WO2015107651A1

WO2015107651A1 - リーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置

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Publication number: WO2015107651A1
Application number: PCT/JP2014/050680
Authority: WO
Inventors: 智志荒井
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2014-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2015-07-23
Also published as: EP3088047A1; JPWO2015107651A1; US20160325117A1; EP3088047A4

Abstract

　このマーク位置検出部（２００）は、リーフ（７０）に設けられた認識マーク（１０２）に検出光（Ｌ１）を当てる照明部（２１０）と、検出光（Ｌ１）が照射されることにより認識マーク（１０２）から発せられる光（Ｌ２）を検出する検出部（２２０）と、を備える。照明部（２１０）は、検出光（Ｌ１）を放射する光源（２１１）を備える。検出部（２２０）は、認識マーク（１０２）から発せられた光（Ｌ２）をフィルタリングする偏光フィルタ（２２１）と、偏光フィルタ（２２１）でフィルタリングされた透過光を検出する撮像装置（２２２）と、を備える。

Description

リーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置

　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限するマルチリーフコリメータのリーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置、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、放射線照射装置における放射線の照射領域・照射形状である照射野を制限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。また、各リーフは、駆動機構により移動可能とされ、放射線の照射領域内に個別に進退となっている。放射線は、照射領域にリーフが配されると、そのリーフにより遮蔽されて照射野が制限される。つまり、この照射野の制限により、各患者に合わせた放射線の照射野を形成することが可能となっている。

　上述した駆動機構は、サーボモータを備えている場合が多い。この場合、駆動機構は、サーボモータの回転量をエンコーダで検出することによって、リーフの移動量を制御している。駆動機構においては、放射線の照射領域内におけるリーフの位置精度をさらに高めるために、例えば、リーフの実際の位置を検出した検出結果をリーフの位置制御にフィードバックすることが行われている。

　例えば特許文献１には、リーフの位置を検出するために、各リーフに設けたマーカをカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することによって、マーカの位置を認識する技術が開示されている。
　上記特許文献１の技術において、マーカは、放射線照射装置内で外部の光が到達しない場所に配置されることがある。そのため、特許文献１においては、照明装置を設けて、照明装置の照明光によって照らしたマーカを、カメラで撮像している。

特許第４４３６３４２号公報

　ところで、上述したマーカから得られる光は、一般に反射光である。例えば、マーカに蛍光体を使用した場合、マーカに照明光を照らすと、照明光とは異なる波長の可視光が励起される。マーカからの反射光や励起光は、照明光の波長が短いほど強くなる。そのため、マーカに蛍光体を使用した場合には、照明光として紫外線を用いれば、蛍光体から強い反射光が得られ、カメラで撮像した画像から容易にマーカを認識することができる。しかし、照明光として紫外線を用いると、照明装置のコストが増加してしまう。また、紫外線が外部に漏れないような構造とする必要がある。

　これに対し、照明光として、より波長の長い可視光を用いると、反射光や励起光は弱くなる。そのため、カメラで撮像した画像からマーカを認識することが困難になる場合がある。例えば、照明光の光量を上げることで、マーカからの反射光や励起光を強くすることができる。しかし、強い反射光や励起光によって、カメラで撮像した画像全体が白くぼやけて写る、いわゆるハレーションを起こしてしまう可能性がある。

　この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リーフに設けられたマーカを確実に認識することのできるリーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置を提供することを目的とする。

　この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
　この発明に係る第一態様によれば、リーフ位置検出装置は、放射線の照射範囲を制限する複数枚のリーフを備えたマルチリーフコリメータの前記リーフの位置を検出するリーフ位置検出装置であって、前記リーフに設けられた認識マークに検出光を当てる照明部と、前記検出光が照射されることにより前記認識マークから発せられる光を検出する検出部と、を備え、前記照明部は、前記検出光を放射する光源を備え、前記検出部は、前記認識マークから発せられた前記光をフィルタリングする偏光フィルタと、前記偏光フィルタでフィルタリングされた透過光を検出する撮像装置と、を備える。

　この発明に係る第二態様によれば、リーフ位置検出装置は、第一態様のリーフ位置検出装置における前記認識マークは、蛍光体からなるようにしてもよい。

　この発明に係る第三態様によれば、リーフ位置検出装置は、第一又は第二態様のリーフ位置検出装置における照明部は、前記光源から放射された前記検出光を偏光させる偏光板をさらに備え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、放射線の照射範囲を制限するマルチリーフコリメータであって、厚さ方向に並べられた複数枚のリーフと、前記放射線に対して前記リーフをそれぞれ進退させる駆動機構と、前記リーフのそれぞれに設けられ、前記リーフが進退する進退方向と前記リーフの厚さ方向との両方に垂直な方向から少なくとも認識可能な認識マークと、第一から第三態様の何れか一態様のリーフ位置検出装置と、を備える。

　この発明に係る第五態様によれば、放射線治療装置は、第四態様のマルチリーフコリメータと、前記リーフ位置検出装置で検出された前記認識マークの位置に基づき、前記駆動機構を制御する制御部と、前記放射線を放射する放射線照射装置と、を備える。

　この発明に係るリーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置によれば、リーフに設けられた認識マークを確実に認識することができる。

この発明の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。上記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。上記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。上記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。上記マルチリーフコリメータの幅方向断面図である。上記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。上記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。上記駆動装置の構成を示す斜視図である。上記リーフの位置を検出するためのリーフ位置検出装置の概略構成を示す図である。上記実施形態の第一変形例におけるリーフ位置検出装置の構成を示す図である。上記実施形態の第二変形例におけるリーフ位置検出装置の構成を示す図である。

　以下、この発明の一実施形態に係るリーフ位置検出装置、マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置を図面に基づき説明する。
　図１は、この発明の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（制御部）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、外部から入力される装置である。この治療計画装置１１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。
　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、その中心軸Ｃ２回りに回動可能な状態で基台（図示せず）に支持されている。回転軸２５は、旋回駆動機構（図示せず）により回転駆動される。つまり、リングフレーム２１は、回転軸２５が旋回駆動機構によって回動されることで、鉛直軸回りに旋回する。

　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の内周側に配されている。走行ガントリ２２は、リングフレーム２１に支持され、リングフレーム２１の内周面に沿って回転可能とされている。言い換えれば、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。この走行ガントリ２２は、ガントリ駆動機構（図示せず）により、周方向に回動される。

　放射線照射装置２４は、制御装置１２（図１参照）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から放射される治療用放射線Ｓｒは、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を通るように調整されている。
　このように放射線照射装置２４が走行ガントリ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、治療用放射線Ｓｒは、常にアイソセンタＣ０を通るように放射される。

　放射線治療装置２０は、センサアレイ２３を更に備えている。センサアレイ２３は、放射線照射装置２４により放射されてアイソセンタＣ０の周辺の被写体を透過した治療用放射線Ｓｒ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２３としては、ＦＰＤ（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（ＩｍａｇｅＩｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）等を用いることができる。

　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（言い換えれば、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と対向するように配置されている。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）等を用いることができる。

　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、放射線治療システム１０により治療される患者Ｂが横になって寝る上面２８ａを備えている。
　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。
　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６０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、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の一部を遮蔽する。この１次コリメータ５３は、Ｘ線ターゲット５２から放射された放射線Ｓ１が通る貫通孔５３ｈを備えている。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。

　フラットニングフィルタ５４は、放射線Ｓ１の放射方向に垂直な平面において、放射線Ｓ１の線量を概ね一様に分布させるフィルタである。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。この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。この突起５４ａの形状は、放射線Ｓ１の放射方向に垂直な平面における放射線Ｓ１の線量が概ね一様に分布するように設計されている。

　２次コリメータ５５は、放射線Ｓ１の一部を遮蔽する。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、この貫通孔５５ｈでのみ放射線Ｓ２を通過させる。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。

　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、一様な強度分布を有する放射線Ｓ２は、マルチリーフコリメータ６０によりその一部が更に遮蔽される。マルチリーフコリメータ６０は、制御装置１２により制御を受けて放射線Ｓ２の照射野を制限する。マルチリーフコリメータ６０は、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６０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６０の幅方向断面図である。図６は、マルチリーフコリメータ６０の、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）に垂直な方向の断面図である。
　図４～図６に示すように、マルチリーフコリメータ６０は、フレーム６１と、複数のリーフ７０と、駆動装置（駆動機構）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、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において、上面部６１ａの開口部６３のみを示す）。これら開口部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。これら側面部６１ｃの開口部６４と、側面部６１ｄの開口部６４とは、側面部６１ｃと側面部６１ｄとの間の中央に位置する仮想平面に対して面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、放射線Ｓ２が透過しない、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並んで配置されている。これら複数枚のリーフ７０により、リーフ群７０Ｇが構成されている。この実施形態におけるリーフ群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、図６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（端面）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。同様に、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、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は、その板厚方向Ｔに貫通するスリット７１，７２を備えている。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、すなわち幅方向Ｗ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との少なくとも一つに、幅方向Ｗに連続するラックギヤ７３が形成されている。ここで、この実施形態におけるリーフ群７０Ｇは、複数枚のリーフ７０の並ぶ方向で隣り合うリーフ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。このようにすることで、板厚方向Ｔで隣り合うリーフ７０，７０間で、ラックギヤ７３に噛み合うピニオンギヤ９６が干渉すること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は、フレーム６１に支持されている。フレーム６１は、板厚方向Ｔと垂直な幅方向Ｗに向かって進退可能なように、リーフ７０を支持している。フレーム６１は、複数のスライド支持部材６６を備えている。これら複数のスライド支持部材６６は、各リーフ群７０Ｇの上部と下部において、幅方向Ｗに間隔をあけてそれぞれ配置されている。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とにそれぞれ２つずつ、リーフ７０の移動をガイドする計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と、シャフト６６ａにそれぞれ回転自在に装着された複数の支持ローラ６６ｂとを備えている。これら複数の支持ローラ６６ｂは、リーフ群７０Ｇを構成する複数のリーフ７０にそれぞれ対応する位置に配置されている。これらの支持ローラ６６ｂは、リーフ７０の上縁部７０ａ、下縁部７０ｂの延びる方向に向かって回動自在とされている。

　図６に示すように、スライド支持部材６６の支持ローラ６６ｂは、各リーフ７０の上縁部７０ａ、および、下縁部７０ｂに当接している。上縁部７０ａに当接する支持ローラ６６ｂと、下縁部７０ｂに当接する支持ローラ６６ｂとは、それぞれ少なくとも２つずつ設けられている。
　すなわち、各リーフ７０は、スライド支持部材６６を介して幅方向Ｗに個別に進退可能な状態でフレーム６１に支持されている。

　ここで、上述したリーフ群７０Ｇにおいて、板厚方向Ｔで隣り合うリーフ７０，７０同士は、上述した複数のスライド支持部材６６のうち、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、隣り合うリーフ７０，７０間で、支持ローラ６６ｂ同士が干渉することを防ぐことができる。

　フレーム６１は、幅方向Ｗの後縁部７０ｄ側への各リーフ７０の移動量を規制するストッパ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、図８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。駆動装置９０は、モータ９１と、シャフト９５と、ピニオンギヤ９６と、を備えている。

　モータ９１は、シャフト９５の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。
　ここで、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に延びている。また、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。
　さらに、図７、図８に示すように、ピニオンギヤ９６は、シャフト９５の先端部に取り付けられている。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は、ロータリエンコーダ９２と、カバー９４と、を更に備えている。
　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。モータ９１と反対側のカバー９４の端部には、軸受９７が設けられている。また、カバー９４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９７によって回転可能に支持されている。つまり、カバー９４は、モータ９１からシャフト９５の延びる方向に離間した位置でシャフト９５を軸受９７によって支持している。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欠き９４ａが形成されている。
　切欠き９４ａ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、その回転力がラックギヤ７３に伝達される。すると、ラックギヤ７３を備えたリーフ７０が、幅方向Ｗである進退方向に変位する。

　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に進退させると、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。つまり、マルチリーフコリメータ６０により、所定の照射野の形状に制限された治療用放射線Ｓｒが生成される。

　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となるように放射線治療装置２０のカウチ２８に患者Ｂ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）とを作動させる。具体的には、制御装置１２は、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Ｂの患部位置を照射するように、リングフレーム２１、走行ガントリ２２を、中心軸Ｃ１、Ｃ２回りに旋回させて放射線照射装置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６０において制限する治療用放射線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によって進退させる。
　その後、制御装置１２は、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Ｂの患部に照射する。

　図６、図７に示すように、マルチリーフコリメータ６０の各リーフ群７０Ｇを構成するそれぞれのリーフ７０には、マーカ部１００が設けられている。マーカ部１００は、駆動装置９０によって進退されたリーフ７０の位置を監視するために設けられている。マーカ部１００は、リーフ７０の後縁部７０ｄから、上縁部７０ａに沿った方向に突出するよう設けられた凸部からなる。

　マーカ部１００の上面全面には、リーフ７０の進退方向に直交する方向とリーフ７０の厚さ方向との両方に垂直な方向、つまり上方から少なくとも認識可能なように、認識マーク１０２が形成されている。この認識マーク１０２は、蛍光体により形成することができる。蛍光体は、マーカ部１００の上面に、蛍光顔料や蛍光塗料を塗布することで形成してもよいし、蛍光シートをマーカ部１００の上面に貼り付けることで形成してもよい。
　図４、図６に示すように、マーカ部１００は、フレーム６１の上面においてリーフ収容部６２の上方に形成された開口部６７から上方に向けて露出するよう設けられている。

　図９は、リーフ７０に形成されたマーカ部１００の認識マーク１０２の位置を検出するためのマーク位置検出部（リーフ位置検出装置）２００の概略構成を示す図である。
　図４、図９に示すように、放射線治療装置２０は、マーク位置検出部２００を備えている。マーク位置検出部２００は、リーフ７０に形成されたマーカ部１００の認識マーク１０２の進退方向における位置を検出する。

　図９に示すように、マーク位置検出部２００は、照明部２１０と、検出部２２０と、を備えている。
　照明部２１０は、複数枚のリーフ７０にそれぞれ設けられた認識マーク１０２に対して検出光Ｌ１を照射する。照明部２１０は、検出光Ｌ１を照射する光源２１１と、光源２１１から発せられた検出光Ｌ１を偏光させる偏光板２１２と、を備えている。

　光源２１１は、可視光領域の光を検出光Ｌ１として出射する。光源２１１としては、例えば、特定波長のピークが高いＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）光源等を用いることができる。ここで、上記光源２１１としては、一般的なハロゲン光源に、検出光Ｌ１として必要な波長域の光のみを透過させるカラーフィルタを取り付けたものを用いることもできる。

　偏光板２１２は、検出光Ｌ１を、検出部２２０の偏光フィルタ２２１（後述する）における偏光方向と同じ偏光方向に偏光させる。この実施形態における偏光板２１２は、偏光フィルタ２２１を透過させたくない不要な光を遮り、検出光Ｌ１として照射しない。ここで、偏光板２１２は、光源２１１と一体に設けてもよいし、光源２１１から離間した位置に設けてもよい。

　この実施形態において、光源２１１および偏光板２１２は、マーカ部１００の上方に配されている。さらに、光源２１１および偏光板２１２は、リーフ７０の進退方向に間隔をあけて二個一対で設けられている。光源２１１および偏光板２１２の上記配置により、リーフ７０の進退ストローク範囲内の全域で、検出光Ｌ１を認識マーク１０２に対して照射できる。

　検出部２２０は、照明部２１０から検出光Ｌ１が照射されると、認識マーク１０２から発せられる認識光（光）Ｌ２を検出する。この検出部２２０は、偏光フィルタ２２１と、撮像装置２２２と、を備えている。
　偏光フィルタ２２１は、マーカ部１００で反射する後述の認識光Ｌ２およびその周辺部品で反射するその他の反射光をフィルタリングする。
　撮像装置２２２は、偏光フィルタ２２１を透過した透過光により撮像を行う。

　認識マーク１０２は、照明部２１０からの検出光Ｌ１を受けて認識光Ｌ２を発する。認識光Ｌ２には、反射光と、励起光とが含まれる。ここで、励起光は、認識マーク１０２を形成する蛍光体で励起される。蛍光体は、検出光Ｌ１が照射されることによって励起光を発する。
　偏光フィルタ２２１は、認識光Ｌ２をフィルタリングすることで、偏光フィルタ２２１の偏光方向以外の光を遮る。言い換えれば、偏光フィルタ２２１は、その偏向方向に合致した偏光のみが透過する。偏光フィルタ２２１を透過した光は、透過光として撮像装置２２２に到達する。
　この偏光フィルタ２２１は、撮像装置２２２と一体に設けてもよいし、撮像装置２２２と個別に離間して設けてもよい。

　撮像装置２２２としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを用いることができる。撮像装置２２２は、マーカ部１００の上方において、二個一対の光源２１１および偏光板２１２の間に配置されている。撮像装置は、その光軸方向を鉛直下方に向けて配置されている。

　上述したマーク位置検出部２００によれば、まず、照明部２１０の光源２１１から出射した検出光Ｌ１は、偏光板２１２で偏光フィルタ２２１と同じ偏光方向に偏光される。その後、偏光板２１２により偏光された光は、認識マーク１０２に照射される。すると、認識マーク１０２において、反射光や励起光を含む認識光Ｌ２および反射光が発せられる。認識マーク１０２から発せられた認識光Ｌ２および反射光は、偏光フィルタ２２１でフィルタリングされる。これにより、偏光フィルタ２２１の偏向方向と偏光方向が一致しない光は全て遮られる。偏光フィルタ２２１を透過した透過光は、撮像装置２２２の撮像素子（図示せず）上に結像される。撮像装置２２２は、結像された画像を画像データとして記録する。

　撮像装置２２２は、画像処理部２０４に電気的に接続されている。撮像装置２２２は、撮像した画像データを、画像処理部２０４に出力する。

　画像処理部２０４は、制御装置１２を構成するコンピュータ装置とコンピュータプログラムが協働することによって、制御装置１２の一機能として備えられている。この画像処理部２０４は、撮像装置２２２から出力された画像データを対象として所定の画像処理を実行する。画像処理部２０４は、さらに、画像中の認識マーク１０２を認識し、その位置を特定する。ここで、画像処理部２０４には、認識マーク１０２を認識するため、予め、認識マーク１０２の形状、寸法等のマスターデータが登録されている。
　なお、画像処理部２０４における画像処理方法については何ら限定するものではなく、パターンマッチング法等の公知の画像処理方法を用いることができる。

　画像処理部２０４は、上記の画像処理によって、画像に含まれる全てのリーフ７０の認識マーク１０２について、認識及び位置特定を行う。これにより、それぞれのリーフ７０の進退方向における位置が検出される。画像処理部２０４は、その検出結果を、制御装置１２における駆動装置９０の駆動制御部２０５に転送する。
　駆動制御部２０５は、それぞれのリーフ７０の位置に基づき、駆動装置９０のフィードバック制御を実行し、必要に応じてモータ９１の制御値を補正する。

　したがって、上述したマーク位置検出部２００、マルチリーフコリメータ６０、および、放射線治療装置２０によれば、認識光Ｌ２が、偏光フィルタ２２１でフィルタリングされた後に、撮像装置２２２で結像する。そのため、紫外線光源より長い波長領域（可視光領域）の光を検出光Ｌ１として用いる場合に、十分な励起光を得るために強い検出光Ｌ１を照射しても、認識光Ｌ２の励起光および反射光の一部が偏光フィルタ２２１により抑えられる。
　その結果、光源２１１として可視光領域の検出光Ｌ１を用いながらも、リーフ７０の位置をより確実に認識することが可能となる。さらに、高コストな紫外線光源を用いる必要がなく、放射線治療装置２０の取り扱いも容易となる。

　また、照明部２１０に設けられた偏光板２１２により、偏光フィルタ２２１を透過しない不要な光を予め遮ることができる。そのため、認識マーク１０２における不要な反射光を事前に抑え、認識マーク１０２の認識性を高めることができる。

　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、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。

（第一変形例）
　図１０は、上記実施形態の第一変形例におけるマーク位置検出部２００の構成を示す図である。
　図１０に示すように、第一変形例に係るマーク位置検出部２００は、ミラー２０１を備えている。ミラー２０１は、リーフ群７０Ｇを構成する複数枚のリーフ７０の後端部の上方に配置されている。照明部２１０および検出部２２０は、図４に示すフレーム６１の上方に配置されている。

　検出部２２０を構成する撮像装置２２２および偏光フィルタ２２１は、その光軸が、リーフ７０の進退方向と平行に設けられている。照明部２１０を構成する光源２１１および偏光板２１２は、撮像装置２２２の上下に配置されている。

　照明部２１０および検出部２２０は、ミラー２０１を介して、検出光Ｌ１の照射および認識光Ｌ２の撮像を行う。
　照明部２１０の光源２１１は、偏光板２１２を透過した検出光Ｌ１を、ミラー２０１を介して複数枚のリーフ７０の後端部に照射する。これにより、複数枚のリーフ７０の各後端部の認識マーク１０２から認識光Ｌ２が発せられる。検出部２２０の撮像装置２２２は、認識光Ｌ２を、ミラー２０１、偏光フィルタ２２１を介して取り込み結像させて画像データを得る。

　したがって、第一変形例の構成によれば、ミラー２０１を用いているため、照明部２１０および検出部２２０のレイアウトの自由度を高めることができる。さらに、上記第一変形例の構成では、撮像装置２２２および偏光フィルタ２２１の光軸を、リーフ７０の進退方向と平行にして設けているので、マーク位置検出部２００の高さを抑えることが可能となる。
　また、上記第一変形例の構成では、上記実施形態と同様に、認識光Ｌ２の励起光および反射光の一部が偏光フィルタ２２１により抑えられるので、ハレーションを起こすことなく撮像装置２２２による撮像が可能となる。これにより、光源２１１として可視光領域の検出光Ｌ１を用いながらも、リーフ７０の位置を認識することが可能となる。その結果、高コストな紫外線光源を用いる必要がなく、放射線治療装置２０の取り扱いも容易となる。

　なお、この第一変形例では、照明部２１０を構成する光源２１１および偏光板２１２は、撮像装置２２２の上下に配置したが、これに限るものではなく、リーフ７０の板厚方向において、撮像装置２２２を挟んだ両側に設けてもよい。

（第二変形例）
　図１１は、上記実施形態の第二変形例におけるマーク位置検出部２００の構成を示す図である。
　図１１に示すように、第二変形例に係るマーク位置検出部２００は、上記第一変形例と同様に、ミラー２０１を備えている。検出部２２０を構成する撮像装置２２２および偏光フィルタ２２１は、その光軸が、リーフ７０の進退方向と平行に設けられている。
　照明部２１０を構成する光源２１１および偏光板２１２は、リーフ７０の進退方向において、認識マーク１０２の鉛直上方位置を挟んだ両側にそれぞれ配置されている。
　ここで、上述した検出部２２０の配置は、図１１に示す配置に限られない。例えば、検出部２２０は、認識マーク１０２の鉛直上方位置を挟んで対称となる位置、すなわち認識マーク１０２の鉛直上方位置を挟んでリーフ７０とは反対側に配置しても良い。

　このようなマーク位置検出部２００では、照明部２１０の光源２１１は、偏光板２１２を透過した検出光Ｌ１を、複数枚のリーフ７０の後端部に照射する。検出部２２０の撮像装置２２２は、複数枚のリーフ７０の後端部の認識マーク１０２を、ミラー２０１、偏光フィルタ２２１を介して撮像する。

　このような第二変形例の構成によれば、ミラー２０１を用いることで、検出部２２０のレイアウトの自由度を高めることができる。さらに、上記第一変例の構成によれば、撮像装置２２２および偏光フィルタ２２１の光軸を、リーフ７０の進退方向と平行に設けているため、マーク位置検出部２００の高さを抑えることが可能となる。
　また、上記第一変形例の構成によれば、上記実施形態と同様に、認識光Ｌ２の励起光および反射光の一部が偏光フィルタ２２１により抑えられるので、ハレーションを生じることなく撮像装置２２２での撮像が可能となる。これにより、光源２１１として可視光領域の検出光Ｌ１を用いながらも、リーフ７０の位置を認識することが可能となる。その結果、高コストな紫外線光源を用いる必要がなく、放射線治療装置２０の取り扱いも容易となる。

　ここで、第二変形例の構成においては、照明部２１０を構成する光源２１１および偏光板２１２を、リーフ７０の進退方向において、認識マーク１０２の鉛直上方を挟んだ両側に配置した。しかし、この構成に限られるものではなく、例えば、光源２１１および偏光板２１２を、リーフ７０の板厚方向において、認識マーク１０２の鉛直上方位置を挟んだ両側に配置してもよい。

　さらに、第二変形例においては、検出部２２０がミラー２０１を介して撮像を行い、照明部２１０が検出光Ｌ１をリーフ７０の後端部に直接照射するようにした。しかし、この構成に限られるものではない。第二変形例の検出部２２０と照明部２１０との配置を入れ替えて、照明部２１０がミラー２０１を介して照明を行い、検出部２２０が認識マーク１０２を直接撮像するようにしてもよい。

　これ以外にも、上記第一変形例、および、第二変形例では、ミラー２０１を用いる構成としたが、ミラーの設置角度は、検出光Ｌ１の照射および認識マーク１０２からの認識光Ｌ２の撮像を行うことができるのであれば、いかなる角度、設置枚数、レイアウトとしてもよい。

　また、光源２１１は、リーフ７０の進退方向に間隔をあけて二個一対で設けたが、これに限らない。光源２１１は、一個のみとしてもよいし、例えばリング状等としてもよい。
　さらに、偏光板２１２を備えない構成とすることも可能である。

　また、上記実施形態、および上記第一変形例、および、第二変形例では、マーカ部１００およびマーク位置検出部２００を、リーフ７０の後縁部７０ｄ側に設けるようにしたが、これらを前縁部７０ｃ側に設けることも可能である。さらに、認識マーク１０２を、蛍光体から形成するようにしたが、蛍光体に限らず、例えば白色等の塗料や顔料、シールの貼付等によって認識マーク１０２を形成してもよい。

　検出光が当たることにより認識マークから発せられた光を偏光フィルタでフィルタリングし、その透過光を検出することで、リーフに設けられた認識マークを確実に認識することができる。

　１０　　放射線治療システム
　１１　　治療計画装置
　１２　　制御装置（制御部）
　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
　２３　　センサアレイ
　２４　　放射線照射装置
　２５　　回転軸
　２６Ａ，２６Ｂ　　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
　６０　　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
　６４　　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
　６７　　開口部
　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　　下辺部
　７３　　ラックギヤ
　９０　　駆動装置（駆動機構）
　９１　　モータ
　９１ａ　　ハウジング
　９２　　ロータリエンコーダ
　９４　　カバー
　９５　　シャフト
　９６　　ピニオンギヤ
　９７　　軸受
　１００　　マーカ部
　１０１　　診断用Ｘ線
　１０２　　認識マーク
　２００　　マーク位置検出部（リーフ位置検出装置）
　２０１　　ミラー
　２０４　　画像処理部
　２０５　　駆動制御部
　２１０　　照明部
　２１１　　光源
　２１２　　偏光板
　２２０　　検出部
　２２１　　偏光フィルタ
　２２２　　撮像装置
　Ｂ　　患者
　Ｃ０　　アイソセンタ
　Ｃ１　　中心軸
　Ｃ２　　中心軸
　Ｌ１　　検出光
　Ｌ２　　認識光（光）
　Ｓ０　　電子ビーム
　Ｓ１　　放射線
　Ｓ２　　放射線
　Ｓｒ　　治療用放射線

Claims

　放射線の照射範囲を制限する複数枚のリーフを備えたマルチリーフコリメータの前記リーフの位置を検出するリーフ位置検出装置であって、
　前記リーフに設けられた認識マークに検出光を当てる照明部と、
　前記検出光が照射されることにより前記認識マークから発せられる光を検出する検出部と、を備え、
　前記照明部は、
　前記検出光を放射する光源を備え、
　前記検出部は、
　前記認識マークから発せられた前記光をフィルタリングする偏光フィルタと、
　前記偏光フィルタでフィルタリングされた透過光を検出する撮像装置と、
を備えるリーフ位置検出装置。
　前記認識マークは、蛍光体からなる請求項１記載のリーフ位置検出装置。
　前記照明部は、前記光源から放射された前記検出光を偏光させる偏光板をさらに備える請求項１又は２に記載のリーフ位置検出装置。
　放射線の照射範囲を制限するマルチリーフコリメータであって、
　厚さ方向に並べられた複数枚のリーフと、
　前記放射線に対して前記リーフをそれぞれ進退させる駆動機構と、
　前記リーフのそれぞれに設けられ、前記リーフが進退する進退方向と前記リーフの厚さ方向との両方に垂直な方向から少なくとも認識可能な認識マークと、
　請求項１から３の何れか一項に記載のリーフ位置検出装置と、
を備えるマルチリーフコリメータ。
　請求項４に記載のマルチリーフコリメータと、
　前記リーフ位置検出装置で検出された前記認識マークの位置に基づき、前記駆動機構を制御する制御部と、
　前記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。