JPH0763512B2 - 放射線照射野限定装置 - Google Patents

放射線照射野限定装置

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JPH0763512B2
JPH0763512B2 JP2179455A JP17945590A JPH0763512B2 JP H0763512 B2 JPH0763512 B2 JP H0763512B2 JP 2179455 A JP2179455 A JP 2179455A JP 17945590 A JP17945590 A JP 17945590A JP H0763512 B2 JPH0763512 B2 JP H0763512B2
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    • A61N5/1045X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head using a multi-leaf collimator, e.g. for intensity modulated radiation therapy or IMRT
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、放射線治療や放射線による非破壊検査を行
う装置における放射線照射野を限定する放射線照射野限
定装置に係り、特に放射線しゃへい材(リーフ)の間隙
からの放射線の漏洩を防止すると共に放射線照射野を正
確に形成する放射線照射野限定装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
放射線照射野限定機構を示すものとして医療用線形電子
加速装置(以下ライナックと呼ぶ)を、また発生する放
射線としてX線を例にとり以下に従来例を説明する。
第9図は、一般的なライナックの構成図であり、図にお
いて、(1)は固定架台、(2)は固定架台(1)に支
持された回転自在な回転架台、(3)は放射線治療を受
ける患者、(4)は患者(3)を載置する天板、(5)
は天板(4)を支持する治療台である。
(6)は回転架台(2)の回転中心軸線、(7)は発生
X線の線束中心軸線、(8)は発生X線である。
(9)は回転中心軸線(6)と線束中心軸線(7)の交
点であり、通常は治療患部を位置づけるための治療中心
即ちアイソセンタと呼ばれている。(10)はアイソセン
タ(9)を通りかつ回転中心軸線(6)および線束中心
軸線の各々と直交する照射野中心軸線、(11)はX線
(8)を発生するためのターゲットと呼ばれる線源であ
る。(12a),(12b)は照射野の大きさを限定する放射
線しゃへい部材であり、鉛などの重金属からなり、ブロ
ックと呼ばれている。(13)は同様にブロックと呼ばれ
る放射線しゃへい部材であり、ブロック(12a),(12
b)と直交する方向の照射野の大きさを限定している。
第10図はX線発生部分および照射野構成部分を示す構成
図であり、(14)はX線(8)の最大広がりを限定する
ためのプライスリコリメータ、(15)は照射野内でのX
線(8)の分布を均一にするための平坦化フィルタ、
(16)はX線量を実時間でモニタするための線量モニタ
である。(17)は線源(11)と等価な位置に配置された
鏡(ミラー)であり、X線照射野を視認するための光源
(後述する)からの光をX線(8)と同じ広がりに導い
ている。(18)は電子線の加速管、(19)は加速管(1
8)に連結され内部を真空に保持されたビームダクト、
(20)はビームダクト(19)に設けられた偏向用電磁石
である。(21)は加速管(18)で加速された電子線であ
り、ビームターゲット(19)を通過し、偏向電磁石(2
0)で偏向され、ターゲット(11)に導かれている。(2
2)は鏡(17)に対向配置された光源である。
Lは回転中心軸線(6)の上の照射野であり、放射線し
ゃへい材(12a),(12b)により限定されており、アイ
ソセンタ(9)を含みかつ線束中心軸線(7)に直交す
る平面(以下、アイソセンタ平面と呼ぶ)に線源(11)
または光源(22)から投影されている。
第11図は第10図の装置を側面から見た構成図であり、
(12)は(12a),(12b)に対応し、(13a),(13b)
は(13)に対応している。
Wは照射野中心軸線(10)上の照射野であり、照射野
(L)と同様に放射線しゃへい部材(13a),(13b)に
より投影されている。
第12図は照射野(L),(W)を線源(11)側から見た
説明図であり、(23)は照射野(L),(W)で囲まれ
た矩形領域、(24)は患者(3)の体内の被治療患部
(腫瘍など)である。
第13図は第12図の矩形照射野(23)を患部(24)の形状
にほぼ沿うように限定した状態を示す説明図であり、ブ
ロック(13a),(13b)を複数の放射線しゃへい材によ
り構成した場合の概念を示している。(25a)〜(30
a),(25b)〜(30b)はそれぞれリーフ(このような
複数リーフの構成を以下マルチリーフと呼ぶ)である。
リーフ(25a),(25b)は照射野中心軸線(10)上の照
射野(W1)を決める中心リーフであり、その外側に番号
順に他のリーフ(26a),(26b)・・・(30a),(30
b)が配列してある。尚、中心リーフ(25a),(25b)
を中心として対称位置のリーフは、リーフ(26a)〜(3
0a),(26b)〜(30b)と同様なので符号が省略されて
いる。従って、第13図の場合、リーフの数は11対にな
る。勿論、この11対は単なる一例であり、その数は制限
されない。
第14図は第13図のマルチリーフの構成例を示す説明図で
あり、第11図のブロック(13a),(13b)をマルチリー
フに置き代えた場合を示している。各リーフ(25a)〜
(30a)に相対するリーフ(25b)〜(30b)は、ここで
は図示しない。第14図の場合、各リーフ(25a)〜(30
a)の断面は矩形としてある。
第15図は第14図同様のマルチリーフの構成例を示す説明
図であり、各リーフ(25a)〜(30a)の断面は第14図の
ものとは異なっている。第15図において、各々のリーフ
(25a)〜(30a)の断面は線源(11)を頂点とする円錐
の母線に沿って切りとられ、台形をなしているが、隣接
するリーフの間隙を通るX線をしゃへいするためツメ
(31)が突設されている。
第16図は各リーフの構成を示す原理図であり、(32),
(33)はそれぞれ線源(11)を頂点とする円錐面にある
母線である。各母線(32),(33)で挟まれたハッチ領
域を第15図に示した各リーフ(25a)〜(30a)に置き代
え、更に第15図と同様にツメ(31)を付加し、また隣接
リーフのツメが通過する部分を削ることにより第15図に
示したリーフ(25a)〜(30a)が構成される。
第17図および第18図は、それぞれ、マルチリーフにより
形成される照射野Lを示す説明図である。第17図は、リ
ーフ(26a),(27a)を例にとり、第14図と同様に構成
した場合を示している。光源(22)(第10図参照)によ
り投影される照射野は、第13図のようにリーフ(26a)
がリーフ(27a)より回転軸線(6)に対して遠いとき
は、リーフ(27a)の下端で限定されてLaとなり、逆に
近いときは、リーフ(26a)の上端で限定されてLbにな
る。第18図は第15図と同様に構成した場合を示してい
る。この場合も、光の照射野は、第17図の場合と同様
に、リーフ(26a)がリーフ(27a)より回転軸線(6)
から遠いときLcとなり、逆に近いときLdとなる。
次に動作について説明する。
第9図において、ターゲット(線源)(11)から発生さ
れた治療用X線(8)は、天板(4)の上に横臥した患
者(3)に照射され、放射線治療が施される。このと
き、患者(3)の周囲の任意の位置から照射できるよう
に、ターゲット(11)は、回転架台(2)により回転軸
線(6)の周囲を360℃以上にわたり回転自在になって
いる。一方、患者(3)は、天板(4)により前後左右
に移動自在であり、また天板(4)は治療台(5)によ
り上下動自在になっている。従って、患者(3)の被照
射患部(24)は、アイソセンタ(9)を含む領域に位置
決め可能であり、照射治療を施すことができる。
X線発生と照射野の決定は、第10図および第11図に示し
たように、以下のようになる。加速管(18)により高エ
ネルギー(例えば、3MeV〜20MeV)に加速された電子ビ
ーム(21)は真空のビームダクト(19)を通り、患者
(3)の方向に向かうように偏向電磁石(20)により偏
向され、線源(11)に入射する。
線源(11)はX線を発生する金属からなり、電子ビーム
(21)の進行方向に強いX線(8)を発生する。発生さ
れたX線(8)は、前方に指向性を有するが、プライマ
リコリメータ(14)(第10図参照)が配置されているた
め、プライマリコリメータ(14)により照射野外の不要
なX線が吸収され、除去される。即ち、このX線(8)
は線源(11)を点線源として放射状に広がるが、プライ
マリコリメータ(14)により線源(11)を頂点とする円
錐台の形状にくり抜かれ、この領域のみを通過するよう
になる。一般に、プライマリコリメータ(14)の円錐台
による照射野は、装置の規定する最大寸法を与える。
また、X線(8)は、指向性を有するため、平坦化フィ
ルタ(15)によりX線強度分布が均一化され、X線
(8)が発生している間、線量モニタ(16)により強度
が実時間でモニタされる。更に、X線(8)は、ブロッ
ク(12a),(12b)および(13a),(13b)により、患
部(24)に沿うように、第12図に示したような照射野領
域(23)に絞られて照射される。
この照射野は鏡(11)を介した光照射により目視視認さ
れる。即ち、ミラー(17)に対して線源(11)と等価な
位置に置かれた光源(22)により、光による照射野が患
者(3)の皮膚面に投影され、照射野の大きさが目視視
認される。その結果、照射野の寸法L,Wが判明する。
以上は矩形照射野を形成する場合であるが、この場合、
第12図に示すように、患部(24)以外の正常組織にもX
線が照射されるため、正常組織が放射線障害を受ける心
配がある。
このため、近年は、第13図に示したようなマルチリーフ
による照射野を形成し、正常組織に対する保護を行う工
夫がなされている。即ち、第11図のブロック(13a),
(13b)の代わりに、第13図のようにリーフ(31a)〜
(36a),(31b)〜(36b)をマルチリーフとして構成
し、各リーフの相互位置を独立に変えることにより、そ
れぞれのリーフに対応してW方向の照射野をW1・・・と
し、L方向はブロック(12a),(12b)で限定してい
る。これにより、高精度の放射線治療を施すことができ
る。
第13図のような照射野を形成する意図で、従来、第14図
または第15図に示すようなマルチリーフが構成されてい
る。即ち、ブロック(13a),(13b)の位置(通常は、
線源(11)とアイソセンタ(9)のほぼ中間に位置す
る)にブロック(13a),(13b)の代わりにこのマルチ
リーフが設置される。
第14図の場合は第10図と同様の視点から見られたマルチ
リーフの図であるが、各リーフの断面は矩形をなすよう
にしてある。マルチリーフは、一般に照射野中心軸線
(10)の照射野(W1)を決定する必要があるため、中心
リーフ対(31a),(31b)とその両側のリーフ群(32
a)〜(36a),(32b)〜(36b)から構成される。従っ
て、奇数対であることが多い。
第14図の場合、隣合うリーフの面を持つ平面内に線源
(11)は含まれないので、このリーフ間隙を通過する線
源(11)からの直接透過X線は存在しない。従って、照
射野外に対するX線の直接漏洩の心配はなく、またリー
フ形状も直方体なので加工も容易であり、安価に製作す
ることができる。
しかし、第14図のマルチリーフにより構成されるL方向
照射野は、第17図に示したようになる。即ち、前述のよ
うに、W方向の照射野により、異なった寸法(Laまたは
Lb)に見える。
また、X線はリーフ(26a),(26b)のエッジ部に対し
て斜方向には多少透過するので、各照射野La,Lbはボケ
た(半影の大きい)X線照射野となる。照射野の中心近
傍ではLaとLbの差は小さいが、マルチリーフの外側では
LaとLbの差は1cm程度に拡大することがある。
一方、第15図(例えば、特公昭62−710号公報参照)の
場合は、隣合うリーフ面は線源(11)を頂点とする円錐
の外面に沿って構成されている。このときの各リーフ
(25a)〜(30a)の様子は第16図に示してある。
第16図において、線源(11)を頂点とした円錐面の母線
(32)と、同様の別の円錐面の母線(33)との間の領域
に断面を有するリーフ(斜線部)により両円錐面間の一
部となるリーフを与える。次に、母線を順次変えて同様
にリーフを取り出して順次並べることにより、隣合うリ
ーフは相互に干渉することなく面をすべらせて駆動する
ことができる。
このようにしてマルチリーフを構成するが、この場合、
隣合うリーフ面は常に線源(11)を向いているので、両
リーフ間に間隙が少しでもあると、X線(8)はこの間
隙を通り抜け、減衰せずに患者(3)に到達することに
なる。従って、照射野外にX線の直接漏洩が生じること
になり、治療上の障害となる。
従って、この種のマルチリーフでは、リーフ間隙の漏洩
を防ぐため、第15図のようにツメ(31)を形成し、第15
図に示したようなリーフ断面としている。この場合のL
方向の照射野は、第18図に示したように、W方向の照射
野に関連して、前述のように異なった寸法(LcまたはL
d)となる。通常、このLcとLdの差は3〜4mmとなる。こ
の場合、リーフ間隙部はリーフの他の部分に比べてリー
フ厚が薄いためX線のしゃへい能力が低く、かつリーフ
の製造コストが高くなる。以上が従来のマルチリーフの
放射線照射野限定装置による放射線治療の状態である。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のマルチリーフによる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、第14図の場合には照射野
の端部でLaとLdの差が大きくなり、治療計画はこれを見
ないで実施する必要があるため治療計画が困難となる。
また、第15図の場合にはLcとLdの差が、小さいとはい
え、どのリーフにも同様に生じるので、同様に治療計画
の立案を困難にする。更に、第15図の場合、照射野外に
生じる不要な線状の漏洩が避けられず、またリーフ形状
が複雑なため製造コスト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、リーフの断面形状の単純化による安価な製造
コストで、リーフ間隙を通してのX線の直接透過による
漏洩を防止できるとともに、隣接するリーフの相対的位
置による視認照射野の差(LcとLdとの差)を従来より小
さくすることができ、更に、W方向(第13図内の各リー
フの移動調整方向)の照射野に対するボケをも抑制する
ことができ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、点状の線源
(11)から発生する放射線(8)を複数の板状のリーフ
(36a、37a…)を介してアイソセンタ(9)に照射し、
アイソセンタ(9)を通り且つ放射線の線束中心軸線
(7)に直交する回転中心軸線(6)を中心として放射
線を回転させると共に、放射線の円錐面に沿つて、リー
フの相互位置を独立に変えることにより、放射線の照射
野を限定する装置において、各リーフの板状の面により
形成される仮想線源(35a、35b…)を、線線を通り且つ
回転中心軸線に平行な仮想ターゲット軸線(46)に沿っ
て、線源から有意な値だけずらした点に設定し、仮想タ
ーゲット軸線上の各仮想線源のずらし値は、線束中心軸
線から離れたリーフに対する仮想線源ほど大きく設定さ
れたものである。
〔作 用〕
この発明においては、マルチリーフの相互に隣接するリ
ーフ面により一部形成される円錐面の頂点即ち仮想線源
を、仮想ターゲット軸線上に沿って放射線の線源とは異
なる位置に配置し、リーフ間隙を直接通過する放射線を
除去すると共に照射野のボケを軽減させる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図にはこの発明による実施例の装置の全体を示すライナ
ックの構成図であり、(1)〜(11),(12a),(2
b)、は前述と同様のものである。(34)は第9図のブ
ロック(13)に対応するマルチリーフである。
第2図はX線発生と照射野を決める機構を示す構成図で
あり、第10図に対応している。
以下、この発明の一実施例に先立って、第3図及び第4
図を参照しながら、マルチリーフの母線に関する仮想線
源を、線源(11)から線束中心軸線(7)に沿ってずら
した場合について説明する。
第3図はマルチリーフ(34)を拡大して示す構成図であ
り、(35)はマルチリーフ(34)により形成される円錐
頂点即ち仮想線源、(36a)〜(36a)はマルチリーフ
(34)を構成するリーフである。(36a)は照射野中心
軸線(7)上の照射野を決める中心リーフである。
なお、このリーフの枚数は制限されるものではなく、中
心リーフ(36a)の両側に所要枚数だけ設けることがで
きる(ここでは(36a)〜(39a)のみ示してある)。ま
た。図示してないが、第13図と同様に、W方向の照射野
を形成するため、各リーフ(36a)〜(39a)に相対する
リーフが存在し、各リーフにより照射野W1・・・を独立
に定めることができるようになっている。
(40l)〜(42l)は隣接する各リーフの面により形成さ
れる仮想線源(35)を頂点とした円錐面の母線、(43
x)〜(45x)はリーフ(36a)〜(39a)の相互に隣接す
る面に達するX線である。第4図〜第7図はマルチリー
フ(34)のそれぞれ異なる実施例を示す構成図である。
第4図において、(35a)は母線(40l)を含む円錐頂点
即ち仮想線源であり、(35b),(35c)はそれぞれ母線
(41l),(42l)を含む円錐の仮想線源である。以下同
様に図示しないが、他のリーフの円錐面母線に対応する
仮想線源が存在するものとする。この場合、各仮想線源
(35a)〜(35c)はX線の線束中心軸線(7)の線上に
存在する例を示したものである。
次に、仮想線源(35)を線源(11)から回転中心軸線
(6)に平行な軸線に沿ってずらした場合について説明
する。
第5図において(46)はターゲット(11)を通りかつ回
転架台(1)の回転中心軸線(6)に平行な軸線(仮想
ターゲット軸線と呼ぶ)である。この場合、仮想ターゲ
ット軸線(46)上には線束中心軸線(7)に対して対称
に仮想線源(35)が形成される。
第6図はこの発明の一実施例の要部を示す構成図であ
り、各リーフ(36a)、(37a)、(38a)…に関する仮
想線源(35a)、(35b)、(35c)…が仮想ターゲット
軸線(46)上に分散し、従って、各リーフ(36a)、(3
7a)…の各母線(40l)〜(42l)が分散して存在する例
を示している。即ち、各リーフ(36a)、(37a)…の板
状の面により形成される仮想線源(35a)、(35b)…
は、線源(11)を通り且つ回転中心軸線(6)に平行な
仮想ターゲット軸線(46)に沿って、線源から有意な値
だけずらした点に設定され、仮想ターゲット軸線(46)
上の各仮想線源(35a)、(35b)…のずらし値は、線束
中心軸線(7)から離れたリーフに対する仮想線源ほど
大きく設定されている。
第7図において、中心リーフ(36a)の板状の面は円錐
面を構成せず、線束中心軸線(7)と平行な線(47)を
形成している。この線(47)は、仮想ターゲット軸線
(46)に直交する平面に含まれている。従って、この場
合、中心リーフ(36a)の断面は長方形をなしている。
一方、中心リーフ(36a)以外のリーフ(37a)〜(39
a)は、第3図〜第6図と同様に、仮想線源(35)また
は(35a)〜(35c)を頂点とする円錐面内の一部の面に
含まれている。
第8図は隣接するリーフ(37a),(38a)の相互位置に
より視認照射野に差が生じる状況を示す説明図であり、
第17図、第18図に対応している。
以下、この発明の一実施例の動作につてい説明する。
第1図において、X線(8)は線源(11)から発生し、
ブロック(12a),(12b)およびマルチリーフ(34)に
より照射野が限定されて患者(3)の放射線治療に供さ
れる。このとき、第2図のようにX線(8)の照射野が
限定される。また、マルチリーフ(34)の各リーフ(36
a)〜(39a)の形状は第16図に示す通りで、円錐面の頂
点が線源(11)ではなく、仮想線源(35)または(35
a)〜(35c)となったものである。
ここで、W方向の照射野に対するボケ抑制を考慮しない
場合として、仮想線源(35)を線束中心軸線(7)に沿
ってずらした場合について説明する。まず、第3図にお
いてリーフ(36a)〜(39a)の相互に隣接する面は円錐
面の1部を形成するが、その円錐面の頂点は仮想線源
(35)にあり、線源(11)とは有意な値だけ離れた位置
にある。
もし、仮想線源(35)に正規の正規源(11)があると既
に述べたようにX正規(8)はリーフ間隙を直接透過
し、照射野外の漏洩X線となり治療の障害になる。しか
し、この発明においては、仮想線源(35)と線源(11)
とは異なる位置になるように構成されているので、照射
野外のX線漏洩を防止することができる。
即ち、リーフ(36a)および(37a)の間隙で形成される
母線(40l)に達するX線(43x)は、この間隙を直線的
に通過できないように構成されている。他の母線(41
l),(42l)に達するX線(44x),(45x)についても
同様である。
いま、リーフ間隙を0.1mmとし、中心のリーフ(36a)の
下端(線源(11)から遠い方の面)が線源(11)から50
cm離れた位置にあり、リーフ(36a)の線束中心軸線
(7)方向の厚さを70mmとし、仮想線源(35)を線束中
心軸線(7)上で線源(11)から60mm離れた点に設定す
ると、リーフ間隙をX線(8)が直接通過することを防
止することができる。
実際の設計では、線源(11)と仮想線源(35)との距離
をやや余裕をもたせた数値に設計するが、その値は、リ
ーフ相互位置における視認照射野のずれの大きさとの兼
合いで決定される。
上記寸法例での視認照射野の差は、第8図に示したよう
に、LeとLfの差として表され、アイソセンタ(9)の平
面において0.2mm程度となる。この場合、リーフ間寸法
は、線源(11)とアイソセンタ(9)との間隔が1m程度
の現実に稼動している装置に対して適用できる数値であ
る。また、通常、X線照射野の光による視認誤差1mmを
許容する医療界の通例からすれば、上記視認誤差0.2mm
は十分小さい値である。従って、仮想線源(35)を更に
線源(11)から、離すことができる。但し、外側のリー
フほど視認誤差が大きくなるので、その最大値が許容誤
差内となるように仮想線源(35)の位置を設定すればよ
い。
次に、上記のようにリーフ間隙をX線(8)が直接通過
することのないシステムにおいて、間隙を散乱して通過
する漏洩X線について検討する。
この漏洩に対しては、通常、ストリーミングと呼ばれる
漏洩の考え方が適用できる。この考え方によると、リー
フ間隙が0.1mm(実際には、この値以下にすることが可
能である)と非常に小さいため、散乱による漏洩X線
は、問題となる値にならず、放射線しゃへい材としての
リーフ内を通過して減衰する量と同程度になる。通過リ
ーフの厚さは、X線(8)がリーフを通過することによ
る減衰が1/100以下になるように設計されている。
以上のようにマルチリーフ(34)を設計することによ
り、第14図で問題となった隣接リーフの相互位置による
視認照射野の差を許容値以下に十分小さく抑制すること
ができる。また、第15図で問題となったリーフ間隙にお
けるX線(8)の直接通過を阻止するためのツメ(31)
を不要とすることができる。従って、構造が簡単で製作
が容易になり、経済的である。またツメ部を直接透過す
るX線(8)の不十分な減衰とな異なり、確実にしゃへ
いできるため、照射野以外への漏洩も許容レベルに押さ
えられる。更に、第14図、第15図で共通の問題となった
X線の照射野辺縁部でのボケ(半影)は、リーフ面がX
線(8)の線束面に近似していることから、大幅に軽減
される。従って、W方向の照射野に対するボケを抑制す
ることはできないものの、半影の小さな治療が可能とな
り、治療計画の容易さ、治療精度の改善という治療面に
おける大きな効果を有している。
一方、既に述べたように、第3図のマルチリーフの場合
は中心リーフ(36a)から外側のリーフにいくほど視認
照射野の差(第8図のLeとLfの差)が大きくなる。しか
し、この問題点に関しては、第4図のように母線(40
l),(41l),(42l)に対して異なる仮想線源(35
a),(35b),(35c)を定め、その基準として視認照
射野の差を許容誤差以内に十分小さくかつ各リーフにつ
いてほぼ同じような値に設定すれば、患部(24)のどの
位置でも同じ半影のX線による治療が可能になる。この
場合、LeとLfの差の程度により仮想線源を同じとするリ
ーフがあってもよい。
また、従来の第11図に示したブロック(13a),(13b)
は、照射野を限定するために、常に線源(11)を頂点と
する円錐の母線となるように開閉されているのに対し、
第3図および第4図においては、母線の頂点が線源(1
1)と異なる位置に設定している。しかし、第3図およ
び第4図に示したような構成例では、W方向の照射野が
ボケを持つようになる。
そこで、仮想線源(35)を仮想ターゲット軸線(46)に
沿ってずらすことが考えられる。例えば、第5図のよう
に、仮想ターゲット軸線(46)上に仮想線源(35)を設
定すると、仮想線源(35)および線源(11)は、W方向
に関して重なるように配置される。従って、第5図のよ
うな構成によればW方向の照射野に対するボケも抑制し
得る効果が得られることが分かる。
次に、W方向のボケを更に効果的に抑制するようにした
この発明の一実施例について第6図を参照しながら説明
する。
第6図は第5図内の仮想線源(35)を各リーフ毎に分散
させたものであり、この場合、、仮想線源(35a),(3
5b),(35c)を仮想ターゲット軸線(46)上に分散配
置しているので、どのリーフにおける視認照射野の差も
ほぼ同等の値にする効果を有する。この場合も、LeとLf
の程度の差により、仮想線源が同じ位置となるリーフが
存在してもよい。
第7図は最も実用的な実施例を示し、最も内側の中心リ
ーフ(36a)の断面が長方形であってもLeとLfの差は十
分に小さい。この場合、リーフの加工を容易にするた
め、リーフ面を円錐面(曲面)でなく、平面にすること
ができるという大きな効果が得られる。更に、視認照射
野の差が教許容される値以下である場合は、中心リーフ
(36a)のみでなく、その両側に近接するリーフも同様
にリーフ断面を長方形にすることができる。第7図のよ
うなリーフ形状は、第6図の実施例に対しても適用する
ことができる。
なお、上記実施例ではライナックによるX線治療の例に
ついて説明したが、X線を発生する他の放射線発生装置
(コバルト60装置、ベータトロン、マイクロトロン、シ
ンクロトロンなど)であつても、同様に適用することが
でき、エネルギーが1MeV以下のX線発生装置においても
適用可能である。
また、放射線はX線のみでなく、他の放射線(電子線、
γ線、中性子線、陽子線、粒子線)に対しても適用可能
であり、放射線しゃへい材は適用する放射線に有効な材
料(X線に対する重金属、電子線に対する軽い金属、中
性子に対するパラフィンやアクリルなど)に対してこの
発明により考えられた機構が適用でき、同様の効果を奏
する。
また、上記実施例では医療用を例にして示したが、医療
用以外の放射線の分布、即ち放射線による非破壊検査に
おいて、検査部位の散乱線による像の半影を避けるため
照射野をマルチリーフにより絞る場合も同様の効果を奏
する。
更に、第2図ではマルチリーフ(34)を第10図のブロッ
ク(13)に置き替えたが、ブロック(12a),(12b)の
代替として使用してもよい。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したとおり、点状の線源(11)か
ら発生する放射線(8)を複数の板状のリーフ(36a、3
7a…)を介してアイソセンタ(9)に照射し、アイソセ
ンタ(9)を通り且つ放射線の線束中心軸線(7)に直
交する回転中心軸線(6)を中心として放射線を回転さ
せると共に、放射線の円錐面に沿つて、リーフの相互位
置を独立に変えることにより、放射線の照射野を限定す
る装置において、各リーフの板状の面により形成される
仮想線源(35a、35b…)を、線源通り且つ回転中心軸線
に平行な仮想ターゲット軸線(46)に沿って、線源から
有意な値だけずらした点に設定し、仮想ターゲット軸線
上の各仮想線源のずらし値は、線源中心軸線から離れた
リーフに対する仮想線源ほど大きく設定されたので、簡
単な形状でリーフ関隙を通過する照射野外の漏洩X線を
阻止すると共に、W方向の照射野に対するボケをも抑制
することができる。従って、隣接リーフの相互位置によ
る視認照射野の差を許容値以下に抑えることができると
共に、製作および放射線しゃへい計画が容易となり、高
精度の照射が可能な放射線照射野限定装置を安価に提供
することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例が適用されるライナックを
示す構成図、第2図はこの発明の一実施例における放射
線発生部と照射野を示す構成図、第3図及び第4図はマ
ルチリーフの各母線による仮想線源をX線の線束中心軸
線に沿ってずらした場合を示す構成図、第5図は仮想線
源を仮想ターゲット軸線に沿ってずらした場合を示す構
成図、第6図はこの発明の一実施例を示す構成図、第7
図はこの発明の他の実施例を示す構成図、第8図はこの
発明によるマルチリーフの互いに隣接するリーフの相互
位置による視認照射野の差を示す説明図、第9図は一般
的なライナックを示す構成図、第10図は従来の放射線照
射野限定装置の放射線発生部と照射野を示す構成図、第
11図は第10図の装置を側面から見た構成図、第12図は第
10図の従来装置による照射野と患部の関連を示す説明
図、第13図は従来のマルチリーフによる照射野と患部の
関連を示す説明図、第14図は従来のマルチリーフを示す
構成図、第15図は従来のマルチリーフの他の例を示す構
成図、第16図は第15図のマルチリーフの構成を示す原理
図、第17図および第18図はそれぞれ第14図および第15図
のマルチリーフの互いに隣接するリーフの相互位置によ
る視認照射野の差を示す説明図である。 図において、(6)は回転中心軸線、(7)は線束中心
軸線、(8)はX線、(9)はアイソセンタ、(46)は
仮想ターゲット軸線、(10)は照射野中心軸線、(11)
は線源、(34)はマルチリーフ、(35),(35a),(3
5b),(35c)は仮想線源、(36a)〜(39a)はリーフ
である。 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】点状の線源(11)から発生する放射線
    (8)を複数の板状のリーフ(36a、37a…)を介してア
    イソセンタ(9)に照射し、 前記アイソセンタ(9)を通り且つ前記放射線の線束中
    心軸線(7)に直交する回転中心軸線(6)を中心とし
    て前記放射線を回転させると共に、 前記放射線の円錐面に沿つて、前記リーフの相互位置を
    独立に変えることにより、前記放射線の照射野を限定す
    る装置において、 前記各リーフの板状の面により形成される仮想線源(35
    a、35b…)を、前記線源を通り且つ前記回転中心軸線に
    平行な仮想ターゲット軸線(46)に沿って、前記線源か
    ら有意な値だけずらした点に設定し、 前記仮想ターゲット軸線上の各仮想線源のずらし値は、
    前記線束中心軸線から離れたリーフに対する仮想線源ほ
    ど大きく設定されたことを特徴とする放射線照射野限定
    装置。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL9100019A (nl) * 1991-01-09 1992-08-03 Philips Nv Roentgenonderzoekapparaat.
US5585643A (en) * 1995-04-12 1996-12-17 Johnson; Jim H. Method and apparatus for directing electron radiation to subcutaneous cells
US6320938B1 (en) 1998-10-28 2001-11-20 F & L Medical Products Method of X-ray protection during diagnostic CT imaging
DE19905823C1 (de) 1999-02-12 2000-06-08 Deutsches Krebsforsch Kollimator zum Begrenzen eines Bündels energiereicher Strahlen
US6414330B1 (en) 1999-06-04 2002-07-02 Jim H. Johnson Method and apparatus for applying electron radiation to subcutaneous cells
JP2009189643A (ja) * 2008-02-15 2009-08-27 Sumitomo Heavy Ind Ltd 中性子線回転照射装置
CN103068441B (zh) * 2010-08-17 2015-07-15 三菱电机株式会社 多叶准直器、粒子射线治疗装置以及治疗计划装置
JP5596586B2 (ja) * 2011-02-03 2014-09-24 三菱電機株式会社 マルチリーフコリメータ、粒子線治療装置、および治療計画装置
US10675487B2 (en) 2013-12-20 2020-06-09 Mevion Medical Systems, Inc. Energy degrader enabling high-speed energy switching
US9962560B2 (en) 2013-12-20 2018-05-08 Mevion Medical Systems, Inc. Collimator and energy degrader
JP5972322B2 (ja) * 2014-08-07 2016-08-17 三菱電機株式会社 粒子線治療装置
US10026517B2 (en) * 2015-09-18 2018-07-17 Varian Medical Systems, Inc. Multileaf collimator assembly with reduced extra-focal leakage
US10786689B2 (en) 2015-11-10 2020-09-29 Mevion Medical Systems, Inc. Adaptive aperture
CN109803723B (zh) 2016-07-08 2021-05-14 迈胜医疗设备有限公司 一种粒子疗法系统
US11103730B2 (en) 2017-02-23 2021-08-31 Mevion Medical Systems, Inc. Automated treatment in particle therapy
US10653892B2 (en) 2017-06-30 2020-05-19 Mevion Medical Systems, Inc. Configurable collimator controlled using linear motors
CN107890612A (zh) * 2017-12-05 2018-04-10 西安大医数码科技有限公司 一种聚焦放疗装置及设备
GB2569154B (en) 2017-12-07 2020-04-22 Elekta ltd Methods and systems for determining the shape of a radiotherapy beam
WO2021016757A1 (en) * 2019-07-26 2021-02-04 Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. Radiation treatment system and operating method thereof
WO2021245109A1 (en) * 2020-06-02 2021-12-09 Elekta Limited Beam shaping apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616141A1 (de) * 1986-05-14 1987-11-19 Siemens Ag Konturenkollimator fuer die strahlentherapie
JP2514025B2 (ja) * 1987-03-16 1996-07-10 株式会社日立メデイコ マルチリ−フコリメ−タ
DE3827234A1 (de) * 1988-08-11 1990-02-15 Fritz Stahlecker Tangentialriemenantrieb fuer spinn- oder zwirnmaschinen
DE58907575D1 (de) * 1988-11-29 1994-06-01 Varian International Ag Zug Strahlentherapiegerät.

Also Published As

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JPH0467875A (ja) 1992-03-03

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