JPH02193683A - 放射線治療器 - Google Patents
放射線治療器Info
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- JPH02193683A JPH02193683A JP1310479A JP31047989A JPH02193683A JP H02193683 A JPH02193683 A JP H02193683A JP 1310479 A JP1310479 A JP 1310479A JP 31047989 A JP31047989 A JP 31047989A JP H02193683 A JPH02193683 A JP H02193683A
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-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
-
- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
- A61N5/1045—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head using a multi-leaf collimator, e.g. for intensity modulated radiation therapy or IMRT
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
- G21K1/02—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
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- G21K1/046—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using variable diaphragms, shutters, choppers varying the contour of the field, e.g. multileaf collimators
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はa)放射器ヘッドが二重集束輪郭コリメータ
(マルチ・リーフ・コリメータ)を備え、b)輪郭コリ
メータがそれぞれ2つの側面と、2つの正面と、一つの
内面及び一つの外面を有する複数個の並置された絞り板
を具備し、 C)各個の絞り板を移動する手段を設けており、焦点か
ら放射軸に沿って伝播する放射束と、放射軸上に配設さ
れた放射器ヘッドとを備えた放射治療器に関する。
(マルチ・リーフ・コリメータ)を備え、b)輪郭コリ
メータがそれぞれ2つの側面と、2つの正面と、一つの
内面及び一つの外面を有する複数個の並置された絞り板
を具備し、 C)各個の絞り板を移動する手段を設けており、焦点か
ら放射軸に沿って伝播する放射束と、放射軸上に配設さ
れた放射器ヘッドとを備えた放射治療器に関する。
放射線治療器は腫瘍を高エネルギ光子又は電子で治療の
為に処置するために利用される。その際、機械から発生
される放射束がフィールド制限に関して正確な特性を備
えていることである。この点に関しては冒頭に述べた種
類の放射線治療器が特に適している。
為に処置するために利用される。その際、機械から発生
される放射束がフィールド制限に関して正確な特性を備
えていることである。この点に関しては冒頭に述べた種
類の放射線治療器が特に適している。
このような器械は米国特許明細書筒4,672,212
号から公知である。これは従来の一対のコリメータ・ブ
ロックの代わりに輪郭コリメータを使用している。放射
フィールドの縁での不都合な半影をさけるため、輪郭コ
リメータは二重に集束される。この目的のため、個々の
絞り板は環状リングのセグメントであり、且つ二等辺台
形の形状を呈している。絞り板から構成された輪郭コリ
メータは従って互いに垂直な2つの方向に環状に湾曲さ
れ、且つそれにより球形(勿論近億形であるが)に模造
しである。
号から公知である。これは従来の一対のコリメータ・ブ
ロックの代わりに輪郭コリメータを使用している。放射
フィールドの縁での不都合な半影をさけるため、輪郭コ
リメータは二重に集束される。この目的のため、個々の
絞り板は環状リングのセグメントであり、且つ二等辺台
形の形状を呈している。絞り板から構成された輪郭コリ
メータは従って互いに垂直な2つの方向に環状に湾曲さ
れ、且つそれにより球形(勿論近億形であるが)に模造
しである。
各絞り板は後端に上向きのロンドを備えている。
このロッドに則して絞り板はモータによって前後に移動
する。
する。
この輪郭コリメータの問題点は、ここの絞り板の間に不
都合な放射漏れが生ずることである。もう一つの欠点は
操縦が複雑なことである。即ち、絞り板は湾曲した、板
から板へと異なる軌道を移動する。提案されているモー
タと絞り板との連結方法では板の前進とモータのトルク
には非直線的な関係が生ずる。
都合な放射漏れが生ずることである。もう一つの欠点は
操縦が複雑なことである。即ち、絞り板は湾曲した、板
から板へと異なる軌道を移動する。提案されているモー
タと絞り板との連結方法では板の前進とモータのトルク
には非直線的な関係が生ずる。
全く異なる輪郭コリメータは公開された欧州特許明細古
筆25998941号が開示している。これは従来の放
射線治療器内に、2対のコリメータ・ブ「】ツクに加え
て、患者の敏感な器官を遮蔽するために設けである。輪
郭コリメータは複数個の側方に並置された絞り板から成
っている。はぼ長方形の板は前面が軽く丸(なっており
、側面に直線の案内溝を有U7ている。板は直線の軌道
を走行1,7、可撓ケーブルによって付属のモータから
駆動される。
筆25998941号が開示している。これは従来の放
射線治療器内に、2対のコリメータ・ブ「】ツクに加え
て、患者の敏感な器官を遮蔽するために設けである。輪
郭コリメータは複数個の側方に並置された絞り板から成
っている。はぼ長方形の板は前面が軽く丸(なっており
、側面に直線の案内溝を有U7ている。板は直線の軌道
を走行1,7、可撓ケーブルによって付属のモータから
駆動される。
この輪郭コリメータは直線的な操縦が可能であるが、二
重集束がないので、従来のコリメータ・ブロックと組合
せてしか利用できない。
重集束がないので、従来のコリメータ・ブロックと組合
せてしか利用できない。
この発明の目的は放射フィールドの大幅に自由な形成が
可能な冒頭に述べた種類の放射線治療器を製造すること
である。同時に、放射フィールドは半影、及び放射漏れ
がないものでなければならない。最後に放射器ヘッドの
構造高さは出来るだけ低くなければならない。
可能な冒頭に述べた種類の放射線治療器を製造すること
である。同時に、放射フィールドは半影、及び放射漏れ
がないものでなければならない。最後に放射器ヘッドの
構造高さは出来るだけ低くなければならない。
この目的は発明に基づき、冒頭に述べた種類の放射線治
療器において、 各絞り板の各側面が円錐の表面の一部を形成し、その場
合、このような円錐は全て、焦点を通って放射軸に対し
て垂直な共通の円錐軸と、焦点と一致する共通の円錐尖
端とを有しており、且つ、各絞り板が移動の際に円錐軸
を中心に完全に回動するよ・うに絞り板を案内する手段
を設けることによって達成される。
療器において、 各絞り板の各側面が円錐の表面の一部を形成し、その場
合、このような円錐は全て、焦点を通って放射軸に対し
て垂直な共通の円錐軸と、焦点と一致する共通の円錐尖
端とを有しており、且つ、各絞り板が移動の際に円錐軸
を中心に完全に回動するよ・うに絞り板を案内する手段
を設けることによって達成される。
この発明の核心は絞り板が側面によって位置固定的に並
置され、且つ同時に絞り板の移動の際に二重i5束が確
保されるように形成されることである。各絞り板は公知
の二重集束輪郭コリメータとは異なり、全体のパッケー
ジ内の相対位置によって得られる個別の形状を有してい
る。
置され、且つ同時に絞り板の移動の際に二重i5束が確
保されるように形成されることである。各絞り板は公知
の二重集束輪郭コリメータとは異なり、全体のパッケー
ジ内の相対位置によって得られる個別の形状を有してい
る。
特に好適な実施態様では側方に並置された絞り板の全て
の外面が全体で輪郭面として、軸が円錐軸である外部円
筒の表面の一部を有している。絞り板を移動する手段は
外面に作用する。このようにして板の進行経路の構成は
極めて簡単にできる。
の外面が全体で輪郭面として、軸が円錐軸である外部円
筒の表面の一部を有している。絞り板を移動する手段は
外面に作用する。このようにして板の進行経路の構成は
極めて簡単にできる。
各絞り板を移動する手段は好適に絞り板の外面に設けた
歯軌条と、該は軌条と係合するウオーム・う、り、ギヤ
機構と、これを作動するステップモータを備えている。
歯軌条と、該は軌条と係合するウオーム・う、り、ギヤ
機構と、これを作動するステップモータを備えている。
このようにしてステップ・モータと板前進との直線的な
関係が保証される。
関係が保証される。
放射器ヘッドが重ねられ、互いに垂直に位置合わせれな
2つの輪郭コリメータを具備し、且つ放射軸上には放射
器ヘッドと対向し、輪郭コリメータを監視するためのマ
トリクス・イオン化室を配設することが特に好適である
。
2つの輪郭コリメータを具備し、且つ放射軸上には放射
器ヘッドと対向し、輪郭コリメータを監視するためのマ
トリクス・イオン化室を配設することが特に好適である
。
その他の好適な実施態様は従属クレームに開示されてい
る。
る。
つぎにこの発明の実施例を添付図面を参照しつつ詳細に
説明する。
説明する。
第1図は発明の好適な実施態様に基づく放射線治療器を
示している。これは回転フレーム1と、放射器アーム2
と、放射器ヘッド3とから構成されている。放射器ヘッ
ド3の下には処置される患者用の処置台4がある。
示している。これは回転フレーム1と、放射器アーム2
と、放射器ヘッド3とから構成されている。放射器ヘッ
ド3の下には処置される患者用の処置台4がある。
処置台4は出願対象ではない。これは従来の技術水準か
ら公知であるように、高さ調整自在であり、縦軸を中心
に揺動自在であり、且つ縦及び横方向に往復運動可能で
ある。
ら公知であるように、高さ調整自在であり、縦軸を中心
に揺動自在であり、且つ縦及び横方向に往復運動可能で
ある。
回転フレーム1は軸Aに揺動自在に支承され、駆動機構
5によって移動される。回転フレーム1及び放射器アー
ム2内には、高エネルギー電子を発生するのに必要な部
品が収納されている。
5によって移動される。回転フレーム1及び放射器アー
ム2内には、高エネルギー電子を発生するのに必要な部
品が収納されている。
パルス変成器6によって制御されたHF−源7が必要な
出力のマイクロ波を生成する。HF−導線8を経てマイ
クロ波は放射器アーム2内に収納されている加速管9に
供給される。電子放出器10は電子を加速管9に注入す
る。電子はマイクロ波を介して例えば8 MeVに加速
され、後続の偏向磁石11内でエネルギろ波され、放射
軸Sの方向に偏向される。
出力のマイクロ波を生成する。HF−導線8を経てマイ
クロ波は放射器アーム2内に収納されている加速管9に
供給される。電子放出器10は電子を加速管9に注入す
る。電子はマイクロ波を介して例えば8 MeVに加速
され、後続の偏向磁石11内でエネルギろ波され、放射
軸Sの方向に偏向される。
これまで述べてきた放射線治療器の部品はそれ自体は公
知である。これらの部品はエネルギが高い電子放射線の
発生に適した別の手段でも代替できる。
知である。これらの部品はエネルギが高い電子放射線の
発生に適した別の手段でも代替できる。
偏向磁石11から発した電子はそれ自体で処置用に使用
されても、ターゲット12によって光子に変換されても
よい。発明に基づ(放射線ヘッドの部品は、治療の際に
光子又は電子又は別の粒子のどれを利用するかに係わら
ず効果を発揮する。
されても、ターゲット12によって光子に変換されても
よい。発明に基づ(放射線ヘッドの部品は、治療の際に
光子又は電子又は別の粒子のどれを利用するかに係わら
ず効果を発揮する。
従って以下、放射束についてだけ説明する。
第1図では放射器ヘッド3の主要部だけを示している。
ターゲット1.2(光子を生成するため、即ち電子を散
乱させるための電子散乱フィルター)は偏向磁石11の
出力側にあり、放射束を発生する。幾何学的、光学的な
観点から重要な基準点は以下、焦点Qと称する三次元空
間の点であり、そこから放射束が幾何学的、光学的に伝
播する。
乱させるための電子散乱フィルター)は偏向磁石11の
出力側にあり、放射束を発生する。幾何学的、光学的な
観点から重要な基準点は以下、焦点Qと称する三次元空
間の点であり、そこから放射束が幾何学的、光学的に伝
播する。
空間内の別の重要な基準点は同中心■である。
これは放射束が所望の最適な効果を発揮する地点である
。通例のようにこの場合も放射束は主要に照射される。
。通例のようにこの場合も放射束は主要に照射される。
幾何学的な側面では、同中心Iは放射軸Sと回転軸Aと
の交点である。
の交点である。
従って放射軸Sに沿って伝播する放射束は補償フィルタ
ーによって(例えば最大の放射フィールドにわたってで
きるだけ均質な放射束に)変成され、イオン化室14内
で測定される。放射束が放射器ヘッド3を出る前に、放
射束は互いに垂直に位置合わせされた2対のコリメータ
l、 7 a、17bによって側方から制限される。
ーによって(例えば最大の放射フィールドにわたってで
きるだけ均質な放射束に)変成され、イオン化室14内
で測定される。放射束が放射器ヘッド3を出る前に、放
射束は互いに垂直に位置合わせされた2対のコリメータ
l、 7 a、17bによって側方から制限される。
必要なら、イオン化室14の下の模フィルター14を放
射束に挿入することができる。ミラー16と光源21に
よって、放射束の側方への拡張をシミュレーション弐G
ご患者に見えるようにすることができる。
射束に挿入することができる。ミラー16と光源21に
よって、放射束の側方への拡張をシミュレーション弐G
ご患者に見えるようにすることができる。
好適な実施例に基づき、放射軸S上には放射器ヘッド3
と対抗して、同中心■の下に7トリクス・イオン化室1
9を設けである。これは固定式、又は引込み可能なホル
ダー18によって回転フレームjに固定されている。
と対抗して、同中心■の下に7トリクス・イオン化室1
9を設けである。これは固定式、又は引込み可能なホル
ダー18によって回転フレームjに固定されている。
第2図は放射器ヘッド3を示している。ターゲット12
は放射軸S上で焦点Qを定める。Zは焦点Qを通って放
射軸Sに対して垂直に延びる円錐軸を示している。
は放射軸S上で焦点Qを定める。Zは焦点Qを通って放
射軸Sに対して垂直に延びる円錐軸を示している。
放4・j線絵り20は放射フィールドを円形面に限定す
る。補償フィルター13(英語では平滑フィルター)は
放射フィールドを補償する。(例えばエネルギー中心の
それぞれの線量ビーク)スライダ上に固定された補償フ
ィルタは単一ではなく、複数個を備えても良い。同様に
ターゲット12も交換可能である。
る。補償フィルター13(英語では平滑フィルター)は
放射フィールドを補償する。(例えばエネルギー中心の
それぞれの線量ビーク)スライダ上に固定された補償フ
ィルタは単一ではなく、複数個を備えても良い。同様に
ターゲット12も交換可能である。
次に発明に基づ(輪郭コリメータを説明する。
その場合、理解し易くするため、前述の幾何学的基準点
及び基準軸を中心に考察する。説明を無用に複雑にしな
いため、“十”及び1下”上方1及び“下方”の概念を
使用する。この枠内で、焦点Qは“上”であり、同中心
Iは“下”であるものとされる。従って放射束は上から
下へと伝播される。同様に“対象Xは対象Yの上方に位
置する”との定義は、対象Xが対象Yよりも焦点に近い
ことを意味する。
及び基準軸を中心に考察する。説明を無用に複雑にしな
いため、“十”及び1下”上方1及び“下方”の概念を
使用する。この枠内で、焦点Qは“上”であり、同中心
Iは“下”であるものとされる。従って放射束は上から
下へと伝播される。同様に“対象Xは対象Yの上方に位
置する”との定義は、対象Xが対象Yよりも焦点に近い
ことを意味する。
第2図は、それぞれが2つのコリメータ半部22a、2
2b、22C(第4のコリメータ半部は明解にするため
第2図には記載していない。)を含む、互いに重なり、
垂直に位置あわせされた2つの輪郭コリメータを備えた
実施態様を示す。
2b、22C(第4のコリメータ半部は明解にするため
第2図には記載していない。)を含む、互いに重なり、
垂直に位置あわせされた2つの輪郭コリメータを備えた
実施態様を示す。
各コリメータ半部22a、22b、22cは複数個の並
置された絞り板23から構成され、該絞り板23はそれ
ぞれ2つの保持クリップ24a (上部輪郭コリメータ
のコリメータ半部の第2の保持クリップは第2図には図
示されていない。)、24b、24c及び24dによっ
て個別に支持され、且つ案内されている。絞り仮23は
互いに独立して移動可能である。例えば第2図では上部
コリメータの絞り仮は図面の面に対して垂直に移動し、
且つ、下部輪郭コリメータの絞り仮は図面の面と平行に
移動する。
置された絞り板23から構成され、該絞り板23はそれ
ぞれ2つの保持クリップ24a (上部輪郭コリメータ
のコリメータ半部の第2の保持クリップは第2図には図
示されていない。)、24b、24c及び24dによっ
て個別に支持され、且つ案内されている。絞り仮23は
互いに独立して移動可能である。例えば第2図では上部
コリメータの絞り仮は図面の面に対して垂直に移動し、
且つ、下部輪郭コリメータの絞り仮は図面の面と平行に
移動する。
各絞り板23にはステップ・モータ25が設けられ、こ
れがウォーム・ラック駆動機構35及び歯軌条31を介
して絞り板を往復移動させる。輪郭コリメータ及び対応
するコリメータ半部のステップ・モータは垂直及び水平
に互い違いに配列されている。
れがウォーム・ラック駆動機構35及び歯軌条31を介
して絞り板を往復移動させる。輪郭コリメータ及び対応
するコリメータ半部のステップ・モータは垂直及び水平
に互い違いに配列されている。
勿論ステップ・モータの代わりになんらかの別の駆動機
構(例えば角度付与器を備えた直流モータ)を使用する
こともできる。
構(例えば角度付与器を備えた直流モータ)を使用する
こともできる。
保持クリップは一方では絞り板を案内し、他方ではウォ
ーム・ラック駆動機構を支持する。その際、各絞り板は
コリメータ半部の2つの保持クリップによって4点で支
持され、且つ案内される。
ーム・ラック駆動機構を支持する。その際、各絞り板は
コリメータ半部の2つの保持クリップによって4点で支
持され、且つ案内される。
ステップ・モータの利点は絶えず電圧が印加され、且つ
絶えV限定された位置に留まっていることである。その
結果、ステップ・モータだけで(電位差計を使用せずに
)、絞り板の位置を検出できることである。
絶えV限定された位置に留まっていることである。その
結果、ステップ・モータだけで(電位差計を使用せずに
)、絞り板の位置を検出できることである。
ウォーム・ラック駆動機構は自動制動式である。
それによって絞り板が独自に移動できないように補助的
な制動装置を設ける必要がない。
な制動装置を設ける必要がない。
33図及び3b図は前方及び側方から見た個々の絞り板
を示している。絞り板は2つの側面26a、26bと、
2つの正面27a、27bと、〜つの内面28と一つの
外面29とを有している。円錐軸(後述)に対して垂直
な面への側面26a、26bの突起部は環状リング・セ
グメントの形状を呈している。絞り板の断面は不等辺台
形の形状を呈しており、台形の平行の辺は内面及び外面
28.29によって、又、台形の不等辺は側面26a、
26bによって形成されている。絞り板は高さd、厚さ
bを備えている。
を示している。絞り板は2つの側面26a、26bと、
2つの正面27a、27bと、〜つの内面28と一つの
外面29とを有している。円錐軸(後述)に対して垂直
な面への側面26a、26bの突起部は環状リング・セ
グメントの形状を呈している。絞り板の断面は不等辺台
形の形状を呈しており、台形の平行の辺は内面及び外面
28.29によって、又、台形の不等辺は側面26a、
26bによって形成されている。絞り板は高さd、厚さ
bを備えている。
側面26aと正面27aとの間の稜の延長部と、正面2
7aと側面26bとの間の稜の延長部(即ち台形の辺の
延長部)が焦点Q第2図参照)で交わるように内面28
は、正確に外面29よりも狭くなっている。
7aと側面26bとの間の稜の延長部(即ち台形の辺の
延長部)が焦点Q第2図参照)で交わるように内面28
は、正確に外面29よりも狭くなっている。
絞り板の間の不慮の放射漏れを最小限にするため、側面
26a、26bには互いに対応する段30.31を設け
ることができる。これは内面及び外面28.29に対し
て平行に延びている。即ち円弧型である。
26a、26bには互いに対応する段30.31を設け
ることができる。これは内面及び外面28.29に対し
て平行に延びている。即ち円弧型である。
第4図は20個の絞り板を有するコリメータ半部である
。その各々が外面29a、29b、。
。その各々が外面29a、29b、。
に歯軌条31a、31b、、、を有し、そこに前述のウ
ォーム・ラック駆動機構が係合している。
ォーム・ラック駆動機構が係合している。
歯軌条31a、31bに隣接する絞り板はそれぞれ高さ
が異なっている。それによって、ウオームギヤを活用で
きる少ない空間内に収納できる。全ての絞り板にモータ
・トルクと板前進の同じ相関関係を付与するため、歯軌
条は対応する勾配を有している。
が異なっている。それによって、ウオームギヤを活用で
きる少ない空間内に収納できる。全ての絞り板にモータ
・トルクと板前進の同じ相関関係を付与するため、歯軌
条は対応する勾配を有している。
コリメータ半部の2つの保持クリップは外側のクリップ
内側が歯状に切り込まれている。この切り込み内に歯軌
条が係合し、且つカムの隣接する歯にはそれぞれ対応す
る絞り板の外面が支承されている。
内側が歯状に切り込まれている。この切り込み内に歯軌
条が係合し、且つカムの隣接する歯にはそれぞれ対応す
る絞り板の外面が支承されている。
絞り板は勿論側の手段で支持され、且つ案内されること
ができる。即ち、外面を例えばV型に形成し、且つ1コ
一ラ条に支承することができる。ランクを外面に固定す
る代わりに、適宜に形成された外面に直接作用する調整
手段を設けてもよい。
ができる。即ち、外面を例えばV型に形成し、且つ1コ
一ラ条に支承することができる。ランクを外面に固定す
る代わりに、適宜に形成された外面に直接作用する調整
手段を設けてもよい。
第4図にはその他に放射軸Sと、焦点Qと、円錐軸Zと
、内径Rtと外径Raとが記載されている。これらの幾
何学的な基半寸法の意味は第5図を参照して説明する。
、内径Rtと外径Raとが記載されている。これらの幾
何学的な基半寸法の意味は第5図を参照して説明する。
第5図は発明を説明するため空間的な構成を示している
。焦点Qでは放射軸Sと円錐軸Zが直角に交差している
。円錐軸Zは径R3と径Raを有する内部及び外部円筒
の軸であり、 際Ri<Raである。中心面として焦点
Qを通って円錐軸Zに対して垂直な面が定められている
。放射軸Sは従って中心面内にある。
。焦点Qでは放射軸Sと円錐軸Zが直角に交差している
。円錐軸Zは径R3と径Raを有する内部及び外部円筒
の軸であり、 際Ri<Raである。中心面として焦点
Qを通って円錐軸Zに対して垂直な面が定められている
。放射軸Sは従って中心面内にある。
外部円筒は中心面に対して平行且つ互いに等間隔の面(
間隔b)で断面化されている。それによって生じた断面
曲線は円である。
間隔b)で断面化されている。それによって生じた断面
曲線は円である。
名田について、焦点Qから発するベクトルの尖端が円を
循環することによって形成される面が定められる。この
ように定められた面がそれぞれ円錐の表面を形成する。
循環することによって形成される面が定められる。この
ように定められた面がそれぞれ円錐の表面を形成する。
各円雅面は内部円筒をも切断する。それぞれ2つの隣接
する円錐表面及び内部及び外部円筒によって形成される
空間領域は、発明に基づく輪郭コリメータの絞り板が移
動する軌跡を示す。絞り板自体はこの空間領域の角度的
に限定された切片(セグメント)そのものである。
する円錐表面及び内部及び外部円筒によって形成される
空間領域は、発明に基づく輪郭コリメータの絞り板が移
動する軌跡を示す。絞り板自体はこの空間領域の角度的
に限定された切片(セグメント)そのものである。
このような幾何学的考慮によって、つぎのことが明らか
になる。
になる。
1、発明に基づく輪郭コリメータは二重集束される。絞
り板は各位置で側面及び正面が、焦点から発した放射線
が絞り板に接するだけでこれを切断することがないよう
に位置合わせされる。
り板は各位置で側面及び正面が、焦点から発した放射線
が絞り板に接するだけでこれを切断することがないよう
に位置合わせされる。
2、板の前進とモータのトルクとの関係は直線的である
。即ち絞り板の外面は全て同じ長さであり、同じ円筒表
面条を移動する。
。即ち絞り板の外面は全て同じ長さであり、同じ円筒表
面条を移動する。
外部及び内部円筒表面は包絡面とみなすことができる。
即ち、絞り板の外面及び内面は円筒表面の正確な部分で
ある必要がない。この発明の範囲ではこの面を案内の目
的で特殊に形成している。
ある必要がない。この発明の範囲ではこの面を案内の目
的で特殊に形成している。
第6図は絞り板の三次元の表示であり、これによって発
明に必要な特徴を説明する。
明に必要な特徴を説明する。
それは次の2点である。
1、各側面26a、26bは円錐に1、K2の表面の一
部を形成している。このような円錐に1、K2は全て焦
点Qに尖端がある。更に円錐は共通の円錐軸Zを有して
いる。その結果、絞り板に属する円錐に1、K2は勾配
が異なっている。
部を形成している。このような円錐に1、K2は全て焦
点Qに尖端がある。更に円錐は共通の円錐軸Zを有して
いる。その結果、絞り板に属する円錐に1、K2は勾配
が異なっている。
一方、互いに向き合った側面に隣接する絞り板の円錐は
同一である。そのため、隣接する絞り板は互いに位置固
定的に通過する。
同一である。そのため、隣接する絞り板は互いに位置固
定的に通過する。
2、絞り板は適宜の手段によって、共通の円錐軸Zを中
心に完全に回動するように案内されなければならない。
心に完全に回動するように案内されなければならない。
それによって、絞り仮の移動時に相互に移動しないこと
が達成される。従って並置された絞り板の側面は位置固
定的な接触を保つ。
が達成される。従って並置された絞り板の側面は位置固
定的な接触を保つ。
発明の蒸気の二つの核心は絞り板(外面、内面、段階付
き側面等)の形状が異なっていても、又、。
き側面等)の形状が異なっていても、又、。
案内手段の種類が異なっていても関わりなく確保される
。
。
第7図は2つの輪郭コリメータを有する放射器ヘッドに
よって生成される放射線フィールドを示している。この
図には同中心を通る放射軸に対して垂直な面、及びこの
面に対する絞り板の突起を示している。図の中央には放
射される領域3Gが示されている。この領域は例えば複
数のへこみ36a、36b、36Cを有しており、これ
らは照射の際に、できるだけ放射線から保護されるよう
に配慮される必要がある。
よって生成される放射線フィールドを示している。この
図には同中心を通る放射軸に対して垂直な面、及びこの
面に対する絞り板の突起を示している。図の中央には放
射される領域3Gが示されている。この領域は例えば複
数のへこみ36a、36b、36Cを有しており、これ
らは照射の際に、できるだけ放射線から保護されるよう
に配慮される必要がある。
絞り板は有効な放射面33が照射領域36にできるだけ
接近するように前進される。第7図では陰影線によって
、次のことを示している。即ち、1、特定領域(方眼部
分)は上方及び下方から輪郭コリメータによってカバー
され、且つ、2、特定の縁領域(斜線部)は双方の輪郭
コリメータの1つだけによってカバーされる。
接近するように前進される。第7図では陰影線によって
、次のことを示している。即ち、1、特定領域(方眼部
分)は上方及び下方から輪郭コリメータによってカバー
され、且つ、2、特定の縁領域(斜線部)は双方の輪郭
コリメータの1つだけによってカバーされる。
従来は各個別コリメータが放射束を完全に、即ち必要な
、無害な水準まで弱めることができるように高くなけれ
ばならなかった。しかし、第2図のように発明に基づく
2つの輪郭コリメータを導入すると、絞り板の高さd
(第3図参照)を縮減することができる。その理由は、
放射フィールドの各点が上部と下部の輪郭コリメータに
よって選択的にカバーできるからである。
、無害な水準まで弱めることができるように高くなけれ
ばならなかった。しかし、第2図のように発明に基づく
2つの輪郭コリメータを導入すると、絞り板の高さd
(第3図参照)を縮減することができる。その理由は、
放射フィールドの各点が上部と下部の輪郭コリメータに
よって選択的にカバーできるからである。
第8図は高さが縮減された輪郭コリメータの進路を示し
ている。これには第7図と同じ面が示されている。
ている。これには第7図と同じ面が示されている。
放射フィールドは例えば40cmX40cmの正方形の
最大放射面32を有している。有効放射面33の下は絞
り板によってカバーされない放射フィールドの一部であ
るものとみなされる。
最大放射面32を有している。有効放射面33の下は絞
り板によってカバーされない放射フィールドの一部であ
るものとみなされる。
この例では4つのコリメータ半部は各々20の絞り板か
ら構成されている。下部輪郭コリメータの絞り板は第7
図ではX一方向に移動し、上部コリメータの絞り板はY
一方向に移動する。(図示された座標系を参照)個々の
絞り板の厚さbは放射軸Sに垂直な面上の焦点の中央突
起が同じ大きさであるように選択されている。上部輪郭
コリメータの絞り板は従って下部輪郭コリメータの絞り
板よりも幾分狭い。
ら構成されている。下部輪郭コリメータの絞り板は第7
図ではX一方向に移動し、上部コリメータの絞り板はY
一方向に移動する。(図示された座標系を参照)個々の
絞り板の厚さbは放射軸Sに垂直な面上の焦点の中央突
起が同じ大きさであるように選択されている。上部輪郭
コリメータの絞り板は従って下部輪郭コリメータの絞り
板よりも幾分狭い。
23dは下部輪郭コリメータの、又23eは下部輪郭コ
リメータの自由に選択された絞り板を示している。これ
らの双方の絞り板は互いにフィールド・ポイント34を
制御する。従って第7図に示すように双方の絞りIJi
23 d及び23eが移動される場合、双方によって
放射フィールドをカバーできれば充分である。従って従
来のコリメータと比較して高さを半分にwi減できる。
リメータの自由に選択された絞り板を示している。これ
らの双方の絞り板は互いにフィールド・ポイント34を
制御する。従って第7図に示すように双方の絞りIJi
23 d及び23eが移動される場合、双方によって
放射フィールドをカバーできれば充分である。従って従
来のコリメータと比較して高さを半分にwi減できる。
しかし、高さdは元の値に対して約173しか縮小され
ないことが好適である。即らこのような高さによって強
度は既に数パーセント縮小される。
ないことが好適である。即らこのような高さによって強
度は既に数パーセント縮小される。
例えば第7図のような照射されるべき領域では保護すべ
きへこみ36a、36b、36cは、はとんどの場合、
輪郭コリメータの絞り板によってカバーされるだけでも
充分に放射による害から防御できる。(従って、従来の
コリメータ・ブロックによってはカバーできない斜線領
域は放射線量の数パーセントだけ照射される。) 高さを縮小した輪郭コリメータを有する放射線治療器は
、カバーされるべき各フィールド・ポイントが絶えず上
部の絞り板及び下部輪郭コリメータによってカバーされ
るように絞り板を制御する制御回路を備えていなければ
ならない。このような制御回路はプログラム内蔵マイク
ロ・プロセッサによって実施するのが最適である。
きへこみ36a、36b、36cは、はとんどの場合、
輪郭コリメータの絞り板によってカバーされるだけでも
充分に放射による害から防御できる。(従って、従来の
コリメータ・ブロックによってはカバーできない斜線領
域は放射線量の数パーセントだけ照射される。) 高さを縮小した輪郭コリメータを有する放射線治療器は
、カバーされるべき各フィールド・ポイントが絶えず上
部の絞り板及び下部輪郭コリメータによってカバーされ
るように絞り板を制御する制御回路を備えていなければ
ならない。このような制御回路はプログラム内蔵マイク
ロ・プロセッサによって実施するのが最適である。
この実施態様の利点は、放射器ヘッド内で更に多くのス
ペースを活用でき、或いは逆に構造の高さを縮小でき、
且つ、輪郭コリメータの重量を軽減できることである。
ペースを活用でき、或いは逆に構造の高さを縮小でき、
且つ、輪郭コリメータの重量を軽減できることである。
発明の好適な実施態様は放射フィールドを監視するため
のマトリクス−イオン化室19を備えている。
のマトリクス−イオン化室19を備えている。
放射線治療器は特定の安全規定に従わなければならない
。これには例えば、コリメータも2つの別個のチャネル
を介して監視されると言う規則も含まれる。これらのチ
ャネルの一つは、絞り板を正確に限定された位置に保持
するステップ・モータである。別のチャネルはマトリク
ス−イオン化室19である。(第1図参照)これは同中
心Iの下の放射軸S上に配設されている。従ってマトリ
クス・イオン化室は患者に作用する放射フィールドの形
状をほぼ実時間で検出する。輪郭コリメータに故障が生
じた場合は、直ちに治療を中断することができる。
。これには例えば、コリメータも2つの別個のチャネル
を介して監視されると言う規則も含まれる。これらのチ
ャネルの一つは、絞り板を正確に限定された位置に保持
するステップ・モータである。別のチャネルはマトリク
ス−イオン化室19である。(第1図参照)これは同中
心Iの下の放射軸S上に配設されている。従ってマトリ
クス・イオン化室は患者に作用する放射フィールドの形
状をほぼ実時間で検出する。輪郭コリメータに故障が生
じた場合は、直ちに治療を中断することができる。
この構成によって、放射フィールドを治療中に変更する
ことができる。このことは例えば放射方向が処置中に変
更される場合に好適である。(同中心Iを中心に回動) マトリクス−イオン化室自体は公知である。従って、こ
こでは詳細には説明せず、公開欧州特許明細書E P
−0196138A2を参照されたい。
ことができる。このことは例えば放射方向が処置中に変
更される場合に好適である。(同中心Iを中心に回動) マトリクス−イオン化室自体は公知である。従って、こ
こでは詳細には説明せず、公開欧州特許明細書E P
−0196138A2を参照されたい。
この発明は種々の方法によって実現できる。以下に他の
幾つかの可能性について若干記載する。
幾つかの可能性について若干記載する。
絞り板を監視するため、勿論電位差計を使用することも
できる。これは特にマトリクス−イオン化室の監視機能
の代替手段として利用できる。
できる。これは特にマトリクス−イオン化室の監視機能
の代替手段として利用できる。
絞り板の間の放射線漏れの低減は前述の段階の代わりに
新規の切り欠きを使用しても達成できる。
新規の切り欠きを使用しても達成できる。
その際、切り欠きは内面及び外面と平行に延び、これに
よって隣接する絞り板の、はぼ位置固定的な接触が可能
になることが分かる。
よって隣接する絞り板の、はぼ位置固定的な接触が可能
になることが分かる。
輪郭コリメータの進路の制御に必要な調整素子の数をで
きるだけ縮減するため、ステップ・モータは多重モード
で作動することが有利である。
きるだけ縮減するため、ステップ・モータは多重モード
で作動することが有利である。
絞り板はコリメータ用に市販されている材料から成って
いる。−例として、タングステン合金が挙げられる。放
射フィールドを遮蔽するため高さd = 70 mmの
前記材料が必要である場合、輪郭コリメータの高さが縮
減された実施態様ではd=35龍の高さで充分である。
いる。−例として、タングステン合金が挙げられる。放
射フィールドを遮蔽するため高さd = 70 mmの
前記材料が必要である場合、輪郭コリメータの高さが縮
減された実施態様ではd=35龍の高さで充分である。
好適な高さは約50鰭である。
最後にこの発明は多様に利用できる放射線治療器を製造
するものであることを付記しておく。
するものであることを付記しておく。
第1図は放射線治療器である。
第2図は発明に基づく2つの輪郭コリメータを有する放
射器ヘッドである。 3図a及び3図すは前方及び側方からみた絞り板である
。 第4図は側面が段階状に構成された20の絞り板を有す
るコリメータ半部である。 第5図は絞り板の移動経路の空間的な図面である。 第6図は絞り板の三次元的図面である。 第7図は互いに垂直に位置合わせされた2つの輪郭コリ
メータを有する放射器ヘッドによって生成可能な放射フ
ィールドの図面である。 第8図は高さが縮減された輪郭コリメータによって生成
可能な放射フィールドの図面である。 図中符号: 1 回転フレーム 2 放射アーム 3 放射器ヘッド 4 処置台 5 駆動機構 6 パルス変成器 7 HF−源 8 HF−導線 9 加速管 10 電子放出器 11 偏向磁石 12 ターゲット 13 補償フィルター 14 イオン化室 15 喫フィルター 16 ミラー 17a、17b コリメータ 18 ホルダー 19 71〜リクスーイオン化室 20 放射絞り 21 光源 22a・・・・・・22c コリメータ半部23a
・・・・・・23c 絞り板FI6.1 24a・・・・・・24c 保持クリップ25
ステ・ノブ・モータ 26a、26b 側面 27a、27b 正面 28 内面 29 外面 30 段階 31 歯軌条 32 最大放射面 33 有効放射面 34 フィールド・ポイント 35 ウオーム・ランク駆動機構 36 照射領域 36a、36b、36c へこみ A 回転軸 I 同中心 Q 焦点 S 放射軸 Z 円錐軸 IG 2 FIG、6 FIG7 FIG、8
射器ヘッドである。 3図a及び3図すは前方及び側方からみた絞り板である
。 第4図は側面が段階状に構成された20の絞り板を有す
るコリメータ半部である。 第5図は絞り板の移動経路の空間的な図面である。 第6図は絞り板の三次元的図面である。 第7図は互いに垂直に位置合わせされた2つの輪郭コリ
メータを有する放射器ヘッドによって生成可能な放射フ
ィールドの図面である。 第8図は高さが縮減された輪郭コリメータによって生成
可能な放射フィールドの図面である。 図中符号: 1 回転フレーム 2 放射アーム 3 放射器ヘッド 4 処置台 5 駆動機構 6 パルス変成器 7 HF−源 8 HF−導線 9 加速管 10 電子放出器 11 偏向磁石 12 ターゲット 13 補償フィルター 14 イオン化室 15 喫フィルター 16 ミラー 17a、17b コリメータ 18 ホルダー 19 71〜リクスーイオン化室 20 放射絞り 21 光源 22a・・・・・・22c コリメータ半部23a
・・・・・・23c 絞り板FI6.1 24a・・・・・・24c 保持クリップ25
ステ・ノブ・モータ 26a、26b 側面 27a、27b 正面 28 内面 29 外面 30 段階 31 歯軌条 32 最大放射面 33 有効放射面 34 フィールド・ポイント 35 ウオーム・ランク駆動機構 36 照射領域 36a、36b、36c へこみ A 回転軸 I 同中心 Q 焦点 S 放射軸 Z 円錐軸 IG 2 FIG、6 FIG7 FIG、8
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、a)放射器ヘッドが二重集束輪郭コリメータ(マル
チ・リーフ・コリメータ)を備え、 b)輪郭コリメータがそれぞれ2つの側面と、2つの正
面と、一つの内面及び一つの外面を有する複数個の並置
された絞り板を具備し、c)各個の絞り板を移動する手
段を設けており、焦点から放射軸に沿って伝播する放射
束と、放射軸上に配設された放射器ヘッドとを備えた放
射線治療器において、 d)各絞り板の各側面が円錐の表面の一部を形成し、そ
の場合、このような円錐は全て、焦点を通って放射軸に
対して垂直な共通の円錐軸と、焦点と一致する共通の円
錐尖端とを有しており、且つ、 e)各絞り板が移動の際に円錐軸を中心に完全に回動す
るように絞り板を案内する手段を設けたことを特徴とす
る放射線治療器。 2、a)側方に並置された絞り板の全ての外面が全体で
包絡面として、軸が円錐軸である外部円筒の表面の一部
を有し、且つ b)絞り板を移動する手段が外面に作用することを特徴
とする請求項1記載の放射線治療器。 3、a)側方に並置された絞り板の全ての内面が全体で
輪郭面として、軸が円錐軸である内部円筒の表面の一部
を有し、且つ b)並置された絞り板23を案内する手段が、各絞り板
が少なくとも4個所で支持されるように少なくとも2つ
の保持クリップ24b、24cを備えたことを特徴とす
る請求項1記載の放射線治療器。 4、各絞り板23を案内する手段が、 a)絞り板23の外面に設けた調整補助部材と、b)該
調整補助部材に係合するギヤと、 c)該ギヤを作動する駆動装置とを設けたことを特徴と
する請求項2記載の放射線治療器。 5、a)補助調整部材が外面に固定された歯軌条であり
、 b)ギヤは自動制動ウォーム・ラック駆動機構であり、 c)駆動機構はステップ・モータであることを特徴とす
る請求項4記載の放射線治療器。 6、放射器ヘッド3が重ねられ、互いに垂直に位置合わ
せれた2つの輪郭コリメータを具備したことを特徴とす
る請求項1記載の放射線治療器。 7、輪郭コリメータが段階を付けた高さを有し、その場
合、放射束を必要な程度に弱めるには個々の輪郭コリメ
ータの段階を付けた高さでは不十分であるが、重ねて配
置された輪郭コリメータの高さの和で十分であることを
特徴とする請求項6記載の放射線治療器。 8、放射軸s上には放射器ヘッド3と対向し、且つ同中
心の背後には、輪郭コリメータを監視するためのマトリ
クス・イオン化室を配設したことを特徴とする請求項1
記載の放射線治療器。 9、輪郭コリメータの歯軌条の近傍の絞り板が異なる高
さを有し、且つそれに規定された異なる勾配を有し、そ
の際、勾配はモータのトルクと絞り板の前進には所定の
、全ての絞り板に該当する直線的な関連があるように設
定されたことを特徴とする請求項5記載の放射線治療器
。 10、a)輪郭コリメータが段階付きの高さを有し、そ
の際、放射束を必要な程度に弱めるには個々の輪郭コリ
メータの段階を付けた高さでは不十分であるが、重ねて
配置された輪郭コリメータの高さの和で十分であり、且
つ b)放射束の遮蔽されるべきフィールド・ポイント34
が絶えず2つの絞り板23d、23eによって覆われる
ように輪郭コリメータの個々の絞り板を位置決めする制
御回路を備えたことを特徴とする請求項6記載の放射線
治療器。 11、段階付きの高さは放射束を弱めるのに必要な高さ
の約2/3であることを特徴とする請求項6又は10記
載の放射線治療器。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH442788 | 1988-11-29 | ||
CH4427/88-7 | 1988-11-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02193683A true JPH02193683A (ja) | 1990-07-31 |
Family
ID=4275935
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1310479A Pending JPH02193683A (ja) | 1988-11-29 | 1989-11-29 | 放射線治療器 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4987309A (ja) |
EP (1) | EP0371303B1 (ja) |
JP (1) | JPH02193683A (ja) |
DE (1) | DE58907575D1 (ja) |
Families Citing this family (93)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0763512B2 (ja) * | 1990-07-09 | 1995-07-12 | 三菱電機株式会社 | 放射線照射野限定装置 |
US5394452A (en) * | 1992-03-19 | 1995-02-28 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Verification system for radiation therapy |
US5661773A (en) * | 1992-03-19 | 1997-08-26 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Interface for radiation therapy machine |
US5317616A (en) * | 1992-03-19 | 1994-05-31 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Method and apparatus for radiation therapy |
US5321271A (en) * | 1993-03-30 | 1994-06-14 | Intraop, Inc. | Intraoperative electron beam therapy system and facility |
FR2706132B1 (fr) * | 1993-06-07 | 1995-09-01 | Atea | Dispositif de traitement de lésions cérébrales par rayonnement gamma, et appareil de traitement correspondant. |
EP0810006B1 (en) * | 1993-06-09 | 2000-08-30 | Wisconsin Alumni Research Foundation | Radiation therapy system |
US5418827A (en) * | 1993-06-18 | 1995-05-23 | Wisconsin Alumino Research Foundation | Method for radiation therapy planning |
US5591983A (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-07 | Siemens Medical Systems, Inc. | Multiple layer multileaf collimator |
DE19536804A1 (de) * | 1995-10-02 | 1997-04-03 | Deutsches Krebsforsch | Konturenkollimator für die Strahlentherapie |
US6005919A (en) | 1996-10-25 | 1999-12-21 | Radionics, Inc. | Jaw and circular collimator |
US6052436A (en) * | 1997-07-16 | 2000-04-18 | Bionix Development Corporation | Radiation therapy device employing cam pin and cam groove guiding system for controlling movement of linear multi-leaf collimator leaves |
US6052430A (en) * | 1997-09-25 | 2000-04-18 | Siemens Medical Systems, Inc. | Dynamic sub-space intensity modulation |
IL121866A (en) * | 1997-09-29 | 2000-11-21 | Ein Gal Moshe | Multiple layer multileaf collimator |
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US6600810B1 (en) * | 1998-08-10 | 2003-07-29 | Siemens Medical Solutions Usa, Inc. | Multiple layer multileaf collimator design to improve resolution and reduce leakage |
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