JP5468999B2 - マルチリーフコリメータ及び粒子線治療装置 - Google Patents
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Description
以下、本発明の実施の形態1にかかるマルチリーフコリメータの構成について説明する。図1〜図6は本発明の実施の形態1にかかるマルチリーフコリメータの構成について説明するためのもので、図1はマルチリーフコリメータを構成するリーフ板の構成を示す図であり、図1(a)は外観図、図1(b)は図1(a)のP方向からの上面図、図1(c)は図1(a)のS方向からの側面図、図1(d)は図1(b)のA領域の拡大図、図1(e)は図1(a)のB領域の拡大図である。図2はマルチリーフコリメータで、高分解能の照射を実施するときの、リーフ位置を説明するための図であり、図2(a)はマルチリーフコリメータ全体(各リーフの駆動機構や制御機構等は図示せず)の外観図、図2(b)は図2(a)のP方向からの上面図、図2(c)は図2(a)のS方向からの側面図、図2(d)は図2(b)のA領域の拡大図である。図3はマルチリーフコリメータで、高分解能の照射を実施するときの、照射像を説明するための図である。
本発明の実施の形態2にかかるマルチリーフコリメータについて説明する。本実施の形態2にかかるマルチリーフコリメータは、実施の形態1にかかるマルチリーフコリメータに対して、リーフの最先端の端面に形成した切欠き部の形状を変化させたものである。他の構成については実施の形態1にかかるマルチリーフコリメータと同様であるので説明を省略する。
上記実施の形態1および2においては、マルチリーフコリメータの形状が直方体のものとして説明を行った。すなわち、実施の形態1及び2で用いた図1〜8においては、マルチリーフコリメータが閉じた状態での形状(以下「全体形状」という。)が直方体となるものとして説明を行った。たしかに、粒子線等の線源が、平行に照射されると仮定した場合にはマルチリーフコリメータの全体形状が直方体でも十分に効果が発揮される。しかし、マルチリーフコリメータの全体形状自体は本発明の技術思想を限定するものではなく、直方体以外の形状でも効果を発揮する。そこで、本実施の形態3においては、全体形状が直方体以外のものについて説明する。
本実施の形態4にかかるマルチリーフコリメータは、照射野を拡大するように照射されたビームの形状に応じて、リーフのスライド軌跡やリーフ対群の移動軌跡を調整したものである。具体的には、照射野を拡大するために使用する走査方向が異なる2つの電磁石の位置に対応して、リーフのスライドの回転半径とリーフ対群の移動軌跡の回転半径を定めたものである。
粒子線治療装置においてその照射法は、背景技術にて説明したように、ブロード照射法とスキャニング照射法に大別されるが、いずれの場合においても、荷電粒子ビームは偏向方向の異なる2つの電磁石(例えば、x方向用とy方向用の2つ)を用いて照射エリアを広げている。例えば、ブロード照射法で用いるワブラ法では、荷電粒子ビームを円軌道に走査し、散乱体を用いてビームを広げている。このとき、理想的には、x方向用とy方向用の電磁石は、患部から等距離の同じ位置に配置したい。しかし、現実的には、2つの電磁石を患部から等距離に配置することはできない。
図9と図10は、2つの電磁石によって照射エリアを広げる場合にマルチリーフコリメータを通ったときの荷電粒子ビームの形状(線束としての形状)およびビーム形状に影響される照射野の状況を説明するためのもので、図9(a1)は2つの電磁石6と7の配置と荷電粒子ビームのxz平面での広がり形状、図9(a2)は、2つの電磁石6と7の配置と荷電粒子ビームのyz平面での広がり形状、図9(b)は各リーフが直線的にスライドする従来のマルチリーフコリメータの外観、図9(c)はマルチリーフコリメータを通過した照射野の状態を示す図である。また、図10は2つの電磁石により拡大される荷電粒子ビームの形状をそれぞれの電磁石との関係で示したもので、図10(a)は線束の全体を示す斜視図、図10(b)は線束のxz面内での形状を示す図、図10(c)は線束のyz面内での形状を示す図である。
本実施の形態5にかかる粒子線治療装置は、上記各実施の形態にかかるマルチリーフコリメータを備えたものである。図14は本実施の形態5にかかる粒子線治療装置の構成を説明するためのブロック図である。図において、照射計画部109は、粒子線治療装置100と独立した装置であり、患部への適切な治療計画を生成する治療計画装置109aと、各種データを保持し、生成した治療計画に従って、具体的な照射角度や照射形状等のデータを出力するサーバ109bとを備えている。そして、本実施の形態5にかかる粒子線治療装置の照射制御部108では、照射計画指示部109から出力された照射角度(ビーム軌道)や照射形状に基づいて生成された照射データに従い、統括制御部108aを中心に照射制御を行う。そして、本実施の形態5においては、通常のブロード照射と、リーフに設けた切欠き部により形成した透過孔THによるスポット照射の2つのモードのうち、選択したモードに従い、マルチリーフコリメータ3や照射ノズル106、加速器107等の制御方法を切替えるモード制御部108bを備えている。
100 粒子線治療装置、 106 照射ノズル、 107 加速器、 108c リーフ動作制御部、
As 入射面、 Fr 線束、 Sa6 走査軸(第1の軸)、 Sa7 走査軸(第2の軸)
十位の数字は実施形態による変形例を示す。
Claims (9)
- 照射野を拡大するように照射された粒子ビーム中に配置され、照射野を形成するためのマルチリーフコリメータであって、
2枚のリーフ板のそれぞれの端面が互いに対向するように配置したリーフ対を、前記リーフ板の厚み方向に複数並べたリーフ対群と、
前記リーフ対群のリーフ板のそれぞれを、対向するリーフ板に対して接近または離反方向に駆動させるリーフ板駆動機構と、
前記リーフ対群を前記リーフ板の厚み方向に駆動するリーフ対群駆動機構と、を備え、
前記複数のリーフ対のうち少なくとも1つのリーフ対では、
リーフ板どうしを前記接近方向に駆動させたときに、前記粒子ビームの照射方向から見てそれぞれのリーフ板の先端が相互に重なるように、それぞれのリーフ板の対向する端面が前記厚み方向から見て段差状をなし、
かつ、少なくとも一方のリーフ板には、前記段差状をなす端面のうち、他方のリーフ板に向かって最先端となる端面に切欠き部が形成されている、
ことを特徴とするマルチリーフコリメータ。 - 前記切欠き部が、他方のリーフ板にも形成されていることを特徴とする請求項1に記載のマルチリーフコリメータ。
- 前記切欠き部の前記照射方向から見た形状が三角形であることを特徴とする請求項1または2に記載のマルチリーフコリメータ。
- 前記三角形は前記端面を底辺とする直角2等辺三角形であることを特徴とする請求項3に記載のマルチリーフコリメータ。
- 前記切欠き部が前記複数のリーフ対のうち、2つ以上のリーフ対のリーフ板に形成されているとともに、形成されている切欠き部の大きさがリーフ対によって異なっていることを特徴とする請求項1または2に記載のマルチリーフコリメータ。
- 前記リーフ板駆動機構は、前記粒子ビームの中心軸上で、当該中心軸に垂直な第1の軸を中心とする第1の円周軌道に沿って前記リーフ板を駆動し、
前記リーフ対群駆動機構は、前記中心軸上で、当該中心軸に垂直な第2の軸を中心とする第2の円周軌道に沿って前記リーフ対群を駆動する、
ことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載のマルチリーフコリメータ。 - 前記リーフ板の前記第1の円周軌道に垂直な断面の形状が、前記第2の軸を中心とする扇型になっていることを特徴とする請求項6に記載のマルチリーフコリメータ。
- 加速器から供給された粒子ビームを、照射野を拡大するように照射する照射ノズルと、
前記照射ノズルから照射された粒子ビーム中に配置された請求項1ないし7のいずれか1項に記載のマルチリーフコリメータと、
前記マルチリーフコリメータの動作を制御するマルチリーフコリメータ動作制御部と、
を備えたことを特徴とする粒子線治療装置。 - 加速器から供給された粒子ビームを走査方向が異なる2つの電磁石で走査し、照射野を拡大するように照射するワブラ電磁石と、
前記ワブラ電磁石から照射された粒子ビーム中に配置された請求項6または7に記載のマルチリーフコリメータと、を備え、
前記マルチリーフコリメータは、前記第1の軸が前記2つの電磁石のうちの一方の電磁石の走査軸に一致するとともに、前記第2の軸が他方の電磁石の走査軸に一致するように配置されている、
ことを特徴とする粒子線治療装置。
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WO2015131455A1 (zh) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | 上海联影医疗科技有限公司 | 多叶光栅及多叶光栅装置 |
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