JPH0375071A

JPH0375071A - 直線加速照射装置を使用した座位照射外科治療システム

Info

Publication number: JPH0375071A
Application number: JP1210059A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Terao; 寺尾　榮夫; Itsuo Kaneko; 金子　稜威雄; Minoru Hayashi; 稔林; Tsuneo Kosaka; 高坂　恒夫
Original assignee: NAGASHIMA IKA KIKAI KK
Current assignee: NAGASHIMA IKA KIKAI KK
Priority date: 1989-08-16
Filing date: 1989-08-16
Publication date: 1991-03-29
Also published as: JPH0450025B2

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〕本発明は、患者が楽な座位のまま放射線照射外科治療が
行える直線加速照射装置を使用した座位照射外科治療シ
ステムに関するものである。

近年、たとえば、腫瘍、あるいは動静脈奇形等の患部（
以下、本明細書では放射線の治療対象になる患部を単に
患部という）を外科手術により治療するのではなく、Ｘ
ｌＬｒ線等の電離放射線（以下、本明細書では、治療に
使用される全ての電離放射線を単に放射線という）を照
射して患部の細胞組織を化学的に変質させる治療が進ん
できた。

〔従来の技術〕

たとえば、脳腫瘍の治療は、患者をベツドに寝かせた状
態で、ＣＴスキャンにより腫瘍位置を探し、その患部に
対して放射線を照射することにより行っていた。放射線
は患部以外の細胞組織も破壊するので、直線加速照射装
置を垂直面内で扇形に移動して、放射線の照射量が患部
以外の細胞に与える影響を軽減していた。そして、直線
加速照射装置からの放射線を患者の患部に対して毎日工
ないし２分照射し、これを数週間繰り返すことにより患
部の細胞組織を化学的に変質させる治療が行われていた
。

患部の中心位置と直線加速照射装置の回転中心とが一致
しない場合には、放射線の照射領域を不正確にするため
、患部以外の組織を損傷する恐れがある。

したがって、ＣＴでスキャンした時の患部の位置とベツ
ドに寝てから直線加速照射装置が狙う放射線の照射位置
とに僅かのずれも許されない。

そこで、ＣＴスキャンによる患部の位置と直線加速照射
装置が狙う放射線の照射位置との誤差を無くす装置、す
なわち、患部定位装置が開発された。

以下、患部定位装置の一例を頭部に患部がある場合につ
いて第２図ないし第５ｒＩＩＪを参照しつつ説明する。

第２図は頭部固定装置説明図で、第２図（イ）はその上
面図、第２図（ロ）はその斜視図、第３図は患部の位置
をＣＴスキャンにより決めるローカライザー装置斜視図
、第４図はＣＴスキャンによる頭蓋部とローカライザー
装置との位置関係説明図、第５図はシュミレーション装
置斜視図を示す。

第２図（イ〉および（ロ）において、ヘッド・リング２
１は、頭部固定支柱取付部２２、ローカライザー装置取
付孔２３から構成されている。

そして、ヘッド・リング２１の内側には、４本の頭部固
定支柱取付部２２が設けられており、頭部固定支柱取付
部２２では、頭部固定支柱２５をヘッド・リング２１の
中心に向かって動けるように調節できる。

頭部固定支柱２５の上端内側には、頭蓋固定ピン２６が
水平方向に摺動可能に取り付けられている。

ヘッド・リング２１の中に、局部麻酔をかけた患者の頭
蓋部を入れた後、頭部固定支柱２５および頭蓋固定ピン
２６は、位置調節を行ってからそれぞれの位置に固定さ
れる。この時、頭蓋固定ピン２６は、頭部の皮膚を突き
破り頭蓋部に一部食い込んでいる。頭蓋固定ピン２６の
位置は、ヘッド・リング２１内のＸ軸、ｙ軸および２軸
座標の基準となる。

第３図において、ローカライザー装置３０は、上部リン
グ３１と下部リング３２、およびこれら両者を支持する
垂直支持部材３３と傾斜支持部材３４から構成されてい
る。また、下部リング３２の下部には、ローカライザー
装置３０をヘッド・リング２１の決められた位置に取り
付けるためのヘッド・リング取付部３５が設けられてい
る。また、垂直支持部材３３と傾斜支持部材３４とは、
たとえば、カーボン樹脂のようなＣＴ像に影響がない部
材から構成されている。

ヘッド・リング２１のローカライザー装置取付孔２３に
は、ローカライザー装置３０のヘッド・リング取付部３
５が挿入される。

この状態でＣＴスキャンを行うと、第４図図示のごとく
、頭蓋４１の中の患部４２を含む水平断面ＣＴ像が得ら
れる。′Ｍ４図において、頭蓋固定ピン２６、垂直支持
部材３３、傾斜支持部材３４の位置は、金属またはカー
ボンからできているのでＣＴスキャンにより判る。すな
わち、ヘッド・リング２１と患部４２とのＸ軸およびｙ
軸方向の位置関係は、第４図図示６本の垂直支持部材３
３で判り、Ｚ軸方向の関係位置は、各垂直支持部材３３
と傾斜支持部材３４との距離比率により計算できる。こ
れらの計算は普通パソコンによりプログラムに従って行
われる。

次に、第５図図示のシュミレーション装置について説明
する。第５図において、シュミレーション装置５０は、
基台５１上にＸ軸方向摺動杆５２およびｙ軸方向摺動杆
５３が載置されている。また、ｚ軸方向摺動杆支持部５
４は、ｙ軸方向摺動杆５３に沿って摺動可能に取り付け
られていると共に、Ｘ軸方向摺動杆５２に沿って摺動可
能に取り付けられている。さらに、ｚ軸方向摺動杆支持
９５４には、ｚ軸方向摺動杆５５が垂直方向に摺動可能
に取り付けられており、その先端部には下部指示ピン５
６が上方を向いて取り付けられている。

基台５１の端部には、複数の支持部材５７が設けられて
おり、その先端上部には、第２図図示のヘッド・リング
２１と全く同じ疑似ヘッド・リング５８を載置できるリ
ングが形成されている。

疑似ヘッド・リング５８には、半円支持部材５９が設け
られており、この半円支持部材５９の半円弧に沿って上
部指示ピン取付部６０が摺動可能に取り付けられている
。そして、上部指示ビン取付部６０には、上部指示ビン
６１がその長さ方向に摺動自在に取り付けられている。

ここで、前記患者の頭蓋部に取り付けたヘッド・リング
２１と患部の中心部との３次元位置が計算されているの
で、患者に取り付けたヘッド・リング２１と全く同じ疑
似ヘッド・リング５８をシュミレーション装置５０の支
持部材５７上に載置する。そして、前記計算結果により
得られたｘ１’ｌｓＺ座標点の通りに、シュミレーショ
ン装置５０の下部指示ピン５６および上部指示ビン６１
の各先端の位置を動かして、前記座標点と前記指示ビン
の位置とが一致することを確認する。

上記各指示ピンの指す点と患部の中心座標点とが一致し
たことをｍ認した後、疑似ヘッド・リング５８は、シュ
ミレーション装置５０から外され、患者はヘッド・リン
グ２１を付けたまま直線加速照射装置からの放射線の照
射を受ける位置に固定する。

ベツドにおける上記位置と患者が頭部に固定したヘッド
・リングの位置との関係は、直線加速照射装置からの放
射線を受は易いように予め決めておく。したがって、今
、疑似ヘッド・リング５８の両指示ビンの一致点は、患
者がベツドに寝た場合の患部の中心位置に対応するので
、この位置を中心にして直線加速照射装置およびベツド
を回動するように設定すれば、直線加速照射装置からの
放射線の照射は常に一点に集められる。

その後、疑似ヘッド・リング５８を取り外し、患部に取
り付けられたヘッド・リング２１を患者ごと疑似ヘッド
・リング５８が取り付けられていた位置に取り付ける。

このにょうにして患部に対して放射線を照射する。

〔発明が解決しようとする課題〕

患者の病巣を中心にベツドを水平面で振子様に動かした
としても、病巣を中心にしてベツドを回動すると非常に
大きいスペースを必要とするだけでなく、回動の正確性
にも問題があった。ベツドおよび直線加速照射装置の回
動に狂いが生じると、放射線の照射は患部を中心として
大きい楕円形の位置に集中して照射されるので、患部周
辺の正常な細胞組織まで損傷する恐れがある。

また、ベツドで寝る位置を決めた後に、ＣＴスキャンで
患部の中心位置を出し、またベツドに戻って長時間の放
射線照射を受けるということは、患者に対して労力が大
き過ぎる。

本発明は、以上のような問題を解決するためのもので、
場所を取らずに回転精度を上げることができるだけでな
く、患部以外の正常な組織を損傷する恐れのない直線加
速照射装置を使用した座位照射外科治療システムを提供
することを目的とする。

また、本発明は、治療時間中に患者の苦痛を軽減するよ
うに、自然な姿勢を保持できる直線加速照射装置を使用
した座位照射外科治療システムを提供することを目的と
する。

さらに、本発明は、患者を入院させて治療するだけでな
く、通常の生活をしながら病院に通院して治療すること
もできる直線加速照射装置を使用した座位照射外科治療
システムを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、本発明の直線加速照射装置
を使用した座位照射外科治療システムは、患者が座った
状態で患者の患部に放射線を照射できる直線加速照射装
置を使用した座位診療システムにおいて、前記患部の中
心位置を検出できるローカライザー装置を前記患部の近
傍に着脱自在に取り付けられる固定装置と、当該固定装
置を所定位置に設置でき、前記固定装置における患部の
中心位置を通る鉛直軸を中心として、水平面内を等角速
度で回転する回転椅子と、前記患部の中心位置を通る鉛
直面内で、前記患部の中心を軸に回転し、その回転周速
度が前記回転椅子の鉛直軸に近づくに従い速く、遠のく
に従い遅くなるように三角関数により制御されている直
線加速照射装置とから構成される。

また、本発明の直線加速照射装置を使用した座位照射外
科治療システムは、頭部、眼窩部または耳鼻咽喉部に適
用されると共に、前記直線加速照射装置の回転速度を、
前記回転椅子の鉛直軸に近づくに従い速く、遠のくに従
い遅くなるように複数段回に変えられるように構成され
る。

〔作　　用〕

患者は回転椅子に座り、予め患部の中心位置を想定して
楽な姿勢で回転椅子に対する固定装置の位置を設定する
。次に、ＣＴスキャンにより固定装置のヘッド・リング
における患部中心位置の座標点を正確に計算する。この
計算によって得られた患部中心位置の座標点を中心にし
て前記回転椅子および直線加速照射装置を回転できるよ
うに両者を設定する。前記回転椅子と直線加速照射装置
との設定が終了した後に、患者は回転椅子に座り、直線
加速照射装置からの放射線の照射を受ける。

回転椅子の回転角速度は一定であるから、回転軸の中心
近傍で回転周速度は遅く、回転軸から離れるに従って周
速度は速くなる。したがって、直線加速照射装置の回転
速度は、放射線の照射方向が水平方向の時遅く、回転軸
方向、すなわち、真上では速く回転させて、放射線の照
射量を常に一定にする。

以上のような直線加速照射装置の回転速度は、三角関数
に従って制御することができる。しかし、直線加速照射
装置を回転させるサーボ・モータにおける回転速度の制
御を上記とは別に、複数段階に分けて制御することもで
きる。

また、患部は脳等の腫瘍に限らず耳鼻咽喉部にも適用で
きる。

〔実　施　例〕

本発明における一実施例について第１図を参照しつつ説
明する。

第１図は患者が座位のまま直線加速照射装置から放射線
の照射を受けている照射外科治療状態説明図である。

第１図において、患者１は回転椅子２に座って直線加速
照射装置３から放射線ビーム４の照射を患部５の中心に
向かって受けている状態を示す。

この時の放射線ビーム４の照射中心での照射野はたとえ
ば、直径３ｍｍ以上任意の大きさにすることができる。

背もたれ６の角度を変えることにより、また頭部固定装
置の固定部７の調整により、頭部固定装置８は、回転椅
子２の所定位置に取り付けられる。

上記取り付けの調整は、患部の中心位置を通る鉛直軸を
中心として、等角速度で回転椅子２を回転できるように
調整する。回転椅子２の回転角速度は、たとえば、毎秒
１／２回転程度であるが、任意の回転数にすることがで
きる。この場合、回転椅子２に座る患者１は、等角速度
で回るため、目が回ることはない。

また、前記直線加速照射装置３の回転中心は、前記患部
の中心位置を通る鉛直面内で、前記患部の中心を軸に回
転するように調整する。

さらに、長い時間患者１を疲労させずに放射線の照射を
可能にする顎固定装置９等が設けられている。

直線加速照射装置３の放射線照射角度は、第１図図示の
ごとく、患部５の水平面前方を０度とすると、たとえば
、−４５度から開始して第１図図示後方の２２５度の位
置まで回転する。この回転角度はさらに広げて、全角で
３００度程度にすることもできる。しかし、回転椅子２
は、等角速度で回転するため第１図図示の後方まで回転
する必要はなく、−４５度から開始し９０度で終了して
も同じである。

この時の回転椅子２の周速度は、患部５の中心位置を通
る鉛直軸に１番遠い第１図図示り度付近で速く、前記軸
の真上では１番遅くなる。したがって、患部５の中心位
置の放射線ビーム４を単位時間当たりに同じ分量照射す
るためには、直線加速照射装置３の回転速度を患部５の
中心位置を通る鉛直軸に１番遠い第１閃図示０度付近で
遅く、前記軸の真上では速くする必要がある。

そして、直線加速照射装置３の回転速度を三角関数に基
づいて制御するのが良い。この速度制御は、コンピュー
タを使用して行うこともできるが、全角で１３５度の間
を３０分ないし４０分かけて移動する程度の速度である
から、この区間をたとえば、６等分程度に分けて速度を
少しずつ段階的に変えることもできる。

このように直線加速照射装置３の回転速度を制御すると
、患部５の中心に照射される放射線ビーム４の量は一定
になる。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実
施例に限定されるものではない。そして、特許請求の範
囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々
の設計変更を行うことが可能である。

たとえば、頭部の腫瘍を一例として説明したが、頭部以
外眼窩部、耳鼻咽喉部あるいはその他の身体の一部に適
用できることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、患部の放射線照射中心位置を中心にし
て、回転椅子および直線加速照射装置を回転させ、かつ
直線加速照射装置の回転速度を患部の中心位置への照射
量が一定になるように制御したので、患部の中心位置以
外の正常な細胞組織に照射される放射線は極めて少なく
なる。

また、患者が座る回転椅子を回転させるため、ベツドに
比較して軽く、回転精度を上げられるので、患部中心だ
けを球形に照射でき、正常な細胞組織を損傷することが
ない。

さらに、本発明によれば、治療時間中に患者の苦痛を軽
減するような自然な姿勢を保持できるので、患者を入院
させて治療するだけでなく、通常の生活をしながら病院
に通院して治療することもできる。

上面図、（ロ）は斜視図、第３図はローカライザー装置
斜視図、第４図はＣＴスキャンによる頭蓋部とローカラ
イザー装置との位置関係説明図、第５図はシュミレーシ
ョン装置斜視図である。

１・・・患者２・・・回転椅子３・・・直線加速照射装置４・・・放射線ビーム５・・・患部６・・・背もたれ７・・・頭部固定装置の固定部８・・・頭部固定装置９・・・顎固定装置

【図面の簡単な説明】第１図は本発明における座位照射外科治療状態説明図、
第２図は頭部固定装置説明図、（イ）は不゛号冬ロ月に
ゐ・＋ｊるシ芝１士こ！打りト科；ぢ簾状゛忽訣明切４１　　　品ｍｍ第図ローカライザー装置斜視図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）患者が座った状態で患者の患部に放射線を照射で
きる直線加速照射装置を使用した座位照射外科治療シス
テムにおいて、前記患部の中心位置を検出できるローカライザー装置を
前記患部の近傍に着脱自在に取り付けられる定位固定装
置と、当該定位固定装置を所定位置に設置でき、前記定位固定
装置における患部の中心位置を通る鉛直軸を中心として
、水平面内を等角速度で回転する回転椅子と、前記患部の中心位置を通る鉛直面内で、前記患部の中心
を軸に回転し、その回転周速度が前記回転椅子の鉛直軸
に近づくに従い速く、遠のくに従い遅くなるように三角
関数により制御されている直線加速照射装置と、を備えたことを特徴とする直線加速照射装置を使用した
座位照射外科治療システム。
（２）前記直線加速照射装置の回転速度は、前記回転椅
子の鉛直軸に近づくに従い速く、遠のくに従い遅くなる
ように複数段回に分割して変えられていることを特徴と
する請求項１記載の直線加速照射装置を使用した座位照
射外科治療システム。
（３）前記患部は頭部、耳鼻咽喉部、眼窩部の内の一つ
であることを特徴とする請求項１または２記載の直線加
速照射装置を使用した座位照射外科治療システム。