JPH03210276A - 定位案内放射線治療システム - 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】 本発明は、定位案内放射線治療用のシステム、定位案内
放射線治療法で患者を処置する際に使用されるコリメー
タ、及び患者の身体内の障害の定位案内放射線治療法に
関する。

要約すれば、本発明は、定位案内放射線治療（ｓｔｅｒ
ｅｏｔａｃｔｉｃ−ｇｕｉｄｅｄ　ｒａｄｉａｔｉｏｎ
　ｔｈｅｒａｐｙ）用のシステム、定位案内放射線治療
法、及び定位案内放射線治療法で患者を処置する際に使
用されるコリメータであり、放射線ビームの可変長経路
を含み、該経路は、該経路に関連して患者の組織と実質
的に等価な物質を有し、これによって放射線ビームは、
常に、実際の組織及び組織と等価な物質の同一距離を通
って移動する。

Ｄ　ｒ、　　Ｌ　ａｒｓ　　Ｌ　ｅｋｓｅｌｌは、１９
５１年に放射線外科を導入し、正常な又は病的組織の予
備選択され定位的に局所化された頭蓋内容積に送出され
る高い線量の電離放射線を送出するためにガンマ・ナイ
フを使用した。中枢神経系における内部異常の処置にお
いてこの技術は成功をおさめたが、研究者は、同一結果
を達成する他の手段を探求してが多年にわたって使用さ
れてきたが、最大の関心は線形加速器に関与する応用に
あり、これはガンマ・ナイフ又は重粒子システムを購入
する費用は大きいものの、多数の病院はすでに線形加速
器を所有するという事実によって示されている。

線形加速器に基（システムの原理は、患者の頭蓋内の目
標又は障害が加速器の同一中心にあるように、患者を加
速器の回転式寝台にしっかりと固定することにより、腫
瘍、障害又は目標に送出される全放射線量が、線形加速
器のガントリと寝台の両方を同時又は独立して回転させ
ることにより、大きな処置ベクトル上に分布され得るこ
とである。

腫瘍は高い放射線量を受けるが、大きな適用ベクトルか
ら生ずる急峻な線量減少により、正常な脳組織は侵され
ない。

使用される技術に依存した線形加速器システムは、全放
射線量を送出するために同一中心に取り付けられた線形
加速器の回転単一平面か、多重の非平行な収束する孤か
、あるいは寝台とガントリの両方が同時に回転する治療
の動的モードのいずれかを使用する。単一平面システム
において、全放射線はその単一平面に送出されるために
、従来の２次元計画法を、等線量曲線を決定するために
使用することができる。処置平面における目標容積の外
側の線量減少は、この技術の使用を正当化するには、ガ
ンマ・ナイフと比較してあまり鋭（ない。単一平面法よ
りもずっと大きな孤に亙って放射線を分布させる他の２
つの技術は、ガンマ・ナイフの減少に類似する減少を有
する等線量曲線を生成する。しかし、そのようなアプロ
ーチに関する処置計画は、線量計算のための３次元アル
ゴリズムを必要とする。この必要性は、処置用放射線ビ
ームが、頭又は患者の身体の他の部分の周りを回転する
とき、種々の厚さの組織を通過するという事実に基づ（
。こうして、目標が受ける放射線量は、放射線ビームが
たどる正確な経路に依存する。

一般に、回転する孤のプロトコルは、システムの同一中
心の近傍に中心が置かれたほぼ球形の障害を処置し、２
次元計算によって近似された等線量分布は、目標、障害
又は腫瘍の深さに依存する。

所与の処置プロトコルから生ずる等線量の輪郭を正確に
予測するために、そのような応用に必要とされる３次元
計算を取り扱う能力を有する精巧な計画システムの使用
を必要とする。しかし、そのようなシステムは、コンピ
ュータ・ハードウェア及びソフトウェアの両方に集約さ
れ、非常に高価である。そのような計画が必要とされな
い唯一の場合は、頭蓋が完全な球形であり、且つ目標又
は腫瘍が球の正確な中心にある理論的な場合である。

この特別な場合には、放射線ビームの位置に拘わらず、
目標は同一放射線量を吸収し、等線量曲線は標準化され
る。

定位案内放射線治療に関して、処置計画の検証は、３次
元問題であるために、コンピュータ労働集約的である。

脳の所与の領域又は身体の他の部分が処置用放射線ビー
ムから収容する放射線量は、ビームが通過しなければな
らずそして脳の特定領域又は身体の他の部分への経路に
おいてビームが減衰又は消失される組織の量に依存する
。コンピュータは、頭蓋の輪郭、目標又は腫瘍の位置、
及びビーム回転の位置を記憶していなければならない。

それからコンピュータは３次元マトリックスを構成する
。コンピュータは、脳又は身体の他の部分におけるすべ
ての点への放射線を合計し、付加されたすべての回転に
対して放射線ビームをすべての位置から受ける。最後に
、コンピュータは、従来の等線量曲線として結果を表示
しなければならない。線量分布が目標の一部を見落とす
ならば、あるいは生体組織構造が放射線量を多く収容し
すぎるならば、目標位置、ビーム・サイズ又は回転位置
のいずれかを、変更しなければならず、そして新らしい
計画の検証を行わなければならない。

従って、そのようなプロセスは高価であり、時間を消費
し、そして必要な計算を実行するために精巧で高価なコ
ンピュータを必要とする。

従って、本発明の開発以前に、製造と使用が簡単且つ経
済的で、高価なコンピュータ・ハードウェア及びソフト
ウェアを含む精巧な３次元処置計画システムを必要とせ
ず、線形加速器の加速器ヘッドを修正することなしに病
院の現存する線形加速器の使用を許容し、そして頭蓋以
外の身体の他の部分における障害に対して定位案内放射
線治療法の使用を許容するような、定位案内放射線治療
用のシステム、方法及びコリメータは存在しなかった。

このため、製造と使用が簡単且つ経済的で、高価なコン
ピュータと精巧なソフトウェアを含む精巧で高価な３次
元処置計画システムを必要とせず、加速器ヘッドを修正
することなしに病院の現存する線形加速器の使用を許容
し、そして患者の頭蓋以外の患者の身体の他の領域にお
いて目標又は腫瘍を処置するために使用される定位案内
放射線治療用のシステム、方法及びコリメータが探求さ
れてきた。

本発明により、前述の利点は、患者を処置するための定
位案内放射線治療のための本発明により達成される。本
発明は、定位固定装置と、回転式寝台を有する線形加速
器と、線形加速器からの放射線ビームを集束するコリメ
ータとを具備し、放射線ビームのための可変長経路を与
えるための手段を含み、該経路は、該経路と関連して患
者の組織と実質的に等価な物質を有しており、放射線ビ
ームは患者に入る前に該経路を通過する。本発明の別の
特徴は、組織と等価な物質が水であることである。

本発明の別の特徴は、可変長経路を与える手段が組織と
等価な物質を含んだ可変長の可動ノ１ウジングを含むこ
とである。本発明の別の特徴は、可変長経路を与える手
段は、組織と等価な物質のための貯蔵器を含むことがで
き、可変長の可動ノ１ウジングは、可変長の可動ピスト
ンとすることができ、そして該ピストンは、組織と等価
な物質を含むことである。本発明の付加的な特徴は、ノ
＼ウジングが、患者に接触するのに適した第１の端部と
、ハウジングの動きを制御する手段とを有し、これによ
りハウジングの第１の端部が患者と接触状態を保持する
ことである。本発明の別の特徴は、可変長の可動ハウジ
ングは、可変長の可動ピストンとすることができ、そし
てピストンは、組織と等価な物質を含み、ピストンはプ
ラスチックで包囲されたバネであり、組織と等価な物質
を含むために可変長可動ベローを形成することである。

本発明の別の見地により、前述の利点は、患者の身体内
の障害の定位案内放射線治療の本発明の方法により達成
される。本発明のこの見地は、コリメータとガントリを
有する線形加速器に関連した回転式寝台に患者を位置付
け、線形加速器の同一中心に患者の障害を配し、障害に
向けてそしてコリメータに関連した可変長経路を介して
放射線ビームを集束させ、ここで、該経路は患者の組織
と実質的に等価な物質を有し、放射線ビームは患者に入
る前に該経路を通過し、障害に向けて放射線ビームを集
束させながら、患者に対してコリメータを移動させ、コ
リメータが移動されている間、放射線ビームが組織及び
組織と等価な物質の実質的に同一距離を通過するように
、コリメータを移動させながら可変長の該経路の長さを
変化させる段階とを含む。

本発明の特徴は、組織と等価な物質として水を使用する
段階にある。本発明の別の特徴は、可変長経路の第１の
端部を患者に接触させ、可変長経路の長さを変化させる
ことによりコリメータを移動する間そのような接触状態
を維持する段階にある。本発明の付加的な特徴は、可変
長経路の第１の端部を患者から所定距離に配置し、そし
て可変長経路の長さを変化させることによりコリメータ
を移動する間、第１の端部と患者との間に所定距離を維
持する段階にある。

本発明の別の見地により、前述の利点は、定位案内放射
線治療法により患者を処置する際に使用される本コリメ
ータにより達成される。本発明のこの見地は、放射線ビ
ームを集束する手段と、放射線ビームのための可変長経
路を与える手段とを含み、該経路は、経路に関連して患
者の組織と実質的に等価な物質を有し、放射線ビームは
患者に入る前に該経路を通過する。本発明の別の特徴は
、組織と等価な物質が水であることにある。本発明の付
加的な特徴は、可変長経路を与える手段が、組織と等価
な物質を含む可変長の可動ハウジングを含み得ることで
ある。

本発明の一層の特徴は、可変長経路を与える手段が組織
と等価な物質のための貯蔵器を含み得ることにある。本
発明の別の特徴は、可変長の可動ハウジングを可変長の
可動ピストンとすることができ、そしてピストンが、組
織と等価な物質を含むことにある。ピストンは、組織と
等価な物質を含むための可変長の可動ベローを形成する
プラスチックで包囲されたバネとすることができる。本
発明の一層の特徴は、ハウジングが、患者と接触するの
に適した第１の端部と、ハウジングの動きを制御する手
段とを有し、これによりハウジングの第１の端部は、患
者と接触状態に維持されることにある。本発明の別の特
徴は、制御手段が、ハウジングの第１の端部をバネ付勢
して患者と接触状態にする手段であることである。

定位案内放射線治療のためのシステム、定位案内放射線
治療方法、及び定位案内放射線治療法により患者を処置
する際に使用されるコリメータは、以前に提案された先
行技術の方法及び装置と比較して、以下の利点を有する
。

ｍ−製造及び使用が簡単且つ経済的であるｍ−精巧なコ
ンピュータ・ハードウェア及びソフトウェアを含む精巧
な３次元処置計画システムを必要としない ｍ−病院の現存する線形加速器の使用を許容する ｍ−加速器ヘッドの修正を必要としないｍ−患者の頭蓋
以外の患者の身体の他の領域において目標又は腫瘍を処
置するために使用することができる 本発明を、好ましい実施態様に関して記載するが、本発
明をその実施態様に制限することは意図していないこと
が理解されよう。反対に、特許請求の範囲に記載された
ような本発明の精神と範囲内に包含され得るすべての代
替物、修正及び等価物を覆うことが意図される。

第１因を参照すると、従来の線形加速器３００が示され
、ガントリ３０１と、患者用寝台３０３を回転させるタ
ーンテーブル３０２と、従来のコリメータ３０４とを含
む。ガントリ３０１、ターンテーブル３０２と寝台３０
３、及びコリメータ３０４の３つの回転軸は、それぞれ
、文字Ｇ、ＴとＣで指定されている。第１図に示された
ように、患者３０５は、従来の定位固定装置（図示され
ていない）の使用により回転式寝台３０３に位置付けら
れ、これにより目標、障害又は腫瘍３０６は、線形加速
器３００の同一中心３０７に配置させられる。同一中心
３０７は、線形加速器３００の３つの回転軸Ｃ，ＧとＴ
の交点として規定される。

第２図を参照すると、患者３０５の頭蓋３０８における
障害又は腫瘍３０６への線形加速器３００の操作が示さ
れている。コリメータ３０４が点線３０９によって示さ
れたパスに沿って患者３０５の頭蓋３０８の周りを回転
させられるとき、人体の組織に当ったときにガンマ線を
生成する光子からなる放射線ビーム３１１は、目標３０
６に向けて集束され且つ指向される。コリメータ３０４
は従来の構造であり、そして線形加速器３００の従来の
加速器ヘッド３１２（第１図）から出る放射線ビーム３
１１の大きさを規定する。従来のコリメータ３０４は、
可変サイズの正方形又は円形ビームのいずれかを生成す
る取り外し可能な剛性の管であるか、又は不規則形状の
ビームを生成し得るように構成可能な小片を含む。コリ
メータ３０４のアパーチャーの大きさは、処置すべき障
害３０６の大きさにより決定され、且つ選択される。

従来のコリメータは、線形加速器３００の同一中心３０
７から一定距離において加速器ヘッド３１２に取り付け
られている。コリメータ３０４の端部から目標３０６へ
の距離りは一定値であり、そして頭蓋３０８の表面に対
する目標３０６の深さＴは、加速器ヘッド３１２（第１
図）とコリメータ３０４が回転するとき、第２図に示す
ように変化するために、目標３０６への経路においてコ
リメータ３０４の端部を出た後に放射線ビーム３１１が
通過する組織の量もまた変化する。前述の精巧な処置計
画システムを必要とするのは、処置用放射線ビーム３１
１が通過する組織の深さＴが変動するためである。

第３図を参照すると、本発明の定位案内放射線治療法と
コリメータ３０４′が記載されている。

同一参照番号が前述の同一構成要素に対して使用され、
そしてプライム付き参照番号が前述のものに類似する構
成要素に対して使用される。第３図の患者３０５は、第
１図に示されたと同様に、線形加速器３００の回転式寝
台３０３上に置かれており、そして目標又は障害３０６
は、前述のように線形加速器３００の同一中心３０７に
配置さられている。コリメータ３０４′は、放射線ビー
ム３１１を集束させる手段３１５又は前述の従来のコリ
メータ３０４と、放射線ビーム３１１のために可変長経
路３１７を与えるための手段３１６とを含む。経路３１
７は、経路３１７に関連して患者３０５の組織と実質的
に等価な物質３１８を有し、そして放射線ビーム３１１
は患者３０５に入る前に可変長経路３１７を通過する。

第３図に示すように、放射線ビーム３１１は、障害３０
６に向かってコリメータ３０４′により集束され、そし
て可変長経路３１７と、可変長経路３１７に関連した組
織と等価な物質３１８とを通過する。コリメータ３０４
′はパス３０９に沿って患者３０５に対して移動させら
れ、一方、放射線ビーム３１１は障害３０６に向かって
集束させられる。コリメータ３０４′はパス３０９に沿
って移動するので、可変長経路３１７の長さしは、コリ
メータ３０４′がパス３０９に沿って患者３０５に対し
て移動させられている間、患者３０５の組織及び組織と
等価な物質３１８の実質的に同一距離Ｔを通過するよう
に、変化させられる。

第３図に示すように、コリメータ３０４′が患者３０５
の頭蓋３０８の周りを回転させられ、障害３０６がコリ
メータ３０４′の回転中心である線形加速器３００の同
一中心に配置させられたとき、コリメータ３０４′にお
ける固定点３２０からの距離りは一定にとどまる。前述
のように、コリメータ３０４′がパス３０９に沿って回
転するとき、放射線ビーム３１１が通過する組織の深さ
又は厚さＴは前述のとうり変化する。第３図に示すよう
に、コリメータ３０４′がパス３０９の周りで回転する
とき、可変長経路３１７の長さしも又変化する。コリメ
ータ３０４′がパス３０９の周りで回転するとき、放射
線ビーム３１１は、常に、組織即ち組織の深さＴと、可
変長経路３１７に関連した組織と等価な物質３１８との
実質的に同一距離を通過する。組織の深さＴ及び組織と
等価な物質３１８の可変長しの合計は、コリメータ３０
４′における固定点３２０及び患者３０５の目標又は腫
瘍３０６の間の距離りにほぼ等しい。

こうして、有効な組織目標深さＤは同一のままであり、
そして目標３０６の位置に拘わらず、放射線ビーム３１
１は、実組織目標深さＴ及び組織と等価な物質３１８の
可変長しから成る一定有効組織目標深さＤを通過する。

こうして、コリメータ３０４′が患者３０５の頭蓋３０
８の周りで回転するとき、障害３０６に向かって集束さ
れた放射線量は、常に、コリメータ３０４′の物理的特
性によって決定された一定値となる。

有効組織目標深さＤが常に同一であるために、目標３０
６の周りの等濃度分布は、目標組織深さＴに依存しな（
なる。従って、先行技術のシステムの複雑な３次元アル
ゴリズムを使用する従来必要とされたコンピュータ・ハ
ードウェア及びソフトウェアによる処置計画は不要とな
る。単コリメータ３０４′の１回の回転から成る定位案
内放射線治療法処置に関しては、目標３０６の周りの等
濃度分布は常に円形である。収束又は多重孤の回転処置
に関しては、目標３０６の周りの放射線の等濃度分布は
、十分な処置孤が全放射線量を送出するために使用され
るならば、球形である。不規則形状の障害３０６は、球
形フィールドを重ねることにより従来の方法にて処置さ
れ得る。

本発明による定位案内放射線治療法処置計画は、こうし
て、以下の項目にのみ依存する。

従来のしっかりとビームを規定するコリメータ３０４の
アパーチャーサイズを決定する目標又は腫瘍３０６の大
きさ、 −一　線形加速器３００の回転式寝台３０３に患者３０
５を位置付け、そして線形加速器３００の同一中心３０
７において患者の障害３０６を配する際に使用される目
標３０６の定位座標 ｍ−使用される放射線ビームとコリメータ３０４の全計
画放射線量と記憶特性 なお、全計画放射線量及び記憶特性の両者は、線形加速
器３００における単位設定を調整するために従来の方法
において使用される。

個々の患者３０５に特有な因子である患者３０５の頭皮
又は頭蓋３０８の表面輪郭及び組織目標深さＤに関連し
た因子は、除去される。剛性コリメータ３０４の特性は
予め決められ、そして所与サイズのコリメータ３０４に
対して一定となる。

第４図乃至１０図を参照すると、患者の障害又は腫瘍３
０６が線形加速器３００の同一中心３０７に配置する方
法の実施例が示されている。更に詳細に後述するように
、本発明の定位案内放射線治療法、及びコリメータ３０
４′と定位案内放射線治療用のシステムは、患者３０５
の頭蓋３０８内にある障害の処置に対してだけでなく、
一般に患者の胸郭以外の領域である比較的一定の組織密
度がある患者３０５の他のどの部分にも位置する障害を
処置するために使用することができることに注目すべき
であある。そのような他の障害又は腫瘍３０６が処置さ
れたとき、より正常な組織は、従来の固定ボート計画に
おけるよりも、回転コリメータを使用するときより放射
線に暴露されるが、暴露は少ないので、等線量曲線の急
峻性の利益が潜在的な不都合をはるかに凌ぐと考えられ
る。

第４図に示すように、患者３０５は頭蓋３０８内に障害
又は腫瘍３０６を有している。第５図及び第６図を参照
すると、定位固定装置３３０が示され、従来の骨ねじ（
図示されていない）により適切な位置において患者の頭
蓋３０８に固定された位置決め固定具３３１を含む。位
置決め固定具３３１はまた、ボール・ソケット部材３３
２を含み、患者のコンピュータ断層撮影（“ＣＴ”）走
査の前に、位置決め固定具３３１に固定される。定位固
定装置３３０は、以後更に詳細に記載するように、コリ
メータ３０４′がパス３０９に沿って移動するとき、大
きな妨害をコリメータ３０４′に与えない限り、従来の
定位固定装置とすることができる。本発明の方法を実施
する際に使用される先行技術のそのような１つの定位固
定装置３３０は、本発明の発明者に１９８９年２月２１
日付で付与された米国特許第４．８０５．６１５号に開
示されたものであり、この特許を本明細書において参照
のために編入する。

第７図及び第８図を参照すると、患者３０５は、ＣＴス
キャナー３３４のＣＴ撮像テーブル３３３上に位置付け
られ、そしてボール・ソケット部材３３２が、取り付は
部材又は心合せ棒３３５とブラケット３３６を介して撮
像テーブル３３３に固定して取り付けられる。ボール・
ソケット部材３３２は、取り付は部材又は心合せ棒３３
５がボール・ソケット部材３３２に取り付けられた棒３
３７と嵌合するまで、ボール・ソケット部材３３２のボ
ールを旋回させる。−旦心合せ棒３３５とボール棒３３
７が嵌合したならば、ボール・ソケット部材３３２のボ
ールは所定位置に固定され、そして患者３０５は、従来
の方法でＣＴスキャナー３３４により撮像され、これに
よって目標又は障害３０６の定位座標が決定される。

第９図及び第１０図を参照すると、次に患者は線形加速
器３００の回転式寝台３０３に移送され、この場合ボー
ル棒３３７は、心合せ棒又は取り付は部材３３５と、Ｃ
Ｔスキャナー３３４に関連したものと同一のブラケット
３３６とに連結されており、これによって回転式寝台３
０３に対する患者の幾何学的定位は、撮像テーブル３３
３に対する患者３０５の幾何学的関係の複製となる。ボ
ール・ソケット部材３３２のボールは、従来の方法によ
つて回転式寝台３０３を移動させることにより、線形加
速器３００の同一中心３０７に置かれるようにされる。

目標又は障害３０６は、それからＣＴスキャナー３３４
に決定された腫瘍３０６の定位座標に従って、回転式テ
ーブル３０３の位置を調整することにより、線形加速器
３００の同一中心３０７に配される。第１０図に示すよ
うに、腫瘍３０６が線形加速器３００の同一中心３０７
に配されると、可変長経路３１７を与える手段３１６を
含むコリメータ３０４′は、第３図に関連して前述され
た方法で、患者３０５の周りを回転させられる。頭蓋３
０８以外の患者の身体の他の領域における障害又は腫瘍
の処置のためには、前述の段階が遵守されるが、定位固
定装置３３０の位置決め固定具３３１及びボール・ソケ
ット部材３３２は患者３０５の頭蓋３０８に配置されず
、接着剤によってのように、胸郭のような患者の身体の
別の部分に配置され、これにより腫瘍３０６が位置する
身体の部分を、前述の方法にＣＴスキャナー３３４によ
って走査することができ、撮像テーブル３３３における
患者の向きは前述の方法において、線形加速器３００の
回転式楼台３０３上で複製されることに注目すべきであ
る。

第１１図乃至第１５図を参照すると、定位案内放射線治
療法により患者を処置する際に使用される本発明による
コリメータ３０４′は、放射線ビームを集束する手段３
１５又は従来の剛性管コリメータ３０４と、放射線ビー
ムのための可変長経路３１７を与える手段３１６とを含
み、経路３１７は、関連して組織と等価な物質３１８を
有している。前述のように、組織と等価な物質３１８は
好ましくは水である。その理由は、水は正常な人体の組
織と同一のエネルギー消散又は減衰特性を近似的に有す
ることにある。前述のように、放射線ビームが人体の組
織を通過するとき、そのエネルギーは消散又は減衰され
る。組織と等価な物質３１８は、正常な組織と実質的に
類似する密度とエネルギー消散及び減衰特性を有する任
意の他の物質と置き換え得ることに注目すべきである。

代替的に、物質の厚さの関数として直線的に変化する密
度、エネルギー消散及び減衰特性を有する物質を使用す
ることができる。これにより、物質３１８の密度、エネ
ルギー消散及び減衰特性を知れば、第３図に関連して前
述した方法及び装置において使用されたとき、放射線ビ
ーム３１１が移動する物質３１８の厚さ又は可変長しに
依存した既知の量の放射エネルギーを障害３０６（第３
図）に与えるようにコリメータ３０４′を較正すること
が可能である。

第１１図乃至第１５図を更に参照すると、可変長経路を
与える手段３１６は、組織と等価な物質３１８を含んだ
可変長の可動ハウジング３４０を含むことかができる。

可変長経路を与える手段３１６は、組織と等価な物質３
１８のための貯蔵器３４１を更に含むことができ、貯蔵
器３４１に含まれた組織と等価な物質３１８は、放射線
ビームを通過させない。コリメータ３０４′は、好まし
くは、コリメータ３０４′を線形加速器３００（第１図
）の加速器ヘッド３１２に固着させ得る基部部材３４２
又は円形フランジ３４３を含む。

第１１図乃至第１５図のコリメータ３０４′の実施態様
において、可変長の可動ハウジング３４０はシリンダー
３４５によって与えられ、シリンダー３４５は流体密閉
関係において別のシリンダー３４６によって嵌合され収
容され、シリンダー３４５の底部は、シリンダー３４６
の内部及び中央管３４８に対して密閉関係に配置された
環状フランジ板３４７を有している。シリンダー３４５
の上端は端部板部材３４９によって密閉されている。端
部板部材３４９は、以後記載するように２つ以上の案内
シリンダー３５０を含むことができ、これらの案内シリ
ンダー３５０は、互いに対して移動するとき、可変長の
可動ハウジング３４０の嵌合するシリンダー３４５．３
４６を適切に整列させるために、案内棒３５１と協働す
る。可変長の可動ハウジング３４０は、第１１図乃至第
１５図に示された円筒形状のような任意の適切な構成を
有することに注意すべきである。方形、三角形等のよう
な任意の他の適切な断面構成を使用することもできる。

第１１図乃至第１５図に示されたコリメータ３０４′の
実施態様において、可変長の可動ハウジング３４０の嵌
合部分３４５．３４６は、第１１図に示されたように、
シリンダー３４５と３４６との間に含まれた組織と等価
な物質３１８の容積が、シリンダー３４５に含まれた容
積と、第１３図のシリンダー３４６の頂部に示された容
積との合計に等しいような大きさである。その結果、可
変長の可動ハウジング３４０が、第１３図に示された十
分に延ばされた位置にあるとき、シリンダー３４５内の
空洞は組織と等価な物質又は水３１８で完全に満たされ
る。シリンダー３４６の頂部は、シリンダー３４６の頂
部及びシリンダー３４５の外壁表面と流体耐密関係にシ
リンダー３４６に固定された環状板３５２を固定してい
る。さらに、シリンダー３４５の下端は、シリンダー３
４５の環状密閉板３４７の上方のシリンダー３４５の下
部壁表面に形成された複数の開口３５３により、シリン
ダー３４６の内部と流体連通状態にある。心合せ棒３５
１には、心合わ管３５０の内部と協働するように配置さ
れた複数の軸受３５５が設けられている。

可変長の可動ハウジング３４０の第１の端部３６０又は
端部板３４９に、ハウジング３４０の動きを制御する手
段３６１が設けられている。制御手段３６１は、好まし
くは、少なくとも１つのセンサー手段３６２又は従来の
近接スイッチとすることができ、可変長経路３１７の長
さを変化させるために、シリンダー３４５を上方又は下
方に移動させるモーター（図示されていない）の動作を
制御するように作動する。センサー手段３６１又はスイ
ッチ３６２は、好ましくは、感圧スイッチとすることが
できる。本発明による定位案内放射線治療法の好ましい
実施態様におけるコリメータ３０４′は、可変長経路３
１７の第１の端部３６０又は端部板３４９と患者３０５
（第３図）を接触させ、そしてコリメータ３０４′が可
変長経路３１７又は可変長の可動ノ＼ウジング３４０の
長さしを変化させることにより移動させられている間、
そのような接触を維持する段階を含む。従って、センサ
ー手段３６１又はスイッチ３６２は、モーター（図示さ
れていない）を制御するために動作し、これによりモー
ターは、可変長経路３１７又は可変長可動ハウジング３
４０の第１の端部３６０又は端部板３４９を患者３０５
と接触するように移動させ、また、コリメータ３０４′
が前述のようにパス３０９（第３図）に沿って動いてい
る間、そのような接触状態を維持するように動作させら
れる。代替的に、本発明の定位案内放射線治療法は、患
者から所定の距離に可変長経路３１７の第１の端部３６
０を配置し、そしてコリメータ３０４′が可変長経路３
１７又は可変長可動ハウジング３４０の長さしを変化さ
せることにより移動させられている間、第１の端部３６
０と患者との間にかかる所定の距離を維持する段階を含
む。この実施態様において、センサー手段３６１又はス
イッチ３６２は、位置センサー・スイッチ又はソナー形
式スイッチとすることができ、患者３０５の頭蓋３０８
又は身体の他の部分の位置を検出し、そして患者３０５
の頭蓋３０８又は身体の他の部分から可変長経路３１７
又は可変長可動ハウジング３４０と端部３６０との間を
所定の一定距離に維持するように、モーター（図示され
ていない）の動作を制御する。

第１６図乃至２０図を参照すると、コリメータ３０４′
の別の実施態様３０４′が示されている。

第１１図乃至第１５図に関連して前述されたものと同一
の構成要素に対して同一の参照番号が使用され、そして
類似の構成要素に対してプライム付き参照番号が使用さ
れる。コリメータ３０４′は、可変長経路３１７を与え
る手段３１６を含み、この場合可変長経路を与える手段
３１６は、第１の端部３６０を備えた可変長の可動ハウ
ジング３４０を含み、そして組織と等価な物質３１８を
含む。組織と等価な物質のための貯蔵器３４１′がまた
設けられている。第１６図及び第１７図のコリメータ３
０４′の実施態様において、可変長の可動ハウジング３
４０は、組織と等価な物質３１８を含む可変長の可動ピ
ストン３８０である。ピストン３８０が第１６図に示さ
れた位置から第１７図に示された十分に延ばされた位；
ｌへと上方に延びるとき、組織と等価な物質は、貯蔵器
３４１′から通路３８１を通ってピストン３８０の内部
又は可変長経路３１７に引き上げられる。

可変長の可動ハウジング３４０には、類似の案内棒３５
１′及び案内管３５０が設けてあり、案内管３５０′に
は、上方及び下方に移動するとき、可動ハウジング３４
０を整列させるために、軸受３５５が配置されている。

貯蔵器３４１′は、押しつぶすことが可能なプラスチッ
ク包囲体を含むことができ、これによりピストン３８０
の外部への拡張の際、貯蔵器３４１′のプラスチック袋
又は包囲体３８２は第１７図に示すようにつぶされる。

ピストン３８０は、好ましくは、可撓性のプラスチック
包囲体３８４内に収納されているバネ３８３から形成さ
れることができ、こうして可変長の可動ベロー３８５を
形成し、この可動ベロー３８５は可変長の可動ピストン
３８０を第１６図及び第１７図に示されたように膨張収
縮させ、そして更に、ベロー３８５が第１７図に示され
た位置に膨張するとき、前述の方法にて組織と等価な物
質３１８を通路３８１を通して引き上げる。コリメータ
３０４′には、前述のとおり同一の制御手段３６１が設
けてあり、あるいは代替的に、バネ３８３が、可動ハウ
ジング３４０の第１の端部３６０を付勢し患者３０５と
接触状態にする手段をあたえることもできる。

こうして、バネ３８３によってハウジング３４０の端部
板３４９′に及ぼされた力は、コリメータ３０４＃が患
者３０５の周りで移動させられるとき、端部板３４９′
を患者３０５と接触状態にさせておくように働く。

第２０図におけるコリメータ３０４′の実施態様３０４
″は、第１６図乃至第１９図に関連して示されたものに
同一であるが、コリメータ３０４″には、可変長の可動
ハウジング３４０の動作と移動を制御するモーター４０
０が設けである。コリメータ３０４″′には、モーター
４００と機能的に関連した制御手段３６１又はスイッチ
３６２が設けられており、これによりモーター４００は
、案内棒３５１′の１つに配置された噛み合う歯車と歯
車４０１とを接触させることにより、可動ハウジング３
４０を移動させ、これによって可動ハウジング３４０又
はピストン３８０は、第１６図及び第１７図に示すよう
に、上昇又は下降され得る。

明らかな修正と等価物は本技術分野における当業者に明
白であるために、本発明は、示され且つ記載された構造
、動作、正確な物質又は実施態様の正確な詳細に制限さ
れないことが理解されよう。

例えば、他の形式の制御手段を、可変長経路の長さの変
化を制御するために使用することができる。

従って、本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限さ
れる。

本発明の主なる特徴及び態様は以下のとおりである。

１、定位案内放射線治療法により患者を処置する際に使
用されるコリメータであって、放射線ビームを集束させ
る手段と、放射線ビームのための可変長経路を与える手
段とを具備し、該経路は、該経路に関連して患者の組織
と実質的に等価な物質を有し、放射線ビームは患者に入
る前に該経路を通過することを特徴とするコリメータ。

２、組織と等価な物質は水である上記１に記載のコリメ
ータ。

３、可変長経路を与える手段は、組織と等価な物質を含
んだ可変長の可動ハウジングを含む上記１に記載のコリ
メータ。

４、組織と等価な物質は水である上記３に記載のコリメ
ータ。

５、可変長経路を与える手段は、組織と等価な物質のた
めの貯蔵器を更に含む上記３に記載のコリメータ。

６、可変長の可動ハウジングは可変長の可動ピストンで
あり、該ピストンは組織と等価な物質を含む上記３に記
載のコリメータ。

７、ピストンは、組織と等価な物質を含むための可変長
の可動ベローを形成するプラスチックで包囲されたバネ
である上記６に記載のコリメータ。

８、ハウジングは、患者と接触するのに適した第１の端
部と、ハウジングの動きを制御する手段とを有し、これ
によってハウジングの第１の端部は患者との接触状態に
保持される上記３に記載のコリメータ。

９、制御手段は、ハウジングの第１の端部をバネ付勢し
て患者と接触状態にさせる手段である上記８に記載のコ
リメータ。

１０、制御手段は、ハウジングの第１の端部に関連した
少な（とも１つのセンサー手段であり、少なくとも１つ
の該センサー手段は、ハウジングを動かしそして患者と
の接触状態を維持させるモーターの動作を制御する上記
８に記載のコリメータ。

１１、患者を処置するための定位案内放射線治療用のシ
ステムであって、 定位固定装置と、 回転式寝台を備えた線形加速器と、 放射線ビームのための可変長経路を与える手段を含み、
線形加速器からの放射線ビームを集束させるコリメータ
とを具備し、 該経路は、該経路に関連して患者の組織と実質的に等価
な物質を有し、放射線ビームは患者に入る前に該経路を
通過することを特徴するシステム。

１２、組織と等価な物質が水である上記１１に記載のシ
ステム。

１３、可変長経路を与える手段は、組織と等価な物質を
含んだ可変長の可動ハウジングを含む上記１１に記載の
システム。

１４、組織と等価な物質が水である上記１３に記載のシ
ステム。

１５、可変長経路を与える手段は、組織と等価な物質の
ための貯蔵器を更に含む上記１３に記載のシステム。

１６、可変長の可動ハウジングは可変長の可動ピストン
であり、該ピストンは組織と等価な物質を含む上記１３
に記載のシステム。

１７、　　ピストンは、組織と等価な物質を含むための
可変長の可動ベローを形成するプラスチックで包囲され
たバネである上記１６に記載のシステム。

１８、ハウジングは、患者と接触するのに適した第１の
端部と、ハウジングの動きを制御する手段とを有し、こ
れによってハウジングの第１の端部は患者との接触状態
に保持される上記１３に記載のシステム。

１９、制御手段は、ハウジングの第１の端部をバネ付勢
して患者と接触状態にさせる手段である上記１８に記載
のシステム。

２０、制御手段は、ハウジングの第１の端部に関連した
少なくとも１つのセンサー手段であり、少なくとも１つ
の該センサー手段は、更に、ハウジングを動かしそして
患者との接触状態を維持させるモーターの動作を制御す
る上記１８に記載のシステム。

２１、患者の身体内の障害の定位案内放射線治療法であ
って、 コリメータとガントリを有する線形加速器に関連した回
転式寝台に患者を位置付け、 線形加速器の同一中心に患者の障害を配置し、障害に向
けてそしてコリメータに関連した可変長経路を介して放
射線ビームを集束させ、ここで、該経路は患者の組織と
実質的に等価な物質を有し、放射線ビームは患者に侵入
する前に該経路を通過し、 障害に向けて放射線ビームを集束させながら、患者に対
してコリメータを動かし、 コリメータが動かされている間、放射線ビームが組織及
び組織と等価な物質の実質的に同一距離を通過するよう
に、コリメータを動かしながら、可変長経路の長さを変
化させる、 各段階から成る定位案内放射線治療法。

２２、組織と等価な物質として水を使用する段階を含む
上記２１に記載の方法。

２３、可変長経路の第１の端部と患者を接触させ、そし
て可変長経路の長さを変化させること１＝よって、コリ
メータが動かされている間、そのような接触を維持する
段階を含む上記２１に記載の方法。

２４、患者から所定距離に可変長経路の第１の端部を配
置し、そして可変長経路の長さを変化させることにより
、コリメータが動かされて（箋る間、第１の端部と患者
の間に該所定距離を維持する段階を含む上記２１に記載
の方法。

【図面の簡単な説明】

第１図は、回転式接台、コリメータ及びガントリを含む
従来の線形加速器の斜視図。 第２図は、従来の線形加速器により処置される患者の頭
蓋の略頂面図。 第３図は、本発明により処置される患者の頭蓋を示す略
頂面図。 第４図乃至第１０図は、本発明により処置される患者の
頭蓋に腫瘍のある患者の斜視図。 第１１図乃至第１３図は、本発明によるコリメータの部
分的な断面図。 第１４図は、第１３図の線１４−１４に沿って取られた
コリメータの部分的な断面図。 第１５図は、第１３図の線１５−１５に沿って取られた
本発明によるコリメータの部分的な断面図。 第１６図、第１７図及び第２０図は、本発明によるコリ
メータの部分的な断面図。 第１８図は、第１７図の線１８−１８に沿って取られた
本発明によるコリメータの部分的な断面図。 第１９図は、第１７図の線１９−１９に沿って取られた
本発明によるコリメータの部分的な断面図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、定位案内放射線治療法により患者を処置する際に使
   用されるコリメータであって、 放射線ビームを集束させる手段と、放射線ビームのため
   の可変長経路を与える手段とを具備し、該経路は、該経
   路に関連して患者の組織と実質的に等価な物質を有し、
   放射線ビームは患者に入る前に該経路を通過することを
   特徴とするコリメータ。 ２、患者を処置するための定位案内放射線治療用のシス
   テムであって、 定位固定装置と、 回転式寝台を備えた線形加速器と、 放射線ビームのための可変長経路を与える手段を含み、
   線形加速器からの放射線ビームを集束させるコリメータ
   とを具備し、 該経路は、該経路に関連して患者の組織と実質的に等価
   な物質を有し、放射線ビームは患者に入る前に該経路を
   通過することを特徴するシステム。 ３、患者の身体内の障害の定位案内放射線治療法であっ
   て、 コリメータとガントリを有する線形加速器に関連した回
   転式寝台に患者を位置付け、 線形加速器の同一中心に患者の障害を配置し、障害に向
   けてそしてコリメータに関連した可変長経路を介して放
   射線ビームを集束させ、 ここで、該経路は患者の組織と実質的に等価な物質を有
   し、放射線ビームは患者に侵入する前に該経路を通過し
   、 障害に向けて放射線ビームを集束させながら、患者に対
   してコリメータを動かし、 コリメータが動かされている間、放射線ビームが組織及
   び組織と等価な物質の実質的に同一距離を通過するよう
   に、コリメータを動かしながら、可変長経路の長さを変
   化させる、各段階から成る定位案内放射線治療法。