JPH01288241A - 放射線治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、放射線治療装置による断層撮影装置、つま
り放射線治療の分野において治療に用いるＸ線と同じ線
質のＸ線を用いて断層撮影を行う技術に関するものであ
る。

［従来の技術］ 第３図は従来のＸ線断層撮影装置（以下、Ｘ線ＣＴと略
す）を示す正面図である。このＸ線ＣＴにおいて、電子
銃２１はＸ線発生器２２と共に図示のように容器内に収
容されかつケーブルによって高電圧印加装置２３へ接続
されている。Ｘ線発生器２２は、Ｘ線を等方に発生する
のでその周囲が遮蔽されており、またその前方に絞り装
置２４が設けられている。この絞り装置２４は、Ｘ線発
生器２２からＸ線ＣＴの仮想の回転中心２５の方向に発
生されたＸ線を扇状に絞って扇状Ｘ線２６とする６回転
中心２５には、撮影したい画像の中心が来るように患者
等の被撮影物（図示しない）をのせた治療台の天板２７
が予め位置決めされている。回転中心２５を挟んでＸ線
発生器２２とは反対側に、被撮影物を透過したＸ線２６
を検出するためのＸ線検出器２８が配置されている。な
お、Ｘ線検出器２８は、最近では情報量を多くしかつ撮
影時間を短くするために、図示のように多数の検出素子
を配列した構造になっている。Ｘ線発生器２２およびＸ
線検出器２８を回転させるために回転駆動装置２つが設
けられており、またその回転位置は回転位置検出器３０
によって検出される。

この回転位置検出器３０はＸ線検出器２８と共に図示の
ようにケーブルによってデータ処理システム３１へ接続
されている。なお、Ｘ！ｉｃＴの回転部は、架台３２に
取り付けられる。

従来のＸ１ｉＣＴは上述したように構成されており、高
電圧印加装置２３が通常、１００ＫＶ程度の高電圧を発
生して電子銃２１に印加すると、この電子銃２１は電子
ビームを発生してＸ線発生器２２に衝突させる。そうす
ると、Ｘ線発生器２２は、最高エネルギーが高電圧印加
装置２３の電圧値に相当するＸ線を発生する。このＸ線
は絞り装置２４によって扇状に絞られ、扇状Ｘ＆１２６
となって放射される。この扇状Ｘ線２６が回転中心２５
に在る被撮影物を透過してＸ線検出器２８に到達すると
、このＸ線検出器２８は透過減衰したＸ線の強度を検出
する。断層画像を作るためには、被撮影物の周囲からＸ
線を照射し、その減衰様子を検出しなければならないの
で、回転中心２５を挟んで対向した状態でＸ線発生器２
２とＸ線検出器２８を上述したように回転駆動装置２つ
で回転させ、その位置を回転位置検出器３ｏで検出する
。

この回転位置検出器３０のデータはＸ線検出器２８のデ
ータと共にデータ処理システム３１に送られる。データ
処理システム３１は、これらの情報により被撮影物のＸ
線吸収係数値の分布として画像を構成し、ＣＲＴ（図示
しない）に表示する。

なお、画像を作るアルゴリズムとしては投影再構成法等
がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のＸ１ＩＣＴでは、用いるＸ線のエネルギーが１０
０ＫＶ程度と低いのでＸ線吸収係数の臓器による差異も
よく検出され、断層像として鮮明な画像が得られるが、
放射線治療に用いるＸ線はエネルギーが非常に高く、Ｘ
線ＣＴで得られてＸ線吸収係数とは全く異なった吸収の
され方をする。

このため、高エネルギーの放射線吸収係数を他のデータ
から類推し、Ｘ線ＣＴのＸ線吸収係数分布を高エネルギ
ー放射線に１き換えて演算し、放射線治療を行っている
が、高エネルギー放射線による放射線の吸収係数分布を
実際に観測できたことはかってないという問題点があっ
た。

この発明は、上述したような問題点を解決するためにな
されたもので、放射線治療装置にＸ線ＣＴで用いたＸ線
検出器のような検出器を装備して回転させ、Ｘ線ＣＴと
同様な情報を得ることにより治療に用いる放射線による
吸収係数の分布の像を構成して実際の治療用放射線の分
布を知る断層撮影装置としての放射線治療装置を得るこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放射線治療装置は、アイソセンタを中心
として回転する放射線線源と、この放射線線源に対して
アイソセンタを挟んで対向した位！に設置された放射線
検出器とを備え、放射線線源と放射線検出器を常に対向
するように回転させるものである。

［作用］ この発明においては、治療用放射線と同じ放射線を用い
て放射線の吸収係数の分布画像を構成することにより断
層像を得て、放射線治療を受ける患者が治療の直前に治
療の体位で画像を確認でき、更に回転照射の場合には治
療しながら治療終了後に画像により治療の確認ができる
。

［実施ＩＮ］ 以下、この発明の一実施例を添付図面について説明する
。第１Ａ図、第１Ｂ図はこの発明に係る放射線治療装置
例えば医療用ライナックの一実施例を示すそれぞれ側面
図、正面図である。第１Ａおよび１８図の放射線治療装
置は床１に設置された固定架台２を備え、この固定架台
２には回転架台３が回転自在に取り付けられている。ま
た、固定架台２には、回転架台３を回転させるために、
第３図に示した回転駆動装置２つと同様な回転駆動装置
２９Ａおよび第３図に示した回転位置検出器３０に対応
しかつ回転架台３の回転角度をモニタする回転角度検出
器も設けられている。回転架台３には、治療用放射線例
えば治療用Ｘ線を発生するためのターゲット５が設けら
れている０回転架台３の下面には、ターゲット５から発
生された治療用放射線の照射野を平面の２方向で決定す
るブロック６ａおよび６ｂを収容した筐体６が設けられ
ている。治療台の天板２７の上には被照射体例えば患者
７が乗せられている。天板２７は支柱８によって床１に
支えられる０回転架台３に取り付けられたアーム９の先
端には、治療用放射線を受ける被照射＃、７の透過放射
線２６Ａを検出するための治療用放射線検出器２８Ａが
支持されている。第３図に示した回転中心２５に対応す
る、放射線治療装置のアイソセンタ２５Ａは、回転架台
３の回転中心軸１０と、ターゲット５と治療用放射線検
出器２８Ａを結ぶ線との交点にある。

第２図は、第３図に示したデー、夕処理システムに対応
しかつこの発明で使用されるデータ処理システムを示す
ブロック図である。データ処理システム３１Ａは、回転
角度検出器４から回転架台３の回転角度に関するデータ
が読み込まれると共に治療用放射線検出器２８Ａで検出
された複数の放射線強度データが読み込まれると所要の
放射線強度データを選別するマルチプレクサ５１を備え
る。

このマルチプレクサ５１はアナグローディジタル変換器
（以下、ＡＤＣと略す、）５２を介して高速メモリ５３
およびアレイプロセッサ５４へ接続されている。このア
レイプロセッサ５４はバス５５によって中央処理装置ｆ
（以下、ＣＰＵと略す、）５６へ接続されている。この
ＣＰＵ５６には主メモリ５７も接続されている。バス５
５はコントローラ５８を介して画像デイスプレィ５９へ
接続されている。また、バス５５には、画像デイスプレ
ィ５９上の画像を扱うためのキーボード等のハンドラ６
０、コンソール用のＣＲＴ６１．磁気ディスク装置（以
下、ＤＩＳＫと略す、）６２、磁気テープ装置（以下、
ＭＴと略す、）６３、フロッピディスク装置（以下、Ｆ
ＤＤと略す、）６４もそれぞれ接続されている。

この発明の放射線治療装置は上述したように構成されて
おり、治療用放射線としてＸ線または電子線を用いるが
、被照射体７を透過する能力はＸ線の方が高いのでＸ線
について説明する。放射線治療装置としての医療用ライ
ナックに用いられるＸ線のエネルギーは、Ｘ＠ＣＴに比
べて非常に高く、公称４ＭｅＶ　以上が多い。よく使わ
れる公称エネルギーは４，６，１０，１２，１５．１８
ＭｅＶ笠である。この理由は、１００ＫＶ程度では癌に
対する打撃が十分に与えられないためである。従って、
高エネルギーｘｉｌＡで治療することになる。

ところが、Ｘ線のエネルギーが異なれば、物質の吸収係
数は異なって来るなめ、１００ＫＶ″ｃ構成した画像の
通りには治療用Ｘ線は吸収されない。

そこで、この発明は、第１図に示したように放射線治療
装置に治療用放射線検出器２８Ａを装備させ、治療用Ｘ
線によって断層像を構成するのである。

第１Ａおよび１８図に示したアイソセンタ２５Ａの周囲
を、回転中心軸１０を中心として３６０°以上回転でき
る回転架台３は回転駆動装置２９Ａによって回転させら
れその回転角度は回転角度検出器４によってモニタされ
て第２図のデータ処理システム３１Ａに送られる。被照
射体７は天板２７の上に設定され、すなわち位置決めさ
れ、ターゲット５の発生したＸ線が照射野決定用ブロッ
ク６ａ　、６ｂによって決められた照射舒内のＸ線２６
Ａとなって被照射体７に照射される。

被照射体７が患者であれば、このようにして治療が行わ
れるのである。

ここで、回転架台３に、ターゲット５とは回転中心軸１
０を挟んで反対の方向にアーム９を設け、このアーム９
の先端に治療用放射線検出器２８Ａを取り付ける。治療
用放射線従って治療用Ｘ線２６Ａがターゲット５から錐
状に放射されているので、たとえ回転させられても常に
同じ断面を通過して来るＸ線を検出できるように、ター
ゲット５とアイソセンタ２５Ａを結んだ平面上に治療用
放射線検出器２８Ａを設定すべくアーム９を調節する。

このようにして治療用放射線検出器２８Ａは常に被照射
体７を透過して来るＸ線を検出する。

回転架台３が回転すると、第１Ｂ図に示したようにター
ゲット５と治療用放射線検出器２８Ａは同じ方向に回転
し、同じＸ線を回転により異なって減衰した値が検出さ
れる。こうして１回転すれば断層撮影が可能となる。

撮影は治療ではないので、極力少ない線量で撮影するの
がよい。一般に、１回の治療では、２００〜３００ｃＧ
ｙを照射し、治療完了までに１０００〜４０００ｃＧｙ
を照射するので、撮影用には１゜ｃＧｙ程度までを認め
るとすると、Ｘ線ＣＴの１スライスあたりの被曝１〜２
ｃＧｙ程度（マルチスライスでその１０倍程度）と同等
であるので、撮影は可能である。

検出された透過Ｘ線のデータと回転角度のデータとはデ
ータ処理システム３１Ａに取り込まれ、再構成アルゴリ
ズム例えば投影再構成法等により治療用Ｘ線による吸収
係数の分布として画像化される。第２図のデータ処理シ
ステム３１Ａにおいて、回転角度検出器４と治療用放射
線検出器２８Ａの検出値はマルチプレクサ５１によりＩ
ＪＩＩのセットデータとして読み込まれ、この値をＡＤ
Ｃ５２により計算機で扱えるディジタルデータに変換す
る。これが回転架台３の１回転の間繰り返されるが、デ
ータを高速処理するために高速メモリ５３に貯め込み、
アレイプロセッサ５４により高速演算処理する。この結
果、断層面内の位置と吸収係数の値が割り出され、吸収
係数分布を描くことが可能になる。この演算結果はバス
５５を通してＣＰＵ５６の指令によりＤ　Ｉ　ＳＫ６２
に格納され、また主メモリ５７内で表示処理される。吸
収係数分布としての断層像は画像デイスプレィ５９にコ
ントローラ５８を通して表示され、またハンドラ６０で
これを見るオペレータが適宜画像を取り扱う、コンソー
ル用ＣＲＴ６１はデータ処理システム３１Ａの立ち上げ
や画像処理のメニュー等に用いられる６ＭＴ６３は他の
装置と画像データを受は渡しする時に有効に用いられ、
またＦＤＤ６４は画像の記憶にも用いられる。

画像再構成時間は近年の技術では数秒でできるので、治
療を受ける患者に治療直前にこの撮影を行えば、治療を
受けるのと全く同じ体位で断層像が撮れるので、治療を
正しく行うことができる。

なお、Ｘ線ＣＴからライナックへ別の天板に患者が移る
と、臓器の位置が変わり期待した治療にならないことも
ある。

上述した実施例では治療前の撮影を行って治療部位の確
認を行っているが、回転照射治療により照射中同じデー
タを取得すれば治療を行った実績の確認も可能である。

また、この実施例ではＸ線を線源としたが、透過能力の
十分な放射線であれば良く、今後治療に用いられると期
待される中性子線でもよく、更に現在よく使われている
コバルト６ｏでもよい。

この発明の実施例ではアーム９は固定と記述したが、撮
影しない時は回転架台３に収納するがアーム７の長さを
短くたたみ、第１Ａ図のように出張りがなくなる可動の
構造であってもよい。

ライナックには治療用放射線検出器２８Ａの近傍に治療
用Ｘ線を遮蔽するための対向板があるものもある。この
場合には治療用放射線検出器２８Ａを対向板に取りつけ
ることにより同様な使用法とすることができる。

［発明の効果］ 以上、詳述したように、この発明は、治療用放射線を発
生するターゲットと、このターゲットに対してその回転
中心の反対側に配置された治療用放射線検出器とを備え
、治療用放射線による断層撮影を可能にしたので、治療
用放射線がどのように吸収されるかを正しく判別でき、
また治療装置と同じ装置で撮影するので患者の体位、臓
器位置が治療と同じ状態で撮影でき、ひいては精度の高
い治療が可能となり放射線の吸収のされ方も明確に判る
。また、回転照射においては終了した治療の放射線吸収
の結果も実績として確認することができ、より精度の高
い治療が可能となる結果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図はこの発明の一実施例を示すそれぞ
れ側面図、正面図、第２図はこの発明で使用されるデー
タ処理システムのブロック図、第３図は従来のＸ線ＣＴ
を示す正面図である。 図において、５はターゲット、２６Ａは治療用放射線、
２８Ａは治療用放射線検出器、３１Ａはデータ処理シス
テムである。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第２図 手続補正書 昭和６３年１２月２２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アイソセンタを中心に回転することのできる放射線治療
   装置であって、治療用放射線を発生するターゲットと、
   このターゲットに対してその回転中心の反対側に配置さ
   れた治療用放射線検出器とを備え、前記アイソセンタで
   あるターゲット回転中心を中心とした位置に設置された
   被照射体に前記治療用放射線を照射しながら前記ターゲ
   ットと前記治療用放射線検出器を対向して回転させるこ
   とにより前記被照射体を透過した放射線を検出して前記
   被照射体の断層像を撮影できることを特徴とする放射線
   治療装置。