JPH0626612B2 - 座位照射外科治療システムにおける回転椅子の自動調整装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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を行える電子線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ける回転椅子の
自動調整装置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。

【０００２】

【従来の技術】従来例における座位照射外科治療システ
ムについて図６を参照しつつ説明する。図６は座位照射
外科治療システムを説明するための図である。図６にお
いて、患者６１は、回転椅子６２に座って電子線直線加
速照射装置６３から放射線ビーム６４の照射を患部６５
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６４の照射中心での照射野は、たとえば直径３
ｍｍ以上任意の大きさにすることができる。背もたれ６
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６７の調整により、頭部固定装置６８は、回転椅子６
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線軸を中心として、等角
速度で回転椅子６２を回転できるように調整する。回転
椅子６２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６２に座る患者６１は、等角速度で回るた
め、目が回ることはない。また、前記電子線直線加速照
射装置６３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６５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６１を疲労させずに放射
線の照射を可能にする顎固定装置６９等が設けられてい
る。

【０００３】電子線直線加速照射装置６３の放射線照射
角度は、図６に示すごとく、患部６１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、図６に
おける患者６１の後方の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６２は、等角速度で
回転するため図６に示す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６２の周速度は、患部６５の中心位置を
通る鉛直線軸に１番遠い図６に示す０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６５の
中心位置の放射線ビーム６４を単位時間当たりに同じ分
量照射するためには、電子線直線加速照射装置６３の回
転速度を患部６５の中心位置を通る鉛直線軸に１番遠い
図６に示す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、電子線直線加速照射装置６３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。このように電子線直線加速照射装置６３の回転
速度を制御すると、患部６５の中心に照射される放射線
ビーム６４の量は一定になる。

【０００４】図７は頭部固定装置説明図で、図７（イ）
はその上面図、図７（ロ）はその斜視図、図８はローカ
ライザー装置を説明するための図である。図９は患部の
中心位置を得るために行なうＣＴスキャンの説明図であ
る。第１０図はシュミレーション装置を説明するための
図である。図７（イ）および（ロ）において、ヘッド・
リング７２１は、頭部固定支柱取付部７２２、ローカラ
イザー装置取付孔７２３から構成されている。そして、
ヘッド・リング７２１の内側には、４本の頭部固定支柱
取付部７２２が設けられており、頭部固定支柱取付部７
２２では、頭部固定支柱７２５をヘッド・リング７２１
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７２５の上端内側には、頭蓋固定ピン７２６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７
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７２５および頭蓋固定ピン７２６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７２６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７２６の位置
は、ヘッド・リング７２１内のｘ軸、ｙ軸およびｚ軸座
標の基準となる。

【０００５】図８はローカライザー装置を説明するため
の図である。図８において、ローカライザー装置８３０
は、上部リング８３１と下部リング８３２、およびこれ
ら両者を支持する垂直支持部材８３３と傾斜支持部材８
３４から構成されている。また、下部リング８３２の下
部には、ローカライザー装置８３０をヘッド・リング７
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８３５が設けられている。また、垂直支持部材
８３３と傾斜支持部材８３４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７２１のローカライザー装置取付孔
７２３には、ローカライザー装置８３０のヘッド・リン
グ取付部８３５が挿入される。

【０００６】図９は患部の中心位置を得るために行うＣ
Ｔスキャンの説明図である。図９において、符号９４１
は頭蓋、９４２は患部を示す。頭蓋固定ピン７２６、垂
直支持部材８３３、傾斜支持部材８３４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７２１と患部９４２と
のｘ軸方向およびｙ軸方向の位置関係は、図８に示す６
本の垂直支持部材８３３で判り、ｚ軸方向の関係位置
は、各垂直支持部材８３３と傾斜支持部材８３４との距
離比率により計算できる。これらの計算は、普通、たと
えばコンピュータによりプログラムに従って行われる。

【０００７】図１０はシュミレーション装置を説明する
ための図である。図１０において、シュミレーション装
置１５０は、基台１５１上にｘ軸方向摺動杆１５２およ
びｙ軸方向摺動杆１５３が載置されている。また、ｚ軸
方向摺動杆支持部１５４は、ｙ軸方向摺動杆１５３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１５２に沿って摺動可能に取り付けられている。さ
らに、ｚ軸方向摺動杆支持部１５４には、ｚ軸方向摺動
杆１５５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１５６が上方を向いて取
り付けられている。基台１５１の端部には、複数の支持
部材１５７が設けられており、その先端上部には、図７
に示すヘッド・リング７２１と全く同じ疑似ヘッド・リ
ング１５８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１５８には、半円支持部材１５９が設け
られており、この半円支持部材１５９の半円弧に沿って
上部指示ピン取付部１６０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１６０には、上部指
示ピン１６１がその長さ方向に摺動自在に取り付けられ
ている。

【０００８】ここで、前記患者の頭蓋部に取り付けたヘ
ッド・リング７２１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７
２１と全く同じ疑似ヘッド・リング１５８をシュミレー
ション装置１５０の支持部材１５７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、シュミレーション装置１５０の下部指示ピン１５
６および上部指示ピン１６１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、疑似ヘッド・リング
１５８は、シュミレーション装置１５０から外され、患
者はヘッド・リング７２１を付けたまま電子線直線加速
照射装置からの放射線の照射を受ける位置に固定する。
ベッ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、電子線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。したがっ
て、今、疑似ヘッド・リング１５８の両指示ピンの一致
点は、患者がベッ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電子線直線加速照射装
置およびベッドを回動するように設定すれば、電子線直
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１５８を取り外
し、患部に取り付けられたヘッド・リング７２１を患者
ごと疑似ヘッド・リング１５８が取り付けられていた位
置に取り付ける。このようにして患部に対して放射線を
照射する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記座位照射外科治療
システムでは、患部中心と放射線の照射中心とのずれを
許すことができない。すなわち、患部中心と放射線の照
射中心とに僅かのずれがあると、患部以外の正常な細胞
に放射線が照射されて、その細胞組織が破壊されること
になる。しかし、上記従来例における座位照射外科治療
システムにおける定位装置を回転椅子の回転中心に合わ
すためには、座位照射外科治療システムのオペレータが
一々水平方向および垂直方向の調整装置を手動によって
調整する必要があった。また、上記の中心合わせは、一
回の調整で済まない。何回もの調整を試行錯誤して行う
のが普通である。したがって、長時間に亘る治療中に、
回転椅子の位置がずれなく、しかも数回の調整で済むた
めには、細心の注意と熟練した操作とが必要であった。

【００１０】本発明は、以上のような課題を解決するた
めのもので、熟練者でなくとも、座位照射外科治療シス
テムにおける定位装置の位置を決めることができる座位
照射外科治療システムにおける回転椅子の自動調整装置
を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】】前記目的を達成するた
めに、本発明の座位照射外科治療システムにおける回転
椅子の自動調整装置は、電子線直線加速照射装置からの
光線を擬似定位装置に受光した画像によって電子線直線
加速照射装置の回転中心と回転椅子の回転中心とを自動
的に一致させる第１発明と、電子線直線加速照射装置の
放射中心に取り付けられたＣＣＤカメラによって撮像し
た擬似定位装置の画像に基づいて電子線直線加速照射装
置の回転中心と回転椅子の回転中心とを自動的に一致さ
せる第２発明と、上記ＣＣＤカメラによって撮像した擬
似定位装置、定位装置を取り付けた患者、およびＣＴス
キャンによって得られた患部の画像に基づいて電子線直
線加速照射装置の回転中心と回転椅子の回転中心とを自
動的に一致させる第３発明との態様からなる。

【００１２】（第１発明）第１発明の座位照射外科治療
システムにおける回転椅子の自動調整装置は、患部を中
心にした垂直面内を回転しながら放射線を照射する電子
線直線加速照射装置と、上記患部の中心を通る鉛直線軸
を中心にした水平面内を回転する回転椅子とからなり、
前記回転椅子の回転中心と前記電子線直線加速照射装置
の照射中心とを一致させるために回転中心をＸ軸方向、
およびＹ軸方向に移動させる第１および第２の摺動機構
（図１の１１４、１１５、１１６、１２０、１３２、１
１７、１３７、および１３０、１３４、１３５、１３
６、１２４、１３３、１２３）と、患部の中心と回転椅
子の回転中心とを一致させるために座部をＸ軸方向、Ｙ
軸方向、およびＺ軸方向に移動させる第３ないし第５の
摺動機構（図２の２２３、２２４、２２５、２２６、２
３２、２２７、および２３５、２３６、２３７、２４
２、２３３、２３４）とを備えた回転椅子と、前記電子
線直線加速照射装置から発射された光線を受光するセン
サ（図３の３１１）を設けると共に、前記回転椅子の中
心位置に取り付けられた定位装置（図３の２７１）と、
当該定位装置のセンサ（３１１）によって得られた電子
線直線加速照射装置の回転中心と前記回転椅子の回転中
心とを画像によって解析し、両者の回転中心のずれを演
算する画像解析手段（図４ａの４５）と、当該画像解析
手段（４５）によって得られた値に基づいて前記回転椅
子の摺動機構を自動的に制御する制御回路（図４ａの４
４）とから構成される。

【００１３】（第２発明）第２発明は、第１発明の電子
線直線加速照射装置から照射する光線の代わりに、電子
線直線加速照射装置の放射中心に取り付けられ、回転椅
子の回転中心を撮像するＣＣＤカメラ（図４ｂの４２
１）と、当該ＣＣＤカメラ（４２１）によって撮像され
た回転椅子の中心画像に基づいて電子線直線加速照射装
置の回転中心と回転椅子の回転中心とを自動的に一致さ
せるための画像解析手段（図４ａの４３）とから構成さ
れる。

【００１４】（第３発明）第３発明は、第１発明の電子
線直線加速照射装置から照射する光線の代わりに、電子
線直線加速照射装置の放射中心に取り付けられ、回転椅
子の回転中心および定位装置を付けた患者を撮像するＣ
ＣＤカメラ（図４ｂの４２１）と、当該ＣＣＤカメラ
（４２１）によって撮像された回転椅子の中心画像、定
位装置を付けた患者の画像、およびＣＴスキャンによっ
て得られた患部の画像に基づいて電子線直線加速照射装
置の回転中心と回転椅子の回転中心、および回転椅子の
回転中心と患部の中心とを自動的に一致させるための画
像解析手段（図４ｂの４２６）とから構成される。

【００１５】

【作 用】

（第１発明）回転椅子は、電子線直線加速照射装置の下
部に移動され、回転椅子のＸ軸方向の回転中心が電子線
直線加速照射装置の垂直方向の回転中心と略一致するよ
うに置かれ、その場所に固定される。回転椅子には、セ
ンサを備えた定位装置が取り付けられている。また、回
転椅子は、前記回転椅子の回転中心と前記電子線直線加
速照射装置の照射中心とを一致させるために回転中心を
Ｘ軸方向、およびＹ軸方向に移動させる第１および第２
の摺動機構と、患部の中心と回転椅子の回転中心とを一
致させるために座部をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸
方向に移動させる第３ないし第５の摺動機構とが備えら
れている。上記第１摺動機構ないし第５の摺動機構は、
たとえば、サーボモータの回転を直線方向の運動に変換
するネジが切られた回転軸、当該回転軸の軸受、前記回
転軸の回転自在に嵌合されているボールネジ・ナットか
らなる可動部、レール、当該レールに摺動自在に嵌合し
ている摺動凹部等から構成されている。

【００１６】先ず、電子線直線加速照射装置からその回
転中心を示すレーザー光線が定位装置のセンサに照射さ
れる。レーザー光線が照射されたセンサの部分では、電
位が変化し、電子線直線加速照射装置の回転中心位置に
対する定位装置におけるＸ軸およびＹ軸の座標値を表す
座標信号が出力し、画像解析手段に送出される。一方、
回転椅子の回転中心位置を表す電気信号が画像解析手段
に送出される。画像解析手段は、前記電子線直線加速照
射装置の回転中心を表す座標信号と回転椅子の回転中心
位置を表す電気信号とを比較して、座標位置のずれを演
算する。すなわち、電子線直線加速照射装置の回転中心
と回転椅子の回転中心のずれがＸ軸方向、Ｙ軸方向の数
値として得られる。したがって、制御回路では、これら
の数値に基づいて回転椅子の摺動機構を制御できる信号
に変換する。そして、この信号によって回転椅子の回転
中心が電子線直線加速照射装置の回転中心に移動するよ
うに自動的に制御される。

【００１７】しかし、この状態では、患者の患部中心と
電子線直線加速照射装置の回転中心および回転椅子の回
転中心とが一致していない場合が多い。そこで、患者に
定位装置を装着して、ＣＴスキャンを行う。このＣＴス
キャンによって、患者の患部中心は、定位装置における
座標位置として決定される。したがって、この座標位置
は、擬似定位装置上に移される。そして、前記擬似定位
装置は、回転椅子に取り付けられ、擬似定位装置の座標
位置、すなわち患部の定位装置における座標位置と回転
椅子の回転中心とが一致するように第３ないし第５の摺
動機構を調整する。このような回転椅子の調整が終了
後、ＣＴスキャンを行った時の状態で、患者は、回転椅
子に座り治療を開始し、所定の時間になったら終了す
る。

【００１８】（第２発明）電子線直線加速照射装置の放
射線を照射する中心にＣＣＤカメラを着脱自在に取り付
け、ＣＣＤカメラは、回転椅子の中心に取り付けた擬似
定位装置を撮像する。擬似定位装置の中心を回転椅子の
回転中心と一致して設置しておけば、上記撮像された擬
似定位装置の画像中心とＣＣＤカメラの撮像中心との誤
差は、画像解析手段によって演算される。制御回路は、
前記画像解析手段によって演算された値を基にして、回
転椅子の第１および第２の摺動機構が回転椅子をＸ軸方
向およびＹ軸方向に移動させるように制御する。以上の
ようにして、第２発明は、ＣＣＤカメラの助けによって
回転椅子の回転中心を電子線直線加速照射装置の回転中
心に自動的に移動させるので、オペレーターに関係なく
正しい位置に設置できる。

【００１９】（第３発明）第２発明のＣＣＤカメラは、
回転椅子の中心に取り付けられた擬似定位装置と定位装
置を取り付けた患者の画像を撮像する。そして、画像解
析手段は、擬似定位装置の画像、患者の画像、およびＣ
Ｔスキャンによって撮像された患部の画像を基にして、
各画像の中心が一致するように、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、
およびＺ軸方向の誤差を演算する。制御回路は、画像解
析手段によって演算されたＸ軸方向、Ｙ軸方向、および
Ｚ軸方向の誤差情報を基にして、各摺動機構によって回
転椅子および回転椅子の座部を所望位置に移動させるよ
うに制御する。したがって、第３発明は、回転椅子およ
び回転椅子の座部の調整を完全に自動化することができ
た。

【００２０】

【実 施 例】図１は回転椅子の下部に当たる回転駆動
部を説明するための図である。図２は回転椅子の上部に
当たる調整部を説明するための図である。図３は回転駆
動部の上に調整部を載置した回転椅子の外観を説明する
ための図である。先ず、図１により回転駆動部１００に
ついて説明する。回転駆動部１００は、回転椅子用接地
ベース１１１と、Ｘ軸─Ｙ軸可動フランジ１２１と、Ｘ
軸テーブル１３１とから構成されている。回転椅子用接
地ベース１１１には、４箇所に開口１１２が形成されて
いる。また、回転椅子用接地ベース１１１の上には、４
個の浮上式移動用キャスタ１１３と、Ｘ軸方向調整用モ
ータ１１４と、軸受１１５、１１６と、一対のＸ軸方向
レール１１７（図１では一方だけが見える）とが固定さ
れている。そして、浮上式移動用キャスタ１１３は、可
動シリンダ１１８によってローラー１１９を前記開口１
１２から回転椅子用接地ベース１１１の外部に突出させ
たり、あるいは収納することができる。すなわち、浮上
式移動用キャスタ１１３のローラー１１９を回転椅子用
接地ベース１１１の開口１１２から可動シリンダ１１８
によって突出させた場合、回転駆動部１００は、移動可
能であり、ローラー１１９を収納させた場合、回転駆動
部１００は、固定されて移動不可能になる。

【００２１】Ｘ軸─Ｙ軸可動フランジ１２１は、裁頭円
錐形をしており、その上部に凹部１２２が、また、下部
に一対の摺動凹部１２３と、可動部１２４とが形成され
ている。また、Ｘ軸テーブル１３１は、下部に可動部１
３２と、前記Ｘ軸方向レール１１７に沿って摺動する一
対の摺動凹部１３７（図１では一方だけが見える）と
を、また、上部に一対のＹ軸方向レール１３３と、軸受
１３４、１３５と、Ｙ軸方向調整用モータ１３６とが取
り付けられている。さらに、前記Ｘ軸─Ｙ軸可動フラン
ジ１２１の凹部１２２には、メインモータ１４１が嵌合
されている。そして、このメインモータ１４１は、モー
タの回転子自体が回転する直動式のもので、その回転子
には、フランジ１４２と電源および制御用配線を通すケ
ーブル用中空１４３とが形成されている。また、メイン
モータ１４１は、フラット状サーボモータで、回転部分
にある回転速度検出器により回転速度を検出し、この回
転速度に基づいて図示されていない制御回路がメインモ
ータ１４１の回転速度を一定にしている。

【００２２】前記Ｘ軸方向調整用モータ１１４の回転軸
に接続されているネジが切られた回転軸１２０は、軸受
１１５、１１６によって支持されていると共に、Ｘ軸テ
ーブル１３１の下部に形成されているボールネジ・ナッ
ト式可動部１３２が回転自在に嵌合されている。したが
って、前記Ｘ軸方向調整用モータ１１４に接続されてい
る回転軸１２０は、減速機によって所定の回転数に落と
されて回転することにより、可動部１３２がＸ軸方向に
移動する。この時、後述のＸ軸テーブル１３１は、回転
椅子用接地ベース１１１上に設けられたＸ軸方向レール
１１７上を摺動自在に移動する。また、上記Ｘ軸方向レ
ール１１７は、Ｘ軸テーブル１３１の下部に設けられた
摺動凹部１３７に摺動自在に嵌合されると共に、Ｘ軸方
向の移動を滑らかで正確に行うものである。

【００２３】前記Ｙ軸方向調整用モータ１３６の回転軸
に接続されているネジが切られた回転軸１３０は、軸受
１３４、１３５によって支持されていると共に、Ｘ軸─
Ｙ軸可動フランジ１２１の下部に形成されているボール
ネジ・ナット式可動部１２４が回転自在に嵌合されてい
る。したがって、前記Ｙ軸方向調整用モータ１３６に接
続されている回転軸１３０は、減速機によって所定の回
転数に落とされて回転することにより、可動部１２４が
Ｙ軸方向に移動する。この時、Ｘ軸─Ｙ軸可動フランジ
１２１は、Ｘ軸テーブル１３１に設けられてＹ軸方向レ
ール１３３上を摺動自在に移動する。また、上記Ｙ軸方
向レール１３３は、Ｘ軸─Ｙ軸可動フランジ１２１の下
部に設けられた摺動凹部１２３に摺動自在に嵌合される
と共に、Ｙ軸方向の移動を滑らかで正確に行うものであ
る。

【００２４】以上のような構成の回転椅子用接地ベース
１１１上に載置されたＸ軸─Ｙ軸可動フランジ１２１
は、サーボモータからなるＸ軸方向調整用モータ１１４
あるいはＹ軸方向調整用モータ１３６を後述の制御回路
からの信号に基づいてＸ軸方向およびＹ軸方向に自動的
に微調整される。そして、これらの調整により、Ｘ軸─
Ｙ軸可動フランジ１２１の凹部１２２に設けられたメイ
ンモータ１４１の回転中心が電子線直線加速照射装置の
回転中心と一致させられる。

【００２５】次に、図２を参照しつつ調整部２００につ
いて説明する。図２において、回転椅子用ベース２１１
は、図では見えない回転駆動部１００が挿入される裁頭
円錐形の凹部が形成されていると共に、患者の脚部を置
く部分を残して略裁頭円錐形をした防護カバー２１２が
取り付けられている。また、回転椅子用ベース２１１に
は、Ｚ軸方向調整用モータ２１３と、一対のＺ軸方向レ
ール２１４、２１４′と、Ｚ軸方向調整用モータ２１３
の軸受２１５とが取り付けられている。

【００２６】回転椅子テーブル２２１は、前記Ｚ軸方向
レール２１４、２１４′を摺動する摺動凹部２２２と、
たとえば図示のごとく、側部に設けられた軸受２２３、
２２４と、Ｘ軸方向調整用モータ２２５と、Ｘ軸方向調
整用モータ２２５の回転軸に接続されている回転軸２２
６と、回転椅子テーブル２２１の上部に設けられて一対
のＸ軸方向レール２２７、２２７′（図２では見えな
い）とから構成されている。

【００２７】Ｘ軸方向テーブル２３１は、下部に設けら
れて前記回転軸２２６に回動自在に嵌合されているたと
えば、ボールネジ・ナット式可動部２３２と、上部に設
けられたＹ軸方向レール２３３、２３４と、Ｙ軸方向調
整用モータ２３５と、軸受２３６とＹ軸方向調整用モー
タ２３５の回転軸に接続しているねじが切られた回転軸
２３７とから構成される。上記Ｘ軸方向調整用モータ２
２５およびＹ軸方向調整用モータ２３５は、サーボモー
タからなり、後述の制御回路からの信号、あるいはフッ
トスイッチ等によって駆動される

【００２８】Ｙ軸方向テーブル２４１は、一対のＹ軸方
向レール２３３、２３４上を摺動自在に取り付けられて
おり、また、回転自在に嵌合されているたとえば、ボー
ルネジ・ナット式可動部２４２と、切欠部２４３とが設
けられている。そして、当該切欠部２４３において、た
とえばガスバネ２４５等を備えた上下動可能な補助リフ
ト２４４が取り付けられている。また、Ｙ軸方向テーブ
ル２４１には、椅子座板２５１が取り付けられている。
椅子座板２５１には、座部２５２と、肘当て２５３と、
フットアップ用クッション２５４とが取り付けられてい
る。さらに、椅子座板２５１の後部には、背もたれ２６
１が上下動可能な状態で取り付けられている。背もたれ
２６１には、前後およびアオリ機構付背当て２６２と、
ショルダーガード２６３と、座高調整用モータ２６４
と、軸受２６５と、前記座高調整用モータ２６４に接続
されている回転軸２６６と、Ｚ軸方向摺動部２６７、Ｙ
軸方向止めナット２６８、定位固定リング調整部２６９
とが取り付けられている。また、定位固定リング調整部
２６９には、定位固定リング２７１が取り付けられてい
る。

【００２９】図１に示す回転椅子用接地ベース１１１の
凹部１２２に取り付けられているメインモータ１４１の
フランジ１４２と調整部２００の回転椅子用ベース２１
１とが接続される。そして、回転椅子テーブル２２１に
取り付けたＸ軸方向調整用モータ２２５を図示されてい
ないたとえば、後述の制御回路あるいはフットスイッチ
等の押圧によって所定時間回転させることにより、可動
部２３２と一体になっているＸ軸方向テーブル２３１
は、Ｘ軸方向レール２２７上をＸ軸方向に摺動する。同
様にして、Ｙ軸方向調整用モータ２３５を所定時間回転
させることにより、可動部２４２と一体になっているＹ
軸方向テーブル２４１は、Ｙ軸方向レール２３３、２３
４上をＹ軸方向に摺動する。さらに、回転椅子用ベース
２１１に取り付けられたＺ軸方向調整用モータ２１３を
所定時間回転させることにより、回転椅子テーブル２２
１は、一対のＺ軸方向レール２１４、２１４′に沿って
上下動する。

【００３０】背もたれ２６１は、患者が座部２５２に座
った後、患者の座高に合わせて座高調整用モータ２６４
を回転させる。前後およびアオリ機構付背当て２６２を
患者の背中の傾斜に合わす。定位固定リング２７１と患
者の患部との位置関係は、ＣＴスキャン等によって予め
決められているので、定位固定リング２７１における患
部中心が調整部２００の略回転中心となるように、調整
部２００のＸ軸方向調整用モータ２２５、Ｙ軸方向調整
用モータ２３５、Ｚ軸方向調整用モータ２１３、Ｚ軸方
向摺動部２６７、Ｙ軸方向止めナット２６８、定位固定
リング調整部２６９等を調整しておく。

【００３１】次に、図４および図５を参照しつつ座位照
射外科治療システムについて説明する。図４ａおよび図
４ｂは本発明を説明するためのブロック構成図である。
図５は本発明を説明するためのフローチャートである。
先ず、回転椅子３００（図３）は、電子線直線加速照射
装置４１の下部に運搬される。この時、回転駆動部１０
０（図１）の浮上式移動用キャスタ１１３は、下部に突
出されて、回転椅子３００の移動を容易にする。回転椅
子３００が所定位置に移動した後、前記浮上式移動用キ
ャスタ１１３は、回転椅子用接地ベース１１１の開口１
１２内に収納されると、回転椅子３００は、その位置に
固定される。ステップ５１では、電子線直線加速照射装
置４１の鉛直面内での回転中心と回転椅子３００の水平
面内での回転中心とを一致させるために、回転椅子３０
０の背もたれからセンサ３１１を備えた擬似定位装置４
２が取り付けられる。このセンサ３１１は、たとえばＣ
ＣＤのようなものを使用するが、これに限定されるもの
ではない。

【００３２】ステップ５２では、電子線直線加速照射装
置４１から擬似定位装置４２のセンサ３１１に対して、
たとえばレーザー光線が照射される。このレーザー光線
の位置は、電子線直線加速照射装置４１の回転中心と一
致する。擬似定位装置４２におけるセンサ３１１は、レ
ーザー光線が照射された部分の電位に変化があり、これ
が出力信号として画像解析手段４３に送られる。ステッ
プ５３では、画像解析手段４３が前記信号が擬似定位装
置４２における座標位置のどこに存在するものであるか
を調べる。すなわち、前記画像解析手段４３は、電子線
直線加速照射装置４１から照射されるレーザー光線の位
置を表す信号と回転椅子３００の回転中心位置を表す擬
似定位装置４２の中心から出力する信号とのずれを演算
する。

【００３３】ステップ５４では、画像解析手段４３によ
って演算された値を基にして制御回路４４が回転椅子３
００の各摺動機構を調整するサーボモータを制御する信
号に変換される。すなわち、画像解析手段４３によっ
て、電子線直線加速照射装置４１の回転中心と回転椅子
３００の回転中心とが一致するまで調整を続ける。以上
のように、ステップ５１からステップ５４までの調整を
自動的に行うことができる。また、この調整は、電子線
直線加速照射装置４１が照射されるレーザー光線と回転
椅子の回転位置を示す信号とを画像表示手段４６に表示
させ、この表示を見ながら、たとえばフットスイッチに
より回転椅子４５の各摺動機構を制御することもでき
る。

【００３４】上記のようにして、電子線直線加速照射装
置４１と回転椅子４５との回転中心を一致させた後、前
記回転椅子４５の回転中心と患部の中心位置とを一致さ
せる。以下、患部の位置を特定する方法について説明す
る。ステップ５５では、たとえば、図７（ロ）に示すヘ
ッド・リング７２１が、患者の頭蓋骨に頭蓋固定ピン７
２６で固定される。ステップ５６では、患部をＣＴスキ
ャンすることによって、ヘッド・リング７２１と患部中
心とのＸ軸方向およびＹ軸方向の位置関係が決定され
る。Ｘ軸方向とＹ軸方向以外にＺ軸方向の位置関係を得
たい場合には、ヘッド・リング７２１に図８のローカラ
イザー装置８３０を取り付けることによってＣＴスキャ
ンを行う。

【００３５】ステップ５７では、前記ＣＴスキャンによ
って得られた患部の座標位置を擬似定位装置４２に設定
する。ステップ５８では、患部中心と回転椅子３００の
中心とが一致しない場合がある。そこで、患部の中心と
回転椅子の回転中心とが一致するか否かを調べる。ステ
ップ５９では、患者を楽な姿勢で回転椅子３００の回転
中心に移動させるために、図２に示されている調整部２
００のＸ軸方向調整用モータ２２５、Ｙ軸方向調整用モ
ータ２３５、Ｚ軸方向調整用モータ２１３を図示されて
いないフットスイッチ等の押圧により回転させる。回転
椅子の回転中心と患部の中心とが一致するまでこの操作
を続ける。ＣＴスキャンによる患部の画像を画像表示手
段４６に表示しておけば、画面を見ながら操作を素早く
行うことができる。さらに、前記と同様に自動的に回転
椅子３００の摺動機構を制御することも可能である。

【００３６】ステップ６０では、ステップ５８で患部中
心と回転椅子の回転中心とが一致した場合治療を開始す
る。すなわち、図６に示すごとく、電子線直線加速照射
装置６３の放射線照射角度は、患部６５の水平面前方を
０度とすると、たとえば、−４５度から開始して図６に
示す患者６１の後方の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６２は、等角速度で回
転するため図６に示す患者６１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６２の周速度は、患部６５の中
心位置を通る鉛直線軸に１番遠い図６に示す０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６５の中心位置の放射線ビーム６４を単位時間当たり
に同じ分量照射するためには、電子線直線加速照射装置
６３の回転速度を患部６５の中心位置を通る鉛直線軸に
１番遠い図６に示す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、電子線直線加速照射装置
６３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。このように電子線直線加速照射装置６
３の回転速度を制御すると、患部６５の中心に照射され
る放射線ビーム６４の量は一定になる。すなわち、ステ
ップ６１では、設定された時間になるか否かを調べ、設
定時間になった場合、治療を終了する。また、電子線直
線加速照射装置６３の回転は、放射線の照射量を一番多
くしたい図４に示す０度を中心にして、除々に回転の振
幅を増加させる往復運動を行なわせることができる。こ
の場合、０度付近は、電子線直線加速照射装置６３の照
射回数が多く、図４に示す９０度付近は照射回数が少な
い。このようにして、患部に対する放射線の照射量を調
整するが、電子線直線加速照射装置６３の速度は、頭部
に対する線量分布を計算することによってコントロール
できる。

【００３７】次に、図４ｂについて他の実施例を説明す
る。図４ｂに示す実施例と図４ａに示す実施例との相違
点は、光線の代わりに電子線直線加速照射装置の放射中
心に着脱自在にＣＣＤカメラを取り付けておく点にあ
る。すなわち、ＣＣＤカメラ４２１は、回転椅子の回転
中心が表示された擬似定位装置４２２を撮像し、この画
像を画像記憶手段４２３に記憶しておく。 また、ＣＣ
Ｄカメラ４２１は、定位装置を付けた患者の患部４２４
を定位装置ごと撮像し、この画像を前記同様に画像記憶
手段４２３に記憶しておく。さらに、ＣＴスキャン装置
４２５は、定位装置を付けた患者の患部をスキャンし
て、患者の患部の位置が判る画像を画像記憶手段４２３
に記憶する。画像解析手段４２６は、前記各画像から電
子線直線加速照射装置の回転中心、回転椅子の回転中
心、および患部中心とが一致するために、回転椅子の各
摺動機構をどの様に制御すればよいのかを演算する。そ
して、この演算結果は、制御回路４２７により各摺動機
構の制御信号となる。上記制御は、回転椅子のＸ軸方向
およびＹ軸方向に移動する摺動機構４２８のみを制御す
ること、あるいは摺動機構４２８と、回転椅子の座部を
移動する摺動機構４２９との両者を制御することのいず
れも選択できる。また、画像解析手段４２６の演算結果
を画像表示手段４３０に表示させ、これを見ながら、手
動で各摺動機構を制御することもできる。

【００３８】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。また、画像解析手段あるい
は制御回路等は、周知の技術であり、細部の詳細な説明
は、省略されているが公知技術によって構成できるもの
である。さらに、本実施例で使用したレーザービームの
代わりに、放射線と放射線センサ、赤外線と赤外線セン
サとの組み合わせとすることができる。ＣＣＤについて
も、同等の作用を行うものであれば、これに代えること
ができることはいうまでもない。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、患部の中心と回転椅子
の回転中心とを一致させる調整を自動的に行うことがで
きるので、治療を開始するまでの準備時間を短縮できる
ようになった。本発明によれば、患部の中心と回転椅子
の回転中心とを一致させる調整が人間によって行われず
に、電子的に制御できるので、調整ミスを少なくするこ
とができる。特に、上記調整の際に画像表示手段を見な
がら確認を行えばさらに調整ミスが少なくなる。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
然で楽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】

【図１】 回転椅子の下部に当たる回転駆動部を説明す
るための図である。

【図２】 回転椅子の上部に当たる調整部を説明するた
めの図である。

【図３】 回転駆動部の上に調整部を載置した回転椅子
の外観を説明するための図である。

【図４ａ】 本発明を説明するためのブロック構成図で
ある。

【図４ｂ】 本発明を説明するための他の実施例ブロッ
ク構成図である。

【図５】 本発明を説明するためのフローチャートであ
る。

【図６】 座位照射外科治療システムを説明するための
図である。

【図７】 頭部固定装置説明図で、（イ）はその上面
図、（ロ）はその斜視図である。

【図８】 ローカライザー装置を説明するための図であ
る。

【図９】 患部の中心位置を得るために行うＣＴスキャ
ンの説明図である。

【図１０】 シュミレーション装置を説明するための図
である。

【符号の説明】

４１・・・電子線直線加速照射装置 ４２・・・センサを備えた擬似定位装置 ４３・・・画像解析手段 ４４・・・
制御回路 ４５・・・Ｘ軸、Ｙ軸方向に移動する摺動機構を備えた
回転椅子 ４６・・・画像表示手段 ４２１・・・ＣＣＤカメラ ４２５・・・ＣＴスキャン装置 ４２９・・・Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向に移動する摺動機構
を備えた回転椅子の座部 １００・・・回転駆動部 ２２２・・
・摺動凹部 ２００・・・調整部 ２２３・・
・軸受 ３００・・・回転椅子 ２２４・・
・軸受 １１１・・・回転椅子用接地ベース ２２５・・・Ｘ軸方向調整用モー １１２・・・開口 タ １１３・・・浮上式移動用キャスタ ２２６・・
・回転軸 １１４・・・Ｘ軸方向調整用モータ ２２７・・
・Ｘ軸方向レール １１５・・・軸受 ２３１・・
・Ｘ軸方向テーブル １１６・・・軸受 ２３２・・
・可動部 １１７・・・Ｘ軸方向レール ２３３・・
・Ｙ軸方向レール １１８・・・可動シリンダ ２３４・・
・Ｙ軸方向レール １１９・・・ローラー ２３５・・・Ｙ軸方向調整用モー １２０・・・回転軸 タ １２１・・・Ｘ軸─Ｙ軸可動フランジ ２３６・・
・軸受 １２２・・・凹部 ２３７・・
・回転軸 １２３・・・摺動凹部 ２４１・・
・Ｙ軸方向テーブル １２４・・・可動部 ２４２・・
・可動部 １３０・・・回転軸 ２４３・・
・切欠部 １３１・・・Ｘ軸テーブル ２４４・・
・補助リフト １３２・・・可動部 ２４５・・
・ガスバネ １３３・・・Ｙ軸方向レール ２５１・・
・椅子座板 １３４・・・軸受 ２５２・・
・座部 １３５・・・軸受 ２５３・・
・肘当て １３６・・・Ｙ軸方向調整用モータ ２５４・・・フットアップ用クッ １３７・・・摺動凹部 ション １４１・・・メインモータ ２６１・・
・背もたれ １４２・・・フランジ ２６２・・・前後およびアオリ １４３・・・ケーブル用中空 機構付背当て ２１１・・・回転椅子用べース ２６３・・
・ショルダーガード ２１２・・・防護カバー ２６４・・
・座高調整用モータ ２１３・・・Ｚ軸方向調整用モー ２６５・・
・軸受 タ ２６６・・・回転軸 ２１４・・・Ｚ軸方向レール ２６７・・
・Ｚ軸方向摺動部 ２１５・・・軸受 ２６８・・
・Ｙ軸方向止めナット ２１６・・・回転軸 ２６９・・・定位固定リング調整 ２２１・・・回転椅子テーブル 部 ２７１・・・定位固定リング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−111540（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−111541（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 患部を中心にした垂直面内を回転しなが
   ら放射線を照射する電子線直線加速照射装置と、上記患
   部の中心を通る鉛直線軸を中心にした水平面内を回転す
   る回転椅子とからなる座位照射外科治療システムにおけ
   る回転椅子の自動調整装置において、 前記回転椅子の回転中心と前記電子線直線加速照射装置
   の照射中心とを一致させるために回転中心をＸ軸方向、
   およびＹ軸方向に移動させる第１および第２の摺動機構
   と、患部の中心と回転椅子の回転中心とを一致させるた
   めに座部をＸ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向に移動
   させる第３ないし第５の摺動機構とを備えた回転椅子
   と、 前記電子線直線加速照射装置から発射された光線を受光
   するセンサを設けると共に、前記回転椅子の中心位置に
   取り付けられた定位装置と、 当該定位装置のセンサによって得られた電子線直線加速
   照射装置の回転中心と前記回転椅子の回転中心とを画像
   によって解析し、両者の回転中心のずれを演算する画像
   解析手段と、 当該画像解析手段によって得られた値に基づいて前記回
   転椅子の摺動機構を自動的に制御する制御回路と、 を備えたことを特徴とする座位照射外科治療システムに
   おける回転椅子の自動調整装置。
2. 【請求項２】 電子線直線加速照射装置の放射中心に取
   り付けられ、回転椅子の回転中心を撮像するＣＣＤカメ
   ラと、 当該ＣＣＤカメラによって撮像された回転椅子の中心画
   像に基づいて電子線直線加速照射装置の回転中心と回転
   椅子の回転中心とを自動的に一致させるための画像解析
   手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１の座位照射外科治療
   システムにおける回転椅子の自動調整装置。
3. 【請求項３】 電子線直線加速照射装置の放射中心に取
   り付けられ、回転椅子の回転中心および定位装置を付け
   た患者を撮像するＣＣＤカメラと、 当該ＣＣＤカメラによって撮像された回転椅子の中心画
   像、定位装置を付けた患者の画像、およびＣＴスキャン
   によって得られた患部の画像に基づいて電子線直線加速
   照射装置の回転中心と回転椅子の回転中心、および回転
   椅子の回転中心と患部の中心とを自動的に一致させるた
   めの画像解析手段と、 を備えたことを特徴とする請求項１の座位照射外科治療
   システムにおける回転椅子の自動調整装置。