JPH05131034A

JPH05131034A - 定位法放射線治療装置

Info

Publication number: JPH05131034A
Application number: JP32143591A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Furubiki; 孝明古曳; Akira Ogushi; 明大串
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1991-11-11
Filing date: 1991-11-11
Publication date: 1993-05-28

Abstract

(57)【要約】【目的】定位法放射線治療装置において、ガントリの位
置ずれが生じてもアイソセンタの患者の患部への放射線
を集中照射させたい。【構成】ガントリの照射ヘッドの照射出口側に結合した
第１のコリメータと、該コリメータの他端に連結したベ
ローズ部と、該ベローズ部の他端に連結した第２のコリ
メータと、該第２のコリメータの他端が結合し、該第２
のコリメータの位置ずれが生じても該第２のコリメータ
からのスポット状Ｘ線が上記アイソセンタに照射するよ
うに、該第２のコリメータの位置調整を行う調整手段
と、より成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子加速器を用いて放射
線の細いビームを定位的に一点に集中させて治療する定
位法放射線治療装置に係わり、特に放射線を照射するガ
ントリの機械的な精度不良に対しても、定位した一点に
正確に放射線を集中させるのに好適な定位法放射線治療
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線治療において、定位法と呼ばれる
放射線照射法が注目されている。定位法とは、放射線の
細いビームを用いて、定位的に一点に集中させ、病巣部
にのみ高線量を多方向より与えることにより、その破壊
を行うことを目的とする治療法であり、この治療により
破壊された部位の周囲の正常部位に対しては、放射線の
照射が極端に少なくなることから、正常部位への悪影響
をなくせる効果がある。また、開頭術に伴う合併症を心
配することなく治療でき、通常の脳外科的治療を施行で
きない部位（脳幹部等）の病巣や、手術にて摘出不能で
あった残存病巣などに対して、その治療効果も期待され
ている。

【０００３】定位法放射線治療において、最も大事なこ
とは位置決めである。病巣部の三次元的な位置情報を得
ることが必要であり、その同定にはアンギオグラフィー
や、ＣＴ装置等が使用され、主として脳動静脈奇形の治
療にはアンギオグラフィーを、その他の腫瘍の治療の際
にはＣＴ装置が用いられている。

【０００４】アンギオグラフィーの場合、Ｘ線撮影用に
目盛りの入ったフレーム（stereotactic coordinate fr
ame）を患者頭部に取り付け、二方向撮影により、Ｘ線
フィルム上に写った前記目盛りをＸ，Ｙ，Ｚ座標に置き
換え、病巣部の位置を得る。また、ＣＴ装置の場合は、
ＣＴ用のフレーム（stereotactic coordinate frame）
を患者頭部に取り付け、造影ＣＴにより撮影を行ない病
巣部の位置を得るものである。

【０００５】これらの方法により得られた位置情報をも
とに治療計画を行い、さらに患者の位置決めを行う。患
者は治療台に移され、病巣部の中心となるべき位置が、
治療の際に治療ビームの焦点、即ちアイソセンタに来る
ように患者の頭部を固定する。この位置決めには、複数
の操作者によって慎重に行なわれ、その後治療計画に基
づいて照射を開始するものである。

【０００６】その定位法を実現する装置が定位法放射線
治療装置である。定位法放射線治療装置として、ガンマ
ユニットと呼ばれる多線源方式放射線治療装置と、線形
加速器等を用いる単線源方式放射線治療装置（特公平２
ー５０３５２１号）がある。

【０００７】前者は、多数の照射孔を有する半球状コリ
メータと、このコリメータの外部に配置されたコバルト
６０の密封線源からなり、半球状に配置された多数のコ
バルト６０線源からのガンマ線量が病巣部に集中的に加
えられ治療を実現できるものである。一方後者は、線形
加速器等を用いて、患者の病巣部を中心にガントリを回
転させ、かつ治療台を水平方向に回転させながらあらゆ
る方向から病巣部に集中的に放射線を照射することがで
きる。従って、両者とも病巣部にはその積算線量として
大線量を与えることができ、且つ正常な組織に対しては
線量の分散効果により低線量にできるものである。

【０００８】しかし、前者の装置は、線源として多数
（約２００個程度）のコバルト６０を使用していて、且
つコバルト６０は、半減期を有するため交換が必要とな
り、その維持費及び管理上の問題、さらに装置価格が高
いことから、普及しにくい要因となっている。このた
め、後者の線形加速器を用いての定位法放射線治療装置
が期待されつつある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、線形加速器を
用いての定位法放射線治療が期待されているにも拘ら
ず、線形加速器による定位法放射線治療の普及を抑制し
ている重大な要因がある。これについて、図６、図７を
用いて概説する。線形加速器装置はガントリ１０２と治
療台１１２で構成され、ガントリ１０２は、水平軸線１
２３を中心に回転し、放射線はガントリ１０２に設けら
れた照射ヘッド１１３を通り、照射ヘッドに固定された
コリメータ１３０によってビームが細められ病巣部に照
射される。前記水平軸線１２３とコリメータより照射さ
れるビーム中心１２１との交点１２０がアイソセンタと
なり、この位置に患者の病巣部を一致させる。そして、
ガントリ１０２が水平軸線１２３を中心に回転中も常に
上記交点１２０をとらえることができるものでなければ
ならない。また、治療台は、アイソセンタを通る鉛直軸
線を中心として水平面上を回転するものであり、前記ガ
ントリ１０２の回転と治療台１１２の回転を複合させて
動作させる。

【００１０】しかし、ガントリに設けた照射ヘッドに
は、可動コリメータ等重量物が多く内蔵されているた
め、ガントリの回転中にガタやたわみが生じ、例えば図
６や図７の点線で示したように交点が病巣部をとらえる
ことができなくなり、回転中にＸ線ビームの焦点が１２
０ａや１２０ｂのようにズレが生じる。前記したように
慎重に位置決めを行ったにもかかわらず、前記のような
状態で治療を行うと、病巣部に対する線量と正常組織に
対する線量比が小さくなるため、病巣部を破壊する効果
が小さくなり、且つ正常な組織まで破壊される危険性が
生じることになる。

【００１１】本発明の目的は、照射ヘッドを有するガン
トリが回転中においても、照射ビームが正確に病巣部を
とらえることができる定位法放射線治療装置を提供する
ことにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、照射ヘッドの
照射出口側に結合した第１のコリメータと、該コリメー
タの他端に連結したベローズ部と、該ベローズ部の他端
に連結した第２のコリメータと、該第２のコリメータの
他端が結合し、該第２のコリメータの位置ずれが生じて
も該第２のコリメータからのスポット状Ｘ線が上記アイ
ソセンタに照射するように、該第２のコリメータの位置
調整を行う調整手段と、より成る（請求項１）。

【００１３】更に本発明では、上記調整手段は、アイソ
センタを球中心とする球殻状案内部と、該案内部の球表
面を摺動する摺動部と、該摺動部に上記第２のコリメー
タの他端を結合する結合部と、より成る（請求項２）。

【００１４】更に本発明は、上記第１のコリメータのコ
リメータ孔は上記第２のコリメータのコリメータ孔より
も大にしてなる（請求項３）。

【００１５】

【作用】本発明によれば、ベローズ部と調整手段との働
きにより、ガントリや照射ヘッドに位置ずれが発生して
も、その位置ずれを吸収して、アイソセンタへ放射線を
集中照射する（請求項１〜３）。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の定位法放射線治療装置の実
施例図である。この治療装置は、支持部１で支持された
ガントリ２と、患者１１を搭載する治療台１２と、ガン
トリ２の放出Ｘ線側に設けた位置ずれ調整機構３とが主
たる構成をなす。この中で位置ずれ調整機構３を設けた
ことが、本実施例の特徴である。ガントリ２は、搬送路
７上の電子ビーム６（例えば電子ビーム加速器で得られ
たもの）の軌道を偏向するマグネット８、その出口側に
設けた真空窓９、真空窓９から放出した電子ビームをＸ
線に変換するＸ線ターゲット１０、Ｘ線ターゲット１０
からのＸ線を円錐状にコリメートする円錐コリメータ１
４、このコリメータ１４からのＸ線を平坦化するコリメ
ータ１７、コリメータ１７からのＸ線を矩形状にコリメ
ートする２段構成のコリメータ１５、１６、より成る。
尚、Ｘ線ターゲット１０〜コリメータ１６までの部分を
照射ヘッド１３と呼ぶ。

【００１７】治療台１２は、台車４０、この台車４０上
に設けた治療台支持部１２Ｂ、支持部１２Ｂ上に設けた
上下動可能な可動部１２Ａ、及び治療台支持部１２Ｂに
連結し該支持部を水平平面上に回転可能とする回転部１
９より成る。可動部１２Ａの上下動は、患者１１の治療
個所の位置決めのためであり、ガントリ２の回転中心点
Ｃに患者１１の治療個所を一致させる。回転中心点Ｃは
アイソセンタと呼ばれる。治療位置をアイソセンタＣに
一致化できたら、可動部１２Ａはその位置に固定する。
回転部１９は、軸１９Ａの周囲を回転するものであり、
この回転目的は、定位法治療の実現のためである。即
ち、回転部１９を水平平面上に沿って所定角度ピッチ単
位で移動する。各角度ピッチ位置毎に、ガントリ２を回
転させてスポット状Ｘ線を照射する。かくして、全角度
ピッチ位置のすべてで、ガントリ回転により、スポット
状Ｘ線が治療個所に照射され、定位法治療を実現でき
る。

【００１８】位置ずれ調整機構３は、照射ヘッド１３の
先端に固定して設けたコリメータ３１、コリメータ３１
に一端が連結するベローズ部３２、該ベローズ部３２の
他端に連結するコリメータ３０、該コリメータ３０の他
端に設けた摺動部４、該摺動部４の摺動方向２５の案内
を行う球殻状案内部３Ａ、該案内部３Ａを水平な回転中
心軸線２３に沿って回転自在（回転方向２７で示した）
に支持する支持部５、及び案内部３Ａの他端に設けたバ
ランサ２６より成る。ここで、案内部３Ａは、ガントリ
２に、コリメータ３１、ベローズ３２、コリメータ３
０、摺動部４を介して連結していることから、ガントリ
２の回転に追従して回転方向２７に沿って回転する。
尚、コリメータ３０のＸ線放出口中心点とアイソセンサ
Ｃと軸１９Ａの中心とは同一直線２１上に位置する。更
に、球殻状案内板３Ａの中心点がアイソセンタＣと一致
させてある。

【００１９】本実施例によれば、治療台１２を水平平面
上で、例えば、ピッチ角θ、２θ、３θ、…の如く回転
させ、角度θ位置で回転を停止し、ガントリ２を回転さ
せてスポット状Ｘ線をその位置でのアイソセンタ位置へ
照射する。これを２θ、３θ、…の全位置で行わせる。
かくして定位法治療を実現できる。尚、治療台１２の回
転中にあっては、スポット状Ｘ線の照射は行わない。

【００２０】以上は従来例と変わりないが、本実施例で
は、ガントリ２又は照射ヘッド１３の位置ずれが生じた
場合には、位置ずれ機構３が働き、必ずアイソセンタＣ
へスポット状Ｘ線を照射できるようにしたものである。
即ち、位置ずれが生じた場合、ベローズ３２が働くこ
と、及び摺動部４が案内部３Ａの球殻面上に沿って自在
に移動すること、により位置ずれが吸収され、コリメー
タ３１からのスポット状Ｘ線は、コリメータ３０、摺動
部４を介してアイソセンサＣへ照射されることになる。
ここで、ベローズ３２は、コリメータ３１と３０とに位
置ずれが生じてもその位置ずれに沿ってコリメータ３１
と３０との連結状態を合わせることの役割、摺動部４
は、案内部３Ａの球殻体状球面に沿ってコリメータ３０
の位置ずれに追従する役割を果たす。案内部３Ａの球殻
体状球面の中心はアイソセンタＣに一致させた構成であ
る故、コリメータ３０がその球面に沿って位置ずれ追従
した場合でもコリメータ３０のＸ線放出側の中心はアイ
ソセンタＣに必ず一致する。

【００２１】図２は、案内部３Ａ、摺動部４及びコリメ
ータ３０に対する、鉛直軸線２１上での、第１図の紙面
に直交する平面を切断面とする断面図である。第３図
は、同様に第２図の切断面に直交する平面を切断面とす
る断面図である。第４図は、コリメータの連結を説明す
る概略図である。

【００２２】図２、図３に示す案内部３Ａは、前記アイ
ソセンタＣを球中心ととして、ある半径と厚みをもった
帯状を成した球殼体である。案内部３Ａの端部に沿っ
て、図２に示すようにＶ字形溝５６ａ、５６ｂを形成し
ている。

【００２３】摺動部４は、案内部３Ａを外部から把持す
るようになっており、且つＶ字形溝５７ａ、５７ｂを持
ち、Ｖ字形溝５６ａと５７ａ、５６ｂと５７ｂとの間に
ボール４５を挿入させている。かくして、摺動部４は、
案内部３Ａの球殼表面を、Ｖ字形溝５６ａ、５６ｂの方
向（図１の方向２５のこと）に沿って摺動可能になって
いる。

【００２４】摺動部４は、図３に示すように前記Ｖ字形
溝５７ａ、５７ｂと直交する方向に同様のＶ字形溝５８
ａ、５８ｂが形成されている。一方、コリメータ３０の
端部側は軸受４３を介して支持部４２に結合しており、
この支持部４２の端部のＶ字形溝５９ａ、５９ｂと上記
Ｖ字形溝５８ａ、５８ｂとはボール４６を介して連結す
る。かくして、支持部４２は、摺動部４のＶ字形溝５８
ａ、５８ｂの形成方向に沿って摺動可能になっている。
このことは、軸受４３を介してコリメータ３０が結合さ
れている故に、コリメータ３０が摺動可能であることを
も意味する。

【００２５】図４は、照射ヘッド１３と位置ずれ調整機
構３との連結状態を示す図である。コリメータ３１は、
円形形状のコリメータ孔３１Ａを有する。このコリメー
タ孔の径は、放出Ｘ線（矩形Ｘ線）の径よりも小さく設
定し、スポット状Ｘ線形成のための第一次絞りを行う。
ベローズ３２は、耐放射線特性を持つ部材より形成され
ている。コリメータ３０は、スポット状Ｘ線の形成のた
めの微小口径コリメータ孔３０Ａを持つ最終コリメータ
であり、その径は小さく設定している。

【００２６】次にこれらの構成における動作について説
明する。先ず、治療台１２を照射位置に固定する。固定
位置は水平面上のピッチ角度毎の位置θ、２θ、３θ、
…である。ガントリ２は、水平軸線２３を中心に回転を
始めると、ガントリに固定された照射ヘッド１３及びコ
リメータ３１も同様に回転する。この回転中にスポット
状Ｘ線が患部位置へ照射される。この回転動作は、ベロ
ーズ３２を介して、コリメータ３０及び支持台５により
回転可能に支持されている案内部３Ａに伝達され、ガン
トリ２の回転動作に追従する。かくして、ガントリ２の
回転及び治療台１２の水平面上での回転により、あらゆ
る方向からＸ線を照射することができる。従来のように
ガントリ２が回転中にガタやたわみにより悪い精度で回
転していても、コリメータ３０は、アイソセンタＣを中
心とした案内部３Ａ、摺動部４に案内されて動作する。
つまり、アイソセンタＣを中心として、ある半径で描か
れた曲線を含む面内をコリメータ３０が動作しているこ
とにより、コリメータ３０は常にアイソセンタＣを確実
にとらえながら動作できる。一方、ガントリの回転精度
が悪いと、照射ヘッドに固定されたコリメータ３１を通
るＸ線は、アイソセンタＣをとらえることができない。
つまり、コリメータ３１のＸ線ビーム中心とコリメータ
３０のＸ線ビーム中心は一致できないことになる。しか
し、本実施例によれば、コリメータ３１とコリメータ３
０を連結するベローズ３２の柔軟性部材により、ガント
リの悪い回転精度の影響を受けずにコリメータ３０より
放出されるＸ線は、アイソセンタ２０を常にとらえるこ
とが可能となる。更に、コリメータ３１の孔径をコリメ
ータ３０の孔径より大きくしたことで、図４に示したよ
うにコリメータ３０、３１間でＸ線ビーム中心が一致し
なくてもＸ線は拡がる特性を有するため、少々の誤差が
生じても、最終的にはＸ線はコリメータ３０を通過して
アイソセンタＣに位置した病巣部を確実にとらえること
ができる。

【００２７】また、図１のような状態では、鉛直軸線２
１を中心として、支持台５を回転させても、コリメータ
３０は静止したままで、軸受４３の外輪が回転するのみ
となる。従って、支持台５が案内部３Ａを回転させる中
心は、水平軸線２３と必ずしも一致しなくても良い。つ
まり、前記水平軸線２３を含む水平面内にあり、且つア
イソセンタＣを通る水平軸線であればよいことになる。
これは、操作者が支持台５を設置する上で、ガントリの
回転中心である水平軸線２３に合わせることが非常に面
倒な作業となるものが、本発明においては、支持台５を
前記固定軸２２に合わせて挿入するだけで、水平軸線２
３に対しては、目視による調整で十分となる。

【００２８】また、これまで頭部の病巣部に対する実施
例について説明してきたが、胸部や腹部については、案
内部３Ａ、摺動部４を図５に示すように、胸部や腹部の
周囲を回転可能なような構造体３００、４００にするこ
とで、これまで説明したものと同様の動作が可能とな
る。

【００２９】また、アイソセンタＣを中心とする、ある
半径で描かれた曲線を含む球面で構成できる球殻体で説
明したが、前記条件で描かれる曲線を含む面であればよ
く、円筒殻で前記部材３、４を構成しても、これまでの
実施例と同様の動作及び効果が得られるものである。ま
た、Ｘ線照射の例としたが、他の放射線（電子ビームを
含む）の照射にも適用できる。

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、ガントリや照射ヘッド
の位置ずれが発生しても、その位置ずれをベローズ及び
摺動部で吸収できることになり、スポット状Ｘ線をアイ
ソセンタ位置の病巣部に確実に照射できることとなっ
た。

【００３１】また、前記コリメータ３０を前記球表面に
沿って移動させるために設けた案内部３Ａを回転可能に
支持した支持台５は、案内部３Ａの回転中心をガントリ
の回転中心と必ずしも一致させて設置させなくても良い
ため、操作者が支持台５を設置する上で前記固定軸２２
に合わせて挿入するだけで済むため、作業性が非常に良
くなり、且つ治療効率も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の定位法放射線治療装置の実施例図であ
る。

【図２】本発明の案内部３Ａと摺動部４とコリメータ３
０との結合関係の実施例図である。

【図３】本発明の案内部３Ａと摺動部４とコリメータ３
０との結合関係の実施例図である。

【図４】本発明のガントリと摺動部との実施例図であ
る。

【図５】本発明の患者の他の部位への適用実施例図であ
る。

【図６】従来の定位法放射線治療装置を示す図である。

【図７】従来の位置ずれの説明図である。

【符号の説明】

２ガントリ３位置ずれ調整機構３Ａ案内部４摺動部５支持台１１患者１２治療台１２Ａ可働部１２Ｂ支持部１９回転部３０コリメータ３１コリメータ３２ベローズＣアイソセンタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガントリの照射ヘッドから得られるスポッ
ト状放射線を、アイソセンタに位置する患部へ照射する
定位法放射線治療装置において、照射ヘッドの照射出口
側に結合した第１のコリメータと、該コリメータの他端
に連結したベローズ部と、該ベローズ部の他端に連結し
た第２のコリメータと、該第２のコリメータの他端が結
合し、該第２のコリメータの位置ずれが生じても該第２
のコリメータからのスポット状Ｘ線が上記アイソセンタ
に照射するように、該第２のコリメータの位置調整を行
う調整手段と、より成る定位法放射線治療装置。
【請求項２】上記調整手段は、アイソセンタを球中心と
する球殻状案内部と、該案内部の球表面を摺動する摺動
部と、該摺動部に上記第２のコリメータの他端を結合す
る結合部と、より成る請求項１の定位法放射線治療装
置。
【請求項３】上記第１のコリメータのコリメータ孔は上
記第２のコリメータのコリメータ孔よりも大にしてなる
請求項１又は２の定位法放射線治療装置。