JPS63256899A - コリメータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［）ｒ第１−の利用分野］ この発明は高エネルギービームのためのコリメータに関
する。特にこの発明は、放射線治療に用いられる直線電
ｒ−加速器のための処理領域画成用コリメータに関する
。

［従来の技術］ 例えばアメリカ合衆国特許第４３４３９９７号明細占に
記載されているような典型的な電子加速器では、可動な
四つのあごがビームのための囲まれた通路を画成する。

これらのブロック状の各あごは集束されている。すなわ
ちその内側表面はビームの幾何学的発散に合わせて整列
され、通路の断面が調整できるように湾曲した軌道に沿
って動かすことができ、一方あごの内側表面の調整は乱
されないで維持される。隣接するあごの間の放射漏れを
防ぐために、装置はビーム軸線に沿って他のあごの先端
に置かれ向かい合ったあごの複数の対に分割される。か
かる構造により種々の領域の大きさがＩ’ｒｆ能になり
、線源が通常点状でなく広がりを有するという理由だけ
でぼやける領域境界が与えられる。しかしながらコリメ
ータはあごの二つの対の間に十分な隙間を必要とし、こ
うしてコリメータはビーム＠線に沿って大きく広がり、
異なるあごの対により画成される半影は相−〃に著しく
異なっている。

例えばアメリカ合衆国特許第４１９８５７０号又は同第
４４６７１９７壮明細ノ）に記載のように、あごがビー
ム軸線に対し横方向に動かされるのならば、全長及び領
域周縁における非対称性が減少できる。しかしながらあ
ごが理想的に集束されるのは〜・箇所だけとなる。

半影へのあご位置の影響を減少するためにドイツ連邦共
和国特許出願公開第３３１１８７０　（３公報では、ビ
ームを画成する凸状の表面を備え横方向に移動可能なあ
ごを設けることが提案され、それによりビームのための
通路は次第に外側に広げられている。こうしてあごがビ
ーム軸線から離れるように移動されるときに、ビームは
湾曲した表面に接してド流へ動く。実際上領域の周縁は
ここでも面積の直径に関係し、周縁は領域寸法が減少す
るにつれて広くなるが、このことは特に厄介である。

カナダ国特許第５７８９７３号明細書には、コンパクト
であり、かつ対称であるばかりでなく種々の領域寸法に
対して良好に画成された領域境界を！１えるコリメータ
が記載されている。この構造では各ブロフクは、相Ｗに
離して置かれ横方向に移動可能な板の積層体により置き
換えられている。積層体は必要な通路を形成するために
相互の板を重ね合わされている。可動な板を支持するた
めにその構造は、固定体を備えた同様の構造に挟み込ま
れている。各板は固定体のうちの一木の」−に滑ること
ができるように載っており、向かい合った積層体のすべ
ての板は調整された方法で可動であるので、処理領域の
長さ比は通路を集束状態に保ったまま変更できる。今の
ところこのような構造のものは商品化されていないが、
それはおそらく移動手段が比較的複雑であり大きい摩擦
力を克服しなければならないためであろう。

前記のすべてのコリメータにおいて、′ｔ７．　彩は領
域寸法の関数でありかつ変更できない。しかし特殊の用
途に関しては自由に整形可能な領域周縁が望ましい、こ
れに関する重要な例は多領域処理であり、ここでは非常
に大きいターゲット量を覆うために幾つかの照射領域が
加算される。

ここで隣接する領域の間の接合点での有害な強度変動は
、もし接合領域において適当な強度分布を有する隣接領
域の間の重畳が行われれば、最告に抑制できる（例えば
専門誌「放射線治ｇｉ（Ｓｔｒａｈｌｅｎｔｈｅｒａｐ
ｉｅ）　Ｊ　、第１５６３（１９８０年）、第１１５ペ
ージないし第１１９ページ参照）。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の目的を列記すると次のとおりである。

変更可能な寸法と鋭く集束された境界とを備えた領域を
形成できるコリメータを提供すること。

周縁が処理領域の周囲で少なくとも近似的に一定の幅を
有するような照射領域を形成するためのコリメータを提
供すること。

コンパクトなコリメータを提供すること。

可動部品が比較的小さい力で作動されるコリメータを提
供すること。

可動部分を移動するための筒中な機構を備えたコリメー
タを提供すること。

変更ｉｊｆ能な寸法と調整可能な周縁域とを備えた処理
領域を形成するためのコリメータを提供すること。

直線の周縁区間が相互に独立して調整可能である方形の
処理領域を画成するためのコリメータを提供すること。

前記の型式の公知のコリメータを改良すること。

［課題を解決するためのＬ段］ この発明によれば、ビーム軸線に沿って線源から放射さ
れる高エネルギービームの放射領域を画成するためのコ
リメータにおいて、１−記の［１的を達成するためコリ
メータはビーム軸線に対し屯直な異なる二つの面上に置
かれた二対のあごを右する。６対のあごはビーム軸線を
挟んで相互に向かい合い、異なる対のあごはビーム軸線
に関して相互に９０’ずれている。各あごは外側部分と
内側部分とから成る。内側部分はビーム軸線に対し６直
な軸線を中心として回転可能であり、かつ高エネルギー
ビームのための通路の側壁を形成するモらな表面を有す
る。内側部分を回転すると、側壁はビーム軸線から多か
れ少なかれ発散するように傾く。コリメータは更に、ビ
ーム１ｈ１１線に向かって又はそれから離れるように各
あごを移動するためのＦ段と、各あごの内側部分を回転
するための手段とを備えている。

［作用効果］ この発明に基づ〈コリメータは、領域の国土軸線１−ば
かりでなく異なる寸法でも幅の狭い境界線を有する照射
域を画成できる。装置はコンパクトであるので、傾動す
るあごを備えた従来のコリメータの代りにこの発明に基
づくあご装置を用いるならば、線源とあごとの間にもっ
と多くの空間がＹＩＩられてビーム境界の品質が改良さ
れる。

［実施Ｔミ；様］ この発明の一実に態様に基づき、もし外側部分が横方向
に動かされるならば、関連する内側部分はその側壁を画
成する表面が集束される位置まで自動的に回転されるよ
うに、移動手段が回転手段と同期化されている。外側部
分がねじ杯送り機構により駆動され、一方円側部分が関
連する外側部分Ｊ二に取り付けられた腕により回転軸線
上にピボット支持されるのが有利である。内側部分は、
一端を偏心して内側部分に固定され他端を直線に沿って
案内されるレバーによって回転される。

各あごのための移動手段と回転手段とが連結されていな
い場合には、半影は種々の領域寸法で変更できる。更に
もし異なる内側部分のための回転ｒ段ばかりでなく異な
る外側部分のための移動手段も独立して作動するならば
、異なる領域の縁に沿って別個の周縁を備えた種々の領
域フォーマントを形成できる。

右利な一実施ｊｆ５様において、内側部分は部分円筒す
なわち弦平面に沿って切片を切り取られた円筒である。

この切断面は側壁を画成する。部分円筒は関連する外側
部分のつり合った凹所の中に挿入されている。こうして
両部分は板状の中実のブロックを形成し、高エネルギー
ビームに対するその吸収特性はあごの位置に無関係であ
る。

［実施例］ 次にこの発明に基づくコリメータの二つの実施例を示す
図面により、この発明の詳細な説明する。

分かりやすくするためにあご装置の幾つかの部品が省略
されている。全図面を通じて同じ要素には同じ符号が付
けられている。

第１図は、゛重子モードで作動可能な直線加速器からビ
ームの偏向兼両成装首を示す。

加速導波路（図示されていない）から出てい〈゛重子ビ
ーム１は偏向磁石２の中で円形軌道の中へ偏向され、軸
線４に沿って窓３を通り放射される。そしてビームは第
１の散乱箔６にぶつかり、遮蔽ブロック８により画成さ
れた通路７を通り、第２の散乱箔９にぶつかる。その後
ビームは電子線ｂｉ測定器１１を通って送られ、最後に
あご装置１２を通り抜ける。

第２図及び第３図に詳細を示すこのあご装置は、ビーム
軸線４の周りの二つの対に組み分けされた四つのあごを
備える。符号１３．１４により示された第１の対のあご
は、ビーム軸線に垂直な第１の而」二でビーム軸線の両
側に広がっている。

符す１６．１７で示された第２の対のあごは軸線４に爪
直な第２の面上に配置され、ここでも軸線４に関して相
互に向かい合っている。しかしながら異なる対のあごは
ビーム軸線４に関して９００ずらして配置されている。

各あごは二つの部分、すなわち外側部分１８．１９．２
１．２２と内側部分２３．２４．２６とから成る。内側
部分は平らな表面２５を備えた半円筒として形成され、
外側部分のつり合った凹所２７，２８．２９の中に収容
されている。半円筒の直径は外側部分の幅に等しいので
、両部分はあごのビーム吸収特性を弱めるおそれがある
空洞を持たない板を形成している。

各あごは、相互に平行でかつビーム軸線４に昨直な二つ
の案内棒３１．３２．３３．３４の間に配置されている
首装置は、一対のあごが平行な一対の案内棒を共用する
ようになっている。案内棒に隣接した両側面では各外側
部分が一組のローラ３６，３７．３８．３９．４０；４
１．４２；４３．４４、；４６．４７；４８．４９を有
する。各組のローラは一つの案内棒を囲むので、各あご
は杯軸線に沿って滑ることができる。各あごは第２図及
び第３図に示すように、−側に一対のローラをまた他側
に一つの三つぞろいのローラを右する。かかる配置によ
り杯ばかりでなくローラの位置と方向における比較的高
い公差が実現される。

各ローラはポルト５１を用いて外側部分に固定され、各
ｍｌのローラのポルトは板５２．５３．５４．５６．５
７．５８により次々に固定されている。この板はまたブ
ロック状のクランプ５９を支持するために用いられる。

このクランプはねじ輔６２上にねじ込まれたナツト６１
を備え、こうして送り機構が提供される。ねじ軸が回転
されると、あごはそれに関連した案内体に沿って移動す
る。杯とねじ軸とばあご装置を囲む枠の側１１？６３．
６４．６６に固定されている。

各あごの内側部分はばねによりそれに関連する外側部分
に回転可能に取り付けられ、これらのばねのうち外側部
分１８の一側面１；のばね６７．６８だけが示されてい
る。各半円筒は外側部分１８に対して、符ｔ；６９によ
り示５れた曲−（ｌの中心を通る袖を中心として回動さ
れる。゛ト円筒の端には三角形の板のように形成された
し八−７１，７２が、それぞれし八−７１，７２の隅を
ｊ′Ｅいて延びる二つのポルト７３により、゛Ｖ１円１
°１１の前側側面の一つに取り付けられている。レバー
７１．７２の第３の間はピン７４を備え、このピンはそ
れに関連する内側部分の回転軸線にモ行に延び、回転＋
ｈ線に対し横に延びる長い直線のスロット７６の中で滑
る。枠の隣接した側壁に設けられたこのスロットはビー
１、軸線４に対し傾いているので、あごが軸線４から遠
ざかるときに、あごの側壁を画成する表面はビーム円錐
に対し調整を維持される。このことは、ビームが一つの
点線源から放射されるならば、表面２５により画成され
る面が線源位置で軸線４と交差するということを意味す
る。ｖｊ源が広がりを持っているときは、この面は線源
に接する。

第４図は他の実施例におけるあご１３’　　を側面図で
示す。このあごは、その内側部分２６「が僅かに変更さ
れた形を有し、かつ異なる方法で外側部分１８に取り付
けられているという点で、第１図ないし第３図に示され
たあごと異なっている。第４図に示すように、内側部分
２６’　の断面はここでも円区域の一部であり、しかし
切り取られた切片は残っている区域より小さい。更に内
側部分２６’　はばねでなくて傾動する腕（腕７７が示
されている）により外側部分１８に留められている。案
内体に隣接する各側面で一つの腕がピポー、ト支持され
、その一端は外側部分１８に取り付けられ、鍵形に曲っ
たその他端は回転軸線６９’　に同軸に内側部分２６′
　の穴の中に突入している。同様に集束するあごを提供
するこの支持機構は特にフェイルセーフであり、それゆ
えに医療用に有利である。

この発明を二つの実施例により説明したが、この発明を
理解すれば、特許請求の範囲に記載のこの発明の趣旨と
範囲とから外れることなく、種々の変更や変形を行うこ
とが可能であることが当業者にとってはす１らかである
。それでこのコリメータは電子ビーム以外の高エネルギ
ービーム例えばＸ線放射を画成することもできる。更に
コリメータのすべてのあごに傾動可能な内側表面を設け
ることは必ずしも必要でない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づくコリメータの一実施例を備え
た直線加速器のビーム偏向兼画成装置の側面略図、第２
図は第１図に示すコリメータの詳細側面図、第３図は第
２図に示すコリメータの矢印方向に見た側面図、第４図
は別の実施例の要部断面図である。 ４・・・ビーム軸線 １２・・・コリメータ（あご装置） １３．１４．１３’　・・・第１の対のあご１６．１７
・・・第２の対のあご １８．１９．２１．２２・・・外側部分２３．２４．２
６．２６’　・・・内側部分２５・・・平らな表面 ２７．２８．２９・・・凹所 ３１．３２．３３．３４・・・案内杯 ６２・・・ねし輛 ７１．７２・・・レバー ７６・・・スロフト ７７・・・腕 ”ｆｔ１１８１代理人４ｒ４ＩＩａ士富村　ごＩＧ　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ビーム軸線に沿って放射される高エネルギービーム
   により照射される区域の形を調整するためのコリメータ
   において、 ａ）ビーム軸線にほぼ直角な第１の面上で ビーム軸線の両側に配置された第１の対のあごと、 ｂ）ビーム軸線にほぼ垂直な第２の面上で ビーム軸線の両側に配置された第２の対のあごと、 ここで各あごが ｃ１）外側部分と、 ｃ２）ビーム軸線から離して置かれかつ垂 直な軸線を中心として回動可能に外側部分 に取り付けられ、かつビーム軸線に対し設 定された角度を成し高エネルギービームの ための通路の側壁を画成する平らな表面を 有する内側部分とから成り、 ｄ）ビーム軸線に対し横方向に各あごを移動するための
   手段と、 ｅ）各あごの内側部分を回転しその際設定された角度を
   変更するための手段と から成ることを特徴とするコリメータ。 ２）各側壁がすべての横方向のあご位置においてほぼ同
   一の位置でビーム軸線に交差する面を画成するように、
   移動手段が回転手段と同期化されていることを特徴とす
   る請求項１記載のコリメータ。 ３）各あごの内側部分が、前記側壁を画成する弦の面を
   備えた部分円筒として形成されていることを特徴とする
   請求項１記載のコリメータ。 ４）部分円筒が半円筒であることを特徴とする請求項３
   記載のコリメータ。 ５）内側部分が、関連する外側部分の凹所に挿入されて
   いることを特徴とする請求項１記載のコリメータ。 ６）外側部分の凹所が、挿入された内側部分につり合う
   形を有することを特徴とする請求項５記載のコリメータ
   。 ７）各あごの内側部分と外側部分とで板状の中実のブロ
   ックを形成することを特徴とする請求項１記載のコリメ
   ータ。 ８）部分円筒の湾曲した周囲が半円以上に及んでいるこ
   とを特徴とする請求項３記載のコリメータ。 ９）内側部分が二つの端を有する腕により関連する外側
   部分に取り付けられ、各腕の一端が関連する外側部分に
   取り付けられ、その他端が回転軸線に同軸に内側部分の
   穴の中に突入していることを特徴とする請求項８記載の
   コリメータ。 １０）回転手段が二つの端を備えたレバーから成り、レ
   バーの一端が偏心して内側部分に取り付けられ、レバー
   の他端が設定された線に 沿って案内されていることを特徴とする請求項１記載の
   コリメータ。 １１）あごの対を囲む側壁を備えた枠から成り、各側壁
   がレバーの他端を収容するためのス ロットを有することを特徴とする請求項１０記載のコリ
   メータ。 １２）移動手段が平行な案内棒の二つの対から成り、こ
   こで各あごが二つの案内棒の間に支持され、向かい合っ
   たあごが対を成す案内棒を共用することを特徴とする請
   求項１記載のコリメータ。 １３）移動手段が各あごのためのねじ軸送り装置を備え
   ることを特徴とする請求項１記載のコリメータ。 １４）ビーム軸線に沿って放射される高エネルギービー
   ムにより照射される区域の形を調整するためのコリメー
   タにおいて、 ａ）ビーム軸線にほぼ直角な第１の面上で ビーム軸線の両側に配置された第１の対のあごと、 ｂ）ビーム軸線にほぼ垂直な第２の面上で ビーム軸線の両側に配置された第２の対のあごと、 ここで少なくとも一つのあごが ｃ１）外側部分と、 ｃ２）ビーム軸線から離して置かれかつ垂 直な軸線を中心として回動可能に外側部分 に取り付けられ、かつビーム軸線に対し設 定された角度を成し高エネルギービームの ための通路の側壁を画成する平らな表面を 有する内側部分とから成り、 ｄ）ビーム軸線に対し横方向に各あごを移動するための
   手段と、 ｅ）各あごの内側部分を回転しその際設定された角度を
   変更するための手段と から成ることを特徴とするコリメータ。