R2 101 head cover 102 support frame 102a bracket 103 insulating glass 104 electron gun 105 cathode 106 anode 107, 108 exhaust pipe 109 buncher cavity 110 accelerating tube 111a side couple cavities 111b accelerating cavity 111c central bore 112 ion pump 114 pressure connection terminals 116 Electrical / cooling water circuit 119 target exhaust chamber 120 exit portion 121 target 122 cooling plate 123 primary collimator 124 flattening filter 125 secondary collimator 126 ionization chamber 131 first swing mechanism 131a drive shaft 131b S1 swing servo motor 132 second swing mechanism 132a drive shaft 132b S2 swing servo motor 133 bearing 200 coordinates S1 first swing shaft S2 second swing axis R1 first swing direction R2 2首振り方向J1 第1回転軸J2 第2回転軸I1 O型ガントリ回転方向I2 O型駆動リング回転方向I3 C型ガントリ回転方向G1 アークガイドレール移動方向H1、H3 X線ヘッド移動方向Q リアルタイム・イメージャ回転軸 2 swing direction J1 first rotation axis J2 second rotation axis I1 O-type gantry rotation direction I2 O-type drive ring rotation direction I3 C-type gantry rotation direction G1 arc guide rail moving direction H1, H3 X-ray head movement direction Q realtime imager axis of rotation

Claims (17)

  1. 被検体の治療野へ治療用放射線を照射する放射線照射ヘッドと、 A radiation irradiation head for irradiating a therapeutic radiation to the treatment field of a subject,
    前記放射線照射ヘッドが移動可能に取り付けられたO型ガントリと、 And O-type gantry which the radiation head is movably mounted,
    前記被検体の前記治療野に診断用X線を照射するX線源と、 An X-ray source for irradiating a diagnostic X-ray to said therapeutic field of said subject,
    前記被検体を透過した前記診断用X線の透過X線を検出して、診断画像データとして出力するセンサアレイと、 Wherein by detecting transmitted X-rays of the diagnostic X-rays transmitted through the subject, a sensor array that outputs a diagnostic image data,
    前記診断画像データに基づいて、前記治療野の前記診断画像を生成する画像処理部と、 Based on the diagnostic image data, an image processing unit that generates the diagnosis image of the treatment field,
    制御部と And a control unit
    を具備し、 Equipped with,
    前記放射線照射ヘッドは、 The irradiation head,
    前記O型ガントリに移動可能に接続され、前記放射線照射ヘッドから出射される前記治療用放射線が前記治療野の動きに追従するように、前記放射線照射ヘッドを首振りさせるヘッド首振り機構を備え、 The O-type gantry movably connected to, so that the therapeutic radiation which is emitted from the radiation irradiating head to follow the movement of the treatment field, a head swing mechanism for swinging said irradiation head,
    前記制御部は、 Wherein,
    前記診断画像と、前記放射線照射ヘッドの位置と、前記放射線照射ヘッドの首振り状態とに基づいて、前記放射線照射ヘッドの照射野が前記治療野を追尾するように、前記ヘッド首振り機構の位置制御を行い、 Said diagnostic image, and the position of the radiation irradiating head, based on the swing state of the irradiation head, so that the irradiation field of the radiation irradiating head tracks the treatment field, the position of said head swing mechanism and controls,
    前記ヘッド首振り機構の位置制御後に、前記放射線照射ヘッドから前記治療用放射線を照射するように前記放射線照射ヘッドの照射制御を行い After the position control of the head swing mechanism performs illumination control of the radiation irradiation head to irradiate the therapeutic radiation from the radiation irradiating head
    前記センサアレイは、 前記O型ガントリ上を前記放射線照射ヘッドの移動に連動して動 The sensor array is dynamic rather in conjunction on the O-shaped gantry with the movement of the radiation irradiation head
    射線治療装置。 Radiation treatment device.
  2. 前記O型ガントリが、C型ガントリ、Ω型ガントリ、L型ガントリのいずれか一つに置き換えられている The O-type gantry, C-type gantry, Omega type gantry, are replaced by any one of the L-type gantry
    請求項1に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1.
  3. 前記X線源は、前記センサアレイの動きに連動して動く、 The X-ray source moves in conjunction with the movement of said sensor array,
    請求項1 又は2に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1 or 2.
  4. 前記センサアレイは、前記放射線照射ヘッドの近傍に設けられている、 The sensor array is provided in the vicinity of the irradiation head,
    請求項1 乃至3のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 3.
  5. 前記センサアレイは、前記放射線照射ヘッドを挟んで両側に設けられている、 The sensor array is provided on both sides of the irradiation head,
    請求項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 4.
  6. 前記X線源及び前記センサアレイの各々とアイソセンタとの距離は、前記放射線照射ヘッドとアイソセンタとの距離よりも小さい、 The distance between each and the isocenter of the X-ray source and the sensor array is less than the distance between the radiation emitting head and the isocenter,
    請求項1乃至のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 5.
  7. )
    前記X線源と前記センサアレイとが、アイソセンタに対して対称の位置にある、 And the sensor array and the X-ray source, is positioned symmetrically relative to the isocenter,
    請求項1乃至5のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 5.
  8. 前記放射線照射ヘッドは、前記放射線照射ヘッドが移動する軌道を備える前記 C型ガントリ及び前記 Ω型ガントリ、前記放射線照射ヘッドを保持して動く前記 L型ガントリのいずれか一つに移動可能に設けられている、 The radiation head is movable above the C-shaped gantry and the Ω-type gantry irradiation head comprises a track to move, to one of the L-shaped gantry that moves while holding the radiation irradiating head It has been,
    請求項のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 2.
  9. 前記X線源と前記センサアレイは、前記O型ガントリの環の内側に設けられている、 The sensor array and the X-ray source is provided inside the ring of the O-type gantry,
    請求項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1.
  10. 前記制御部は、 Wherein,
    前記治療野を示す前記診断画像上の予め指定された画像パターンに基づいて、前記診断画像内の前記治療野の座標としての第1座標を算出し、 The treatment field based on pre-specified image pattern on the diagnostic image showing, calculates a first coordinate as the coordinate of the treatment field within said diagnosis image,
    前記放射線照射ヘッドの位置と前記放射線照射ヘッドの首振り状態とに基づいて、前記照射野の座標としての第2座標を算出し、 Based on the position of the radiation irradiating head and the swing state of the irradiation head, it calculates a second coordinates as the coordinates of the irradiation field,
    前記第1座標と前記第2座標とに基づいて、前記照射野へ前記治療野が含まれるように、前記ヘッド首振り機構の位置制御を行う、 Based on the first coordinate and the second coordinate, said to include the treatment field, control the position of said head swing mechanism to the irradiation field,
    請求項1乃至9のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 9.
  11. 前記制御部は、所定の時間間隔毎に、前記ヘッド首振り機構の位置制御及び前記放射線照射ヘッドの制御を行う、 Wherein, for each predetermined time interval, control the position and control of the radiation irradiation head of said head swing mechanism,
    請求項1乃至10のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 10.
  12. 前記ヘッド首振り機構は、前記放射線照射ヘッドを互いに直交する二つの軸の各々の周りで首振りさせる、 It said head swing mechanism causes the swing around each of two axes perpendicular to the radiation emitting head with each other,
    請求項1乃至11のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 11.
  13. 前記放射線照射ヘッドを前記O型ガントリに沿って移動させるヘッド周回移動機構を更に具備する、 Further comprising a head circumferential movement Organization is moved along the radiation irradiation head on the O-type gantry,
    請求項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1.
  14. 前記O型ガントリを、鉛直軸の周りに回転するガントリ回転機構を更に具備する、 The O-type gantry, further comprising a gantry rotary Organization for rotation about a vertical axis,
    請求項1、13に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 1, 13.
  15. マイクロ波を発生するマイクロ波発生装置と、 A microwave generator for generating microwaves,
    一端を前記マイクロ波発生装置に、他端を前記放射線照射ヘッドに接続し、前記マイクロ波を前記放射線照射ヘッドへ導波する導波路と、 One end to the microwave generator, a waveguide connecting the other end to said radiation irradiating head, guided through the microwave to the radiation irradiating head,
    を更に具備する、 Further comprising a,
    請求項乃至14のいずれか一項に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to any one of claims 1 to 14.
  16. 前記マイクロ波は、Cバンドに属し、 The microwave belongs to a C band,
    前記放射線照射ヘッドは、前記マイクロ波で電子線を加速する加速管を備える、 The radiation head is provided with an accelerating tube for accelerating the electron beam in the microwave,
    請求項15に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 15.
  17. 前記マイクロ波は、Xバンドに属し、 The microwave is, belongs to the X-band,
    前記放射線照射ヘッドは、前記マイクロ波で電子線を加速する加速管を備える、 The radiation head is provided with an accelerating tube for accelerating the electron beam in the microwave,
    請求項15に記載の放射線治療装置。 The radiotherapy apparatus according to claim 15.
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