JPS6033968Y2 - 放射線治療装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は線形粒子加速器によって得られる高エネルギ電
子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第１図に示す如く構成さていた
。

即ち、１は放射線を発生する放射線発生部で、この放射
線発生部１は高電圧を発生する高圧発生装置２及びこの
高圧発生装置２の発生する高電圧を受けて高周波を発生
する高周波発振器３及び高圧発生装置２の高電圧を受け
て電子を発生する電子銃４及びこの電子銃４の出力する
電子を前記高周波発振器３の出力を得て加速する加速管
５及びこの加速管５にて加速した電子と所定の方向に偏
向する偏向電磁石６より構威しである。

７は放射線発生部１より出た放射線出力を検出する検出
部、８はこの検出部７が検出した検出出力を増幅するプ
リアンプ、９は線量率の設定を行なう線量率設定回路、
１０は検出部７にて検出されたプリアンプ８にて増幅さ
れた検出出力と線量率設定回路９の設定値とを比較し検
出出力が設定値になるよう放射線発生部１からの放射線
出力を制御して線量率の一定化制御を行なう線量率制御
回路、１１は放射線発生部１を支持し且つ円軌道を描い
てこれを回転移動させる架台の架台駆動部、１２は放射
線発生部１の発生する放射線出力を患者病巣部に導く治
療ヘッド、１３はこの治療ヘッド１２内に設けられた患
者病巣の状に応じた放射線照射野を作る多分割絞りの開
度検出用の例えばポテンショメータによる絞り開度検出
部、１４は照射野の設定を行なう照射野設定回路、１５
は絞り開度検出部１３の検出出力と照射野設定回路１４
の設定値とを比較し設定値になるよう治療ヘッド１２内
の多分割絞りの開度を制御する照射野制御回路である。

このような構成の装置は線量率設定回路９にて治療に必
要なだけの線量値を設定する。

次に患部の形状に合わせて照射野設定回路１４に絞り開
度の設定を行なう。

これより照射野制御回路１５はこの絞り開度設定値と絞
り開度検出部１３の検出出力とを比較すると共に差があ
ればその差信号を出力し治療ヘッド１２の多分割絞りに
与えてこの多分割絞りを信号相当分だけ駆動移動させる
。

その移動量は絞り開度検出部１３により検出され、照射
野制御回路１５に与えられ、上述した絞り開度制御が行
なわれて、設定値に達した時点で停止する。

これで目的とする照射野が形成される。

次に放剖線曝射の指令を与えると放射線発生部１の電子
銃４より電子流が発射され、加速管５に入射される。

加速管５の内部には高周波発振器３からのマイクロ波に
より強電界が作り出されているので、前記電子流は電界
により加速される。

この加速された電子流は偏向電磁石６により治療に適し
た角度に偏向され、更に出口部分に設けられた薄い窓を
通して空気中に放射される。

Ｘ線治療の場合は窓の後に重金属で作られたＸ線変換用
のターゲットを置いて電子線をこのターゲットに当て、
Ｘ線に変換した後、患部に照射される。

その際、設定された照射野の形状に絞られた多分割絞り
によりその設定照射野の形状に絞られてＸ線は患者に照
射されるから、患部近傍の健康組織にはＸ線が当らず患
部のみ治療が威される。

ここで、放射線発生部１より出力された放射出力は検出
部７によって検出され、プリアンプ８で増幅された後、
線量率制御回路１０に入力される。

この線量率制御回路１０には線量率設定回路９により設
定された治療に必要な線量率の設定値が入力されており
、この両信号を受けた線量率制御回路１０は設定値を基
準としてその差信号である線量率制御出力を出力する。

この線量率制御出力は放射線発生部１に入力され、この
制御出力に対応する大きさの線量率となるよう放射線発
生部１は制御される。

このように出力線量率及びエネルギーは一定とし放射線
照射野を変化せしめて放射線治療を行なうのである。

ここで、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。

この時、正常な細胞への放射線照射をできるだけ少なく
しなければならないので、病巣が回転中心に位置するよ
うにして放射線源を回転駆動させ、病巣部に対する放射
線照射量を多くし、病巣近傍の正常組織に対する放射線
照射量をできるだけ抑制するようにしている。

しかしながら、この方式では放射線のエネルギー及び線
量出力を一定として照射を行なう方式であるため、病巣
の周囲で多量に照射してはならない箇所まで照射してし
まう欠点がある。

また、回転照射を行なう場合、体の断面が楕円状であり
、病巣の位置もまちまちであることなどから、皮膚表面
より病巣までの深さは方向により必ずしも一定でなく回
転移動と共に病巣での放射線量が異なって来て計画通り
の治療が行なえない欠点がある。

本考案は上記事情に鑑みて威されたもので、放射線源の
回転角度と連動させて病巣の形状及び深さに応じた照射
野及び放射線のエネルギーと線量出力ができるようにし
、病巣での放射線量の一定化を図ると共に正常組織への
放射被曝量を最少限に抑えることができるようにした放
射線治療装置を提供することを目的とする。

以下、本考案の一実施例について第２図〜第４図を参照
しながら説明する。

第２図は本考案装置の構成を示すブロック図であり、図
中第１図と同一物には同一符号を用いて説明を省略する
。

図において１は放射線発生部、２は高圧発生装置、３は
高周波発振器、４は電子銃、５は加速管、６は偏向電磁
石で、前述同様放射線発生部１は上記高圧発生装置２及
び高周波発振器３及び電子銃４及び加速管５及び偏向電
磁石６より構成しである。

７は線量率を検出する検出部、８はプリアンプ、１０は
線量制御回路、１１は架台駆動部、１２は治療ヘッド、
１３は絞り開度検出部、１５は照射野制御回路である。

１６は放射線発生部１を支持しそれを円軌道に沿って回
転移動する架台の回転角を検出する架台角検出器、１７
は治療計画に基づき放射線発生部１の患者に対する各位
置に対応させて照射野設定並びに線量率設定並びにエネ
ルギー設定を行なう設定回路であり、この設定回路１７
は設定内容に基づき、架台角検出器１６の検出部信号に
対応する設定内容を出力する。

１８はこの設定回路１７の出力するエネルギー設定信号
に応じた大きさの高電圧を発生させる制御信号を出力し
放射線発生部１の高圧発生装置２に与えて放射線発生部
１の出力する放射線のエネルギーを制御する高圧制御回
路である。

前記線量制御回路１０は従来の線量率設定回路９に代え
て前記設定回路１７の出力する回転角に応じた線量率設
定信号を基準信号として動作腰また前記照射野制御回路
１５は従来の照射野設定回路１４に代えて前記設定回路
１７の出力する回転角に応じた照射野設定信号を基準信
号として動作する。

次に上記構成の本装置の動作について説明する。

基本的には第１図装置とほぼ同様の動作を行なうが、本
装置においては皮膚から病巣までの各角度から見た深さ
及び病巣の形状に対応したエネルギー値及び照射野及び
線量率を予め設定しておき治療開始と共に角度に対応し
て前記各設定値を出力し制御の基準とし、最適条件で放
射線治療を行なう点が大きな相違点である。

即ち、架台駆動部１１を駆動させて架台を回転させ放射
線発生部１の回転を行なうと架台角検出器１６か架台の
回転角を検出して設定回路１７に与える。

するとこの設定回路１７は回転角検出信号に対応する設
定内容を出力し、エネルギー設定値は高圧？ＩＩＪｉ回
路１８に、また照射野設定値は照射野制御回路１５に基
準値として、また線量率設定値は線量制御回路１０に基
準値としてそれぞれ与えられる。

従って、高圧制御回路１８はエネルギー設定値に対応す
る制御出力を高圧発生装置２に与えて放射線発生部１の
出力する放射線のエネルギーを設定値になるよう制御し
、また、線量制御回路１０は線量率設定値を基準として
検出部７からの線量率検出信号を比較し、基準に近づく
よう線量率のａｉｔＪ御信号炎信号して線量率の制御を
行なう。

また、照射野制御回路１５は照射野設定値を基準として
絞り開度検出部１３からの検出出力を比較し、基準に近
づくように照射野制御回路１５は制御出力を出して治療
ヘッド１２内の多分開校りに与えこれを開閉制御する。

照射野制御回路１５及び線量制御回路１０はそれぞれフ
ィードバック系を形成しているから設定値に達するよう
照射野及び線量率は制御される。

架台の回転が進むにつれてこのような制御が順次威され
る。

ところで、エネルギーは高周波発振器３に印する電圧に
よって変化する。

エネルギーが変化すると加速管５で加速された電子流の
偏向磁場もそれに応じて変える必要があるので、治療ヘ
ッド１２にもフィードバックして、エネルギーが高くな
れば磁場を強くするように働らかせ、エネルギーが低く
なれば弱くなるように働かさせる。

一般にあるエネルギーの放射線が物質中に入射した場合
、第３図に示す如く分布する。

図はエネルギーＥ□、 Ｅ２． Ｅ３を基準とする深部
線量率と深さの関係を示すもので、図のようにエネルギ
ー強度は表面で最大とならず物質内で最大になる（この
最大点をビルドアップ点Ｄ１．Ｄ２．Ｄ３という）。

このビルドアップ点はエネルギー（Ｅｌ、Ｅ２．Ｅ３
；Ｅｔ＜Ｅ２＜Ｅ３）が高くなればなるほど深くなる。

次に前記設定回路１７の構成について説明する。

第４図はそのブロック図であり、１９は設定値等のデー
タを記録する紙テープ或いはパンチカード等のデータ入
力媒体、２０は前記架台角検出器１６の回転角検出出力
に応じこのデータ入力媒体１９に記録されているデータ
の中からその検出した角度に対応するデータを続出して
ディジタル値に変換し出力するディジタル変換器、２１
−１はこのディジタル変換器２０から出力される線量値
設定データを受けてアナログ信号に変換し２前記線量率
制御回路１０に与えるＤ／Ａ変換器、２１〜２はディジ
タル変換器２０から出力されるエネルギー設定データを
受けてアナログ信号に変換し前記高圧制御回路１８に与
えるＤ／Ａ変換器、２１−３はディジタル変換器２０か
ら出力される照射野設定データを受けてアナログ信号に
変換し前記照射野制御回路１５に与えるＤ／Ａ変換器で
ある。

このような構成の設定回路１７は予めデータ入力媒体１
９に患者の病巣に応じた回転各色度毎の照射野を定める
絞り開度、線量率及びエネルギーを設定記録させておく
。

架台角検出器１６から架台の回転角の検出出力を受ける
とディジタル変換器２０はその検出角度に対応する前記
記録データをデータ入力媒体１９から読み出し、絞り開
度データはＤ／Ａ変換器２１−３に、線量率データはＤ
／Ａ変換器２１−１に、エネルギーデータはＤ／Ａ変換
器２１−２にそれぞれ送られ、ここでアナログ信号に変
換された後、絞り開度データは照射野制御回路１５に、
線量率データは線量率制御回路１０に、またエネルギー
データは高圧制御回路１８に送られる。

このようにして架台が回転するにつれて順次架台角度検
出器１６から送られて来る回転角の検出出力に応じてそ
の角度に対応する絞り開度、線量率、エネルギーのデー
タがデータ入力媒体１９から読み出され、上述のように
アナログ信号に変換した後、送り出される。

以上は設定回路１７の一例である このように放射線発生部を支える架台の回転角を検出す
る架台角度検出部と患者の病巣を中心に角度毎に見た照
射野の形状、線量率エネルギーの設定値を予め定め記録
すると共に前記架台角検出器の角度検出出力に対応する
設定値を出力する設定回路と、この設定回路より出力さ
れるエネルギー設定値に対応するエネルギーとなるよう
前記放射線発生部を制御する高圧制御回路と前記設定回
路より出力される線量率設定値を基準に前記放射線発生
部の出力する放射線量率を検出する検出部の検出出力を
比較し検出部の検出出力が基準に近づくよう前記放射線
発生部の線量率を制御する線量制御回路と前記設定回路
の出力する照射野設定のための絞り開度設定値を基準と
して放射線照射野を調整する多分割絞りの絞り開度検出
部検出出力を比較しこの検出出力が基準値に近づくよう
多分割絞りの開度を制御する照射野制御回路とより構成
したので、架台の回転角に応じて設定回路よりその角度
における最適治療が威されるよう制御されるので、正常
な細胞への放射線照射は最小限に抑えられまた、治療計
画に沿った放射線を患部に照射できるから治療効果を最
大限効率良く行なうことができる他、自動的に治療を行
なうことが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。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を説明するためのブロック図、第２図
は本考案による装置の構成を示すブロック図、第３図は
エネルギーにおける深部線量率と深さの関係を示すグラ
フ、第４図は設定回路の一例を示すブロック図である。 １・・・・・・放射線発生部、７・・・・・・検出部、
１０・・・・・・線量制御回路、１２・・・・・・治療
ヘッド、１３・・・・・・絞り開度検出部、１５・・・
・・・照射野制御回路、１６・・・・・・架台角検出器
、１７・・・・・・設定回路、１８・・・・・・高圧制
御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. マイクロ波を用いて電子を加速し放射線を発生させる加
   速部と、この加速部を支えるとともに回転移動させる架
   台の回転角を検出する架台角検出器と、少なくとも照射
   野の形状及び必要とする線量率の各設定値それぞれを前
   記架台の各回転角度毎に予め設定すると共にこれら各設
   定値を前記架台角検出器の検出角度に対応させて続出す
   設定回路と、この設定回路の出力する線量率設定値と検
   出された放射線検出値とを比較し、前記線量率設定値に
   近づくよう前記加速部の出力する放射線線量率を制御す
   る回路と、前記設定回路より出力される照射野設定値と
   検出された放射線の絞り機構の開度値とを比較し、前記
   照射野設定値に近づくよう前記加速部の発生する前記絞
   り機構の開度を制御する装置とを具備したことを特徴と
   する放射線治療装置。