JP5566854B2 - 放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法に関し、特に、人体内部の腫瘍患部を放射線治療するときに利用される放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法に関する。

腫瘍患部に治療用放射線を曝射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その放射線治療を実行する放射線治療装置は、その治療用放射線を発射する治療用放射線照射装置と、その患者の患部の位置を測定するセンサと、その測定された位置にその治療用放射線が照射されるようにその治療用放射線照射装置を駆動する駆動装置とを備えている。このような放射線治療装置によれば、その患者の呼吸等に伴ってその患部が動く場合でも、その患部に治療用放射線を照射することができる。このような放射線治療は、治療効果が高いことが望まれ、その治療用放射線は、その患部の細胞に曝射される線量に比較して、正常な細胞に曝射される線量がより小さいことが望まれている。このため、その放射線治療装置は、その治療用放射線をより高精度にその患部に曝射することが望まれ、その治療用放射線照射装置をより高精度に駆動することが望まれている。

所定の線量分布の治療用放射線を患部に照射する強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ、Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｔｈｅｒａｐｙ）が知られている。その強度変調放射線治療には、スライディングウィンドウ方式のＩＭＲＴとステップアンドシュート方式のＩＭＲＴとが知られている。そのスライディングウィンドウ方式のＩＭＲＴでは、治療用放射線を発射しながら、その治療用放射線を遮蔽するＭＬＣのリーフを移動させることによりその治療用放射線の照射野を変化させる。そのステップアンドシュート方式のＩＭＲＴでは、治療用放射線を間欠的に発射し、その治療用放射線が発射されているときにそのＭＬＣのリーフを移動させないで、その治療用放射線が発射されていないときにＭＬＣのリーフを移動させることによりその治療用放射線の照射野を変化させる。このような強度変調放射線治療は、腫瘍患部に所定の線量分布の治療用放射線をより高精度に曝射することが望まれ、腫瘍患部と異なる臓器の被曝線量をより低減することが望まれている。

特開平０６−７９００６号公報には、定位法の治療中であっても確実に照射位置が確認できるような透過像をモニタし、常に照射位置の補正を可能にする定位的放射線治療装置が開示されている。その定位的放射線治療装置は、電子ビームをＸ線に変換する手段を内蔵しかつ、水平軸線を中心として回転可能に支持された治療用ガントリと、治療用ガントリに支持されると共に定位法用コリメータを持つ照射ヘッドと、患者を載せる治療台より成り、照射中心の一点にその中心が位置するように治療台に固定された患者の病巣部に対し定位的に放射線を、集中照射して治療する定位的放射線治療装置において、患者を透過したＸ線を画像データとして取り込むことができるようにしたＸ線画像撮像装置と、患者の病巣部中心に一致させて挿入されたＸ線減衰率の大きな小物質（標的物質）と、Ｘ線画像撮像装置で逐次計測された標的物質の位置を取り込み標的物質を含む病巣部に対しＸ線を照射できるよう制御する制御手段と、より成ることを特徴としている。

特許第３７９０４８１号公報には、治療対象部位に、治療用放射線の照射野を精度よく追尾させて治療対象部位に治療用放射線を精度よく照射できる放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、出射した検査用放射線が検査対象部で互いに交差するように配置された複数の放射線源と、これらの放射線源と１対１に対を成して配置され、検査対象部を透過した検査用放射線を検出する複数の検出器と、前記検出器で検出された情報を基に、検査対象部の３次元画像を構成する画像形成装置と、前記画像形成装置によって構成された３次元画像を基に、前記検査対象部の範囲内で動く追尾すべき治療対象部位の３次元位置及び３次元形状を求める解析装置と、検査対象部に治療用放射線を照射する放射線発生装置と、出射方向に対して直交する方向に移動する多数のスライドを備え、それらのスライドを上記方向と直交する方向に束ねて２つのスライド群が形成され、そのスライド群の突き合わせ面を体軸に沿う方向にあわせて配置された前記放射線発生装置から出射される放射線の照射野を変化させる出射口可変式コリメータと、前記解析装置によって求められた治療対象部位の３次元位置と３次元形状を基に、前記出射口可変式コリメータの上記スライドを制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記治療対象部位の変形に応じて、前記出射口可変式コリメータの出射口形状を変化させることによって、前記治療対象部位に対して治療用放射線の照射野を追尾させることを特徴としている。

特許第３８７２７８９号公報には、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が開示されている。その放射線治療装置は、被検体を載せるベッドと、治療用放射線を照射する放射線照射ヘッドと、前記放射線照射ヘッドに接続され、前記放射線照射ヘッドの慣性中心を通る二本の軸を中心として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と、前記被検体の治療野を含む診断画像を取得する検査装置と、前記診断画像に基づいて、前記放射線照射ヘッドの照射野が、前記診断画像に基づいて定義された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う制御部と、を具備し、前記検査装置は、前記治療野に診断用放射線を照射するＸ線源と、前記被検体を透過した前記診断用放射線の透過放射線を検出し、診断画像データとして出力するセンサアレイと、前記診断画像データに基づいて、前記診断画像を生成する画像処理部とを備え、前記制御部は、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制御を行う。

特開平０６−７９００６号公報 特許第３７９０４８１号公報 特許第３８７２７８９号公報

本発明の課題は、照射装置から出射される放射線が照射対象を追尾するようにその照射装置を移動させるジンバル装置をより簡素化する放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法を提供することにある。
本発明の他の課題は、照射装置から出射される放射線が照射対象を追尾するようにその照射装置を移動させるジンバル装置をより簡素に制御する放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、照射装置から出射される放射線が照射対象を追尾するようにその照射装置を移動させるときに、その照射装置が損傷することを防止する放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、放射線が照射対象を追尾するようにその放射線の一部を遮蔽するときに、その放射線をより高精度にその照射対象に照射する放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法を提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、強度変調放射線治療時に、特定部位と異なる他の部位が放射線に所定線量以上曝射されることを防止する放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法を提供することにある。

以下に、発明を実施するための形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、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。

本発明による放射線治療装置制御装置（１０）（８９）は、被検体（３５）の特定部位の運動に基づいて照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを設定する制御方向算出部（６３）（９２）と、照射装置（６）が放射線（４８）を出射する期間に照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、照射装置（６）を移動させるジンバル装置（２３）を設定するジンバル設定部（６４）（９４）と、その期間に放射線（４８）の一部を遮蔽する遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動するように、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を移動させる遮蔽体駆動装置（４４）を設定する遮蔽体移動方向設定部（６５）（９５）とを備えている。このような放射線治療装置制御装置（１０）（８９）は、照射装置（６）と遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）とを移動させることにより治療用放射線（２４）を特定部位に照射させるときに、その照射装置移動方向とその遮蔽体移動方向とを適切に決定することにより、遮蔽体駆動装置（４４）を用いて照射野を移動させない他の放射線治療装置制御装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

本発明による放射線治療装置制御装置（１０）は、位置検出センサ（３６）（２５、２６、２７、２８）を用いてその特定部位が配置される特定部位位置を検出する特定部位位置検出部（６６）と、照射装置（６）をその照射装置移動方向に移動させることにより放射線（４８）がその特定部位位置に照射されるように、ジンバル装置（２３）を制御するジンバル制御部（６７）と、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）をその遮蔽体移動方向に移動させることにより放射線（４８）のうちのその特定部位を透過しない不要放射線が遮蔽されるように、遮蔽体駆動装置（４４）を制御する遮蔽体制御部（６８）と、放射線（４８）が出射されるように照射装置（６）を制御する照射部（６９）とをさらに備えていることが好ましい。

本発明による放射線治療装置制御装置（１０）は、運動検出センサ（３６）（２５、２６、２７、２８）を用いてその運動を検出する特定部位運動検出部をさらに備えていることが好ましい。

遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動することにより放射線（４８）のうちの遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を透過しない治療用放射線（２４）が曝射される照射野が移動する遮蔽体制御方向（７６）は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動することによりその照射野が移動するジンバル制御方向（７５）に垂直であることが好ましい。

制御方向算出部（６３）は、その特定部位が移動する加速度（７３）に基づいてその照射装置移動方向を設定する。このような放射線治療装置制御装置（１０）は、その特定部位位置に治療用放射線（２４）が照射されるように照射装置（６）が移動するときに、照射装置（６）が移動する加速度（７７）が所定加速度より小さくなるようにジンバル装置（２３）を設定することができ、照射装置（６）が損傷することを防止することができる。

制御方向算出部（６３）は、その特定部位が移動する軌跡（７１）に基づいてその遮蔽体移動方向を設定する。このような放射線治療装置制御装置（１０）は、その特定部位位置に治療用放射線（２４）が照射されるように遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）が移動するときに、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）が移動する範囲が所定範囲より小さくなるように遮蔽体駆動装置（４４）を設定することができ、放射線（４８）が遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）の端部を透過することに起因する治療用放射線（２４）の照射野形成精度の劣化を低減することができ、治療用放射線（２４）をより高精度にその特定部位に照射することができる。

遮蔽体駆動装置（４４）は、照射装置（６）に支持される。ジンバル設定部（６４）は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、ジンバル装置（２３）を回転移動させる駆動装置（２２）を制御する。このような放射線治療装置制御装置（１０）は、被検体（３５）に対してジンバル装置（２３）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

遮蔽体移動方向設定部（６５）は、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動するように、照射装置（６）に対して遮蔽体駆動装置（４４）を回転移動させる駆動装置（４５）を制御する。このような放射線治療装置制御装置（１０）は、照射装置（６）に対して遮蔽体駆動装置（４４）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、遮蔽体駆動装置（４４）をより容易に設定することができる。

ジンバル設定部（６４）は、被検体（３５）がカウチ（３３）に固定されるときに、被検体（３５）に対して照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、ジンバル装置（２３）を支持するガントリ（３）のカウチ（３３）に対する相対位置を変更する駆動装置（２１、３４）を制御する。このような放射線治療装置制御装置（１０）は、被検体（３５）に対してジンバル装置（２３）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

本発明による放射線治療装置制御装置（８９）は、その特定部位が配置される特定部位位置を検出するように、位置検出センサ（３６）（２５、２６、２７、２８）を制御する特定部位位置検出部（９６）と、その特定部位位置に基づいて算出されたジンバル位置に照射装置（６）が配置されるように、ジンバル装置（２３）を制御するジンバル制御部（９７）と、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）が遮蔽体位置に配置されるように遮蔽体駆動装置（４４）を制御する遮蔽体制御部（９８）と、その期間にその放射線が出射されるように照射装置（６）を制御する照射部（９９）とを備えている。そのジンバル位置とその遮蔽体位置とは、照射装置（６）がジンバル装置（２３）によりそのジンバル位置に配置されたときに、かつ、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体位置に配置されたときに、その放射線のうちの遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を透過しない治療用放射線（２４）がその特定部位のうちの部分に曝射されるように、算出される。その遮蔽体位置は、さらに、その特定部位に対してその部分が配置される位置がその期間で変化するように、算出される。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、不均一な線量分布になるようにその特定部位に治療用放射線（２４）を照射することができる。

遮蔽体制御部（９８）は、その特定部位位置に基づいてその遮蔽体位置を算出する。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、その特定部位が放射線（４８）のビーム軸（４６）から遠いほどその特定部位のうちのビーム軸（４６）から遠い側にその部分が配置されるように、その遮蔽体位置が算出されることにより、特定部位と異なる他の部位が放射線に所定線量以上曝射されることを防止することができる。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、その特定部位が放射線（４８）のビーム軸（４６）から遠いほどその特定部位のうちのビーム軸（４６）から近い側にその部分が配置されるように、その遮蔽体位置が算出されることにより、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）の端部を透過することに起因する治療用放射線（２４）の照射野形成精度の劣化を低減することができ、治療用放射線（２４）をより高精度にその部分に照射することができる。

その遮蔽体位置は、さらに、その特定部位が曝射可能範囲に含まれない曝射不可能部分を含んでいるときに、その特定部位のうちのその曝射可能範囲に含まれる曝射可能部分にその部分が含まれるように、算出される。

請求項１０において、その特定部位に対してその部分が移動する方向は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動することにより治療用放射線（２４）が曝射される照射野が移動するジンバル制御方向（７５）に垂直である。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、特定部位と異なる他の部位に治療用放射線（２４）が集中して曝射される確率が低減され、特定部位と異なる他の部位が治療用放射線（２４）に所定線量以上曝射されることを防止することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法は、被検体（３５）の特定部位の運動に基づいて照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを設定するステップと、照射装置（６）が放射線（４８）を出射する期間に照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、照射装置（６）を移動させるジンバル装置（２３）を設定するステップと、その期間に放射線（４８）の一部を遮蔽する遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動するように、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を移動させる遮蔽体駆動装置（４４）を設定するステップとを備えている。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、照射装置（６）と遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）とを移動させることにより治療用放射線（２４）を特定部位に照射させるときに、その照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを適切に決定することにより、遮蔽体駆動装置（４４）を用いて照射野を移動させない他の放射線治療装置制御装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動することにより放射線（４８）のうちの遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を透過しない治療用放射線（２４）が曝射される照射野が移動する遮蔽体制御方向（７６）は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動することによりその照射野が移動するジンバル制御方向（７５）に垂直であることが好ましい。

その照射装置移動方向は、その特定部位が移動する加速度（７３）に基づいて設定される。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、その特定部位位置に治療用放射線（２４）が照射されるように照射装置（６）が移動するときに、照射装置（６）が移動する加速度（７７）が所定加速度より小さくなるようにジンバル装置（２３）を設定することができ、照射装置（６）が損傷することを防止することができる。

その遮蔽体移動方向は、その特定部位が移動する軌跡（７１）に基づいて設定される。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、その特定部位位置に治療用放射線（２４）が照射されるように遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）が移動するときに、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）が移動する範囲が所定範囲より小さくなるように遮蔽体駆動装置（４４）を設定することができ、放射線（４８）が遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）の端部を透過することに起因する治療用放射線（２４）の照射野形成精度の劣化を低減することができ、治療用放射線（２４）をより高精度にその特定部位に照射することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、ジンバル装置（２３）を移動させる駆動装置（２２）を制御するステップをさらに備えている。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、被検体（３５）に対してジンバル装置（２３）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法は、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体移動方向に移動するように、照射装置（６）に対して遮蔽体駆動装置（４４）を移動させる駆動装置（４５）を制御するステップをさらに備えている。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、照射装置（６）に対して遮蔽体駆動装置（４４）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、遮蔽体駆動装置（４４）をより容易に設定することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法は、被検体（３５）がカウチ（３３）に固定されるときに、被検体（３５）に対して照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動するように、ジンバル装置（２３）を支持するガントリ（３）のカウチ（３３）に対する相対位置を変更する駆動装置（２１、３４）を制御するステップをさらに備えている。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置（１０）は、被検体（３５）に対してジンバル装置（２３）が固定されている他の放射線治療装置に比較して、ジンバル装置（２３）をより簡素化させることができ、または、治療時にジンバル装置（２３）をより簡素に制御することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法は、その特定部位が配置される特定部位位置に基づいてジンバル位置を算出するステップと、遮蔽体位置を算出するステップとを備えている。そのジンバル位置とその遮蔽体位置とは、照射装置（６）がジンバル装置（２３）によりそのジンバル位置に配置されたときに、かつ、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）がその遮蔽体位置に配置されたときに、その放射線のうちの遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）を透過しない治療用放射線（２４）がその特定部位のうちの部分に曝射されるように、算出される。その遮蔽体位置は、さらに、その特定部位に対してその部分が配置される位置がその期間で変化するように、算出される。このような放射線治療装置制御方法は、不均一な線量分布になるように特定部位に治療用放射線（２４）を照射することができる。

その遮蔽体位置は、その特定部位位置に基づいて算出される。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、その特定部位が放射線（４８）のビーム軸（４６）から遠いほどその特定部位のうちのビーム軸（４６）から遠い側にその部分が配置されるように、その遮蔽体位置が算出されることにより、特定部位と異なる他の部位が放射線に所定線量以上曝射されることを防止することができる。このような放射線治療装置制御装置（８９）は、その特定部位が放射線（４８）のビーム軸（４６）から遠いほどその特定部位のうちのビーム軸（４６）から近い側にその部分が配置されるように、その遮蔽体位置が算出されることにより、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）の端部を透過することに起因する治療用放射線（２４）の照射野形成精度の劣化を低減することができ、治療用放射線（２４）をより高精度にその部分に照射することができる。

その遮蔽体位置は、さらに、その特定部位が曝射可能範囲に含まれない曝射不可能部分を含んでいるときに、その特定部位のうちのその曝射可能範囲に含まれる曝射可能部分にその部分が含まれるように、算出される。

その特定部位に対してその部分が移動する方向は、照射装置（６）がその照射装置移動方向に移動することによりその治療用放射線が曝射される照射野が移動するジンバル制御方向（７５）に垂直である。このような放射線治療装置制御方法は、特定部位と異なる他の部位に治療用放射線（２４）が集中して曝射される確率が低減され、特定部位と異なる他の部位が治療用放射線（２４）に所定線量以上曝射されることを防止することができる。

本発明によるコンピュータプログラムは、本発明による放射線治療装置制御方法をコンピュータ（１０）に実行させるものである。

その放射線治療装置制御方法は、位置検出センサ（３６）（２５、２６、２７、２８）を用いて、その特定部位が配置される特定部位位置を検出するステップと、照射装置（６）をその照射装置移動方向に移動させることにより放射線（４８）がその特定部位位置に照射されるように、ジンバル装置（２３）を制御するステップと、遮蔽体（５２−１〜５２−ｎ、５３−１〜５３−ｎ）をその遮蔽体移動方向に移動させることにより放射線（４８）のうちのその特定部位を透過しない放射線が遮蔽されるように、遮蔽体駆動装置（４４）を制御するステップと、放射線（４８）が出射されるように照射装置（６）を制御するステップとをさらに備えていることが好ましい。

その放射線治療装置制御方法は、運動検出センサ（３６）（２５、２６、２７、２８）を用いてその運動を検出するステップをさらに備えていることが好ましい。

本発明による放射線治療装置制御装置および放射線治療装置制御方法は、照射装置から出射される放射線が照射対象を追尾するようにその照射装置を移動させるジンバル装置をより簡素化することができ、または、そのジンバル装置をより簡素に制御することができる。

図１は、放射線治療装置を示す斜視図である。 図２は、治療用放射線照射装置を示す図である。 図３は、マルチリーフコリメータを示す斜視図である。 図４は、放射線治療装置制御装置を示すブロック図である。 図５は、患部の運動とジンバル制御方向とＭＬＣ制御方向とを示す図である。 図６は、ジンバル制御方向とＭＬＣ制御方向とを算出する動作を示すフローチャートである。 図７は、マルチリーフコリメータの治療用放射線が通過する領域を示す側面図である。 図８は、他の状態のマルチリーフコリメータの治療用放射線が通過する領域を示す側面図である。 図９は、放射線治療装置制御装置の実施の他の形態を示すブロック図である。 図１０は、ＩＭＲＴ計画テーブルを示す図である。 図１１は、複数の照射野形状を示す図である。 図１２は、本発明による放射線治療装置制御方法の比較例における曝射される部位を示す図である。 図１３は、他のＩＭＲＴ計画テーブルを示す図である。 図１４は、複数の照射野形状を示す図である。 図１５は、複数の照射野形状を示す図である。 図１６は、複数の照射野形状を示す図である。

図面を参照して、本発明による放射線治療装置制御装置の実施の形態を記載する。その放射線治療装置制御装置１０は、図１に示されているように、放射線治療システムに適用されている。その放射線治療システムは、放射線治療装置制御装置１０と放射線治療装置１とを備えている。放射線治療装置制御装置１０と放射線治療装置１とは、双方向に情報を伝送することができるように、互いに接続されている。

放射線治療装置１は、Ｏリング２と走行ガントリ３とフレーム５と治療用放射線照射装置６とを備えている。Ｏリング２は、リング状に形成され、リング回転軸１１を中心に回転可能に基礎に支持されている。リング回転軸１１は、鉛直方向に平行である。走行ガントリ３は、リング状に形成され、Ｏリング２のリングの内側に配置され、ガントリ回転軸１２を中心に回転可能にＯリング２に支持されている。ガントリ回転軸１２は、鉛直方向に垂直であり、アイソセンタ１４でリング回転軸１１と交差している。ガントリ回転軸１２は、Ｏリング２に対して固定され、すなわち、Ｏリング２とともにリング回転軸１１を中心に回転する。フレーム５は、走行ガントリ３のリングの内側に配置されている。フレーム５は、回転軸１５を中心に回転可能に、走行ガントリ３に支持されている。回転軸１５は、ガントリ回転軸１２に垂直であり、アイソセンタ１４を通っている。回転軸１５は、走行ガントリ３に対して固定され、すなわち、走行ガントリ３とともにガントリ回転軸１２を中心に回転する。

治療用放射線照射装置６は、フレーム５の内側に配置されている。治療用放射線照射装置６は、チルト軸１６に回転可能に、かつ、パン軸１７に回転可能に、フレーム５に支持されている。チルト軸１６とパン軸１７とは、回転軸１５に概ね直交している。チルト軸１６は、パン軸１７に直交している。チルト軸１６とパン軸１７との交点は、アイソセンタ１４から１ｍだけ離れている。治療用放射線照射装置６は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、治療用放射線２４を出射する。

放射線治療装置１は、さらに、旋回駆動装置２１と駆動装置２２とジンバル装置２３とを備え、図示されていない走行駆動装置を備えている。旋回駆動装置２１は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、リング回転軸１１を中心にＯリング２を回転させる。旋回駆動装置２１は、さらに、基礎に対してＯリング２が配置される旋回角度を測定し、その旋回角度を放射線治療装置制御装置１０に出力する。その走行駆動装置は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、ガントリ回転軸１２を中心に走行ガントリ３を回転させる。その走行駆動装置は、さらに、Ｏリング２に対して走行ガントリ３が配置されるガントリ角度を測定し、そのガントリ角度を放射線治療装置制御装置１０に出力する。駆動装置２２は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、回転軸１５を中心にフレーム５を回転させる。駆動装置２２は、さらに、走行ガントリ３に対してフレーム５が配置されるフレーム角度を測定し、そのフレーム角度を放射線治療装置制御装置１０に出力する。

ジンバル装置２３は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６を回転させ、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６を回転させる。ジンバル装置２３は、さらに、チルト軸１６を中心に走行ガントリ３に対して治療用放射線照射装置６が回転するチルト角を測定し、そのチルト角を放射線治療装置制御装置１０に出力する。ジンバル装置２３は、さらに、パン軸１７を中心に走行ガントリ３に対して治療用放射線照射装置６が回転するパン角を測定し、そのパン角を放射線治療装置制御装置１０に出力する。

治療用放射線２４は、治療用放射線照射装置６が走行ガントリ３にこのように支持されることにより、治療用放射線照射装置６がアイソセンタ１４に向くように走行ガントリ３に固定されると、旋回駆動装置２１によりＯリング２が回転されても、または、その走行駆動装置により走行ガントリ３が回転されても、常に概ねアイソセンタ１４に出射される。すなわち、放射線治療装置１は、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１４に向けて治療用放射線２４の照射が可能になる。

放射線治療装置１は、さらに、複数のイメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置１は、第１診断用Ｘ線源２５と第２診断用Ｘ線源２６と第１センサアレイ２７と第２センサアレイ２８とを備えている。第１診断用Ｘ線源２５は、走行ガントリ３に支持され、アイソセンタ１４から第１診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１４から治療用放射線照射装置６を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるように、走行ガントリ３のリングの内側に配置されている。第２診断用Ｘ線源２６は、走行ガントリ３に支持され、アイソセンタ１４から第２診断用Ｘ線源２６を結ぶ線分とアイソセンタ１４から治療用放射線照射装置６を結ぶ線分とのなす角が鋭角になるように、走行ガントリ３のリングの内側に配置されている。第２診断用Ｘ線源２６は、さらに、アイソセンタ１４から第１診断用Ｘ線源２５を結ぶ線分とアイソセンタ１４から第２診断用Ｘ線源２６を結ぶ線分とのなす角が直角（９０度）になるように、配置されている。第１センサアレイ２７は、走行ガントリ３に支持され、アイソセンタ１４を介して第１診断用Ｘ線源２５に対向するように、配置されている。第２センサアレイ２８は、走行ガントリ３に支持され、アイソセンタ１４を介して第２診断用Ｘ線源２６に対向するように、配置されている。

第１診断用Ｘ線源２５は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、所定のタイミングで第１診断用Ｘ線３１をアイソセンタ１４に向けて出射する。第１診断用Ｘ線３１は、第１診断用Ｘ線源２５が有する１点から出射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。第２診断用Ｘ線源２６は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、所定のタイミングで第２診断用Ｘ線３２をアイソセンタ１４に向けて出射する。第２診断用Ｘ線３２は、第２診断用Ｘ線源２６が有する１点から出射され、その１点を頂点とする円錐状のコーンビームである。

第１センサアレイ２７は、受光部を備えている。第１センサアレイ２７は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、その受光部に受光されるＸ線に基づいて第１透視画像を生成する。第２センサアレイ２８は、受光部を備えている。第２センサアレイ２８は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、その受光部に受光されるＸ線に基づいて第２透視画像を生成する。その透視画像は、複数の画素から形成されている。その複数の画素は、その透視画像上にマトリクス状に配置され、それぞれ輝度に対応付けられている。その透視画像は、その複数の画素の各々に対応する輝度がその複数の画素の各々に着色されることにより、被写体を映し出している。第１センサアレイ２７と第２センサアレイ２８としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。

このようなイメージャシステムによれば、第１センサアレイ２７と第２センサアレイ２８とにより得た画像信号に基づき、アイソセンタ１４を中心とする透視画像を生成することができる。

放射線治療装置１は、さらに、カウチ３３とカウチ駆動装置３４とを備えている。カウチ３３は、ｘ軸とｙ軸とｚ軸とを中心に回転移動可能に、かつ、そのｘ軸とｙ軸とｚ軸とに平行に平行移動可能に基礎に支持されている。そのｘ軸とｙ軸とｚ軸とは、互いに直交している。カウチ３３は、その放射線治療システムにより治療される患者３５が横臥することに利用される。カウチ３３は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、患者３５が動かないように、患者３５をカウチ３３に固定する。カウチ駆動装置３４は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、カウチ３３を回転移動させ、カウチ３３を平行移動させる。

放射線治療装置１は、さらに、赤外線カメラ３６を備えている。赤外線カメラ３６は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、赤外線を用いてカウチ３３に横臥した患者３５を映す赤外線画像を撮影する。

図２は、治療用放射線照射装置６を示している。治療用放射線照射装置６は、電子銃４１と電子加速器４２とＸ線ターゲット４３とマルチリーフコリメータ４４と駆動装置４５とを備えている。電子銃４１は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、電子を放出する。電子加速器４２は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、電子銃４１により放出される電子を加速することにより、ビーム軸４６に沿って発射される電子ビームを生成する。Ｘ線ターゲット４３は、ビーム軸４６が貫通するように配置され、高原子番号物質から形成されている。その高原子番号物質としては、タングステン、タングステン合金、金、タンタルが例示される。Ｘ線ターゲット４３は、電子加速器４２により生成された電子ビームが照射されたときに、制動放射により放射線（Ｘ線）４８を生成する。放射線４８は、Ｘ線ターゲット４３がビーム軸４６に交差する点である仮想的点線源４７を通る直線に概ね沿って放射され、すなわち、仮想的点線源４７を頂点とするコーンビームである。Ｘ線ターゲット４３は、仮想的点線源４７がチルト軸１６とパン軸１７との交点に一致するように配置されている。マルチリーフコリメータ４４は、ビーム軸４６が貫通するように配置されている。マルチリーフコリメータ４４は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、放射線４８の一部を遮蔽することにより治療用放射線２４を生成する。このため、治療用放射線２４は、仮想的点線源４７を頂点とするコーンビームである。駆動装置４５は、ビーム軸４６を中心に回転可能にマルチリーフコリメータ４４を電子加速器４２に支持している。駆動装置４５は、さらに、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、ビーム軸４６を中心にマルチリーフコリメータ４４を回転させる。

図３は、マルチリーフコリメータ４４を示している。マルチリーフコリメータ４４は、フレーム５１と複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎ（ｎ＝２、３、４、…）と複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとを備えている。フレーム５１は、筐体に形成されており、駆動装置４５により、ビーム軸４６を中心に回転可能に支持されている。複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとは、それぞれ、高原子番号材から形成され、概ね長方形の板に形成されている。その高原子番号材としては、タングステン、タングステン合金等が例示される。複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎは、互いに異なる複数の案内面にそれぞれ沿うようにフレーム５１の内部に配置されている。その複数の案内面は、Ｘ線ターゲット４３の仮想的点線源４７を通り、かつ、リーフ移動方向５４に平行である。リーフ移動方向５４は、フレーム５１に固定され、ビーム軸４６に垂直である。複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎは、さらに、リーフ移動方向５４に平行に平行移動可能にフレーム５１に支持されている。複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎの各第２リーフ５３−ｉ（ｉ＝１、２、３、…、ｎ）は、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎの第１リーフ５２−ｉが沿う案内面に沿うように、かつ、第２リーフ５３−ｉの一辺が第１リーフ５２−ｉの一辺に対向するように、配置されている。複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎは、リーフ移動方向５４に平行に平行移動可能にフレーム５１に支持されている。

マルチリーフコリメータ４４は、さらに、図示されていない複数の第１駆動装置と複数の第２駆動装置とを備えている。その複数の第１駆動装置は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、リーフ移動方向５４に平行に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎをそれぞれ平行移動させる。その複数の第２駆動装置は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、リーフ移動方向５４に平行に複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎをそれぞれ平行移動させる。すなわち、マルチリーフコリメータ４４は、放射線治療装置制御装置１０により制御されることにより、放射線４８の一部を遮蔽することにより、治療用放射線２４の照射野の位置を制御し、治療用放射線２４の照射野の形状を制御する。

図４は、放射線治療装置制御装置１０を示している。放射線治療装置制御装置１０は、コンピュータであり、図示されていないＣＰＵと記憶装置とリムーバルメモリドライブと通信装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを備えている。そのＣＰＵは、放射線治療装置制御装置１０にインストールされるコンピュータプログラムを実行して、その記憶装置とリムーバルメモリドライブと通信装置と入力装置と出力装置とインターフェースとを制御する。その記憶装置は、そのコンピュータプログラムを記録し、そのＣＰＵに利用される情報を記録し、そのＣＰＵにより生成される情報を記録する。そのリムーバルメモリドライブは、記録媒体が挿入されたときに、その記録媒体に記録されているデータを読み出すことに利用される。そのリムーバルメモリドライブは、特に、コンピュータプログラムが記録されている記録媒体が挿入されたときに、そのコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置１０にインストールするときに利用される。その通信装置は、通信回線網を介して接続される他のコンピュータから配信される情報を放射線治療装置制御装置１０にダウンロードする。その通信装置は、特に、他のコンピュータからコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置１０にダウンロードし、そのコンピュータプログラムを放射線治療装置制御装置１０にインストールするときに利用される。その入力装置は、ユーザに操作されることにより生成される情報をそのＣＰＵに出力する。その入力装置としては、キーボード、マウスが例示される。その出力装置は、そのＣＰＵにより生成された情報をユーザに認識可能に出力する。その出力装置としては、そのＣＰＵにより生成された画像を表示するディスプレイが例示される。

そのインターフェースは、放射線治療装置制御装置１０に接続される外部機器により生成される情報をそのＣＰＵに出力し、そのＣＰＵにより生成された情報をその外部機器に出力する。その外部機器は、治療用放射線照射装置６と旋回駆動装置２１と走行駆動装置と駆動装置２２とジンバル装置２３と第１診断用Ｘ線源２５と第２診断用Ｘ線源２６と第１センサアレイ２７と第２センサアレイ２８とカウチ駆動装置３４と赤外線カメラ３６と駆動装置４５とを含んでいる。

放射線治療装置制御装置１０にインストールされるコンピュータプログラムは、放射線治療装置制御装置１０に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、治療計画収集部６１と特定部位運動検出部６２と制御方向算出部６３とジンバル設定部６４と遮蔽体移動方向設定部６５と特定部位位置検出部６６とジンバル制御部６７と遮蔽体制御部６８と照射部６９とを含んでいる。

治療計画収集部６１は、入力装置から治療計画を収集する。その治療計画は、照射角度と線量との組み合わせを示している。その照射角度は、患者３５の患部に治療用放射線２４を照射する方向を示し、カウチ位置とＯリング回転角とガントリ回転角とを示している。そのカウチ位置は、基礎に対するカウチ３３の位置を示している。そのＯリング回転角は、基礎に対するＯリング２の位置を示している。そのガントリ回転角は、Ｏリング２に対する走行ガントリ３の位置を示している。その線量は、その照射角度から患者３５に照射される治療用放射線２４の線量を示している。

特定部位運動検出部６２は、患者３５が映る複数の第１透過画像と複数の第２透過画像とが複数の時刻にそれぞれ撮影されるように、放射線治療装置１を制御する。すなわち、特定部位運動検出部６２は、治療計画収集部６１により収集された治療計画が示すカウチ位置にカウチ３３が配置されるように、カウチ駆動装置３４を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、治療計画収集部６１により収集された治療計画が示すＯリング回転角にＯリング２が配置されるように、旋回駆動装置２１を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、治療計画収集部６１により収集された治療計画が示すガントリ回転角に走行ガントリ３が配置されるように、放射線治療装置１の走行駆動装置を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、所定の期間に第１診断用Ｘ線３１が患者３５に周期的に（たとえば、５０ｍｓ間隔で）曝射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。その所定の期間としては、呼吸２〜３周期分が例示され、３０秒が例示される。特定部位運動検出部６２は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が出射される複数の時刻に第２診断用Ｘ線３２が患者３５に周期的に曝射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第１透過画像が生成されるように、第１センサアレイ２７を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第２透過画像が生成されるように、第２センサアレイ２８を制御する。特定部位運動検出部６２は、さらに、その複数の第１透過画像とその複数の第２透過画像とに基づいて患者３５の患部の運動を算出する。その算出された運動は、その患部が移動する軌跡と、その軌跡上の各点に配置された患部が移動する加速度とを示している。

制御方向算出部６３は、特定部位運動検出部６２により算出された運動に基づいて照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを算出する。その照射装置移動方向は、仮想的点線源４７を通り、かつ、ビーム軸４６に直交する回転軸を示している。その遮蔽体移動方向は、ビーム軸４６に垂直である方向を示している。その照射装置移動方向とその遮蔽体移動方向とは、その照射装置移動方向が示す回転軸とその遮蔽体移動方向とが平行であるように、算出される。

ジンバル設定部６４は、制御方向算出部６３により算出された照射装置移動方向に基づいて駆動装置２２を制御する。すなわち、ジンバル設定部６４は、駆動装置２２を用いて、その照射装置移動方向が示す回転軸にチルト軸１６が一致するように、回転軸１５を中心にフレーム５を回転させ、フレーム５を走行ガントリ３に固定する。

遮蔽体移動方向設定部６５は、制御方向算出部６３により算出された遮蔽体移動方向に基づいて駆動装置４５を制御する。すなわち、遮蔽体移動方向設定部６５は、駆動装置４５を用いて、その遮蔽体移動方向にリーフ移動方向５４が一致するように、ビーム軸４６を中心にマルチリーフコリメータ４４を回転させ、マルチリーフコリメータ４４を電子加速器４２に固定する。

特定部位位置検出部６６は、患者３５を映す赤外線画像が周期的に（たとえば、５０ｍｓ間隔で）撮影されるように、赤外線カメラ３６を制御する。特定部位位置検出部６６は、さらに、患者３５の体表面に配置された赤外線マーカがその赤外線画像に映る位置に基づいて特定部位位置を検出する。その特定部位位置は、患者３５の患部が配置される３次元位置を示している。

ジンバル制御部６７は、特定部位位置検出部６６により算出された特定部位位置に基づいてジンバル装置２３を制御する。すなわち、ジンバル制御部６７は、ジンバル装置２３を用いて、その特定部位位置に治療用放射線２４が出射されるように、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６を回転させる。

遮蔽体制御部６８は、特定部位位置検出部６６により算出された特定部位位置に基づいてマルチリーフコリメータ４４を制御する。すなわち、遮蔽体制御部６８は、マルチリーフコリメータ４４を用いて、その特定部位位置に治療用放射線２４が出射されるように（放射線４８のうちのその特定部位位置を透過しない放射線を複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとが遮蔽するように）、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとを移動させる。

照射部６９は、特定部位位置検出部６６により検出された特定部位位置と治療用放射線照射装置６により治療用放射線２４が曝射されようとしている位置との差が所定範囲に含まれるときに、治療用放射線２４が出射されるように、治療用放射線照射装置６を制御する。照射部６９は、特定部位位置検出部６６により検出された特定部位位置と治療用放射線照射装置６により治療用放射線２４が曝射されようとしている位置との差がその所定範囲に含まれないときに、治療用放射線２４が発射されないように、治療用放射線照射装置６を制御する。

図５は、特定部位運動検出部６２により算出される軌跡を示している。その軌跡７１は、患者３５の患部を仮想的点線源４７から投影面に射影された投影患部がその投影面を移動する軌跡を示している。その投影面は、回転軸１５に垂直である平面である。制御方向算出部６３は、軌跡７１に基づいて複数の差し渡し幅を算出する。その複数の差し渡し幅は、その投影面に平行である複数の方向に対応している。その複数の差し渡し幅のうちのある方向に対応する差し渡し幅は、軌跡７１をその方向に垂直である２つの直線に接触するように挟んだときに、その２つの直線の距離を示している。制御方向算出部６３は、その複数の差し渡し幅に基づいて患部振幅最大方向７２を算出する。患部振幅最大方向７２は、その複数の方向のうちのその複数の差し渡し幅の最大値に対応する方向を示している。

特定部位運動検出部６２により算出される複数の加速度は、軌跡７１に含まれる複数の点に対応している。その複数の加速度のうちのある点に対応する加速度は、その投影患部がその点に配置されるときに、その投影患部が移動する加速度を示している。制御方向算出部６３は、さらに、その複数の加速度に基づいて複数の最大加速度を算出する。その複数の最大加速度は、その投影面に平行である複数の方向に対応している。その複数の最大加速度のうちのある方向に対応する最大加速度は、その複数の加速度のその方向の成分の最大値を示している。制御方向算出部６３は、その複数の最大加速度に基づいて患部加速度最小方向を算出する。その患部加速度最小方向は、その複数の方向のうちのその複数の最大加速度の最小値に対応する方向を示している。

制御方向算出部６３は、さらに、軌跡７１とその複数の加速度とに基づいてジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを算出する。ジンバル制御方向７５は、ＭＬＣ制御方向７６に垂直である。

制御方向算出部６３は、その複数の加速度をジンバル制御方向７５にそれぞれ正射影した複数の射影加速度の最大値が所定の加速度より小さくなるように、ジンバル制御方向７５を算出する。複数の射影加速度のうちの任意の投影加速度７３がジンバル制御方向７５に正射影された加速度７７の大きさは、その所定の加速度の大きさより小さい。制御方向算出部６３は、さらに、ジンバル制御方向７５に基づいて照射装置移動方向を算出する。その照射装置移動方向は、仮想的点線源４７を通り、かつ、ビーム軸４６に直交する回転軸を示し、その回転軸を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野がジンバル制御方向７５に移動するように、算出される。

制御方向算出部６３は、軌跡７１をＭＬＣ制御方向７６に垂直である２つの直線で挟んだときの軌跡７１の差し渡し幅７８が所定の幅より小さくなるように、ＭＬＣ制御方向７６を算出する。

本発明による放射線治療装置制御方法の実施の形態は、放射線治療装置制御装置１０により実行され、制御方向を設定する動作と放射線治療する動作とを備えている。

図６は、その制御方向を設定する動作を示している。ユーザは、まず、入力装置を介して、事前に作成された治療計画を放射線治療装置制御装置１０に入力する。その治療計画は、照射角度と線量との組み合わせを示している。その照射角度は、患者３５の患部に治療用放射線２４を照射する方向を示し、カウチ位置とＯリング回転角とガントリ回転角とを示している。そのカウチ位置は、基礎に対するカウチ３３の位置と向きとを示している。そのＯリング回転角は、基礎に対するＯリング２の位置を示している。そのガントリ回転角は、Ｏリング２に対する走行ガントリ３の位置を示している。その線量は、その各照射角度から患者３５に照射される治療用放射線２４の線量を示している。

ユーザは、放射線治療装置１のカウチ３３に患者３５を固定する。放射線治療装置制御装置１０は、そのカウチ位置にカウチ３３が配置されるように、カウチ駆動装置３４を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、そのＯリング回転角にＯリング２が配置されるように、旋回駆動装置２１を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、そのガントリ回転角に走行ガントリ３が配置されるように、放射線治療装置１の走行駆動装置を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、所定の期間に第１診断用Ｘ線３１が周期的に（たとえば、５０ｍｓ間隔で）発射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。その所定の期間としては、呼吸２〜３周期分が例示され、３０秒が例示される。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が発射される複数の時刻に第２診断用Ｘ線３２が発射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第１透過画像が生成されるように、第１センサアレイ２７を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第２透過画像が生成されるように、第２センサアレイ２８を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、その複数の第１透過画像とその複数の第２透過画像とに基づいて患者３５の患部の運動を算出する。その算出された運動は、軌跡７１と複数の加速度とを示している。その複数の加速度は、軌跡７１に含まれる複数の点に対応している。その複数の加速度のうちのある点に対応する加速度は、その患部が仮想的点線源４７から投影面に射影された投影患部がその点に配置されるときに、その投影患部が移動する加速度を示している。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、軌跡７１に基づいて患部振幅最大方向７２を算出する。

放射線治療装置制御装置１０は、ジンバル制御方向７５がカウチ３３の長手方向に一致するように、ジンバル制御方向７５を設定する（ステップＳ１）。放射線治療装置制御装置１０は、患部振幅最大方向７２がカウチ３３の長手方向に一致していないときに（ステップＳ２、ＮＯ）、ジンバル制御方向７５が患部振幅最大方向７２に一致するように、ジンバル制御方向７５を設定する（ステップＳ３）。放射線治療装置制御装置１０は、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野がジンバル制御方向７５に移動するように回転軸１５を中心にフレーム５を回転することができないときに（ステップＳ４、ＮＯ）、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野が移動する方向と患部振幅最大方向７２とのなす角が最も小さくなるように、ジンバル制御方向７５を設定する（ステップＳ５）。

放射線治療装置制御装置１０は、ジンバル制御方向７５が設定された後に（ステップＳ２、ＹＥＳまたはステップＳ４、ＹＥＳまたはステップＳ５の後）、その投影患部の加速度をジンバル制御方向７５にそれぞれ正射影した複数の射影加速度の最大値が所定の加速度より小さいかどうかを判別する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、ジンバル制御方向７５に垂直であるＭＬＣ制御方向７６に垂直である２つの直線で軌跡７１を挟んだときの軌跡７１の差し渡し幅７８が所定の幅より小さいかどうかを判別する（ステップＳ６）。

放射線治療装置制御装置１０は、その複数の射影加速度の最大値がその所定の加速度より大きいときに、または、差し渡し幅７８がその所定の幅より大きいときに（ステップＳ６、ＮＯ）、その複数の射影加速度の最大値がその所定の加速度より小さくなるように、かつ、差し渡し幅７８がその所定の幅より小さくなるように、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを設定することができるかどうかを判別する（ステップＳ７）。

放射線治療装置制御装置１０は、その複数の射影加速度の最大値がその所定の加速度より小さくなるように、かつ、差し渡し幅７８がその所定の幅より小さくなるように、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを設定することができるときに（ステップＳ７、ＹＥＳ）、その複数の射影加速度の最大値がその所定の加速度より小さくなるように、かつ、差し渡し幅７８がその所定の幅より小さくなるように、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを設定する（ステップＳ８）。

放射線治療装置制御装置１０は、その複数の射影加速度の最大値がその所定の加速度より小さくなるように、かつ、差し渡し幅７８がその所定の幅より小さくなるように、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを設定することができないときに（ステップＳ７、ＮＯ）、その放射線治療する動作を実施しない。

その放射線治療する動作は、その制御方向を設定する動作によりジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とが適切に設定されたときに実行される。放射線治療装置制御装置１０は、その治療計画が示すカウチ位置にカウチ３３が配置されるように、カウチ駆動装置３４を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、その治療計画が示すＯリング回転角にＯリング２が配置されるように、旋回駆動装置２１を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、その治療計画が示すガントリ回転角に走行ガントリ３が配置されるように、放射線治療装置１の走行駆動装置を制御する。

放射線治療装置制御装置１０は、さらに、ジンバル制御方向７５に基づいて駆動装置２２を制御する。すなわち、放射線治療装置制御装置１０は、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野がジンバル制御方向７５に移動するように、回転軸１５を中心にフレーム５を回転させ、フレーム５を走行ガントリ３に固定する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、ＭＬＣ制御方向７６に基づいて駆動装置４５を制御する。すなわち、放射線治療装置制御装置１０は、リーフ移動方向５４に平行に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとが平行移動したときに治療用放射線２４の照射野がＭＬＣ制御方向７６に移動するように、すなわち、リーフ移動方向５４がチルト軸１６に平行になるように、ビーム軸４６を中心にマルチリーフコリメータ４４を回転させ、マルチリーフコリメータ４４を電子加速器４２に固定する。

放射線治療装置制御装置１０は、患者３５の体表面に配置された赤外線マーカを映す赤外線画像が撮影されるように、赤外線カメラ３６を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、その赤外線画像に赤外線マーカが映る位置に基づいて患者３５の患部が配置される特定部位位置を算出する。放射線治療装置制御装置１０は、その特定部位位置に治療用放射線２４が曝射されるように、ジンバル装置２３を制御し、マルチリーフコリメータ４４を制御する。すなわち、放射線治療装置制御装置１０は、その特定部位位置に治療用放射線照射装置６が向くように、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６を回転させる。放射線治療装置制御装置１０は、放射線４８のうちのその特定部位位置を通らない放射線を遮蔽するように、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとが平行移動させる。放射線治療装置制御装置１０は、治療している期間に、このような動作を所定の間隔ごとに周期的に繰り返して実行する。

放射線治療装置制御装置１０は、その特定部位位置と治療用放射線２４が曝射されようとしている位置との差が所定範囲に含まれるときに、治療用放射線２４が出射されるように、治療用放射線照射装置６を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、その特定部位位置と治療用放射線２４が曝射されようとしている位置との差がその所定範囲に含まれないときに、治療用放射線２４が発射されないように、治療用放射線照射装置６を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、治療している期間に、このような動作を所定の間隔ごとに周期的に繰り返して実行する。

このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置１０は、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６を回転させないで、治療用放射線２４が患者３５の患部を追尾するように治療用放射線２４をその患部に曝射することができる。このため、ジンバル装置２３は、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６を回転させる機構を備える必要がなく、その機能を省略することができる。放射線治療装置１は、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６を回転させる機構をジンバル装置２３が備えないときに、より簡素化され、より軽量化されることができ、より容易に作製されることができる。さらに、走行ガントリ３に対して治療用放射線照射装置６を支持する支持機構は、要求される剛性が低減され、簡略化されることができる。さらに、このような放射線治療装置制御方法によれば、治療用放射線２４が患者３５の患部を追尾するように治療用放射線照射装置６を回転させる制御は、より簡素化されることができる。

電子加速器４２は、印加される加速度が大きいほど、損傷する可能性が大きくなる。このような放射線治療装置制御方法によれば、電子加速器４２は、治療時に移動される加速度の大きさが低減され、損傷がより防止される。

図７は、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端がビーム軸４６に比較的近いときに、かつ、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端がビーム軸４６に比較的近いときに、患者３５に向けて発射される治療用放射線を示している。その治療用放射線８１は、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端を透過する量が比較的小さく、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端を透過する量が比較的小さい。図８は、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端がビーム軸４６に比較的遠いときに、または、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端がビーム軸４６に比較的遠いときに、患者３５に向けて発射される治療用放射線を示している。その治療用放射線８２は、治療用放射線８１に比較して、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端を透過する量がより大きく、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端を透過する量がより大きい。

本発明による放射線治療装置制御方法によれば、治療時に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとが移動する範囲を低減することができ、治療用放射線８１と同様にして、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端を透過する量をより小さくすることができ、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端を透過する量をより小さくすることができる。このため、本発明による放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置制御装置１０は、放射線４８が複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとの端部を透過することに起因する治療用放射線２４の照射野形成精度の劣化を低減することができ、患者３５の患部に所定の線量の治療用放射線２４をより高精度に曝射することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法によれば、リーフ移動方向５４がチルト軸１６と平行になるようにマルチリーフコリメータ４４が電子加速器４２に固定されている場合であっても、同様の効果を奏することができる。このため、放射線治療装置１は、駆動装置４５を備える必要がなく、このとき、駆動装置４５を省略することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法の実施の他の形態は、既述の実施の形態におけるステップＳ２、Ｓ３が他のステップに置換されている。そのステップでは、放射線治療装置制御装置１０は、軌跡７１に含まれる複数の点に対応する複数の加速度に基づいて複数の最大加速度を算出する。その複数の最大加速度は、その投影面に平行である複数の方向に対応している。その複数の最大加速度のうちのある方向に対応する最大加速度は、その複数の加速度のその方向の成分の最大値を示している。放射線治療装置制御装置１０は、その複数の最大加速度に基づいて患部加速度最小方向を算出する。その患部加速度最小方向は、その複数の方向のうちのその複数の最大加速度の最小値に対応する方向を示している。放射線治療装置制御装置１０は、ジンバル制御方向７５がその患部加速度最小方向に一致していないときに、ジンバル制御方向７５がその患部加速度最小方向に一致するように、ジンバル制御方向７５を設定する。

このような放射線治療装置制御方法によれば、既述の実施の形態と同様にして、放射線治療装置１がより簡素化されることができ、治療用放射線照射装置６を回転させる制御をより簡素化することができる。このような放射線治療装置制御方法は、さらに、既述の実施の形態に比較して、電子加速器４２が治療時に移動される加速度の大きさがより低減され、損傷がより防止される。

本発明による放射線治療装置制御方法の実施のさらに他の形態は、ジンバル装置２３がフレーム５に対してチルト軸１６とパン軸１７とを中心に治療用放射線照射装置６を回転させることにより、治療用放射線照射装置６を照射装置移動方向に回転させる。このとき、放射線治療装置制御装置１０は、リーフ移動方向５４がその遮蔽体移動方向に一致するように、駆動装置４５を用いてマルチリーフコリメータ４４を回転・固定させる。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置１は、走行ガントリ３に対してフレーム５を回転させる駆動装置２２を備える必要がなく、駆動装置２２を省略することができる。

本発明による放射線治療装置制御方法の実施のさらに他の形態は、リーフ移動方向５４がその遮蔽体移動方向に一致するように、旋回駆動装置２１とカウチ駆動装置３４とを用いてマルチリーフコリメータ４４を回転・固定させる。このような放射線治療装置制御方法によれば、放射線治療装置１は、走行ガントリ３に対してフレーム５を回転させる必要がなく、かつ、電子加速器４２に対してマルチリーフコリメータ４４を回転させる必要がない。このため、放射線治療装置１は。駆動装置２２を省略することができ、駆動装置４５を省略することができる。

なお、ジンバル制御方向７５は、ＭＬＣ制御方向７６に垂直である方向と異なる他の方向に設定されることができる。その方向は、ＭＬＣ制御方向７６に平行ではない方向である。ジンバル制御方向７５がこのような方向に設定された場合であっても、放射線治療装置制御装置１０は、既述の実施の形態と同様にして、放射線治療装置１がより簡素化されることができ、治療用放射線照射装置６を回転させる制御をより簡素化することができる。

なお、ジンバル制御方向７５は、治療用放射線照射装置６が加速度に対して十分な剛性を有するときに、患者３５の患部の加速度に無頓着に設定されることもできる。ジンバル制御方向７５がこのように設定された場合であっても、放射線治療装置制御装置１０は、既述の実施の形態と同様にして、放射線治療装置１がより簡素化されることができ、治療用放射線照射装置６を回転させる制御をより簡素化することができる。

なお、ＭＬＣ制御方向７６は、軌跡７１の患部振幅最大方向７２に無頓着に設定されることもできる。このような設定は、マルチリーフコリメータ４４が複数のリーフの端が放射線４８に沿うように複数のリーフを回転移動する他のマルチリーフコリメータに置換されている放射線治療装置に好適である。ＭＬＣ制御方向７６がこのように設定された場合であっても、既述の実施の形態と同様にして、放射線治療装置１がより簡素化されることができ、治療用放射線照射装置６を回転させる制御をより簡素化することができる。

図９は、本発明による放射線治療装置制御装置の実施の他の形態を示している。その放射線治療装置制御装置８９は、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置１０と同様にして、コンピュータから形成されている。放射線治療装置制御装置８９にインストールされるコンピュータプログラムは、放射線治療装置制御装置８９に複数の機能をそれぞれ実現させるための複数のコンピュータプログラムから形成されている。その複数の機能は、治療計画収集部９０と特定部位運動検出部９１と制御方向算出部９２とＩＭＲＴ計画部９３とジンバル設定部９４と遮蔽体移動方向設定部９５と特定部位位置検出部９６とジンバル制御部９７と遮蔽体制御部９８と照射部９９とを含んでいる。

治療計画収集部９０は、入力装置を介して放射線治療装置制御装置８９に入力された情報に基づいて治療計画を作成する。その治療計画は、放射線治療装置１と別個のコンピュータ断層撮影装置により撮影された患者３５の三次元データに基づいて作成され、曝射方向と線量分布とを示している。その曝射方向は、患者３５に対して治療用放射線照射装置６が配置される方向を示し、治療時リング角度と治療時ガントリ角度とを示している。その治療時リング角度は、基礎に対してＯリング２が配置される位置を示している。その治療時ガントリ角度は、Ｏリング２に対して走行ガントリ３が配置される位置を示している。その線量分布は、患者３５の患部を形成する複数の部分に対応する複数の線量を示している。その複数の線量のうちのある部分に対応する線量は、その曝射方向からその部分に曝射される治療用放射線２４の線量を示している。

特定部位運動検出部９１は、治療計画収集部９０により治療計画が作成されるときに利用された三次元データに基づいて、患者３５の患部の運動を算出する。その算出された運動は、軌跡７１を示し、すなわち、回転軸１５に垂直である投影面に患者３５の患部が正射影された投影患部が移動する軌跡と複数の点に対応する複数の加速度とを示している。その複数の点は、その軌跡上の点を示している。その複数の加速度のうちのある点に対応する加速度は、その投影患部がその点を通過するときの加速度を示している。

特定部位運動検出部９１は、その軌跡に基づいて複数の方向に対応する複数の差し渡し幅を算出する。その複数の方向は、互いに異なり、その投影面に平行である。その複数の差し渡し幅のうちのある方向に対応する差し渡し幅は、その方向に垂直である２つの直線が軌跡７１を挟んだときに、その２つの直線の距離を示している。特定部位運動検出部９１は、その複数の差し渡し幅に基づいて患部振幅最大方向７２を算出する。患部振幅最大方向７２は、その複数の方向のうちのその複数の差し渡し幅の最大値に対応する方向を示している。

特定部位運動検出部９１は、さらに、その複数の加速度に基づいて、その複数の方向に対応する複数の最大加速度を算出する。その複数の最大加速度のうちのある方向に対応する最大加速度は、その複数の加速度のその方向の成分の最大値を示している。特定部位運動検出部９１は、その複数の最大加速度に基づいて患部加速度最小方向を算出する。その患部加速度最小方向は、その複数の方向のうちのその複数の最大加速度の最小値に対応する方向を示している。

制御方向算出部９２は、軌跡７１とその複数の加速度とに基づいてジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを算出する。ジンバル制御方向７５は、ＭＬＣ制御方向７６に垂直である。

ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とは、その複数の加速度をジンバル制御方向７５にそれぞれ正射影した複数の射影加速度の最大値が所定の加速度より小さくなるように、かつ、その複数の差し渡し幅のうちのＭＬＣ制御方向７６に対応する差し渡し幅７８が所定の幅より小さくなるように、算出される。すなわち、その複数の射影加速度のうちの任意の投影加速度７３がジンバル制御方向７５に正射影された加速度７７の大きさは、その所定の加速度の大きさより小さい。

ＩＭＲＴ計画部９３は、治療計画収集部９０により作成された治療計画が示す線量分布と制御方向算出部９２により算出されたＭＬＣ制御方向７６とに基づいて、ＩＭＲＴ計画テーブルを作成する。

ジンバル設定部９４は、制御方向算出部９２により算出されたジンバル制御方向７５に基づいて駆動装置２２を制御する。すなわち、ジンバル設定部９４は、制御方向算出部９２により算出されたジンバル制御方向７５に基づいて照射装置移動方向を算出する。その照射装置移動方向は、その照射装置移動方向に平行である回転軸を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野がジンバル制御方向７５に平行に移動するように、算出される。ジンバル設定部９４は、チルト軸１６がその照射装置移動方向に平行になるまで回転軸１５を中心にフレーム５が回転するように、駆動装置２２を制御する。ジンバル設定部９４は、チルト軸１６がその照射装置移動方向に平行になるまで回転軸１５を中心にフレーム５が回転するように、かつ、チルト軸１６がその照射装置移動方向に平行である状態でフレーム５が走行ガントリ３に固定されるように、駆動装置２２を制御する。

遮蔽体移動方向設定部９５は、制御方向算出部９２により算出されたＭＬＣ制御方向７６に基づいて駆動装置４５を制御する。すなわち、遮蔽体移動方向設定部９５は、ＭＬＣ制御方向７６にリーフ移動方向５４が一致するまでビーム軸４６を中心にマルチリーフコリメータ４４が回転するように、かつ、リーフ移動方向５４がＭＬＣ制御方向７６に平行である状態でマルチリーフコリメータ４４が電子加速器４２に固定されるように、駆動装置４５を制御する。

特定部位位置検出部９６は、カウチ３３に横臥した患者３５を映す位置合わせ時第１透視画像と位置合わせ時第２透視画像とが撮影されるように、放射線治療装置１を制御する。すなわち、特定部位位置検出部９６は、患者３５がカウチ３３に固定されているときに、基礎に対してカウチ３３が適当な位置に配置されるように、カウチ駆動装置３４を制御する。特定部位位置検出部９６は、さらに、基礎に対してＯリング２がその治療時リング角度に配置されるように、旋回駆動装置２１を制御する。特定部位位置検出部９６は、さらに、Ｏリング２に対して走行ガントリ３がその治療時ガントリ角度に配置されるように、放射線治療装置１のガントリ駆動装置を制御する。

特定部位位置検出部９６は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が発射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。特定部位位置検出部９６は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて位置合わせ時第１透視画像が撮像されるように、第１センサアレイ２７を制御する。

特定部位位置検出部９６は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が発射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。特定部位位置検出部９６は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて位置合わせ時第２透視画像が撮像されるように、第２センサアレイ２８を制御する。

特定部位位置検出部９６は、さらに、その位置合わせ時第１透視画像とその位置合わせ時第２透視画像とに基づいて位置合わせ時位置を算出する。その位置合わせ位置は、その位置合わせ時第１透視画像とその位置合わせ時第２透視画像とが撮影された時に患者３５が配置された位置と向きとを示している。特定部位位置検出部９６は、患者３５に対して治療用放射線照射装置６が配置される方向がその曝射方向に一致するように、その位置合わせ時位置に基づいてカウチ駆動装置３４を制御する。

特定部位位置検出部９６は、治療計画収集部９０により収集された治療計画の曝射方向が示す治療時リング角度にＯリング２が配置されているときに、かつ、その曝射方向が示す治療時ガントリ角度に走行ガントリ３が配置されているときに、複数の第１撮影タイミングに複数の第１透視画像がそれぞれ撮影されるように、放射線治療装置１を制御する。すなわち、特定部位位置検出部９６は、その複数の第１撮影タイミングに第１診断用Ｘ線３１がアイソセンタ１４に向けて発射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。特定部位位置検出部９６は、その複数の第１撮影タイミングに患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第１透視画像がそれぞれ撮像されるように、第１センサアレイ２７を制御する。

特定部位位置検出部９６は、治療計画収集部９０により収集された治療計画の曝射方向が示す治療時リング角度にＯリング２が配置されているときに、かつ、その曝射方向が示す治療時ガントリ角度に走行ガントリ３が配置されているときに、複数の第２撮影タイミングに複数の第２透視画像がそれぞれ撮影されるように、放射線治療装置１を制御する。すなわち、特定部位位置検出部９６は、その複数の第２撮影タイミングに第２診断用Ｘ線３２がアイソセンタ１４に向けて発射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。特定部位位置検出部９６は、その複数の第２撮影タイミングに患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第２透視画像がそれぞれ撮像されるように、第２センサアレイ２８を制御する。

特定部位位置検出部９６は、その複数の第１透視画像に基づいてその複数の第１撮影タイミングに対応する複数の第１測定二次元位置を算出する。その複数の第１測定二次元位置のうちのある第１撮影タイミングに対応する第１測定二次元位置は、その複数の第１透視画像のうちの第１撮影タイミングに撮影された第１透視画像に患者３５の患部が映し出されている位置を示している。特定部位位置検出部９６は、その複数の第２透視画像に基づいてその複数の第２撮影タイミングに対応する複数の第２測定二次元位置を算出する。その複数の第２測定二次元位置のうちのある第２撮影タイミングに対応する第２測定二次元位置は、その複数の第２透視画像のうちの第２撮影タイミングに撮影された第２透視画像に患者３５の患部が映し出されている位置を示している。

特定部位位置検出部９６は、その複数の第１測定二次元位置とその複数の第２測定二次元位置とに基づいて、複数の予測対象時刻に対応する複数の特定部位位置を算出する。その複数の特定部位位置のうちのある時刻に対応する特定部位位置は、患者３５の患部がその時刻に配置される位置を示している。

ジンバル制御部９７は、特定部位位置検出部９６により算出された複数の特定部位位置に基づいて、その複数の予測対象時刻に対応する複数のチルト角度と複数のパン角度とを算出する。ジンバル制御部９７は、その複数の予測対象時刻の任意の時刻に、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６がその複数のチルト角度のうちのその任意の時刻に対応するチルト角度に向けられるように、かつ、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６がその複数のパン角度のうちのその任意の時刻に対応するパン角度に向けられるように、ジンバル装置２３を制御する。すなわち、その複数のチルト角度とその複数のパン角度とは、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６がその複数のチルト角度のうちのある時刻に対応するチルト角度に向けられ、かつ、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６がその複数のパン角度のうちのその時刻に対応するパン角度に向けられたときに、治療用放射線照射装置６がその複数の特定部位位置のうちのその時刻に対応する特定部位位置に向けられるように、算出される。

遮蔽体制御部９８は、ＩＭＲＴ計画部９３により作成されたＩＭＲＴ計画テーブルと特定部位位置検出部９６により算出された特定部位位置とに基づいて、マルチリーフコリメータ４４の複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置される複数の第１位置と複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとがそれぞれ配置される複数の第２位置とを算出する。遮蔽体制御部９８は、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがその複数の第１位置にそれぞれ配置されるように、かつ、複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがその複数の第２位置にそれぞれ配置されるように、かつ、マルチリーフコリメータ４４を制御する。

照射部９９は、特定部位位置検出部９６により算出された複数の特定部位位置の各々が所定の範囲に含まれるかどうかを判別する。照射部９９は、その特定部位位置がその範囲に含まれるときに、その複数の予測対象時刻のうちのその特定部位位置に対応する時刻に治療用放射線２４が発射されるように、治療用放射線照射装置６を制御する。照射部９９は、その特定部位位置がその範囲に含まれないときに、その複数の予測対象時刻のうちのその特定部位位置に対応する時刻に治療用放射線２４が発射されないように、治療用放射線照射装置６を制御する。

図１０は、ＩＭＲＴ計画部９３により作成されたＩＭＲＴ計画テーブルを示している。そのＩＭＲＴ計画テーブル１００は、期間集合１０１を照射野形状集合１０２に対応づけている。すなわち、期間集合１０１のうちの任意の要素は、照射野形状集合１０２のうちの１つの要素に対応している。期間集合１０１の要素は、放射線治療する治療時間に含まれる期間を示している。期間集合１０１が示す複数の期間は、互いに重複しないように設定されている。照射野形状集合１０２の要素は、照射野形状を示している。

図１１は、照射野形状集合１０２が示す複数の照射野形状を示している。その複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍ（ｍ＝２，３，４，…）の各照射野形状１０５−ｊ（ｊ＝１，２，３，…，ｍ）は、患者３５の患部の部分を示している。照射野形状１０５−ｊは、さらに、マルチリーフコリメータ４４の複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとの間に形成される開口部１０６の形状を示している。すなわち、照射野形状１０５−ｊは、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置される複数の第１位置と複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがそれぞれ配置される複数の第２位置とを示している。このとき、照射野形状１０５−ｊが示す開口部１０６の形状は、照射野形状１０５−ｊが示す患者３５の患部の部分の形状に一致している。

複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍは、照射野形状１０５−ｊが示す複数の第１位置のうちの第１リーフ５２−ｉに対応する第１位置が照射野形状１０５−（ｊ−１）が示す複数の第１位置のうちの第１リーフ５２−ｉに対応する第１位置よりリーフ移動方向５４の反対方向に移動しないように、設計されている。複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍは、さらに、照射野形状１０５−ｊが示す複数の第２位置のうちの第２リーフ５３−ｉに対応する第２位置が、照射野形状１０５−（ｊ−１）が示す複数の第２位置のうちの第２リーフ５３−ｉに対応する第２位置よりリーフ移動方向５４の反対方向に移動しないように、設計されている。すなわち、複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍは、数ｊが大きくなるにつれて、照射野形状１０５−ｊが示す患者３５の患部の部分がリーフ移動方向５４に移動するように、設計されている。

放射線治療する治療時間は、互いに重複しない複数の第１期間と複数の第２期間とから形成されている。その複数の第１期間の各第１期間の長さとその複数の第２期間の各第１期間の長さとは、互いに等しい。その複数の第１期間のうちの任意の２つの第１期間の間には、その複数の第２期間のうちの少なくとも１つの第２期間が含まれている。その複数の第２期間のうちの任意の２つの第２期間の間には、その複数の第１期間のうちの少なくとも１つの第１期間が含まれている。期間集合１０１は、その複数の第１期間で、期間集合１０１のうちの照射野形状１０５−ｊに対応する期間が、期間集合１０１のうちの照射野形状１０５−（ｊ−１）に対応する期間より後になるように、設計されている。期間集合１０１は、さらに、その複数の第２期間で、期間集合１０１のうちの照射野形状１０５−ｊに対応する期間が、期間集合１０１のうちの照射野形状１０５−（ｊ−１）に対応する期間より前になるように、設計されている。すなわち、複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍは、その複数の第１期間で照射野形状１０５−ｊが示す患者３５の患部の部分がリーフ移動方向５４に移動するように、かつ、その複数の第２期間で照射野形状１０５−ｊが示す患者３５の患部の部分がリーフ移動方向５４の反対方向に移動するように、設計されている。

複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍは、さらに、期間集合１０１の各期間に、複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍのうちのその各期間に対応する照射野形状１０５−ｊが示す患者３５の患部の部分に治療用放射線２４を曝射することにより、その患部に曝射される治療用放射線２４の線量分布が治療計画収集部９０により作成された治療計画が示す線量分布に一致するように、作成されている。

このとき、遮蔽体制御部９８は、ＩＭＲＴ計画テーブル１００を参照して、期間集合１０１の各期間に、複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍのうちのその各期間に対応する照射野形状１０５−ｊが示す複数の第１位置に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置されるように、かつ、照射野形状１０５−ｊが示す複数の第２位置に複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがそれぞれ配置されるように、マルチリーフコリメータ４４を制御する。

本発明による放射線治療装置制御方法の実施のさらに他の形態は、放射線治療装置制御装置８９により実行され、制御方向を設定する動作とＩＭＲＴ計画を作成する動作と放射線治療する動作とを備えている。

その制御方向を設定する動作では、既述の実施の形態における制御方向を設定する動作と同様にして、治療計画が作成されるときに利用された三次元データに基づいて、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とを算出する。放射線治療装置制御装置１０は、さらに、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６が回転したときに治療用放射線２４の照射野がジンバル制御方向７５に移動する向きで、フレーム５が走行ガントリ３に固定されるように、駆動装置２２を制御する。放射線治療装置制御装置１０は、リーフ移動方向５４に平行に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとが平行移動したときに治療用放射線２４の照射野がＭＬＣ制御方向７６に移動する向きで、マルチリーフコリメータ４４が電子加速器４２に固定されるように、駆動装置４５を制御する。

そのＩＭＲＴ計画を作成する動作は、ジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とが設定された後に実行される。放射線治療装置制御装置８９は、ＭＬＣ制御方向７６とその治療計画が示す線量分布とに基づいて、治療期間に患者３５の患部のうちの治療用放射線２４に曝射される部分がＭＬＣ制御方向７６に平行に移動するように、かつ、治療期間に患者３５の患部に曝射される治療用放射線２４の線量の分布がその線量分布に一致するように、ＩＭＲＴ計画テーブル１００を作成する。

その放射線治療する動作では、ユーザは、まず、放射線治療装置１のカウチ３３に患者３５を固定する。放射線治療装置制御装置８９は、患者３５がカウチ３３に固定されているときに、基礎に対してカウチ３３が適当な位置に配置されるように、カウチ駆動装置３４を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、さらに、基礎に対してＯリング２がその治療時リング角度に配置されるように、旋回駆動装置２１を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、さらに、Ｏリング２に対して走行ガントリ３がその治療時ガントリ角度に配置されるように、放射線治療装置１のガントリ駆動装置を制御する。

放射線治療装置制御装置８９は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が発射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、さらに、第１診断用Ｘ線３１が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて位置合わせ時第１透視画像が撮像されるように、第１センサアレイ２７を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が発射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、さらに、第２診断用Ｘ線３２が患者３５に曝射されたときに、患者３５を透過したＸ線に基づいて位置合わせ時第２透視画像が撮像されるように、第２センサアレイ２８を制御する。

放射線治療装置制御装置８９は、さらに、その位置合わせ時第１透視画像とその位置合わせ時第２透視画像とに基づいて位置合わせ時位置を算出する。その位置合わせ位置は、その位置合わせ時第１透視画像とその位置合わせ時第２透視画像とが撮影された時に患者３５が配置された位置と向きとを示している。放射線治療装置制御装置８９は、患者３５に対して治療用放射線照射装置６が配置される方向がその曝射方向に一致するように、その位置合わせ時位置に基づいてカウチ駆動装置３４を制御する。

放射線治療装置制御装置８９は、複数の第１撮影タイミングに第１診断用Ｘ線３１がアイソセンタ１４に向けて発射されるように、第１診断用Ｘ線源２５を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、その複数の第１撮影タイミングに患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第１透視画像がそれぞれ撮像されるように、第１センサアレイ２７を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、複数の第２撮影タイミングに第２診断用Ｘ線３２がアイソセンタ１４に向けて発射されるように、第２診断用Ｘ線源２６を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、その複数の第２撮影タイミングに患者３５を透過したＸ線に基づいて複数の第２透視画像がそれぞれ撮像されるように、第２センサアレイ２８を制御する。

放射線治療装置制御装置８９は、その複数の第１透視画像とその複数の第２透視画像とに基づいて、複数の予測対象時刻に対応する複数の特定部位位置を算出する。その複数の特定部位位置のうちのある時刻に対応する特定部位位置は、患者３５の患部がその時刻に配置される位置を示している。

放射線治療装置制御装置８９は、その複数の特定部位位置に基づいて、その複数の予測対象時刻の任意の時刻に、その複数の特定部位位置のうちのその任意の時刻に対応する特定部位位置に治療用放射線照射装置６が向けられるように、ジンバル装置２３を制御する。

ＩＭＲＴ計画テーブル１００を参照して、期間集合１０１の各期間に、複数の照射野形状１０５−１〜１０５−ｍのうちのその各期間に対応する照射野形状１０５−ｊが示す複数の第１位置に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置されるように、かつ、照射野形状１０５−ｊが示す複数の第２位置に複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがそれぞれ配置されるように、マルチリーフコリメータ４４を制御する。

放射線治療装置制御装置８９は、その複数の特定部位位置の各々が所定の範囲に含まれるかどうかを判別する。放射線治療装置制御装置８９は、その複数の特定部位位置のうちのある時刻に対応する特定部位位置がその範囲に含まれるときに、その時刻に治療用放射線２４が発射されるように、治療用放射線照射装置６を制御する。放射線治療装置制御装置８９は、その複数の特定部位位置のうちのある時刻に対応する特定部位位置がその範囲に含まれないときに、その時刻に治療用放射線２４が発射されないように、治療用放射線照射装置６を制御する。

図１２は、その治療期間に含まれる複数の時刻に患者３５の患部が配置される複数の患部領域の例を示している。その複数の患部領域１１１−１〜１１１−５は、患者３５の皮膚に対して周期的に移動していることを示している。その複数の患部領域１１１−１〜１１１−５は、さらに、仮想的点線源４７からその患部をある投影面に投影させた射影が仮想的点線源４７からその皮膚のある部分をその投影面に投影させた射影に常時に重複することを示している。

図１２は、さらに、本発明による放射線治療装置制御方法の比較例により、その複数の時刻にそれぞれ曝射される複数の照射野を示している。その比較例では、ＭＬＣ制御方向７６が患部振幅最大方向７２に平行であるように、設定されている。その複数の照射野１１２−１〜１１２−５は、その患部が患部領域１１１−１に配置されているときに、治療用放射線２４が照射野１１２−１に曝射されることを示している。その複数の照射野１１２−１〜１１２−５は、さらに、その患部が患部領域１１１−２に配置されているときに、治療用放射線２４がその患部の照射野１１２−２に曝射されることを示している。その複数の照射野１１２−１〜１１２−５は、さらに、その患部が患部領域１１１−３に配置されているときに、治療用放射線２４がその患部の照射野１１２−３に曝射されることを示している。その複数の照射野１１２−１〜１１２−５は、さらに、その患部が患部領域１１１−４に配置されているときに、治療用放射線２４がその患部の照射野１１２−４に曝射されることを示している。その複数の照射野１１２−１〜１１２−５は、さらに、その患部が患部領域１１１−５に配置されているときに、治療用放射線２４がその患部の照射野１１２−５に曝射されることを示している。

図１２は、さらに、複数の照射野１１２−１〜１１２−５が移動する周期が患者３５の患部が移動する周期に一致するときに、その皮膚のうちの所定の領域１１３だけが曝射される場合があることを示している。その場合、その皮膚の領域１１３に曝射される治療用放射線２４の線量は、その患部に曝射される治療用放射線２４の線量より大きくなることもある。その臓器としては、皮膚のほかに、せき髄が例示される。

このような放射線治療装置制御方法は、ＭＬＣ制御方向７６が患部振幅最大方向７２に平行にならないように設定されることにより、患者３５のその患部と異なる他の臓器の一部が集中して治療用放射線２４に曝射されることを防止することができ、その臓器が治療用放射線２４に所定線量以上曝射されることを防止することができる。

ＩＭＲＴ計画テーブル１００は、さらに、その患部のうちの治療用放射線２４に曝射される部分が移動する周期が、その患部が移動する周期に一致しないように、作成されることもできる。このとき、その放射線治療装置制御方法は、患者３５のその患部と異なる他の臓器の一部が集中して治療用放射線２４に曝射されることをより確実に防止することができ、その臓器が治療用放射線２４に所定線量以上曝射されることをより確実に防止することができる。

なお、放射線治療装置制御装置８９は、治療時に、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６を回転させないように、ジンバル装置２３とマルチリーフコリメータ４４とを制御する。このとき、放射線治療装置制御装置８９は、ＭＬＣ制御方向７６にその患部が移動するときに、患者３５の患部のうちの照射野形状集合１０２が示す照射野が治療用放射線２４に曝射されるように、マルチリーフコリメータ４４を制御する。この場合も、患者３５のその患部と異なる他の臓器の一部が集中して治療用放射線２４に曝射されることを防止することができ、その臓器が治療用放射線２４に所定線量以上曝射されることを防止することができる。この場合、放射線治療装置制御装置８９は、既述の実施の形態における放射線治療装置制御装置１０と同様にして、放射線治療装置１をより簡素化することができ、治療用放射線照射装置６を回転させる制御をより簡素化することができる。

なお、ジンバル制御方向７５は、患部振幅最大方向７２に平行であるように、設定されることもできる。このとき、ＭＬＣ制御方向７６は、ジンバル制御方向７５に垂直である。このようなジンバル制御方向７５とＭＬＣ制御方向７６とが適用された場合も、その放射線治療装置制御方法は、患者３５のその患部と異なる他の臓器の一部が集中して治療用放射線２４に曝射されることを防止することができ、その臓器が治療用放射線２４に所定線量以上曝射されることを防止することができる。

図１３は、他のＩＭＲＴ計画テーブルを示している。そのＩＭＲＴ計画テーブル１１５は、特定部位位置集合１１６をジンバル角度集合１１７と照射野形状集合１１８とに対応づけている。すなわち、特定部位位置集合１１６のうちの任意の要素は、ジンバル角度集合１１７のうちの１つの要素に対応し、照射野形状集合１１８のうちの１つの要素に対応している。

特定部位位置集合１１６の要素は、患者３５の患部が配置され得る位置を示している。ジンバル角度集合１１７のうちのある位置に対応する要素は、治療用放射線照射装置６が向けられるジンバル角度を示し、治療用放射線照射装置６が向けられるパン角度とチルト角度とを示している。照射野形状集合１１８の要素は、既述の実施の形態における照射野形状集合１０２と同様にして、患者３５の患部の部分を示し、照射野形状を示している。すなわち、照射野形状集合１１８の要素は、マルチリーフコリメータ４４の複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとの間に形成される開口部１０６の形状を示し、すなわち、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置される複数の第１位置と複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがそれぞれ配置される複数の第２位置とを示している。

このとき、ジンバル制御部９７は、特定部位位置検出部９６により算出された複数の特定部位位置のうちの特定部位位置がある予測対象時刻に対応するときに、ＩＭＲＴ計画テーブル１１５を参照して、ジンバル角度集合１１７のうちのその特定部位位置に対応するジンバル角度を算出する。ジンバル制御部９７は、その予測対象時刻に、治療用放射線照射装置６がそのジンバル角度に向くように、すなわち、チルト軸１６を中心に治療用放射線照射装置６がそのジンバル角度が示すチルト角度に向けられるように、かつ、パン軸１７を中心に治療用放射線照射装置６がそのジンバル角度が示すパン角度に向けられるように、ジンバル装置２３を制御する。

このとき、遮蔽体制御部９８は、特定部位位置検出部９６により算出された複数の特定部位位置のうちの特定部位位置がある予測対象時刻に対応するときに、ＩＭＲＴ計画テーブル１１５を参照して、複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとの間に形成される開口部の形状が、照射野形状集合１１８のうちのその予測対象時刻に対応する照射野形状に一致するように、マルチリーフコリメータ４４を制御する。すなわち、遮蔽体制御部９８は、照射野形状集合１１８のうちのその予測対象時刻に対応する照射野形状が示す複数の第１位置に複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎがそれぞれ配置されるように、かつ。その照射野形状が示す複数の第２位置に複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎがそれぞれ配置されるように、マルチリーフコリメータ４４を制御する。

図１４は、患者３５の患部が配置され得る複数の領域を示している。その複数の領域１２１−１〜１２１−３は、その患部が患部振幅最大方向７２の反対方向に最も移動したときに、その患部が領域１２１−１に配置されることを示している。その複数の領域１２１−１〜１２１−３は、その患部が患部振幅最大方向７２に最も移動したときに、その患部が領域１２１−３に配置されることを示している。領域１２１−２は、ビーム軸４６に比較的近い位置を示している。

図１４は、さらに、照射野形状集合１１８が示す複数の照射野を示している。すなわち、その複数の照射野１２２−１〜１２２−３は、その患部が領域１２１−１に配置されたときに照射野１２２−１が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２１−１に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その複数の照射野１２２−１〜１２２−３は、その患部が領域１２１−２に配置されたときに照射野１２２−２が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２１−２に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その患部が領域１２１−３に配置されたときに照射野１２２−３が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２１−３に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。

図１４は、さらに、その患部が領域１２１−１に配置されたときに、または、その患部が領域１２１−３に配置されたときに、その患部のうちのビーム軸４６から離れた部分が曝射されることを示している。

このような動作によれば、治療用放射線２４は、患者３５のその患部と異なる他の臓器のうちのより広い範囲に曝射される。このため、このような動作は、その臓器の一部が集中して治療用放射線２４に曝射されることを防止することができ、その臓器の各部分が治療用放射線２４に所定線量以上曝射されることを防止することができる。

なお、ＩＭＲＴ計画テーブル１１５は、照射野形状集合１１８が他の照射野形状集合に置換されることもできる。図１５は、その照射野形状集合が示す複数の照射野形状を示し、患者３５の患部が配置され得る複数の領域に対応する複数の照射野を示している。その複数の領域１２５−１〜１２５−３は、その患部が患部振幅最大方向７２の反対方向に移動したときに、その患部が領域１２５−１に配置されることを示し、その患部が患部振幅最大方向７２に移動したときに、その患部が領域１２５−３に配置されることを示している。領域１２５−２は、ビーム軸４６に比較的近い位置を示している。

図１５は、さらに、その照射野形状集合が示す複数の照射野を示している。すなわち、その複数の照射野１２６−１〜１２６−３は、その患部が領域１２５−１に配置されたときに照射野１２６−１が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２５−１に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その複数の照射野１２６−１〜１２６−３は、その患部が領域１２５−２に配置されたときに照射野１２６−２が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２５−２に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その患部が領域１２５−３に配置されたときに照射野１２６−３が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１２５−３に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。

図１５は、さらに、その患部が領域１２５−１に配置されたときに、または、その患部が領域１２５−３に配置されたときに、その患部のうちのビーム軸４６に近い部分が曝射されることを示している。

このようなＩＭＲＴ計画テーブルは、このようなＩＭＲＴ計画テーブルが適用されても、患者３５のその患部と異なる他の臓器の各部分が治療用放射線２４に曝射される線量が所定線量より十分に小さくなるときに、適用される。

このようなＩＭＲＴ計画テーブルによれば、放射線治療装置制御装置８９は、第１リーフ５２−ｉのうちの第２リーフ５３−ｉに対向する端を透過する量をより小さくすることができ、第２リーフ５３−ｉのうちの第１リーフ５２−ｉに対向する端を透過する量をより小さくすることができる。このため、放射線治療装置制御装置８９は、放射線４８が複数の第１リーフ５２−１〜５２−ｎと複数の第２リーフ５３−１〜５３−ｎとの端部を透過することに起因する治療用放射線２４の照射野形成精度の劣化を低減することができ、患者３５の患部の所定の部分に治療用放射線２４をより高精度に曝射することができる。

ＩＭＲＴ計画テーブル１１５は、ジンバル角度集合１１７が他のジンバル角度集合に置換され、照射野形状集合１１８がさらに他の照射野形状集合に置換されることもできる。

図１６は、患者３５の患部が配置され得る複数の領域を示している。その複数の領域１３１−１〜１３１−３は、その患部が領域１３１−１に配置されたときに、その患部のうちの一部が治療用放射線２４に曝射され得る領域１３３に配置されることを示し、その患部のうちのその一部を除く部分が領域１３３の外に配置されることを示している。複数の領域１３１−１〜１３１−３は、その患部が領域１３１−２に配置されたときに、その患部の全部が治療用放射線２４に曝射され得る領域１３３に配置されることを示している。複数の領域１３１−１〜１３１−３は、その患部が領域１３１−３に配置されたときに、その患部のうちの一部が治療用放射線２４に曝射され得る領域１３３に配置されることを示し、その患部のうちのその一部を除く部分が領域１３３の外に配置されることを示している。

図１６は、さらに、その照射野形状集合が示す複数の照射野を示している。すなわち、その複数の照射野１３２−１〜１３２−３は、その患部が領域１３１−１に配置されたときに照射野１３２−１が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１３１−１に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その複数の照射野１３２−１〜１３２−３は、その患部が領域１３１−２に配置されたときに照射野１３２−２が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１３１−２に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。その患部が領域１３１−３に配置されたときに照射野１３２−３が治療用放射線２４に曝射されることを示し、その患部が領域１３１−３に配置されたときにその患部の一部が治療用放射線２４に曝射されることを示している。

すなわち、図１６は、その患部の一部が領域１３３に配置されている場合で、その患部の他の一部が領域１３３の外に配置されるときに、その患部のうちの領域１３３に含まれる部分が治療用放射線２４に曝射されることを示している。

そのジンバル角度集合は、そのジンバル角度集合のうちの領域１３１−１の位置に対応するジンバル角度に治療用放射線照射装置６が向けられたときに、治療用放射線照射装置６が照射野１３２−１に向くように、作成される。そのジンバル角度集合は、さらに、そのジンバル角度集合のうちの領域１３１−３の位置に対応するジンバル角度に治療用放射線照射装置６が向けられたときに、治療用放射線照射装置６が照射野１３２−３に向くように、作成される。すなわち、そのジンバル角度集合は、その患部の一部が領域１３３に配置されている場合で、その患部の他の一部が領域１３３の外に配置されるときに、その患部のうちの領域１３３に含まれる部分に治療用放射線照射装置６が向くように、作成される。

このとき、照射部９９は、その患部が配置される特定部位位置が領域１３３に含まれない場合でも、その算出された照射野が領域１３３に含まれない場合でも、その照射野形状集合のうちのその特定部位位置に対応する照射野が領域１３３に含まれるときに、その複数の予測対象時刻のうちのその特定部位位置に対応する時刻に治療用放射線２４が発射されるように、治療用放射線照射装置６を制御する。

このような動作によれば、放射線治療装置制御装置８９は、患者３５の患部が治療用放射線２４に曝射され得る領域１３３より広範囲に移動する場合でも、治療用放射線２４が発射されないように制御されることが低減される。このような動作によれば、放射線治療装置制御装置８９は、さらに、患者３５の患部が領域１３３より広範囲に移動する場合に、放射線治療する期間を短縮することができ、患者３５の負担を軽減することができる。

なお、特定部位位置検出部９６は、既述の実施の形態における特定部位位置検出部６６と同様にして、赤外線カメラ３６により撮影された赤外線画像に基づいて特定部位位置を検出する他の特定部位位置検出部に置換されることもできる。このような放射線治療装置制御装置も、特定部位位置検出部９６が適用された放射線治療装置制御装置８９と同様の効果を奏することができる。

１ ：放射線治療装置
２ ：Ｏリング
３ ：走行ガントリ
５ ：フレーム
６ ：治療用放射線照射装置
１０：放射線治療装置制御装置
１１：リング回転軸
１２：ガントリ回転軸
１４：アイソセンタ
１５：回転軸
１６：チルト軸
１７：パン軸
２１：旋回駆動装置
２２：駆動装置
２３：ジンバル装置
２４：治療用放射線
２５：第１診断用Ｘ線源
２６：第２診断用Ｘ線源
２７：第１センサアレイ
２８：第２センサアレイ
３１：第１診断用Ｘ線
３２：第２診断用Ｘ線
３３：カウチ
３４：カウチ駆動装置
３５：患者
３６：赤外線カメラ
４１：電子銃
４２：電子加速器
４３：Ｘ線ターゲット
４４：マルチリーフコリメータ
４５：駆動装置
４６：ビーム軸
４７：仮想的点線源
４８：放射線
５１：フレーム
５２−１〜５２−ｎ：複数の第１リーフ
５３−１〜５３−ｎ：複数の第２リーフ
５４：リーフ移動方向
６１：治療計画収集部
６２：特定部位運動検出部
６３：制御方向算出部
６４：ジンバル設定部
６５：遮蔽体移動方向設定部
６６：特定部位位置検出部
６７：ジンバル制御部
６８：遮蔽体制御部
６９：照射部
７１：軌跡
７２：患部振幅最大方向
７３：投影加速度
７５：ジンバル制御方向
７６：ＭＬＣ制御方向
７７：加速度
７８：差し渡し幅
８１：治療用放射線
８２：治療用放射線
８９：放射線治療装置制御装置
９０：治療計画収集部
９１：特定部位運動検出部
９２：制御方向算出部
９３：ＩＭＲＴ計画部
９４：ジンバル設定部
９５：遮蔽体移動方向設定部
９６：特定部位位置検出部
９７：ジンバル制御部
９８：遮蔽体制御部
９９：照射部
１００：ＩＭＲＴ計画テーブル
１０１：期間集合
１０２：照射野形状集合
１０５−１〜１０５−ｍ：複数の照射野形状
１０６：開口部
１１１−１〜１１１−５：複数の患部領域
１１２−１〜１１２−５：複数の照射野
１１３：領域
１１５：ＩＭＲＴ計画テーブル
１１６：特定部位位置集合
１１７：ジンバル角度集合
１１８：照射野形状集合
１２１−１〜１２１−３：複数の領域
１２２−１〜１２２−３：複数の照射野
１２５−１〜１２５−３：複数の領域
１２６−１〜１２６−３：複数の照射野
１３１−１〜１３１−３：複数の領域
１３２−１〜１３２−３：複数の照射野
１３３：領域

Claims (22)

1. 被検体の特定部位の運動に基づいて照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを設定する制御方向算出部と、
   照射装置が放射線を出射する期間に前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動するように、前記照射装置を移動させるジンバル装置を設定するジンバル設定部と、
   前記期間に前記放射線の一部を遮蔽する遮蔽体が前記遮蔽体移動方向に移動するように、前記遮蔽体を移動させる遮蔽体駆動装置を設定する遮蔽体移動方向設定部
   とを具備し、
   前記遮蔽体が前記遮蔽体移動方向に移動することにより前記放射線のうちの前記遮蔽体を透過しない治療用放射線が曝射される照射野が移動する遮蔽体制御方向は、前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動することにより前記照射野が移動するジンバル制御方向に垂直である
   放射線治療装置制御装置。
2. 請求項１に記載の放射線治療装置制御装置において、
   位置検出センサを用いて、前記特定部位が配置される特定部位位置を検出する特定部位位置検出部と、
   前記照射装置を前記照射装置移動方向に移動させることにより前記放射線が前記特定部位位置に照射されるように、前記ジンバル装置を制御するジンバル制御部と、
   前記遮蔽体を前記遮蔽体移動方向に移動させることにより前記放射線のうちの前記特定部位を透過しない不要放射線が遮蔽されるように、前記遮蔽体駆動装置を制御する遮蔽体制御部と、
   前記放射線が出射されるように前記照射装置を制御する照射部
   とをさらに具備する放射線治療装置制御装置。
3. 請求項１または２に記載の放射線治療装置制御装置において、
   運動検出センサを用いて前記運動を検出する特定部位運動検出部
   をさらに具備する放射線治療装置制御装置。
4. 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制御装置において、
   前記制御方向算出部は、前記特定部位が移動する加速度に基づいて前記照射装置移動方向を設定する
   放射線治療装置制御装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御装置において、
   前記制御方向算出部は、前記特定部位が移動する軌跡に基づいて前記遮蔽体移動方向を設定する
   放射線治療装置制御装置。
6. 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制御装置において、
   前記遮蔽体駆動装置は、前記照射装置に支持され、
   前記ジンバル設定部は、前記ジンバル装置を回転移動させる駆動装置を制御する
   放射線治療装置制御装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御装置において、
   前記遮蔽体移動方向設定部は、前記照射装置に対して前記遮蔽体駆動装置を回転移動させる駆動装置を制御する
   放射線治療装置制御装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御装置において、
   前記ジンバル設定部は、前記ジンバル装置を支持するガントリのカウチに対する相対位置を変更する駆動装置を制御する
   放射線治療装置制御装置。
9. 請求項１に記載の放射線治療装置制御装置において、
   前記特定部位が配置される特定部位位置を検出するように、位置検出センサを制御する特定部位位置検出部と、
   前記特定部位位置に基づいて算出されたジンバル位置に前記照射装置が配置されるように、前記ジンバル装置を制御するジンバル制御部と、
   前記遮蔽体が遮蔽体位置に配置されるように前記遮蔽体駆動装置を制御する遮蔽体制御部と、
   前記期間に前記放射線が出射されるように前記照射装置を制御する照射部とを具備し、
   前記放射線のうちの前記遮蔽体を透過しない治療用放射線は、前記照射装置がジンバル装置により前記ジンバル位置に配置されたときに、かつ、前記遮蔽体が前記遮蔽体位置に配置されたときに、前記特定部位のうちの部分に曝射され、
   前記特定部位に対して前記部分が配置される位置は、前記期間で変化する
   放射線治療装置制御装置。
10. 請求項９に記載の放射線治療装置制御装置において、
    前記遮蔽体制御部は、前記特定部位位置に基づいて前記遮蔽体位置を算出する
    放射線治療装置制御装置。
11. 請求項１０に記載の放射線治療装置制御装置において、
    前記部分は、前記特定部位が曝射可能範囲に含まれない曝射不可能部分を含むときに、前記特定部位のうちの前記曝射可能範囲に含まれる曝射可能部分に含まれる
    放射線治療装置制御装置。
12. 請求項９に記載の放射線治療装置制御装置において、
    前記特定部位に対して前記部分が移動する方向は、前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動することにより前記治療用放射線が曝射される照射野が移動するジンバル制御方向に垂直である
    放射線治療装置制御装置。
13. 被検体の特定部位の運動に基づいて照射装置移動方向と遮蔽体移動方向とを設定するステップと、
    照射装置が放射線を出射する期間に前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動するように、前記照射装置を移動させるジンバル装置を設定するステップと、
    前記期間に前記放射線の一部を遮蔽する遮蔽体が前記遮蔽体移動方向に移動するように、前記遮蔽体を移動させる遮蔽体駆動装置を設定するステップ
    とを具備し、
    前記遮蔽体が前記遮蔽体移動方向に移動することにより前記放射線のうちの前記遮蔽体を透過しない治療用放射線が曝射される照射野が移動する遮蔽体制御方向は、前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動することにより前記照射野が移動するジンバル制御方向に垂直である
    放射線治療装置制御方法。
14. 請求項１３に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記照射装置移動方向は、前記特定部位が移動する加速度に基づいて設定される
    放射線治療装置制御方法。
15. 請求項１３または１４に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記遮蔽体移動方向は、前記特定部位が移動する軌跡に基づいて設定される
    放射線治療装置制御方法。
16. 請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記ジンバル装置を移動させる駆動装置を制御するステップ
    をさらに具備する放射線治療装置制御方法。
17. 請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記照射装置に対して前記遮蔽体駆動装置を移動させる駆動装置を制御するステップ
    をさらに具備する放射線治療装置制御方法。
18. 請求項１３乃至１７のいずれか一項に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記ジンバル装置を支持するガントリのカウチに対する相対位置を変更する駆動装置を制御するステップ
    をさらに具備する放射線治療装置制御方法。
19. 請求項１３に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記特定部位が配置される特定部位位置に基づいてジンバル位置を算出するステップと、
    遮蔽体位置を算出するステップとを具備し、
    前記放射線のうちの前記遮蔽体を透過しない治療用放射線は、前記照射装置が前記ジンバル装置により前記ジンバル位置に配置されたときに、かつ、前記遮蔽体が前記遮蔽体位置に配置されたときに、前記特定部位のうちの部分に曝射され、
    前記特定部位に対して前記部分が配置される位置は、前記期間で変化する
    放射線治療装置制御方法。
20. 請求項１９に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記遮蔽体位置は、前記特定部位位置に基づいて算出される
    放射線治療装置制御方法。
21. 請求項２０に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記部分は、前記特定部位が曝射可能範囲に含まれない曝射不可能部分を含むときに、前記特定部位のうちの前記曝射可能範囲に含まれる曝射可能部分に含まれる
    放射線治療装置制御方法。
22. 請求項１９に記載の放射線治療装置制御方法において、
    前記特定部位に対して前記部分が移動する方向は、前記照射装置が前記照射装置移動方向に移動することにより前記治療用放射線が曝射される照射野が移動するジンバル制御方向に垂直である
    放射線治療装置制御方法。

Images