JP6530933B2 - Radiation therapy apparatus control apparatus, radiation therapy system, radiation therapy apparatus control method and program - Google Patents
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Description
本発明は、放射線治療装置制御装置、放射線治療システム、放射線治療装置制御方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a radiation therapy apparatus control apparatus, a radiation therapy system, a radiation therapy apparatus control method, and a program.
放射線治療装置にて放射線を照射する範囲（照射対象範囲）を、放射線照射装置（放射線治療装置に設けられて放射線を照射する装置）の位置を固定した状態での１回の放射線照射にて得られる照射領域よりも拡大するための技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の放射線照射方法は、第１点から放射状に放射される第１放射線を被検体のうちの第１部分に照射するステップと、第２点から放射状に放射される第２放射線を被検体のうちの第１部分と異なる第２部分に照射するステップとを具備し、被検体に対する第２点の位置は、被検体に対する第１点の位置に一致する。
特許文献１に記載の放射線照射方法によれば、より小型の放射線照射装置を用いて、被検体の部分に照射される放射線の線量をより高精度に制御することができる。その結果、その放射線照射装置を支持する支持体の撓みが低減され、その放射線照射装置がより高精度に位置決めされ、放射線が照射される部位がより高精度に制御されることができる。
The range (irradiation target range) in which radiation is irradiated by the radiation treatment apparatus is obtained by one radiation irradiation in a state where the position of the radiation irradiation apparatus (apparatus provided in the radiation treatment apparatus and irradiating radiation) is fixed. Techniques have been proposed to expand beyond the irradiated area.
For example, in the radiation irradiation method described in Patent Document 1, the step of irradiating the first portion of the subject with the first radiation radiated radially from the first point, and the second radiation radiated radially from the second point Irradiating the second portion of the subject with a second radiation different from the first part of the subject, wherein the position of the second point with respect to the subject coincides with the position of the first point with respect to the subject.
According to the radiation irradiation method described in Patent Document 1, it is possible to control the dose of radiation irradiated to the portion of the subject with higher accuracy by using a smaller-sized radiation irradiation apparatus. As a result, the deflection of the support that supports the radiation irradiation device can be reduced, the radiation irradiation device can be positioned with higher accuracy, and the site to which the radiation is irradiated can be controlled with higher accuracy.
放射線を複数回照射して照射対象範囲を拡大する方法では、照射対象範囲に放射線を均一に照射するためには、照射毎の照射領域の繋ぎ目において、照射領域の重なりや隙間をできるだけ小さくするように、照射領域の位置および形状を制御することが望まれる。
一方、放射線の照射対象範囲を拡大するもう１つの方法として、放射線照射装置の向きまたは位置を、放射線を照射しながら変化させることで照射領域を移動させる方法が考えられる。この方法では、照射領域の繋ぎ目が生じないことから、照射領域の重なりや隙間を小さくするための制御を行う必要がない。一方、放射線を照射しながら、放射線照射装置の向きまたは位置を変化させることで照射領域を移動させる方法では、照射開始時の照射領域や照射終了時の照射領域において、途中の照射領域よりも照射時間が短くなり照射量が少なくなる可能性がある。照射対象範囲に放射線を均一に照射するためには、照射開始時の照射領域や照射終了時の照射領域においても照射時間を確保できることが望ましい。
In the method of irradiating the radiation multiple times to expand the irradiation target range, in order to uniformly irradiate the radiation target area with the radiation, the overlap or gap of the irradiation areas is made as small as possible at the joint of the irradiation areas for each irradiation. As such, it is desirable to control the position and shape of the illuminated area.
On the other hand, as another method of expanding the irradiation target range of radiation, a method may be considered in which the irradiation area is moved by changing the direction or position of the radiation irradiating apparatus while irradiating the radiation. In this method, since the seams of the irradiation areas do not occur, it is not necessary to perform control for reducing the overlap and the gap of the irradiation areas. On the other hand, in the method of moving the irradiation area by changing the direction or position of the radiation irradiation apparatus while irradiating radiation, the irradiation area at the start of irradiation or the irradiation area at the end of irradiation is irradiated more than the irradiation area on the way The time may be shortened and the dose may be reduced. In order to uniformly irradiate radiation to the irradiation target range, it is desirable that the irradiation time can be secured also in the irradiation region at the start of the irradiation and the irradiation region at the end of the irradiation.
本発明は、放射線を照射する範囲を拡大することができ、かつ、照射対象範囲における放射線照射量の均一性を高めることができる放射線治療装置制御装置、放射線治療システム、放射線治療装置制御方法およびプログラムを提供する。 The present invention can expand the radiation irradiation range, and can improve the uniformity of the radiation dose in the irradiation target range, a radiotherapy device control device, a radiotherapy system, a radiotherapy device control method and program I will provide a.
本発明の第１の態様によれば、放射線治療装置制御装置は、放射線を発する放射線源と、前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、を備える放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置であって、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御部を備え、前記マルチリーフコリメータ制御部は、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御する。 According to a first aspect of the present invention, a radiotherapy apparatus control apparatus operates a radiation source for emitting radiation, and a plurality of leaves provided at an opening through which the radiation passes to shield the radiation, Radiation comprising: a multi-leaf collimator forming an irradiation area of the radiation; and an opening moving unit moving the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane A radiation treatment apparatus control apparatus for controlling a treatment apparatus, wherein a shape of an irradiation area of the radiation in the virtual plane is inclined with respect to a direction orthogonal to a moving direction of the irradiation area of the radiation in the virtual plane. shaped to simulate having, e Bei a multi-leaf collimator control unit that controls the multi-leaf collimator, the multi-leaf collimator control The shape of the irradiation area of the radiation in the virtual plane simulates a shape having a side on the front side and the rear side of the moving direction of the virtual plane, and the irradiation of the radiation on the virtual plane of the front side is The inclination with respect to the direction perpendicular to the moving direction of the area and the inclination with respect to the direction perpendicular to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the virtual plane on the rear side have the same direction and the same size Control the multi-leaf collimator .
前記開口部移動部は、仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向を往復するように、前記開口部を移動させ、前記マルチリーフコリメータ制御部は、往路における前記傾斜の向きと、復路における前記傾斜の向きとが逆向きになるように、前記マルチリーフコリメータを制御するようにしてもよい。 The opening moving unit moves the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane reciprocates in one direction in the virtual plane, and the multi-leaf collimator control unit controls the inclination direction of the forward path. The multi-leaf collimator may be controlled such that the direction of the tilt in the return path is reversed.
本発明の第２の態様によれば、放射線治療システムは、放射線を発する放射線源と、前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御部と、を備え、前記マルチリーフコリメータ制御部は、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御する。 According to a second aspect of the present invention, a radiation treatment system comprises: a radiation source for emitting radiation; and a plurality of leaves provided at an opening through which the radiation passes to operate the plurality of leaves capable of shielding the radiation; A multi-leaf collimator that forms an irradiation area of an opening, an opening moving unit that moves the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane moves in one direction in the Multi-leaf collimator control for controlling the multi-leaf collimator such that the shape of the radiation irradiation area simulates a shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation irradiation area in the virtual plane e Bei and parts, wherein the multi-leaf collimator control unit, the shape of the irradiated region of the radiation in the virtual plane, the virtual The shape having the side on the front side and the rear side of the moving direction of the surface is simulated, and the inclination of the front side with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation region of the radiation in the virtual plane and the rear side The multi-leaf collimator is controlled such that the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation area in the virtual plane is the same direction and the same size inclination .
本発明の第３の態様によれば、放射線治療装置制御方法は、放射線を発する放射線源と、前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、を備える放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置の放射線治療装置制御方法であって、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップを有し、前記マルチリーフコリメータ制御ステップは、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御するステップである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a radiotherapy apparatus control method comprising: operating a radiation source emitting radiation; and operating a plurality of leaves provided at an opening through which the radiation passes to shield the radiation. Radiation comprising: a multi-leaf collimator forming an irradiation area of the radiation; and an opening moving unit moving the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane A radiotherapy apparatus control method of a radiotherapy apparatus control apparatus for controlling a therapy apparatus, wherein a shape of an irradiation area of the radiation in the virtual plane is orthogonal to a moving direction of the irradiation area of the radiation in the virtual plane. as to simulate the shape having sides inclined against, have a multi-leaf collimator control step of controlling the multi-leaf collimator, In the multi-leaf collimator control step, the shape of the irradiation area of the radiation in the virtual plane simulates a shape having sides on the front side and the rear side in the moving direction of the virtual plane, and the virtual side of the front side The inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in a plane, and the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the imaginary plane with the rear side have the same direction and the same size so that the slope, Ru step der of controlling the multi-leaf collimator.
本発明の第４の態様によれば、プログラムは、放射線を発する放射線源と、前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、を備える放射線治療装置を制御するコンピュータに、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップであって、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップ、を実行させるためのプログラムである。 According to a fourth aspect of the present invention, a program includes: a radiation source emitting radiation; and operating a plurality of leaves provided at an opening through which the radiation passes and capable of shielding the radiation to irradiate the radiation. Control a radiotherapy apparatus comprising: a multi-leaf collimator forming an area; and an opening moving unit moving the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane On the virtual plane so that the shape of the irradiation area of the radiation in the virtual plane simulates the shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the virtual plane. a multi-leaf collimator control step of controlling the collimator, the shape of the irradiated region of the radiation in the virtual plane, The shape having the side on the front side and the rear side of the moving direction of the virtual plane is simulated, and the inclination of the front side with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation region in the virtual plane and the rear side A multi-leaf collimator control step of controlling the multi-leaf collimator such that the inclination of the side of the surface with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation region in the virtual plane is the same direction and the same size inclination; Is a program to execute.
上記した放射線治療装置制御装置、放射線治療システム、放射線治療装置制御方法およびプログラムによれば、放射線を照射する範囲を拡大することができ、かつ、照射対象範囲における放射線照射量の均一性を高めることができる。 According to the radiotherapy apparatus control apparatus, the radiotherapy system, the radiotherapy apparatus control method, and the program, the range to which radiation is irradiated can be expanded, and the uniformity of the radiation dose in the irradiation target range is improved. Can.
以下、本発明の実施形態を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の一実施形態における放射線治療システムの機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、放射線治療システム１は、放射線治療装置制御装置１０と、放射線治療装置２０とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. Moreover, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the solution of the invention.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a functional configuration of a radiation treatment system according to an embodiment of the present invention. In the figure, a radiation treatment system 1 includes a radiation treatment apparatus control apparatus 10 and a radiation treatment apparatus 20.
放射線治療システム１は、放射線治療を行うためのシステムである。具体的には、放射線治療システム１は、放射線（治療用放射線）を照射する。放射線治療システム１が照射する治療用放射線は、Ｘ線などの電磁波であってもよいし、重粒子線または陽子線などの粒子線であってもよい。
放射線治療装置２０は、放射線治療装置制御装置１０の制御に従って、治療用放射線の照射を実行する。
The radiation treatment system 1 is a system for performing radiation treatment. Specifically, the radiation treatment system 1 emits radiation (therapeutic radiation). The therapeutic radiation emitted by the radiation therapy system 1 may be an electromagnetic wave such as X-rays, or a particle beam such as a heavy particle beam or a proton beam.
The radiotherapy apparatus 20 performs irradiation of therapeutic radiation according to the control of the radiotherapy apparatus control apparatus 10.
図２は、放射線治療装置２０の装置構成を示す概略構成図である。同図において、放射線治療装置２０は、旋回駆動装置２１１と、Ｏリング２１２と、走行ガントリ２１３と、首振り機構２２１と、照射部２３０と、カウチ２８１とを備える。照射部２３０は、放射線照射装置２３１と、マルチリーフコリメータ（Multi Leaf Collimator；ＭＬＣ）２３２とを備える。
また、図２では、仮想平面の例として仮想平面Ｐ２１が示されている。ここでの仮想平面は、照射部２３０が照射する治療用放射線Ｂ１１とおよそ直交する平面である。仮想平面は、例えば患者ＰＴの体表面の付近に設けられていてもよいし、カウチ２８１の上面付近に設けられていてもよい。
FIG. 2 is a schematic configuration view showing an apparatus configuration of the radiation treatment apparatus 20. As shown in FIG. In the figure, the radiation treatment apparatus 20 includes a turning drive device 211, an O-ring 212, a traveling gantry 213, a swing mechanism 221, an irradiation unit 230, and a couch 281. The irradiation unit 230 includes a radiation irradiation device 231 and a multi leaf collimator (MLC) 232.
Further, in FIG. 2, a virtual plane P <b> 21 is shown as an example of the virtual plane. The virtual plane here is a plane approximately orthogonal to the therapeutic radiation B11 irradiated by the irradiation unit 230. The virtual plane may be provided, for example, in the vicinity of the body surface of the patient PT, or may be provided in the vicinity of the upper surface of the couch 281.
旋回駆動装置２１１は、回転軸Ａ１１を中心に回転可能にＯリング２１２を土台に支持してＯリング２１２を回転させる。回転軸Ａ１１は、鉛直方向の軸である。
Ｏリング２１２は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、回転軸Ａ１２を中心に回転可能に走行ガントリ２１３を支持している。回転軸Ａ１２は、水平方向の軸（すなわち、鉛直方向に直角な軸）であり、アイソセンタＰ１１にて回転軸Ａ１１と直交する。回転軸Ａ１２は、Ｏリング２１２に対して固定されている。すなわち、回転軸Ａ１２は、Ｏリング２１２の回転に伴って回転軸Ａ１１を中心に回転する。
Ｏリング２１２は、自らが回転することで、走行ガントリ２１３および走行ガントリ２１３に設置されている各部を、回転軸Ａ１１回りに一体的に回転させる。特に、Ｏリング２１２は、自らが回転することで、照射部２３０を回転軸Ａ１１回りに回転させる。
The pivot drive device 211 rotatably supports the O-ring 212 on a base so that the O-ring 212 can rotate about the rotation axis A11. The rotation axis A11 is an axis in the vertical direction.
The O-ring 212 is formed in a ring shape centered on the rotation axis A12, and supports the traveling gantry 213 rotatably around the rotation axis A12. The rotation axis A12 is an axis in the horizontal direction (that is, an axis perpendicular to the vertical direction), and is orthogonal to the rotation axis A11 at the isocenter P11. The rotation axis A12 is fixed to the O-ring 212. That is, the rotation axis A12 rotates around the rotation axis A11 as the O-ring 212 rotates.
The O-ring 212 rotates the traveling gantry 213 and the parts installed in the traveling gantry 213 integrally about the rotation axis A11 as the O-ring 212 rotates. In particular, the O-ring 212 rotates the irradiation unit 230 around the rotation axis A11 as it rotates.
走行ガントリ２１３は、回転軸Ａ１２を中心とするリング状に形成され、Ｏリング２１２の内側にＯリング２１２と同心円になるように配置されている。放射線治療装置２０は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えており、走行ガントリ２１３は、走行駆動装置からの動力にて回転軸Ａ１２を中心に回転する。
走行ガントリ２１３は、自らが回転することで、走行ガントリ２１３に設置されている各部を、回転軸Ａ１２回りに一体的に回転させる。特に、走行ガントリ２１３は、自らが回転することで照射部２３０を回転軸Ａ１２回りに回転させる。
The traveling gantry 213 is formed in a ring shape centering on the rotation axis A12, and is disposed inside the O-ring 212 so as to be concentric with the O-ring 212. The radiation treatment apparatus 20 further includes a traveling drive device (not shown), and the traveling gantry 213 rotates about the rotation axis A12 by the power from the traveling drive device.
When the traveling gantry 213 rotates, the traveling gantry 213 integrally rotates the components installed in the traveling gantry 213 around the rotation axis A12. In particular, the traveling gantry 213 rotates the irradiation unit 230 around the rotation axis A12 as it rotates.
首振り機構２２１は、走行ガントリ２１３のリングの内側に固定され、照射部２３０を走行ガントリ２１３に支持している。首振り機構２２１は、パン（Ｐａｎ）軸Ａ２１を中心に照射部２３０を回転させ、チルト（Ｔｉｌｔ）軸Ａ２２を中心に照射部２３０を回転させる。
パン軸Ａ２１は、回転軸Ａ１２に平行な軸であり、走行ガントリ２１３に対して固定されている。首振り機構２２１は、パン軸Ａ２１を中心に照射部２３０を回転させることで、照射部２３０を回転軸Ａ１２に対して左右（従って、患者ＰＴに対して左右）に首振り動作させる。患者ＰＴは、治療用放射線Ｂ１１の照射を受ける治療対象者である。
チルト軸Ａ２２は、パン軸Ａ２１に直交する軸であり、走行ガントリ２１３に対して固定されている。首振り機構２２１は、チルト軸Ａ２２を中心に照射部２３０を回転させることで、照射部２３０を回転軸Ａ１２方向（従って、患者ＰＴに対して上下）に首振り動作させる。
The swing mechanism 221 is fixed to the inside of the ring of the traveling gantry 213 and supports the irradiation unit 230 on the traveling gantry 213. The swing mechanism 221 rotates the irradiation unit 230 around a pan (Pan) axis A21 and rotates the irradiation unit 230 around a tilt (tilt) axis A22.
The pan axis A <b> 21 is an axis parallel to the rotation axis A <b> 12 and is fixed to the traveling gantry 213. The swing mechanism 221 swings the irradiation unit 230 left and right with respect to the rotation axis A12 (thus, right and left with respect to the patient PT) by rotating the irradiation unit 230 about the pan axis A21. The patient PT is a treatment subject who is irradiated with the therapeutic radiation B11.
The tilt axis A22 is an axis orthogonal to the pan axis A21, and is fixed to the traveling gantry 213. The swing mechanism 221 swings the irradiation unit 230 in the direction of the rotation axis A12 (thus, up and down with respect to the patient PT) by rotating the irradiation unit 230 around the tilt axis A22.
照射部２３０は、患部の形状に応じた形状の照射領域（照射野）を有する治療用放射線Ｂ１１を照射する。ここでいう照射領域は、治療用放射線Ｂ１１が照射されている領域である。
放射線照射装置２３１は、本発明における放射線源の一例に該当し、治療用放射線Ｂ１１を発する。放射線照射装置２３１は、首振り機構２２１を介して走行ガントリ２１３に支持されているので、首振り機構２２１の調整にて放射線照射装置２３１が一旦アイソセンタＰ１１に向けられると、旋回駆動装置２１１によりＯリング２１２が回転しても、また、走行駆動装置により走行ガントリ２１３が回転しても、治療用放射線Ｂ１１は常に概ねアイソセンタＰ１１を通る。
The irradiation unit 230 irradiates a therapeutic radiation B11 having an irradiation area (irradiation field) shaped according to the shape of the affected area. The irradiation area referred to here is an area irradiated with the therapeutic radiation B11.
The radiation irradiation apparatus 231 corresponds to an example of the radiation source in the present invention, and emits a therapeutic radiation B11. The radiation irradiator 231 is supported by the traveling gantry 213 via the swing mechanism 221. Therefore, once the radiation irradiator 231 is directed to the isocenter P11 by adjustment of the swing mechanism 221, the swing drive device 211 performs O Even when the ring 212 rotates and the traveling gantry 213 is rotated by the traveling drive device, the therapeutic radiation B11 always passes generally at the isocenter P11.
マルチリーフコリメータ２３２は、放射線照射装置２３１の先端（治療用放射線Ｂ１１を発する部分）に設けられて、治療用放射線Ｂ１１の照射領域を形成する。
図３は、マルチリーフコリメータ２３２におけるリーフの配置例を示す説明図である。同図は、マルチリーフコリメータ２３２を放射線照射対象の側（図２の例では下側）から見た例を示している。
The multi-leaf collimator 232 is provided at the tip of the radiation irradiator 231 (the part that emits the therapeutic radiation B11) to form an irradiation region of the therapeutic radiation B11.
FIG. 3 is an explanatory view showing an arrangement example of leaves in the multi-leaf collimator 232. As shown in FIG. The figure shows the example which looked at the multi-leaf collimator 232 from the side (in the example of FIG. 2, lower side) of radiation irradiation object.
同図において、Ｘ軸はパン方向を示し、Ｙ軸はチルト方向を示す。ここでいうパン方向は、首振り機構２２１がパン軸Ａ２１を中心に照射部２３０を回転させたときの、仮想平面Ｐ２１における照射領域の移動方向（従って、患者ＰＴに対して左右）である。また、チルト方向は、チルト軸Ａ２２を中心に照射部２３０を回転させたときの、仮想平面Ｐ２１における照射領域の移動方向（従って、患者ＰＴに対して上下）である。 In the figure, the X axis indicates the pan direction, and the Y axis indicates the tilt direction. The pan direction referred to here is the moving direction of the irradiation area on the virtual plane P21 (therefore, left and right with respect to the patient PT) when the swing mechanism 221 rotates the irradiation unit 230 around the pan axis A21. The tilt direction is the moving direction of the irradiation area on the virtual plane P21 (therefore, up and down with respect to the patient PT) when the irradiation unit 230 is rotated about the tilt axis A22.
図３において、マルチリーフコリメータ２３２には、放射線照射装置２３１から発せられた治療用放射線Ｂ１１が通過する開口部Ｈ１１が設けられている。また、マルチリーフコリメータ２３２は、開口部Ｈ１１に設けられて治療用放射線Ｂ１１の一部または全部を遮蔽可能に設けられた複数のリーフ２３３を備える。具体的には、２つのリーフ２３３が対になって両開きに開閉可能（Ｘ軸方向に移動可能）に配置されており、リーフ２３３を動作させて（Ｘ軸方向に移動させて）、治療用放射線Ｂ１１の照射領域を形成する。ここでいうリーフ２３３を動作させるとは、リーフ２３３をＸ軸方向に移動させて照射領域の形状を変更することである。
リーフ２３３の各々は、開口部Ｈ１１の幅（Ｘ軸方向の長さ）以上の長さを有しており、片開きで閉じることが可能である。すなわち、１方のリーフ２３３が完全に開いた状態で、他方のリーフ２３３のみで開口部Ｈ１１の幅全体にわたってリーフ２３３の幅分の領域の治療用放射線Ｂ１１を遮蔽することができる。
In FIG. 3, the multi-leaf collimator 232 is provided with an opening H11 through which the therapeutic radiation B11 emitted from the radiation irradiator 231 passes. In addition, the multi-leaf collimator 232 includes a plurality of leaves 233 provided in the opening H11 and capable of shielding a part or all of the therapeutic radiation B11. Specifically, two leaves 233 are arranged in a pair so as to be openable and closable (movable in the X-axis direction), and the leaf 233 is operated (moved in the X-axis direction) for treatment An irradiation area of radiation B11 is formed. To operate the leaf 233 here is to move the leaf 233 in the X-axis direction to change the shape of the irradiation area.
Each of the leaves 233 has a length equal to or greater than the width (length in the X-axis direction) of the opening H11, and can be closed with a single opening. That is, in a state in which one leaf 233 is completely open, only the other leaf 233 can shield the treatment radiation B11 in the area of the width of the leaf 233 over the entire width of the opening H11.
また、上記のように、首振り機構２２１は、照射部２３０を回転させることで、治療用放射線Ｂ１１の仮想平面Ｐ２１における照射領域を移動させる。首振り機構２２１は開口部移動部の例に該当し、照射部２３０を首振り動作させることで、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域が仮想平面Ｐ２１内の一方向に移動するように、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１を移動させる。特に、首振り機構２２１は、照射部２３０をチルト軸Ａ２２を中心に回転させることで、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域が、仮想平面Ｐ２１内のチルト方向（患者ＰＴに対して上下）一方向に移動するように、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１を移動させる。
但し、放射線治療装置２０が備える開口部移動部は、首振り機構２２１に限らない。例えば、放射線治療装置２０が、開口部移動部として、首振り機構２２１に変えて照射部２３０をカウチ２８１の上面に平行に移動可能に支持するアームを備えるようにしてもよい。
In addition, as described above, the swing mechanism 221 rotates the irradiation unit 230 to move the irradiation region of the therapeutic radiation B11 on the virtual plane P21. The swing mechanism 221 corresponds to an example of the opening moving unit, and by causing the irradiation unit 230 to swing, the irradiation region of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 moves in one direction in the virtual plane P21. , The opening H11 of the multi-leaf collimator 232 is moved. In particular, the swing mechanism 221 rotates the irradiation unit 230 about the tilt axis A22 so that the irradiation region of the treatment radiation B11 on the virtual plane P21 is tilted in the virtual plane P21 (up and down with respect to the patient PT). ) Move the opening H11 of the multileaf collimator 232 so as to move in one direction.
However, the opening moving unit included in the radiation treatment apparatus 20 is not limited to the swing mechanism 221. For example, the radiation treatment apparatus 20 may be provided with an arm that supports the irradiation unit 230 movably in parallel to the upper surface of the couch 281 instead of the swing mechanism 221 as the opening moving unit.
カウチ２８１は、患者ＰＴが横臥することに利用される。
放射線治療装置制御装置１０は、放射線治療装置２０を制御して治療用放射線Ｂ１１の照射を行わせる。放射線治療装置制御装置１０は、例えばコンピュータを含んで構成される。
図４は、放射線治療装置制御装置１０の機能構成を示す概略ブロック図である。同図において、放射線治療装置制御装置１０は、Ｏリング制御部１０１と、走行ガントリ制御部１０２と、首振り機構制御部１０３と、マルチリーフコリメータ制御部１０４と、放射線照射装置制御部１０５とを備える。
The couch 281 is used for the patient PT to lie down.
The radiotherapy apparatus control apparatus 10 controls the radiotherapy apparatus 20 to perform irradiation of the therapeutic radiation B11. The radiotherapy apparatus control apparatus 10 includes, for example, a computer.
FIG. 4 is a schematic block diagram showing the functional configuration of the radiotherapy apparatus control apparatus 10. As shown in FIG. In the figure, the radiotherapy apparatus controller 10 includes an O-ring controller 101, a traveling gantry controller 102, a swing mechanism controller 103, a multileaf collimator controller 104, and a radiation irradiator controller 105. Prepare.
Ｏリング制御部１０１は、旋回駆動装置２１１によるＯリング２１２の回転を制御することで、Ｏリング２１２の位置を制御する。
走行ガントリ制御部１０２は、走行駆動装置による走行ガントリ２１３の回転を制御することで、走行ガントリ２１３に設置されている各部の走行ガントリ２１３における位置（回転角度）を制御する。特に、走行ガントリ制御部１０２は、走行ガントリ２１３における照射部２３０の位置を制御する。
The O-ring control unit 101 controls the position of the O-ring 212 by controlling the rotation of the O-ring 212 by the turning drive device 211.
The traveling gantry control unit 102 controls the position (rotational angle) of the traveling gantry 213 of each part installed in the traveling gantry 213 by controlling the rotation of the traveling gantry 213 by the traveling drive device. In particular, the traveling gantry control unit 102 controls the position of the irradiation unit 230 in the traveling gantry 213.
首振り機構制御部１０３は、首振り機構２２１による照射部２３０の首振り（パン軸Ａ２１周りの回転およびチルト軸Ａ２２周りの回転）を制御する。
マルチリーフコリメータ制御部１０４は、マルチリーフコリメータ２３２を制御して、治療用放射線Ｂ１１の照射領域を形成させる。
放射線照射装置制御部１０５は、放射線照射装置２３１を制御して治療用放射線Ｂ１１を出力（照射）させる。
放射線治療装置制御装置１０は、例えば、放射線治療の担当医師が治療計画装置を用いて作成した治療計画に基づいて、放射線治療装置２０の制御を行う。
The swing mechanism control unit 103 controls the swing (the rotation around the pan axis A21 and the rotation around the tilt axis A22) of the irradiation unit 230 by the swing mechanism 221.
The multi-leaf collimator control unit 104 controls the multi-leaf collimator 232 to form an irradiation area of the treatment radiation B11.
The radiation irradiation apparatus control unit 105 controls the radiation irradiation apparatus 231 to output (irradiate) the treatment radiation B11.
The radiation treatment apparatus control apparatus 10 controls the radiation treatment apparatus 20 based on, for example, a treatment plan created by a doctor in charge of radiation treatment using the treatment planning apparatus.
図５は、放射線治療装置２０による照射領域の形成の例を模式的に示す図である。同図では、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１のチルト方向の幅よりも長い領域について治療用放射線Ｂ１１を照射する場合の、マルチリーフコリメータ２３２および首振り機構２２１を動作させての放射線照射の例を示している。
放射線治療装置２０は、まず、放射線照射装置２３１を照射対象範囲の一方の端部（始端）に向けて首振り機構２２１を固定した状態で、マルチリーフコリメータ２３２の動作により、照射領域を移動させる（図Ｇ１１１、Ｇ１１２）。
FIG. 5 is a view schematically showing an example of formation of an irradiation area by the radiation treatment apparatus 20. As shown in FIG. In the figure, an example of radiation irradiation with the multi-leaf collimator 232 and the swing mechanism 221 operating in the case where the treatment radiation B11 is irradiated to a region longer than the width in the tilt direction of the opening H11 of the multi-leaf collimator 232 Is shown.
First, the radiation treatment apparatus 20 moves the irradiation area by the operation of the multi-leaf collimator 232 in a state where the swing mechanism 221 is fixed with the radiation irradiation apparatus 231 directed to one end (starting end) of the irradiation target range. (FIGS. G111 and G112).
次に、放射線治療装置２０は、マルチリーフコリメータ２３２における各リーフ２３３の位置（開閉状態）を固定した状態で、首振り機構２２１により照射部２３０をチルト方向に回転させることで照射領域を移動させる（図Ｇ１１３）。
その後、照射領域（治療用放射線Ｂ１１が照射されている領域）が、照射対象範囲の他方の端部（終端）に到達すると、放射線治療装置２０は、首振り機構２２１を固定した状態で、マルチリーフコリメータ２３２の動作により、照射領域を移動させる（図Ｇ１１４、Ｇ１１５）。
なお、以下ではマルチリーフコリメータ２３２における、リーフ２３３の端部のパン方向の位置を、リーフ２３３の位置と称する。
Next, the radiation treatment apparatus 20 moves the irradiation area by rotating the irradiation unit 230 in the tilt direction by the swing mechanism 221 in a state in which the positions (opening and closing states) of the leaves 233 in the multileaf collimator 232 are fixed. (Figure G113).
Thereafter, when the irradiation region (the region irradiated with the therapeutic radiation B11) reaches the other end (end) of the irradiation target range, the radiotherapy device 20 performs the multi-treatment while the swing mechanism 221 is fixed. The irradiation area is moved by the operation of the leaf collimator 232 (Figs. G114 and G115).
In the following, the position in the pan direction of the end of the leaf 233 in the multi-leaf collimator 232 is referred to as the position of the leaf 233.
ここで、図５に示すように、開口に接しているリーフ２３３の内側の角（最も開口に入り込んでいる角）を結ぶと三角形になる。すなわち、リーフ２３３四角形状により開口が正確な三角形にはなっていないものの、三角形を模擬した形状になっている。従って、仮想平面Ｐ２１における照射領域の形状も、三角形を模擬した形状になっている。なお、ここでいう、ある形状（模擬される形状）を模擬した形状とは、部分的な直線近似または曲線近似にて、模擬される形状を得られる形状である。
また、三角形の辺Ｌ１１およびＬ１２は、いずれも、仮想平面における放射線の照射領域の移動方向（Ｘ軸の方向）に直交する方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜している。
Here, as shown in FIG. 5, when the inner corner of the leaf 233 in contact with the opening (the corner that is most in the opening) is connected, it becomes a triangle. That is, although the opening is not an accurate triangle due to the leaf 233 quadrilateral shape, it has a shape simulating a triangle. Therefore, the shape of the irradiation area in the virtual plane P21 is also a shape simulating a triangle. Here, the shape that simulates a certain shape (a shape to be simulated) is a shape that can obtain a simulated shape by partial linear approximation or curve approximation.
Further, each of the sides L11 and L12 of the triangle is inclined with respect to the direction (direction of Y axis) orthogonal to the moving direction (direction of X axis) of the irradiation region of the radiation in the virtual plane.
図Ｇ１２１は、仮想平面における放射線照射量の分布の例を示している。図Ｇ１２１に示されるように、開口の形状を三角形にした場合の照射量は、放射線の照射領域の移動方向と直角の方向（Ｙ軸の方向）には、照射量が連続的に変化している（グラデーション状になっている）。一方、放射線の照射領域の移動方向（Ｘ軸の方向）には、照射量が均一になっている。 A diagram G121 shows an example of the distribution of the radiation dose in the virtual plane. As shown in FIG. G121, when the shape of the opening is a triangle, the irradiation amount changes continuously in the direction (direction of the Y axis) perpendicular to the moving direction of the irradiation area of the radiation. Yes (graded). On the other hand, the irradiation amount is uniform in the moving direction (direction of the X-axis) of the irradiation area of the radiation.
図６〜８は、照射領域の形成の際のマルチリーフコリメータの動きの例を示す図である。図６は、放射線照射装置２３１を照射対象範囲の一方の端部（始端）に向けて首振り機構２２１を固定した状態での、マルチリーフコリメータ２３２の動作の例を、図Ｇ２１１から時間順に示している。 FIGS. 6-8 is a figure which shows the example of a motion of the multi-leaf collimator at the time of formation of radiation range. FIG. 6 shows an example of the operation of the multi-leaf collimator 232 in the order of time from FIG. ing.
図Ｇ２１１では、図に向かって右側のリーフ２３３（以下、右リーフと称する）により片開き可能に全閉している。
図Ｇ２１２〜図Ｇ２１５では、右リーフが徐々に開いて開口が大きくなっている。放射線照射装置２３１が出力（照射）した治療用放射線Ｂ１１は、この開口を通過して患者ＰＴの患部に照射される。
In the diagram G211, the leaf 233 (hereinafter referred to as the right leaf) on the right side of the diagram is fully closed so as to be able to open on one side.
In FIGS. G212 to G215, the right leaf is gradually opened and the opening is enlarged. The therapeutic radiation B11 output (irradiated) by the irradiation device 231 passes through the opening and is irradiated to the affected part of the patient PT.
ここで、図Ｇ２１５に示されるように、連続して配置されている複数のリーフ２３３（右リーフ）の位置（開閉の状態）が、距離Ｌ２１ずつ異なる位置となって、図の下から上に向かうにつれて開いている量が少なくなっている。これにより、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺（線Ｌ３１）が模擬されている。
このように、リーフ２３３が徐々に開いていくことで、リーフ２３３が動作するための時間を確保することができる。ここで、全閉している状態のリーフ２３３が直ちに全開することを想定した場合、リーフ２３３が開くのに時間を要し、放射線照射量にムラが生じる可能性がある。これに対して、図６に例示されるリーフ２３３が徐々に開いていく動作では、リーフ２３３の動作時間を確保することができ、想定しているリーフ２３３の位置（開閉状態）と実際のリーフ２３３の位置との差を小さくすることができる。これにより、図６に例示されるリーフ２３３が徐々に開いていく動作によれば、放射線照射量のムラを低減させ得る。
Here, as shown in FIG. G215, the positions (opened / closed states) of the plurality of leaves 233 (right leaf) arranged in series are different positions by the distance L21, and from the bottom to the top of the figure. The amount of opening is decreasing as you head. Thus, the side (line L31) inclined with respect to the movement direction (direction of the Y axis) of the leaf 233 is simulated.
Thus, by gradually opening the leaf 233, time for the leaf 233 to operate can be secured. Here, when it is assumed that the leaf 233 in the fully closed state is fully opened immediately, it takes time for the leaf 233 to open, which may cause unevenness in the radiation dose. On the other hand, in the operation in which the leaf 233 illustrated in FIG. 6 is gradually opened, the operation time of the leaf 233 can be secured, and the assumed position (opened / closed state) of the leaf 233 and the actual leaf The difference with the position of 233 can be reduced. Thereby, according to the operation | movement which the leaf 233 illustrated in FIG. 6 opens gradually, the nonuniformity of a radiation dose can be reduced.
図Ｇ２１６では、右リーフの開動作に加えて、図に向かって左側のリーフ２３３（以下、左リーフと称する）が閉じて平行四辺形を模擬する開口の形状となっている。特に、線Ｌ３２およびＬ３３のように、リーフ２３３の移動方向に対して傾斜した辺が模擬されている。これにより、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の形状は、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の移動方向（チルト方向）に直交する方向（パン方向）に対して傾斜した辺を有する平行四辺形を模擬した形状となっている。
また、図Ｇ２１１〜Ｇ２１６では、マルチリーフコリメータ２３２による開口の形状は、平行四辺形が等速で移動するのを模擬する形状になっている。
In FIG. G216, in addition to the opening operation of the right leaf, the left leaf 233 (hereinafter referred to as the left leaf) toward the drawing is closed to form an opening that simulates a parallelogram. In particular, the side inclined with respect to the moving direction of the leaf 233 is simulated as lines L32 and L33. Thereby, the shape of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 is a side inclined with respect to the direction (pan direction) orthogonal to the moving direction (tilt direction) of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21. It has a shape simulating a parallelogram having.
Further, in FIGS. G211 to G216, the shape of the opening by the multi-leaf collimator 232 is a shape that simulates movement of a parallelogram at a constant velocity.
図７は、マルチリーフコリメータ２３２における各リーフ２３３の位置（開閉状態）を固定した状態を示している。放射線治療装置２０は、マルチリーフコリメータ２３２における各リーフ２３３の位置を固定した状態で、首振り機構２２１により照射部２３０をチルト方向に回転させることで照射領域を移動させる。 FIG. 7 shows a state in which the position (opened / closed state) of each leaf 233 in the multi-leaf collimator 232 is fixed. The radiation treatment apparatus 20 moves the irradiation area by rotating the irradiation unit 230 in the tilt direction by the swing mechanism 221 in a state where the position of each leaf 233 in the multi-leaf collimator 232 is fixed.
具体的には、図７では、図６の図Ｇ２１６を参照して説明した、平行四辺形を模擬する開口の形状が維持されている。図５の図Ｇ１３３を参照して説明したのと同様に、放射線治療装置２０は、この平行四辺形を模擬する開口の形状を維持したまま、首振り機構２２１を、チルト軸を中心に回転させて照射領域をチルト方向に移動させる。これにより、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の形状は、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の移動方向（チルト方向）に直交する方向（パン方向）に対して傾斜した辺を有する平行四辺形を模擬した形状となっている。
なお、線Ｌ３２が仮想平面に投影された線は、仮想平面における照射領域の、仮想平面Ｐ２１の移動方向の前側の辺の例に該当する。また、線Ｌ３３が仮想平面に投影された線は、仮想平面における照射領域の、仮想平面Ｐ２１の移動方向の後側の辺の例に該当する。
Specifically, in FIG. 7, the shape of the opening simulating a parallelogram described with reference to FIG. G216 in FIG. 6 is maintained. In the same manner as described with reference to FIG. 5G, the radiotherapy apparatus 20 rotates the swing mechanism 221 about the tilt axis while maintaining the shape of the opening simulating this parallelogram. The irradiation area is moved in the tilt direction. Thereby, the shape of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 is a side inclined with respect to the direction (pan direction) orthogonal to the moving direction (tilt direction) of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21. It has a shape simulating a parallelogram having.
In addition, the line on which the line L32 is projected to the virtual plane corresponds to an example of the side on the front side in the moving direction of the virtual plane P21 of the irradiation region in the virtual plane. In addition, a line on which the line L33 is projected to the virtual plane corresponds to an example of the side on the rear side in the movement direction of the virtual plane P21 of the irradiation region in the virtual plane.
また、線Ｌ３２と線Ｌ３３とは、パン方向に対して同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となっている。これにより、線Ｌ３２が仮想平面に投影された線（前側の辺）と、線Ｌ３３が仮想平面に投影された線（後側の辺）とも、パン方向に対して同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となっている。
これにより、開口のチルト方向の長さが均一になる。例えば、図Ｇ２２１に示す長さＤ１１とＤ１２とが同じ長さになる。開口のチルト方向の長さが均一になることで、照射領域がチルト方向に移動する際の治療用放射線Ｂ１１の照射時間を均一にすることができ、特に、パン方向について放射線照射量を均一にすることができる。
Further, the line L32 and the line L33 are inclined in the same direction and the same size with respect to the pan direction. As a result, the line L32 projected on the virtual plane (front side) and the line L33 projected on the virtual plane (rear side) have the same direction and the same size with respect to the pan direction. It is inclined.
Thereby, the length in the tilt direction of the opening becomes uniform. For example, the lengths D11 and D12 shown in FIG. G221 are the same. By making the length in the tilt direction of the opening uniform, the irradiation time of the therapeutic radiation B11 can be made uniform when the irradiation region moves in the tilt direction, and in particular, the radiation dose can be made uniform in the pan direction. can do.
図８は、照射領域（治療用放射線Ｂ１１が照射されている領域）が、照射対象範囲の他方の端部（終端）に到達し、放射線治療装置２０は、首振り機構２２１を固定した状態での、マルチリーフコリメータ２３２の動作を、図Ｇ２３１から時間順に示している。
図Ｇ２３１では、図７における平行四辺形を模擬する開口の形状が維持されている。
図Ｇ２３２〜Ｇ２３５では、右リーフは全開しており、また、左リーフが徐々に閉じて開口が小さくなっている。
In FIG. 8, the irradiation region (the region irradiated with the therapeutic radiation B11) reaches the other end (end) of the irradiation target range, and the radiation treatment apparatus 20 fixes the swing mechanism 221. The operation of the multi-leaf collimator 232 is illustrated in time sequence from FIG.
In FIG. G231, the shape of the opening simulating the parallelogram in FIG. 7 is maintained.
In the diagrams G232 to G235, the right leaf is fully open, and the left leaf is gradually closed to reduce the opening.
ここで、図Ｇ２３２に示されるように、連続して配置されている複数のリーフ２３３（左リーフ）の位置（開閉の状態）が、距離Ｌ２１ずつ異なる位置となって、図の下から上に向かうにつれて閉じている量が少なくなっている。これにより、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺が模擬されている。
このように、リーフ２３３が徐々に閉じていくことで、リーフ２３３が動作するための時間を確保することができる。ここで、全開している状態のリーフ２３３が直ちに全閉することを想定した場合、リーフ２３３が閉じるのに時間を要し、放射線照射量にムラが生じる可能性がある。これに対して、図８に例示されるリーフ２３３が徐々に閉じていく動作では、リーフ２３３の動作時間を確保することができ、想定しているリーフ２３３の位置（開閉状態）と実際のリーフ２３３の位置との差を小さくすることができる。これにより、図８に例示されるリーフ２３３が徐々に閉じていく動作によれば、放射線照射量のムラを低減させ得る。
また、図Ｇ２３１〜Ｇ２３６では、マルチリーフコリメータ２３２による開口の形状は、平行四辺形が等速で移動するのを模擬する形状になっている。
Here, as shown in FIG. G232, the positions (opened / closed states) of the plurality of leaves 233 (left leaf) arranged in series are different positions by the distance L21, and from the bottom to the top of the figure. The amount of closure is decreasing as you head. Thus, the side inclined with respect to the moving direction (the direction of the Y axis) of the leaf 233 is simulated.
Thus, by gradually closing the leaf 233, it is possible to secure time for the leaf 233 to operate. Here, when it is assumed that the leaf 233 in the fully open state is completely closed immediately, it takes time for the leaf 233 to close, which may cause unevenness in the radiation dose. On the other hand, in the operation in which the leaf 233 illustrated in FIG. 8 is gradually closed, the operation time of the leaf 233 can be secured, and the assumed position (opened / closed state) of the leaf 233 and the actual leaf The difference with the position of 233 can be reduced. Thereby, according to the operation | movement which the leaf 233 illustrated in FIG. 8 closes gradually, the nonuniformity of a radiation dose can be reduced.
Further, in FIGS. G231 to G236, the shape of the opening by the multileaf collimator 232 is a shape that simulates movement of the parallelogram at a constant velocity.
図９は、照射領域を往復させる場合の、照射領域の形状の例を示す図である。図Ｇ３１１は、往路における照射領域の形状の例を示し、図Ｇ３１２は、復路における照射領域の形状の例を示している。
図９の例では、往路、復路とも、図６〜８を参照して説明したように、マルチリーフコリメータ２３２の開口の形状を平行四辺形を模擬する形状としており、照射領域の形状も平行四辺形を模擬する形状となっている。また、往路と復路では、照射領域の形状が左右反転している。すなわち、照射領域の形状が模擬している平行四辺形の辺の傾斜の向きが、往路と復路とで逆向きになっている。
FIG. 9 is a view showing an example of the shape of the irradiation area when the irradiation area is reciprocated. A diagram G311 shows an example of the shape of the irradiation region in the forward pass, and a diagram G312 shows an example of the shape of the radiation region in the return path.
In the example of FIG. 9, as described with reference to FIGS. 6 to 8, in the forward path and the return path, the shape of the opening of the multileaf collimator 232 is a shape that simulates a parallelogram, and the shape of the irradiation region is also a parallelogram It has a shape that simulates the shape. Further, in the forward pass and the return pass, the shape of the irradiation area is horizontally reversed. That is, the direction of inclination of the side of the parallelogram simulated by the shape of the irradiation area is opposite between the forward path and the return path.
次に、図１０および１１を参照して、照射領域を片道で移動させた場合、往復させた場合それぞれについて、放射線量の分布の例を説明する。
図１０は、照射領域を片道で移動させた場合の、放射線量の分布の例を示す図である。同図は、図６〜８を参照して説明したように、照射領域の形状を、平行四辺形を模擬する形状にして片道で移動させた場合の例を示している。また、図Ｇ４１０は治療用放射線Ｂ１１の照射対象範囲の例を示している。図Ｇ４１１、Ｇ４１２、Ｇ４１３は、それぞれ、照射対象範囲の始端寄り、照射対象範囲の中央付近、照射対象範囲の終端寄りおけるリーフ２３３の開閉方向の照射量の分布をグラフで示している。
図Ｇ４１１、Ｇ４１２、Ｇ４１３それぞれのグラフを見ると、Ｇ４１１、Ｇ４１３ではやや分布にばらつきがあるものの、いずれのグラフでも頂上部分がほぼ平坦な、長方形に近いグラフになっており、放射線が照射対象範囲に均一に照射されている。
Next, with reference to FIGS. 10 and 11, an example of the radiation dose distribution will be described for each of the case where the irradiation area is moved in one way and the case where it is reciprocated.
FIG. 10 is a view showing an example of the distribution of radiation dose when the irradiation area is moved in one way. The figure has shown the example at the time of making it the shape which simulates a parallelogram, and moving the shape of an irradiation area | region by one way as it demonstrated with reference to FIGS. 6-8. Further, FIG. G410 shows an example of the irradiation target range of the therapeutic radiation B11. The graphs G411, G412, and G413 respectively show the distributions of the irradiation amounts in the opening / closing direction of the leaf 233 near the beginning of the irradiation target range, near the center of the irradiation target range, and near the end of the irradiation target range.
Looking at the graphs in each of G411, G412, and G413, although there is a slight variation in distribution in G411 and G413, the top part is a nearly flat, almost rectangular graph in any of the graphs, and the radiation target range Is uniformly irradiated.
図１１は、照射領域を往復させた場合の、放射線量の分布の例を示す図である。同図は、図９を参照して説明したように、照射領域の形状を、平行四辺形を模擬する形状にして往復で移動させた場合の例を示している。また、図Ｇ４２０は治療用放射線Ｂ１１の照射対象範囲の例を示している。図Ｇ４２１、Ｇ４２２、Ｇ４２３は、それぞれ、照射対象範囲の往路の始端寄り、照射対象範囲の中央付近、照射対象範囲の往路の終端寄りにおけるリーフ２３３の開閉方向の照射量の分布をグラフで示している。
図Ｇ４２１、Ｇ４２２、Ｇ４２３それぞれのグラフを見ると、いずれのグラフでも頂上部分がほぼ平坦な、長方形に近いグラフになっており、放射線が照射対象範囲に均一に照射されている。特に、図１０と比較すると、照射対象範囲の往路始端寄りおよび往路終端寄りでも、照射量の分布の均一性がさらに高まっている。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the distribution of radiation dose when the irradiation area is reciprocated. This figure shows an example in which the shape of the irradiation area is moved back and forth so as to simulate a parallelogram, as described with reference to FIG. Further, FIG. G420 shows an example of the irradiation target range of the therapeutic radiation B11. Figures G421, G422, and G423 respectively show the distributions of the dose in the opening / closing direction of the leaf 233 at the beginning of the forward path of the irradiation target range, near the center of the irradiation target range, and near the end of the forward path of the irradiation target range. There is.
In each of the graphs G421, G422, and G423, the top portion is almost flat in any graph, and it is a graph close to a rectangle, and radiation is uniformly applied to the irradiation target range. In particular, as compared with FIG. 10, the uniformity of the distribution of the irradiation dose is further enhanced near the forward start end and the forward end of the irradiation target range.
なお、照射対象範囲の形状は、図５や図１０〜１１に示される長方形に限らず様々な形状にすることができる。
図１２は、照射対象範囲の形状の例を示す図である。
図１３は、図１２の照射対象範囲に対して設定する照射領域の例を示す図である。図１２の照射対象範囲は放射線治療装置２０が１回の照射で放射線を照射可能な照射領域よりもチルト方向に長いため、放射線治療装置２０は照射領域を移動させて放射線を照射する。
The shape of the irradiation target range is not limited to the rectangular shape shown in FIG. 5 and FIGS.
FIG. 12 is a view showing an example of the shape of the irradiation target range.
FIG. 13 is a view showing an example of an irradiation area set for the irradiation target range of FIG. Since the irradiation target range in FIG. 12 is longer in the tilt direction than the irradiation area where the radiation treatment apparatus 20 can irradiate radiation in a single irradiation, the radiation treatment apparatus 20 moves the irradiation area and applies radiation.
放射線治療装置２０は、放射線治療装置制御装置１０の制御に従って、まず範囲Ａ３１内に放射線照射装置２３１を向けて首振り機構２２１を固定し、マルチリーフコリメータ２３２の動作により照射領域を移動させながら治療用放射線Ｂ１１を照射する。範囲Ａ３１には、照射対象範囲の一方の端部（始端）が含まれている。
次に、放射線治療装置２０は、放射線治療装置制御装置１０の制御に従って首振り機構２２１をチルト軸周りに回転させて照射領域を移動させながら治療用放射線Ｂ１１を照射する。その際も、照射対象範囲の形状に応じてマルチリーフコリメータ２３２を動作させる。
その後、放射線照射装置２３１が範囲Ａ３２を向くと、放射線治療装置２０は、首振り機構２２１を固定し、マルチリーフコリメータ２３２の動作により照射領域を移動させながら治療用放射線Ｂ１１を照射する。範囲Ａ３２には、照射対象範囲の他方の端部（終端）が含まれている。
Under the control of the radiation treatment apparatus control apparatus 10, the radiation treatment apparatus 20 first directs the radiation irradiation apparatus 231 within the range A31 to fix the swing mechanism 221 and move the radiation area by the operation of the multileaf collimator 232 to perform treatment. Radiation B11. The range A31 includes one end (starting end) of the irradiation target range.
Next, the radiation treatment apparatus 20 irradiates the treatment radiation B11 while rotating the swing mechanism 221 around the tilt axis and moving the radiation region according to the control of the radiation treatment apparatus control device 10. Also in this case, the multi-leaf collimator 232 is operated according to the shape of the irradiation target range.
Thereafter, when the radiation irradiating apparatus 231 faces the range A32, the radiation treatment apparatus 20 fixes the swing mechanism 221 and irradiates the treatment radiation B11 while moving the irradiation area by the operation of the multileaf collimator 232. The range A32 includes the other end (end) of the irradiation target range.
図１４は、図１２の照射対象範囲に対する放射線照射でのマルチリーフコリメータ２３２の動作の例を示す図である。
放射線治療装置２０は、まず、範囲Ａ３１内に放射線照射装置２３１を向けて首振り機構２２１を固定し、照射対象範囲の始端から徐々に照射領域を広げるようにマルチリーフコリメータを動作させて治療用放射線の照射を行う（図Ｇ５１１、Ｇ５１２）。その際、図６の場合と同様、リーフ２３３を段階的に開いてく。これにより、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺（線Ｌ４１）が模擬されている。
FIG. 14 is a diagram showing an example of the operation of the multi-leaf collimator 232 in radiation irradiation with respect to the irradiation target range of FIG.
First, the radiation treatment apparatus 20 directs the radiation irradiating apparatus 231 within the range A31 and fixes the swing mechanism 221, operates the multi-leaf collimator so as to gradually expand the irradiation area from the start end of the irradiation target area, for treatment Irradiation of radiation is performed (FIGS. G511 and G512). At that time, as in the case of FIG. 6, open the leaf 233 in stages. Thus, the side (line L41) inclined with respect to the moving direction (direction of Y axis) of the leaf 233 is simulated.
次に、放射線治療装置２０は、首振り機構２２１をチルト軸周りに回転させて照射領域を移動させながら治療用放射線Ｂ１１を照射する（図Ｇ５２１、Ｇ５２２）。その際も、照射対象範囲の形状に応じてマルチリーフコリメータ２３２を動作させる。また、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺（線Ｌ４２、Ｌ４３）が模擬されている。 Next, the radiation treatment apparatus 20 irradiates the treatment radiation B11 while rotating the swing mechanism 221 around the tilt axis to move the irradiation area (FIGS. G521 and G522). Also in this case, the multi-leaf collimator 232 is operated according to the shape of the irradiation target range. Further, sides (lines L42 and L43) inclined with respect to the movement direction (direction of Y axis) of the leaf 233 are simulated.
その後、照射領域に照射対象範囲の終端が含まれると、放射線治療装置２０は、首振り機構２２１を固定し、照射対象範囲の終端へ向けて徐々に照射領域狭めるようにマルチリーフコリメータを動作させて治療用放射線の照射を行う（図Ｇ５３１、Ｇ５３２）。その際、図８の場合と同様、リーフ２３３を段階的に閉じてく。これにより、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺（線Ｌ４４）が模擬されている。 After that, when the end of the irradiation range is included in the irradiation area, the radiation treatment apparatus 20 fixes the swing mechanism 221 and operates the multi-leaf collimator to gradually narrow the irradiation area toward the end of the irradiation range. Irradiation with therapeutic radiation (Figures G531 and G532). At that time, as in the case of FIG. 8, close the leaf 233 in stages. Thus, the side (line L44) inclined with respect to the moving direction (the direction of the Y axis) of the leaf 233 is simulated.
図１２〜図１４を参照して説明した放射線照射におけるリーフ２３３の位置は、式（１）のように示される。 The position of the leaf 233 in the irradiation described with reference to FIGS. 12 to 14 is expressed by equation (1).
ここで、ｔは時刻を示す。ｔの値として、照射対象への放射線照射を開始してからの経過時間を用いる。
また、ＭＣＬｉ（ｔ）は、ｉ番目のリーフの位置を示す。ｉは、リーフの番号を示す、１≦ｉ≦Ｍの正整数である。Ｍはリーフの列数（左リーフと右リーフとの対で構成される列の数）を示す定数（例えば、Ｍ＝３０）である。ここでいうリーフの位置とは、パン方向における、所定の基準位置からリーフの先端までの距離である。所定の基準位置は、様々な位置に設定し得る。例えば、マルチリーフコリメータ２３２の開口部の中央（図３に示す開口部Ｈ１１の、同図に向かって左端の辺と右端の辺との中央）を基準位置としてもよい。あるいは、開口部の端部（図３に示す開口部Ｈ１１の、同図に向かって左端の辺または右端の辺のいずれか）を基準位置としてもよい。
なお、左リーフ、右リーフそれぞれに、下記の各定数を設定してリーフの位置を求める。また、照射領域を往復させる場合は、往路、復路それぞれに各定数を設定してリーフの位置を求める。
Here, t indicates time. As the value of t, the elapsed time from the start of radiation irradiation to the irradiation object is used.
MCL i (t) indicates the position of the i-th leaf. i is a positive integer of 1 ≦ i ≦ M indicating a leaf number. M is a constant (for example, M = 30) indicating the number of rows of leaves (the number of rows formed by a pair of left and right leaves). The position of the leaf here is the distance from the predetermined reference position to the tip of the leaf in the pan direction. The predetermined reference position may be set at various positions. For example, the center of the opening of the multileaf collimator 232 (the center of the left end and the right end of the opening H11 shown in FIG. 3 in the drawing) may be used as the reference position. Alternatively, the end of the opening (either the left end or the right end of the opening H11 shown in FIG. 3 in FIG. 3) may be used as the reference position.
In addition, the following constant is set to each of the left leaf and the right leaf to obtain the position of the leaf. When the irradiation area is reciprocated, each constant is set for each of the forward path and the return path to obtain the position of the leaf.
図１５は、リーフ２３３に付す番号の例を示す図である。同図において、マルチリーフコリメータ２３２が備えるリーフ２３３の２個１組を列として、同図の下側の列から順に番号１、２、・・・、Ｍが付されている。マルチリーフコリメータ２３２には、各列に左リーフと右リーフがあり、マルチリーフコリメータ２３２は、２Ｍ個のリーフを備えている。 FIG. 15 is a diagram showing an example of numbers attached to the leaves 233. As shown in FIG. In the figure, a pair of two leaves 233 provided in the multi-leaf collimator 232 is referred to as a row, and numbers 1, 2,..., M are attached in order from the lower row in the figure. The multileaf collimator 232 has left and right leaves in each row, and the multileaf collimator 232 includes 2M leaves.
式（１）のＧｉ（ｔ）は、図１５の線Ｌ５１およびＬ５２のように、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺を模擬するための項であり、式（２）のように示される。 G i (t) of the equation (1) is a term for simulating a side inclined with respect to the moving direction (direction of the Y axis) of the leaf 233, as shown by lines L51 and L52 in FIG. It is indicated as (2).
ここで、ｂｉは、図１５の線Ｌ５１およびＬ５２のように、リーフ２３３の移動方向（Ｙ軸の方向）に対して傾斜した辺の、リーフ２３３の移動方向に対する傾斜の大きさを示すパラメータであり、時刻に応じて異なる数値となる。
ａｉ、ｃｉは、いずれも定数を示す。
ｔ１は、首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を開始する時刻を示す。
ｔ２は、首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を終了する時刻を示す。
Ｆｉ（ｔ）は、照射領域を放射線照射対象に合わせるための項である。このＦｉ（ｔ）は、例えば、仮想マルチリーフコリメータの位置として予め設定される。
Here, b i, as a line L51 and L52 in FIG. 15, parameters indicative of the sides which are inclined with respect to the moving direction of the leaf 233 (the direction of the Y axis), the magnitude of inclination with respect to the moving direction of the leaf 233 And will be different numbers depending on the time of day.
Each of a i and c i represents a constant.
t 1 indicates the time when the swing mechanism 221 starts to rotate around the tilt axis.
t 2 represents the time at which swing mechanism 221 is completed rotation about the tilt axis.
F i (t) is a term for adjusting the radiation area to the radiation target. This F i (t) is preset, for example, as the position of the virtual multileaf collimator.
図１６は、仮想マルチリーフコリメータにおけるリーフの位置の例を示す図である。同図おいて、仮想マルチリーフコリメータの各リーフが、照射対象の形状に合わせて設定されている。
ここで、照射対象のＸ軸方向の長さは、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１（図３）のＸ軸方向（チルト方向）の幅よりも長く、これにより、仮想マルチリーフコリメータの開口部のＸ軸方向の幅は、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１のＸ軸方向の幅よりも長くなっている。一方、仮想マルチリーフコリメータにおける各リーフの幅（Ｘ軸方向の長さ）は、マルチリーフコリメータ２３２における幅と同じである。このため、仮想マルチリーフコリメータにおけるリーフの列数Ｎは、マルチリーフコリメータ２３２におけるリーフ２３３の列数Ｍよりも多くなっている。
FIG. 16 is a diagram showing an example of the positions of leaves in a virtual multi-leaf collimator. In the figure, each leaf of the virtual multi-leaf collimator is set according to the shape of the irradiation target.
Here, the length of the irradiation target in the X-axis direction is longer than the width in the X-axis direction (tilt direction) of the opening H11 (FIG. 3) of the multileaf collimator 232, whereby the opening of the virtual multileaf collimator The width of the multi-leaf collimator 232 in the X-axis direction is longer than the width of the opening H11 of the multi-leaf collimator 232 in the X-axis direction. On the other hand, the width (length in the X-axis direction) of each leaf in the virtual multi-leaf collimator is the same as the width in the multi-leaf collimator 232. Therefore, the number N of rows of leaves in the virtual multi-leaf collimator is larger than the number M of rows of leaves 233 in the multi-leaf collimator 232.
式（１）のＦｉ（ｔ）の値は、図１６の例のように、仮想マルチリーフコリメータの照射領域を照射対象に合せたときの、いずれかのリーフの位置を示す値となる。
例えば、照射対象への放射線照射を開始してから首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を開始するまでの間（０≦ｔ≦ｔ１）、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１の位置は、図１３に示す領域Ａ３１の位置に対応する。そこで、Ｆｉ（ｔ）の値（１≦ｉ≦Ｍ）は、図１６における番号１の列のリーフを示す値となる。
The value of F i (t) in Expression (1) is a value indicating the position of any leaf when the irradiation area of the virtual multi-leaf collimator is matched to the irradiation target as in the example of FIG.
For example, the position of the opening H11 of the multileaf collimator 232 is from the start of radiation irradiation to the irradiation target until the swing mechanism 221 starts rotation about the tilt axis (0 ≦ t ≦ t 1 ), This corresponds to the position of the area A31 shown in FIG. Therefore, the value of F i (t) (1 ≦ i ≦ M) is a value indicating the leaf of the column of number 1 in FIG.
一方、時刻ｔ１から時間ｓだけ経過して（ｔ＝ｔ１＋ｓ）、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１の位置が時刻の位置から、リーフの幅１つ分だけずれた状態では、Ｆｉ（ｔ１＋ｓ）の値は、図１６における番号ｉ＋１の列のリーフを示す値となる。
さらに、ｔ１＜ｔ≦ｔ２において、時刻ｔ１から時間ｋ×ｓだけ経過して（ｔ＝ｔ１＋ｋ×ｓ）、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１の位置が時刻の位置からリーフの幅ｋ個分だけずれた状態では、Ｆｉ（ｔ１＋ｋ×ｓ）の値は、図１６における番号ｉ＋ｋの列のリーフを示す値となる。
また、首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を停止した後（ｔ２＜ｔ）は、Ｆｉ（ｔ）の値は、図１６における番号ｉ＋（Ｎ−Ｍ）の列のリーフを示す値となる。
On the other hand, the elapsed time s from time t 1 (t = t 1 + s), the position is the position of the time of the opening H11 of the multi-leaf collimator 232, in the state shifted by the width one minute leaf, F i The value of (t 1 + s) is a value indicating the leaf of the column of number i + 1 in FIG.
Furthermore, when t 1 <t ≦ t 2 , a time k × s elapses from time t 1 (t = t 1 + k × s), and the position of the opening H11 of the multileaf collimator 232 is from the time position to the leaf position In the state shifted by k widths, the value of F i (t 1 + k × s) is a value indicating the leaf of the column of the number i + k in FIG.
In addition, after the swing mechanism 221 stops the rotation about the tilt axis (t 2 <t), the value of F i (t) is a value indicating the leaf of the row of number i + (N−M) in FIG. It becomes.
次に図１７を参照して、放射線治療システム１の動作について説明する。
図１７は、放射線治療システム１が放射線照射を行う処理の手順の例を示すフローチャートである。放射線治療システム１は、例えば、治療用放射線Ｂ１１の照射開始を指示するユーザ操作を受けると同図の処理を開始する。
図１７の処理において、放射線照射装置制御部１０５が、放射線照射装置２３１に対して治療用放射線Ｂ１１の出力開始を指示し、放射線照射装置２３１は、当該指示に従って治療用放射線Ｂ１１の出力を開始する（ステップＳ１０１）。
Next, the operation of the radiation treatment system 1 will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a flowchart illustrating an example of a procedure of processing in which the radiation treatment system 1 performs radiation irradiation. The radiotherapy system 1 starts the process of the figure, for example, upon receiving a user operation instructing to start the irradiation of the therapeutic radiation B11.
In the process of FIG. 17, the radiation irradiator control unit 105 instructs the radiation irradiator 231 to start the output of the therapeutic radiation B11, and the radiation irradiator 231 starts the output of the therapeutic radiation B11 according to the instruction. (Step S101).
次に、マルチリーフコリメータ制御部１０４が、マルチリーフコリメータ２３２に対してリーフの動作を指示し、マルチリーフコリメータ２３２は、当該指示に従ってリーフ２３３を動かして、図１４の図Ｇ５１１、Ｇ５１２の例のように、照射領域の形状を照射対象の形状に合わせ、かつ、照射領域の範囲を拡大してく（ステップＳ１０２）。
次に、放射線治療装置制御装置１０は、時刻ｔがｔ１＜ｔとなっているか、すなわち、首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を開始する時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
ｔ１＜ｔとなっていないと判定した場合（ステップＳ１０３：ＮＯ）、ステップＳ１０２へ戻る。
Next, the multi-leaf collimator control unit 104 instructs the multi-leaf collimator 232 to operate the leaf, and the multi-leaf collimator 232 moves the leaf 233 in accordance with the instruction to move the leaf 233 as shown in FIG. As described above, the shape of the irradiation area is adjusted to the shape of the irradiation target, and the range of the irradiation area is expanded (step S102).
Next, the radiotherapy apparatus control apparatus 10 determines whether time t is t 1 <t, that is, it is time to start the rotation of the swing mechanism 221 about the tilt axis (step S103). ).
If it is determined that t 1 <t is not satisfied (step S103: NO), the process returns to step S102.
一方、ステップＳ１０３において、ｔ１＜ｔとなっていると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、首振り機構２２１が照射領域を移動させ、また、マルチリーフコリメータ２３２が照射領域の形状を設定する（ステップＳ１１１）。具体的には、首振り機構制御部１０３が、首振り機構２２１に対してチルト軸周りの回転を指示し、首振り機構２２１を当該指示に従ってチルト軸周りに回転することで、照射領域をチルト方向に移動させる。また、マルチリーフコリメータ制御部１０４が、マルチリーフコリメータ２３２に対してリーフの動作を指示し、マルチリーフコリメータ２３２は、当該指示に従ってリーフ２３３を動かして、照射領域の形状を照射対象の形状に合わせる。 On the other hand, when it is determined in step S103 that t 1 <t (step S103: YES), the swing mechanism 221 moves the irradiation area, and the multileaf collimator 232 sets the shape of the irradiation area. (Step S111). Specifically, the swing mechanism control unit 103 instructs the swing mechanism 221 to rotate around the tilt axis, and rotates the swing mechanism 221 around the tilt axis according to the command to tilt the irradiation area. Move in the direction. Further, the multi-leaf collimator control unit 104 instructs the multi-leaf collimator 232 to operate the leaf, and the multi-leaf collimator 232 moves the leaf 233 according to the instruction to match the shape of the irradiation area to the shape of the irradiation target .
次に、放射線治療装置制御装置１０は、時刻ｔがｔ２＜ｔとなっているか、すなわち、首振り機構２２１がチルト軸周りの回転を終了する時刻になったか否かを判定する（ステップＳ１１２）。
ｔ２＜ｔとなっていないと判定した場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１１へ戻る。
Next, the radiotherapy apparatus control apparatus 10 determines whether time t is t 2 <t, that is, it is time to finish the rotation of the swing mechanism 221 about the tilt axis (step S112). ).
If it is determined that t 2 <t is not satisfied (step S112: NO), the process returns to step S111.
一方、ステップＳ１１２において、ｔ２＜ｔとなっていると判定した場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、マルチリーフコリメータ制御部１０４が、マルチリーフコリメータ２３２に対してリーフの動作を指示し、マルチリーフコリメータ２３２は、当該指示に従ってリーフ２３３を動かして、図１４の図Ｇ５３１、Ｇ５３２の例のように、照射領域の形状を照射対象の形状に合わせ、かつ、照射領域の範囲を拡大してく（ステップＳ１２１）。 On the other hand, when it is determined in step S112 that t 2 <t (step S112: YES), the multi-leaf collimator control unit 104 instructs the multi-leaf collimator 232 to operate the leaf, and the multi-leaf collimator In step S121, the leaf 233 is moved according to the instruction to fit the shape of the irradiation area to the shape of the irradiation target and expand the range of the irradiation area as in the example of FIGS. ).
次に、放射線治療装置制御装置１０は、時刻ｔがｔＥ＜ｔとなったか否かを判定する（ステップＳ１２２）。ここで、時刻ｔＥは治療用放射線Ｂ１１の照射を終了する時刻である。
ｔＥ＜ｔとなっていないと判定した場合（ステップＳ１２２：ＮＯ）、ステップＳ１２１へ戻る。
Next, the radiotherapy device control apparatus 10 determines whether or not the time t has become t E <t (step S122). Here, the time t E is the time when the irradiation of the therapeutic radiation B 11 is ended.
If it is determined that t E <t is not satisfied (step S122: NO), the process returns to step S121.
一方、ステップＳ１２２において、ｔＥ＜ｔとなっていると判定した場合（ステップＳ１２２：ＹＥＳ）、放射線照射装置制御部１０５が、放射線照射装置２３１に対して治療用放射線Ｂ１１の出力終了を指示し、放射線照射装置２３１は、当該指示に従って治療用放射線Ｂ１１の出力を終了する（ステップＳ１３１）。
その後、図１７の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S122 that t E <t (step S122: YES), the radiation irradiator control unit 105 instructs the radiation irradiator 231 to end the output of the therapeutic radiation B11. The radiation irradiation apparatus 231 ends the output of the therapeutic radiation B11 according to the instruction (step S131).
Thereafter, the process of FIG. 17 ends.
以上のように、マルチリーフコリメータ制御部１０４は、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の形状が、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の移動方向（チルト方法）に直交する方向（パン方向＝リーフ２３３の移動方向）に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、マルチリーフコリメータ２３２を制御する。
これにより、マルチリーフコリメータ制御部１０４が、マルチリーフコリメータ２３２のリーフ２３３をリーフ２３３の移動方向に対して傾斜した辺に応じて動作させることで、リーフ２３３を徐々に動作させることができ、リーフ２３３が動作するための時間を確保することができる。リーフ２３３を徐々に動作させればよい点で、想定しているリーフ２３３の位置と実際のリーフ２３３の位置との差を小さくすることができ、放射線照射量のムラを低減させ得る。
このように、放射線治療装置制御装置１０によれば、放射線照射装置２３１が治療用放射線Ｂ１１を照射する範囲を拡大することができ、かつ、照射対象範囲における放射線照射量の均一性を高めることができる。
As described above, in the multi-leaf collimator control unit 104, the shape of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 is orthogonal to the moving direction (tilting method) of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21. The multi-leaf collimator 232 is controlled to simulate a shape having an inclined side with respect to (pan direction = moving direction of leaf 233).
Thus, the multi-leaf collimator control unit 104 can cause the leaf 233 to operate gradually by operating the leaf 233 of the multi-leaf collimator 232 in accordance with the side inclined with respect to the movement direction of the leaf 233. The time for 233 to operate can be secured. The difference between the assumed position of the leaf 233 and the actual position of the leaf 233 can be reduced by gradually operating the leaf 233, and unevenness of the radiation dose can be reduced.
As described above, according to the radiotherapy device control apparatus 10, the range in which the radiation irradiator 231 emits the therapeutic radiation B11 can be expanded, and the uniformity of the radiation dose in the irradiation target range can be improved. it can.
また、マルチリーフコリメータ制御部１０４は、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域の形状が、仮想平面Ｐ２１の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前側の辺の、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線の照射領域の移動方向（チルト方向）に直交する方向（パン方向＝リーフ２３３の移動方向）に対する傾斜と、後側の辺の、仮想平面Ｐ２１における放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、マルチリーフコリメータ２３２を制御する。
これにより、図７を参照して説明したように、開口のチルト方向の長さが均一になる。開口のチルト方向の長さが均一になることで、照射領域がチルト方向に移動する際の治療用放射線Ｂ１１の照射時間を均一にすることができ、特に、パン方向について放射線照射量を均一にすることができる。
In addition, the multi-leaf collimator control unit 104 simulates the shape of the irradiation area of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 having the sides on the front side and the rear side in the moving direction of the virtual plane P21. And an irradiation area of the radiation on the virtual plane P21 at an inclination to a direction (pan direction = moving direction of the leaf 233) orthogonal to the moving direction (tilting direction) of the irradiation area of the treatment radiation on the virtual plane P21. The multi-leaf collimator 232 is controlled such that the inclination with respect to the direction orthogonal to the movement direction of the lens has the same direction and the same degree of inclination.
Thereby, as described with reference to FIG. 7, the length in the tilt direction of the opening becomes uniform. By making the length in the tilt direction of the opening uniform, the irradiation time of the therapeutic radiation B11 can be made uniform when the irradiation region moves in the tilt direction, and in particular, the radiation dose can be made uniform in the pan direction. can do.
また、首振り機構２２１は、仮想平面Ｐ２１における治療用放射線Ｂ１１の照射領域が仮想平面Ｐ２１内の一方向を往復するように、マルチリーフコリメータ２３２の開口部Ｈ１１を移動させる。マルチリーフコリメータ制御部１０４は、往路における傾斜の向きと、復路における傾斜の向きとが逆向きになるように、マルチリーフコリメータ２３２を制御する。
これにより、図１１を参照して説明したように、治療用放射線Ｂ１１の照射対象範囲における照射量の均一性をさらに高めることができる。
In addition, the swing mechanism 221 moves the opening H11 of the multileaf collimator 232 such that the irradiation region of the treatment radiation B11 in the virtual plane P21 reciprocates in one direction in the virtual plane P21. The multi-leaf collimator control unit 104 controls the multi-leaf collimator 232 so that the direction of inclination in the forward path and the direction of inclination in the return path are opposite.
Thereby, as described with reference to FIG. 11, the uniformity of the irradiation amount in the irradiation target range of the therapeutic radiation B11 can be further enhanced.
なお、放射線治療装置制御装置１０の全部または一部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
A program for realizing all or part of functions of the radiotherapy apparatus control apparatus 10 is recorded in a computer readable recording medium, and the computer system reads the program recorded in the recording medium and executes the program. The processing of each part may be performed accordingly. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
The "computer system" also includes a homepage providing environment (or display environment) if the WWW system is used.
The term "computer-readable recording medium" refers to a storage medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, or a hard disk built in a computer system. The program may be for realizing a part of the functions described above, or may be realized in combination with the program already recorded in the computer system.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes and the like within the scope of the present invention are also included.
１ 放射線治療システム
１０ 放射線治療装置制御装置
２０ 放射線治療装置
２１１ 旋回駆動装置
２１２ Ｏリング
２１３ 走行ガントリ
２２１ 首振り機構
２３０ 照射部
２３１ 放射線照射装置
２３２ マルチリーフコリメータ
２３３ リーフ
２８１ カウチ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 radiotherapy system 10 radiotherapy apparatus control apparatus 20 radiotherapy apparatus 211 turning drive apparatus 212 O-ring 213 driving gantry 221 swing mechanism 230 irradiation part 231 radiation irradiation apparatus 232 multi-leaf collimator 233 leaf 281 couch
Claims (5)
前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、
仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、
を備える放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置であって、
前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御部を備え、
前記マルチリーフコリメータ制御部は、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御する、放射線治療装置制御装置。 A radiation source that emits radiation;
A multi-leaf collimator provided at an opening through which the radiation passes to operate a plurality of leaves capable of shielding the radiation to form an irradiation area of the radiation;
An opening moving unit that moves the opening so that the radiation irradiation region in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane;
A radiotherapy apparatus controller for controlling a radiotherapy apparatus comprising:
The multi-leaf collimator is controlled so that the shape of the radiation area of the radiation in the virtual plane simulates the shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation area of the virtual plane. Bei give a multi-leaf collimator control unit for,
The multi-leaf collimator control unit simulates the shape having the side on the front side and the rear side in the moving direction of the virtual plane, and the shape of the irradiation area of the radiation on the virtual plane simulates the virtual side of the front side The inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in a plane, and the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the imaginary plane with the rear side have the same direction and the same size The radiotherapy apparatus control apparatus which controls the said multi-leaf collimator so that it may become inclination of height .
前記マルチリーフコリメータ制御部は、往路における前記傾斜の向きと、復路における前記傾斜の向きとが逆向きになるように、前記マルチリーフコリメータを制御する、請求項１に記載の放射線治療装置制御装置。 The opening moving unit moves the opening so that the irradiation area of the radiation in the virtual plane reciprocates in one direction in the virtual plane,
The multi-leaf collimator control unit, and the direction of the tilt in the forward path, as in the direction of the slope in the return path are opposite, and controls the multi-leaf collimator, the radiotherapy device control apparatus according to claim 1 .
前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、
仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、
前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御部と、
を備え、
前記マルチリーフコリメータ制御部は、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御する、放射線治療システム。 A radiation source that emits radiation;
A multi-leaf collimator provided at an opening through which the radiation passes to operate a plurality of leaves capable of shielding the radiation to form an irradiation area of the radiation;
An opening moving unit that moves the opening so that the radiation irradiation region in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane;
The multi-leaf collimator is controlled so that the shape of the radiation area of the radiation in the virtual plane simulates the shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation area of the virtual plane. The multileaf collimator control unit
Bei to give a,
The multi-leaf collimator control unit simulates the shape having the side on the front side and the rear side in the moving direction of the virtual plane, and the shape of the irradiation area of the radiation on the virtual plane simulates the virtual side of the front side The inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in a plane, and the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the imaginary plane with the rear side have the same direction and the same size A radiation treatment system , which controls the multi-leaf collimator so as to have a slope of height .
前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、
仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、
を備える放射線治療装置を制御する放射線治療装置制御装置の放射線治療装置制御方法であって、
前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップを有し、
前記マルチリーフコリメータ制御ステップは、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御するステップである、放射線治療装置制御方法。 A radiation source that emits radiation;
A multi-leaf collimator provided at an opening through which the radiation passes to operate a plurality of leaves capable of shielding the radiation to form an irradiation area of the radiation;
An opening moving unit that moves the opening so that the radiation irradiation region in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane;
A radiotherapy apparatus control apparatus for controlling a radiotherapy apparatus comprising:
The multi-leaf collimator is controlled so that the shape of the radiation area of the radiation in the virtual plane simulates the shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation area of the virtual plane. have a multi-leaf collimator control step of,
In the multi-leaf collimator control step, the shape of the irradiation area of the radiation in the virtual plane simulates a shape having a side on the front side and a rear side in the moving direction of the virtual plane, and the virtual side of the front side The inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in a plane, and the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the imaginary plane with the rear side have the same direction and the same size A method of controlling a radiotherapy apparatus , which is the step of controlling the multi-leaf collimator so as to have a slope of height .
前記放射線が通過する開口部に設けられて前記放射線を遮蔽可能な複数のリーフを動作させて、前記放射線の照射領域を形成するマルチリーフコリメータと、
仮想平面における前記放射線の照射領域が前記仮想平面内の一方向に移動するように、前記開口部を移動させる開口部移動部と、
を備える放射線治療装置を制御するコンピュータに、
前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対して傾斜した辺を有する形状を模擬するように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップであって、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の形状が、前記仮想平面の移動方向の前側、後側それぞれに辺を有する形状を模擬し、前記前側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜と、前記後側の辺の、前記仮想平面における前記放射線の照射領域の移動方向に直交する方向に対する傾斜とが同じ向きかつ同じ大きさの傾斜となるように、前記マルチリーフコリメータを制御するマルチリーフコリメータ制御ステップ、を実行させるためのプログラム。 A radiation source that emits radiation;
A multi-leaf collimator provided at an opening through which the radiation passes to operate a plurality of leaves capable of shielding the radiation to form an irradiation area of the radiation;
An opening moving unit that moves the opening so that the radiation irradiation region in the virtual plane moves in one direction in the virtual plane;
A computer for controlling a radiation treatment apparatus comprising
The multi-leaf collimator is controlled so that the shape of the radiation area of the radiation in the virtual plane simulates the shape having a side inclined with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the radiation area of the virtual plane. In the multi-leaf collimator control step , the shape of the irradiation area of the radiation in the virtual plane simulates a shape having sides on the front side and the rear side in the moving direction of the virtual plane, and The inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area of the radiation in the virtual plane and the inclination with respect to the direction orthogonal to the moving direction of the irradiation area with the radiation in the virtual plane have the same direction as the inclination of the same size, the multi-leaf collimator control step of controlling the multi-leaf collimator, Program to be executed.
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