WO2015049787A1

WO2015049787A1 - マルチリーフコリメータ、およびそれを用いた放射線治療装置、放射線治療システム

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Publication number: WO2015049787A1
Application number: PCT/JP2013/077050
Authority: WO
Inventors: 邦夫 ▲高▼橋; 宮本　明啓
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-09
Also published as: JPWO2015049787A1; CN105407965A; EP3053628A4; US20160206899A1; JP6072273B2; EP3053628B1; CN105407965B; EP3053628A1

Abstract

　このマルチリーフコリメータ（６０Ａ）は、第一方向に延びるリーフ（７０）と、第一方向と垂直な第二方向に複数枚のリーフ（７０）を並べた状態で、複数のリーフ（７０）を進退可能に支持するフレーム（６１）と、第二方向に延び、複数のリーフ（７０）にそれぞれ対応して設けられる複数のシャフト（９５）と、複数のシャフトの基端部にそれぞれ連結され、シャフト（９５）を軸線回りに回転させる複数の駆動部（９１）と、シャフト（９５）の先端部に設けられてリーフ（７０）の一部に接触し、シャフト（９５）の軸線回りの回転によってリーフ（７０）を第一方向に進退させる駆動部（９１）と、を備え、少なくとも一部の複数のシャフト（９５）は、シャフト（９５）の長さが互いに同一とされ、複数の駆動部（９１）は、長さが互いに同一とされた複数のシャフト（９５）の先端部の位置に応じて、第二方向における位置が互いにずれるように配置されている。

Description

マルチリーフコリメータ、およびそれを用いた放射線治療装置、放射線治療システム

　この発明は、放射線治療を行うために照射する放射線の照射野を制御するマルチリーフコリメータ、およびそれを用いた放射線治療装置、放射線治療システムに関する。

　腫瘍の治療法の一つとして、患部に放射線を照射する放射線治療がある。放射線治療においては、患者への放射線照射量（線量）をなるべく抑えつつ、患部に効率良く放射線を照射することが望まれる。
　そこで、放射線の照射領域・照射形状である照射野を制御するマルチリーフコリメータが用いられている。

　マルチリーフコリメータは、薄板状の多数枚のリーフが、フレーム内に、それぞれの板厚方向に間隔をあけて並設されている。各リーフは、それぞれの表面に沿った方向に移動可能に設けられている。このような各リーフにより放射線の照射領域の一部が遮蔽されることで、放射線の照射野が制御される。

　例えば特許文献１には、各リーフを駆動させる駆動機構として、各リーフに形成した開口部の内縁部に形成したラックギヤと、このラックギヤに噛み合うピニオンギヤと、ピニオンギヤを回転駆動させるモータと、を備えた構成が開示されている。
　ここで、モータの駆動軸は、多数枚が並設されたリーフの開口部に対し、リーフの並設方向（各リーフの板厚方向）に挿入されている。駆動軸の先端部に設けられたラックギヤは、各リーフの開口部の内縁部に形成されたラックギヤに噛み合う。

特許第４４３６３４３号公報

　ところで、上記したようなモータは、多数枚のリーフを収容したフレームの外周面に固定されている。すると、フレームの外周面（モータの取付面）と各リーフとの間隔が、リーフ毎に異なる。したがって、各リーフを駆動するモータのシャフトの長さが、リーフ毎に異なる。
　その結果、長さが異なる多くの種類のシャフトを用意しなければならない。このため、マルチリーフコリメータを構成する部品の種類が増え、部品コスト抑制の妨げとなる。さらに、補修時等には、個々のリーフの位置に応じた長さのシャフトを用意しなければならない。つまり、ストックしておく部品点数が増え、これもコスト抑制の妨げとなる。
　この発明は、部品点数を抑え、製作コスト、維持コストを抑制することのできるマルチリーフコリメータ、およびそれを用いた放射線治療装置、放射線治療システムを提供することを目的とする。

　この発明に係る第一態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一方向に延びる複数のリーフと、前記第一方向と垂直な第二方向に前記複数のリーフを並べた状態で、前記複数のリーフを前記第一方向に個別に進退可能に支持するフレームとを備えている。マルチリーフコリメータは、前記第二方向に延び、前記複数のリーフにそれぞれ対応して設けられる複数のシャフトと、軸線方向における前記複数のシャフトの第一端部にそれぞれ連結され、前記シャフトを軸線回りに回転させる複数の駆動部とを更に備えている。マルチリーフコリメータは、前記シャフトの軸線方向の第二端部に設けられて前記リーフの一部に接触し、前記シャフトの軸線回りの回転によって前記リーフを前記第一方向に進退させる進退駆動部と、を更に備えている。また、マルチリーフコリメータは、少なくとも一部の前記複数のシャフトが、前記シャフトの長さが互いに同一とされ、前記複数の駆動部が、長さが互いに同一とされた前記複数のシャフトの前記第二端部の位置に応じて、前記第二方向における位置が互いにずれるように配置されている。

　この発明に係る第二態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一態様のマルチリーフコリメータにおける前記複数の駆動部のうち少なくとも一部が、前記フレームに対してスペーサを介して支持され、前記スペーサが、前記駆動部の前記第二方向における位置に応じて、前記第二方向の厚さが複数段階に設定されているようにしてもよい。

　この発明に係る第三態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一態様のマルチリーフコリメータにおいて、前記フレームは、前記駆動部を固定する台座部を備え、前記台座部は、前記駆動部の前記第二方向における位置に応じて、前記第二方向の高さが複数段階に設定されているようにしてもよい。

　この発明に係る第四態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一から第三態様の何れか一つのマルチリーフコリメータにおける前記複数のシャフトが、少なくとも２種類の長さのシャフトを有しているようにしてもよい。

　この発明に係る第五態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一から第四態様の何れか一つのマルチリーフコリメータにおける前記駆動部が、前記複数の駆動部が取り付けられる前記フレームの取付面の外側から中央側に向けて、前記第二方向における前記フレームからの突出寸法が漸次大きくなるように配置されているようにしてもよい。

　この発明に係る第六態様によれば、放射線治療装置は、第一から第五態様の何れか一つのマルチリーフコリメータと、放射線を放射する放射線照射装置と、を備えている。

　この発明の第七態様によれば、放射線治療システムは、第六態様の放射線治療装置と、前記放射線治療装置の動作を制御する制御装置と、を備えている。

　上述したマルチリーフコリメータ、放射線治療装置、放射線治療システムによれば、マルチリーフコリメータの部品の種類の数を抑え、製作コスト、維持コストを抑制することが可能となる。

この発明の第１実施形態における放射線治療システムの機能的な構成を示す図である。この発明の第１実施形態における放射線治療システムを構成する放射線治療装置の概略構成を示す斜視図である。この発明の第１実施形態における放射線治療装置を構成する放射線照射装置を示す断面図である。この発明の第１実施形態における放射線照射装置の一部を構成するマルチリーフコリメータの外観を示す斜視図である。この発明の第１実施形態におけるマルチリーフコリメータの幅方向断面図である。この発明の第１実施形態におけるマルチリーフコリメータの、リーフの板厚方向に直交する断面図である。この発明の第１実施形態におけるリーフおよびリーフを駆動する駆動装置を示す斜視図である。この発明の第１実施形態における駆動装置の構成を示す斜視図である。この発明の第１実施形態におけるリーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。この発明の第１実施形態の変形例におけるリーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。第２実施形態におけるマルチリーフコリメータの、リーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。第３実施形態におけるマルチリーフコリメータの、リーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。第３実施形態におけるマルチリーフコリメータの要部の斜視図である。

（第１実施形態）
　図１は、この発明の第１実施形態における放射線治療システム１０の機能的な構成を示す図である。
　図１に示すように、放射線治療システム１０は、治療計画装置１１と、制御装置１２と、放射線治療装置２０と、を備えている。

　治療計画装置１１は、患者に施す放射線治療の内容に応じて予め設定された、患者に放射すべき放射線の性状（（患者に放射する放射線の強度、時間、角度、位置、放射領域等））が、外部から入力されている。治療計画装置１１では、入力された放射線の性状に対応した放射線を放射するための制御用の各種パラメータ値を制御装置１２に出力する。

　制御装置１２は、治療計画装置１１によって生成された各種パラメータ値に基づいて、放射線治療装置２０の動作を制御する。制御装置１２は、パーソナルコンピュータ等、予め定められたプログラムに基づいた処理を実行するコンピュータ装置である。制御装置１２は、双方向に情報を伝送することができるよう、無線または有線の通信回線を介して放射線治療装置２０に接続されている。

　図２は、放射線治療システム１０を構成する放射線治療装置２０の概略構成を示す斜視図である。
　この図２に示すように、放射線治療装置２０は、リングフレーム２１と、走行ガントリ２２と、放射線照射装置２４と、を備えている。

　リングフレーム２１は、断面円形の筒状に形成されている。このリングフレーム２１は、中心軸Ｃ１がほぼ水平方向を向くように配されている。リングフレーム２１は、その下端部２１ａの外周面に、下方に向けて延びる回転軸２５が一体に形成されている。この回転軸２５は、基台（図示せず）に、回転軸２５の中心軸Ｃ２回りに回動自在に支持されている。そして、回転軸２５は、旋回駆動機構（図示せず）により、回転軸２５の中心軸Ｃ２回りに回転駆動される。これにより、リングフレーム２１は、回転軸２５の中心軸Ｃ２回り、つまり鉛直軸回りに回動可能とされている。

　走行ガントリ２２は、断面円形の筒状に形成されている。この走行ガントリ２２は、リングフレーム２１の内周側に配置されている。走行ガントリ２２は、リングフレーム２１の内周面に沿って回転可能に支持されている。これにより、環状の走行ガントリ２２は、水平方向に延びる中心軸Ｃ１回りに回動可能とされている。走行ガントリ２２は、ガントリ駆動機構（図示せず）により、中心軸Ｃ１回りに旋回可能とされている。

　放射線照射装置２４は、制御装置１２により制御されて、治療用放射線Ｓｒを放射する。放射線照射装置２４は、走行ガントリ２２の内周面２２ａに支持されている。放射線照射装置２４は、放射する治療用放射線Ｓｒが、リングフレーム２１の回転動作の中心軸Ｃ２と、走行ガントリ２２の回転動作の中心軸Ｃ１との交点であるアイソセンタＣ０を通るように設けられている。
　このようにして、放射線照射装置２４は、走行ガントリ２２に支持されることにより、リングフレーム２１の中心軸Ｃ２回りの回転動作、走行ガントリ２２の中心軸Ｃ１回りの回転動作に関わらず、常にアイソセンタＣ０を通るように治療用放射線Ｓｒを放射する。

　また、放射線治療装置２０は、診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂと、センサアレイ２７Ａ，２７Ｂと、を備えている。
　診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂは、走行ガントリ２２の内周側に配置されている。診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂは、放射線治療装置２０の中心（リングフレーム２１の回転動作の中心軸Ｃ２）を挟んで、リングフレーム２１の周方向両側に配置されている。診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂは、制御装置１２により制御されてアイソセンタＣ０に向けて診断用Ｘ線１０１を放射する。診断用Ｘ線１０１は、診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂが有する１点から円錐状に広がる、円錐状のコーンビームである。

　センサアレイ２７Ａ，２７Ｂは、走行ガントリ２２の内周面２２ａに支持されている。センサアレイ２７Ａ，２７Ｂは、アイソセンタＣ０を挟んで診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂと対向するよう設けられている。センサアレイ２７Ａ，２７Ｂは、診断用Ｘ線源２６Ａ，２６Ｂから放射され、アイソセンタＣ０の周辺の被写体を透過した診断用Ｘ線１０１を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ２７Ａ，２７Ｂとしては、例えばＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（ＩｍａｇｅＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が挙げられる。

　放射線治療装置２０は、カウチ２８と、カウチ駆動装置２９と、を更に備えている。カウチ２８は、その上面２８ａに、放射線治療システム１０により治療される患者２００が横になって寝る。
　カウチ駆動装置２９は、制御装置１２により制御されてカウチ２８を移動させる。カウチ駆動装置２９は、基台（図示せず）に支持されている。

　図３は、放射線治療装置２０を構成する放射線照射装置２４を示す断面図である。
　この図３に示すように、放射線照射装置２４は、電子ビーム加速装置５１と、Ｘ線ターゲット５２と、１次コリメータ５３と、フラットニングフィルタ５４と、２次コリメータ５５と、マルチリーフコリメータ６０Ａと、を備えている。

　電子ビーム加速装置５１は、電子を加速して生成される電子ビームＳ０をＸ線ターゲット５２に照射する。

　Ｘ線ターゲット５２は、タングステン、タングステン合金等から形成されている。Ｘ線ターゲット５２は、電子ビームＳ０が照射されると放射線Ｓ１を放出する。

　１次コリメータ５３は、鉛、タングステン等から形成されている。１次コリメータ５３には、貫通孔５３ｈが形成されている。Ｘ線ターゲット５２から放射された放射線Ｓ１は、貫通孔５３ｈを通る。１次コリメータ５３は、貫通孔５３ｈにより、所望の部位以外に放射線Ｓ１が照射されないよう、放射線Ｓ１の一部を遮蔽している。

　フラットニングフィルタ５４は、アルミニウム等から形成されている。フラットニングフィルタ５４は、１次コリメータ５３の貫通孔５３ｈの出口側に配置されている。フラットニングフィルタ５４は、Ｘ線ターゲット５２を向く側に、概ね円錐形の突起５４ａを有している。フラットニングフィルタ５４は、放射線Ｓ１がフラットニングフィルタ５４を通過した後に、その放射方向に垂直な平面における線量が概ね一様に分布するように、突起５４ａの形状が設計されている。

　２次コリメータ５５は、鉛、タングステン等から形成されている。２次コリメータ５５は、その中央部に貫通孔５５ｈを備えている。２次コリメータ５５は、貫通孔５５ｈを通過した放射線Ｓ２のみを照射し、放射線Ｓ１の一部を遮蔽する。

　上述した１次コリメータ５３、フラットニングフィルタ５４、２次コリメータ５５を経ることで、一様強度分布を有する放射線Ｓ２は、マルチリーフコリメータ６０Ａにより一部が遮蔽される。マルチリーフコリメータ６０Ａは、制御装置１２により制御を受け、治療計画装置１１に設定され、患者に放射すべき放射線の性状に応じた治療用放射線Ｓｒを生成する。

　図４は、放射線照射装置２４の一部を構成するマルチリーフコリメータ６０Ａの外観を示す斜視図である。図５は、マルチリーフコリメータ６０Ａの幅方向断面図である。図６は、リーフ７０の厚さ方向である第二方向（以下、これを板厚方向Ｔと称する）に直交するマルチリーフコリメータ６０Ａの断面図である。
　この図４～図６に示すように、マルチリーフコリメータ６０Ａは、フレーム６１と、複数のリーフ７０と、駆動装置９０と、を備えている。

　フレーム６１は、一方向に長い略直方体状に形成されている。フレーム６１は、その長手方向である第一方向（以下、これを幅方向Ｗと称する）が、中心軸Ｃ２に沿った放射線照射装置２４の放射線照射軸に直交するよう配置されている。フレーム６１には、その幅方向Ｗに連続する中空のリーフ収容部６２が形成されている。

　フレーム６１は、放射線照射装置２４に対向する側の上面部６１ａと、その反対側の下面部６１ｂに、フレーム６１の外周側とリーフ収容部６２とを貫通する開口部６３が形成されている（図４には、上面部６１ａの開口部６３のみが図示されている）。この開口部６３は、上面部６１ａおよび下面部６１ｂの幅方向Ｗの中央部に形成されている。

　図４、図５に示すように、フレーム６１は、上面部６１ａおよび下面部６１ｂに直交する両側面部６１ｃ，６１ｄに、それぞれ、矩形の開口部６４，６４が形成されている。これら開口部６４，６４は、側面部６１ｃ，６１ｄの幅方向Ｗの中央部に対して対称に形成されている。これら開口部６４には、矩形のベースプレート６５が装着されている。

　リーフ７０は、概ね長方形の板状に形成されている。リーフ７０は、例えば、タングステン、タングステン合金等から形成されている。
　図５に示すように、リーフ７０は、その板厚方向Ｔに間隔をあけて複数枚が並んで配置されている。これら複数枚が並んで配置された複数枚のリーフ７０により、リーフ群７０Ｇが構成されている。この実施形態では、リーフ群７０Ｇは、例えば３０枚のリーフ７０によって構成されている。図４に示すように、このようなリーフ群７０Ｇは、フレーム６１の幅方向Ｗの中央部を挟んで対向するよう、二組一対で、フレーム６１内のリーフ収容部６２内に配置されている。

　図７は、リーフ７０およびリーフ７０を駆動する駆動装置９０を示す斜視図である。
　図６、図７に示すように、リーフ７０は、直線状の上縁部７０ａと下縁部７０ｂとが互いに平行に形成されている。図６に示すように、リーフ収容部６２内において上縁部７０ａは、上面部６１ａと間隔をあけて対向配置されている。リーフ収容部６２内において下縁部７０ｂは、下面部６１ｂと間隔をあけて対向配置されている。リーフ７０は、リーフ収容部６２内でフレーム６１の幅方向Ｗの中央部を向く側の前縁部７０ｃが、円弧状に膨出して形成されている。また、リーフ７０は、リーフ収容部６２内でフレーム６１の幅方向Ｗの外側を向く側の後縁部７０ｄが、上縁部７０ａおよび下縁部７０ｂに直交する直線状に形成されている。

　リーフ収容部６２内で幅方向Ｗの中央部を挟んで対向して配置された二組一対のリーフ群７０Ｇ，７０Ｇは、各リーフの前縁部７０ｃが、フレーム６１の上面部６１ａの開口部６３と下面部６１ｂの開口部６３との間の領域に面するように配置されている。

　各リーフ７０には、スリット７１，７２が、その板厚方向Ｔに貫通形成されている。これらのスリット７１，７２は、それぞれ、リーフ７０の前縁部７０ｃと後縁部７０ｄとを結ぶ方向に連続して形成されている。スリット７１，７２は、リーフ７０の上縁部７０ａと下縁部７０ｂとを結ぶ方向に間隔をあけて並んで形成されている。これらのスリット７１，７２は、フレーム６１の上面部６１ａの開口部６３からフレーム６１のリーフ収容部６２内に入射する放射線Ｓ２に照射されないよう、前縁部７０ｃよりも後縁部７０ｄ側にずらした位置に形成されている。

　各リーフ７０は、スリット７１，７２の上辺部７１ａ，７２ａと、下辺部７１ｂ、７２ｂとの、少なくともいずれか一つに、幅方向Ｗに沿って連続するラックギヤ７３が形成されている。ここで、リーフ群７０Ｇにおいては、複数枚のリーフ７０の並ぶ方向で互いに隣接するリーフ７０、７０同士のラックギヤ７３が、スリット７１，７２の上辺部７１ａ，７２ａ、下辺部７１ｂ、７２ｂのうち、互いに異なる辺に形成されているようにしてもよい。このようにすることで、互いに隣接するリーフ７０，７０間で、ラックギヤ７３に噛み合うピニオンギヤ９６が干渉するのを防ぐことができる。

　各リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のそれぞれは、フレーム６１に、板厚方向Ｔに直交し、前縁部７０ｃと後縁部７０ｄとを結ぶ方向、つまり幅方向Ｗに沿って進退可能に支持されている。このため、フレーム６１には、各リーフ群７０Ｇの上部と下部に、幅方向Ｗに間隔をあけて複数のスライド支持部材６６が設けられている。この実施形態では、各リーフ群７０Ｇの上部と下部に、それぞれ幅方向Ｗにおけるフレーム６１の中央部側と外周側にそれぞれ２つずつ、計４つのスライド支持部材６６が設けられている。

　図５、図６に示すように、各スライド支持部材６６は、フレーム６１に固定されたシャフト６６ａに、複数の支持ローラ６６ｂがそれぞれ回転自在に装着されている。これら複数の支持ローラ６６ｂは、リーフ群７０Ｇを構成するそれぞれのリーフ７０に対応する位置に設けられている。

　図６に示すように、各リーフ７０は、上縁部７０ａ、下縁部７０ｂに、少なくとも２つのスライド支持部材６６の支持ローラ６６ｂが当接している。これにより、各リーフ７０は、フレーム６１により幅方向Ｗに沿って個別に進退可能に支持されている。
　ここで、リーフ群７０Ｇにおいて、複数枚のリーフ７０の並ぶ板厚方向Ｔにおいて互いに隣接するリーフ７０、７０では、複数のスライド支持部材６６のうち、互いに異なるスライド支持部材６６の支持ローラ６６ｂが当接するようにしてもよい。このようにすることで、互いに隣接するリーフ７０，７０間で、支持ローラ６６ｂが干渉するのを防ぐことができる。

　フレーム６１は、各リーフ７０における幅方向Ｗの後縁部７０ｄ側への移動量を規制するために、ストッパ６８を備えている。

　図８は、駆動装置９０の構成を示す斜視図である。
　図７に示すように、駆動装置９０は、複数枚のリーフ７０のそれぞれに対応して設けられている。図７、図８に示すように、駆動装置９０は、モータ（駆動部）９１と、シャフト９５と、ピニオンギヤ（進退駆動部）９６と、を備えている。

　モータ９１は、シャフト９５の軸線方向の第一端部である基端部に連結されている。モータ９１は、シャフト９５をその軸線回りに回転駆動させる。図５に示すように、モータ９１は、フレーム６１の側面部６１ｃ，６１ｄに沿って設けられた取付面としてのベースプレート６５に支持されている。

　フレーム６１の一方の側面部６１ｃに設けられたベースプレート６５には、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のうち、側面部６１ｃに近い側の半数のリーフ７０を駆動する駆動装置９０のモータ９１が支持されている。フレーム６１の他方の側面部６１ｄに設けられたベースプレート６５には、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のうち、側面部６１ｄに近い側の半数のリーフ７０を駆動する駆動装置９０のモータ９１が支持されている。

　図７に示すように、シャフト９５は、リーフ７０の板厚方向Ｔに延びるよう設けられている。図６、図７に示すように、シャフト９５は、リーフ群７０Ｇの複数枚のリーフ７０のスリット７１または７２内に挿入されている。
　図７、図８に示すように、ピニオンギヤ９６は、シャフト９５の軸線方向の第二端部である先端部に設けられている。ピニオンギヤ９６は、リーフ７０の一部である、スリット７１，７２の上辺部７１ａ，７２ａ、下辺部７１ｂ、７２ｂのいずれか一つに形成されたラックギヤ７３に噛み合っている。

　駆動装置９０には、さらに、ロータリエンコーダ９２と、カバー９４と、が設けられている。
　ロータリエンコーダ９２は、シャフト９５の回転量を測定し、その測定結果を制御装置１２に出力する。

　カバー９４は、中空の管状に形成されている。このカバー９４は、モータ９１のハウジング９１ａと一体に設けられている。カバー９４において、モータ９１とは反対側の端部には軸受１３０が設けられている。カバー９４には、その内部にシャフト９５が挿通されている。このシャフト９５は、軸受１３０によって回転自在に支持されている。カバー９４は、モータ９１から離間した位置でシャフト９５を軸受１３０によって支持する。これにより、シャフト９５が自重などにより変形することを防止し、モータ９１とリーフ７０とが離れているときでもピニオンギヤ９６がラックギヤ７３の歯に確実に噛み合う。

　カバー９４には、その周方向の一部に切り欠き１００が形成されている。切り欠き１００は、このカバー９４に挿通されたシャフト９５のピニオンギヤ９６が噛み合うラックギヤ７３を有したリーフ７０よりも、モータ９１側に配置される他のリーフ７０との干渉を防いでいる。

　このような駆動装置９０において、モータ９１は、制御装置１２の制御によって駆動され、シャフト９５を回転させる。シャフト９５が回転すると、シャフト９５とともにピニオンギヤ９６が回転し、その回転力をラックギヤ７３に伝達する。すると、ラックギヤ７３が設けられたリーフ７０が、幅方向Ｗに沿って進退する。

　このようにして、二組一対のリーフ群７０Ｇのそれぞれにおいて、リーフ群７０Ｇを構成する各リーフ７０を幅方向Ｗに沿って進退させる。フレーム６１の上面部６１ａの開口部６３から入射した放射線Ｓ２は、両側のリーフ群７０Ｇのリーフ７０によって、その一部が遮蔽される。これにより、マルチリーフコリメータ６０Ａにより、所定の照射野の形状を有した治療用放射線Ｓｒが生成される。

　図９は、リーフ７０に対する駆動装置９０の配置構造を示す断面図である。
　図９に示すように、複数の駆動装置９０は、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のそれぞれに対応して設けられている。そのため、リーフ７０の板厚方向Ｔにおいて、シャフト９５の先端部に設けられたピニオンギヤ９６の位置は、複数枚のリーフ７０を駆動する各駆動装置９０でそれぞれ異なっている。複数のシャフト９５の長さは、複数枚のリーフ７０を駆動するそれぞれの駆動装置９０で同一とされている。このため、複数のシャフト９５のそれぞれの先端部、つまりピニオンギヤ９６の位置に応じて、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置が互いにずれるように配置されている。

　この実施形態では、各駆動装置９０のモータ９１は、スペーサ９７を介して、フレーム６１の側面部６１ｃ，６１ｄのベースプレート６５に設けられている。スペーサ９７は筒状で、その内部にシャフト９５およびカバー９４が挿通されている。なお、図９においては、図示都合上、カバー９４の図示を省略している（以下、図１０～図１２も同様）。

　スペーサ９７は、板厚方向Ｔにおける厚さが、複数段階に設定されている。これにより、同一の長さのシャフト９５を用いながら、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずれるようにしつつ、駆動装置９０をフレーム６１に支持させている。

　上記したような放射線治療システム１０では、以下のようにして治療を行う。
　まず、ユーザは、治療計画装置１１に入力された治療計画で指示される姿勢に放射線治療装置２０のカウチ２８に患者２００を固定する。

　制御装置１２は、旋回駆動機構（図示せず）とガントリ駆動装置（図示せず）とを作動させ、リングフレーム２１、走行ガントリ２２を、中心軸Ｃ１、Ｃ２回りに旋回させる。これによって、治療計画で指示される照射角度で治療用放射線Ｓｒが患者２００の患部位置を照射するように、放射線照射装置２４を移動させる。また、制御装置１２は、マルチリーフコリメータ６０Ａにおいて、治療用放射線Ｓｒの照射野の形状を、治療計画装置１１に入力された治療計画で指示される形状に変更するよう、各リーフ７０を駆動装置９０で進退させる。
　その後、放射線照射装置２４を用いて、治療計画装置１１に入力された治療計画で指示される線量の治療用放射線Ｓｒを、患者２００の患部に照射する。

　上述した実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ａによれば、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０をそれぞれ駆動する駆動装置９０間で、複数のシャフト９５の長さが互いに同一とされている。さらに、複数のシャフト９５のそれぞれの先端部のピニオンギヤ９６の位置に応じて、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置が互いにずれるように配置されている。
　このように構成することで、複数のリーフ７０のそれぞれに対応して設けられたシャフト９５の長さを統一することができる。その結果、マルチリーフコリメータ６０Ａを構成する部品の種類を減らすことができる。また、補修時等には、個々のリーフ７０の位置に応じた長さのシャフト９５を用意する必要がないため、ストックしておく部品点数を減少させることができる。

　また、上述した実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ａによれば、モータ９１はフレーム６１の外周面である側面部６１ｃ、６１ｄにスペーサ９７を介して設けられ、スペーサ９７の板厚方向Ｔにおける厚さが、複数段階に設定されている。
　このように構成することで、長さが統一された複数のシャフト９５のそれぞれの先端部の位置に応じて、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置することができる。

　その結果、マルチリーフコリメータ６０Ａの部品の種類の数を抑え、製作コスト、維持コストを抑制することが可能となる。
　さらに、マルチリーフコリメータ６０Ａを採用して放射線治療装置２０、放射線治療システム１０を構成することで、放射線治療装置２０全体、放射線治療システム１０全体での製作コスト、維持コストを抑制することができる。

（第１実施形態の変形例）
　第１実施形態では、モータ９１はフレーム６１の側面部６１ｃ、６１ｄにスペーサ９７を介して設けるようにしたが、これに限るものではない。長さが統一された複数のシャフト９５のそれぞれの先端部の位置に応じて、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置することができるのであれば、例えば以下に示すような他の構成を採用することができる。

　図１０は、リーフ７０に対する駆動装置９０の配置構造の変形例を示す断面図である。
　この図１０に示すように、フレーム６１の外周面である側面部６１ｃ、６１ｄに設けられたベースプレート６５に、モータ９１を固定する台座部９８が一体に形成されている。台座部９８は、段状に形成され、その板厚方向Ｔにおける高さが、各モータ９１の板厚方向Ｔにおける位置に対応して複数段階に設定されているようにしてもよい。

　このように構成することで、長さが統一された複数のシャフト９５のそれぞれの先端部のピニオンギヤ９６の位置に応じて、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置することができる。これにより、スペーサ９７を用いた場合と同様に、マルチリーフコリメータ６０Ａの部品の種類の数を抑え、製作コスト、維持コストを抑制することが可能となる。この場合、スペーサ９７を用いる必要がないことから、マルチリーフコリメータ６０Ａを構成する部品点数を減らすことができる。

（第２実施形態）
　次に、この発明にかかるマルチリーフコリメータの第２実施形態について説明する。この第２実施形態で示すマルチリーフコリメータ６０Ｂは、第１実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ａに対して、シャフト９５の長さの設定が異なるのみである。したがって、第２実施形態の説明においては、第１実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに重複説明を省略する。つまり、第１実施形態で説明した構成と共通するマルチリーフコリメータ６０Ｂの全体構成、放射線治療装置２０、放射線治療システム１０の構成については、その説明を省略する。

　図１１は、この第２実施形態におけるマルチリーフコリメータ６０Ｂの、リーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。
　図１１に示すように、マルチリーフコリメータ６０Ｂにおいて、各リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のそれぞれに対応して、駆動装置９０が設けられている。

　複数枚のリーフ７０を駆動するそれぞれの駆動装置９０間で、複数のシャフト９５の長さが長・短の２種類とされている。
　リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のうち、リーフ７０の並ぶ方向（板厚方向Ｔ）中心寄りのリーフ７０は長さが長いシャフト９５Ｌを用いた駆動装置９０により駆動されるようになっている。リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のうち、リーフ７０の並ぶ方向（板厚方向Ｔ）外周寄りのリーフ７０はシャフト９５Ｌよりも長さが短いシャフト９５Ｓを用いた駆動装置９０により駆動されるようになっている。

　この場合、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置するのに、図１１に示すように、スペーサ９７を用いてもよいし、図１０に示すような台座部９８を用いてもよい。

　この実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ｂでは、複数枚のリーフ７０のそれぞれを駆動する複数の駆動装置９０のシャフト９５間で、その長さが長いシャフト９５Ｌと短いシャフト９５Ｓの２種類に設定した。そのため、長いシャフト９５Ｌを用いた複数の駆動装置９０、短いシャフト９５Ｓを用いた複数の駆動装置９０で、それぞれシャフト９５の長さを同一とすることができる。これにより、マルチリーフコリメータ６０Ｂを構成する部品の種類の数を抑えることができる。
　また、シャフト９５を２種類設定したことで、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置するためのスペーサ９７や台座部９８の種類を減少させることもできる。
　さらに、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のうち、リーフ７０の並ぶ方向（板厚方向Ｔ）外周寄りのリーフ７０は、短いシャフト９５Ｓを用いることで、フレーム６１の側面部６１ｃ、６１ｄからのモータ９１の突出寸法を小さく抑えることができる。これにより、マルチリーフコリメータ６０Ｂの小型化を図ることができる。その結果、リングフレーム２１、走行ガントリ２２内における放射線照射装置２４の動作の自由度を向上させることができる。

　この第２実施形態では、複数の駆動装置９０のシャフト９５として、その長さが長いシャフト９５Ｌと短いシャフト９５Ｓの２種類を設定したが、３種類以上に設定してもよい。この場合、少なくとも複数のシャフト９５において、シャフト９５の長さが互いに同一とされる。

（第３実施形態）
　次に、この発明にかかるマルチリーフコリメータの第３実施形態について説明する。この第３実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ｃは、第２実施形態で示したマルチリーフコリメータ６０Ｂに対して、シャフト９５の長さの設定が異なるのみである。したがって、第３実施形態の説明においては、同一部分に同一符号を付して重複説明を省略する。つまり、第２実施形態に対する相違点を中心に説明を行い、第１、第２実施形態で説明した構成と共通するマルチリーフコリメータ６０Ｃの全体構成、放射線治療装置２０、放射線治療システム１０の構成については、その説明を省略する。

　図１２は、この第３実施形態におけるマルチリーフコリメータの、リーフに対する駆動装置の配置構造を示す断面図である。図１３は、マルチリーフコリメータの要部の斜視図である。
　図１２、図１３に示すように、マルチリーフコリメータ６０Ｃにおいて、各リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０のそれぞれに対応して、駆動装置９０が設けられている。

　複数枚のリーフ７０のそれぞれに対応して設けられた複数の駆動装置９０は、中央側ほど、側面部６１ｃ、６１ｄからの板厚方向Ｔにおける突出寸法が漸次大きくなるように配置されている。より具体的には、フレーム６１の側面部６１ｃ、６１ｄにおいて、中心軸Ｃ２方向の外側および、幅方向Ｗ方向の外側から、各方向の中央側に向かって、板厚方向Ｔにおけるモータ９１の突出寸法が漸次大きくしている。つまり、ベースプレート６５に支持された複数のモータ９１は、ベースプレート６５の外側ほど突出寸法が小さく、中心側ほど突出寸法が大きくなるように配置されている。

　ここで、各駆動装置９０のシャフト９５は、第１実施形態で示した構成のように、同一の長さに統一してもよいし、第２実施形態で示した構成のように、複数種類の長さに統一してもよい。図１２の例では、第２実施形態に示した構成と同様、２種類の長さのシャフト９５Ｌ，９５Ｓを用いて複数の駆動装置９０を構成している。

　また、複数のモータ９１の板厚方向Ｔにおける位置を互いにずらして配置するために、図１２に示すように、スペーサ９７を用いてもよいし、図１０に示したように、台座部９８を用いてもよい。

　この実施形態のマルチリーフコリメータ６０Ｃによれば、フレーム６１の側面部６１ｃ、６１ｄにおいて、複数の駆動装置９０の外周側ほどモータ９１の突出寸法が小さくなっている。そのため、マルチリーフコリメータ６０Ｂの小型化を図ることができる。その結果、リングフレーム２１、走行ガントリ２２内における放射線照射装置２４の動作の自由度を向上できる。
　また、フレーム６１の側面部６１ｃ、６１ｄにおいて、複数の駆動装置９０が外側から中央側に向けて、モータ９１の突出寸法が漸次段階的に大きくなっている。そのため、メンテナンス等の際に、中央側のモータ９１であっても、外側のモータ９１が邪魔になりにくい。その結果、作業者の手がモータ９１に届き易く作業性を向上できる。
　更に、複数の駆動装置９０を外側からカバー部材９９（図１２参照）により覆う場合に、カバー部材９９の中央部を漸次突出するように滑らかな曲面で形成することができるため、モータ９１が突出することによる意匠性の低下を防止できる。

（その他の実施形態）
　なお、この発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、設計変更可能である。
　例えば、マルチリーフコリメータ６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの各部の構成については、上記した以外の構成に適宜変更することができる。例えば、ピニオンギヤ９６に代えて、スリット７１，７２の上辺部７１ａ，７２ａ、下辺部７１ｂ、７２ｂにローラを押し当て、このローラをモータ９１で回転駆動させることによって、リーフ７０を進退させるようにしてもよい。
　さらには、マルチリーフコリメータ６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ以外の、放射線治療装置２０、放射線治療システム１０の各部構成についても、他のいかなる構成を採用してもよい。

　複数のシャフトのうちの少なくとも一部において、シャフトの長さを互いに同一とすることで、マルチリーフコリメータの部品の種類の数を抑え、製作コスト、維持コストを抑制することができる。

　１０　　放射線治療システム
　１１　　治療計画装置
　１２　　制御装置
　２０　　放射線治療装置
　２１　　リングフレーム
　２１ａ　　下端部
　２２　　走行ガントリ
　２２ａ　　内周面
　２４　　放射線照射装置
　２５　　回転軸
　２６Ａ　　線源
　２７Ａ，２７Ｂ　　センサアレイ
　２８　　カウチ
　２８ａ　　上面
　２９　　カウチ駆動装置
　５１　　電子ビーム加速装置
　５２　　Ｘ線ターゲット
　５３　　１次コリメータ
　５３ｈ　　貫通孔
　５４　　フラットニングフィルタ
　５４ａ　　突起
　５５　　２次コリメータ
　５５ｈ　　貫通孔
　６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ　　マルチリーフコリメータ
　６１　　フレーム
　６１ａ　　上面部
　６１ｂ　　下面部
　６１ｃ，６１ｄ　　側面部
　６２　　リーフ収容部
　６３　　開口部
　６５　　ベースプレート
　６６　　スライド支持部材
　６６ａ　　シャフト
　６６ｂ　　支持ローラ
　６８　　ストッパ
　７０　　リーフ
　７０Ｇ　　リーフ群
　７０ａ　　上縁部
　７０ｂ　　下縁部
　７０ｃ　　前縁部
　７０ｄ　　後縁部
　７１，７２　　スリット
　７１ａ，７２ａ　　上辺部
　７１ｂ、７２ｂ　　下辺部
　７３　　ラックギヤ
　９０　　駆動装置
　９１　　モータ（駆動部）
　９１ａ　　ハウジング
　９２　　ロータリエンコーダ
　９４　　カバー
　９５、９５Ｌ、９５Ｓ　　シャフト
　９６　　ピニオンギヤ（進退駆動部）
　９７　　スペーサ
　９８　　台座部
　９９　　カバー部材
　１０１　　診断用Ｘ線
　１３０　　軸受
　２００　　患者
　Ｃ０　　アイソセンタ
　Ｃ１　　中心軸
　Ｃ２　　中心軸
　Ｓ０　　電子ビーム
　Ｓ１、Ｓ２　　放射線
　Ｓｒ　　治療用放射線

Claims

　第一方向に延びる複数のリーフと、
　前記第一方向と垂直な第二方向に前記複数のリーフを並べた状態で、前記複数のリーフを前記第一方向に個別に進退可能に支持するフレームと、
　前記第二方向に延び、前記複数のリーフにそれぞれ対応して設けられる複数のシャフトと、
　軸線方向における前記複数のシャフトの第一端部にそれぞれ連結され、前記シャフトを軸線回りに回転させる複数の駆動部と、
　前記シャフトの軸線方向の第二端部に設けられて前記リーフの一部に接触し、前記シャフトの軸線回りの回転によって前記リーフを前記第一方向に進退させる進退駆動部と、を備え、
　少なくとも一部の前記複数のシャフトは、前記シャフトの長さが互いに同一とされ、
　前記複数の駆動部は、長さが互いに同一とされた前記複数のシャフトの前記第二端部の位置に応じて、前記第二方向における位置が互いにずれるように配置されているマルチリーフコリメータ。
　前記複数の駆動部のうち少なくとも一部は、前記フレームに対してスペーサを介して支持され、
　前記スペーサは、前記駆動部の前記第二方向における位置に応じて、前記第二方向の厚さが複数段階に設定されている請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
　前記フレームは、前記駆動部を固定する台座部を備え、
　前記台座部は、前記駆動部の前記第二方向における位置に応じて、前記第二方向の高さが複数段階に設定されている請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
　前記複数のシャフトは、少なくとも２種類の長さのシャフトを有する請求項１から３のいずれか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
　前記駆動部は、前記複数の駆動部が取り付けられる前記フレームの取付面の外側から中央側に向けて、前記第二方向における前記フレームからの突出寸法が漸次大きくなるように配置されている請求項１から４のいずれか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
　請求項１から５のいずれか一項に記載のマルチリーフコリメータと、
　放射線を放射する放射線照射装置と、
を備える放射線治療装置。
　請求項６に記載の放射線治療装置と、
　前記放射線治療装置の動作を制御する制御装置と、
を備える放射線治療システム。