JP4115233B2 - Ｉｍｒｔ測定用水ファントム装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、強度変調放射線治療（Ietensity Modulated Radiotherapy（以下「ＩＭＲＴ」という））測定用水ファントム装置に関する。より詳細には、本発明は、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる水ファントム装置に関する。ここで、ファントムとは、人体の体内臓器が受ける放射線量を決めるため、人体の代わりに用いられる模型である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、放射線治療の分野において、ＩＭＲＴが脚光をあびている。ＩＭＲＴは、周囲の臓器への照射を避けつつ腫瘍へ十分な線量を照射するのが困難である従来の三次元原体照射とは異なり、腫瘍を取り囲む正常組織への照射を極力抑えつつ、ある照射面での照射に強弱をつけることができ、これにより腫瘍へ十分な線量を照射することが可能になる。ＩＭＲＴでは、高精度の照射を行うため、実際に患者に放射線治療を行う前に、綿密な治療計画を作成し、シミュレータを用いて模擬的な照射試験を実施して照射量等の確認作業を実施する必要がある。このようなシミュレータとして、人体を模したファントム（例えば、プラスチック製のプラスチック・ファントム、水を充填した水ファントム等）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチック・ファントムでは、ファントムが固体であるためファントム内の任意の個所にセンサを配置することができないので、高精度の確認作業を行うのは困難であった。また、従来の水ファントムでは、ファントム内を完全に水で満たすのが難しく、これも高精度の確認作業を行うのは困難であッた。したがって、高精度の模擬試験を行うことができるファントム装置に対する強い要請があった。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みて案出されたものであって、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる水ファントム装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載のＩＭＲＴ測定用水ファントム装置は、水槽を備え、前記水槽が、水が充満される水平方向に延びた円筒形状又は直方体形状の本体部分と、前記本体部分と流体連通し、開放した上端が前記本体部分の最上部よりも上方に垂直方向に延びた直方体形状又は円筒形状の入口部分とを有し、前記本体部分が、前記入口部分と流体連通している箇所を除いて密閉されており、前記本体部分内に配置され、照射された放射線量を測定するためのセンサと、前記入口部分の前記上端から前記本体部分内に挿入され、前記センサを前記本体部分内の所望個所に位置決めするための位置決め手段とを更に備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係るＩＭＲＴ測定用水ファントム装置は、水が充填される水槽１２を備えている。水槽１２は、水平方向に延びた円筒形の本体部分１４を有しており、本体部分１４の一端は、壁１４ａによって閉鎖されている。本体部分１４の下面には、水槽１２を平らな基台上に置くことができるように、脚部１４ｂが取付けられている。なお、本体部分１４が延びている方向をＸ方向、Ｘ方向と直交する水平方向をＹ方向、Ｘ方向と直交する垂直方向をＺ方向と呼ぶ。
【０００８】
水槽１２は又、本体部分１４の他端に連結された入口部分１６を有しており、入口部分１６は、その上端１６ａが本体部分１４の最上部１４ｃよりも上方に垂直方向に延びた直方体形状をもっている。本体部分１４と入口部分１６とは、流体連通しており、入口部分１６の上端１６ａは、開放している。水槽１２は好ましくは、透明なアクリル樹脂材料等の適当な材料で形成されている。
【０００９】
以上のような水槽１２の構成により、図１に示されるように水面が本体部分１４の最上部１４ｃより上に位置するように、入口部分１６から水槽１２内に水を注入すると、水槽１２の本体部分１４内には、水が充満することとなる。
【００１０】
ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０は又、水槽１２内に配置され、照射された放射線量を測定するためのセンサ１８、即ちマイクロチャンバ（極小電離箱）を備えている。
【００１１】
ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０は更に、センサ１８を水槽１２の本体部分１４内の所望の個所に位置決めするための位置決め手段２０を備えている。位置決め手段２０は、基台上に置かれる第１ベース２２を有している。第１ベース２２の上面には、凹部２２ａが形成されており、凹部２２ａの両縁に沿ってＹ方向（図１において紙面と直交する方向）に延びた一対の対向した溝２２ｂが設けられている。
【００１２】
位置決め手段２０は又、第１ベース２２の凹部２２ａ内をＹ方向に摺動できるように配置された第２ベース２６を有している。すなわち、第２ベース２６の両縁には、第１ベース２２の溝２２ｂに対応する形状をもつ突起２６ｂが設けられており、第２ベース２６が、その突起２６ｂが第１ベース２２の溝２２ｂに嵌め合うように配置されている。
【００１３】
第１ベース２２の一方の側部には、第２ベース２６をＹ方向に移動させるためのＹ方向移動機構２４（図７では図面の簡単化のため図示せず）が設けられている。Ｙ方向移動機構２４は、垂直方向に延びた回転可能なシャフト２４ａを有しており、シャフト２４ａの下部に設けられたはすば歯車２４ｂが、第２ベース２６の対応する側部に設けられたラック（歯車）２６ｃ（図５及び図７参照）と噛み合うように構成されている。かかる構成により、Ｙ方向移動機構２４のシャフト２４ａを回転させると、第２ベース２６がＹ方向に摺動するようになっている。
【００１４】
位置決め手段２０は又、第２ベース２６の凹部２６ａ内をＸ方向に摺動できるように配置された第３ベース３０を有している。すなわち、第３ベース３０の両縁には、第２ベース２６の凹部２６ａの両縁に沿ってＸ方向に延びた一対の対向した溝２６ｄに対応する形状をもつ突起３０ａが設けられており、第３ベース３０が、その突起３０ａが第２ベース２６の溝２６ｄに嵌め合うように配置されている。
【００１５】
第２ベース２６の一方の側部には、第２ベース２６をＸ方向に移動させるためのＸ方向移動機構２８（図６参照。図７では図面の簡単化のため図示せず）が設けられている。Ｘ方向移動機構２８は、垂直方向に延びた回転可能なシャフト２８ａを有しており、シャフト２８ａの下部に設けられたはすば歯車２８ｂが、第３ベース３０の対応する側部に設けられたラック（歯車）３０ｂ（図６及び図７参照）と噛み合うように構成されている。かかる構成により、Ｘ方向移動機構２８のシャフト２８ａを回転させると、第３ベース３０がＸ方向に摺動するようになっている。
【００１６】
位置決め手段２０は更に、第３ベース３０上に配置されたＺ方向移動機構３２を有している。Ｚ方向移動機構３２は、第３ベース３０上に固定された三脚部３２ａと、三脚部３２ａの頂部に位置する基部３２ｂと、基部３２ｂの中央に設けられた開口（図示せず）にねじ込まれた雄ねじ付きシャフト３２ｃと、雄ねじ付きシャフト３２ｃと噛み合うように基部３２ｂ内に配置された歯車（図示せず）と、基部３２ｂ内に配置された歯車を回転させるためのハンドル３２ｄとを有している。そして、ハンドル３２ｄを回転させることにより、雄ねじ付きシャフト３２ｃが上下方向（Ｚ方向）に移動するようになっている。
【００１７】
Ｚ方向移動機構３２の雄ねじ付きシャフト３２ｃの上端には、センサ１８を取り付けるためのアーム３４が固定されている。アーム３４は、図１に最も良く示されるように、雄ねじ付きシャフト３２ｃの上端から水平方向に延びた第１部分３４ａと、第１部分３４ａの先端から垂直方向下方に延びた第２部分３４ｂと、第２部分３４ｂの先端から第１部分３４ａと反対側に水平方向に延びた第３部分３４ｃとを有しており、第３部分３４ｃの先端に、センサ１８が取付けられている。
【００１８】
以上のように構成されたＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０の使用について説明する。まず、治療を行おうとする患者のＣＴ画像を撮影し、治療計画（例えば、放射線照射量、照射方向、照射時間等のデータ）を作成する。次いで、水槽１２の本体部分１４に水を完全に満たした水ファントム装置１０のＣＴ画像を撮影する。その際、照射しようとする個所（すなわち、患者の患部に対応する個所）にセンサ１８を移動させる。そして、全方向からの照射を行い、治療計画において予測した照射値と、センサ１８によって実測された照射値とを比較対照し、予測値の妥当性を検証する。
【００１９】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２０】
例えば、前記実施の形態においては、水槽１２は、円筒形の本体部分１４と、直方体の入口部分１６とによって構成されているが、例えば、本体部分を直方体にしてもよく（図８（ａ）参照）、本体部分を入口部分の両方に設けてもよく（図８（ｂ）参照）、或いは入口部分を円筒形にしてもよい（図８（ｃ）参照）。
【００２１】
また、位置決め手段２０は、第１ベース２２、第２ベース２６、第３ベース３０、Ｙ方向移動機構２４、Ｘ方向移動機構２８、及びＺ方向移動機構３２によって構成されているが、センサ１８を三次元（即ち、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）の任意個所に位置決めすることができるのであれば、他の構成を用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、水槽の本体部分内を水で完全に充満させることができ、本体部分内の任意の所望の個所にセンサを位置決めすることができるので、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施の形態に係る水ファントム装置の概略正面図である。
【図２】 図１の水ファントム装置の水槽の側面図である。
【図３】 図１の水ファントム装置の水槽の平面図である。
【図４】 図１の水ファントム装置の位置決め手段の拡大正面図である。
【図５】 （ａ）は位置決め手段のＹ方向移動機構の拡大図、（ｂ）は図５（ａ）の線５ｂ−５ｂから見た図である。
【図６】 図４の線６−６から見た図である。
【図７】 位置決め手段の拡大分解斜視図である。
【図８】 水槽の変形形態を示した概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置
１２ 水槽
１４ 本体部分
１６ 入口部分
１８ センサ
２０ 位置決め手段
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に、強度変調放射線治療（Ietensity Modulated Radiotherapy（以下「ＩＭＲＴ」という））測定用水ファントム装置に関する。より詳細には、本発明は、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる水ファントム装置に関する。ここで、ファントムとは、人体の体内臓器が受ける放射線量を決めるため、人体の代わりに用いられる模型である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、放射線治療の分野において、ＩＭＲＴが脚光をあびている。ＩＭＲＴは、周囲の臓器への照射を避けつつ腫瘍へ十分な線量を照射するのが困難である従来の三次元原体照射とは異なり、腫瘍を取り囲む正常組織への照射を極力抑えつつ、ある照射面での照射に強弱をつけることができ、これにより腫瘍へ十分な線量を照射することが可能になる。ＩＭＲＴでは、高精度の照射を行うため、実際に患者に放射線治療を行う前に、綿密な治療計画を作成し、シミュレータを用いて模擬的な照射試験を実施して照射量等の確認作業を実施する必要がある。このようなシミュレータとして、人体を模したファントム（例えば、プラスチック製のプラスチック・ファントム、水を充填した水ファントム等）が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチック・ファントムでは、ファントムが固体であるためファントム内の任意の個所にセンサを配置することができないので、高精度の確認作業を行うのは困難であった。また、従来の水ファントムでは、ファントム内を完全に水で満たすのが難しく、これも高精度の確認作業を行うのは困難であッた。したがって、高精度の模擬試験を行うことができるファントム装置に対する強い要請があった。
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みて案出されたものであって、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる水ファントム装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に記載のＩＭＲＴ測定用水ファントム装置は、水槽を備え、前記水槽が、水が充満される水平方向に延びた円筒形状又は直方体形状の本体部分と、前記本体部分と流体連通し、開放した上端が前記本体部分の最上部よりも上方に垂直方向に延びた直方体形状又は円筒形状の入口部分とを有し、前記本体部分が、前記入口部分と流体連通している箇所を除いて密閉されており、前記本体部分内に配置され、照射された放射線量を測定するためのセンサと、前記入口部分の前記上端から前記本体部分内に挿入され、前記センサを前記本体部分内の所望個所に位置決めするための位置決め手段とを更に備えていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１において全体として参照符号１０で示される本発明の好ましい実施の形態に係るＩＭＲＴ測定用水ファントム装置は、水が充填される水槽１２を備えている。水槽１２は、水平方向に延びた円筒形の本体部分１４を有しており、本体部分１４の一端は、壁１４ａによって閉鎖されている。本体部分１４の下面には、水槽１２を平らな基台上に置くことができるように、脚部１４ｂが取付けられている。なお、本体部分１４が延びている方向をＸ方向、Ｘ方向と直交する水平方向をＹ方向、Ｘ方向と直交する垂直方向をＺ方向と呼ぶ。
【０００８】
水槽１２は又、本体部分１４の他端に連結された入口部分１６を有しており、入口部分１６は、その上端１６ａが本体部分１４の最上部１４ｃよりも上方に垂直方向に延びた直方体形状をもっている。本体部分１４と入口部分１６とは、流体連通しており、入口部分１６の上端１６ａは、開放している。水槽１２は好ましくは、透明なアクリル樹脂材料等の適当な材料で形成されている。
【０００９】
以上のような水槽１２の構成により、図１に示されるように水面が本体部分１４の最上部１４ｃより上に位置するように、入口部分１６から水槽１２内に水を注入すると、水槽１２の本体部分１４内には、水が充満することとなる。
【００１０】
ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０は又、水槽１２内に配置され、照射された放射線量を測定するためのセンサ１８、即ちマイクロチャンバ（極小電離箱）を備えている。
【００１１】
ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０は更に、センサ１８を水槽１２の本体部分１４内の所望の個所に位置決めするための位置決め手段２０を備えている。位置決め手段２０は、基台上に置かれる第１ベース２２を有している。第１ベース２２の上面には、凹部２２ａが形成されており、凹部２２ａの両縁に沿ってＹ方向（図１において紙面と直交する方向）に延びた一対の対向した溝２２ｂが設けられている。
【００１２】
位置決め手段２０は又、第１ベース２２の凹部２２ａ内をＹ方向に摺動できるように配置された第２ベース２６を有している。すなわち、第２ベース２６の両縁には、第１ベース２２の溝２２ｂに対応する形状をもつ突起２６ｂが設けられており、第２ベース２６が、その突起２６ｂが第１ベース２２の溝２２ｂに嵌め合うように配置されている。
【００１３】
第１ベース２２の一方の側部には、第２ベース２６をＹ方向に移動させるためのＹ方向移動機構２４（図７では図面の簡単化のため図示せず）が設けられている。Ｙ方向移動機構２４は、垂直方向に延びた回転可能なシャフト２４ａを有しており、シャフト２４ａの下部に設けられたはすば歯車２４ｂが、第２ベース２６の対応する側部に設けられたラック（歯車）２６ｃ（図５及び図７参照）と噛み合うように構成されている。かかる構成により、Ｙ方向移動機構２４のシャフト２４ａを回転させると、第２ベース２６がＹ方向に摺動するようになっている。
【００１４】
位置決め手段２０は又、第２ベース２６の凹部２６ａ内をＸ方向に摺動できるように配置された第３ベース３０を有している。すなわち、第３ベース３０の両縁には、第２ベース２６の凹部２６ａの両縁に沿ってＸ方向に延びた一対の対向した溝２６ｄに対応する形状をもつ突起３０ａが設けられており、第３ベース３０が、その突起３０ａが第２ベース２６の溝２６ｄに嵌め合うように配置されている。
【００１５】
第２ベース２６の一方の側部には、第２ベース２６をＸ方向に移動させるためのＸ方向移動機構２８（図６参照。図７では図面の簡単化のため図示せず）が設けられている。Ｘ方向移動機構２８は、垂直方向に延びた回転可能なシャフト２８ａを有しており、シャフト２８ａの下部に設けられたはすば歯車２８ｂが、第３ベース３０の対応する側部に設けられたラック（歯車）３０ｂ（図６及び図７参照）と噛み合うように構成されている。かかる構成により、Ｘ方向移動機構２８のシャフト２８ａを回転させると、第３ベース３０がＸ方向に摺動するようになっている。
【００１６】
位置決め手段２０は更に、第３ベース３０上に配置されたＺ方向移動機構３２を有している。Ｚ方向移動機構３２は、第３ベース３０上に固定された三脚部３２ａと、三脚部３２ａの頂部に位置する基部３２ｂと、基部３２ｂの中央に設けられた開口（図示せず）にねじ込まれた雄ねじ付きシャフト３２ｃと、雄ねじ付きシャフト３２ｃと噛み合うように基部３２ｂ内に配置された歯車（図示せず）と、基部３２ｂ内に配置された歯車を回転させるためのハンドル３２ｄとを有している。そして、ハンドル３２ｄを回転させることにより、雄ねじ付きシャフト３２ｃが上下方向（Ｚ方向）に移動するようになっている。
【００１７】
Ｚ方向移動機構３２の雄ねじ付きシャフト３２ｃの上端には、センサ１８を取り付けるためのアーム３４が固定されている。アーム３４は、図１に最も良く示されるように、雄ねじ付きシャフト３２ｃの上端から水平方向に延びた第１部分３４ａと、第１部分３４ａの先端から垂直方向下方に延びた第２部分３４ｂと、第２部分３４ｂの先端から第１部分３４ａと反対側に水平方向に延びた第３部分３４ｃとを有しており、第３部分３４ｃの先端に、センサ１８が取付けられている。
【００１８】
以上のように構成されたＩＭＲＴ測定用水ファントム装置１０の使用について説明する。まず、治療を行おうとする患者のＣＴ画像を撮影し、治療計画（例えば、放射線照射量、照射方向、照射時間等のデータ）を作成する。次いで、水槽１２の本体部分１４に水を完全に満たした水ファントム装置１０のＣＴ画像を撮影する。その際、照射しようとする個所（すなわち、患者の患部に対応する個所）にセンサ１８を移動させる。そして、全方向からの照射を行い、治療計画において予測した照射値と、センサ１８によって実測された照射値とを比較対照し、予測値の妥当性を検証する。
【００１９】
本発明は、以上の発明の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００２０】
例えば、前記実施の形態においては、水槽１２は、円筒形の本体部分１４と、直方体の入口部分１６とによって構成されているが、例えば、本体部分を直方体にしてもよく（図８（ａ）参照）、本体部分を入口部分の両方に設けてもよく（図８（ｂ）参照）、或いは入口部分を円筒形にしてもよい（図８（ｃ）参照）。
【００２１】
また、位置決め手段２０は、第１ベース２２、第２ベース２６、第３ベース３０、Ｙ方向移動機構２４、Ｘ方向移動機構２８、及びＺ方向移動機構３２によって構成されているが、センサ１８を三次元（即ち、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）の任意個所に位置決めすることができるのであれば、他の構成を用いてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、水槽の本体部分内を水で完全に充満させることができ、本体部分内の任意の所望の個所にセンサを位置決めすることができるので、ＩＭＲＴ治療を効果的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の好ましい実施の形態に係る水ファントム装置の概略正面図である。
【図２】 図１の水ファントム装置の水槽の側面図である。
【図３】 図１の水ファントム装置の水槽の平面図である。
【図４】 図１の水ファントム装置の位置決め手段の拡大正面図である。
【図５】 （ａ）は位置決め手段のＹ方向移動機構の拡大図、（ｂ）は図５（ａ）の線５ｂ−５ｂから見た図である。
【図６】 図４の線６−６から見た図である。
【図７】 位置決め手段の拡大分解斜視図である。
【図８】 水槽の変形形態を示した概略斜視図である。
【符号の説明】
１０ ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置
１２ 水槽
１４ 本体部分
１６ 入口部分
１８ センサ
２０ 位置決め手段
Claims (1)
- ＩＭＲＴ測定用水ファントム装置であって、
水槽を備え、前記水槽が、水が充満される水平方向に延びた円筒形状又は直方体形状の本体部分と、前記本体部分と流体連通し、開放した上端が前記本体部分の最上部よりも上方に垂直方向に延びた直方体形状又は円筒形状の入口部分とを有し、前記本体部分が、前記入口部分と流体連通している箇所を除いて密閉されており、
前記本体部分内に配置され、照射された放射線量を測定するためのセンサと、
前記入口部分の前記上端から前記本体部分内に挿入され、前記センサを前記本体部分内の所望個所に位置決めするための位置決め手段とを更に備えていることを特徴とする装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002294355A JP4115233B2 (ja) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Ｉｍｒｔ測定用水ファントム装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002294355A JP4115233B2 (ja) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Ｉｍｒｔ測定用水ファントム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004129678A JP2004129678A (ja) | 2004-04-30 |
| JP4115233B2 true JP4115233B2 (ja) | 2008-07-09 |
Family
ID=32284913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002294355A Expired - Fee Related JP4115233B2 (ja) | 2002-10-08 | 2002-10-08 | Ｉｍｒｔ測定用水ファントム装置 |
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2002
- 2002-10-08 JP JP2002294355A patent/JP4115233B2/ja not_active Expired - Fee Related
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