JPH0450025B2 - - Google Patents

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線、γ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スキヤ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
り行つていた。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１
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。

したがつて、CTでスキヤ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でスキヤ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５図を参照しつつ説
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スキヤンにより決めるローカライザ
ー装置斜視図、第４図はCTスキヤンによる頭蓋
部とローカライザー装置との位置関係説明図、第
５図はシユミレーシヨン装置斜視図を示す。

第２図イおよびロにおいて、ヘツド・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、ヘツド・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
ヘツド・リング２１の中心に向かつて動けるよう
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。

ヘツド・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、位置調節を行つてからそ
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、ヘツ
ド・リング２１内のｘ軸、ｙ軸およびｚ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をヘツド・
リング２１の決められた位置に取り付けるための
ヘツド・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。

ヘツド・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のヘツド・
リング取付部３５が挿入される。

この状態でCTスキヤンを行うと、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。第４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スキヤンにより判る。すなわち、ヘツド・
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３３
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
グラムに従つて行われる。

次に、第５図図示のシユミレーシヨン装置につ
いて説明する。第５図において、シユミレーシヨ
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が載置れている。ま
た、ｚ軸方向摺動杆支持部５４は、ｙ軸方向摺動
杆５３に沿つ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に沿つて摺動可能に取
り付けられている。さらに、ｚ軸方向摺動杆支持
部５４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５６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
ヘツド・リング２１と全く同じ疑似ヘツド・リン
グ５８を載置できるリングが形成されている。

疑似ヘツド・リング５８には、半円支持部材５
９が設けられており、この半円支持部材５９の半
円弧に沿つ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、上部指示ピン取
付部６０には、上部指示ピン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ツ
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ツド・
リング２１と全く同じ疑似ヘツド・リング５８を
シユミレーシヨン装置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
ｘ，ｙ，ｚ座標点の通りに、シユミレーシヨン装
置５０の下部指示ピン５６および上部指示ピン６
１の各先端の位置を動かして、前記座標点と前記
指示ピ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
が一致したことを確認した後、疑似ヘツド・リン
グ５８は、シユミレーシヨン装置５０から外さ
れ、患者はヘツド・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
たヘツド・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け易いように予め決めて
おく。したがつて、今、疑似ヘツド・リング５８
の両指示ピンの一致点は、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、疑似ヘツド・リング５８を取り外し、
患部に取り付けられたヘツド・リング２１を患者
ごと疑似ヘツド・リング５８が取り付けられてい
た位置に取り付ける。このにようにして患部に対
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つた。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
キヤンで患部の中心位置を出し、またベツドに戻
つ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、患者が座つ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スキヤンにより固定
装置のヘツド・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。この計算によつて得られ
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
れるに従つて周速度は速くなる。したがつて、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、
三角関数に従つ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に座つて
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の中心に向かつ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０度付近
で速く、前記軸の真上では１番遅くなる。したが
つて、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図図示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、コンピユ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
動する程度に速度であるから、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。

【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スキヤ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
ユミレーシヨ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。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 患者が座つ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。