JPS6028507B2 - 放射線治療装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は線形粒子加速器によって得られる高エネルギー
の電子線城いには放射性同位元素から放射される放射線
を利用する放射線治療装置に関するものである。

従来の放射線治療装置は例えば第１図に示す如く構成さ
れている。

即ち、加速装置（放射線発生装置）１より出た放射線出
力を検出装置２で検出し、電気信号に変換した後プリァ
ンプ３で増幅する。この増幅された検出出力は線量率設
定制御を行なう線量率制御回路４に送られる。綾率量制
御回路４には放射線量設定値を与える線率量設定器５か
らの設定値信号が与えられており、線量率制御回路４は
設定値信号を基準として前記検出出力を比較すると共に
その差信号を出力する。この線量率制御回路４の出力は
線量率制御出力として前記加速装置１に送られ、この加
速装置１は与えられた線量率制御出力に応じて放射線出
力を制御する。この放射線出力は治療ヘッド６を通し、
この治療ヘッド６内の絞りにより病巣の形状に応じて放
射線照射野を制御しながら患部に照射され、治療が行な
われる。放射線照射野の制御は治療ヘッド６に設けられ
た絞り駆動のための照射野駆動回路７及び治療ヘッドの
回転支持用の架台上における被検体体軸に平行に設定し
た治療ヘッド旋回軸を中心としての治療ヘッド６の旋回
、即ち、治療ヘッド６を架台上でローリング動作させる
回転角駆動回路８（以下、スィプル角駆動回路と云う）
により行なう。７ａ，８ａは設定器で、それぞれ照射野
設定、旋回角の設定を行なうためのものである。

９は架台駆動装置で、加速装置１及び治療ヘッド６を含
む装置全体を保持する架台の駆動を行なうものである。

以上は線形粒子加速器であるが、コバルト６疎等の放射
性同位元素を用いる装置では糠源として放射性同位元素
を用いるもので、この場合には絞りにより照射野の形状
が設定可能である。従来装置においては絞り開度及び治
療ヘッドを架台上における被検体体軸に平行に設定した
前記治療ヘッド旋回軸を中心として旋回させる場合の旋
回角度（以下、これをスィブル角と云う）は最初に設定
したまま一定状態で治療が行なわれている。

周知のように放射線治療装置は病巣に放射線を照射して
その病巣、即ち、癌細胞を破壊して治療するものである
。このとき、上述の如く絞り関度等が一定状態である場
合には病巣の形状に合わせて適正な放射線照射野が得ら
れないことから、効果的な放射線治療が行なえないこと
と、正常な細胞への放射線照射が行なわれてしまい放射
線障害を招く恐れがある等の欠点がある。本発明は上記
事情に鑑みて成されたもので、電子線または放射性同位
元素を放射線源とし、この放射線源を病巣を中心として
そのまわりを回転移動させながらこの放射線源から放射
される放射線を絞りにより照射野形状を設定する治療ヘ
ッドを介して病巣に照射し治療を行なう装置において、
前記放射線の回転角度と連動させ予め設定されたプログ
ラムに従って照射野の形状を制御する絞りの開度及び治
療ヘッドのスィブル角をそれぞれ制御するようにし、病
巣の形状に合わせた放射線照射を行なうことができるよ
うにし前記欠点を除去した放射線治療装置を提供するこ
とを目的とする。

以下、本発明の一実施例について第２図〜第５図を参照
しながら説明する。

第２図は本発明装置の構成を示すブロック図である。図
中１はマイクロ波により電子を加速して放射線を発生す
る加速装置、２はこの加速装置１より放射される放射線
を検出し、電気信号に変換して出力信号を発生する検出
装置、３はこの検出出力を増幅するプリアンプ、４はこ
のプリアンプ３を介して与えられる前記放射線検出送暦
２の検出出力を予め線率量設定器５により設定された線
量率設定のための設定値信号を基準として比較しその差
を補正するための線量率制御信号を発生する線量率制御
回路であり、前記加速装置１はこの線量率制御信号によ
り放射線出力を制御される。６は前記加速装置１より放
射された放射線を予定の照射野形状に絞り、またスイブ
ル角（方向）を調整する治療ヘッドであり、これら治療
ヘッド６及び加速装置１は回転可能な架台に支持されて
患者の病巣を中心に回転移動されながら病巣を各方向か
ら照射できるようになっている。

治療ヘッド６にはヘッド内に設けられ照射野を調整する
絞りとこの絞りの開度を制御する照射野駆動回路７及び
袷療ヘッド６の方向を調整するスィブル角駆動回路８が
設けられている。９は加速装置１及び袷療ヘッド６を支
持する架台（図示せず）を回転駆動する架台駆動装置、
１０は架台の回転角を検出する架台回転角度検出器、１
１は前記治療ヘッド６内の絞りの開度を検出する開度検
出器、１２は治療ヘッド６のスィブル角を検出するスィ
ブル角検出器、１３は前記架台回転角度検出器１０の出
力する検出信号により予め設定してある架台角度の絞り
関度及びスィブル角の各設定値を出力する治療ヘッド６
の照射条件設定器、１４はこの照射条件設定器１３の出
力する絞り関度設定値信号を基準に前記絞り開度検出器
１１の検出出力を比較し、その差信号を制御信号として
前記照射野駆動回路７に与える照射野制御回路、１５は
前記照射条件設定器１３の出力するスィブル角設定値信
号を基準として前記スイブル角検出器１２の出力を比較
しその差信号を制御信号として前記スィブル角駆動回路
８に与えるスィブル角制御回路であり、制御信号を受け
た前記照射野駆動回路７及びスィブル角駆動回路８は制
御信号に対応して駆動される。

次に上記構成の動作について説明する。

本装置における加速装置１及び放射線検出装置２及びプ
リアンプ３及び線量率制御回路４及び照射条件設定器５
より成る部分の動作は第１図の従来技術と全く同様であ
るのでその説明は省略する。本装置は放射線を病巣に回
転照射して治療を行なうに当り加速装置１と治療ヘッド
６を支持しこれを患者を中心としてそのまわりを回転移
動させる架台の回転角度に応じ、即ち、病巣に対する放
射線の照射方向に応じ、その方向によって変化する病巣
の形状と方向のずれを予め各回転角度毎に調べて、照射
野を設定するための絞り開度とスィプル角とを各角度毎
に照射条件設定器１３内に設定しておき、架台回転角度
検出器１０の出力により架台の回転角度位置に対応して
そのときどきの絞り関度設定値及びスィブル角設定値を
照射条件設定器１３から読み出し、これを基準に照射野
駆動回路７及びスィプル角駆動回路８を制御し病巣に対
し高精度に放射線を照射するようにしたものである。即
ち、架台駆動回路９を駆動させ病巣に対して放射線の回
転照射を始めると、架台の回転角は架台回転角度検出器
１０により刻一刻と検出され、その検出出力は照射条件
設定器１３に入力される。前述のように照射条件設定器
１３には架台の回転と共に変化してゆく病巣の形状や治
療ヘッド６のスィブル角を架台の角度毎に予め設定して
あり、検出出力の値に応じてその検出角度に対応する絞
り開度及びスィブル角の設定値がこの照射条件設定器１
３より出力されることになる。そして、絞り開度設定値
は照射野制御回路１４に、またスィブル角設定値はスィ
ブル角制御回路１５にそれぞれ基準信号として入力され
る。一方、治療ヘッド６のスィブル角はスィブル角検出
器１２により、また、照射野を定める絞り開度は絞り開
度検出器１１によりそれぞれ検出されて前記スィブル角
制御回路１５、照射野制御回路１４に入力されており、
これら各制御回路１４，１５はそれぞれ与えられた前記
スィブル角及び絞り関度の設定値を基準として照射野制
御回路１４では絞り開度検出器１１の出力を、また、ス
ィブル角制御回路１５ではスィブル角検出器１２の出力
をそれぞれ比較しその差信号を出力する。

照射野制御回路１４の出力は絞り開度を制御する照射野
駆敷回路７に入力され、前述の設定値となるよう絞りを
駆動調整する。また、スィブル角制御回路１５の出力は
スィブル角を制御するスィブル駆動回路８に入力され前
述の設定値となるようスィブル角を調整する。このよう
にして、架台の回点とともに刻々と変化する照射形状や
この方向に合わせて絞り開度とスィブル角の制御が成さ
れる。

以上は線形粒子加速装置の場合の説明であるが、絞り開
度及びスィブル角の制御については放射線源として放射
性同位元素（ＲＩ）を用いる放射線治療装置においても
全く同様な方式で実施し得る。

しかるに粒子加速装置及びＲＩ線源装置を放射線源とし
て使用した場合、粒子加速装置、ＲＩ線源装置の支持機
構及び患者用寝台等を方向や位置等種々の可変が可能な
構造としなければならない。これは、患者と粒子加速装
置、ＲＩ線源装置との位置関係を可変する必要性則ち、
患者の病巣部にその病巣部を破壊するだけの放射線量を
有効に与え、且つ他の正常組織に対する放射線照射量は
出来るだけ少なくするために患者病巣部と最適な照射角
を設定する必要がある為である。

ことろが、荷電粒子やＲＩ線源の照射方向が初期設定の
まま一定とする従来装置では架台の回転とともに変化す
る病巣の形状や方向に対し放射線照射野そのものがずれ
てしまうなどして治療効果が少なくなる。従って、本発
明の如く架台の回転角度毎に絞り関度及び治療ヘッドの
スィブル角を病巣部に合わせて可変調整することが治療
効果及び病巣部への適正照射と正常組織への被曝抑制と
云う点で極めて有効である。．第３図は本装置による治
療の一例を示している。

図において６は治療ヘッド、６ａはＲＩや粒子加速装置
のターゲット等の放射線源、６ｂは照射野と設定する絞
り、３１は寝台、３２は寝台３１上の患者、３２ａは病
巣である。治療に当っては患者３２の病巣３２ａが放射
線源６ａの回転中心となるよう寝台３１を調整した後、
治療ヘッド６を支持する架台を回転駆動させると治療ヘ
ッド６は病巣３２ａを中心に矢印Ａ，一Ａ２方向に回転
移動してゆく。回転角の変化に伴ない図の如く病巣３２
ａの形状が変化するので、各角度毎に予め設定してある
絞り開度を読み出しそれに対応した開度となるよう絞り
６ｂを矢印Ｃ，一Ｃ２の如く移動させて調整する。これ
により適正な照射野が得られ、病巣の有効な治療と正常
組織に対する被曝抑制が成される。もちろん、放射線の
照射方向が病巣３２ａから外れるような角度位置では矢
印Ｂ−Ｂ２の如くスィブル角の調整が成される。ここで
、前記照射条件設定器１３の構成を第４図に示す。図の
如く照射条件設定器１３は紙テープやパンチカード等の
謙取器１３１およびこの謙取器３１３からの情報を各角
度毎に且つ絞り開度スィプル角の各分野別に記憶するメ
モリ回路１３２およびこのメモリ回路１３２から謙出さ
れた情報をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１
３３ａ，１３３ｂより構成されている。この照射条件設
定器１３は病巣に対する絞り関度及びスィブル角の各々
架台回転角度位置毎の値を記録した紙テープまたはパン
チカード等の入力媒体を患者別に用意しておき、治療開
始前にこの入力媒体を読取器１３１により読み出し、メ
モリ回路１３２に入力する。

するとメモリ回路１３２には入力された各々角度別、種
別に記憶される。患者３２の位置が確認され、治療を開
始すると架台角度検出器１０より架台角度の検出信号が
メモリ回路１３２に入力される。するとメモリ回路１３
２はその検出角度に対応する角度の前記記憶データを読
み出す。このデータは絞り関度、スィブル角の各種別毎
にそれぞれ設けられたＤ／Ａコンバータ１３３ａ，１３
３Ｍこ入力され、アナログ信号に変換された後、絞り開
度のアナログ信号は前記照射野制御回路１４に、また、
旋回角のアナログ信号は前記スィブル角制御回路１５に
それぞれ基準信号として入力される。後の動作は前述の
如くである。また、照射野制御回路１４の構成は第５図
ａの如く差動増幅器ＡＭＰＩを用いその一方の入力は前
記Ｄ／Ａコンバータ１３３ｂの絞り開度アナログ信号、
また、他方の入力は絞りの開度に連動して可変されるポ
テンショメータ等による絞り開度検出器１１の出力信号
で、スィブル角制御回路１５は第５図ｂの如く差動増幅
器ＡＭＰ２を用い、その一方の入力は前記Ｄ／Ａコンバ
ータ１３３ａの出力するスィブル角アナログ信号、また
他方の入力はスィブル角の変化に運動して可変されるポ
テンショメータ等によるスィブル角検出器１２の出力信
号で、それぞれ前記一方の入力を基準として他方の入力
を比較し、その差信号を制御信号として出力するよう構
成したものである。

以上詳述したように本発明によれば患者を中心として回
転移動する治療ヘッドを支持する架台の回転角に対応し
て、治療ヘッドのスィプル角と絞り装置の絞り開度とを
検出し、治療ヘッドの回転移動位置と患者の病巣位置と
の関係から放射線照射方向と照射野とをより正確に設定
することが可能となり、回転照射をしながら病巣の放射
線治療を行なうに当り、方向により刻々と変化してゆく
病巣の形状や方向に追従させて照射野やスィブル角を制
御することができるから、有効な放射線治療が行なえ、
また、正常組織に対する放射線被曝を最少限に抑制でき
る等、優れた特徴を有する放射線治療装置を提供するこ
とができる。

尚、本発明は上託し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の構成を示すブロック図、第２図は本
発明の一実施例を示す構成図、第３図は本装置の治療の
様子を説明するための図、第４図は本装置の設定器の構
成を示すブロック図、第５図ａ及びｂは照射野制御回路
及びスィブル角制御回路の構成を示す図である。 １・・・加速装置、６・・・治療ヘッド、６ａ・・・放
射線源、６ｂ…絞り、７…照射野駆動回路、８・・・ス
ィブル角駆動回路、１０・・・架台回転角度検出器、１
１・・・絞り開度検出器、１２・・・スィブル角検出器
、１３・・・照射条件設定器、１４・・・照射野制御回
路、１５・・・スィブル角制御回路。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放射線源から放射される放射線を絞り手段にて予定
   の照射野に絞つて被検体の病巣に照射する治療ヘツドを
   、回転支持用の架台に支持され、この架台の回転による
   前記被検体を中心とした第１の回転移動と架台上におけ
   るこの第１の回転移動の回転軸と平行な軸を中心とした
   第２の回転移動とを可能とした放射線治療装置において
   、前記架台の前記第１の回転移動の移動量を検出する検
   出手段と、前記第１の回転移動位置に対応して定めた絞
   り開度および第２の回転移動の移動量の各情報を保持し
   、前記検出手段の検出値を受けると保持情報のうちこれ
   に対応する保持情報を出力する照射条件保持手段と、こ
   の照射条件保持手段の出力に応じて前記絞り手段の開度
   を制御する照射野駆動回路と、前記照射条件保持手段の
   出力に応じて前記治療ヘツドの第２の回転移動量を制御
   する回転角駆動回路とを具備したことを特徴とする放射
   線治療装置。