JPH0710282B2 - 放射線照射野限定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、放射線治療装置における放射線照射野限定
装置（以下、単に絞りと称することもある）に関するも
のである。

［従来の技術］ 従来、例えば特公昭62-710号公報に示された放射線治療
装置における絞りは、第３図に示すように、上部に位置
して相対向するブロック（10a），（10b）と、その下部
に位置する相対向する二組の小ブロック群（11），（1
2）とからなる放射線遮蔽体を主として具備するもので
ある。

相対向するブロック（10a），（10b）それぞれは、たと
えば重金属で長方体に形成されており、放射線源（１）
を含むと共に放射線照射野に平行な中心軸を中心とする
円弧上を互いに接近し、あるいは離反するように駆動さ
れることによって放射線照射野を限定する。（３）は患
部を示す。なお、このブロック（10a），（10b）それぞ
れは、それ自体周知のものを使用することができるの
で、その詳細な説明を省略する。

小ブロック群（11）と（12）とは、それぞれ、第４図に
示すように、互いに摺動可能に密着するように配列する
と共にそれぞれ形状の異なる小ブロック（13a），（13
b），（13c），……，（13n）より構成されている。そ
して、小ブロック群（11）と（12）とは、小ブロック
（13a），（13b），（13c），……，（13n）の配列によ
り形成される面ABCDを対向するように配置され、各小ブ
ロック（13a），（13b），（13c），……，（13n）は、
放射線源（１）を中心としてこれを含む中心線を有する
仮想の円筒体の周側面上を移動するように駆動される。

各小ブロック（13a），（13b），（13c），……，（13
n）の形状は、次のとおりである。すなわち、たとえば
小ブロック（13a）は、第５図に示すように、平面ABEF
とGHIJおよび湾曲面BHIEとAGJFおよびAGHBとFJIEを有す
る六面体である。そして、第５図および第６図に示すよ
うに、放射線源（１）（Ｏ点として示すことがある。）
を含む中心軸Ｚを有するとともに内径ｒおよび外径Ｒで
決まる厚みを有する円筒体（Ｕ）を仮想した場合に、小
ブロック（13a）は、仮想の円筒体（Ｕ）の中心軸Ｚを
共有する任意の面Z₁とこの面Z₁に対して角度θを有して
中心軸Ｚを共有する面Z₂とで仮想の円筒体（Ｕ）を切り
（第６図参照）、次いで中心軸Ｚに対して中心角θ₁を
有すると共に放射線源（１）（Ｏ点）を頂点とする仮想
の円錐面ならびに中心軸Ｚに対して中心角θ₂（ただ
し、θ₂＞θ₁）を有すると共に放射線源（１）を頂点と
する仮想の円錐面で仮想の円筒体（Ｕ）を切って得られ
るものと同一の形状を有する。したがって、小ブロック
（13a）において、湾曲面BHIEは仮想の円筒体（Ｕ）の
内周面の一部と同様に中心軸Ｚから半径ｒの円弧面とな
っており、湾曲面AGJFは仮想の円筒体（Ｕ）の外周面の
一部と同様に中心軸Ｚから半径Ｒの円弧面となってい
る。

さらに、小ブロック（13a）において、湾曲面AGHBは、
中心角θ₁を有すると共に頂点Ｏを有する円錐面の一部
と同一の湾曲を有し、また、湾曲面FJIEは、中心角θ₂
を有すると共に頂点Ｏを有する円錐面の一部と同一の湾
曲を有する。ここで、半径ｒは、放射線源（１）から絞
りの位置までの距離によって、決定することができる。
半径Ｒは、放射線を遮蔽するのに十分な厚み（Ｒとｒと
の差）を有するように小ブロック（13a）の材質によっ
て決定することができる。また、小ブロック（13a）の
辺BE（EI）あるいは辺AG（FJ）の長さおよび辺BH（HI）
あるいは辺AF（GJ）の長さは設定照射野に応じて適宜に
決定することができる。

小ブロック（13b）は、小ブロック（13a）と同様にして
形成することができ、相違するところは次の点である。
すなわち、中心軸Ｚに対して中心角θ₁を有すると共に
照射線源（１）を頂点とする仮想の円錐面ならびに中心
軸Ｚに対して中心角θ₂（ただし、θ₂＞θ₁）を有する
と共に放射線源（１）を頂点とする仮想の円錐面で仮想
の円筒体（Ｕ）を切るかわりに、小ブロック（13a）の
辺BEおよびHIと小ブロック（13b）の辺ELおよびIMとが
それぞれ等しくなるように、中心軸Ｚに対して中心角θ
₂を有すると共に放射線源（１）を頂点とする仮想の円
錐面ならびに中心軸Ｚに対して中心角₃（ただしθ₃＞θ
₂）を有すると共に放射線源（１）を頂点とする仮想円
錐面で仮想の円筒体（Ｕ）を切ることである。

小ブロック（13c）以下についても小ブロック（13b）と
小ブロック（13a）と同様の関係を有するようにして構
成することができる。

小ブロック（13a），（13b），（13c），……，（13n）
の配列は、中心軸Ｚに対してそれぞれ所定の中心角θ_K
を有すると共に放射線源（１）を頂点とする仮想の円錐
面を互いに共有するように各ブロック（13a），（13
b），（13c），……，（13n）の一面を密着するように
する。

各小ブロック（13a），（13b），（13c），……，（13
n）の駆動は、適宜の方法により行うことができ、たと
えば、小ブロックに設けられたラックとこれに噛合する
ピニオンとの組合せにより行うことができる。

各小ブロック（13a），（13b），（13c），……，（13
n）は、以上に詳述した構造を有するので、たとえば小
ブロック（13a）は、中心軸Ｚに対して中心角θ₁を有す
ると共に放射線源（１）を頂点とする仮想の円錐面、中
心軸Ｚに対し中心軸θ₂を有すると共に放射線源（１）
を頂点とする仮想の円錐面および仮想ので円筒体（Ｕ）
の内、外周面により囲まれた空間を第５図中のＹ方向に
移動させることができ、しかも、そのように移動させて
も小ブロック（13a）の平面ABEF（放射線照射野の限定
面）は中心軸Ｚを含む平面の一部をなすので、放射線の
半影の発生を防止することができる。小ブロック（13
b）以下についても小ブロック（13a）と同様の機能を有
する。

以上が従来の絞りの構成であるが、改良例として、たと
えば第７図に示すように、小ブロック群を構成する各小
ブロック（14a），（14b）……において、円錐面の一部
をなす一の湾曲面に凹状溝（15a）を、また、円錐面の
一部をなす他の湾曲面に前記凹状溝（15a）の輪郭と同
一の輪郭を有する凸条（16a）を設け一の小ブロック（1
4a）の凹状溝に他の一の小ブロック（14b）の凸条（16
b）を嵌合し、小ブロック（14b）以下同様に小ブロック
（14a），（14b）……を配列し、各凹状溝に沿って各ブ
ロック（14a），（14b）……を前記実施例と同様に駆動
することができるようにした小ブロック群が挙げられ
る。凹状溝（15a）……と凸条（16a）……とを嵌合させ
ておくと、小ブロック（13a），（13b），（13c），…
…，（13n）それぞれの摺動面と摺動面との間を通過す
るおそれのあつた放射線を遮蔽することができる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の放射線照射野限定装置は以上のように構成されて
いるので、摺動面と摺動面との隙間から放射線が洩れる
のを避けられず、治療上重大な危険をもたらす可能性が
あつた。そこで、改良例に示すような円錐面の一部に互
いに嵌合する凹状溝と凸条を設けることが必要で、溝深
さ分の放射線の半影が発生する上、加工費用が高価にな
るという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、放射線の洩れがなく、かつ、放射線の半影の
発生を最小限にするとともに、加工費用が安価である放
射線照射野限定装置を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係る放射線照射野限定装置は、放射線遮蔽体
の各配列面を、放射線遮蔽体の回転中心軸上の放射線源
を除いた任意の位置に頂点を有する直円錐面の一部をな
すようにしたものである。

［作用］ この発明においては、頂点が放射線源から離れたところ
に位置する直円錐面によって各配列面が形成される放射
線遮蔽体により、摺動面と摺動面との間から放射線の洩
れがなく、かつ、半影の発生が必要最小限である放射線
野を限定する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を第１図，第２図について説
明する。第１図において、装置の大略構成は従来の装置
と同様であるので説明を省略する。ここでは、Ｏ点は放
射線源（１）を示し、Ｔ点は放射線遮蔽体の各配列面を
形成する直円錐面の頂点を示す。図に示すとおり、両者
はともに遮蔽体の回転軸Ｚ上にあるが一致してはいな
い。

第２図は遮蔽体による放射線の半影を示したものであ
る。ここで、例えば９個の当分割幅のブロックから構成
される放射線遮蔽体群からなる照射野限定装置を考え
る。Ｏ点が放射線源を示し、Ｔ点は放射線遮蔽体の各配
列面を形成する直円錐面の頂点を示す。Ｏ点とＴ点との
距離をｌとする。放射線束の中心軸Z₂が通るブロックを
L₀、そこから外側に向かってL₁，……，L_N，……，L₄と
し、放射線束の中心軸Z₂と照射野との交点をＩ点、ブロ
ックL₀との交点の放射線源側をＱ点、照射野側をＰ点と
する。ブロックL_Nの内側の放射線源側の角をB_N点、照射
野側の角をA_N点、放射線の照射野上の照射点でB_N点を通
過したものをD_N点を通過したものをC_N点とする。C_N点と
D_N点との距離をS_Nとすると、S_Nが放射線の半影の量とな
る。また、各ブロックの遮蔽量は均等に照射野上でｄと
する。各ブロックの回転中心軸をZ₁とし、そこからブロ
ック上面までの距離をｒ、ブロック下面までの距離を
Ｒ、照射野までの距離をＬとする。

放射線の半影の量は以下の手順によって理論的に一般解
が求められる。

IC_N＝（Ｎ−0.5）×ｄ PA_N＝IC_N×R/L QB_N＝ｌ＋（PA_N−ｌ）×r/R S_N＝ID_N−IC_N ＝QB_N ×L/r−IC_N これを変形していくと最終的に次の式で表わされる。

S_N ＝ｌ×Ｌ×（1/r−1/R） 従って半影の量S_Nは、 等分割のブロックの場合、ブロックの位置によらず
一定である。

装置の構成上L,r,Rは自動的に決まるので、半影の
量はｌを適当な寸法に選ぶことにより任意に設定するこ
とが可能である。

という特性をもつ。

一般に代表的な装置の寸法、Ｌ＝1000mm,r＝400mm,R＝5
00mmのときｌ＝5mmに選んで試算すると、S_N＝2.5mmとな
り放射線治療上問題ない半影の量となる。

なお、上記実施例では放射線遮蔽体の各配列面を形成す
る直円錐面の頂点を放射線源をはさんで２カ所に集中し
て設けたが、ブロックの回転中心軸上に上記の頂点があ
りさえすれば、各々独立して設けても上記実施例と同様
の高価を奏する。

また、ブロックの分割幅を均一にするのではなく１枚１
枚の厚さを変えてもよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、放射線遮蔽体の各配
列面を頂点が放射線源から離れたところに位置する直円
錐面の一部をなすように構成したので、装置が安価にで
き、また、摺動面と摺動面との間からの放射線の洩れが
なく、放射線の半影量の少ないものが得られる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略斜視図、第２図は同
じく放射線の半影の発生原理を示す模式図、第３図は従
来の放射線照射野限定装置の一部立面図、第４図は同じ
く小ブロック群の概略斜視図、第５図は同じく小ブロッ
クの概略斜視図、第６図は第５図のVI-VI線に沿う平面
での断面図、第７図は従来の他の放射線照射野限定装置
の一部斜視図である。 （１）……放射線源、（11），（12）……小ブロック群
（放射線遮蔽体群）、（13a），（13b），……，（13
n）……小ブロック（放射線遮蔽体）。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射線源より拡散放射される放射線束の中
   心軸に対して直交する少なくとも１つの仮想面上に複数
   の遮蔽体を隣接し配列してなる放射線遮蔽体群を、前記
   放射線束を挟んで２群を対向配置し、前記放射線束の照
   射範囲を適宜形状に限定する放射線照射野限定装置にお
   いて、前記放射線源を通り前記放射線束の中心軸に対し
   て直交する軸を回転中心軸とし、前記対向した２つの放
   射線遮蔽群の各遮蔽体を、その対向面それぞれを前記放
   射線束に対して平行に保持して前記放射線束の中心軸に
   対して接近および離反移動するとともに、前記複数の放
   射線遮蔽体の少なくとも一部の各配列面が前記回転中心
   軸上の前記放射線源を除く任意の位置に頂点を有する直
   円錐面の一部をなす前記放射線遮蔽体群を備えたことを
   特徴とする放射線照射野限定装置。