JP4414370B2 - 照射野変化動作判定方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は照射野変化動作判定方法および装置に関し、詳しくは、放射線を患部に照射して治療を行う放射線治療装置に使用される照射野変化動作判定方法および装置に関するものである。

従来より、放射線源から発せられた放射線の照射野を変化させて、この放射線を照射した領域の放射線量分布を所定分布にせしめるマルチリーフ・コリメータを備えた放射線治療装置が知られている。このマルチリーフ・コリメータは、放射線を遮断するそれぞれが移動可能な複数のリーフで構成されており複雑な形状の照射野を作ることができる。

上記放射線治療装置は、マルチリーフ・コリメータにより放射線の照射野の形状を変化させながら腫瘍部に放射線を照射するものであり、この装置によれば、腫瘍部の周囲の組織に対する放射線の照射量を許容量以下に抑えつつ、腫瘍部に放射線を集中的に照射することができる（特許文献１参照）。

この放射線治療装置が備えているマルチリーフ・コリメータが正常に動作しているか否かの確認は、放射線治療装置の放射線源から発せられＸ線フィルムや蓄積性蛍光体シート上に照射される放射線の放射線量分布が予め定められた動作確認用の所定分布となるようにマルチリーフ・コリメータを動作させ、その後、上記放射線の照射によりＸ線フィルムや蓄積性蛍光体シートに記録された放射線像を可視画像として再生し、この可視画像が示す放射線量分布と上記動作確認用の所定分布を可視化した画像が示す放射線量分布とを目視で比較することにより行っている。
特開平０９−２３９０４４号公報

しかしながら、上記マルチリーフ・コリメータの照射野を変化させる動作が正常であるか否かの目視での判定には熟練を要し、また、この目視による判定には個人差が生じることがあり、判定基準をより明確にして個人差なく、また熟練者でなくても上記判定を行えるようにしたいという要請がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、照射野変化手段の照射野を変化させる動作が正常であるか否かをより明確な基準で判定することができる照射野変化動作判定方法および装置を提供することを目的とするものである。

本発明の照射野変化動作判定方法は、放射線治療を行う放射線治療装置に使用される照射野変化手段であって、放射線源から発せられた放射線の照射野を変化させて該放射線が照射される領域の放射線量分布を所定分布にせしめる照射野変化手段による前記照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定する照射野変化動作判定方法において、前記放射線治療を行う際に前記照射野変化手段の動作を制御する動作制御手段により、検出面に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく前記照射野変化手段を動作させて前記検出面に放射線を照射したときの、前記検出面での放射線の検出により該検出面に照射された放射線の放射線量分布を取得し、前記放射線量分布から、この放射線量分布のヒストグラムである実照射ヒストグラムを作成し、この実照射ヒストグラムと前記判定用放射線量分布のヒストグラムである判定用ヒストグラムとを比較し、その比較結果を用いて前記判定を行うことを特徴とするものである。

本発明の照射野変化動作判定装置は、放射線治療を行う放射線治療装置に使用される照射野変化手段であって、放射線源から発せられた放射線の照射野を変化させて該放射線が照射される領域の放射線量分布を所定分布にせしめる照射野変化手段による前記照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定する照射野変化動作判定装置において、前記放射線を検出する検出面を有し、該検出面での放射線の検出によりこの検出面における放射線量分布を取得する放射線量分布取得手段と、所定の判定用放射線量分布のヒストグラムである判定用ヒストグラムを記憶する記憶手段と、前記放射線治療を行う際に前記照射野変化手段の動作を制御する動作制御手段により、前記検出面に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく前記照射野変化手段を動作させて前記検出面に放射線を照射したときの、前記放射線量分布取得手段が取得した放射線量分布から、該放射線量分布のヒストグラムである実照射ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、この実照射ヒストグラムと前記判定用ヒストグラムとを比較する比較手段と、この比較手段による比較結果を用いて前記判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とするものである。

前記ヒストグラムは、放射線量の大きさの範囲を段階的に示す複数の区間と上記各区間に含まれるデータの出現度数とで構成されるものであり、放射線量分布を、放射線が照射される領域全体の一部を成す各部分領域とこの各部分領域に照射されたそれぞれの放射線量とで表わされる離散化された分布として扱い、上記各区間に含まれる放射線量の照射を受けた部分領域の総数を各区間それぞれにおける出現度数として示すものである。

前記ヒストグラムを比較するとは、互いに対応する上記各区間におけるそれぞれの出現度数を比較することを意味するものであり、必ずしも全ての区間において上記比較を行う場合に限らず、上記区間の一部において上記比較を行う場合であってもよい。例えば、放射線量分布の特徴を示す特定の区間、例えば度数が最大となる区間においてのみ上記比較を行うようにしてもよい。

前記比較結果を用いて判定するとは、前記ヒストグラムの比較を行った全ての区間において出現度数が一致したときにのみ前記動作が正常であると判定する場合に限らず、前記ヒストグラムの比較を行ったいずれかの区間において出現度数に１回以上の差があったとしても、一定の許容範囲内に入る場合には前記動作が正常であると判定するようにしてもよい。例えば、前記ヒストグラムの比較を行った各区間における出現度数の差がいずれも１０％以内であったときに前記動作が正常であると判定するようにしてもよい。なお、出現度数の差が１０％以内とは、基準となるヒストグラムの特定の区間における出現度数に対する、上記特定の区間における２つのヒストグラムの出現度数の差が１０％以内である場合を意味するものである。

前記放射線量分布を取得するとは、放射線撮影によって記録された放射線像を示す放射線画像を取得することと同様のことを意味するものである。すなわち、上記放射線量分布は放射線画像でもある。

前記照射野変化手段は、放射線を遮断する、それぞれが同じ１方向に移動可能な複数のリーフで構成したマルチリーフ・コリメータを有するものとすることができる。

前記判定用放射線量分布は、前記１方向にのみ単調増加するもの、あるいは単調減少するものとすることができる。また、この判定用放射線量分布は、前記１方向にのみ増減するサイン波を成すものとすることもできる。

本発明の照射野変化動作判定方法および装置によれば、放射線治療を行う際に照射野変化手段の動作を制御する動作制御手段により、検出面に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく照射野変化手段を動作させて検出面に放射線を照射したときの、上記検出面での放射線の検出によりこの検出面に照射された放射線の放射線量分布を取得し、この放射線量分布から、放射線量分布のヒストグラムである実照射ヒストグラムを作成し、実照射ヒストグラムと判定用ヒストグラムとを比較し、その比較結果を用いて上記照射野変化手段による照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定するようにしたので、数値、より具体的にはヒストグラムにおける出現度数による明確な基準を使用して上記判定を行うことができる。これにより、個人差や熟練度に影響されることなく上記判定を行うことができ、例えば放射線治療装置のユーザでも装置の品質管理を行うことができる。

前記照射野変化手段を、放射線を遮断する、それぞれが同じ１方向に移動可能な複数のリーフで構成したマルチリーフ・コリメータを有するものとし、判定用放射線量分布を上記１方向にのみ単調増加するもの、１方向にのみ単調減少するもの、あるいは上記１方向にのみ増減するサイン波や鋸波を成すものとすれば、照射野変化手段の照射野を変化させる動作が正常でないと判定されたときに、上記複数のリーフのうちの照射野を変化させる動作が正常ではなかったリーフに関し、そのリーフが正常に動作しなかった位置をより容易に特定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による照射野変化動作判定装置の概略構成を示す斜視図である。

図１に示す照射野変化手段２１０は、放射線源２２０から発せられた放射線Ｒｘの照射野Ｊを変化させて上記放射線Ｒｘが照射される領域の放射線量分布を所定分布にせしめるものであり、本発明の実施の形態による照射野変化動作判定装置１００は、上記照射野変化手段２１０による上記照射野Ｊを変化させる動作が正常であるか否かを判定するものである。

上記照射野変化手段２１０は、放射線を遮断する、それぞれが同じ１方向に移動可能な複数のリーフで構成されたマルチリーフ・コリメータ２１１と、この照射野変化手段２１０による照射野を変化させる動作を制御する動作制御手段であって、上記各リーフの移動を制御するリーフ制御部２１５とを備えている。

なお、上記照射野変化手段２１０および放射線源２２０は、放射線を患部に照射して治療を行う放射線治療装置に搭載されて使用されるものである。

上記照射野変化動作判定装置１００は、放射線を検出する検出面１０を有し、この検出面１０での放射線の検出によりこの検出面における放射線量分布を示すデータを取得する放射線量分布取得手段１５と、所定の判定用放射線量分布のヒストグラムである判定用ヒストグラムＨ２を記憶する記憶手段４５と、放射線治療を行う際に照射野変化手段２１０の動作を制御するリーフ制御部２１５により、検出面１０に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく照射野変化手段２１０を動作させて検出面１０に放射線を照射したときの、放射線量分布取得手段１５が取得した放射線量分布から、この放射線量分布のヒストグラムである実照射ヒストグラムＨ１を作成する実照射ヒストグラム作成手段２０と、判定用ヒストグラムＨ２と実照射ヒストグラムＨ１とを比較する比較手段３０と、比較手段３０による比較結果を用いて上記照射野変化手段２１０による照射野を変化させる動作が正常であるか否かの判定を行う判定手段３５とを備えている。

記憶手段４５に記憶させる判定用ヒストグラムＨ２は外部から入力するようにしてもよいが、ここでは、照射野変化動作判定装置１００が備えている判定用ヒストグラム作成手段２０が、上記判定用放射線量分布を示すデータを照射野変化手段２１０から入力し判定用ヒストグラムＨ２を作成し、この判定用ヒストグラムＨ２を記憶手段４５に入力し記憶させる。

この照射野変化動作判定装置１００は、放射線源２２０から発せられた放射線が照射される所定領域Ｐ１における放射線量分布を上記判定用放射線量分布にせしめるように照射野変化手段２１０を動作させたときに、上記所定領域Ｐ１に配置された検出面１０で上記放射線の照射を受けて上記判定を行う。

放射線量分布取得手段１５は、例えば、上記検出面１０として蓄積性蛍光体シート１１Ａを採用する場合には、この蓄積性蛍光体シート１１Ａと、上記蓄積性蛍光体シート１１Ａに記録された放射線像を読み取る読取部１６Ａと、読取部１６Ａで読み取った上記放射線像を示す画像信号に基づいて上記蓄積性蛍光体シートに照射された放射線の放射線量分布を示すデータを取得する線量分布取得部１７Ａとで構成することができる。

また、検出面１０として、Ｘ線フィルムであるスクリーン・フィルム１１Ｂを採用する場合には、スクリーン・フィルム１１Ｂと、このスクリーン・フィルム１１Ｂに記録された放射線像を現像して読み取る読取部１６Ｂと、読取部１６Ｂで読み取った上記放射線像を示す画像信号に基づいて上記スクリーン・フィルム１１Ｂに照射された放射線の放射線量分布を示すデータを取得する線量分布取得部１７Ｂとで上記放射線量分布取得手段１５構成してもよい。

さらに、上記放射線量分布取得手段１５は、フラットパネルディテクタ１２と、このフラットパネルディテクタ１２から出力された放射線像を示す画像信号に基づいて上記フラットパネルディテクタ１２に照射された放射線の放射線量分布を示すデータを取得する線量分布取得部１８とで構成してもよい。このフラットパネルディテクタ１２は、蓄積性蛍光体シート１１Ａやスクリーン・フィルム１１Ｂとは異なり、放射線エネルギを直接デジタル変換する放射線検出器であり、蓄積性蛍光体シート１１Ａやスクリーン・フィルム１１Ｂなどの記録媒体を介すことなく直接放射線像を示す画像信号を出力するものである。

次に、上記照射野変化動作判定装置１００が、照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定する動作について説明する。ここでは、放射線量分布取得手段１５が、蓄積性蛍光体シート１１Ａ、読取部１６Ａ、および線量分布取得部１７Ａで構成されたものとする。

まず始めに、蓄積性蛍光体シート１１Ａを上記所定領域Ｐ１に配置する。

次に、リーフ制御部２１５に対し、所定領域Ｐ１の放射線量分布を判定用放射線量分布にせしめる動作プログラムＰｒｏを外部から入力する。リーフ制御部２１５は上記動作プログラムＰｒｏを用いてマルチリーフ・コリメータ２１１を制御し、放射線源２２０から発せられた、所定領域Ｐ１に照射される放射線Ｒｘの放射線量分布が判定用放射線量分布となるように、各リーフを制御して放射線の照射野Ｊを変化させる。

所定領域Ｐ１に配置され上記放射線Ｒｘの照射を受けた蓄積性蛍光体シート１１Ａにはこの蓄積性蛍光体シート１１Ａに照射された放射線の放射線量分布が記録される。

リーフ制御部２１５の制御により、上記放射線源２２０から発せられた放射線Ｒｘの照射野Ｊを変化させるマルチリーフ・コリメータ２１１の動作について説明する。図２（ａ）から図２（ｅ）は各リーフの移動により形成されたマルチリーフ・コリメータの開口を示す図であり、図３（ａ）から図３（ｅ）は上記各開口によって蓄積性蛍光体シート上に形成された照射野を示す図である。図４は蓄積性蛍光体シート上に照射された放射線の放射線量分布を示す図、図５（ａ）は蓄積性蛍光体シートに記録された放射線量分布に基づいて作成したヒストグラムを示す図、図５（ｂ）は、判定用放射線量分布に基づいて作成したヒストグラムを示す図である。

図２に示すように、マルチリーフ・コリメータ２１１は、それぞれが同じ１方向（図中矢印Ｘ方向）に移動する複数のリーフで構成したものであり、図中左側に４つのリーフ（リーフＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４）を有し、図中右側に、上記各リーフＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４のそれぞれに対向する４つのリーフ（リーフＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４）を有している。なお、上記各リーフは、放射線を遮断するものであり、上記放射線の照射野Ｊを変化させる動作中は図２における右方にのみに移動する。

マルチリーフ・コリメータ２１１の初期状態は、図２（ａ）に示すように、互いに対向する左側の４つのリーフと右側の４つのリーフとの間に隙間は無い。すなわち、互いに対向するリーフＬ１とリーフＲ１、リーフＬ２とリーフＲ２、リーフＬ３とリーフＲ３、リーフＬ４とリーフＲ４の４つの組がそれぞれ閉じている。したがって、蓄積性蛍光体シート１１Ａ上には照射野が形成されない（図３（ａ）参照）。

次に、図２（ｂ）に示すように、リーフＬ１とリーフＲ１、およびリーフＬ４とリーフＲ４は閉じたまま図中右方に距離Ｘ１（１単位分）移動する。また、リーフＲ２が距離Ｘ３（３単位分）右方に移動するとともにリーフＬ２が右方に距離Ｘ１（１単位分）移動し両者は２単位分離れる。また、リーフＲ３が距離Ｘ２（２単位分）右に移動するとともにリーフＬ３が距離Ｘ１（１単位分）移動し両者が１単位分離れる。上記のように各リーフが移動した結果、開口Ｋ１が形成され、蓄積性蛍光体シート１１Ａ上（照射領域Ｐ１上でもある）に上記開口Ｋ１に対応する照射野Ｊ１が形成される（図３（ｂ）参照）。この状態で時間Ｔ１だけ上記開口Ｋ１を維持し、この間に照射野Ｊ１へ放射線Ｒｘが照射される。

なお、各リーフは右方のみに移動するので、以後の説明では各リーフの移動方向の記述は省略する。

つづいて、図２（ｃ）に示すように、リーフＬ１とリーフＲ１は閉じたまま距離Ｘ１（１単位分）移動する。リーフＲ２およびリーフＬ２は両方共に移動せず両者は２単位分離れたままである。また、リーフＲ３とリーフＬ３は両者共に距離Ｘ１（１単位分）移動し両者は１単位分離れたままである。また、リーフＲ４が距離Ｘ２（２単位分）移動するとともにリーフＬ４が距離Ｘ１（１単位分）移動して両者は１単位分離れる。上記のように各リーフが移動した結果、開口Ｋ２が形成され、蓄積性蛍光体シート１１Ａ上に上記開口Ｋ２に対応する照射野Ｊ２が形成される（図３（ｃ）参照）。この状態で上記と同様の時間Ｔ１だけ開口Ｋ２を維持し、この間に照射野Ｊ２へ放射線Ｒｘが照射される。

さらに、図２（ｄ）に示すように、リーフＬ１とリーフＲ１は閉じたまま距離Ｘ２（２単位分）移動する。また、リーフＲ２が距離Ｘ１（１単位分）移動するとともにリーフＬ２が距離Ｘ１（１単位分）移動し両者は２単位分離れたままである。また、リーフＲ３が距離Ｘ１（１単位分）移動するとともにリーフＬ３が距離Ｘ２（２単位分）移動し両者の間の隙間は無くなる。さらに、リーフＲ４が距離Ｘ１（１単位分）移動するとともにリーフＬ４が距離Ｘ２（２単位分）移動して両者の間の隙間が無くなる。上記のように各リーフが移動した結果、開口Ｋ３が形成され、蓄積性蛍光体シート１１Ａ上に上記開口Ｋ３に対応する照射野Ｊ３が形成される（図３（ｄ）参照）。この状態で上記と同様の時間Ｔ１だけ開口Ｋ３を維持し、この間に照射野Ｊ３へ放射線Ｒｘが照射される。

その後、さらに、図２（ｅ）に示すように、リーフＬ１とリーフＲ１は閉じたまま距離Ｘ１（１単位分）移動し、リーフＲ２が距離Ｘ１（１単位分）移動するとともにリーフＬ２が距離Ｘ３（３単位分）移動し両者の間の隙間が無くなる。また、リーフＲ３とリーフＬ３は閉じたまま距離Ｘ１（１単位分）移動し、リーフＲ４とリーフＬ４も閉じたまま距離Ｘ１（１単位分）移動する。上記のように各リーフが移動した結果、開口は閉じられて照射野Ｊ３は無くなる（図３（ｅ）参照）。この状態で、蓄積性蛍光体シート１１Ａ上への放射線の照射が終了する。

上記のように照射野を変化させながら放射線が照射された蓄積性蛍光体シート１１Ａ（所定領域Ｐ１）における放射線照射量分布は以下のようになる。

図４に示すように、上記各リーフの組毎にリーフの移動方向に沿って上記１単位の長さ毎に形成される四角形状の１マス分の照射野を１画素とし、蓄積性蛍光体シート１１Ａ（所定領域Ｐ１）を４×５の２０画素で構成された各領域に区間する。さらに、上記２０の各画素の位置を、リーフの移動方向であるＸ方向の座標と、リーフＬ１からＬ４に向かうＹ方向座標とを組み合わせた（Ｘ、Ｙ）座標で示す。以後、上記２０の各画素を、画素（１、１）、画素（１、２）、・・・画素（５、４）と呼ぶ。また、上記各開口Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３を形成した状態で蓄積性蛍光体シート１１Ａ（所定領域Ｐ１）へ照射した上記１画素当りの放射線量は等しいので、上記各開口の状態における１画素当りの放射線量を放射線量Ｒｗとする。

上記のことにより、蓄積性蛍光体シート１１Ａ（所定領域Ｐ１）における放射線量分布は、画素（３，２）に照射された放射線量がＲｗの３倍（省略して３Ｒｗともいう）、画素（２，２）に照射された放射線量がＲｗの２倍（省略して２Ｒｗともいう）、画素（２，３）、（３，３）、（３，４）、（４，２）に照射された放射線量がＲｗ、その他の画素に照射された放射線量は０となる。

次に、上記蓄積性蛍光体シート１１Ａに記録された放射線量分布を示す放射線像を読取部１６Ａで読み取ってこの放射線像すなわち、放射線量分布を示す画像信号を得、この画像信号に基づいて線量分布取得部１７Ａが上記放射線量分布を示すデータを得る。

つづいて、実照射ヒストグラム作成手段２０が、上記放射線量分布を示すデータに基づいてこの放射線量分布の実照射ヒストグラムＨ１を作成する。図５（ａ）は上記実照射ヒストグラムＨ１を示す。この実照射ヒストグラムＨ１は、各画素に照射された放射線量を区間１の「０以上、Ｒｗ／２未満」、区間２の「Ｒｗ／２以上、（Ｒｗ＋Ｒｗ／２）未満」、区間３の「（Ｒｗ＋Ｒｗ／２）以上、（２Ｒｗ＋Ｒｗ／２）未満」、区間４の「（２Ｒｗ＋Ｒｗ／２）以上、（３Ｒｗ＋Ｒｗ／２）未満」の４段階に区分しこれを横軸とし、上記各区間内に入る放射線量の照射を受けた画素の出現度数を縦軸にしてグラフ化したものである。

図５（ａ）に示すように、上記２０画素のうち、区間１内に入る画素の出現度数は１４、区間２内に入る画素の出現度数は４、区間３内に入る画素の出現度数は１、区間４内に入る画素の出現度数は１となる。

一方、判定用ヒストグラム作成手段２０は、リーフ制御部２１５から上記所定領域Ｐ１の放射線量分布を判定用放射線量分布にせしめる動作プログラムＰｒｏを入力し、このデータに基づいて判定用ヒストグラムＨ２を作成する（図５（ｂ）参照）。

上記作成された判定用ヒストグラムＨ２は記憶手段４５に記憶される。

次に、比較手段３０が、実照射ヒストグラム作成手段２０で作成した実照射ヒストグラムＨ１と記憶手段４５が記憶した判定用ヒストグラムＨ２とを比較する。すなわち、上記４段階の各区間毎に実照射ヒストグラムＨ１における出現度数と判定用ヒストグラムＨ２における出現度数とを比較しその結果を判定手段３５に出力する。

判定手段３５は、上記比較手段３０による比較結果を示す情報を入力し、上記４段階の全ての区間において出現度数の違いが無ければ上記照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常であると判定し、上記４段階の区間のうちの少なくとも１つの区間において出現度数に違いが生じれば上記照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常ではないと判定する。

上記照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常ではないと判定した場合には、判定手段３５が異常を示す信号を警告ランプ４０に出力し警告ランプ４０を点等させる。

ここでは、上記判定用ヒストグラムＨ２が実照射ヒストグラムＨ１と一致するので（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）、警告ランプ４０は点等しない。

以下、上記実照射ヒストグラムＨ１と判定用ヒストグラムＨ２とを比較する場合についてより詳しく説明する。図６（ａ−１）は判定用放射線量分布を示す図、図６（ｂ−１）は蓄積性蛍光体シート上に照射された放射線量分布を示す図であり、図６（ａ−１）および図６（ｂ−１）のそれぞれは、照射された放射線量が多い領域を高い濃度で示したものであり、領域ＲＬ１はリーフＲ１、リーフＬ１の移動に応じて放射線が照射される領域、領域ＲＬ２はリーフＲ２、リーフＬ２の移動に応じて放射線が照射される領域、以下、領域ＲＬ３、領域ＲＬ４についても同様である。図６（ａ−２）、図６（ｂ−２）のそれぞれは、図６（ａ−１）、図６（ｂ−１）に示す領域ＲＬ２中のリーフが移動するＸ方向に沿った線ＰＰ上における放射線量分布を示すものであり、横軸は位置を示し、縦軸は各位置に照射された放射線量に応じた値（以後、ＱＬ値ともいう）を示すものである。

図７（ａ）は判定用ヒストグラムＨ２を示す図、図７（ｂ）は実照射ヒストグラムＨ１を示す図、図８（ａ）は所定領域Ｐ１において図中Ｘ方向への移動距離に比例して照射される放射線量が増大する判定用放射線量分布を示す図、図８（ｂ）はリーフが移動するＸ方向に沿った線ＱＱ上における放射線量分布を示す図、図９は上記図８（ａ）に示す判定用放射線量分布のヒストグラムを示す図である。

上記判定用放射線量分布と、蓄積性蛍光体シート上に実際に照射された放射線の放射線量分布は、上記照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常であれば一致するが、例えば、マルチリーフ・コリメータ２１１の各リーフ間への塵埃等の浸入により上記リーフＲ２の移動を妨げる現象が生じ、リーフＲ２の移動が遅れてリーフＬ２とリーフＲ２との間隔が所定の間隔より狭くなるような場合には上記２つのヒストグラムが一致しなくなる。

すなわち、図６（ａ−１）、図６（ａ−２）に示すように、判定用放射線量分布が、リーフが移動するＸ方向にのみ変化する２周期分のサイン波を成す場合であっても、蓄積性蛍光体シート上に実際に照射された放射線量分布は図６（ｂ−１）、図６（ｂ−２）に示すように、リーフＬ２とリーフＲ２との間の開口に応じて定められる放射線量が図中の領域ＷＷにおいて、上記判定用放射線量分布が示す放射線量より少なくなる。

また、上記図６（ａ−１）、図６（ａ−２）に示す判定用放射線量分布のヒストグラムである判定用ヒストグラムＨ２は、サイン波の山および谷に相当する部分、すなわち小さいＱＬ値の区間および大きいＱＬ値の区間において出現度数が多くなり、上記２つのＱＬ値の中間の値を持つＱＬ値の区間における出現度数が少なくなって図７（ａ）に示すような凹形状を成す。一方、上記実際に蓄積性蛍光体シートに照射された放射線量分布に基づいて作成された実照射ヒストグラムＨ１は、図６（ｂ−１）、図６（ｂ−２）に示すようにサイン波の山に相当する部分である上記領域ＷＷにおける放射線の照射量が減少したので、図７（ｂ）に示すような大きなＱＬ値の区間における出現度数が減ってより小さなＱＬ値の区間における出現度数が増大した形状となる。

上記のような実照射ヒストグラムＨ１と判定用ヒストグラムＨ２との比較により、両者間の差をより容易に判定することができ、照射野変化手段２１０の照射野を変化させる動作が正常であるか否かの判定を、官能検査のようなあいまいさを含むことなく、また判定の熟練度等に影響されない明確な基準を用いて行うことができる。

また、上記判定用放射線量分布を、リーフが移動する１方向にのみ単調増加するもの、例えば、図８に示すように、所定領域Ｐ１において上記Ｘ方向への移動距離に比例して照射される放射線量が増大する分布とした場合には、この所定領域Ｐ１における放射線量分布のヒストグラムＨ１０は、図９に示すように、いずれのＱＬ値の区間においても出現度数が等しくなるので、実際に蓄積性蛍光体シートに照射された放射線量分布に基づいて作成されたヒストグラムとの比較を容易に行うことができる

本発明の実施の形態による照射野変化動作判定装置の概略構成を示す概念図 マルチリーフ・コリメータの各リーフの移動により形成された開口を示す図 マルチリーフ・コリメータの各開口によって形成された照射野を示す図 蓄積性蛍光体シート上に照射された放射線の放射線量分布を示す図 蓄積性蛍光体シートに記録された放射線量分布に基づいて作成したヒストグラム 図６（ａ−１）は判定用放射線量分布を示す図、図６（ｂ−１）は蓄積性蛍光体シート上に照射された放射線量分布を示す図 図７（ａ）は判定用放射線量分布のヒストグラムを示す図、図７（ｂ）は蓄積性蛍光体シート上に照射された放射線量分布のヒストグラムを示す図 図８（ａ）は１方向への距離に比例して放射線量が増大する放射線量分布を示す図、図８（ｂ）はリーフが移動するＸ方向に沿った線上における放射線量分布を示す図 判定用放射線量分布のヒストグラムを示す図

符号の説明

１０ 検出面
１５ 放射線量分布取得手段
２０ 第１のヒストグラム作成手段
２５ 第２のヒストグラム作成手段
３０ 比較手段
３５ 判定手段
４０ 警告ランプ
１００ 照射野変化動作判定装置
２１０ 照射野変化手段
２１１ マルチリーフ・コリメータ
２１５ リーフ制御部
２２０ 放射線源

Claims (5)

1. 放射線治療を行う放射線治療装置に使用される照射野変化手段であって、放射線源から発せられた放射線の照射野を変化させて該放射線が照射される領域の放射線量分布を所定分布にせしめる照射野変化手段による前記照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定する照射野変化動作判定方法において、
   前記放射線治療を行う際に前記照射野変化手段の動作を制御する動作制御手段により、検出面に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく前記照射野変化手段を動作させて前記検出面に放射線を照射したときの、前記検出面での放射線の検出により該検出面に照射された放射線の放射線量分布を取得し、
   前記放射線量分布から、前記検出面中に定められた各画素に照射される放射線量の大きさの範囲を段階的に区分してなる各区間に対応する放射線量の放射線照射を受けた画素の出現度数を表す実照射ヒストグラムを作成し、
   前記所定の判定用放射線量分布から、前記各区間に対応する放射線量の放射線照射を受けるであろう画素の出現度数を表す判定用ヒストグラムを作成し、
   前記実照射ヒストグラムの示す前記出現度数と前記判定用ヒストグラムの示す前記出現度数とを比較し、その比較結果を用いて前記判定を行うことを特徴とする照射野変化動作判定方法。
2. 放射線治療を行う放射線治療装置に使用される照射野変化手段であって、放射線源から発せられた放射線の照射野を変化させて該放射線が照射される領域の放射線量分布を所定分布にせしめる照射野変化手段による前記照射野を変化させる動作が正常であるか否かを判定する照射野変化動作判定装置において、
   前記放射線を検出する検出面を有し、該検出面での放射線の検出によりこの検出面における放射線量分布を取得する放射線量分布取得手段と、
   前記照射野を変化させる動作が正常であるときの前記検出面での放射線検出により取得されるであろう放射線量分布である所定の判定用放射線量分布から作成した、前記検出面中に定められた各画素に照射される放射線量の大きさの範囲を段階的に区分してなる各区間に対応する放射線量の放射線照射を受けた画素の出現度数を表す判定用ヒストグラムを記憶する記憶手段と、
   前記放射線治療を行う際に前記照射野変化手段の動作を制御する動作制御手段により、前記検出面に照射される放射線の放射線量分布を所定の判定用放射線量分布とするように放射線を照射すべく前記照射野変化手段を動作させて前記検出面に放射線を照射したときの、前記放射線量分布取得手段が取得した放射線量分布から作成した、前記各区間に対応する放射線量の放射線照射を受けた画素の出現度数を表す実照射ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
   前記判定用ヒストグラムの示す前記出現度数と前記実照射ヒストグラムの示すの前記出現度数とを比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果を用いて前記判定を行う判定手段とを備えたことを特徴とする照射野変化動作判定装置。
3. 前記照射野変化手段が、放射線を遮断する、それぞれが同じ１方向に移動可能な複数のリーフで構成したマルチリーフ・コリメータを有するものであることを特徴とする請求項２記載の照射野変化動作判定装置。
4. 前記所定の判定用放射線量分布が、前記１方向にのみ単調増加するもの、あるいは単調減少するものであることを特徴とする請求項３記載の照射野変化動作判定装置。
5. 前記所定の判定用放射線量分布が、前記１方向にのみ増減するサイン波を成すものであることを特徴とする請求項３記載の照射野変化動作判定装置。