JPH0924110A - 小型ｘ線源を用いた治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】小型のＸ線発生源を患者体内に挿入して腫瘍等
の放射線治療を行う小型Ｘ線源を用いた治療装置におい
て、小さな腫瘍だけでなく、比較的大きな腫瘍について
も治療可能とする。 【構成】本発明の装置は、電子発生源，電子線の加速集
束系，挿入細管，挿入細管先端に設置したＸ線発生部か
ら成るＸ線管と、Ｘ線管に電力を供給する電源、電源と
電源接続部とを接続するソケット接続部、及びソケット
を接続したときＸ線管を覆う電源接続部とから成る。な
お、電源ひとつに対して、Ｘ線管は複数接続される。さ
らに、挿入細管の長さはそれぞれのＸ線管により異な
る。 【効果】本発明によれば、治療対象となる腫瘍の大きさ
に応じて、患者に挿入する小型Ｘ線源の本数を変更で
き、また複数本を同時に用いても隣接する小型Ｘ線源が
干渉しあうことなく挿入できる。このため、小さな腫瘍
だけでなく、比較的大きな腫瘍に対しても治療が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線発生源を被検
体内に挿入して放射線治療を行う小型Ｘ線源を用いた治
療装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】小型Ｘ線源を被検体内に挿入して放射線
治療を行う技術については、特表平6−500661号（小型
化されたエックス線源）、特表平6−502559 号（Ｘ線マ
イクロ管および放射腫瘍学に使用する方法）に開示され
ている。図９は、特表平6−500661号に開示されている
小型Ｘ線源を用いた治療装置の構成概略を示したもので
ある。図９を用いて、従来技術の概要を説明する。小型
Ｘ線源は、大気中に配置された制御部３，Ｘ線管１内に
配置された電子発生源（カソード）１１，複数の電極で
構成される電子加速集束部１３，挿入細管１４，Ｘ線発
生部１５およびそれらを保持するハウジング２から構成
される。カソード１１から放出された電子線４は、複数
電極で構成される電子加速集束部１３で加速，集束さ
れ、挿入細管１４を通って、Ｘ線発生源１５に到達し、
発生したＸ線を治療対象６に照射する。 カソード１１
や電子加速集束部１３などに電力を供給する高圧電源部
２１は、Ｘ線管１と共にハウジング２内に一体として封
入されている。

【０００３】また、特表平6−502559 号に開示されてい
るＸ線マイクロ管を用いて腫瘍を放射線治療する場合に
は、Ｘ線治療に使用されるＸ線マイクロ管の大きさがう
ずらの卵大から小さい鶏の卵大のもので、このＸ線マイ
クロ管を被検体の体内に埋め込んでＸ線照射を行うもの
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】小型Ｘ線源では、挿入
細管１４は細管で構成され、直接被検体内に挿入される
が、その高圧電源部２１は大きさ容積をもっている。腫
瘍等の治療対象６の大きさが小さい場合には、１個のＸ
線発生部１５を挿入することで治療の目的を達するが、
治療対象６の大きさが大きくなってくると、１個のＸ線
発生部１５では有効照射野が狭く、十分な治療効果を発
揮することができない。この問題を解決するために、挿
入細管１４の径を大きくして有効照射野を拡大する方法
も考えられるが、被検体を外科的に切開する大きさが大
きくなり、被検体の負担や苦痛が増すばかりでなく、治
療後の回復も遅れてしまう。また、Ｘ線マイクロ管を体
内に埋め込んでＸ線の照射・治療を行う場合にも、うず
らの卵大から小さい鶏の卵大の大きさのＸ線管を被検体
内に埋め込むために、上記と同様な問題がある。

【０００５】さらに、これらの治療装置においては、挿
入細管等を被検体内に挿入するため、複数の被検体に使
用するとき、被検体間の体液・感染の可能性も高く、被
検体内に挿入する部分は、使い捨てあるいは特定被検体
専用とするのが好ましい。しかし、従来の小型Ｘ線源
は、被検体内に挿入される部分と高圧電源部が一体化さ
れているため、使い捨てはもちろん、特定の被検体専用
にしようとしても、高圧電源部を包含したハウジングご
と交換しなければならず、経済性を考慮すると実用的で
はなかった。また、カソードやＸ線発生部等に損傷が生
じた場合にも、治療装置全体を修理，交換しなければな
らず、メンテナンス性に乏しいものであった。

【０００６】従って、本発明の目的は、治療のためのＸ
線の有効照射範囲を拡大し、大きな腫瘍の治療にも対応
できるようにすることである。また、本発明の別の目的
は、被検体挿入部と高圧電源部を分離できるＸ線源を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、電子発生源と、該電子発生源で発生し
た電子ビームを高電圧に加速し集束する電子加速集束部
と、集束された電子ビームを導くと共に被検体に挿入さ
れる部分となる挿入細管と、該挿入細管の先端に設けら
れ前記集束された電子ビームの衝突によりＸ線を発生さ
せるＸ線発生部とを有するＸ線管と、該Ｘ線管に電力を
供給する電源とから構成される小型Ｘ線源を用いた治療
装置において、前記Ｘ線管と前記電源とを分離する手段
と、複数個のＸ線管を同時に治療に使用できるように配
設する手段とを具備するようにしたものである。

【０００８】さらに本発明では、前記Ｘ線管と前記電源
との間に前記電源から電力を供給し、前記Ｘ線管の電源
端子と着脱可能とした電源接続部を設けたものである。

【０００９】さらに本発明では、複数個のＸ線管への電
力供給を１個の電源にて行うことにしたものである。

【００１０】さらに本発明では、前記挿入細管の長さの
異なるＸ線管を同時に複数個用いることにしたものであ
る。

【００１１】さらに本発明では、Ｘ線管に含まれる電子
発生源にグリッド電極を設け、電子ビームの電流制御を
可能にしたものである。

【００１２】本発明によれば、Ｘ線管と電源部とをソケ
ット接続方式またはプラグ差し込み方式によって分離で
きるようにしたので、電源部から複数本の高電圧供給用
のケーブルを引き出し、これに複数個のＸ線管を分離可
能に接続できる。この結果、複数の挿入細管を患部の大
きさ，形状に合わせて適宜選択して配置して患部をＸ線
照射できるので高い治療効果が得られる。また、Ｘ線管
が分離可能になったことで、Ｘ線管の使い捨て、または
Ｘ線管を特定患者専用にすることが可能となり、複数患
者間の体液感染を防止することができ、メンテナンスを
容易にすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
例を説明する。図１は、本発明の一実施例を示す構成図
である。本実施例では複数のＸ線源を配置し、複数のＸ
線源を用いて患部の治療を実施できるようにしたもので
ある。図１においては４個のＸ線源を同時に使用できる
ようにしたものである。図１の一番上のＸ線源はＸ線管
１と電源接続部５を分離した状態で示してあり、他の３
個のＸ線源はＸ線管１と電源接続部５を一体に結合した
状態で示してある。

【００１４】本発明のＸ線源は、Ｘ線管１に内蔵される
電子発生源１１，電子加速集束部１３と、電子加速集束
部１３に電力を供給し、かつ制御する電源制御部２３
と、ハウジングを兼ねる電源接続部５とから成る。Ｘ線
管１は、電子発生源１１と、電子加速集束部１３と、挿
入細管１４と、Ｘ線発生部１５とを具備する。電子発生
源１１で発生した電子は電子加速集束部１３にて高電圧
に加速されると同時に集束された後に、内径２mm程度の
挿入細管１４に導かれ、その先端に配設されたＸ線発生
部１５に衝突してＸ線を放出する。

【００１５】電源接続部５には電源制御部２３からケー
ブルで導かれた高電圧端子と制御端子をＸ線管１に接続
するためのソケット接続部２２ａが内蔵されている。Ｘ
線管１の一端（Ｘ線発生部１５と反対側）にもソケット
接続部２２ｂが配設されており、電源接続部５のソケッ
ト接続部２２ａと嵌合して接続される。これらのソケッ
ト接続部は、通常Ｘ線管１側がピーク形をしており、電
源接続部５側が穴形をしていて、Ｘ線管１のピンを電源
接続部５側の穴に嵌め込むことにより、両者の接続が行
われている。また、電源接続部５はソケット接続部を絶
縁物で覆う形状をしている。上記の如く、電源接続部５
にソケット接続部２２ａ，２２ｂを設けたことにより、
Ｘ線管１と電源接続部５との脱着が非常に容易に行うこ
とができるようになった。

【００１６】電源制御部２３は、Ｘ線管１にＸ線発生の
ための電力を供給し、その電圧，電流，印加時間等を制
御する部分である。この電源制御部２３からは、４本の
ケーブルがＸ線管１に配されており、それにより４個の
Ｘ線管１の制御を行うことができるようになっている。

【００１７】また、Ｘ線管１の挿入細管１４の先端部に
はＸ線を透過し易い窓材が取りつけられており、その窓
材の内面にはタングステン，モリブデンなどの原子番号
の大きな高融点金属の薄膜からなるＸ線発生部１５が設
けられている。電子発生源１１で発生し、電子加速集束
部１３で加速された電子がＸ線発生部１５に衝突すると
制動Ｘ線が発生し、そのＸ線は前記窓材を透過して真空
容器部１の挿入細管１４の外部に放射される。

【００１８】図２と図３は、本発明による小型Ｘ線源を
用いた治療装置で患部（腫瘍等）の治療を実施している
状況を模式的に示したものである。図２は小さな患部を
治療対象とした例を示したもので、１個のＸ線源で治療
が可能である。図３は大きな患部を治療対象とした例を
示したもので、Ｘ線源を３個に増やして治療を行ってい
るものである。図２に示す如く患部の大きさが数ミリメ
ートルから１センチメートルぐらいの場合には１本のＸ
線源を患部に挿入すれば患部全体へのＸ線照射ができ
る。１本のＸ線源から発射するＸ線強度は図４に示すよ
うな分布をしているが、このＸ線強度はＸ線源からの距
離が離れるに従い大きく減少して行く。このため、１セ
ンチメートル以内の大きさの患部については１本のＸ線
源で治療できるが、それ以上の大きさの患部については
１本のＸ線源のみでの治療は困難である。従って、病状
が進行し患部が大きくなり数センチメートル以上になる
と、１本のＸ線源のみでは患部全域をカバーすることが
できず、図３に示す如く複数本のＸ線源を患部の形状に
合わせて配置してＸ線照射を行う。

【００１９】Ｘ線管１のうち電子発生源１１，電子加速
集束部１３の部分は外径が大きく互いにぶつかり合う場
合がある。この問題を解決するため、外径の小さい挿入
細管１４の長さを変えて、互いに隣り合うＸ線源のＸ線
管１が干渉しないようにする。挿入細管１４の長さの違
いによりＸ線発生部１５における電子ビームの大きさが
若干変化する可能性があるが、これに対しては挿入細管
１４の長さに応じて電子加速集束部１３を補正すること
で対応することができる。

【００２０】上記の手法を可能にするためには、電子発
生源１１，電子加速集束部１３の部分が細く、かつ短い
ことも必要である。本実施例では、Ｘ線管１と電源制御
部２３とを分離しているので、上記の要求に合致するも
のである。また、分離型にしたことにより、被検体に挿
入するＸ線管１を特定患者専用にすることが可能となっ
た。すなわち、例えば患者Ａに対してはＸ線管Ａを用
い、患者Ｂに対してはＸ線管Ｂを用いる方法である。こ
の時、電源制御部２３やソケット接続部２２ａ，２２ｂ
を含む電源接続部５は共通に使用できる。

【００２１】小型Ｘ線源を用いて治療を行うためには、
被検体内の任意の位置にＸ線発生源１５を設置し、固定
する必要がある。このためには、支持部材が用いられ
る。図５は１本の小型Ｘ線源を用いて頭部の治療を行う
場合の例を示したものである。頭部に支持部材１２が取
り付けられ、その支持部材１２に小型Ｘ線源が固定され
る。支持部材１２は、人体に固定されるフレーム１２Ａ
と、フレーム１２Ａ上を移動する可動フレーム１２Ｂか
ら構成される。可動フレーム１２Ｂには小型Ｘ線源を可
動フレーム１２Ｂに取り付けるための取付レール２５を
設けられている。この取付レール２５は、小型Ｘ線源を
支持部材１２に取り付けると共に、小型Ｘ線源を前後移
動させたり、可動フレーム１２Ｂの円弧に沿って位置を
移動させるものである。頭部以外の場合にも、支持部材
の形を変えて同様に適用することが可能である。

【００２２】複数本の小型Ｘ線源を用いる場合には、図
６，図７に示すようなアプリケータ２６を、図５に示し
た支持部材１２と共に使用する。図６はアプリケータ２
６使用時の平面図であり、図７は図６中の破線Ａ−Ａ′
における断面図である。アプリケータ２６は、小型Ｘ線
源を支持する支持部２６Ｂと、小型Ｘ線源を埋め込む押
え部２６Ａとから成り、小型Ｘ線源は支持部２６Ｂと押
え部２６Ａの間に挾んで固定する。また、支持部２６Ｂ
には取付レール２５に結合するための結合部２６Ｃが接
続されている。複数の小型Ｘ線源はアプリケータ２６に
より、一定間隔を置いて配置される。小型Ｘ線源の配置
は、図４に示すようなＸ線強度分布を考慮して決定され
る。図４は、１００ｋＶの加速電圧で発生したＸ線の水
中での減弱の状況を計算したもので、Ｘ線源の近傍では
距離と共に急激に減弱している。アプリケータ２６によ
り固定された複数の小型Ｘ線源は、アプリケータ２６を
図５中の取付レール２５上に設置することにより、被検
体内の任意の位置に挿入することが可能となる。

【００２３】図８は本発明のＸ線管内部の電子発生源１
１と電子加速集束部１３の構成の一例を示す。図８の電
子加速集束部１３は５個のグリッド１３Ａ〜１３Ｅで構
成され、電子発生源１１にはヒータ１６が備えられてい
る。電子発生源１１を基準にした場合の各電極に印加さ
れる電位の一例を示すと、グリッド１３Ａ，１３Ｃ：３
０ｋＶ，グリッド１３Ｂ：１０ｋＶ，グリッド１３Ｄ：
１ｋＶ，グリッド13Ｅ：−３００〜０Ｖ、電子発生源：
０Ｖとなる。電子ビーム電流は、グリッド13Ｅに印加す
る電位を変化させることにより制御する。すなわち前記
の例を用いれば、グリッド１３Ｅの電位が−３００Ｖの
とき電子ビーム電流は最小となり、０Ｖのとき最大とな
る。グリッド１３Ｅによる電子ビーム電流制御は、電子
発生源１１の温度を変化させて電流制御する方式に比
べ、迅速に電流制御を行うことが可能である。被検体に
同時に挿入した複数本のＸ線源それぞれに対して電子ビ
ームの電流制御を迅速に行うことにより、治療効果の向
上を図ることができる。

【００２４】電子ビームの集束は、グリッド１３Ａ，１
３Ｂ及び１３Ｃが形成する静電レンズと、グリッド１３
Ｃ，１３Ｄで形成するプリフォーカスレンズにより行
う。電子の加速は、電子発生源１１とグリッド１３Ａ，
１３Ｃとの電位差により行う。加速した電子をＸ線発生
部１５に到達させるには挿入細管１４とグリッド１３Ａ
及び１３Ｃは同電位にする必要があるが、被検体を高電
位にすることは危険であるため、グリッド１３Ａと１３
Ｃはアース電位にするべきである。すなわち、治療装置
として安全に使用するには、上記の各電極の印加電位の
例では、全てに−３０ｋＶのバイアス電位を印加する必
要がある。

【００２５】

【発明の効果】以上述べた如く、本発明によれば、複数
本のＸ線源を近接して配置すること及び電子ビームの電
流制御を迅速に行うことが可能となるため、比較的大き
な腫瘍に対しても有効な放射線治療を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明を用いた治療の模式図１である。

【図３】本発明を用いた治療の模式図２である。

【図４】１本のＸ線源が発射するＸ線強度の分布例を示
した図である。

【図５】小型Ｘ線源の支持部材の一例を示す図である。

【図６】複数本の小型Ｘ線源をアプリケータにより固定
したときの平面図である。

【図７】複数本の小型Ｘ線源をアプリケータにより固定
したときの断面図である。

【図８】Ｘ線管部の電極の構成の一例を示す図である。

【図９】従来の小型Ｘ線源を用いた治療装置の構成を示
した図である。

【符号の説明】

１ Ｘ線管 ４ 電子ビーム ５ 電源接続部 １１ 電子発生源 １２ 支持部材 １２Ａ フレーム １２Ｂ 可動フレーム １３ 電子加速集束部 １３Ａ〜Ｅ グリッド １４ 挿入細管 １５ Ｘ線発生部 ２２ａ，２２ｂ ソケット接続部 ２３ 電源制御部 ２５ 取付レール ２６ アプリケータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子発生源と、該電子発生源で発生した電
   子ビームを高電圧に加速し集束する電子加速集束部と、
   集束された電子ビームを導くと共に被検体に挿入される
   部分となる挿入細管と、該挿入細管の先端に設けられ前
   記集束された電子ビームの衝突によりＸ線を発生させる
   Ｘ線発生部とを有するＸ線管と、該Ｘ線管に電力を供給
   する電源とから構成される小型Ｘ線源を用いた治療装置
   において、前記Ｘ線管と前記電源とを分離する手段と、
   複数個のＸ線管を同時に治療に使用できるように配設す
   る手段とを具備することを特徴とする小型Ｘ線源を用い
   た治療装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の小型Ｘ線源を用いた治療装
   置において、前記Ｘ線管と前記電源との間に前記電源か
   ら電力を供給し、前記Ｘ線管の電源端子と着脱可能とし
   た電源接続部を設けたことを特徴とする小型Ｘ線源を用
   いた治療装置。
3. 【請求項３】請求項１または２記載の小型Ｘ線源を用い
   た治療装置において、複数個のＸ線管への電力供給を１
   個の電源にて行うことにしたことを特徴とする小型Ｘ線
   源を用いた治療装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至３記載の小型Ｘ線源を用いた
   治療装置において、前記挿入細管の長さの異なるＸ線管
   を同時に複数個用いることを特徴とする小型Ｘ線源を用
   いた治療装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４記載の小型Ｘ線源を用いた
   治療装置において、Ｘ線管に含まれる電子発生源にグリ
   ッド電極を設け、電子ビームの電流制御を可能にしたこ
   とを特徴とする小型Ｘ線源を用いた治療装置。