JPS6233908B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は放射線治療装置に関するものであ
る。

従来、放射線治療装置として、たとえば、高周
波電界により電子を加速する線形粒子加速装置、
交番磁界により電子を加速するベータトロン、線
源にラジオアイソトープたとえばコバルト60を使
用するコバルト治療装置等が知られている。

前記放射線治療装置に共通する構成について第
１図を参照しながら説明する。

同図において、１で示すのは固定架台であり、
放射線治療装置を治療室に固定するものである。
固定架台１には、回転軸１ａを中心として回転可
能に回転架台２が取り付けられており、回転架台
２の水平軸には照射ヘツド３が取り付けられてい
る。回転架台２の内部には、放射線を発生する放
射線発生装置４、放射線が電子線である場合には
電子線を一定角度に偏向させるための偏向装置５
が組み込まれており、また照射ヘツド３の内部に
は放射線の照射野を決定する上下二対の絞り装置
６が組み込まれている。また、照射ヘツド３の下
方には、患者７を定位置に保持する治療寝台８が
設置されている。

以上に略述した構成を有する放射線治療装置で
は、回転架台２の内部にある放射線発生装置４で
発生した放射線たとえば電子線が偏向装置５によ
り偏向して照射ヘツド３に導かれ、照射ヘツド３
の内部にある絞り装置６により任意の照射野に形
成された電子線が患者７に照射される。放射線治
療装置は、患者７の病巣の形状に応じて照射野を
絞り装置６で形成する。

したがつて、放射線治療装置を使用して患部た
とえば癌を治療する場合、患部にのみ放射線を照
射して、正常組織にはその被曝線量が極力小さく
なるようにすることが重要となり、従来から種々
の方法が提案されて来た。

その一つとして、たとえば回転照射法が挙げら
れる。

回転照射法について第２図および第３図を参照
しながら説明をする。

第２図において、６ｂで示すのは図中の矢印Ｂ
方向に移動可能な一対の絞り羽根であり、また、
６ａで示すのは図中において紙面に垂直な方向に
移動可能な一対の絞り羽根である。第２図に示す
ように、患者７の体内にある患部９の形状は患者
７の体軸を中心として回転する照射ヘツド３の位
置によつて相違する。そこで、たとえば、照射ヘ
ツド３が患者７の直上Ａ位置にあるときは、患部
９の形状に合うように絞り羽根６ａ，６ｂを調節
し、照射ヘツド３の回転移動に連動して、照射ヘ
ツド３の位置から見た患部９の形状に合うように
絞り羽根６ａ，６ｂを適宜に駆動していく。この
場合、絞り羽根６ａ，６ｂによる照射ヘツド３の
特定位置における開度は次のようにして決定され
る。すなわち、放射線治療に先立つて、患者７を
断層撮影しておき、断層撮影像をもとに種々の方
向から見た患部９の形状を把握しておく。そし
て、種々の方向から見た患部９の形状の相似形と
なつて放射線が照射されるように、絞り羽根６
ａ，６ｂを駆動する図示しないカムの形状を削り
出し、そのようにして得られた特殊形状のカムを
患者７の患部９ごとに絞り装置６に装着する。特
殊形状を有するカムを装着する絞り装置６を、回
転する位置に応じて駆動する方法は、次のとおり
である。すなわち、第３図に示すように、絞り装
置６の開度に比例して電圧を出力する検出装置１
０および回転架台２の回転角度に応じて絞り装置
６の特殊形状のカムにより設定した開度に対応す
る電圧を出力する設定装置１１が設けられてお
り、回転架台２の各回転角度ごとに検出装置１０
および設定装置１１より出力されるそれぞれの出
力電圧を差動増幅器１２に入力し、前記出力電圧
の差を増幅器１３により増幅し、前記出力電圧の
差が０となるまで絞り羽根６ａ，６ｂを駆動する
サーボモータ１４を駆動する。回転照射法は、以
上の説明で示すようにして、照射ヘツド３の回転
角度に応じて、その回転角度から見た患部９の形
状となるように絞り羽根６ａ，６ｂを調節してそ
の開度を設定していくのである。

しかしながら、前記回転照射法には、次のよう
な問題点がある。すなわち、患部に照射される放
射線は絞り装置における開度で決定されているの
で、患部にのみ適切に放射線が照射されているか
どうかの確認のしようがない。患部の形状に合わ
せて適切に放射線が照射されているであろうとし
て、絞り装置の開度を決定しているにすぎず、絞
り装置の回転によるガタや絞り羽根による散乱線
による影響等について考慮することができないの
で、患部にのみ放射線を照射していないおそれが
ある。

この発明は前記事情に鑑みてなされたものであ
り、患部の形状に合わせて正確に放射線を照射
し、健康な組織には放射線が照射されないように
した放射線治療装置を提供することを目的とする
ものである。

この発明の基本的原理は、患者の体内を透過し
た放射線を線量計により検出し、その線量計によ
り出力される検出信号により絞り装置の開度を決
定し、患部にのみ放射線を照射するようにしたこ
とにある。

次に、この発明の一実施例について図面を参照
しながら説明をする。

第４図はこの発明の一実施例を示す説明図、第
５図は線量計と絞り装置との関係を示す説明図お
よび第６図は絞り装置の制御を示すブロツク図で
ある。

第４図における放射線治療装置が第１図に示す
放射線治療装置と相違するところは、主として、
後述のようにして駆動が制御される絞り装置６Ａ
と線量計１５とを設けたことにある。

第４図に示すように、線量計１５は、支柱１６
を介して回転架台２に取り付けられると共に、患
者７を挾んで照射ヘツド３の照射面と線量計１５
における放射線の入射面とが回転架台２の回転に
かかわらず常に相対向するように配置されてい
る。そして、線量計１５内の入射面には、放射線
線量を電圧変換する半導体の検出素子がマトリク
ス状に配置されており、したがつて、第５図に示
すように、患者７の患部９を透過した放射線の線
量を検出する検出素子Ｄ_i〜Ｄ_jより放射線線量に
比例した電圧が出力され、放射線が照射されない
検出素子D₁〜Ｄ_i-1，Ｄ_j+1〜Ｄ_oからは電圧が出力
されないようになつている。つまり、線量計１５
は、特定の回転角度にある照射ヘツド３の位置よ
り見た患部９の形状と相似形になるような領域を
構成する検出素子より、放射線線量に比例する電
圧を出力していることとなる。

絞り装置６Ａは、その内部に具備する絞り羽根
を次に述べる制御により、駆動するサーボモータ
１４を有する。

サーボモータ１４の制御は次のようにして行な
われる。すなわち、放射線治療に先立つて断層撮
影等を行なうことにより種々の方向から見た患部
９の形状を求めておき、第６図に示すように、回
転架台２の回転角度により患部９のあらかじめ求
めた形状に対応する基準電圧を設定装置１１より
出力して、Ａ／Ｄ変換器１９によりこの基準電圧
をデイジタル信号に変換し、一方、放射線の線量
を検出する線量計１５よりの出力電圧が、変換器
１８により、規定値以上であるかどうかを判別す
ると共に、規定値以上の前記出力電圧をデイジタ
ルコードたとえばBCDコードに変換し、変換器
１８およびＡ／Ｄ変換器１９より出力されるデイ
ジタル信号を比較器２０により相互に比較し、変
換器１８およびＡ／Ｄ変換器１９よりの出力が一
致するまで比較器２０より信号を出力し、増幅器
１３を介してサーボモータ１４を駆動する。

次に、前記構成を有する放射線治療装置の作用
について説明する。

回転架台２が回転することにより、患者７を挾
んで相対向する照射ヘツド３と線量計１５とが患
者７の体軸を中心に回転する。第５図に示すよう
に、回転と共に照射ヘツド３より絞り装置６Ａを
介して患部９に放射線を照射する。患部９を透過
した放射線は線量計１５により検出され、線量計
１５の入射面内にマトリクス状に配置された検出
素子のうち、放射線が照射された検出素子Ｄ_i〜
Ｄ_jのみから放射線線量に比例する電圧が出力さ
れ、その電圧は変換器１８によりBCDコードの
デイジタル信号に変換されて比較器２０に入力さ
れる。一方、設定装置１１内には、所定の回転角
度のときの患部９の形状に対応する基準電圧が記
憶されているので、放射線を照射する照射ヘツド
３の所定回転角度のときの基準電圧を選んでこれ
を出力し、Ａ／Ｄ変換器１９によりデイジタル信
号に変換した後、このデイジタル信号を比較器２
０に入力する。比較器２０は、入力する２種のデ
イジタル信号を比較し、一致しない場合には正負
の一定電圧を出力する。比較器２０よりの出力電
圧は増幅器１３を介してサーボモータ１４に入力
し、サーボモータ１４の駆動により絞り装置６Ａ
内の絞り羽根を開閉する。そして、２種のデイジ
タル信号が一致すると、サーボモータ１４の駆動
が停止し、絞り装置６Ａによる開度が決定される
ことになる。

以上のように動作する構成によると、絞り装置
６Ａ内の絞り羽根による開度が実際に患部９を透
過する放射線により決定されるので、たとえ絞り
羽根にガタが生じていたり、散乱線による半影が
生じていたりしたとしても、これらを考慮して設
定装置１１内の基準電圧を設定することにより健
康組織に放射線を照射しないようにすることがで
きる。また、照射線のたとえば90％領域を照射す
るように絞り装置６Ａを制御することは、変換器
１８内の規定値を適宜に変更するだけで簡単に行
なうことができる。さらに、マトリクス状に配列
する検出素子数を増加させることにより高精度で
正確な絞り装置６Ａの開度の設定を行なうことが
できる。

以上この発明の一実施例について詳述したが、
この発明は前記実施例に限定されるものではな
く、この発明の要旨の範囲内で適宜に変更して実
施することができる。

たとえば線量計内に配置される検出素子の数や
その種類、その配列方法は必要に応じて任意に変
更することができる。

以上詳述したこの発明によると、絞り装置の開
度を制御する信号を、患部に照射された放射線の
線量を検出する線量計よりの出力信号を利用して
いるので、より正確で高精度の回転照射を行なう
ことのできる放射線治療装置を提供することがで
きる。特に、患部を透過した実際の放射線を基に
絞り装置の開度を決定しているので、絞り装置の
ガタや散乱光等を考慮した上で健康組織に放射線
を照射しないように絞り装置の開度を決定するこ
とができる。また、患部に照射する放射線の絶対
線量を正確に決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の放射線治療装置を示す説明図、
第２図は放射線の回転照射の際の絞り装置を示す
説明図、第３図は従来の絞り装置の制御を示すブ
ロツク図、第４図はこの発明の一実施例を示す説
明図、第５図は前記実施例における線量計と絞り
装置との関係を示す説明図および第６図は前記絞
り装置の制御を示すブロツク図である。 ２……回転架台、３……照射ヘツド、６Ａ……
絞り装置、１５……線量計、D₁，…Ｄ_i…Ｄ_j…Ｄ
_o……検出素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 放射線の照射領域の大小を調節する絞り装置
   を有する照射ヘツドが回転架台に取付けられ、回
   転架台を回転させながら被検体に放射線を照射す
   る放射線治療装置において、回転架台の回転中心
   をはさんで回転架台に設けられ、照射ヘツドの放
   射線照射面に相対向する入射面を有すると共に入
   射面に複数の放射線検出素子を２次元状に配列し
   た線量計と、予め計測された被検体の患部形状に
   もとづいて前記回転架台の各回転角度に対応した
   基準信号を出力する設定手段と、この設定手段出
   力と前記線量計出力とを入力しこれら各出力の誤
   差分に応じた信号を出力する比較手段と、この比
   較手段の出力を前記絞り装置に供給し照射領域を
   調節することを特徴とする放射線治療装置。