JPH0357466A - 放射線治療計画用位置決め装置の制御法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は各種高エネネルギー放射治療のための放射線治
療計画用位置決め装置の制御法に関し、特に任意の位置
にマークを投影する場合に左右のマークを一致させる放
射線治療計画用位置決め装置の制御法に関する。

（従来の技術） 癌治療用としてリニアアクセレレー夕が登場してから、
各種放射線后療装置が出現し、コバルト６０等の放射性
同位元素から放射されるγ線によるＲｌ　　（Ｒａｄｉ
ｏ　　Ｉｓｏｔｏｐｅ）治療装置、電子線・Ｘ線治療装
置、速中性子治療装置、重イオン粒子治療装置等の高エ
ネルギー放射線による治療装置が逐次開発されて用いら
れるようになってきた。これ等の治療効果の著しい高エ
ネルギー放射線治療の発展につれて、精度の高い治療計
画がより重視されるようになってきた。そのため放射線
治療装置は治療の高精度化に対応できるような工夫や開
発が行われ、同時に実際の治療計画及び応用面において
も技術の進歩が急速になり、治療計画の重要性が一層認
識されるようになった。

治療システムの全体像は次のように考えることができる
。

第ｌ段階は診断であり、患部の位置、大きさ、形等を正
確に把握する。第２段階は治療計画することで、診断時
の諸情報を基に、治療線種１線量照射方向等患者への応
用を総合的に画定する。

第３段階は治療に適用することであり、患者に対し照射
野の位置決め、確認、照射を実施することである。第４
段階は管理段階で、診断、５１画、適用の各段階におけ
るデータの照合、記録、保管を行い、治療計画及び治療
終了後の参考とする。

これ等４段階に応し精度の良い治療計画装置が不可欠の
道具として強く要望されており、その一つとして放射線
治療計画用位置決め装置がある。

この放射線治療計両用位置決め装置はＸ線ＣＴ等により
放射線治療を行う患部の位置を見極め、これを被検者の
体表上の上面及び側面からレーザ光線により十字マーク
を投影して、放射線治療を行うときの体表への位置決め
を行う装置であって、通常レーザマー力と称せられてい
る。以後放射線治療計画用位置決め装置をマーカと略称
する。

このマーカはレーザ光線を仰臥又は横臥している被検者
の上面及び側面から投影して、患部の体表上における位
置決めを行い、放射線治療時の照射位置と照射野等を適
性に把握するための装置である。従って、マーカには被
検者の体表にレーザ光の十字マークを投影するポインタ
があり、ポインタはアームモジュールに搭載されてステ
ップモー夕により左右あるいは上下方向に移動される構
造となっている。そして位置決めはワークステションに
より計算で求められた被検者の放射線治療を行う位置を
ポインタからのレーザ光によって十字マークを投影する
ことにより行っている。第５図は上記のマーカのポイン
タの配置と駆動部を示す図である。図において、１はＸ
線ＣＴ撮彰室の天井に設けられ、被検者の上面に十字マ
ークを投影する中央ポインタ、２Ｌは前記治療室の左壁
面に取り付けてあり、患者の左側面に十字マークを投影
するための左側面ポインタ、２Ｒは右壁面に取り付けて
ある右側面ポインタである。中央ポインタ１はアームモ
ジュール（図示せず）上に載せられていて、アームモジ
ュールが中央ポインタ移動モータ３により左右に移動さ
せられて位置決めされる。４は移動用レール端に設けら
れており、中央ポインタ１の左右移動において、レール
から外れるような移動量を制限するためのりミントスイ
ッチである中央ポインタ位置センサ、５Ｌ　　５Ｒはそ
れぞれ左側面ポインタ２Ｌ，右側面ポインタ２Ｒを搭載
するアームモジュール（図示せず）を上下に動かして位
置決めするための左側面ポインタ移動モータ，右側面ポ
インタ移動モータで、左ｆｆｌ１面ポインタ位置センザ
６Ｌ，右ｆｆｌｌＪ面ポインタ位置センサ６Ｒにより制
限位置を超えないようにされる。

（発明が解決しようとする課題） ところで、左側面ポインタ２Ｌと右側面ポインタ２Ｒと
は被検者に対して対向し、同じ位置に十字マークを投影
しなくてはならないが、各ポインタ２Ｌ，２Ｒから被検
者の体表まで２ｍ以上の距離があり、ポインタの送り機
構の歪みの影響で左右のポインタによる十字マークが一
致しないことが屡起こる。この状態を第６図に示す。図
には一例として左側面ポインタ２Ｌを示してある。この
例では左側面ポインタ２Ｌを上に２００ｍｍ移動させた
時送り機構の歪みの影響で被検体投影面での十字マーク
が２０３ｍｍ移動した場合を示している。右側面ポイン
タ２Ｒにおいても同様なことが起こって居り、結局左右
のポインタ２Ｌ，　　２Ｒからの十字マークの投影が一
致しない。

ところで、前記のようにＸ線ＣＴによって放射線治療を
行う患部の位置を見極めてマーキングしようとした時に
、その位置が例えば眼球の上に当たり目蓋が動くためマ
ーキング位置としては不適当であるとか、耳の穴の位置
でマーキングできないというような場合、その位置から
マーキングし易い位置に例えば２　０　ｍ　ｍずらせる
というようにワークステーションによる計算位置に拘わ
らず、異なる位置にマーキングする必要を生ずることが
ある。この場合の位置決めは、ワークステーンヨンによ
り計算で求められて行われる場合とは異なり、マニュア
ル操作により移動モータ動作指令用のスイッチのオンオ
フを行って位置制御を行うことになり、自動制御の場合
とは異なる制御方法で行う必要を生ずる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的は
、ポインタによる十字マークの位置決めをする場合に、
左右ポインタの一方によって十字マークを任意の位置に
設定し、他方の十字マーク投影位置を正確に一致させる
放射線治療計画用位置決め装置の制御法を実現すること
にある。

（課題を解決するための手段） 前記の課題をＨ決する本発明は、放射線治療のため被検
体の体表に光でマークを投影する上部及び左右壁面に設
けられたアームモジュールに搭載された中央，左右側面
ポインタと、前記アームモジュールを動かすための中央
，左右側面ポインタ移動モータとを有する放射線治療位
置決め装置の制御法において、前記アームモジュールの
単位毎の移動による中央，左右側面ポインタの位置とそ
れに対応するマークの位置とを実測しそのデータをμＰ
Ｕに格納する段階と、何れか一方の側面のアームモジュ
ールを上昇又は下降により移動させて当該側面のマーク
を任意の位置に設定する段階と、他方の側面のアームモ
ジュールを前記のアームモジュールにやや遅れて追従移
動させる段階と、前記一方の側面のマークの位置を前記
アームモジュールの位置から前記μＰＵに格納されてい
る前記データに基づき計算により求める段階と、前記計
算により求められたマークの位置から他方のアームモジ
ュールの現在位置からの送り量を前記μＰＵに格納され
たデータに基づきスＩ算して求める段階と、前記他方の
アームモジュールの送り量から前記左又は右側面ポイン
タ移動モータに送るパルス数を計算する段階と、計算に
より得たパルス数の信号を前記左又は右側面ポインタ移
動モータに送る段階とから或ることを特徴とするもので
ある。

（作用） 中央，左右側面ポインタを載せた各アームモジュールを
単位毎に移動させ、アームモジュールの位置とマーク投
影位置との関係のデータをμＰＵに格納する。左右側面
ポインタによりマークの投影位置を任意の位置に位置決
めするに当たっては、何れか一方の側面のアームモジュ
ールを移動させて目視により所定のマーク投影位置にお
いて停止させ、前記のデータに基づきマーク投影位置を
計算により求め、前記のマーク投影位置から他方のアー
ムモジュールの位置を計算して必要なアームモジュール
の送り量を計算し、それから得たパルス数の駆動信号を
送り、前記他方のアームモジュールの位置決めを行う。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例の制御法の実行に用いるマー
カのブロック図である。図において、第５図と同じ部分
には同一の符号を付してある。図中、７Ｓは中央ポイン
タ１が取り付けられ、中央ポインタ１の位置を図の左右
に移動させ、十字マークを被検者の患部の上面体表に投
影させるためのアームモジュール、７Ｌ，７Ｒはそれぞ
れ左右側面ポインタ２Ｌ，２Ｒが取り付けられ、各ポイ
ンタ２Ｌ，２Ｒを上下に移動させるためのアームモジュ
ールである。各アームモジュール７Ｓ，７Ｌ，７Ｒはそ
れぞれステップモー夕である中央ポインタ移動モータ３
，左側面ポインタ移動モータ５Ｌ及び右側面ポインタ移
動モータ５Ｒにより動作し、各アームモジュールの位置
即ち各ポインタ１．２Ｌ，２Ｈの位置はそれぞれの移動
モータ３，５Ｌ，５Ｒのモータ軸に直結したエンコーダ
によって検出される。８はアームモジュール７Ｓ，７Ｌ
，７Ｒの位置設定、各ポインタのレーザ管の点灯及び消
灯操作を行うハンドコントローラで、人力情報は赤外線
に変換され光検出器って検出されてマイクロコンピュー
タ（以下μＰＵという）１０に人力される。μＰＵＩＯ
は上記の人力に基づきレーザ管の点灯・消灯の制御、ア
ームモジュールの移動のための各移動モータの制御を行
う。１１はアームモジュール７Ｓ，７Ｌ，７Ｒの位置情
報及びレーザ管の点灯・消灯の状態を表示するＣＲＴで
ある。室内灯１２はμＰ　Ｕ　１．　Ｏの制御によリレ
ーザ管の点灯時には消灯されて十字マークを明瞭にし、
レーザ管消灯時には点灯される室内灯である。１３は被
検体の放射線后療を行う位置を計算して求めるワークス
テーションである。

次に、上記のように構成された装置の動作を説明した後
、十字マークを一致させるための制御法を説明する。Ｘ
線Ｃ，Ｔ（図示せず）で断層写真撮影又はＸ線透視等を
行って患部を特定し、特定された患部に体表から治療用
放射線照射を行うためのマーキングを行う。ハンドコン
トローラ８により各ポインタのアームモジュールの位置
をμＰＵ１０に人力する。μＰＵＩＯは中央ポインタ移
動モータ３，左側面ポインタ移動モータ５Ｌ，イＩ側面
ポインタ移動モータ５Ｒを制御して、中央ポインタ１の
アームモジュール７Ｓ，左側面ポインタ２Ｌのアームモ
ジュール７Ｌ，右側面ポインタ２Ｒのアームモジュール
７Ｒを移動させ、患部に体表から放射線照射を行う位置
決めのための十字マ一クを、中央ポインタ１，左側面ポ
インタ２Ｌ，右側面ポインタ２Ｒからそれぞれ体表の上
部．左側面，右側面ヘレーザ光により投影を行う。各ポ
インタの位置は各移動モータ軸に直結されているエンコ
ーダにより検出され、ＣＲＴ１１に表示される。中央ポ
インタ位置センサ４，左側面位置センサ６Ｌ，右側面ポ
インタ位置センサ６Ｒはそれぞれ中央ポインタ１．左側
面ポインタ２Ｌ，右側面ポインタ２Ｒの始点．終点位置
に来た場合に検出してμＰＵＩＯに入力する。次に、ハ
ンドコントローラ８によりレーザ管点灯の人力をして各
ポインタのレーザ管を点灯させ、被検体の体表に十字マ
ークを投影する。このレーザ管の点灯の状態もＣＲＴＩ
Ｉに表示される。室内灯１２はレーザ管の点灯時即ち十
字マークの投影時は消灯される。

次に左側面ポインタ２Ｌと右側面ポインタ２Ｒとからの
体表への十字マークを一致させるための制御法を説明す
る。位置決め操作において、左側面ポインタ２Ｌを移動
させる場合について考える。

アームモジュール７Ｌを２０ｍｍずつ移動させ、投影面
における十字マークの位置誤差を測定する。

この位置誤差のグラフを第３図に示す。このようにして
得られる投影面における位置誤差情報を、例えばポイン
タの位置と十字マークの位置との関係のテーブルとして
μＰＵＩＯに格納する。

アームモジュール７Ｌを動かして十字マークを正しく投
影させる実施段階においては、μＰＵＩＯは以下に示す
要領でアームモジュール７Ｌの制御を行う。アームモジ
ュール７Ｌの位置と投影面での十字マークの位置との関
係のグラフを第４図の通りとする。このグラフにおいて
、実測されてμＰＵＩＯに格納されているデータはＢ点
とＤ点で、２０ｍｍのＢ点の投影面での十字マーク位置
は１９ｍｍ，４０ｍｍのＤ点の投影而での十字マークの
位置は４３ｍｍである。Ａ点からＣ点まで移動させる時
は次のようにして移動距離を求める。

（１）移動する目的位置の前後に記憶されている原点と
Ｂ点の位置情報により、先ず移動ｉａを求める。

（２）次にＢ点とＤ点の位置情報により移動量ｂを求め
る。

（３）Ａ点からＣ点まで移動させるのに必要なアームモ
ジュール７Ｌの移動量ｐは ｐ＝１＋ｂ・１８．　６４ （４）アームモジュール７Ｌを１ｍｍ動かすために左側
面ポインタ移動モータ５Ｌに送るパルス数をαとすれば
、１８．６４αのパルスを送ればよい。

以上のようにすることにより実用上十分正確に十字マー
クを被検体に投影することができる。

以上はマーキングを行う通常操作であるが、放射線照射
位置に直接マーキングできない場合は、マーキングすべ
き位置から適当量ずらせた位置にマーキングを行う。そ
の手順は左右側面ポインタ移動モータ５Ｒ，５Ｌを動作
させるためのμＰＵ１０の動作指令スイッチをオンにす
る。右側面ポインタ移動モータ５ＲはμＰ　Ｕ　１．　
０からの駆動パルスにより回転を開始し、アームモジュ
ール７Ｒが移動し始める。少し遅れてアームモジュール
７Ｌが移動を開始する。右側面ポインタ２Ｒが所定の十
字マークの投影位置に到達すると、μＰＵＩＯはアーム
モジュール７Ｒの位置を駆動パルスの数により認識でき
るので、第３図のテーブルに基づき既述の計算方法によ
り十字マークの位置を計算し、得られた十字マークの位
置からアームモジュール７Ｌの位置を計算により求め、
μＰＵＩＯは計算位置に到達させるように駆動パルスを
左例面ポインタ移動モータ５Ｌに送って移動させる。

上記の動作を第２図のフローチャートにより説明する。

ステップ１ 左右側面ポインタ移動モータ５Ｒ，５Ｌの動作指令スイ
ッチを手動によりオンとする。μＰＵＩ０は駆動パルス
を前記左右側面ポインタ移動モータ５Ｒ，５Ｌに送って
、上昇又は下降の動作をさせる。右側面ポインタ移動モ
ータ５Ｒは回転を開始し、アームモジュール７Ｒは移動
し始める。左側面ポインタ移動モータ５Ｌは少し遅れて
回転を開始し、アームモジュール７Ｌがアームモジュー
ル７Ｒに追従して移動し始める。

ステップ２ アームモジュール７Ｒ，７Ｌは移動を続ける。

ステップ３ 十字マークが所定の位置にきたためにスイッチがオフに
されたかどうか、即ちアームモジュール７Ｒの上昇下降
は終了したかどうかをμＰＵＩＯはチェックする。終わ
っていなければステップ２に戻る。終わっていれば、ス
テップ４に進む。

ステップ４ μＰＵＩＯは右側面ポインタ移動モータ５Ｒに送る駆動
パルスを停止し、アームモジュール７Ｒは移動を止める
。

ステップ５ μＰＵＩＯは右側面ポインタ移動モータ５Ｒに送った駆
動パルスの数からアームモジュール２Ｒの位置を認識し
ており、第３図のテーブルを参照して、第４図によって
説明した計算により十字マークの位置を求める。図にお
いて、μＰ　Ｕ　１．　Ｏが認識しているアームモジュ
ール７Ｒの位置を２５．４とすると曲線上の点Ｅの横軸
の座標Ｑを次式の計算により求める。

−．Ｑ・２５．　４８ ステップ６ 右側面ポインタ２Ｒの投影面の十字マークの位置が得ら
れたので、この位置即ち地上からの２５．４８ｃｍの十
字マークの位置からアームモジュール７Ｌの位置を、ア
ームモジュール７Ｌと十字マークの位置のテーブルから
上記の計算の逆計算を行って求める。

ステップ７ アームモジュール７Ｌの現在の位置と、ステップ６で求
めた位置との差に相当する量を移動させるために、μＰ
ＵＩＯは、駆動パルスを左側面ポインタ移動モータ５Ｌ
に送ってアームモジュール７Ｌを移動させ、計算上の左
右の十字マークの位置が一致すればアームモジュール７
Ｌを停止させる。

以上説明したように、機構的歪み量による左右の十字マ
ークの不一致を補正することができるようになり、特に
十字マークを任意の位置に設定する場合に、従来、同一
位置への位置制御が困難であったが、本実施例によれば
、一方のアームモジュールに他方のアームモジュールを
追従して動作させ、μＰＵに格納したテーブルにより位
置計算を行わせることにより、左右のマークの位置ずれ
のないアームモジュールの制御が可能になる。

尚、この実施例て説明した位置決め制御法は放４４線治
療計画用位置決め装置でなくとも、同様な構成の位置決
め装置に応用することができる。

（発明の効果） 以上詳細にな説明１−たように本発明によれば、十字マ
ークの投影位置を任意に設定した場合にも、その位置に
左右のポインタが正確に一致した十字マークを投影する
ことができるようになり、実用上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施する一実施例のブロック図
、 第２図は実施例による任意の位置にアームモジュールを
設定する場合の制御法のフローチャート、第３図はアー
ムモジュール移動量と十字マーク位置誤差の関係を示す
グラフ、 第４図は十字マークを正しく移動させるためのアームモ
ジュール移動量の計算のための説明図、第５図はＸ線Ｃ
Ｔ室におけるポインタの配置図、第６図はポインタ移動
による十字マーク移動量誤差発生の説明図である。 １・・・中央ポインタ　　　２Ｌ・・・左側面ポインタ
２Ｒ・・・右側面ポインタ ３・・・中央ポインタ移動モータ ４・・・中央ポインタ位置センサ ５Ｌ・・・左側面ポインタ移動モータ ５Ｒ・・・右側面ポインタ移動モータ ６Ｌ・・・左側面ポインタ位置センサ ６Ｒ・・・右側面ポインタ位置センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 放射線治療のため被検体の体表に光でマークを投影する
   上部及び左右壁面に設けられたアームモジュール（７Ｓ
   、７Ｌ及び７Ｒ）に搭載された中央、左右側面ポインタ
   （１、２Ｌ及び２Ｒ）と、前記アームモジュール（７Ｓ
   、７Ｌ及び７Ｒ）を動かすための中央、左右側面ポイン
   タ移動モータ（３、５Ｌ及び５Ｒ）とを有する放射線治
   療位置決め装置の制御法において、 前記アームモジュール（７Ｓ、７Ｌ及び７Ｒ）の単位毎
   の移動による中央、左右側面ポインタ（１、２Ｌ及び２
   Ｒ）の位置とそれに対応するマークの位置とを実測しそ
   のデータをμＰＵ（１０）に格納する段階と、 何れか一方の側面のアームモジュール（７Ｒ又は７Ｌ）
   を上昇又は下降により移動させて当該側面のマークを任
   意の位置に設定する段階と、他方の側面のアームモジュ
   ール（７Ｌ又は７Ｒ）を前記のアームモジュール（７Ｒ
   又は７Ｌ）にやや遅れて追従移動させる段階と、 前記一方の側面のマークの位置を前記アームモジュール
   （７Ｒ又は７Ｌ）の位置から前記μＰＵ（１０）に格納
   されている前記データに基づき計算により求める段階と
   、 前記計算により求められたマークの位置から他方のアー
   ムモジュール（７Ｌ又は７Ｒ）の現在位置からの送り量
   を前記μＰＵ（１０）に格納されたデータに基づき計算
   して求める段階と、 前記他方のアームモジュール（７Ｌ又は７Ｒ）の送り量
   から前記左又は右側面ポインタ移動モータ（５Ｌ又は５
   Ｒ）に送るパルス数を計算する段階と、 計算により得たパルス数の信号を前記左又は右側面ポイ
   ンタ移動モータ（５Ｌ又は５Ｒ）に送る段階とから成る
   ことを特徴とする放射線治療計画用位置決め装置の制御
   法。