JPH02161962A - 放射線治療装置における患者の位置を測定しかつ検査する装置及びその方法 - Google Patents

放射線治療装置における患者の位置を測定しかつ検査する装置及びその方法

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JPH02161962A
JPH02161962A JP1261228A JP26122889A JPH02161962A JP H02161962 A JPH02161962 A JP H02161962A JP 1261228 A JP1261228 A JP 1261228A JP 26122889 A JP26122889 A JP 26122889A JP H02161962 A JPH02161962 A JP H02161962A
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light beam
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energy
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Jacques Trotel
ジャック　トロッテル
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CGR MEV SA
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C J R MEBU
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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】 背景技術 本発明は放射線治療に関し、特に、放射線治療装置にお
ける患者の位置を測定しかつ検査する装置及びその方法
に関する。
背景技術 放射線治療は診断上の全ての情報、特に腫瘍の状態、そ
の範囲、位置並びに患者の全体的な状態に関する情報の
総てに基づいて判断される。かかる処置は処置プログラ
ムによって画定され、該プログラムは腫瘍の体積に対し
て所定の放射線量を与え、更に腫瘍の体積部分を形成し
ない組織に対する可能な限りの小量の放射線量を与える
ように描かれている。この効果に対して処置プログラム
は患者に照射されるビームの状態、強度、方向及び範囲
を決定し、シミレータによって得られた幾何学的データ
に基づいて描かれ、特定なデータ処理装置によって与え
られる放射線量を算出して結果を出すのである。
放射線治療シミレータは特にＸ線を用いた放射線装置を
有し、この装置は放射線治療装置の幾何学的位置を再生
するが、Ｘ線源の診断型を使用しているので、すなわち
これは放射線治療装置の高エネルギー源のそれに比較し
て低いエネルギーを有している。この放射線治療装置は
Ｘ線が透過する器官及び組織を表示するのに用いられる
像形成装置と協働する。
腫瘍を処理するためには、放射線源に対するその位置を
実際に知る必要がある。このために、シミレータはいく
つかの光学系を有し、患者及び放射線装置の相対位置を
同定する。これらの手段の内の一つにテレメータがあり
、これはｘｍｇとＸ線ビームが患者の体に進入する軸の
点との距離を測定するように設計されている。この距離
は放射線源及び皮膚間距離と呼ばれている。
第１図に示されるように、放射線治療シミレータに用い
られている型のテレメータは第１光源１を有して患者７
の十字２の影を投影する。光源１はＸ線源と併合されて
、十字２の２つのアームの交点はビームＸの軸上に配置
される。点３即ち患者の皮膚上に投影された影の十字２
のアームの交点は従って患者７の体に進入するビームＸ
の軸における点と一致することになる。
テレメータは第２の光源４をも有し、これは患者７上に
目盛りスケール５の影を投影する。光源４及び目盛りス
ケール５の軸はＸ線ビームの軸として同一平面上に存在
し、この結果として目盛りスケール５の影６の軸は点３
を通過する。
点３と一致する目盛りスケール５の影を形成する点は第
１光源１と点３との間の距離に依存するので点３に一致
するこの記された点の観察は放射線源及び皮膚間距離の
測定に影響する。
放射線量を算出するためのコンピュータ装置によって用
いられるデータは第１に、ビームの幾何学的配置と状態
とで、第２に放射線に曝される領域の患者の解剖学的な
情報である。解剖学的情報は患者の冠状断面における患
者の組織の濃度を表す像の形態で一般的に提供される。
断面の像はいくつかの手段によって得られる。すなわち
、−入射角の変化において像を提供するシミレータの放
射線装置。
一組織の状態に関する情報を提供する切断濃度計（ｔｏ
ｍｏｄｅｎｓｉｔｏａ＋ｅｔｅｒ）。
−異なる断面平面における患者の外部輪郭を読み取った
結果を提供するコンフオメータ（ｃｏｎｆｏｒ蓋ａｔｏ
ｒ）または形状プロット装置。
第２図はコンフオメータの概略斜視図を示している。こ
れはトレイサ−１０と、２つの可動レール１２及び１３
によって画定される平面においてのみ移動できるトレイ
サ−１０の先端１１とを有している。この平面は断面平
面に一致するように移動され、このために外部輪郭をプ
ロットする必要がある。トレイサー１０はその対向端部
において鉛筆１４をともなった先端１１を備えており紙
面１５上に点を描くように設計されている。紙面１５は
断面平面に平行な面に配置されている。この構造によっ
て、鉛筆１４の動きが先端１１の動きから平行移動によ
り推定されることが理解されるだろう。
こうして、外部輪郭１６を読み取るためには、トレイサ
ー１０の先端１１は患者７の皮膚のある重要な点に接触
するようにされ、おのおのの位置に対して点は紙面１５
上の鉛筆１４によって描かれる。
簡単に上述した種々の操作は、描かれる放射線治療処理
プログラムを可能にする。これを実行するためには、患
者の体に関して処理によって規定された異なるＸ線ビー
ムの相対位置を画定する必要がある。これはＸ線ビーム
の各々の輪郭を指示するように患者の皮膚上に消すこと
の出来ないマークを描くことによって得られる。このマ
ークを描くことを可能とするためにはＸ線ビームは写出
器と呼ばれる光学手段によって表示される。
写出器（第３図）は、光源′２１を有し、これは患者の
皮膚上にダイアフラム２２の影を投影するＸ線ビームの
源の点に配置されている。ダイアフラムの形状は、患者
の皮膚上のその投影２３が患者に進入するＸ線のプロッ
トを表わし、患者の皮膚上の同定用のマークを引くのに
利用されるようになされている。
ダイアフラム２２は通常、可動でかつ交換自在な平面板
の組を有しており、ビームが矩形のときに矩形縁部を伴
う板と、ビームがさらに複雑な形状をとったときに特定
な切断板となるようになされている。
上述した操作が終了したときに、患者は放射線治療設備
において処置され得る。処置の第１の操作は、シミレー
タにおいて患者が占める位置に対応する出来るだけ遠く
の位置へ彼を正しく配置することである。この効果のた
めに、この放射線治療装置はシミレータ、特にテレメー
タの光学系に対応する幾つかの光学系を有することにな
る。
患者が放射線照射に曝される前に、患者に対する治療ビ
ームの位置は、シミレータと同様に写出器において変動
されて、得られる光の痕跡が患者の皮膚上に形成された
マークと対応するようになる。
このような従来のシミレーション装置においては次のよ
うな欠点がある。
放射線源及び皮膚間距離の測定において、操作者がテレ
メータによって投影された光の痕跡を観察するために患
者の近くにいなくてはならない。
しかし、結局、測定は照射中になすことはできない。な
ぜならば、操作者は患者の近くにいることはできないか
らである。このことは、患者による非自発的な移動が検
出されず、患者が照射プログラムに従わないで照射され
ることを意味する。
コンフォメータを用いて患者の断面の外部輪郭をプロッ
トすることは、遅い操作によってなされ、正確さを欠き
、患者の近くに操作者を招くことになる。これは処置が
処置プログラムに従って確保されるための補助手段とし
て使用することを防ぐのである。
光学的写出法のプログラムは、光ビームが矩形断面を有
しているときだけ速くなる。はとんどの複雑な場合にお
いては、特別なダイアフラムが形成されなければならず
、これは処置を遅くする。
発明の概要 本発明の目的は、従って、患者の測定及び検査のための
装置を形成することにあり、それは上述の従来技術装置
の欠点を有さず、上述したテレメータ、コンフォメータ
及び写出器の機能を充すものを提供することにある。
本発明の患者位置測定検査装置は、中心Ｏに関して同一
中心運動をなす載置台と、患者を配置する支持台と、低
エネルギーのシミレーション操作または高エネルギーの
放射線治療操作をなす放射線源を有した放射線治療装置
における患者の位置を測定しかつ検査する装置であって
、患者の体の表面の少なくとも一部分を走査できる用に
少なくとも１の方向に沿って光ビームによって走査する
光走査装置と、患者の体の表面上の所定の痕跡に沿って
光ビームを移動させるように光ビームの位置を制御する
制御手段とを有し、前記痕跡は高エネルギービーム線が
照射される表面を設定することを特徴とする。
本発明の患者位置測定検査装置は、更に、患者の体上の
光ビームの照射を検出する検出装置と、光ビームの位置
の制御をなす制御装置及び前記検出装置へ接続されかつ
患者の体上の先ビームの照射点を計算して、第１に高エ
ネルギー線源及び患者の表面間の距離を決定し、第２に
患者の体の断面の外部輪郭を決定する算出装置と、を有
していることを特徴とする。
本発明の患者位置６１す定検査方法は、中心Ｏに関して
同一中心運動をなす載置台と、患者を配置する支持台と
、低エネルギーのシミレーション操作または高エネルギ
ーの放射線治療操作をなす放射線源を有し前記放射線源
が前記載置台に担持された放射線治療装置における患者
の位置を測定しかつ検査する方法であって、 ａ）患者の体の少なくとも一部分を光ビームによって走
査して、患者の体の表面上の前記光ビームの所定照射点
を得るように前記光ビームの枢動点が前記放射線源に関
して公知位置を有するようになした走査行程と、 ｂ）適当な像の記録によってこれら照射点を検出する検
出行程と、 Ｃ）放射線源の位置の知識及び前記照射点の像の位置を
用いて照射点の座標を計算する計算行程と、 ｄ）基となる光ビームの対応位置に関する前記照射点の
座標を記録する記録行程とからなることを特徴とする。
本発明の患者位置測定検査方法は、更に、ｅ）既に記録
されている座標に対する照射点を得るために記録されて
いる光ビームの位置に関する情報を使用して光ビームに
より患者の体を走査する走査行程と、 ｒ）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の行程を実行して照
射点の実際の位置を測定する測定行程と、ｇ）記録され
ている座標と照射点の実際の座標とを比較する比較行程
と、 ｈ）実際の位置が記録された位置に一致するように患者
の体を移動する移動行程とを更に有することを特徴とす
る。
実施例 以下に、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図ないし第３図は、テレメータ、コンフォメータ、
写出器の動作原理を既に説明したのでここでは説明しな
い。
第４図は医療装置を示し、放射線治療装置と患者の位置
を測定及び検査する装置とを表している。
この装置は、載置台３０、患者を支持する支持台３１及
びコンピュータ装置３２を備えている。載置台３０は同
一中心運動（ｉｓｏｃｅｎｔｒｉｃ　ｍｏｔｌｏｎ）型
のものであり公知のものと異なる方法で作られている。
例えば、これはＬ字形のアーム３４を支持する台座３３
を有している。このアーム３４は水平軸３５の周りにて
回転自在である。支持台３１に対向するアーム３４の先
端部分は、数個の部材すなわちＸ線またはイオン線の放
射線源３６、光走査装置３７及び像受信器３８のための
支持部材として作用する。光走査装置３７及び像受信器
３８はコンピュータ装置３２へ接続されている。支持台
３１は異なる軸の回りにて移動されるように設計され、
載置台３０に対して患者の位置を調整できるようになっ
ている。たとえば支持台３１によってなされるかかる移
動は、垂直な平行移動運動、水平な平行移動運動及び垂
直軸３９に関する回転運動であり、ここで垂直軸３９は
放射線源３６が第４図の平面にあるとき、放射線７１９
ｆ３６の回転軸に一致するものである。ここで注意しな
げればならないのは、第４図において同一中心は符号Ｏ
で示されている。
放射線治療設備において、放射線源３６は高エネルギー
の放射線を放射する。放射線シミレータにおいて、放射
線源３６は低エネルギーのＸ線を放射し、放射線源３６
に対して患者の他の側面側に配置された第４図には図示
しない受信機とともに動作するように設計されている。
第５図は光走査袋Ｍ３７の実施例を示している。
これは、光源４０、好ましくはレーザ光源を有し、該光
源は幅の狭い可視性の光ビーム４１を放射する。これは
さらに２つの回転鏡４２及び４３をも有し、これらは各
々軸４４及び４５において振動する。これらの一方であ
る軸４４は光ビーム４１の軸に直角となっている。回転
鏡４２は光ビーム４１を直接受ける。一方、他方の軸４
５は軸４４に直角となっており光ビーム４１の軸に平行
である。これら回転鏡４２及び４３の振動は各々、コン
ピュータ装置３２によって制御されるガルバノ反射器モ
ータ４６及び４７によって得られる。
光ビーム４１はこれら２つの回転鏡４２及び４３によっ
て反射され固定された第３の固定鏡４８へ送られる。固
定鏡４８は光ビーム４１を回転鏡４２及び４３の休止位
置における軸４９に沿って患者の体に向けて反射する。
この軸４９は放射線源３６の放射線の中心軸である軸５
０に一致している。固定鏡４８は使用される放射線に対
しては透明である。
回転鏡４２の振動運動は、回転鏡４３に対して第１の対
称位置であること及び固定鏡４８に対する第２の対称位
置であることによって軸４４から推定される軸５１の回
りにおける光ビーム４１の振動を生じさせる。
回転ｆｉ４３の振動運動は、固定鏡４８に対する対称位
置であることによって軸４５から推定される軸５２の回
りにおける光ビーム４１の振動を生じさせる。
もし回転鏡４２及び４３が互いに近くに存在するとする
と、軸５１及び軸５２に対しても同様になり、回転鏡４
２及び４３の結合した運動が軸５１及び回転鏡４２に共
通して直角にかつこれら２つの軸から等距離の地点に配
置された放射点５４の回りにて光ビーム５３の振動運動
を生じさせることが認められる。
好ましくは、回転鏡４２．４３及び固定鏡４８は、シミ
レータ又は高エネルギー線源の場合、又は他の放射線治
療装置の場合において、放射点５４がＸ線源の地点と併
合されるように配置されて一致している。
また、好ましくは、軸５１及び軸５２は、互いに直角で
かつＸ線ビーム（高エネルギー線のビーム）の軸５０に
直角であり、軸５１又は輔５２は、アーム３４の水平軸
３５の軸に平行である（第４図）。
光走査装置３７は、ガルバノ反射器モータ４６及び４７
に印加された信号に従って、光ビーム４１にＸ線又は高
エネルギー線の外部表面を記載させるよう使用できる。
患者の皮膚上の光ビーム５３の痕跡は、Ｘ線又は高エネ
ルギー線が患者に導入されたときＸ線又は高エネルギー
線の境界線を示す。このようにして従来技術のようにダ
イアフラムを形成することなく写出器の機能を達成する
ことが出来る。
シミレーション操作の間においては、光ビーム５３の走
査は操作者によって行われて患者の体に痕跡マークを得
ることが出来る。制御データの項目はメモリーに記録さ
れて、放射線治療装置の走査装置に用いられて、こうし
て消し得ないマークとして患者に同一の痕跡を得ること
ができ、このマークを移動することによってこれは生じ
ていることであるように得られる。
実施例として記載された光走査装置３７は２つの振動鏡
を有しているが、２つの直角軸に沿った運動によって駆
動される単一の鏡によって同様な走査をなすことも可能
である。
従来技術におけるコンピュ−タ及びテレメータの機能を
満たすために、本発明は光走査装置３７と協働させる縁
受信器３８を備える。この縁受信器３８は、光ビーム５
３の照射点が患者の皮膚の上に位置するであろう空間の
全領域の平面像を得られるように設計されている。この
照射点の像、操作に関する幾何学的データ並びに受信器
及び光ビーム５３の位置を用いることによって、患者の
体上の光ビーム５３の照射点の空間における位置を決定
することが出来る。
このタイプの装置は例えば米国特許第４５９３９８７号
明細書に記載されて公知となっている゛。
患者の体上における光ビーム５３の移動においては、三
次元読み取りはアーム３４のある角度位置に対して光ビ
ーム５３によって到達される患者の外部表面で行われる
。アーム３４の異なる角度位置によって、実際放射線治
療のために用いられる患者外部表面読み取りを有するこ
とが出来る。
このような読み取りにおいて、皮膚及び放射線源間の距
離の測定はＸ線又は高エネルギー線の軸５０と併合され
た光ビーム５３に対応する特定の実施例のみである。よ
って、この装置はテレメータの機能を満たすのである。
患者の断面の外部輪郭の読み取りはまた、アーム３４の
水平軸３５に直角な平面に含まれる光ビーム５３の位置
のためのいくつかの地点を読み取ることに対応する特定
の実施例のみである。
本発明の装置は、載置台３０のアーム３４に載置された
光走査装置３７及び縁受信器３８に関して記載されてい
る。
しかしながら、この装置は、光ビーム５３の位置及び縁
受信器３８の位置が知られコンピュータ装置３２へ与え
られるように設けられた放射線源３６を担持する支持部
材とは独立した支持部材上に載置されるようになされた
光走査装置３７及び縁受信器３８で実施してもよい。さ
らに、光ビーム５３の枢動点である放射点５４は放射線
源３６と一致するように配置できるので、写出器の機能
を満たすのである。
光走査装置３７の記載において、光ビーム４１又は５３
は狭い幅と記載しているが、これは平面ビームの形態と
してもよい。この場合、写出器の機能をみたすのは難し
くなるけれどもコンフォメータの機能は患者の断面の外
部輪郭の全ての地点に対して、像を受は取った時点で像
を同時に与える光ビーム４１の平面まで単純化される。
このような光ビームの平面によって、単一の回転軸を有
する光反射器にとっては数個の平面断面をプロットする
のに十分となる。
縁受信器３８は、例えばテレビカメラであってもよく、
これはデジタル像を与えかつエネルギー分析管又はフォ
トダイオードのマトリクスを使用してもよい。こうして
、二次元像が得られる。
縁受信器３８としては一次元像のみを与えるものを用い
てもよく、例えばそのセンサは直線ストリップのフォト
ダイオードでもよい。
本発明は、放射線治療を考慮して放射線に対して患者の
位置を測定及び又は変化させる方法にも関するものであ
る。本発明の方法は、上記した放射線治療装置に基づい
て、以下の操作行程を有している。
ａ）光ビーム５３の所定照射点を得るために患者７の体
を光ビーム５３によって走査する走査行程。この照射点
は放射線源及び皮膚間の距離、患者の断面あるいは患者
の体上の放射線治療ビームの輪郭に対応している。
ｂ）縁受信器３８によってこれら照射点を検出して前記
照射点の像を得る検出行程。
Ｃ）放射点５４の座標及び前記照射点の像の座標を用い
てコンピュータ装置３２によって照射点の座標を計算す
る計算行程。
ｄ）基となる光ビームの対応位置に関する前記照射点の
座標を記録する記録行程。
上述したこれらの走査の一部は診断型の放射線装置にお
いてシミレート中におこなわれる操作に対応している。
これらから得られたデータは放射線装置及び切断濃度計
（ｔｏａ＋ｏｄｅｎｓｉｔｏｍｅｔｅｒ）によって補正
されたデータとして患者のための処置プログラムを決定
するために用いられる。このプログラムは放射線治療ビ
ームの強度及びその照射時間に加えて、患者の体に対す
る異なる放射線ビームの相対位置、及び患者の体の相対
輪郭を画定して患者の体の痕跡を得る。これらの異なる
痕跡は、上記したａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の行程を実
行する間において光ビーム５３によって走査されるので
基になる光ビームに対応する位置に対応して痕跡の座標
の算出及び記録が可能となる。これらのデータの項目は
患者の体の再度の位置決めに対して放射線治療装置にお
いて使用され、下記の操作行程からなる比較行程に対応
して異なるビームに関して再位置決めがなされる。
ｅ）既に記録されている座標のために照射点を得るため
に記録されている光ビームの位置に関するデータを使用
して光ビームによる患者の体を走査する走査行程。
ｒ）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の行程を用いて照射
点の実際の位置を測定して照射点の実際の座標を得る測
定行程。
ｇ）記録されている座標と照射点の実際の座標とを比較
して偏差が有るか否かを決定する比較行程。
ｈ）実際の位置が記録された位置に一致するように患者
の体を移動する移動行程。
ある場合においては、ｆ）、ｇ）及びｈ）の行程に対し
て操作者が目視できるように単純化してもよく、患者の
体の上に記された輪郭と、ビームの位置に関する記録さ
れた情報に応じて光ビームを繰り返し走査することによ
って痕跡が得られた痕跡と比較して簡略化される。
【図面の簡単な説明】
第１図は放射線源及び皮膚間の距離をｎ１定する原理を
示す概略図、第２図は患者の外部輪郭のためのコンフォ
メータの動作原理を示す概略図、第３図は患者上のビー
ムの痕跡のためのテレメータの動作原理を示す概略図、
第４図は本発明による放射線治療装置における患者の位
置を測定しかつ検査する装置の環路線図、第５図は本発
明による装置を形成するために実施された光学走査装置
の斜視図である。 主要部分の符号の説明 ３０・・・・・・載置台 ３１・・・・・・患者支持台 ３２・・・・・・コンピュータ装置 ３４・・・・・・アーム ３５・・・・・・水平軸 ３６・・・・・・放射線源 ３７・・・・・・光走査装置 ３８・・・・・・縁受信器 ３９・・・・・・垂直軸 ４０・・・・・・光源 ４１．５３・・・・・・光ビーム ４２．４３・・・・・・回転鏡 ４４、４５．４９．５１．５２・・・・・・軸４８・・
・・・・固定鏡

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中心Ｏに関して同一中心運動をなす載置台と、患
    者を配置する支持台と、低エネルギーのシミレーション
    操作または高エネルギーの放射線治療操作をなす放射線
    源を有した放射線治療装置における患者の位置を測定し
    かつ検査する装置であって、患者の体の表面の少なくと
    も一部分を走査できるように少なくとも１の方向に沿っ
    て光ビームによって走査する光走査装置と、患者の体の
    表面上の所定の痕跡に沿って光ビームを移動させるよう
    に光ビームの位置を制御する制御手段とを有し、前記痕
    跡は高エネルギービーム線が照射される表面を設定する
    ことを特徴とする装置。
  2. （２）患者の体上の光ビームの照射を検出する検出装置
    と、光ビームの位置の制御をなす制御装置及び前記検出
    装置へ接続されかつ患者の体上の光ビームの照射点を計
    算して、第１に高エネルギー線源及び患者の表面間の距
    離を決定し、第２に患者の体の断面の外部輪郭を決定す
    る算出装置とを有していることを特徴とする請求項１記
    載の装置。
  3. （３）中心Ｏに関して同一中心運動をなす載置台と、患
    者を配置する支持台と、低エネルギーのシミレーション
    操作または高エネルギーの放射線治療操作をなす放射線
    源を有し前記放射線源が前記載置台に担持された放射線
    治療装置における患者の位置を測定しかつ検査する方法
    であって、ａ）患者の体の少なくとも一部分を光ビーム
    によって走査して、患者の体の表面上の前記光ビームの
    所定照射点を得るように前記光ビームの枢動点が前記放
    射線源に関して公知位置を有するようになした走査行程
    と、 ｂ）適当な像の記録によってこれら照射点を検出する検
    出行程と、 ｃ）前記放射線源の位置の知識及び前記照射点の像の位
    置を用いて照射点の座標を計算する計算行程と、 ｄ）基となる光ビームの対応位置に関する前記照射点の
    座標を記録する記録行程とからなることを特徴とする方
    法。
  4. （４）ｅ）既に記録されている座標に対する照射点を得
    るために記録されている光ビームの位置に関する情報を
    使用して光ビームにより患者の体を走査する走査行程と
    、 ｆ）前記ａ）、ｂ）、ｃ）及びｄ）の行程を実行して照
    射点の実際の位置を測定する測定行程と、 ｇ）記録されている座標と照射点の実際の座標とを比較
    する比較行程と、 ｈ）実際の位置が記録された位置に一致するように患者
    の体を移動する移動行程とを更に有することを特徴とす
    る請求項３記載の方法。
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