JPH0739595A

JPH0739595A - 定位的放射線治療装置

Info

Publication number: JPH0739595A
Application number: JP18844493A
Authority: JP
Inventors: Naoki Ueda; 尚樹上田; Akira Ogushi; 明大串; Hideki Takahashi; 英希高橋; Takaaki Furubiki; 孝明古曳; Keiji Koyanagi; 慶二小柳; Takayuki Nagaoka; 孝行長岡
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-07-29
Filing date: 1993-07-29
Publication date: 1995-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】従来の電子加速器を利用した定位的放射線治
療装置は、定位的放射線治療用コリメータを照射ヘッド
の先端に取り付けるようになっていて、大きさの異なる
患部を治療するときは、運転者の手で、その都度、患部
にあうコリメータに交換している。本発明の目的は、患
部にみあった定位的放射線治療用コリメータを運転者が
選択すれば、そのコリメータを自動的に設定することで
ある。【構成】本発明の定位的放射線治療装置は、照射ガン
トリの先端に、複数の定位的放射線治療用コリメータを
格納できるコリメータホルダ５１を設け、そのコリメー
タホルダ５１を駆動装置で動かすことで、任意の定位的
放射線治療用コリメータ５２ａ〜５２ｄの１つを所定の
位置へ自動的に設定できるようにしたものである。【効果】本発明の定位的放射線治療装置によれば、治
療に適した定位的放射線治療用コリメータを選択すれ
ば、その設定を自動的に行うので、運転者の負担が軽く
なり、交換時間も短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、患部へ細い放射線ビー
ムを様々な方向から照射する定位的放射線治療装置に係
り、特に大きさの異なる患部を治療するのに好適な定位
的放射線治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】直径数ｃｍ以下の比較的小さな悪性腫瘍
等に対して有効な放射線治療の一つに定位的放射線治療
法がある。これは細くしぼった放射線を様々な方向から
患部へ照射する治療方法である。そのため、患部に大線
量を付与しても、正常な周辺組織が被ばくする線量は少
ない。

【０００３】この定位的放射線治療法を行う治療装置、
即ち、定位的放射線治療装置には、ガンマユニットと呼
ばれる多線源方式放射線治療装置と、電子線加速器等を
用いる単線源方式放射線治療装置（特公平２−５０３５
２１号）とがある。

【０００４】前者は、半球状の球殻に中心へ向いた複数
の照射孔を設けたコリメータと、複数のガンマ線を放出
する放射性同位体とからなる。放射性同位体から出たガ
ンマ線はコリメータ孔により細いビームにしぼられ、半
球状コリメータの中心に向けて四方八方から照射され
る。

【０００５】後者は、電子加速器等を用いる。患者の患
部を中心に、照射ガントリと、患者を支持する治療台と
を回転させて、あらゆる方向から患部へ放射線を照射す
る。

【０００６】両者とも、正常な周辺組織の放射線被ばく
を低く抑えながら悪性腫瘍組織等の患部へ大線量を付与
できる。

【０００７】しかし、前者の場合は、放射線同位体の管
理が面倒であること、その放射能が時間と共に減少する
ので交換を必要とすること、装置が高価であることか
ら、あまり普及していない。また、放射線が固定された
一点に集中するため、呼吸による動きの大きい胸腹部の
治療には適さず、もっぱら、頭部治療に用いられてい
る。それに対し、後者は放射線同位体を用いないこと、
更に、患部の呼吸による動きに同期させて放射線を発生
できることから、その需要は多くなるであろう。

【０００８】電子加速器を利用した定位的放射線治療装
置を図２により説明する。加速器から送られてきた電子
線２０は、照射ヘッド２内で制動Ｘ線を発生する。発生
したＸ線はコリメータブロック２１と定位的放射線治療
用コリメータ３とにより細くしぼられて出力される。照
射ガントリ１は回転軸４を中心に回転する。また、治療
台２２は回転軸５を中心に回転する。これらの回転運動
を組み合わせて、細いＸ線を様々な方向から患部へ照射
する。

【０００９】当然、定位的放射線治療を行う前には、Ｘ
線ＣＴやＭＲＩの画像診断装置により患部の大きさを求
めてあって、定位的放射線治療用コリメータ３はそのコ
リメータ径３ａが患部の大きさにあうように選んであ
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、電子
加速器を利用した定位的放射線治療装置で治療を行う前
に、患部の大きさにあう定位的放射線治療用コリメータ
を照射ヘッドに取り付けのだが、その作業はやっかいな
ものである。まず、コリメータは、照射野外の高エネル
ギーＸ線をしゃへいするため、厚い鉛やタングステンで
できていて重たい。しかも、照射ヘッドが頭上にあると
きにコリメータを交換する場合もありえる。その上、小
さい患部へ照射するので、照射位置精度は重要であり、
扱いは神経質になる。その一方で、なるべく多くの患者
を治療するために、コリメータの交換などの準備にかか
る時間を短くしなくてはならない。患者にとっても、重
そうなものを頭上で取り替えているのを見ると、苦痛に
なることもある。

【００１１】本発明の目的は、患部にあった定位的放射
線治療用コリメータの選択を簡単且つ安全に可能にする
定位的放射線治療装置を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、互いに照射孔
の大きさの異なる、定位的放射線治療用コリメータを複
数個装てんしたコリメータホルダと、そのコリメータホ
ルダを駆動させることで、任意の定位的放射線治療用コ
リメータを選択し定位治療用の初期位置へ設定する手段
と、より成る。

【００１３】更に本発明は、ガントリに設けられてＸ線
の放出を行う照射ヘッドと、この照射ヘッドの先端に取
り付けたコリメータホルダと、より成ると共に、このコ
リメータホルダは、円板状ホルダと、このホルダ本体の
同心円上に取り付けられた、照射孔の大きさの異なる複
数個の定位的放射線治療用コリメータと、上記同心円が
前記照射ヘッドのＸ線放出孔を通過するように、上記ホ
ルダ本体を照射ヘッドに取り付けると共に、ホルダ本体
の中心軸を中心にしてホルダ本体を回転させる機構と、
この機構を制御して同心円上の任意の定位的放射線治療
用コリメータを照射ヘッドのＸ線放出孔と対向するよう
にする制御手段と、より成る。

【００１４】

【作用】本発明の定位的放射線治療装置によれば、治療
に適した定位的放射線治療用コリメータの選択及び初期
位置への設定を自動的に行うので、運転者の負担が軽く
なり、交換時間も短縮できる。

【００１５】更に本発明によれば、回転機構を制御する
ことで、簡単に、目的とする定位的放射線治療用コリメ
ータの選択及び初期位置決めを行える。

【００１６】

【実施例】本発明の定位的放射線治療装置の実施例を図
１を用いて説明する。従来の照射ガントリ１の照射ヘッ
ド部２の先端に回転可能なコリメータホルダ５１を設
け、このホルダ５１上に互いに異なるコリメータ孔
ｐ₁、ｐ₂の大きさを持つ複数の定位的放射線治療用コリ
メータ５２ａ、５２ｂ（後述する図３では４個のコリメ
ータ５２ａ〜５２ｄの例を示してある）を装てんした。
コリメータ５２ａ、５２ｂは照射ヘッド２のＸ線放出孔
２ａに対向できるように、ホルダ５１を回転させること
で位置制御される。図１はコリメータ５２ａが選択され
て位置合わせされた例を示している。即ち、コリメータ
ホルダ５１を回転することによって、任意の定位的放射
線治療用コリメータを所定の位置（例えば初期位置）へ
位置決めする。

【００１７】コリメータホルダの交換機構を図３により
説明する。コリメータホルダ５１は、円板状のホルダ本
体５０と、この本体５０の、点線Ｑで示す同心円上に９
０゜間隔で取り付けた、互いに径の異なる４個のコリメ
ータ５２ａ〜５２ｄと、ホルダ本体５０の円周端部に設
けた歯車部５１Ａと、回転機構５７と、から成る。ホル
ダ本体５１の中心には照射ヘッド２に直結した中心軸部
５５があり、この軸部５５の囲りをホルダ５１が回転機
構５７の働きで回転するようになっている。更に照射ヘ
ッド２のＸ線放出孔を上記同心円Ｑが通過するようにな
っている。この結果、ホルダ本体５０を回転させること
で、照射ヘッド２の照射孔と選択したコリメータ（５２
ａ〜５２ｄのいずれか１つ）とが対向し、コリメータの
選択及び初期位置決めが実行できる。即ち、これら定位
的放射線治療用コリメータ５２ａ〜５２ｄの照射孔ｐ₁
〜ｐ₄の直径は照射部位の大きさに対応するようにそれ
ぞれ異なっている。更にコリメータホルダ５１の円周端
面の歯車部５１Ａに、回転機構５７の駆動歯車５３Ａが
かみ込み回転することで、ホルダ５１全体が中心回転軸
部５５の囲りに回転する。歯車５３Ａは、モータ５３に
結合して回転する。このモータ５３を駆動することでコ
リメータ５２ａ〜５２ｄのいずれも照射ヘッド２の照射
孔に対向するように位置決めできる。尚、モータ５３は
固定部５３Ｂで固定してある。モータ５３に取り付けた
エンコーダ５４はコリメータホルダの位置を求める。ブ
レーキ５６はコリメータホルダが回転中心以外は回転し
ないように保持する。モータ５３、ブレーキ５６を操作
して、コリメータホルダの位置を制御し、目的とするコ
リメータを選択する。

【００１８】次にコリメータホルダ５１の制御システム
を図４により説明する。このシステムはコリメータ制御
ユニット１００、ドライバ用のアンプ１０１、モータ５
３、エンコーダ５４、ブレーキ５６、選択スイッチ１０
２より成る。アンプ１０１は操作信号を増幅してモータ
５３を駆動する。選択スイッチ１０２は治療に最適な定
位的放射線治療用コリメータを選択するスイッチであ
る。尚、コリメータの位置が適当でないときは、コリメ
ータ制御ユニット１００から加速器制御ユニット１０３
へインターロック信号を送り、Ｘ線の放出がないように
ユニット１０３を制御する。

【００１９】コリメータ制御ユニット１０３は、ＣＰＵ
１１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２、ＤＡ変換器１１
３、パラレルＩ／Ｏ１１４、リレー１１６からなる。Ｄ
Ａ変換器１１３からはモータの操作信号を出力する。パ
ラレルＩ／Ｏ１１４はエンコーダ５４の値と選択スイッ
チ１０２の状態とを読む。リレー１１６はブレーキ５６
をオンオフし、また、インターロック信号も出力する。
ＣＰＵ１１０、ＲＯＭ１１１、ＲＡＭ１１２では制御プ
ログラムを実行する。

【００２０】制御プログラムを図５により説明する。ま
ず、周辺のＩ／Ｏ１１４、１１５等や変数を初期化す
る。それから、選択スイッチ１０２の状態を読み、使用
する定位的放射線治療用コリメータを決める。そうする
と、移動させるべきコリメータホルダの位置、つまりエ
ンコーダ５４の目標値が決まる。次に、実際のエンコー
ダ５４の値、つまり、状態値を読み、目標値との差を求
める。この差がある許容範囲内にあれば、指定された定
位的放射線治療用コリメータは所定の位置（例えば定位
治療用の初期位置、即ち、照射ヘッド２の照射孔に対向
できる位置のこと）にあるとみなし、モータ５３の駆動
力をゼロにし、ブレーキ５６を働かせてブレーキをかけ
てから、インターロック信号を解除して、照射を許可す
る。そうでなく、許容範囲外であれば、照射を禁止し、
ブレーキを解除して、｛（目標値）−（状態値）｝×
（利得）をＤＡ変換器に書き、モータを駆動する。

【００２１】尚、回転円板状のホルダ５１としその円周
方向に複数個のコリメータを取り付ける実施例とした
が、長手方向に沿って複数個のコリメータを取り付けた
長方形板状とし、これを直線的に移動させることでコリ
メータ選択する例もある。また、回転円板の回転を歯車
機構としたが他の駆動機構であってもよい。また、回転
中心軸部５５の周囲に回転させるとしたが、ホルダ５１
をこの軸５５に直結して回転させるようにしてもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、治療に適した定位的放
射線治療用コリメータを選択すれば、その設定を自動的
に行うので運転者の負担が軽くなり、交換時間も短縮で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の一実施例の概要を示す図面である。

【図２】従来の定位的放射線治療装置を示す図面であ
る。

【図３】本発明のコリメータ交換手段の概要を示す斜視
図である。

【図４】本発明の制御システムのブロック図である。

【図５】本発明の制御プログラムのフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１照射ガントリ２照射ヘッド２ａＸ線放出孔３従来の定位的放射線治療装置用コリメータ４照射ガントリの回転軸５治療台の回転軸２０電子ビーム２２治療台５０ホルダ本体５１コリメータホルダ５２定位的放射線治療用コリメータ５３モータ５４エンコーダ５５コリメータホルダの回転軸５６ブレーキ５７回転機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者古曳孝明東京都千代田区内神田１丁目１番14号株式会社日立メディコ内 (72)発明者小柳慶二東京都千代田区内神田１丁目１番14号株式会社日立メディコ内 (72)発明者長岡孝行東京都千代田区内神田１丁目１番14号株式会社日立メディコ内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに照射孔の大きさの異なる、放射線
を細くしぼる定位的放射線治療用コリメータを、複数個
装てんしたコリメータホルダと、このコリメータホルダ
を駆動させることで、任意の定位的放射線治療用コリメ
ータを選択し定位治療用の初期位置へ設定する手段と、
より成る定位的放射線治療装置。
【請求項２】ガントリに設けられてＸ線の放出を行う
照射ヘッドと、この照射ヘッドの先端に取り付けたコリ
メータホルダと、より成ると共に、このコリメータホル
ダは、円板状ホルダ本体と、このホルダ本体の同心円上に取り
付けられた、照射孔の大きさの異なる複数個の定位的放
射線治療用コリメータと、上記同心円が前記照射ヘッド
のＸ線放出孔を通過するように、上記ホルダ本体を照射
ヘッドに取り付けると共に、ホルダ本体の中心軸を中心
にしてホルダ本体を回転させる機構と、この機構を制御
して同心円上の任意の定位的放射線治療用コリメータを
照射ヘッドのＸ線放出孔と対向するようにする制御手段
と、より成る定位的放射線治療装置。