JPH1085346A

JPH1085346A - 放射線源から物体に供給される放射線出力の調整方法および物体における照射されるべき照射野に供給される放射線出力の調整装置

Info

Publication number: JPH1085346A
Application number: JP9171686A
Authority: JP
Inventors: John H Hughes; エイチヒューズジョン; Francisco M Hernandez; エムヘルナンデスフランシスコ
Original assignee: Siemens Medical Systems Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 1996-06-28
Filing date: 1997-06-27
Publication date: 1998-04-07
Also published as: CN1172681A; CA2209020A1; EP0817208A1

Abstract

(57)【要約】【課題】使用可能な位置に回転可能である放射線源か
ら物体に供給される放射線出力の調整方法において、実
際に供給される放射線出力がウェジ関数の使用に無関係
に、所望の放射線出力と正確に同じであることを保証す
る。【解決手段】照射野パラメータによって確定される照
射野を定め、放射線ビームを発生し、放射線源および物
体間に開口を定め、該開口を使用可能なパラメータのい
ずれか１つに画定し、照射野パラメータ，放射線源位
置、最小および最大放射線量、開口パラメータに基づい
てビームパターンを計算し、ビームパターンに従って放
射線源、放射線量および開口のパラメータを変化しつつ
照射野を放射線によって治療する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線放射装置、
および特に、放射線治療装置において物体に供給される
放射線を調整するための装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】放射線放射装置は一般に公知でありかつ
例えば、患者の治療のために放射線療法装置として使用
されている。放射線療法装置は普通ガントリーを有して
いる。ガントリーは、療法治療の経過中に水平方向の回
転軸線を中心に旋回することができる。線形加速器が、
療法用の高エネルギー放射線ビームを発生するためにガ
ントリー内に配設されている。この高エネルギー放射線
ビームは電子放射線または光子（Ｘ線）ビームとするこ
とができる。治療の期間、この放射線ビームは、ガント
リー回転のアイソセンターに横たわっている患者の帯域
上を掃引される。

【０００３】物体に向けて放射される放射線を制御する
ために、プレート装置および／またはコリメータのよう
なビーム遮蔽装置が通例、放射線源と物体との間の放射
線ビームの軌道内に設けられている。このビーム遮蔽装
置が、規定の量の放射線が供給されるべきである、物体
上の照射野を確定する。

【０００４】物体に供給される放射線は、１次および散
乱成分に解析することができる。１次放射線は放射線源
から放射された最初のまたは原光子から成りかつ散乱さ
れる放射線はプレート装置それ自体によって散乱される
光子の結果生じる。自由空間におけるビームの放射線出
力は、１次ビームに加えられる高められるプレート／コ
リメータ散乱のために増加する。換言すれば、照射野に
おけるポイントは直接放射線（１次成分）に曝されるの
みならず、プレート装置から散乱される放射線にも曝さ
れる。基準照射野（例えば１０＊１０ｃｍ）に対する、
散乱を有する空気中の放射線の、散乱のない放射線出力
に対する比は、一般に、「出力係数」または「コリメー
タ散乱係数」と称される。この出力係数の概念および定
義は当業者にはよく分かっている。

【０００５】従って、このような散乱光子のために、物
体の表面に供給される線量率は、プレート装置における
開口の大きさ、即ち照射野の大きさに依存して変化す
る。このことは、例えば、物体上の放射線ビームの中心
において、同じスポットに放射される放射線がプレート
装置における開口の大きさに応じて変化することを意味
している。プレート装置が小さな開口しか示していない
とき、同じスポットにおいて累積される線量は開口が大
きいときに同じスポットにおいて累積される線量よりも
少ない。

【０００６】更に、特殊なフィルタまたは吸収ブロック
が、放射線ビームの等線量分布を変形するために放射線
ビームの軌道中に配設されている。最も一般的に使用さ
れるフィルタはウェジフィルタである。これは、ウェジ
形状の吸収ブロックであり、ビームを横断する方向に強
度を漸次的に低下させる働きをし、結果的に規定の位置
に対して相対的に変形されている等線量曲線が生じる。
この種のウェジフィルタは普通、鉛または鋼またはその
他の吸収材料のような密な材料から成っている。

【０００７】ウェジフィルタの存在は放射線放射装置の
出力を低下させ、しかもこの低下は治療計算において考
慮されなければならない。この効果は「ウェジ係数」と
して特徴付けられる。ウェジ係数は放射線ビームの中心
軸線に沿った物体におけるポイントにおけるウェジフィ
ルタのある場合およびない場合の線量比として定義され
ている。ウェジ係数は材料の大きさおよびウェジの角度
に依存している。ウェジ、および特にウェジ係数は、Fa
iz M. Khan, Ph. D,“The Physics of Radiation Thera
py”, Williams & Wilkins, pages 234 to 238 に記載
されている。

【０００８】この種の放射線療法による放射線の供給
は、腫瘍学者によって処方かつ承認される。しかし放射
線装置の実際の操作は通例、セラピストによって行われ
る。セラピストが腫瘍学者によって処方されたものとし
ての放射線治療の実際の供給を管理するとき、この特有
の治療を供給するために装置がプログラミングされる。
治療をプログラミングするとき、物体の表面において処
方された放射線出力を実現するために、セラピストは出
力係数を考慮しなければならずかつプレート装置開口に
基づいて線量供給を調整しなければならない。この調整
は、公知の計算に従って行うことができるが、セラピス
トは通例、これらを手動で行わなければならず、このた
めにエラーを招く可能性がある。放射線療法のに関連し
て、誤った計算により、低すぎかつ効果のない線量が生
じるか、または高すぎかつ危険である線量が生じること
になる。大きなエラー、例えば小数点のずれは致命的に
なるおそれがある。

【０００９】米国特許第５１４８０３２号明細書には、
物体における等線量曲線が、照射の期間中制御される少
なくとも１つの移動可能なプレートを含んでいるプレー
ト装置および照射期間の放射線ビームの放射線出力の変
化の両方によって調整される放射線治療装置が開示され
ており、この場合可能な等線量曲線において幅の広いレ
ンジが実現される。例えば、１つのプレートを一定の速
度で動かし、一方で同時に放射線ビームの放射線出力を
変化することによって、ウェジ形状の等線量分布が実現
される。この放射線治療装置において、放射線ビームの
軌道中に物理的な吸収ブロックはなく、かつセラピスト
はこれを考慮しなければならない。

【００１０】

【発明が解決すべき課題】必要とされるのは、実際に供
給される放射線出力がウェジ関数の使用に無関係に、所
望の放射線出力と正確に同じであることを保証する、物
体に対する放射線の供給を調整するための方法および対
応する装置である。

【００１１】

【解題を解決するための手段】本発明によれば、放射線
源から物体に供給される放射線出力が調整される。放射
線装置は、多様な使用可能な位置に回転することができ
る。まず、物体上の照射野がパラメータを用いて定めら
れる。それから放射線ビームが発生される。放射線ビー
ムは可変の放射線出力および放射線源から物体への実質
的に損失のないビーム路を有している。それから放射線
源と物体との間に開口が定められる。開口も多重に使用
可能なパラメータを有しており、かつ多重に使用可能な
パラメータのいずれか１つに対して放射線ビームを画定
することができる。それからビームパターンが、（１）
照射野パラメータ、（２）放射線源の使用可能な位置、
（３）可変の放射線出力から使用可能な最小および最大
放射線量および（４）開口に対して使用可能な多重のパ
ラメータに基づいて計算される。ビームパターンはそれ
ぞれ、放射線源の位置、放射線出力からの放射線量およ
び開口に対するパラメータを含んでいる。それから物体
における照射野が放射線によって治療される。この治療
は、計算されたビームパターンに従って放射線源の位
置、放射線出力からの放射線量および開口のパラメータ
を変化しながら行われる。

【００１２】

【実施例】次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に説
明する。

【００１３】以下に本発明を主に、Ｘ線放射を患者の照
射野に供給しかつ放射源からのビーム路中の少なくとも
１つの可動プレートまたはジョーを使用して前記照射野
を画定するための装置を参照して説明する。本発明は、
前記照射野に供給されるエネルギーを検出または推定す
ることができるのであれば、いずれかの種類の物体（人
体ではない）に対する、例えば電子（Ｘ線に代わって）
のようないずれかの種類のエネルギーの供給の調整のた
めに使用することができる。

【００１４】図１には、共通の設計の放射線治療装置２
が示されており、ここではプレート４およびハウジング
９内の制御ユニットおよび本発明の原理に従って構成さ
れている治療ユニット１００が使用されている。放射線
治療装置２はガントリー６を有している。ガントリーは
療法治療の経過中、水平方向の回転軸線８を中心に旋回
することができる。プレート４はガントリー６の突出部
に固定されている。治療のために要求される高出力放射
線を発生するために、ガントリー６内に線形加速器が設
けられている。線形加速器から放射される放射線束およ
びガントリー６の軸線は１０によって示されている。電
子、光子、またはいずれか別の検出可能な放射線を治療
のために使用することができる。

【００１５】治療の期間中、放射線ビームは物体１３
（例えば、治療されるべきであり、かつガントリー回転
のアイソセンターに横になっている患者である）の帯域
１２に向けられている。ガントリー６の回転軸線８、治
療されるべき物体における領域の回転軸線１４、および
ビーム軸線１０はすべて有利には、アイソセンターにお
いて交差している。この種の放射線治療装置の構成は一
般に小冊子“Digital Systems for Radiation Oncolog
y”（Siemens Medical Laboratories, Inc. A91004-M25
30-B358-01-4A00, １９９１年９月）に記載されてい
る。

【００１６】照射されている、患者の領域は照射野とし
て知られている。プレート４は実質的に、放射される放
射線を透過しないようになっている。プレート４は照射
野を画定するために放射線源と患者との間に取り付けら
れている。それ故に、人体の領域、例えば健康な組織は
出来るだけ僅かな放射線にしか曝されないか、しかも有
利には全く曝されない。本発明の有利な実施例におい
て、プレートの少なくと１つは可動であるので、照射野
にわたる放射線の分布は均一である必要はない（１つの
区域に別の区域より高い線量を供給することができ
る）。更に、ガントリーは有利には、患者を周辺で移動
させる必要なく種々のビーム角および放射線分布を可能
にするために回転することができる。本発明によればこ
れらの特徴のいずれも必要でない。即ち本発明は、固定
の照射野装置（可動ではないプレート）、一定の放射線
供給レート、および固定角ビーム（回転可能なガントリ
ーではない）を用いて使用することができる。

【００１７】放射線装置２はまた、中央治療処理または
制御ユニット１００を含んでいる。このユニットは普
通、放射線治療装置２から離れたところに配設されてい
る。放射線治療装置２は通例、放射線からセラピストを
防護するために別の部屋に配設されている。治療ユニッ
ト１００は、少なくとも１つの可視表示ユニットまたは
ディスプレイ７０のような出力ユニットおよびキーボー
ド１９のような入力装置を含んでいる。データは、デー
タ記憶装置のようなデータ担体、または、以下に詳しく
説明する検証および記録または自動セットアップシステ
ム１０２を介して入力することができる。治療処理ユニ
ット１００は典型的には、腫瘍学者によって処方された
放射線治療の実際の提供を管理するセラピストによって
操作される。キーボード１９または別の入力装置を使用
することによって、セラピストは治療ユニット１００の
制御ユニット７６に、例えば腫瘍学者の処方に従って、
患者に供給すべきである放射線を決定するデータを入力
する。データ記憶装置のような別の入力装置を介して、
データ伝送によってまたは自動セットアップシステム１
０２を使用してプログラムを入力することもできる。モ
ニタ７０のスクリーン上に、治療の前および期間中、種
々のデータを表示することができる。

【００１８】図２には、放射線治療装置２の部分および
治療ユニット１００の部分が一層詳細に示されている。
電子ビーム１が電子加速器２０において発生される。電
子加速器２０は電子銃２１、ウェブガイド２２および真
空外被またはガイドマグネット２３を有している。トリ
ガ装置３はインジェクタトリガ信号を発生しかつそれら
をインジェク５に供給する。これらインジェクタトリガ
信号に基づいて、インジェク５はインジェクタパルスを
発生し、これらパルスは電子ビーム１を発生するために
加速器２０における電子銃２０に供給される。電子ビー
ム１は加速されかつウェブガイド２２によってガイドさ
れる。このために、高周波源（ＨＦ）が設けられてい
る。高周波源はウェブガイド２２に供給された電磁フィ
ールドの発生のために無線周波数（ＲＦ）を供給する。
インジェク５によって注入されかつ電子銃２１によって
放射された電子ビームはウェブガイド２２中の電磁フィ
ールドによって加速されかつ電子銃２１とは反対側の端
部において電子ビーム１として出射する。それから電子
ビーム１はガイドマグネット２３に入って、かつそこか
ら軸線１０に沿ってウィンドウ７を介してガイドされ
る。第１の散乱フォイル１５を通過した後、ビームは遮
蔽ブロック５０の通路５１を通過しかつ第２の散乱フォ
イル１７に到達する。次いで、それは測定チャンバ６０
を通って放出される。測定チャンバにおいて、線量が突
き止められる。散乱フォイルがターゲットによって置換
されている場合には、放射線ビームはＸ線ビームであ
る。更に、放射線ビーム１の経路に、アパーチャプレー
ト装置４が設けられている。このアパーチャプレート装
置によって、被検体の照射野が決定される。アパーチャ
プレート装置４は一対のプレート４１および４２を含ん
でいる。上述したように、これはまさに、本発明におい
て使用することができるビーム遮蔽装置の１例である。
本発明は、照射野を定めるアパーチャプレート装置があ
る限り、別のものを用いても動作する。

【００１９】プレート装置４は、一対のアパーチャプレ
ート４１および４２およびプレート４１および４２に直
角に配設されている（図示されていない）付加的な一対
のアパーチャプレートを有している。照射野の大きさを
変化するために、アパーチャプレートのそれぞれは、図
２では単にプレート４１に関して示されている駆動ユニ
ット４３によって軸線１０に関して移動させることがで
きる。駆動ユニット４３は電気モータを有しており、該
モータはプレート４１および４２に接続されておりかつ
モータコントローラ４０によって制御される。位置セン
サ４４および４５もそれぞれプレート４１および４２に
接続されていて、これらの位置を検出する。これはこの
種のシステムの１例にすぎない。本発明は、照射野を定
めるビームシールド装置がある限りかつフィールドの大
きさを指示するためのセンサが設けられている限り、別
のシステムによっても動作する。例えば、プレートは、
数多くの（例えば６０の）放射線阻止薄板を含んでいる
コリメータ（多孔形コリメータ）によって置換すること
ができる。

【００２０】モータコントローラ４０は線量制御ユニッ
ト６１に接続されている。線量制御ユニットは線量計測
コントローラを含んでおりかつ所定の等線量曲線を実現
するために放射線ビームに対するセット値を与えるため
に中央処理ユニット１８に接続されている。放射線ビー
ムの出力は測定チャンバ４０によって測定される。セッ
ト値と実際値との間の偏差に応じて、線量制御ユニット
６１は信号をトリガシステム３に供給する。トリガシス
テムは、放射線ビームのセット値と実際値との間の偏差
が最小になるように、パルス繰り返し周波数を変化す
る。

【００２１】このような放射線治療装置において、物体
１３によって吸収される線量は、放射線ビームを整形す
るために使用されるフィルタの種類に依存している。材
料を吸収する材料から製造されているウェジフィルタが
放射線ビームの軌線内に挿入されていれば、所望の線量
を物体１３に供給するためにプリセット線量はウェジ係
数に従って増加されなければならない。

【００２２】図３には、放射線源１７から物体１３に放
出される放射線ビーム路における慣用のウェジフィルタ
に対する等線量曲線が示されている。放射線ビームは一
方においてウェジフィルタによってかつ他方においてア
パーチャプレート４１および４２によって整形される。
ウェジフィルタ４６の吸収材料のために、物体１３上の
ビームの中心１０における等線量曲線は、ウェジフィル
タ４６ない場合の物体１３の表面上のビームの中心１０
におけるスポットでの最大値であるＤｍａｘの最大値を
有している。図示の例では、Ｄｍａｘはおおよそ７２％
である。従って、ウェジフィルタ４６のある場合および
ない場合の線量の比と定義されているウェジ係数はこの
場合０．７２である。

【００２３】本発明の第１の実施例において、ウェジ形
状の吸収体がシミュレートされている。図４には、本発
明による放射線治療装置における等線量曲線が示されて
いる。放射線ビーム路中にウェジ形状の吸収体を含んで
いる代わりに、フィルタ関数は放射線ビームの放射線出
力を変化しかつ同時にプレート装置４の少なくも１つの
プレート４１を移動させかつ他方のプレートを固定に保
持することによって実現される。この種のフィルタ装置
を有する放射線治療装置は、米国特許第５１４８０３２
号明細書に開示されている。この米国明細書にはいずれ
かのプレートを移動させる可能性が記載されているが、
本発明は一方のプレートのみが移動されかつ他方のプレ
ートは固定されたままであるということで説明する。そ
れは単に説明を簡単にするためである。本発明は、同様
に複数の移動するプレートに対して使用してもよい。

【００２４】図４において、プレート４１は矢印Ａの方
向においてプレート４２に対して移動しかつ同時に放射
線出力がプレート４１の速度を調整するおよび／または
適当に調整することによって所望のウェジ角に従って変
化されるとき、物体１３の表面におけるビームの中心を
通る等線量曲線の値はＤｍａｘ＝１００％に等しい。従
って、ウェジ形状の吸収体に代わってウェジ関数を使用
することによって、「１」または「１００％」の効率を
実現することができる。言い換えれば、相対的に同じ等
線量曲線プロフィールが維持されるにも拘わらず、この
ポイントに供給される線量は規定の線量の１００％であ
る。このことは、セラピストが治療を確定するとき、ウ
ェジ形状の等線量曲線が形成されるにも拘わらず、ウェ
ジ係数を考慮する必要がないということを意味する。

【００２５】図２には、本発明を実施するために必要で
ある治療ユニット１００のこれらの部分が示されてい
る。治療ユニット１００は中央処理ユニット１８を有し
ている。中央処理ユニットは、放射線治療装置が予め定
められた放射線治療を実施するように、腫瘍学者の指示
に従ってセラピストによってプログラミングされる。キ
ーボード１９を介して、放射線治療の処方通りの放射線
供給が入力される。

【００２６】中央処理ユニット１８は一方において、キ
ーボード１９のような、放射線治療の処方通りの供給を
入力するための入力装置に接続されておりかつ他方にお
いて制御トリガ装置３に対して放射線の所望の値を発生
する線量制御ユニット６１に接続されている。トリガ装
置３は、パルス繰り返し周波数またはその他のパラメー
タを適当な通例の方法で整合する。放射線出力を変化さ
せる手法は一般に公知でありかつデジタル線量計測装置
を使用すれば特別有利である。というのは、この場合、
中央処理ユニット１８のデジタル出力によって放射線出
力を容易に制御することができるからである。

【００２７】中央処理ユニット１８は、プログラムの実
行を制御しかつプレート装置４の開口を制御するための
位置信号Ｐおよび放射線源１７の出力側における放射線
出力を調整するための規定の線量信号Ｄ（従来の技術を
使用して、即ち出力係数に関して補償を行わない場合に
要求されるはずのプレート位置に相応する）を制御する
制御ユニット７６を含んでいる。メモリ７７も中央処理
ユニット１８中にまたはこれに接続されて設けられてい
る。メモリは補正信号Ｃを供給する。中央処理ユニット
１８はこの信号を使用して、前以て決められた一定の出
力係数を実現するために、位置センサ４４および４５か
ら供給される位置信号Ｐに依存して放射線出力を調整す
る。

【００２８】メモリユニットの有利な構成は、それぞれ
のプレート位置（照射野の大きさ）に対してそれが相応
のウェジ補正信号Ｃを記憶しているというものである。
この場合メモリはウェジ補正係数のテーブルを記憶して
いる。システム中に２セット以上の可動プレートのが含
まれている場合、テーブルは、相応に多次元に、かつい
ずれの組み合わせのプレート位置に対してもウェジ補正
係数が使用可能であるように、いずれか公知のデータス
トラクチャを使用して構成されている。

【００２９】制御ユニット７６およびメモリ７７は、規
定の線量およびウェジ補正信号ＤおよびＣをそれぞれ組
み合わせ回路７８に供給する。組み合わせ回路はセット
信号Ｓを発生するためにこれらの値を組み合わせる。セ
ット信号Ｓは線量制御ユニット６１に供給され、線量制
御ユニットが放射線出力をセットする。

【００３０】組み合わせ回路７８は、ウェジ補正信号を
発生しかつ記憶する形式に依存している。ウェジ補正信
号Ｃが、セットされた放射線出力に対する加算的なオフ
セットとして記憶されているものと仮定する。この場合
組み合わせ回路は、ウェジ補正信号Ｃを規定の線量信号
Ｄに加算する加算器とする。これは有利な実施例であ
る。というのは、それが最も簡単であるからである。し
かしながら、ウェジ補正係数が例えば乗数であるなら
ば、７２％の検出された値からの放射線出力における上
昇のために、約１３９％の乗算補正信号が必要になって
くる。ウェジ補正信号Ｃの実際値を記憶する代わりに、
種々の照射野の大きさに対してウェジ補正関数のパラメ
ータを記憶することも可能である。その場合処理ユニッ
トは、メモリに記憶されているパラメータを使用してそ
の都度の現照射野の大きさに対するウェジ補正関数を評
価しかつそれからウェジ補正信号そのもの（加算的また
は乗算的）を発生することになる。

【００３１】１回または複数回の較正実行サイクルにお
いて患者を実際に治療する前に、ウェジ補正信号が求め
られる。相対的なウェジ補正値を求めるために、基準面
が既知の基準プレート位置によって照射され、かつ該面
にわたる放射線出力が従来の検出装置によって検出さ
れ、それが放射線出力信号を発生する。その場合これら
出力信号は処理ユニット１８に供給される。特に、基準
点（例えば、ビームの中心）における放射線出力が検出
される。基準面は患者平面内に位置している必要はな
い。というのは、仮に患者平面内になくても、較正は普
通比較的容易でかつ比較的精確であるからである。

【００３２】それからプレートは新しい開口位置に動か
され、放射線出力が検出されかつこの位置に対する適正
な等線量プロフィールを形成するために、必要な調整量
が求められる。この過程は、この基準面に対して、プレ
ートの移動の範囲全体にわたって補正値が記憶されるま
で続けられる。２つ以上の移動可能なプレートのセット
が含まれている場合、複数の補正値が検出されかつプレ
ート位置のそれぞれの組み合わせに対して記憶される。
組み合わせの数は所望のまたは必要とされる分解能に依
存している。

【００３３】補正値は、供給される線量分布が所望の線
量分布に等しいように、即ち、等線量プロフィールが、
放射線出力が一定に保持されかつ物理的なウェジがビー
ム路中に含まれている場合にこれらがとるであろうプロ
フィールに相応して発生されるように、どの程度の放射
線出力（例えば線量率）が変化されるべきであるか（ウ
ェジ補正信号を介して）を指示するものである。それぞ
れのプレート位置に対する実際の治療の期間に、処理ユ
ニットは、放射線出力を、正しい等線量プロフィールを
発生するために必要とされる出力に相応するように調整
する。しかし実際には物理的なウェジフィルタは含まれ
ておらずかつ装置は基準点における１００％の出力に対
して較正されているので、セラピストはウェジ係数を調
整するために何等の較正を実施する必要もない。ウェジ
補正係数に対して付加的なオフセットが選択されている
場合、検出された出力値および所望の出力値との間の偏
差が記憶される。乗算的な補正係数が選択されている場
合は、比が記憶される。択一的に、必要とされる加算的
または乗算的ウェジ補正係数の近似関数のパラメータを
発生するために、いずれか公知の関数近似法を使用する
ことができる。

【００３４】放射線治療の「コース」は２つ以上の照射
野を有してるようにすることが可能であるし、実際に有
していることが多く、かつ複数の異なった期間（セッシ
ョン）を有していてもよい。数多くのケースにおいて、
種々異なったウェジを有する何百もの種々の（および数
多くのケースにおいては固定された）順次連続する照射
野が、例えば、複雑な幾何学形状または前以て決められ
た線量プロフィールを有している１つの照射野の適正な
照射を行い、患者の不快感を和らげ、または治療期間に
照射野を腫瘍縮小の目的で調整するために、１回のコー
スの期間で使用される。それ故に本発明は、任意選択的
な検証および記録または「オート・セットアップ」装置
１０２をも有している（図２参照）。この装置は、例え
ば幾何学形状、治療のコースの種々の照射野のパラメー
タおよび／または種々の照射野に対してその前の較正実
行の期間に取り出されたウェジ補正係数のテーブル記憶
しかつ放射線システムに対してダウンロードする（ＣＰ
Ｕ１８を介してまたは直接メモリに）。

【００３５】本発明の第２の実施例において、複数の薄
板から成るコリメータ、即ち多孔形コリメータ（collim
ator leaves）および／またはウェジ形状の吸収体がシ
ミュレートされる。従来より公知であるように、複数
（例えば６０の）の薄板を有するコリメータはプレート
４１および４２に代わってまたはそれに付加的に使用す
ることができる。１つのコリメータが使用されるとき、
薄板は、照射されるべき物体における照射野のパラメー
タに極めて整合しているパターンを発生するために放射
線ビームを画定するように位置決めされている。コリメ
ータは有用な道具であるが、それは高価である。物理的
なウェジも放射線治療装置のコストを高める。顧客の中
には、専ら、低い精度しか有していないあまり高価でな
い放射線治療装置を必要とする人もいる。精度の低下は
択一的選択が放射線治療でないときは容認することがで
きる。それ故に、本発明の実施例では、多孔形コリメー
タおよび物理的なウェジなしに、これらに代わって、多
孔形コリメータおよび物理的なウェジがシミュレートさ
れる。

【００３６】図５には、放射線治療装置において、放射
線源と物体との間に配設されている４つのジョーが図示
されている。これらのジョー１００，１０２，１０４お
よび１０６は、付加的なプレートまたは薄板を含んでお
らず、放射線源からの放射線を遮蔽することができる。
有利な実施例において、ジョー１００および１０４は前
以て決められたロケーション（例えば１０ｃｍ）におい
て位置決めされておりかつジョー１０２および１０６
は、放射線治療期間に後から調節される。この調節は、
ビーム開口１１０のディメンジョンを変化する。放射線
ビームは放射線源から、治療されるべき物体に達する前
に開口１１０を通って進む。ジョー１００，１０２，１
０４および１０６は、放射線遮蔽材料から形成されてい
る。それ故に、放射線ビームが開口１１０を通過すると
き、放射線ビームは開口１１０の形状に画定される。ジ
ョー１０２および１０６は、開口１１０が所望のパラメ
ータを有しかつ放射線ビームがそれに応じて画定される
ように、放射線治療期間に調節される。

【００３７】開口１１０の形状を変えることに加えて、
放射線治療装置は有利には少なくとも３６０゜放射線治
療の期間に回転させられるようにすることもできる。こ
の回転により、放射線ビームを放射する放射線源の位置
が変えられる。それ故に、放射線ビームは照射されるべ
き照射野の周りの種々の位置から与えることができる。
例えば放射線源は、中心点において照射野の上方に直接
位置決めすることができるし、または例えば、中心点の
右１０゜のところに位置決めすることもできる。図１に
は、放射線源の位置を変えることができるように、ガン
トリー６が軸線８を中心にどのように回転するかが示さ
れている。

【００３８】また、放射線源の位置を変えることに加え
て、放射線ビームの放射線出力を変えることができる。
多孔形コリメータおよび物理的なウェブをシミュレート
するために、照射されるべき照射野は、放射線ビームの
放射線出力を変えながら、放射線治療装置（かつこれに
より放射線ビーム源）を回転しつつ、同時にジョー１０
２および１０６を移動させながら、治療される。

【００３９】図６には、本発明の第２の実施例によって
形成されるビームパターンが示されている。照射野２０
０は、多重の放射線ビームパターン２０２〜２０６によ
って治療される。例えば、放射線ビームパターン２０２
は結果的に、（１）放射線ビームからの固有の放射線出
力、（２）ジョー１００，１０２，１０４および１０６
の位置（例えば５ｃｍおよび７．５ｃｍ）および（３）
放射線治療装置の位置（例えば上面中心点から６０゜）
から生じる。ビームパターンは、放射線のウェジに類似
した分布において生じることができ、かつ多孔形コリメ
ータおよび／または物理的なウェジの使用から得られる
ものに類似したカバリングを行うことができる。例え
ば、オーバラップ領域２１０〜２１３ではビームが、放
射線ビームパターン２０２〜２０６内のその他の領域よ
りも一層高く集中されている。ビームパターンは形成さ
れかつ、所望の治療が実現されるように、別のビームパ
ターンの上面に重ねられる。

【００４０】更に、第１の実施例の場合のように、中央
処理ユニット１８から補正信号が供給される。これらの
補正信号は、（１）ジョー１００，１０２，１０４およ
び１０６の位置を制御するための位置信号Ｐ、（２）放
射線源における放射線出力を調整するための規定の線量
信号Ｄおよび（３）放射線源の回転位置を制御するため
の回転位置信号Ｒを含んでいる。この実施例において、
中央処理ユニット１８は、可能な最も完全な方法で照射
野をカバーするビームパターンを発生するために複雑な
計算を実施する。計算されたビームパターンと共にこの
複雑な計算のために使用されるソフトウェアプログラム
は、メモリ７７に記憶されている。これらの記憶された
ビームパターンは後に、放射線治療のために使用され
る。有利な実施例において、この複雑な計算は、照射野
のディメンジョンの入力によって始める。このことは有
利には、深度も考慮されるように、３次元において行わ
れる。その場合、信号Ｐ，ＤおよびＲに基づいているビ
ームパターン（図６に示されているような）は、入力さ
れたディメンジョンを「充足する」ために使用される。
更に、このことは、多重ビームパターンを重ねることに
よって行われる。ビームパターンが決定された後に、
（１）ジョーの位置、（２）放射線線量レベルおよび
（３）放射線源の位置に対して関連付けられた補正信号
がメモリ７７に記憶される。この場合、各ビームパター
ンに対して１セットの補正信号が利用される。これらの
補正信号は、本発明の第１の実施例において説明したの
と同じ手法において使用される。

【００４１】図７は、所望のウェジ係数に対するビーム
パターンを迅速に計算するために使用することができる
簡単なソフトウェアプログラムに対するプロセスフロー
チャートである。有利には、中央処理ユニット１８（図
１参照）はこのソフトウェアプログラムを含んでいる。
ステップ３００において、ユーザは患者に対する所望の
治療を入力する。この所望の治療は、３次元において照
射されるべき照射野のパラメータを含んでいる。ステッ
プ３０２において、ソフトウエアは、相応するビームパ
ターンを計算するために使用可能な情報を使用する。使
用可能な情報は、（１）ユーザによって入力される照射
野パラメータ、（２）ジョー１０２および１０６の使用
可能な位置、（３）放射線ビームからの最小および最大
放射線出力および（４）放射線治療装置の使用可能な位
置を含んでいる。このビームパターンは入力されたパラ
メータを「充足する」。ステップ３０４において、ソフ
トウェアは計算されたビームパターンを検査する。使用
可能な情報は、照射されるべき照射野の不正確なカバー
を設定する可能性がある。これらのビームパターンが前
以て決められた許容範囲内になければ、ソフトウェアは
ステップ３０６において付加的な情報を要求する。例え
ば、システムが、使用可能な情報を用いて９５％または
１１０％の治療しか実現することができず、かつこのよ
うな治療のパーセンテージが前以て決められた許容範囲
の外側にあるならば、ユーザにステップ３０６におい
て、所望の治療を変化するまたは使用可能な治療（例え
ば９５％および１１０％）の間を選択するように要請す
ることができる。このことは、所望の治療が前以て決め
られた許容偏差内にくるかまたはユーザによって選択さ
れるまで続けられる。計算されたビームパターンが所望
の許容偏差内にあるかまたはユーザによって選択される
とき、ビームパターンはステップ３０８においてメモリ
に記憶される。それから治療がステップ３１０において
行われる。

【００４２】種々の放射線治療技術は、本発明の第２の
実施例によって利用することができる。図６に示されて
いるランダムなパターン技術に加えて、掃引技術および
象限技術を使用することができる。これらの付加的な技
術は有利である。というのは、これらが放射線の誤った
位置に関した移動制御を行うからである。例えば、しば
しば物体は、治療すべき照射野の近傍に、強力な放射線
曝射によって著しくダメージを受ける可能性がある敏感
な部位（例えば脊髄）を有している。放射線の誤った位
置に関する制御を高めれば、敏感な部位に対して強力な
曝射を行うことなく全体の治療を進めることができる。
このようにして、掃引技術および象限技術は、照射野の
良好な治療を可能にするビームパターンを形成すること
ができる。

【００４３】図８のＡおよびＢには、掃引技術によって
形成されるビームパターンが図示されている。この掃引
技術は、治療すべき物体上に位置している照射野４００
を照射するために使用される。図８のＡに示されている
ように、ジョー４０２〜４０５がスリット開口４１０を
定める。この開口４１０は、例えば５ｃｍないし１０ｃ
ｍとすることができる。放射線は、スリット開口４１０
を介して照射野４００の部分に対して設定されている。
それからジョー４０２〜４０５は図８のＢに示されてい
るように位置決めされる。この再位置決めはジョー４０
２〜４０５を左方向に移動させることによって行われ
る。ジョー４０２〜４０５は、第１のスリット開口４１
０と同じディメンジョンを有している第２のスリット開
口を形成するために同じ速度で照射野４００を横断する
方向に移動する（または掃引する）ことができるかまた
はジョー４０２〜４０５は、スリット開口４１０とは異
なったディメンジョンを有しているスリット開口４１２
を形成するために異なった速度で移動することができ
る。ジョー４０２〜４０５がスリット開口４１２を形成
するために再位置決めされた後（図８のＢ参照）、スリ
ット開口４１２を介して照射野４００の別の部分へ放射
線が供給される。このことは照射野４００のすべての部
分が治療されるまで続けられる。別の装置において、ジ
ョー４０２〜４０５が照射野４００を横断しながら掃引
される間、ジョー４０２〜４０５によって定められるス
リット開口を介して放射が連続的に行われる。両方の装
置において、ジョー４０２〜４０５は、照射野が照射さ
れるまで、照射野４００を横断するように掃引する。異
なったスリット開口の間に（例えばスリット開口４１０
と４１２との間に）オーバラップが生じる可能性があ
る。放射線治療におけるこのオーバラップは、治療計画
過程の間に考慮される。それぞれのスリット開口の位置
を求めかつそれぞれの定められたスリット開口に対する
所望の放射線供給線量を求めるために、複雑な計算が行
われる。

【００４４】図９には、象限技術によって形成されたビ
ームパターンが略示されている。照射野５００は治療さ
れるべき、物体上の部位である。この装置において、照
射野５００は部分に分割されており、かつ治療は各部分
に対して別個に行われる。図９では、照射野５００を象
限Ａ，Ｂ，ＣおよびＤに分割した例が示されている。各
象限が１つの部分である。有利な実施例において、ジョ
ーの２つは定置に留まり、一方別の２つのジョーは治療
されるべき照射野５００の部分をカバーするように調節
される。例えば、象限ＡおよびＣは、左手側および象限
Ｂの下部を定める不動のジョーによってカバーすること
ができる。その場合可動のジョーが右手側および象限Ｂ
の上部を定めるために使用することができる。象限Ｂが
複数のジョーによって定められかつ放射線によって治療
された後、このことはすべての象限Ａ，Ｂ，ＣおよびＤ
が放射線によって治療されるまで続けられる。それから
軸線は、新しい象限を定めるために僅かに回転すること
ができ、かつ治療は照射野５００の一層良好なカバーの
ために繰り返すことができる。更に、それぞれの象限／
部分にどの位の放射線を供給するべきかを求めるため
に、複雑な計算が行われる。

【００４５】更に別の装置において、照射されるべき照
射野の一層良好なカバーを実現するために、掃引技術お
よび象限技術を一緒に使用することができる。また、上
述したように、放射線源の位置を回転しかつ放射線ビー
ムからの放射線出力を変えることができる。掃引技術お
よび象限技術に加えて、これらパラメータのそれぞれま
たは両方を、多孔形コリメータおよび物理的なウェジを
良好にシミュレートするために使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に従って構成されている治療コンソール
を含んでいる放射線治療装置の概略図である。

【図２】図１の放射線治療装置における処理ユニット、
制御ユニットおよびビーム発生装置の一部を略して示す
ブロック線図である。

【図３】放射線ビーム路における吸収ブロックから成る
従来のウェジフィルタに対する等線量曲線を示す線図で
ある。

【図４】ウェジフィルタが、放射線ビーム路におけるプ
レート装置の１つのプレートの移動および放射線ビーム
の放射線出力の変化によって実現されている装置の等線
量曲線を示す線図である。

【図５】放射線治療装置において放射線源と物体との間
に位置決めされている４つのジョーの略図である。

【図６】本発明の第２の実施例によって形成されるビー
ムパターンの略図である。

【図７】所望のウェジ関数を迅速に計算するために使用
することができる簡単なソフトウェアプログラムのフロ
ーチャート図である。

【図８】掃引技術によって形成されるビームパターンの
略図である。

【図９】象限技術によって形成されるビームパターンの
略図である。

【符号の説明】

１電子ビーム、２放射線治療装置、４，４１，
４２プレート装置、６ガントリー、１３物体、
１７放射線源、１８中央処理ユニット（７６
制御ユニット、７７メモリ、７８組み合わせ回
路）、６１線量制御ユニット、１９入力装置、
１０２検証および記録または自動セットアップシステ
ム、２０２〜２０６放射線ビームパターン、１１
０，４１０，４１２スリット開口、４００，５００
照射野

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】放射線源から物体に供給される放射線出
力の調整方法であって、該放射線源は使用可能な位置に
回転可能である形式の方法において、照射に対して物体
上に照射野を定め、該照射野を照射野パラメータによっ
て確定し、可変の放射線出力および前記放射線源から物
体への実質的に損失のないビーム路を有する放射線ビー
ムを発生し、前記放射線源と前記物体との間に開口を定
め、該開口は多重の使用可能なパラメータを有してお
り、該開口は、前記放射線ビームを該多重の使用可能な
パラメータのいずれか１つに画定することができ、
（ｉ）照射野パラメータ，（ii）前記放射線源の使用可
能な位置、（iii）前記可変の放射線出力から使用可能
な最小および最大の放射線量および（iv）前記開口に対
する多重の使用可能なパラメータに基づいてビームパタ
ーンを計算し、この場合該ビームパターンはそれぞれ、
前記放射線源に対する位置、前記放射線出力からの放射
線量および前記開口に対するパラメータを含んでおり、
かつ前記計算されたビームパターンに従って前記放射線
源の位置、前記放射線出力からの放射線量および前記開
口のパラメータを変化することによって前記物体におけ
る照射野を放射線によって治療することを特徴とする放
射線源から物体に供給される放射線出力の調整方法。
【請求項２】更に、（ｉ）前記開口のパラメータを制
御するための位置信号、（ii）前記放射線出力を調整す
るための線量信号および（iii）前記放射線源の位置を
制御するための回転位置信号に基づいて補正信号を計算
する請求項１記載の放射線源から物体に供給される放射
線出力の調整方法。
【請求項３】前記開口を少なくとも１つのジョーによ
って確定し、該ジョーは前記放射線源からの放射線を阻
止することができる請求項１記載の放射線源から物体に
供給される放射線出力の調整方法。
【請求項４】前記開口を確定するために４つのジョー
を使用し、かつ該４つのジョーのうち２つを前記照射野
の治療中に調節する請求項１記載の放射線源から物体に
供給される放射線出力の調整方法。
【請求項５】更に、前記ビームパターンをメモリに記
憶する請求項１記載の放射線源から物体に供給される放
射線出力の調整方法。
【請求項６】放射線のウェジに類似した分布を実現す
る請求項１記載の放射線源から物体に供給される放射線
出力の調整方法。
【請求項７】前記照射野パラメータは３次元であり、
かつ前記ビームパターンの計算を３次元治療に対して行
う請求項１記載の放射線源から物体に供給される放射線
出力の調整方法。
【請求項８】前記開口に対する前記多重の使用可能な
パラメータを掃引技術および象限技術の少なくとも１つ
によって形成されたビームパターンに対して設定する請
求項１記載の放射線源から物体に供給される放射線出力
の調整方法。
【請求項９】放射線源から物体に供給される放射線出
力の調整方法であって、該放射線源は使用可能な位置に
回転可能でありかつ放射線ビームを発生することがで
き、該放射線ビームは変化可能な放射線出力を有してい
る形式の方法において、照射に対して物体上の照射野の
パラメータを入力し、使用可能な情報を用いてビームパ
ターンを計算し、該ビームパターンは前記入力された照
射野のパラメータに相応し、かつ前記使用可能な情報
は、（ｉ）前記入力されたパラメータ、（ii）前記放射
線源の使用可能な位置、（iii）前記可変の放射線出力
から使用可能な最小および最大放射線量および（iv）次
の開口によって定められる使用可能なパラメータを含ん
でおり、該開口は前記放射線源と前記物体との間に、放
射線ビームが該開口のパラメータに対して画定されるよ
うに位置されており、この場合前記計算されたビームパ
ターンが前記照射野の入力されたパターンを充足し、か
つ前記物体における照射野を放射線によって治療するこ
とを特徴とする放射線源から物体に供給される放射線出
力の調整方法。
【請求項１０】更に、前記計算されたビームパターン
を検査し、かつ該計算されたビームパターンが前記照射
野の前記入力されたパラメータを充足するための許容偏
差にぶつかるところまで低下するとき、付加的な情報を
要求する請求項９記載の放射線源から物体に供給される
放射線出力の調整方法。
【請求項１１】更に、前記計算されたビームパターン
をメモリに記憶する請求項９記載の放射線源から物体に
供給される放射線出力の調整方法。
【請求項１２】（ｉ）前記開口のパラメータを制御す
るための位置信号、（ii）前記放射線出力を調整するた
めの線量信号および（iii）前記放射線源の位置を制御
するための回転位置信号に基づいて補正信号を計算する
請求項９記載の放射線源から物体に供給される放射線出
力の調整方法。
【請求項１３】前記開口を少なくとも１つのジョーに
よって確定し、該ジョーは前記放射線源からの放射線を
阻止することができる請求項９記載の放射線源から物体
に供給される放射線出力の調整方法。
【請求項１４】物体に照射されるべき照射野に供給さ
れる放射線出力を調整するための装置であって、該放射
線出力は放射線源から出る形式のものにおいて、放射線
ビームを発生する放射線源を備え、該放射線ビームは可
変の放射線出力を有しており、前記出力放射線ビームを
前以て決められたパラメータに画定するためのビーム遮
蔽手段を備え、前記放射線源からの放射線出力の量を変
化するための線量コントローラを備え、前記放射線源の
回転する位置を変化するための位置コントローラを備
え、ビームパターンを発生するための処理手段を備え、
該ビームパターンは前記物体上の照射野に放射線を充足
するためのデータを提供するものであり、かつ該ビーム
パターンは前記ビーム遮蔽手段、線量コントローラおよ
び位置コントローラの能力に基づいており、ここにおい
て該ビームパターンは，（ｉ）前記放射線源の回転位置
を前記位置コントローラによって、（ii）前記放射線源
からの放射線出力の量を前記線量コントローラによって
かつ（iii）前記ビーム遮蔽画定手段の位置を変化する
ことによって、前記物体における照射野を前記放射線に
よって治療するために使用されることを特徴とする物体
において照射されるべき照射野に供給される放射線出力
の調整装置。
【請求項１５】補正信号が計算され、該補正信号は
（ｉ）前記ビーム遮蔽手段の位置を制御するための位置
信号、（ii）前記放射線出力を調整するための線量信号
および（iii）前記放射線源の位置を制御するための回
転位置信号に基づいている請求項１４記載の物体におい
て照射されるべき照射野に供給される放射線出力の調整
装置。
【請求項１６】前記ビームパターンを記憶するための
メモリを有している請求項１４記載の物体において照射
されるべき照射野に供給される放射線出力の調整装置。
【請求項１７】前記ビーム遮蔽手段はジョーである請
求項１４記載の物体において照射されるべき照射野に供
給される放射線出力の調整装置。
【請求項１８】前記ジョーの一部は定置でありかつ前
記ジョーの一部は放射線治療の期間に調節される請求項
１４記載の物体において照射されるべき照射野に供給さ
れる放射線出力の調整装置。
【請求項１９】放射線のウェジに類辞した分布が実現
される請求項１４記載の物体において照射されるべき照
射野に供給される放射線出力の調整装置。
【請求項２０】前記物体における照射野は３次元であ
りかつ前記ビームパターンの計算は３次元治療に対して
行われる請求項１４記載の物体において照射されるべき
照射野に供給される放射線出力の調整装置。
【請求項２１】前記ビームパターンは掃引技術および
象限技術の少なくとも１つによって形成される請求項１
４記載の物体において照射されるべき照射野に供給され
る放射線出力の調整装置。
【請求項２２】放射線源から物体に供給される放射線
出力を調整する方法であって、該放射線源は使用可能な
位置に回転可能であり、前記放射線源は放射線ビームを
発生することができ、該放射線ビームは可変の放射線出
力を有する形式の方法において、照射に対して前記物体
上の照射野のパラメータを入力し、使用可能な情報によ
ってビームパターンを計算し、該ビームパターンは、前
記照射野の入力されたパラメータに相応するものであ
り、かつ該ビームパターンは、掃引技術および象限技術
の少なくとも１つによって形成され、かつ開口は、前記
放射線源と前記物体との間に、前記放射線ビームが前記
開口のパラメータに対して画定されるように位置決めさ
れ、この場合前記計算されたビームパターンが前記照射
野の入力されたパターンを充足するものであり、かつ前
記物体上の照射野を放射線によって治療することを特徴
とする放射線源から物体に供給される放射線出力を調整
する方法。
【請求項２３】更に、前記計算されたビームパターン
をメモリに記憶する請求項２２記載の放射線源から物体
に供給される放射線出力を調整する方法。
【請求項２４】更に、（ｉ）前記開口のパラメータを
制御するための位置信号および（ii）前記放射線出力を
調整するための線量信号に基づいて補正信号を計算する
請求項２２記載の放射線源から物体に供給される放射線
出力を調整する方法。