JP4100653B2

JP4100653B2 - 放射線治療装置

Info

Publication number: JP4100653B2
Application number: JP23999799A
Authority: JP
Inventors: 正野口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-08-26
Filing date: 1999-08-26
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2019-08-26
Also published as: JP2001066397A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞りブロックにて放射線照射範囲が任意に可変可能な放射線治療装置において、特に多分割絞りブロックの支持構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術による放射線治療装置の概略構成を図６に示す。
【０００３】
従来より用いられてきた放射線治療装置の構成は、固定架台１、固定架台１に支持された回転自在な回転架台２、回転架台２の先端に組込まれる照射ヘッド３、照射ヘッド３に組込まれる絞り装置４、治療台５などを主な構成要素として成り立っている。
【０００４】
この回転架台２と照射ヘッド３は互いに直交する回転軸の周囲を回転するため、この回転状態においては絞り装置４に含まれる図示しない絞りブロックの動作方向に対し、重力の作用する方向があらゆる方向に変化する。従って重力の作用する方向が変化しても、この絞りブロックが動作可能なように絞りブロックを支持する機構が必要となる。
【０００５】
矩形照射野を形成する単体ブロックからなる絞り装置は、縦横２対の絞りブロックのみ支持すればよいため容易に実施できるが、不規則な形状の照射野（不整形照射野）を形成する多分割絞り装置では、多数個に分割された絞りブロックが各々単独に動作する。そして、絞りブロックの分割数が多いほど絞りブロック単体の幅は狭くなり、また、隣接する絞りブロック相互間からの放射線漏洩を防止するため、絞りブロック同士の隙間はできるだけ小さく、例えば０．０５〜０．１ｍｍ程度にしなければならない。
【０００６】
従来のこの種の多分割絞り装置の絞り形状としては、図５〜図９に示すように一対の絞り体１１０Ａ、１１０Ｂは放射線源Ｓを中心に含む同心円上でＸ方向に移動して互いに接近、離反するように設けられている。また、Ｙ方向に関してはやはり一対の絞り体１１１Ａ、１１１Ｂが同様に、放射線源Ｓを中心に含む同心円上でＹ方向に移動して互いに接近、離反するように設けられている。絞り体１１０Ａ、１１０Ｂ、１１１Ａ、１１１Ｂをそれぞれ構成するのは、略板状の絞りブロック１１２の組み合わせにより実現されている。
【０００７】
これらの絞りブロック１１２は互いに隣接する面に、相互が嵌まり合う溝レールが設けられ、この溝レール同士の嵌まり合いにより互いの移動が規制されて所定の運動を行う。この溝レールは図５に示すように、たとえば凸状の突起が凹状のレールに嵌まり込み軌道案内される。また、これらの絞りブロック１１２は駆動モータ１１３によって駆動される。
【０００８】
図６に参照されるように、一対の絞り体１１０Ａ、１１０Ｂと多分割絞り体１１１Ａ、１１１Ｂの複数の絞りブロック１１２を個別に所定位置にまで移動して組み合わせることにより、放射線源Ｓを中心として所定形状の開口を形成することができる。駆動モータ１１３をそれぞれの絞りブロック１１２の駆動のために各々配置し、個別の絞りブロック１１２を移動させ、この個別の移動の組み合わせにより所定形状の開口を形成する。
【０００９】
図７は絞り体１１１Ａ、１１１Ｂの移動軌跡を示しており、たとえばＹ方向には放射線源Ｓを中心として円弧を描くように移動する。放射線源Ｓからの放射線の放射に対して、放射の軌跡に平行する直線形状の端部を備えた絞り体の１１１Ａ、１１１Ｂが用いられている。
【００１０】
図８は、絞り体１１１Ａ、１１１Ｂにより形成される絞り開口Ｕと、その絞り開口Ｕによって得られる照射野Ｔを示している。絞りブロック１１２の端部が階段状に顕われるため、照射野Ｔは厳密には図８に示すような円弧状の端部を有せず、階段状となる。絞りブロック１１２をより多くに分割して設けることにより、滑らかな端部形状を得ている。
【００１１】
以上のような絞りブロック１１２を動作するための荷重支持方法として、特許公開公報平成６年第２１００１２号公報に記載のように、各々の絞りブロックを溝付きローラで支持するものがある。たとえば、この特許公開公報平成６年第２１００１２号公報に記載の放射線治療装置における多分割絞り装置に適用の荷重支持機構は図９に示される。この構造は各々の絞りブロック３１の内、外周に角形の段Ｄ１を設け、この段と嵌合するローラ３２（絞りブロック３１の内周部に１個、外周部に２個有する）によって、絞りブロック３１（絞りブロック群３０）の荷重を支持するものである。また絞りブロック群３０はこれらのローラ３２を介して軸受け３３にて支持されている。
【００１２】
また、たとえば従来技術によるマルチリーフコリメータは、図１０および図１１に示される断面構造を有している。この断面図からも判るように各絞りブロック（リーフ）４１を３個１組の溝付きローラ４２により縁部で支持している。
【００１３】
これらローラ４２の内、１対のローラ４２は絞りブロック４１の内縁部に沿って相互に離間させて配置すると共に、残りの一つのローラ４２は絞り４１の外縁部に直接接触させて配置し、ヘッドの姿勢のいかんを問わず直接変位可能に保持するものである。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の技術においては以下のような問題点がある。
【００１５】
溝付きローラで絞りブロックを支持する方法は、ラジアル方向は転がり接触となるが、スラスト方向は滑り摩擦となり摩耗の問題もある。
【００１６】
また、絞りブロックはタングステン等の重金属で構成しているため、１個所１本の支持軸で絞りブロック群の荷重を支持するには大きな軸径のものが必要であり、この軸に嵌合するローラが大型となるため、絞り装置を患者方向に延長することになり、患者が受ける圧迫感を増すことになる。
【００１７】
また、放射線源と患者との間に所要に応じて標準的補助器具、例えばブロックトレイ等を収めるに足りる十分なスペースを確保するのが困難となるものである。
【００１８】
また、絞りブロックを細分化した場合、各絞りブロックに３個以上の溝付きローラを配置しなければならないため、多数のローラを配置することになり、スペースをとるし、組み立て、調整もやりにくいという欠点がある。
【００１９】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、絞り装置の大型化を防ぎながら絞りブロックをスムーズにしかも確実に保持することができ、高精度な照射野が得られる多分割絞り装置を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１に記載の本発明においては、放射線照射範囲を任意に可変とするための多分割絞り機構を有する放射線治療装置であって、前記放射線方向とほぼ直交する方向におのおのが移動可能にかつ近接して設けられる複数の板状体からなる絞りブロックと、
この絞りブロックのおのおのの近接面に対向して設けられ当該絞りブロックの軌道を案内する軌道溝と、
この軌道溝内にあって前記複数の絞りブロックの軌道を相互に案内すると共に保持する滑動支持部材と
を備えることを特徴とする放射線治療装置をもって解決手段とする。
【００２１】
また、請求項２記載の本発明においては、前記滑動支持部材は、
球形状もしくは略円筒形状を有する複数個の滑動部材からなるベアリング部材により構成されること
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置をもって解決手段とする。
【００２２】
また、請求項３記載の本発明においては、前記滑動支持部材は、
前記軌道溝内に配置された弾性支持部材よりなる位置決め手段により前記ベアリング部材が該軌道溝内の所定位置に位置決めされ支持されること
を特徴とする請求項２記載の放射線治療装置をもって解決手段とする。
【００２３】
また、請求項４記載の本発明においては、前記位置決め手段は、前記弾性支持部材の両端部に対向して装着された一対の端部封止部材を有し、当該弾性支持部材の縮退方向を案内してベアリング部材の封止を行うことを特徴とする請求項３記載の放射線治療装置をもって解決手段とする。
【００２４】
このように構成された本発明による解決手段は、絞り装置を大形化することなく絞りブロックを良好に移動させることができ、同時に確実な絞りブロック相互間の保持をすることができ、
絞りブロック相互間の隙間を隙間調整することなく所定位置に保持することができ、
簡単な構成による安価および良好な信頼性を確保して、絞りブロックの分割数が増やせ、高精度な細分化された絞りブロックにも対応可能な絞り装置を備えた放射線治療装置を提供することを目的としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態による多分割絞り装置の概略構成図を示す。
【００２６】
放射線源Ｓからの放射線は絞り体１０Ａ、１０Ｂおよび絞り体１１Ａ、１１Ｂにより照射野が決められる。絞り体１０Ａ、１０Ｂおよび絞り体１１Ａ、１１Ｂは複数枚の略板状の絞りブロック１２の組み合わせから構成されている。このそれぞれの絞りブロック１２の互いに相対する面にはボールベアリング１４が配置されている。このボールベアリング１４により、各隣り合った絞りブロック１２同士の相対する位置を支持し、かつ滑動可能にしている。
【００２７】
これらの絞りブロック１２はそれぞれ別個に駆動モータ２３により駆動される。この駆動に用いられる駆動モータ２３はそれぞれ位置検出のためのエンコーダ２４を有しており、図示しない動作制御手段により制御されている。また、駆動ギヤ２１ａ、２１ｂならびに駆動ギヤ２２ａ、２２ｂにより絞りブロック１２に駆動力が伝達される。
【００２８】
なお、本実施の形態においては駆動モータ２３から例えば駆動ギヤ２１ａ、２２ａに動力を伝達する駆動軸が二重軸構造となっている例を示したが、この例に限定されることなく、各駆動軸がそれぞれ独立していても本発明の構成及び効果に何等変更は生じない。
【００２９】
図２に示すのは本発明の実施の形態による滑動支持手段の概略図である。
【００３０】
本図２においては、各絞りブロック１２の相対する両側面に複数の断面▲５▼字もしくはＵ字状の溝１３ａ、１３ｂを設け、この溝１３ａ、１３ｂに複数のボールベアリング１４と複数のリテーナ１５および両端にスプリング１６を配置して各々の隣合う絞りブロック１２同士で滑動可能に支持するものである。すなわち、相隣合う絞りブロック１２の対向する面同士をボールベアリング１４の転がり接触で支持するものであり、リテーナ１５はボールベアリング１４同士が接触してロックするのを防ぐためである。ボールベアリング１４とリテーナ１５は溝１３ａ、１３ｂ内において交互に配置されている。
【００３１】
隣り合う２枚の絞りブロック１２の合わせ面にそれぞれ対向して溝１３ａ、１３ｂが位置する。このため合わせられた２枚の絞りブロック１２の間に溝１３ａ、１３ｂが対向して合わさることによる軌道穴が形成される。この中にボールベアリング１４が入り、このボールベアリング１４の一方の半球部分が１枚の絞りブロック１２を支え、残りの半球部分がもう１枚の絞りブロック１２を支える。
【００３２】
また、ボールベアリング１４の所定位置からの位置ずれを防ぐために、絞りブロック１２の溝１３ａ、１３ｂの両端に設けたストッパー１７ａ、１７ｂとボールベアリング１４の間にスプリング１６を配置している。このスプリング１６の両端部にはボールベアリング１４の噛みこみ防止用にキャップ１８が装着されており、図３に示す構造となっている。このキャップ１８はスプリング１６が圧縮されて最大に縮んだときにおいて、スプリング１６内にはめ込まれたキャップ１８の対向する端部同士が接触するようになっている。このように接触することでスプリング１６が、たとえば最大圧縮長さ以上に縮んで破損したり、あるいは溝１３ａ、１３ｂにかみ込んでしまうことを防止できる。図３に示されるのはスプリング１６が最大圧縮長さにまで縮み、キャップ１８の対向する端部同士が接触している状態であり、説明のためにスプリング１６のみを断面図として示している。
【００３３】
尚、溝１３ａ、１３ｂの軌道案内形状は絞りブロック１２の所定の移動軌跡の形状に合わせて、たとえば直線形状でも円弧形状でも設計の意図に応じて設定できる。また、溝１３ａ、１３ｂの断面形状は、▲５▼字状でもＵ字状でも同様に実施でき、ボールベアリング１４の代わりに図示しないコロ形状のベアリング部材でも同様の効果を得ることができる。
【００３４】
リテーナ１５は互いに独立した部材とせずに、たとえば板状のものにボールベアリング１４が嵌まる丸穴を設けてもよく、あるいはコロ形状のベアリング部材ならば角穴をあけたものでも同様にリテーナ１５の効果を得ることができる。ボールベアリング１４もしくは図示しないコロ形状のベアリング部材の設置位置は、絞りブロック１２の両側面に限らず内縁部、外縁部に溝を設けても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
更に、補助として絞りブロック１２のラジアル方向に小径のローラ１９ａ、１９ｂ、１９ｃを所定の間隔に配置する。この配置により絞りブロック１２の内側と外側からの補情的な支持手段として用い、ボールベアリング１４と組合わせて絞りブロック１２を所定位置に滑動可能に支持することもできる。
【００３６】
以上説明したように本発明によれば、放射線治療装置の備える絞り装置の大形化を防ぎながら絞りブロック１２を転がり接触だけで有効に支持することができるため、絞りブロック１２をスムーズに動かすことが可能となり、かつ確実に保持することも同時に提供できる。絞りブロック１２の間隙は加工精度で確保することができるため、従来技術における隙間調整は不要となり、構成が簡単なうえ安価で信頼性が高く、たとえば絞りブロック１２の分割数を増やしたり、さらに高精度な細分化された絞りブロック１２にも対応可能である。
【００３７】
なお、以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明による放射線治療装置によれば、
絞り装置を大形化することなく絞りブロックを良好に移動させることができ、同時に確実な絞りブロック相互間の保持をすることができ、
絞りブロック相互間の隙間を隙間調整することなく所定位置に保持することができ、
簡単な構成による安価および良好な信頼性を確保して、絞りブロックの分割数が増やせ、高精度な細分化された絞りブロックにも対応可能な絞り装置を備えた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】
【図１】本発明の実施の形態における絞り体の概略構成図を示す。
【図２】本発明の実施の形態における絞りブロックの一つの例を示す。
【図３】本発明の実施の形態における支持手段の一つの例を示す。
【図４】従来の放射線治療装置の概観構成の一例を示す。
【図５】従来の絞り体における構成の一例を示す。
【図６】従来の絞りブロックにおける構成の一例を示す。
【図７】従来の絞りブロックによる放射線絞りの一例を示す。
【図８】絞り体による絞り開口と照射野の一例を示す。
【図９】従来の絞りブロックにおける支持構成の一例を示す。
【図１０】従来の絞りブロックにおける支持構成の一例を示す。
【図１１】従来の絞りブロックにおける支持構成の一例を示す。
【符号の説明】
１２…絞りブロック、１３ａ、１３ｂ…溝、１４…ボールベアリング、１５…リテーナ、１６…スプリング、１８…キャップ、Ｓ…放射線源、Ｔ…照射野、Ｕ…絞り開口

Claims

放射線照射範囲を任意に可変とするための多分割絞り機構を有する放射線治療装置であって、
前記放射線方向とほぼ直交する方向におのおのが移動可能にかつ近接して設けられる複数の板状体からなる絞りブロックと、
この絞りブロックのおのおのの近接面に対向して設けられ当該絞りブロックの軌道を案内する軌道溝と、
この軌道溝内にあって前記複数の絞りブロックの軌道を相互に案内すると共に保持する滑動支持部材と
を備えることを特徴とする放射線治療装置。
前記滑動支持部材は、
球形状もしくは略円筒形状を有する複数個の滑動部材からなるベアリング部材により構成されること
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
前記滑動支持部材は、
前記軌道溝内に配置された弾性支持部材よりなる位置決め手段により前記ベアリング部材が該軌道溝内の所定位置に位置決めされ支持されること
を特徴とする請求項２記載の放射線治療装置。
前記位置決め手段は、
前記弾性支持部材の両端部に対向して装着された一対の端部封止部材を有し、
当該弾性支持部材の縮退方向を案内してベアリング部材の封止を行うこと
を特徴とする請求項３記載の放射線治療装置。