JPH0847545A - 被整合放射治療の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最適ビーム強度を得る。 【構成】 予定された一定のビーム強度を有する放射ビ
ームによる被整合放射治療の方法及び装置は、患者の腫
瘍の全腫瘍体積を治療し、放射ビームのビーム強度は、
放射を複数の治療ビームのセグメントに分割しかつ複数
の放射ビームのセグメントのビーム強度を独立的に変調
することにより、腫瘍を横切って空間的に変調される。
ビーム強度の独立的変調は、各放射ビームのセグメント
に組み合わせられた区画に対する流動可能な放射阻止用
材料の選択的かつ独立的な充填又は排出により達成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は所定の一定ビーム強度を
有する放射ビームによる腫瘍の被整合（conformal）放
射治療の方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来技術及びその課題】現在の腫瘍の放射療法は二つ
の目標点、即ち、腫瘍の根絶及び腫瘍付近にある健康な
組織及び器官への障害の回避の二つを持つ。腫瘍の大部
分は、十分な放射を腫瘍部分に与えれば完全に根絶でき
ることが知られている。しかし、腫瘍の周りの健康な組
織、又は腫瘍に接近しているその他の健康な身体器官へ
の障害のため、必要な効果的な放射量を使用することは
複雑な結果を生ずる。被整合放射療法の目的は、与える
放射線の照射を腫瘍の外側表面により定義された腫瘍部
分にのみ制限し、これと同時に周囲の健康な組織又は隣
接した健康な器官への放射線の照射を最小にすることで
ある。

【０００３】被整合放射療法は、伝統的に一連の技術を
通して研究され、典型的には腫瘍の治療に使用される放
射ビーム源として直線加速装置を使用する。直線加速装
置は、典型的には、患者の周囲を回りかつ治療すべき腫
瘍に向かって放射ビームを指向させる放射ビーム源を持
つ。放射ビームのビーム強度は予定された一定のビーム
強度である。複数のリーフ、又はフィンガー、個別的に
放射ビーム経路内に出入できる突起を有するマルチリー
フコリメーターをプログラム化して、放射ビームが腫瘍
を通過するときにビームから見た腫瘍の空間的輪郭、又
は直線加速装置の回転式ガントリーに取り付けられた放
射ビーム源の回転中における腫瘍の「ビーム映像」に追
随するようにすることができる。マルチリーフコリメー
ターの複合リーフは、放射ビームの移動経路方向におけ
る腫瘍部分により与えられた腫瘍形状の外郭線を形成
し、従って、腫瘍部分に関するビームの特定の放射方向
に応じて、放射ビームに曝されたときの腫瘍の空間的外
郭線の外側にある組織への放射線の伝達を阻止できる。

【０００４】被整合放射療法の別の研究は、独立制御さ
れるコリメータージョーを備え、これが静止した患者を
横切るスリットのフィールドを走査すると同時に、別の
コリメータージョーの組が直線加速装置のガントリーの
回転と共に腫瘍部分に追随する。別の研究は、スリット
が患者を横切って操作することを許す直線加速装置用の
アタッチメントを使用し、スリット全体の放射ビームの
強度はスリットが操作されるときに変更される。

【０００５】被整合放射療法に対する別の研究は、エネ
ルギーの変更が可能な高エネルギー光子の狭いペンシル
ビームの使用であり、このビームは光子ビーム源の取り
付けられたガントリーの各方向において最良の可能な照
射量分布を放射するように腫瘍の目標部分上で走査され
る。

【０００６】かかる従来技術の被整合放射方法と組み合
った主な問題は、もし腫瘍部分が凹の境界、又は表面を
持つならば、放射ビームの空間的形状、又は輪郭の変更
が具合良いときのみに限られることである。特に、腫瘍
の回旋、又は外側表面が放射治療ビームの経路と平行な
面内で凹入し、又は中低であるときは、腫瘍の厚さが放
射ビームの経路に沿って変化することと、同様に腫瘍の
中低になった外側面により形成された凹所内の健康な組
織又は器官が置かれることがあり得る。

【０００７】凹の境界を有する腫瘍を治療するために
は、腫瘍の表面を横切る放射ビームの強度を変更するこ
と、並びに放射ビームに曝される腫瘍の形状に一致する
ようにビームの外側形状を変えることが必要である。ビ
ームの強度は放射ビームの通過する腫瘍の厚さと比例す
べきである。例えば、放射ビームが腫瘍の厚い部分を通
過する場合は、放射ビームが腫瘍の薄い部分を通過する
ときより、ビームの強度を強くすべきである。

【０００８】高エネルギー光子の走査用ペンシルビーム
の使用により、ビームの強度の変調をなし得る公知のビ
ーム走査式治療用機械が開発された。この装置のビーム
の強度は、ビームを作るその電子銃の出力を増加するこ
とにより変調される。出力の増加は、銃が取り付けられ
たガントリー及び患者の横たわっている台の運動と共に
銃が腫瘍の周りに向けられると同時に、コンピューター
により指令される。この作用は目標に対する漸進的「ペ
ンキ塗り」の一つであり、ペンキの厚さ、又は放射ビー
ムの強度は、ブラシ上のペンキの量、又は電子銃が腫瘍
上で動くときに電子銃に与えられる電力の量により変更
することができる。直接ビームエネルギー変調を利用し
た説明のこのような走査ビーム式治療機械は高価であ
り、かつその使用と走査に非常に時間がかかり、更に治
療ビーム自体のコンピューター制御に関連するため、こ
れらを重大な患者責任と組み合わせると信じられる。

【０００９】従って、本発明の開発以前は、使用が簡単
かつ経済的であり；患者の安全のために安全係数の大き
いと考えられるものを有し；更に放射ビームに曝される
腫瘍の表面を横切る、又は放射ビームの断面形状を横切
る放射ビームの強度を空間的に変調し：腫瘍治療用の予
定された一定のビーム強度を有する放射ビームを使用す
る、被整合放射療法のための方法又は装置は無かった。

【００１０】従って、技術は、使用が簡単かつ経済的で
あり；治療中の高度の安全性を患者に与えるために安全
係数が大きいと考えられるものを有し；更に放射ビーム
の強度が腫瘍を横切り、又は放射ビームの断面形状を横
切り空間的に変調され得る：腫瘍治療用の予定された一
定のビーム強度を有する放射ビームを使用する、被整合
放射療法のための方法及び装置を探して来た。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明により、患者の治
療すべき全腫瘍体積を有する腫瘍を含んだ組織の体積の
治療のための、予定された一定のビーム強度を有する放
射ビームによる被整合放射治療の本方法により前述の利
点が達成された。本発明は、薄片状の第１の部分の周り
の複数の半径方向で間隔を空けられた位置から薄片状の
第１の部分に向かう経路に放射ビームを指向させること
により組織体積の第１の複数の薄片状の第１の部分を治
療し、この組織体積の複数の薄片状の第１の部分の各が
互いに同一面にあり、放射ビームは組織体積の複数の薄
片状の第１の部分の各と同一面である平面にあり；薄片
状の第１の部分における腫瘍の第１の部分の厚さに従っ
てビーム強度を変えるように組織体積の複数の薄片状の
第１の部分の各を横切る放射ビームのビーム強度を空間
的に変調し、この厚さは腫瘍の第１の部分を通過する放
射ビームの経路に沿って測定され；薄片状の第２の部分
の回りの複数の半径方向で間隔を空けられた位置から薄
片状の第２の部分に向かう経路に放射ビーム指向させる
ことにより、組織体積の第２の複数の薄片状の第２の部
分を治療し、この組織体積の少なくも第２の複数の薄片
状の部分の各が第１の複数の薄片状の部分に接して配置
されかつ第１の複数の薄片状の部分と平行な面内にあ
り；そして、薄片状の第２の部分における腫瘍の第２の
部分の厚さに従ってビーム強度を変えるように組織体積
の複数の薄片状の第２の部分の各を横切る放射ビームの
ビーム強度を空間的に変調し、この厚さは腫瘍の第２の
部分を通過する放射ビームの経路に沿って測定される諸
段階を包含する。本発明の別の特徴は、全腫瘍体積が放
射ビームにより治療されるまで以上の諸段階を繰り返す
段階を包含する。

【００１２】本発明の別の態様により、患者の健康な組
織に隣接した患者の全腫瘍体積を有する腫瘍の治療のた
めに、予定された一定のビーム強度を有する放射ビーム
による被整合放射治療の本方法により前述の利点が達成
された。本発明のこの態様は、腫瘍の第１の個別部分に
向かって腫瘍から間隔を空けられた第１の位置から放射
ビームを指向し、この個別部分は腫瘍の全腫瘍体積より
小さい腫瘍体積を有し；そして、腫瘍の第１の個別部分
上の放射ビームのビーム強度を空間的に変調し、これに
より腫瘍の第１の個別部分が腫瘍の第１の個別部分を治
療するための放射の照射を受け、同時に腫瘍に隣接して
いる健康な組織の照射を最小にする諸段階を包含する。
本発明のこの態様の別の特徴は、第１の位置より半径方
向で間隔を空けられた少なくも第２の位置から腫瘍の第
１の個別部分に向かって放射ビームを指向させ；そし
て、腫瘍の第１の個別部分上のビーム強度を空間的に変
調し、これにより腫瘍の第１の個別部分が腫瘍の第１の
個別部分を治療するために放射の別の照射を受け、同時
に腫瘍に隣接している健康な組織の照射を最小にする諸
段階を含む。本発明の別の特徴は、腫瘍より間隔を空け
られた第１の位置から、全腫瘍体積より小さい腫瘍体積
を有する腫瘍の少なくも１個の別の個別部分に向かって
放射ビームを指向させ、この少なくも１個の別の個別部
分は第１の個別部分に接して置かれ；そして、腫瘍の少
なくも１個の別の個別部分上の放射ビームのビーム強度
を空間的に変調する諸段階を包含する。

【００１３】本発明はまた：第１の位置より半径方向で
間隔を空けられた少なくも第２の位置から腫瘍の少なく
も１個の別の個別部分に向かって放射ビームを指向さ
せ；そして、腫瘍の少なくも１個の別の個別部分の上の
ビーム強度を空間的に変調する諸段階を包含する。以上
の段階の総ては、全腫瘍体積が放射ビームにより治療さ
れるまで繰り返される。

【００１４】本発明の別の態様により、全腫瘍体積を有
する治療すべき腫瘍を含んだ患者の組織体積の治療のた
めの、予定された一定のビーム強度を有する放射ビーム
による被整合放射治療のこの方法により前述の利点が達
成された。本発明のこの態様は：放射ビームを、放射ビ
ームが移動する経路に沿って伸びている長手方向中心軸
を有しかつ放射ビームの長手方向中心軸に垂直に置かれ
た面に長方形断面形状を有する少なくも１個の放射治療
ビームに整形し；少なくも１個の放射治療ビームを組織
体積の第１の薄片状の第１の部分に向けて指向させ、こ
の薄片状の第１の部分は長手方向中心軸及び放射治療ビ
ームの断面形状に対応する長方形の断面形状を有し、こ
の放射治療ビームの長手方向中心軸及び薄片状の第１の
部分は互いに同一面にあり；少なくも１個の放射治療ビ
ームを複数の放射ビームのセグメントに分離し；そし
て、放射治療ビームの長方形断面形状を横切る放射治療
ビームのビーム強度を空間的に変調させるように複数の
放射ビームのセグメントのビーム強度を独立的に変調
し、これにより第１の薄片状の第１の部分の長手方向中
心軸に沿った方向における厚さが変動しかつ組織体積の
薄片状の第１の部分内における腫瘍の第１の部分は、複
数の放射ビームのセグメントにより治療され、各放射ビ
ームのセグメントは、各放射ビームのセグメントが通過
する腫瘍の第１の部分の厚さに従ったビーム強度を有す
る諸段階を包含する。

【００１５】本発明のこの態様の別の特徴は：組織体積
の別の薄片状の第１の部分に向かって複数の放射ビーム
のセグメントを次々と指向させるために患者の周りで放
射ビームを回転させ、この別の薄片状の第１の部分は互
いに同一面にありかつ組織体積の第１の薄片状の第１の
部分と同一面にあり；そして、放射治療ビームの長方形
断面形状を横切る放射治療ビームのビーム強度を空間的
に変調するために、複数の放射ビームのセグメントが組
織体積の別の薄片状の第１の部分に向け指向されたと
き、複数の放射ビームのセグメントのビーム強度を互い
に独立的に変調する諸段階を包含する。

【００１６】本発明のこの態様の別の特徴は：放射ビー
ムと腫瘍との間に相対運動を与え；複数の放射ビームの
セグメントを組織体積の第２の薄片状の第２の部分に向
かって指向させ、この第２の部分は第１の薄片状の第１
の部分と接触した関係にありかつ第１の薄片状の第１の
部分と平行な平面内にあり；組織体積の別の薄片状の第
２の部分に向かって複数の放射ビームのセグメントを次
々と指向させるために患者の周りで放射ビームを回転さ
せ、この別の薄片状の第２の部分は互いに同一面にあり
かつ組織体積の第２の薄片状の第２の部分と同一面にあ
り；そして、放射治療ビームの長方形断面形状を横切る
放射治療ビームのビーム強度を空間的に変調するため
に、複数の放射ビームのセグメントが組織体積の別の薄
片状の第２の部分に向け指向されたとき、複数の放射ビ
ームのセグメントのビーム強度を互いに独立的に変調す
る諸段階を包含する。本発明の別の特徴は、全腫瘍体積
が治療されるまで諸段階を次々と繰り返す諸段階を含む
ことである。

【００１７】本発明のこの態様の特徴は、独立的に動き
得る複数の金属部材を少なくも１個の放射治療ビームの
経路内に置くことにより少なくも１個の放射ビームを複
数のビームのセグメントに分離し、この金属部材の数は
放射ビームのセグメントの数に対応し、各金属部材は、
金属部材が放射ビームのセグメントの経路を塞ぐ第１の
閉鎖位置から、放射ビームのセグメントが金属部材によ
り阻止されることなく組織体積に向かって通過できる第
２の開口位置に動き得る諸段階を包含する。本発明のこ
の態様の別の特徴は、各金属部材が第１の閉鎖位置に置
かれる時間の長さを独立的に変えることにより複数の放
射ビームのセグメントのビーム強度を変調する段階を包
含し、これにより金属部材の第１の閉鎖位置にある時間
が長くなるとその対応した放射ビームのセグメントの強
度が低くされることである。

【００１８】本発明のこの態様の別の特徴は、各金属部
材が一様な長方形断面及び少なくも１個の放射治療ビー
ムの経路の方向で一様な奥行きを有する同形にされた金
属部材を使用する段階を包含する。本発明のこの態様の
別の特徴は、各が放射治療ビームの移動する経路に沿っ
て伸びている長手方向中心軸を有しかつ放射治療ビーム
の長手方向中心軸に垂直な面内において長方形断面形状
を有する２個の放射治療ビームに放射ビームを整形する
段階を包含する。

【００１９】本発明のこの態様の別の特徴は、各が放射
治療ビームの移動する経路に沿って伸びている長手方向
中心軸を有しかつ放射治療ビームの長手方向中心軸に垂
直に置かれた面に長方形断面形状を有する２個の放射治
療ビームに放射ビームを整形し；そして放射治療ビーム
の一方による第１の薄片状の第１の部分及び他方の放射
治療ビームによる組織体積の複数の第２の薄片状の第２
の部分を同時に治療し、この第２の薄片状の第２の部分
は第１の薄片状の第１の部分と密着しかつ第１の薄片状
の第１の部分と平行な面内にある諸段階を包含すること
である。本発明のこの態様の別の特徴は、放射ビームの
各５゜の回転後に組織体積の別の薄片状の第１の部分を
治療するために５゜区画の円弧で放射ビームを回転させ
る段階を包含する。

【００２０】本発明の別の態様により、放射ビーム源か
らの予定された一定のビーム強度を有する放射ビームに
よる腫瘍の被整合放射治療に使用する本装置により、前
述の利点が達成された。本発明のこの態様は：放射ビー
ムを、放射ビームが移動する経路に沿って伸びている長
手方向中心軸を有しかつ放射ビームの長手方向中心軸に
垂直に置かれた面に長方形断面形状を有する少なくも１
個の放射治療ビームに整形する手段；少なくも１個の放
射治療ビームの長方形断面形状を複数の放射ビームのセ
グメントに分離する手段；及び放射治療ビームの長方形
断面形状を横切る放射治療ビームのビーム強度を空間的
に変調させるために複数の放射ビームのセグメントのビ
ーム強度を独立的に変調する手段を備える。本発明のこ
の態様の別の特徴は、放射ビームの整形用手段は放射ビ
ームが通過する長方形開口を定める２個の放射線遮断材
料のブロックを備え、この長方形開口は長さ寸法及び幅
寸法を持つことである。本発明のこの態様の別の特徴
は、ブロックが互いに可動であり、これにより長方形開
口の幅寸法が変わり得ることである。

【００２１】本発明のこの態様の別の特徴は、少なくも
１個の放射治療ビームの長方形断面形状を複数の放射ビ
ームのセグメントに分離する手段は複数の独立的に動き
得る金属部材を備え、この金属部材の数は放射ビームの
セグメントの数に対応し、各金属部材は金属部材が放射
ビームのセグメントの経路を遮断する第１の閉鎖位置か
ら第２の開口位置に移動可能であり、これにより金属部
材は放射ビームのセグメントの腫瘍の部分への通過を許
すことである。各金属部材は、同じ形状、一様な断面形
状、及び少なくも１個の放射治療ビームの経路方向の実
質的に一様な奥行き寸法を持つ。

【００２２】本発明のこの態様の別の特徴は、各金属部
材を第１の閉鎖位置から第２の開口位置に独立的に動か
す手段を備え、かつ各金属部材を独立的に動かす手段は
各金属部材と組み合わせられたアクチュエーターを備え
ることである。各アクチュエーターは空気動力式であ
り、かつこれと組み合わせられた電磁弁を有し、各電磁
弁はその組み合わせられたアクチュエーターの作動を制
御することである。

【００２３】本発明の予定された一定のビーム強度を有
する放射ビームによる被整合放射治療の方法及び装置
は、従来技術の方法及び装置と比較し：使用が簡単かつ
経済的であり、治療中の高度の安全性により患者に提供
する高い安全係数を持つと信じられ、更に腫瘍を横切り
かつ放射ビームの断面形状を横切る放射ビームのビーム
強度の空間的変調を許すという諸利点を持つ。

【００２４】

【実施例】本発明は好ましい実施例に関連して説明され
るであろうが、本発明はこの実施例には限定されないこ
とが理解されるであろう。反対に、特許請求の範囲に定
められた本発明の精神と範囲の中に含まれる総ての代替
可能事項、変更、及び同等事項を含むことが意図され
る。

【００２５】図１を参照すれば、通常の直線加速装置３
００が、ガントリー３０１、患者床３０３を一緒に回転
させる回転台３０２、及び通常のコリメーター３０４を
備えるとして示される。ガントリー３０１、回転台３０
２と床３０３、及びコリメーター３０４の回転の３個の
中心軸は、それぞれ文字Ｇ、Ｔ、及びＣで示される。図
１に示されるように、患者３０５は通常の定位的な固定
用具（図示せず）、又は身体を患者床３０３に固定する
ための通常の手段により、回転式の床３０３上に寝かさ
れる。利用し得る固定用システムの１形式が、本発明の
発明者による１９９０年４月２７日付け、米国特願第０
７／５１５２４９号「定位式外科の実行のための方法及
び装置」に開示される。以下明らかにされるように、本
発明の被整合放射治療の提供より前に、患者のコンピュ
ーター断層撮影法（ＣＴ）の走査を行うことが必要であ
る。ＣＴスキャナーの撮像用テーブル（図示せず）上の
患者頭部位置と幾何学的に対応する位置に、患者を患者
床３０３上で正しく位置決めすることが重要である。先
の特許に開示された装置は、必要な患者の位置決め、及
び直線加速装置３００とＣＴスキャナー（図示せず）と
に関する患者の適正な位置決めを提供する。目標、病変
部、又は腫瘍３０６は、典型的には、直線加速装置３０
０との共通中心３０７に配置される。共通中心３０７
は、直線加速装置３００の回転の３中心軸Ｃ、Ｇ及びＴ
の交点として定義される。ここでの用語「腫瘍」の使用
は、本発明の被整合放射治療の対象であるいかなる目
標、病巣、又は腫瘍もこれを包含する。ここで処置対象
として説明される腫瘍３０６は患者の頭骨内にあるが、
本発明の方法及び装置は、患者の身体のいかなる解剖学
的部位にある腫瘍の治療にも使用することができる。

【００２６】直線加速装置３００は、人の組織に当たっ
たときにガンマ線を生ずる光子で作られた放射３１１
（図８）を発生し、その放射ビーム３１１は焦点合わせ
をされ腫瘍３０６の方に指向される。放射ビーム３１１
は、通常の加速装置ヘッド３１２から出て、腫瘍３０６
に向かって進むとき、通常のコリメーター３０４を通過
する。本発明の方法及び装置は、通常のコバルト治療装
置、或いは直線加速装置３００又はコバルト治療装置
（図示せず）のような予定された一定のビーム強度を有
する放射ビーム３１１を有するその他の適宜の放射装置
とも一緒に使用できる。

【００２７】図２−１０を参照すれば、被整合放射治療
の通常の方法が図解される。図２及び３に見られるよう
に、頭骨３０８はその内部に腫瘍３０６を有し、この腫
瘍３０６は腫瘍３０６の外側面３１３で囲まれた全腫瘍
体積を持つ。腫瘍３０６は、図２に示されるように正面
から見たときに中低の表面３１４を持つ。腫瘍３０６
は、それ自体が「凹入し」、又は中低の表面３１４を有
するので「凹入形状」と呼ぶこともできる。図３に示さ
れるように、腫瘍３０６は、患者の頭骨３０８の側方か
ら見て一般に長円形である。腫瘍３０６に通常の放射治
療処置を行う場合、直線加速装置３００のコリメーター
３０４が患者の周りで回されるときに、補償ブロック３
１５、３１６の開口３１７、３１８を通過する放射ビー
ム３１１の形が、放射ビームから見て放射ビームが腫瘍
を通過する際の腫瘍の空間的輪郭と一致するように、複
数の補償ブロック３１５、３１６が形成されコリメータ
ー３０４と腫瘍３０６との間に配置される。放射ビーム
が腫瘍を通過する際の放射ビームから見た腫瘍の空間的
輪郭は、一般に「ビーム画像」とも呼ばれ、又はこの腫
瘍の形状は放射ビーム３１１の長手方向中心軸３２０に
沿って見たものであり（図１７）、この中心軸はコリメ
ーター３０４の長手方向中心軸と同一平面上にある。補
償ブロック３１５、３１６は、典型的には放射遮断物質
で形成され、これにより放射ビームはこの物質の透過を
阻止され、補償ブロック３１５、３１６に形成された開
口３１７、３１８を通過するだけである。図５−７に示
されたような放射ビーム３１１の所望の空間的形状を定
める補償ブロック３１５、３１６の代わりに、開口３１
７、３１８の形に実質的に相当する開口を与えるために
通常のマルチリーフコリメーターを使用することができ
る。

【００２８】更に、図２−１０を参照すれば、腫瘍３０
６には、補償ブロック３１５、３１６を使用し、同時に
図４に示されるように耳から耳に至る回転でガントリー
３０１を回転させることにより放射治療が行われる。床
３０３及び回転台３０２は、その長手方向中心軸がガン
トリー３０１の中心軸Ｇと平行に横たわるように、図１
に示されたその位置から９０゜回転させることができ
る。ビーム３２２、３２４を患者の耳に向け、ビーム３
２４を患者の頭骨３０８の正面を通して下方に向け、３
個の放射ビーム３２２−３２４を腫瘍３０６の方に向け
ることができる。加速装置ヘッド３１２及びコリメータ
ー３０４により放射ビーム３２２が頭骨３０８に向けら
れると、放射ビーム３２２は補償ブロック３１５の開口
３１７を通過し腫瘍３０６の方に進行する。放射ビーム
３２２が腫瘍３０６を通過するときの放射ビームから見
た腫瘍３０６の空間的輪郭３２５が図８に示される。ガ
ントリー３０１が９０゜円弧の回転をすると、直線加速
装置３００が放射ビーム３２３を発生し、これは補償ブ
ロック３１６の開口３１８を通過した後に頭骨３０８の
前面を通過して進み、目標３０６をたたく。放射ビーム
３２３が腫瘍３０６を通過するときの放射ビームから見
た腫瘍３０６の空間的輪郭３２６、又は腫瘍３０６のビ
ーム映像が図９に示される。ガントリー３０１が矢印３
２１の方向に更に９０゜円弧回転すると、放射ビーム３
２４が図７の補償ブロック３１５の開口３１７を通過
し、頭骨３０８に入り、目標３０６をたたく。放射ビー
ム３２４から見た腫瘍３０６の空間的輪郭３２７が図１
０に示される。

【００２９】図９においては、放射ビーム３２３による
腫瘍３０６への放射暴露は、図２に示されたような腫瘍
３０６の実際の空間的形状と一致する。腫瘍３０６が放
射ビーム３２２、３２４と平行な平面内で凹入又は中低
であるため、放射ビーム３２２、３２４から得られた放
射暴露は腫瘍３０６の実際の空間的形状とは一致しない
であろう。放射ビーム３２２、３２４の強度は、腫瘍の
厚さが腫瘍３０６の長手方向中心軸３３１（図２）に沿
って測定されたときの異なる厚さを受け入れるように変
化することはない。

【００３０】例えば、腫瘍３０６は２個の大きな端部３
２８、３２９（図２）と小直径の中央部分３３０とを持
つ。放射ビーム３２２、３２４が腫瘍３０６をその長手
方向中心軸３３１（図２）の方向に通過すると、放射ビ
ーム３２２、３２４の各部分は、大きな端部３２８、３
２９を作っている中低面３１４のため、その長手方向中
心軸３３１に沿って腫瘍３０６の異なった厚さを通過す
るであろう。放射ビーム３２２、３２４の強度は一定の
ままであり、或いはある場合には放射ビームから見た腫
瘍の空間的輪郭全体に亙って変化するかもしれないが、
腫瘍３０６の種々の部分は不正確又は不十分な照射を受
けるであろう。例えば、腫瘍３０６をその長手方向中心
軸３３１に沿って通過する放射ビーム３２２の中央部分
は、腫瘍３０６の端部３２８、３２９と中央部分３３０
とを通過する。腫瘍３０６の端部３２８、３２９の上方
部分３３２、３３３を通過するだけの放射ビーム３２２
の上方部分は、腫瘍３０６の中央部分３３０を通過しな
い。従って、放射ビーム３２２の上方部分は、腫瘍３０
６の長手方向中心軸３３１に沿った腫瘍組織の厚さより
小さな腫瘍組織の全厚を通過する。腫瘍組織の厚い方の
体積は効果が十分な大きな照射を受けず、一方、薄い腫
瘍組織の体積は腫瘍３０６の部分の治療に必要な照射量
より大きな照射を受け、周囲の健康な組織３３５を損傷
することがあり得る。

【００３１】図１１−１６及び図１７−１８を参照し、
本発明の被整合放射治療の方法が説明される。患者の頭
骨３０８内の同じ腫瘍３０６が図１の直線加速装置３０
０により治療されるであろう。加速装置ヘッド、又は放
射ビーム源３１２からの放射ビーム３１１は予定の一定
のビーム強度を有し、これが組織４００（図１４及び１
８）の体積の治療に使用されるであろう。また組織４０
０のこの体積は少なくも部分４０１、又はその中にある
腫瘍３０６の第１の個別部分４０７を持つ。患者の頭骨
３０８と加速装置３１２との間の相対回転運動が、図２
−１０に関連して説明された方法と同じ方法で行われ
る。本発明による被整合放射治療の方法は、一般に次の
諸段階を含む。即ち、腫瘍３０６の腫瘍全体の体積より
小さな腫瘍体積を有する腫瘍３０６の第１の個別部分４
０７に向かって矢印４０６（図１１及び１３）の方向に
第１の位置４０５から放射ビーム３１１を指向させ；更
に腫瘍３０６の第１の個別部分４０７上で放射ビーム３
１１のビーム強度を空間的に変調させ、これにより、腫
瘍３０６の第１の個別部分４０７は腫瘍３０６の第１の
個別部分４０７を治療する放射の照射を受け、同時に、
腫瘍３０６に隣接しかつ組織４００の体積内にある健康
な組織３３５の照射を最小にする。腫瘍３０６の第１の
個別部分４０７は組織体積４００の薄片部分４１１内に
置かれることが好ましい。用語「薄片」の使用は組織の
薄い平片を一般的に説明するとして使用される。

【００３２】以下、より詳細に説明されるように、腫瘍
３０６を含んだ患者の組織の全体積４５０は、複数の組
織の薄片部分、即ち図１４に示された４個の薄片部分４
１１、４１２、４１３、４１４に分割、又は分離され
る。組織体積４５０の第１の薄片部分４１１が図１４及
び図１８に実線で示され、また、薄片部分４１２−４１
４が図１４に破線で図示される。組織全体積４５０の薄
片部分４１１−４１４の各は、矢印４０６の方向の放射
ビーム３１１の長手方向中心軸３２０に垂直に置かれた
平面内で長方形断面の形状を有し、組織体積４００の薄
片部分４１１の長手方向中心軸４２０は放射ビームの長
手方向中心軸と同一面上にある。図１４及び図１８に見
られるように、薄片部分４１１の長手方向中心軸４２０
は、これらの図面の平面と直角に配置され点４２０とし
て示される。

【００３３】全組織体積４５０の薄片部分４１１−４１
４の各は隣の薄片部分と密着した関係に有り、かつ各薄
片部分４１１−４１４は、互いに平行でかつ矢印４０６
の方向で放射ビーム３１１の長手方向中心軸３２０と同
一面の平面内にある。患者３０５の周りで放射ビーム３
１１を回すことにより、放射ビーム３１１は、第１の位
置４０５から半径方向で間隔を空けられた第２の位置４
２５から指向される。このようにして、放射ビーム３１
１は、全組織体積４５０’の別の第１の薄片部分４１
１’内にある腫瘍３０６の第１の個別部分４０７に向か
って矢印４２６（図１１及び１３）の方向に指向され
る。薄片部分４１１’も、図１１及び１５に示されるよ
うに、矢印４２６の方向で見たとき、放射ビーム３１１
の長手方向中心軸３２０に沿って見て長方形断面の形状
を持つ。同様に、以下説明されるように、別の薄片部分
４１２’−４１４’がそれらの隣の薄片部分４１１’−
４１４’と密着し、かつ全組織体積４５０’の薄片部分
は互いに平行な面内に有る。放射ビーム３１１が矢印４
２６の方向に沿って腫瘍３０６の方に向けられると、放
射ビームのビーム強度が腫瘍３０６の個別部分４０７の
上で再び空間的に変調され、これにより腫瘍の第１の個
別部分４０７は腫瘍３０６の第１の個別部分４０７を治
療する放射の照射を受け、同時に腫瘍の隣接した健康な
組織の照射を最小にする。

【００３４】腫瘍３０６に向かい別の矢印４３１の方向
に放射ビーム３１１を指向させるように、放射ビーム３
１１が先の位置４２５から半径方向で間隔を空けられた
別の位置４３０の回転すると、図１６に見られるよう
に、放射ビーム３１１は別の薄片部分４１１”に向けら
れる。全組織体積４５０”の薄片部分４１１”もまた放
射ビームの長手方向中心軸、又は矢印４３１の方向に直
角な平面内にある長方形断面形状を持つ。更に、全組織
体積４５０”の薄片部分４１２”−４１４”は、前述の
ように、薄片部分４１１”−４１４”の各が平行な状態
で全組織体積４５０”の隣接薄片部分と密着する。この
ときも、各薄片部分４１１”−４１４”の各の長手方向
中心軸は、矢印４３１の方向でこれに作用している放射
ビーム３１１の長手方向中心軸と同一面にある。放射ビ
ーム３１１が矢印４３１の方向で全組織体積４５０”の
薄片部分４１１”−４１４”に向かって指向されたと
き、そのビーム強度は、組織体積４００”の薄片部分４
１１”内にある腫瘍３０６の第１の個別部分４０７の上
で空間的に変調される。全組織体積４５０、４５０’，
４５０”の薄片部分４１１、４１１’、４１１”は、薄
片部分４１２、４１２’、４１２”；４１３、４１
３’、４１３”；及び４１４、４１４’、４１４”の場
合と同様に、互いに同一面にあることに注意すべきであ
る。

【００３５】腫瘍３０６の第１の個別部分４０７が上述
の方法で治療された後で、それぞれの薄片部分４１２、
４１２’、４１２”；４１３、４１３’、４１３”；４
１４、４１４’、４１４”内にある腫瘍３０６の別の個
別部分４０８−４１０が上述の方法と同じ方法で治療さ
れ、これにより、半径方向で間隔を空けられた各から放
射ビーム３１１が腫瘍３０６に向かって指向され、放射
ビーム３１１のビーム強度は、治療すべき腫瘍３０６の
個別部分上で空間的に変調される。別の薄片部分４１２
−４１４、４１２’−４１４’、４１２”−４１４”の
続いての治療は、治療すべき組織体積の薄片部分の厚さ
に等しい距離だけ患者を放射ビーム源３１１、又は加速
装置ヘッド３１２に関して動かすことにより達成でき
る。前述のような、患者の周りの放射ビーム３１１の連
続した回転、及び放射ビーム源に関する患者の運動の際
は、全腫瘍３０６、或いは全組織体積４５０、４５
０’、４５０”内に含まれるその全腫瘍体積は、この放
射治療により適正に処理される。以下、詳細に説明され
るであろうように、処理される全組織体積の薄片部分の
数、並びに組織体積の各薄片部分の厚さは変更可能であ
る。組織体積の４個の薄片部分が図１４−１６に示され
処置されたが、組織体積の薄片部分のこの数は説明の目
的のみに選定された。更に、３個の位置４０５、４２
５、４３０だけからの放射ビームの適用は、以下更に詳
細に説明されるであろうように、説明のためにのみ使用
されたことに注意すべきである。

【００３６】図１７及び１８を参照し、本発明の被整合
放射治療の方法が更に詳細に説明されるであろう。腫瘍
３０６’はこれまでの図面に示された腫瘍３０６の形状
とは異なった形状である。しかし、これもまた図１８に
見られるような中低面３１４’のある図１７に見られる
ような凹面３１４を有する凹入した形状である。放射ビ
ーム３１１は、始めに、放射ビーム３１１の長手方向中
心軸３２０に対応する長手方向中心軸５０１を持った少
なくも１個の放射治療ビーム５００の形にされる。長手
方向中心軸５０１は、放射ビーム３１１が沿って移動す
る経路と同じ経路に沿って進む。放射治療ビーム５００
は、放射ビーム３１１の長手方向中心軸５０１と直角な
面内に置かれた長方形断面の形状５０２を持つ。図１８
に見られるように、放射治療ビーム５００の長方形断面
形状５０２は、放射治療ビーム５００の長手方向中心軸
５０１を組織体積４００の薄片部分４１１の長手方向中
心軸４２０と同一面として、組織体積４００の薄片部分
４１１の長方形断面形状と一致する。好ましくは、少な
く１個の放射治療ビーム５００の長方形断面形状５０２
が、以下説明されるであろう方法で、複数の放射ビーム
のセグメント５１０−５１４に分離される。次いで、放
射治療ビーム５００の複数の放射ビームのセグメント５
１０−５１４のビーム強度が放射治療ビーム５００の長
方形断面形状５０２を横切って独立的に変調され、これ
により、組織体積４００の薄片部分４１１の長手方向中
心軸４２０に沿った方向において厚さの変化する腫瘍３
０６’の第１の部分４０１が、複数の放射ビームのセグ
メント５１０−５１４により治療される。放射治療ビー
ム５００の各放射ビームのセグメント５１０−５１４
は、各放射ビームのセグメント５１０−５１４の通過す
る腫瘍３０６’の部分４０１の厚さに従ったビーム強度
を持つ。放射治療ビーム５００の各放射ビームのセグメ
ント５１０−５１４は、各放射ビームのセグメント５１
０−５１４が通過する腫瘍３０６’の部分４０１の厚み
に従ったビーム強度を持つ。例えば、図１７に示される
ように、矢印５３０は腫瘍３０６’の部分４０１の一部
分又は断片５３１の厚さを示し、これを放射治療ビーム
５００の放射ビームのセグメント５１０が通過する。矢
印５３２は、放射ビームのセグメント５１４が通過する
腫瘍３０６’の部分４０１の部分５３３の厚さＴ’を示
す。腫瘍部分５３１の厚さＴは腫瘍部分５３３の厚さ
Ｔ’より大きいので、放射治療ビーム５００により適正
に腫瘍部分５３１、５３３を治療するには、放射ビーム
のセグメント５１０のビーム強度を放射ビームのセグメ
ント５１４のビーム強度より大きくしなければならな
い。

【００３７】図１７には、長方形断面形状５０２を横切
って放射治療ビーム５００のビーム強度を空間的に変調
するための、複数の放射ビームのセグメント５１０−５
１４のビーム強度を独立的に変更する手段６００が図式
的に示される。図１７に示されるビームの独立的な変調
手段６００の好ましい形式が図１９−２２に関連して以
下説明されるであろう。本発明の方法を理解するため
に、図１７に図式的に示されたような複数の放射ビーム
のセグメント５１０−５１４のビーム強度の独立的な変
調は、放射ビーム３１１と放射治療ビーム５００との間
に異なった厚さの放射減衰材料を配置することで説明さ
れる。例えば、腫瘍３０６’の部分４０１の断片５３１
の厚さＴは組織４００の体積内の治療される腫瘍３０
６’の部分４０１の最も厚い部分であるので、ビーム強
度変調手段６００を通る放射ビーム３１１の経路は開か
れ、これにより腫瘍部分５３１を治療する放射ビームの
セグメント５１０のビーム強度は、予め設定された同じ
一定のビーム強度の放射ビーム３１１である。同様に、
腫瘍３０６’の部分５３３は、腫瘍３０６’の部分４０
１のその他の部分と比べて比較的薄いので、放射減衰又
は阻止用材料５４０の比較的厚い部分５４０が放射ビー
ム３１１の経路内に配置される。こうして放射ビームの
セグメント５１４のビーム強度が減らされ、これが腫瘍
３０６’の部分５３３の適正な治療に要する放射の照射
量と釣り合う。後で更に詳細に説明されるように，５個
の放射ビームのセグメント５１０−５１４は説明の目的
だけで示されたことに注意すべきである。更に、放射治
療ビーム５００の長方形断面形状５０２を横切ってその
ビーム強度を空間的に変調するために、複数の放射ビー
ムのセグメント５１０−５１４のビーム強度を独立的に
変調する適宜の手段６００が、本発明の方法の実施に際
し利用し得ることに注意すべきである。

【００３８】希望するならば、また後で更に詳細に説明
されうように、放射ビーム３１１を図１８に示されるよ
うに２個の放射治療ビーム５００、５００’の形状とす
ることも可能である。放射治療ビーム５００は放射ビー
ムのセグメント５１０−５１４を備え、放射治療ビーム
５００’は放射治療ビーム５１０’−５１４’を備える
であろう。各放射治療ビーム５００、５００’は、放射
治療ビーム５００、５００’の進行経路に沿って伸びる
長手方向中心軸を有し、かつ放射治療ビーム５００、５
００’の長手方向中心軸５０１に垂直に置かれた面に長
方形断面形状を持つ。図１８の水平方向の破線５５０
は、２個の放射治療ビーム５００、５００’の長方形断
面形状の密着した平行面を示すために使用され、垂直方
向にある破線５５１は隣接放射ビームのセグメント５１
０−５１４、５１０’−５１４’の密着している平行面
を示す。もしただ１個の放射治療ビーム５００だけしか
形成されないならば、放射ビームのセグメント５１０−
５１４は、放射治療ビーム５００の長方形断面形状５０
２の底から頂部までの全距離を伸びるであろう。

【００３９】もしただ１個の放射治療ビーム５００だけ
しか形成されないならば、複数の放射ビームのセグメン
ト５１０−５１４を有するこの放射治療ビーム５００
は、図１４−１６に関連して先に説明されたように、複
数の放射ビーム３１１が患者の頭骨３０８の周りで回さ
れたとき、組織体積４００の第１の薄片部分４１１−４
１１”内の腫瘍３０６の第１の個別部分４０７に指向さ
れるであろう。次いで、治療される薄片部分４１１の厚
さと等しい距離だけ患者が放射ビーム３１１に関して動
かされ、これによりこの治療が繰り返され、次の薄片部
分４１２−４１２”の部分を治療する。放射治療ビーム
５００が位置４０５、４２５、４３０から組織の薄片部
分に向かって指向される毎に、放射ビームのセグメント
５１０−５１４のビーム強度は、先に説明されたよう
に、放射ビームのセグメントが通過する腫瘍部分の厚さ
に依存して独立的に変調される。好ましくは、放射ビー
ム３１１は矢印３２１（図１３）の方向にほぼ１６０゜
の円弧を回され、放射ビーム３１１が送出され腫瘍上に
指向され、かつ頭骨３０８を回る各５゜の回転毎に、又
は１６０゜円弧の５゜断片毎にそのビーム強度を変調さ
れる。

【００４０】放射ビーム３１１が２個の放射治療ビーム
５００、５００’に形成された場合は、薄片部分４１１
−４１１”及び４１２−４１２”のような組織の２個の
隣接した薄片部分を、前述の方法で同時に治療すること
ができる。次いで、患者を放射ビーム３１１に関し、又
は放射ビーム源３１２に関し、組織の２個の薄片部分の
厚さと等しい距離だけ動かし、これにより薄片部分４１
３−４１３”及び４１４、４１４”のような組織の隣接
した薄片部分の別の対を治療できるようにすることが必
要である。以下詳細に説明されるように、複数の放射ビ
ームのセグメント５１０−５１４のビーム強度を独立的
に変調する手段６００の制御、又は組織体積の複数の薄
片部分の各を横切る放射ビーム３１１のビーム強度の空
間的変調の制御は、好ましくは適切なコンピューターで
管理される。

【００４１】図１９−２２を参照すれば、放射ビーム
源、又は直線加速装置３００からの放射ビーム３１１に
よる腫瘍の被整合放射治療に使用する装置７００であっ
て、この放射ビーム３１１が予定された一定のビーム強
度を有する本発明による装置７００は：放射ビーム３１
１を少なくも１個の放射治療ビーム５００（図１７）に
形成する手段７０１；少なくも１個の治療ビーム５００
（図１７）を複数の放射ビームのセグメント５１０−５
１４に分離する手段７０２；及び複数の放射ビームのセ
グメント５１０−５１４のビーム強度を独立的に変調す
る手段６００を備える。装置７００は、好ましくはハウ
ジング７０５内に取り付けられ、このハウジングによ
り、通常の直線加速装置３００の通常の楔形トレイスロ
ット（図示せず）又はコバルト治療装置（図示せず）へ
の装置７００の取り付けができる。図１９及び２０を参
照すれば、整形用手段７０１は、好ましくはタングステ
ンのような放射遮断材の２個のブロック７１０、７１１
を備え、この遮断材は放射ビーム３１１の一部の通過す
る長方形の開口７１３を定める。長方形の開口７１３は
寸法Ｌの長さと寸法Ｗ（図２０）の幅とを持つ。好まし
くは、ブロック７１０、７１１は互いに可動であり、こ
れにより長方形開口７１３の幅寸法Ｗを変えることがで
きる。図２０に見られるように、適宜の適切な取付け部
材７１５によるなどでステップモーター７１４をブロッ
ク７１０、７１１と組み合わせることができ、これによ
り長方形開口７１３の幅寸法Ｗを変更できる。開口７１
３の幅寸法Ｗは、放射治療ビーム５００の長方形断面形
状５０２（図１８）の厚さと一致し、この幅寸法Ｗは図
１８に示されるような組織体積４００の薄片部分４１１
の幅とも一致する。好ましくは、薄片部分の厚さ、又は
幅寸法Ｗは５mmから２cmの範囲内で選定される。各薄片
部分の長さに対応するブロック７１０、７１１の長さ寸
法Ｌは２０cmであることが好ましい。

【００４２】更に図１９−２２を参照すれば、少なくも
１個の放射治療ビームの長方形断面形状を複数の放射ビ
ームのセグメントに分割する手段７０２は、複数の独立
的に動き得る金属部材、又は金属ベーン７２０を備える
ことが好ましい。金属部材７２０の数は形成される放射
ビームのセグメントの希望数と対応する。好ましくは、
２０個の金属部材７２０が設けられ、１０個の金属部材
７２０の第１のグループ又は組７２１が列７２３に配列
され、金属部材７２０の第２の組７２２が列７２４に配
列される。列７２３の金属部材７２０の第１の組７２１
の最初の４個の金属部材７２０が図１８の４個の放射ビ
ームのセグメント５１０−５１４に対応し、この組を形
成し、列７２４の金属部材７２０の第２の組７２２の最
初の４個の金属部材７２０が図１８の放射ビームのセグ
メント５１０’−５１４’を形成するであろう。金属部
材７２０の第１の列７２３及び第２の列７２４の金属部
材７２０間の付合せ面により形成された平面７２６は、
図１８における水平の破線５５０に相当し、ブロック７
１０、７１１は２個の放射治療ビーム５００、５００’
を形成するために使用され、この場合、開口７１３の幅
寸法Ｗは薄片部分４１０、４１１（図１４）のような２
個の薄片部分の厚さに相当する。図２０及び２２に示さ
れるように、金属部材７２０は、通常は、金属部材７２
０が密に突き当たった関係にある第１の閉鎖位置７３０
にある。図面の明瞭化のため、図２１及び２２に示され
た金属部材７２０間には僅かな間隙がある。各金属部材
７２０は、第１の閉鎖位置７３０から第２の開口位置７
３１に動き得る（図２２）。特定の金属部材がその第２
の開放位置にあるときは開口７３２が形成され、図１７
の放射ビームのセグメント５１０のような放射ビームの
セグメントが、腫瘍の一部分に向かってこの開口７３２
を通過できる。金属部材がその第１の閉鎖位置７３０に
あるときは、金属部材７２０は金属部材７２０と組み合
わせられた放射ビームの経路を遮断し、従ってこの閉鎖
された金属部材７２０と組み合わせられた放射ビームの
セグメントは腫瘍に向って通過できない。装置７００に
より、長さ２０cmで厚さが０.５cmから２cmの間を変化
する組織体積の２個の薄片状の部分を、放射ビーム３１
１の１個の回転経路で治療することができる。こうし
て、２０個の独立して変調可能な放射ビームのセグメン
トが金属部材７２０により提供される。

【００４３】各金属部材７２０には、各金属部材７２０
を第１の閉鎖位置７３０から第２の開放位置７３１に独
立的に動かす手段７４０が設けられる。好ましくは、各
金属部材７２０を独立的に動かす手段７４０は、各金属
部材７２０と組み合わせられたアクチュエーター７４１
である。好ましくは、各アクチュエーター７４１は空気
駆動式であり、かつ各アクチュエーター７４１と組み合
わせられた電磁弁７４２を持つ。各電磁弁７４２は、以
下説明されるように与えられた制御信号に応じてその組
み合わせられたアクチュエーター７４１の作動を制御
し、各アクチュエーターはその組み合わせられた金属部
材７２０を制御する。各金属部材７２０は、各アクチュ
エーター７４１と組み合わせられた通常のピストン７４
３によるなどで、それぞれのアクチュエーター７４１に
連結される。適切な空気供給管７４４が電磁弁７４２か
らアクチュエーター７４１に伸びる。通常の高圧空気源
（図示せず）が治療室内に設けられ、空気は通常の方法
で電磁弁７４２に供給される。各アクチュエーター７４
１は、好ましくは空気で後退しバネで伸長する形式のも
のであり、これにより、各アクチュエーター７４１と組
み合わせられたバネ（図示せず）は、通常は、その組み
合わせられた金属部材７２０を第１の閉鎖位置７３０に
強制する。従って、弁７４２を作動させるように制御信
号を提供するに必要な電力の装置７００への供給に事故
があり、或いはアクチュエーター７４１への空気圧が中
断すると、各金属部材はその最初の位置にバネで戻さ
れ、それぞれの放射ビームのセグメントを阻止する。こ
れに関連し、各ブロック７１０、７１１にも電磁弁（図
示せず）が組み合わせられ、この電磁弁は、通常はブロ
ック７１０、７１１を開口位置に維持することに注意す
べきである。装置７００への電力が故障し、或いは金属
ブロック７２０の作動を制御するシステムが誤信号を発
生した場合は、電磁弁は、ブロック７１０、７１１を図
２０に図示されたその閉鎖位置に直ちに閉鎖し、これに
より放射は患者の方に通過できなくなる。

【００４４】図１９及び２０に見られるように、大きさ
を考慮して、弁７４２はハウジング７０５の外側面に沿
って互いに重なり、アクチュエーター７４１は千鳥状に
３列に配置される。好ましくは、各金属部材７２０は同
じ形状、一様な断面形状、及び放射治療ビーム５００の
経路の方向で実質的に均一な奥行寸法Ｄ（図２０）を持
つ。好ましくは、金属部材、又はベーン７２０は、タン
グステン製又は所要の放射遮断特性を有するその他の適
宜な金属材料のものである。図１９に見られるように、
公知の放射治療ビーム５００の発散のため、金属部材７
２０の長手方向中心軸も、放射中心のビーム５００の発
散を考慮に入れて最も中心の金属部材から幾分外向きに
発散する。

【００４５】複数の放射ビームのセグメントのビーム強
度を独立的に変調させる手段６００に関しては、かかる
独立的な変調は、電磁弁７４２とアクチュエーター７４
１、及び金属部材７２０により行われる。各金属部材７
２０と組み合わせられた各放射ビームのセグメントのビ
ーム強度は、各金属部材７２０が第１の閉鎖位置７３０
内に配置される時間の長さを独立して変更することによ
り変調され、これにより、金属部材７２０が第１の閉鎖
位置にある間の時間を長くすると、その対応した放射ビ
ームのセグメントのビーム強度が低下する。例えば、所
与の時間に対し、この間で、放射ビーム３１１を発生さ
せ、少なくも１個の放射治療ビーム５００を作り、この
放射ビーム５００を金属部材７２０により複数の放射ビ
ームのセグメントに分割し、放射ビームのセグメントの
ビーム強度を０から１の値に変更できる。ビーム強度０
は、放射ビーム３１１が作動しかつ長方形の開口７１３
を通過し金属部材７２０に向かう全時間中、金属部材７
２０がその第１の閉鎖位置７３０に止まることに対応す
る。もし、放射ビーム３１１が作動している全期間中、
放射ビームのセグメントと組み合わせられた金属部材７
２０がその第２の開口位置７３１に止まるならば、その
放射ビームのセグメントのビーム強度は１であろう。放
射ビーム３１１が作動している時間内で金属部材が第１
の閉鎖位置７３０にある時間の長さを変えることによ
り、この特定の放射ビームのセグメントのビーム強度が
決定され、そのビーム強度は０と１との間の任意の値に
変えることができる。ハウジング７０５内に置かれた電
子装置７６０を含んだ装置７００用の制御システムは、
以下非常に詳細に説明されるように、放射治療中に所与
の金属部材７２０がどの位の時間だけその第１の閉鎖位
置に止まるかを決定する。金属部材７２０がその第１の
閉鎖位置に止まる時間を変えることは、図１７に関連し
て図示されかつ先に説明された放射吸収用材料５４０の
厚さの変更の図式的表現と相関させることができる。

【００４６】本発明の被整合放射治療の装置７００又は
方法を効果的に作動させるためには、装置７００に使用
される放射治療ビームの放射ビームのセグメントのビー
ム強度を独立的に変調する手段６００を含んだ装置７０
０の作動を制御するために、装置７００の電子装置７６
０に適切な制御信号を与えることが必要である。例え
ば、組織の特定の薄片部分を治療するために使用される
放射ビーム源の半径方向位置に関する患者の頭骨内の特
定の腫瘍の位置、大きさ、及び範囲に応じて、治療すべ
き組織体積の種々の薄片部分内にある腫瘍部分に向かっ
て指向される放射の照射量を決定することが必要であ
る。装置７００の制御に利用される所要の制御情報を提
供しかつ本発明の被整合放射治療の方法を行い得る通常
の放射計画用システムが利用可能である。図２３を参照
し、装置７００に利用できかつ本発明の方法を実施でき
る情報取得用の好ましい放射計画システムが明らかにさ
れるであろう。

【００４７】この過程の第１段階は、一般に登録処理段
階８００と呼ばれる。これは、本発明の被整合放射治療
により治療される患者の一部の通常の軸方向薄片像の組
を整列させる処理段階である。これらの像は、解剖学的
精度で表示された組織の「薄片」を再現する像を作る通
常のコンピュター断層（ＣＴ）走査法又は核磁気共鳴映
像法（ＭＲＩ）技術によりまず得られる。コンピュータ
ーＣＴ又はＭＲＩの調査を構成する一連の「薄片」は、
患者の特定部分の３次元画像を再現し、有効な３次元デ
ータシートとして視覚化を許す。最終データは入力のサ
ンプリングにより得られ、既知の形状の共通マークを決
定し、更にデータを正しく整列するようにワープする。
得られた解答は、前述のように、使用される既知の患者
固定装置に基づきこれが幾何学的に修正されるように設
定され、更に像がフィルムから走査されたのであれば、
像を含んだ基準グレイスケールに基づいてグレイスケー
ルによる像の基準化が行われる。解像度の調整に必要な
スーパーサンプリング及びフィルタリングによる通常の
２次元画像ワーピング技術が利用される。画像の薄片間
隔が計画システムの取扱者により入力され、既知の患者
固定装置の寸法により確認される。

【００４８】システムの次の段階は、一般に解剖ツール
段階８０１と呼ばれる。医師は、通常の方法で、放射計
画に重要な構造の３次元体積を確認し、これにより医師
は画像の薄片ベースの解剖学的構造を確認する。

【００４９】処方パネル段階８０２により、医師は、放
射治療処理の望ましい目標を、望ましい照射量、感覚構
造限度、放射供与の複雑度、及び攻撃度の項目で計画シ
ステムに入力できる。攻撃度は隣接した感受的解剖構造
に対して寛大であることに比較して目標又腫瘍に対する
治療を最大にする相対的な重要度を呼ぶ。これらのパラ
メーターは計画最適化段階８０３において使用される。

【００５０】計画最適化段階８０３においては、放射計
画最適化はインバース問題の特別な事例であり、照射量
処方を得るために最良の方途を決定することが目的であ
る。放射出力を一連の薄い薄片、又は薄片状の部分に分
割することによりこの最適化を行うこと、或いは円弧処
置及びこれら円弧の各を個別的に最適化することにシミ
ュレーテッドアニーリング技術が利用される。ＦＳＡ
（ファストシミュレーテッドアニーリング）級技術に適
合したアニーリング冷却スケジュールが使用される。以
上のシミュレーテッドアニーリング技術の詳細は公知技
術であり、参考文献としてここに取り入れられたエス・
ウェブ「シミュレーテッドアニーリングによる被整合放
射治療の照射分布の最適化」フィジックス・アンド・メ
ディカル・バイオロジイ、Vol.３４、P.１３４９−１３
７０（１９８９）；及びエス・ウェブ「シミュレーテッ
ドアニーリングによる被整合放射治療の照射分布の最適
化：２．２次元技法における散乱の介在」フィジックス
・アンド・メディカル・バイオロジイ、Vol.３６、P.１
２２７−１２３７（１９９１）のような刊行物に説明さ
れる。計画最適化段階、及び放射計画システムのその他
の段階の遂行には適切なコンピューターが使用される。

【００５１】計画システムの次の段階は装置適合化段階
８０４である。得られた放射ビームのセグメントに対す
る放射ビームの位置とビームの重さ又は強度の最適化さ
れた組が、最適化の後で装置７００の送出可能出力に適
合させられる。ＯＦ（出力係数）調整、金属部材７２０
の運動のタイミング、並びに最適計画を表しかつ装置７
００の作動限界内で出力させうる装置７００の制御情報
に達する同時運動の制限の計算に繰り返し方法が使用さ
れる。

【００５２】強度基準化段階８０５は、放射ビーム源の
移動する回転円弧を更に基準化し、治療される組織体積
における「ホット」又は「コールド」領域として知られ
ているものを無くすために、選定された各位置から腫瘍
が一定の照射量を確実に受けるようにする。この段階
は、放射源の放射の照射量を変えることにより行うこと
ができ、また通常の単純な線形走査技術の使用により達
成することができる。

【００５３】照射量シミュレーション段階８００におい
て、患者への放射の照射量が装置７００に対する制御情
報に基づいてシミュレートされる。この段階で使用され
るアルゴニズムは、公知の３次元経路長修正技術に基づ
く。このアルゴニズムの例は参考文献としてここに組み
入れられた次の出版物で検討される：ラクストン他、
「多円弧直線加速装置の定位法式放射外科のアルゴニズ
ム」、メディカル・フィジクス、Vol.１８，P.１２１１
−１２２１（１９９１）；ダブリュー・エル・セイラ
ー、「放射治療における照射量の計算」、アーバン・ア
ンド・シュワルツェンブルク（１９７９）出版。

【００５４】出力処理段階８０７により、医師はシミュ
レートされた放射線照射量情報の再吟味、及び患者に供
与する放射の計画の承認ができる。かかる再吟味と承認
の後で、この特定の放射供与事例に対する装置７００制
御用のデータを含んだフロッピィディスクが作られる。
このデータは、金属部材７２０のタイミングと運動との
指令、放射源のセットアップ情報、及び通常の患者情報
を含む。以上の段階が完了した後で、患者の腫瘍の治療
のために、本発明の被整合放射治療の諸段階が前述のよ
うに実行される供与システム段階８０８が行われる。

【００５５】本発明の方法及び装置７００は、回転式放
射治療計画に使用することができる。この治療において
は、同一面にない１０個以下のほぼ２１０゜の円弧の使
用が好ましい。ただし、希望するならば任意数の円弧を
使用でき、また円弧は０゜から３６０゜まで変えること
ができる。患者に関する円弧の位置及び位置決め、及び
使用される円弧の数は、先に説明された計画システムに
従って決定される。好ましくは、腫瘍の方に指向された
放射ビームのセグメントのビーム強度は５゜の回転毎に
更新され、これにより腫瘍に対する最適の照射量分布が
作られるであろう。通常の固定ポート放射治療計画も本
発明の装置７００により実行可能である。ポートは同一
面とすべきではなく、また、ポートの位置は、医師によ
り装置７００に入力されるか、或いは前述の放射計画シ
ステムにより最適化されるかのいずれかである。先の回
転式放射治療計画、又は固定ポート放射計画は、本発明
の方法及び装置により、身体のどこに生じた腫瘍につい
ても使用できる。放射治療ビームの長方形断面形状の長
さは２０cmに形成されるので、回転方式の運転は２０cm
又はそれ以下の断面積の治療に限定される。固定ポート
計画もまたいかなる大きさの腫瘍にも使用できる。

【００５６】本発明の装置７００には、金属部材７２０
の運動を示す複数のスロットセンサーが設けられ、これ
により患者に送られる放射フィールドの強度は間接的に
看視される。スロットセンサー（図示せず）の組からの
データは入ってくるビーム強度、又は放射治療ビームの
ビーム強度と多重化され、放射ビームのセグメントの流
出強度が処方の照射量に対応するか否かを判定する。放
射ビームのセグメントの所望ビーム強度が放射計画シス
テムにより処方されたものに対応しない場合は、ブロッ
ク７１０、７１１を迅速に閉鎖しかつ金属部材７２０が
患者を不正確な放射暴露から保護するように制御信号を
提供できる。

【００５７】図２４−３１を参照し、本発明の被整合放
射のための方法及び装置７００’が説明されるであろ
う。図１−２３に関連して説明された被整合放射治療用
の前述の方法及び装置７００は強度変調被整合放射治療
を行うためにリニヤー加速装置のビームの空間的かつ時
間的な薄片状変調には効果的であることが確かめられた
が、リニヤー加速装置のガントリーの１回転で組織体積
のただ２個の薄片しか治療されないという事実によるこ
の方法及び装置の僅かな欠点が生ずる。薄片は任意の厚
さのものとなし得るが、治療用の薄片としてできるだけ
薄いものを選定することによってより大きな分解能が達
成される。治療薄片の厚さが減少すると、腫瘍の全体積
を治療するために必要な治療薄片数が増加するため、患
者の治療に取られる時間が増加する。以下説明される本
発明の方法及び装置７００’は腫瘍を含んだ組織の体積
の無制限数の薄片を治療し、多くの場合、腫瘍の大きさ
に応じて、リニヤー加速装置のガントリーのたった１回
転だけで腫瘍を含んだ組織の全体積を治療でき、患者の
治療に要する時間を減少させる。前述の諸部材には同じ
番号が用いられ、これら前述のものと類似の機能と構造
とを持つ諸部材にはダッシュ付きの番号が使用される。

【００５８】図２８を参照すれば、通常のリニヤー加速
装置３００が、ガントリー３０１、患者支持テーブル又
は患者カウチ３０３、ビーム源３１２を備えるとして示
され、このビーム源は、通常のコリメーター３０４、及
び予定された一定のビーム強度を有する放射ヘッド３１
１を備える。本発明による被整合放射治療用の装置７０
０’は加速装置ヘッド３１２の下方に取り付けられ；放
射治療ビーム５００を複数の放射ビームのセグメント５
１０’−５１４’に分割する手段７０２’；及び治療す
べき腫瘍を横切る放射治療ビーム５００’の強度を空間
的に変調するように複数の放射ビームのセグメント５１
０’−５１４’のビーム強度を独立的に変調する手段６
００’を備える。装置７００’は、以下詳細に説明され
るであろうように制御システム７６０’を備える。

【００５９】図２４及び２５を参照し、分割用手段７０
２’及び独立変調手段６００’がより詳細に説明される
であろう。放射治療ビーム５００’を複数の放射ビーム
のセグメント５１０’−５１４’に分割する手段７０
２’は、図２８に示されるように、加速装置ヘッド３１
２の底部に固定されるにようにされたハウジング７０
５’を備えることが好ましい。ハウジング７０５’は、
ハウジング７０５’の頂部８２１から底部８２２に伸び
ている複数の区画８２０を含み、説明のために図２５に
示されるように１６個の区画８２０が使用される。図２
９及び３１を参照して以下詳細に説明されるであろうよ
うに、より多数又は少数の区画８２０をハウジング７０
５’内に設けることができる。ハウジング７０５’内に
置かれた区画８２０は、一般にハウジング７０５’内に
配置された複数の分割用部材８２３により定められる。
好ましくは、分割用部材８２３は、適宜適切な放射透過
性のプラスチック材料のような硬い放射非阻止性又は放
射透過性の材料で形成された適宜適切な数の多数の薄い
分割用ロッド８２４であり、最も左側の区画８２０に関
連して示されたように互い違いに配列される。

【００６０】図２４−２７を参照すれば、複数の放射ビ
ームのセグメント５１０’−５１４’のビーム強度を独
立的に変調する手段６００’は、好ましくは、複数の拡
張可能な放射透過性部材８２５を備え、拡張可能な放射
透過性部材８２５は各区画８２０に組み合わせられる。
図３０及び３１に示されたように、拡張可能な部材８２
５が拡張していないとき、ある量の流動可能な放射阻止
用材料８２６（図２９及び３１）がハウジング７０５’
内及び各区画８２０内に配置される。流動可能な放射阻
止用材料８２６用の容器８３０が、ハウジング７０５’
の内部８３２と容器８３０とを連通する出口管８３１を
ハウジング７０５’に設けることによるなどで、ハウジ
ング７０５’と組み合わせられる（図２９及び３１）。
拡張可能な部材８２５が拡張すると、この拡張可能な部
材８２５は、流動可能な放射阻止用材料８２６をこの拡
張可能な部材８２５と組み合わせられた区画８２０から
容器８３０内に外向きに移動させ、従って放射ビームの
セグメント５１０’−５１４’は各拡張可能な放射透過
性部材８２５と組み合わせられた区画８２０を通過して
治療すべき腫瘍３０６’（図１７）の部分に向かうこと
ができる。

【００６１】図２４−２７を参照すれば、各拡張可能な
放射透過性部材８２５は、好ましくは、ラテックスゴム
のような薄い放射透過性材料で形成された膨張可能な風
船８３５である。好ましくは、膨張可能な風船８３５を
形成している壁８３６の厚さは約０.１０２−０.１５２
mm（０.００４−０.００６インチ）であり、このため、
膨張可能な風船８３５は極めて柔軟である。収縮する
と、膨張可能な風船８３５の壁８３６は相互に内向きに
動き、図２９及び３１に見られるように、波状の形を有
する非直線の単一の壁面８３６’と考える得るものを形
成する。図２４においては、４個の膨張可能な風船８３
５が、ハウジング７０５’内のその組み合わせられた区
画８２０内でその拡張し膨張した形状で図示される。同
様に、図２９においては、５個の膨張可能な風船８３５
が、ハウジング７０５’内のその組み合わせられた区画
８２０内で拡張し膨張された形状で図式的に示される。
図２９においては、別の５個の拡張可能な放射透過性の
部材８２５、又は膨張可能な風船８３５が前述のような
その非拡張状態、又は収縮した形状で図示される。

【００６２】更に図２４−２６を参照すれば、各膨張可
能な風船８３５は、各風船８３５の長手方向中心軸８３
７に沿った実質的に正方形断面を持つ。その断面形状
は、拡張された膨張形状においてはその頂部８３８から
その底部８３９に向かって寸法が増加する。各風船８３
５の底部８３９は、各膨張可能な風船８３５を選択的に
膨張または収縮させるために、後で詳細に説明されるよ
うに圧力流体源と連通して配置された小直径の筒状部材
８４０を備えることができる。同様に、ハウジング７０
５’内に配置され実質的に正方形の断面形状を有する各
区画８２０は複数の分割用部材８２３により定められ、
各区画８２０の断面形状の寸法はハウジング７０５’の
頂部８２０から底部８２２に向かって広がり、又は寸法
が増大する。各区画と組み合わせられた拡張可能な部材
８２５又は風船８３５がその拡張され又は膨張された形
状にあるときは、各風船８３５の断面形状は各区画８２
０の断面形状と実質的に一致する。知られるように、加
速装置ヘッド３１２（図２８）で作られハウジング７０
５’に入ってくる放射ビーム３１１は、これが加速装置
ヘッド又はビーム源３１２から通過すると外向きに広が
り、患者に向かって下向きにハウジング７０５’を通過
する。各区画８２０の広がりの程度は、ビーム３１１が
加速装置３１２から移動してハウジング７０５’を通過
し患者支持テーブル３０３上の患者に向かう際の放射ビ
ーム３１１の広がりに比例する（図２８）。与えられた
加速装置ヘッド３１２に対する放射ビーム３１１の広が
りは既知であり、このため装置７００’の区画の広がり
の程度は容易に決定できる。ハウジング７０５’の上下
の壁８４１、８４２は放射非阻止性、又は放射透過性の
材料で作られ放射ビーム３１１のハウジング７０５’の
通過を許すことに注意すべきである。

【００６３】図２５に見られるように、ハウジング７０
５’の下方の壁８４２には穴又は開口の格子８４３を配
置することができ、これを通して風船８３５をハウジン
グ７０５’内に配置できる。各風船の頂部８３８は、図
２４に示されるようにハウジング７０５’の上部の壁８
４１から間隔を明けて配置することができ、或いは各風
船８３５の頂部８３８を、糊、小さなゴムひも、又はハ
ウジング７０５’の頂部壁面８４１に作られた小さな開
口の中に各風船の頂部８３８をくさび止めにするなどの
適宜適切な方法によってハウジング７０５’の頂部の壁
８４１の下側８４５に止め、又は固定することができ
る。風船８３５の頂部８３８には細長い筒状の延長部又
は先端部８３８’を形成することができ、この中に小さ
なプラスチックボール８３８”が置かれ、筒状の延長部
８３８’とボール８３８”とは、図２４の最も左側の風
船８３５に関連して図示されたようにハウジング７０
５’の頂部壁面８４１にくさび止めされる。

【００６４】各風船８３５の下方端部８３９に配置され
た管８４０は、ハウジング７０５’の下方の壁８４２の
穴又は開口８４３の格子の開口８４３を通過する。ラテ
ックスの管８４０は８４６で示されるように下方壁部材
８４２に向かって上向きに巻き上げられ、各風船８３５
を下方壁８４２に関して封鎖する。シール板８４７が管
８４０の巻上げ端部８４６に隣接してハウジング７０５
の下方壁８４２に固定され；シール板８４７も適切な放
射透過性材で作られる。シール板８４７も巻き上げられ
た管端部８４６の位置に相当する開口又は穴８４８の格
子を有し、適切な筒状取付け具８４９が各穴８４８内に
ねじで受け入れられかつ各風船８３５の管８４０の巻上
げ端部８４６内に封鎖される。図２９及び３１に見られ
るように、各取付け具８４９は空気ホース８５０に連結
され、各空気ホース８５０は各風船８３５を選択的に膨
張させ又は収縮させる手段８５１に連結される。好まし
くは、各風船８３５を選択的に膨張又は収縮させる手段
８５１は電磁弁８５２であり、電磁弁８５２は各風船８
３５と組み合わせられた各空気管路８５０と組み合わせ
られる。圧縮空気源８５３が加圧流体又は圧縮空気を種
々の電磁弁８５２に与える。図２４に見られるように、
ハウジング７０５’の上方の壁８４１にはハウジング７
０５’を通常のボルト又はねじ（図示せず）により加速
装置ヘッド３１２に固定するためにテーパー付き取付け
穴８５４を設けることができる。

【００６５】図２８−３１を参照すれば、制御システム
７６０’はハウジング７０５’に伸びている電力線８６
０を有することが見られ、この電力線は、風船８３５を
選択的に膨張又は収縮させるための手段８５１又は電磁
弁８５２に電力を提供し、同時に空気管路８６１が電磁
弁８５２に加圧流体又は空気を提供する。以下説明され
るであろうように、容器８３０内に配置された放射阻止
用材料８２６上に予定の圧力を加えるために、別の空気
管路８６２（図２９）が制御システム７６０’から圧力
制御手段８６３又は電磁弁８６４を経て容器８３０に伸
びる。図２９及び１８に見られるように、容器８３０
は、ピストン８６５上に予定の流体圧力を供給する圧力
制御手段８６３又は電磁弁８６４を有するピストン８６
５とシリンダー８６６の形態とすることができる。好ま
しくは、ピストン８６５上の圧力は、ハウジング７０
５’，容器８３０及び連結管８３１内に配された放射阻
止用材料８２６の総重量に対応した選定値に設定され
る。好ましくは、風船８３５を選択的に膨張又は収縮さ
せる手段８５１に供給される予定された圧力は、ピスト
ン８６５に供給される圧力より高い流体圧力で供給され
る。従って、図２９に示されるように予め選択された風
船８３５が膨張させられたとき、これは流動可能な放射
阻止用材料をその組み合わせられた区画８２０から連結
管８３１を経て容器８３０内に外向きに移動させる。逆
に、特定の風船８３５と組み合わせられた電磁弁８５２
への電力供給が遮断されたときは、この予定された風船
８３５内の流体又は空気の圧力が減少し、ピストン８６
５上に作用している圧力は風船８３５内の流体圧力より
も大きくなる。このとき、放射阻止用材料８２６は容器
８３０からしぼんで収縮した風船８３５を有する区画８
２０内に流れ、これによりこの特定の区画８２０は放射
阻止用材料８２６で満たされ、収縮した風船８３５は８
３６’で示されるようにそれ自体の上で潰れる。装置７
００’がその平常の停止状態にあるときは、総ての電磁
弁８５２への給電が遮断され、放射阻止用材料８２６の
重量とピストン８６５上の流体圧力とにより、図３０及
び３１に示されるように、風船８３５を囲んでいる流体
の圧力が総ての風船８３５を潰し、総ての区画８２０は
放射阻止用材料８２６で満たされる。ハウジング７０
５’は放射阻止用材料８２６で完全に満たされるので、
放射ビーム３１１はハウジング７０５’を通過できな
い。図２８及び２９は、膨張させられた予定の風船８３
５を示し、複数の放射ビームのセグメント５１０’−５
１４’よりなる放射治療ビーム５００が患者の腫瘍を治
療するためにハウジング７０５’を通過できる。

【００６６】区画８２０の各の少なくも一部分を流動可
能な放射阻止用材料８２６で満たすことにより、或いは
予定された区画８２０から流動可能な放射阻止用材料８
２６の少なくも一部分を除去することにより、通過する
放射ビームのセグメントのビーム強度を空間的に変調す
ることができる。選択的に膨張又は収縮させる手段８５
１又は電磁弁８５２の操作を制御することにより、個々
の放射ビームのセグメントの強度変調に対する適宜の任
意の空間的パターンを得ることができる。各放射ビーム
のセグメントのビーム強度は、放射ビームのセグメント
の通過する腫瘍の部分の厚み、並びにその他の要因に関
連したビーム強度を持つように変調される。その他の要
因には次のものが含まれる；ビームのセグメントにより
与えられる放射の希望照射量；各放射ビームのセグメン
トの経路に隣接した健康な組織又は身体諸器官のような
敏感な組織の有無；及び回転式放射治療処置の場合にそ
の他のビームのセグメントが別の方向からの別のビーム
経路に沿って健康な組織と身体諸器官とを通過する際の
別のビームのセグメントとの相互作用及びこれらのビー
ム強度。

【００６７】拡張可能な部材８２５又は風船８３５はラ
テックスゴムのような放射透過性材料で作られるが、図
２９及び３１に示されるように、風船８３５はしぼんだ
とき非直線状に変形しかつうねった形になるため、潰さ
れ収縮した風船８３５の領域では装置７００’の放射阻
止能力には小さな影響しか与えないことに注意すべきで
ある。

【００６８】各区画８２０が流動可能な放射阻止用材料
８２６で選択的に満たされる時間をの長さを変更するこ
とにより、放射治療ビーム５００の各放射ビームのセグ
メント５１０’−５１４’のビーム強度の一時的変調が
得られる。予定された風船８３５の完全収縮によるよう
な、放射阻止用材料８２６による予定の区画８２０の完
全充填により、各放射ビームのセグメントのビーム強度
が変調され、又は減衰される。放射治療ビーム５００に
対する治療域の大きさはハウジング７０５’に設けられ
た区画８２０の大きさと数とにより決定され、従って設
けられた区画８２０の数が大きくなるとより大きな治療
域が得られる。多くの場合、設けられた区画８２０の数
に依存して、治療域は組織４００（図１４及び図１８）
を囲むに十分な大きさのものであろうことが信じられ
る。この組織４００の体積は治療すべき全腫瘍３０６’
を含む。従って、図１に関連して前述されたように、患
者支持テーブル３０３の回転によるなどで加速装置ヘッ
ド３１２に関する腫瘍３０６’の方向を変更する前に、
装置７００’に関する患者の所与方向で腫瘍３０６’に
希望の治療を与えるには、リニヤー加速装置３００のガ
ントリー３０１のただ１回転だけしか必要でないであろ
う。

【００６９】図２９に示されるように、装置７００’を
使用するときは、予定数の区画８２０を放射阻止用材料
８２６で満たし、同時に残りの予定区画を放射阻止用材
料８２６なしとすることにより、静的な放射治療域を作
ることができる。かかる静的放射治療域は、放射ビーム
のセグメント５１１’と５１２’とで形成された図２９
のアイランド８７０のような放射阻止用材料の「アイラ
ンド」を放射治療域内に配置できるので、通常のマルチ
リーフコリメーターの静的放射治療域以上の明らかな利
点を持つ。通常のマルチリーフコリメーターは放射治療
域の外縁の形状のみ又は一致するだけであるため、かか
るアイランドは不可能である。装置７００’により、加
速装置ガントリー３０１が患者の周囲を回転し、制御シ
ステム７６０’が風船８３５を選択的に膨張又は収縮さ
せる手段８５１の作動を制御する回転式放射治療処置が
提供される。制御するシステム７６０’は、装置７０
０’に必要かつ適切な信号を図２３に関して前述された
方法で提供する。

【００７０】例えば、区画をハウジング内の永久的な強
固な構造として形成すること、及び流動可能な放射阻止
用材料を選定された区画内に圧送し又は排出することに
より区画を選択的に満たし又は空にすることのような明
らかな変更及び同等事項は熟練技術者には明白であり、
本発明は、図示されかつ説明された構造、作動、正確な
材料又は実施例の詳細そのものに限定されないことを理
解すべきである。従って、本発明は特許請求の範囲によ
ってのみ限定すべきである。

【００７１】本発明の実施態様は次の通りである。

【００７２】１．放射ビーム源からの所定の一定ビーム
強度を有する放射ビームによる腫瘍の被整合放射治療に
使用する装置にして、（ａ） 放射治療ビームを複数の
放射ビームのセグメントに分離する手段；及び（ｂ）
腫瘍を横切る放射治療ビームのビーム強度を空間的に変
調させるために複数の放射ビームのセグメントのビーム
強度を独立的に変調する手段を備えた装置。

【００７３】２．放射治療ビームを複数の放射ビームの
セグメントに分離する手段が、頂部と底部とを有するハ
ウジングを備え、このハウジングはハウジング頂部から
底部に伸びている複数の区画を有し、各区画が放射ビー
ムのセグメントのための通路を定めている上記１の装
置。

【００７４】３．区画がハウジング内に配置された複数
の分割用部材により定められる上記２による装置。

【００７５】４．複数の放射ビームのセグメントのビー
ム強度を独立的に変調する手段は、各区画と組み合わせ
られた拡張可能な放射透過性部材；ハウジング内に配置
されかつ区画と組み合わせられた拡張可能な部材が拡張
されていないとき各区画内にあるある量の流動可能な放
射阻止用材料；及び流動可能な放射阻止用材料のための
容器を備え、これにより拡張可能な部材の拡張時には拡
張可能な部材が流動可能な放射阻止用材料を拡張可能な
部材と組み合わせられた区画から外向きに容器内に移動
させ、放射ビームのセグメントが腫瘍の一部分に向かっ
て区画を通過できる上記２の装置。

【００７６】５．各区画が実質的に正方形の断面形状を
有し、各区画と組み合わせられた拡張可能な部材は拡張
時に区画の断面形状と実質的に一致する実質的に正方形
の断面形状を有する上記４の装置。

【００７７】６．各区画及び拡張時にこれと組み合わせ
られる拡張可能な部材の断面形状はハウジングの頂部か
らハウジング底部に向かって寸法が大きくなる上記５の
装置。

【００７８】７．拡張可能な部材が膨張可能な風船であ
り；各風船はこれと組み合わせられた圧力流体源を有
し；更に各圧力流体源がこれと組み合わせられた風船を
選択的に膨張又は収縮させる手段を備える上記６の装
置。

【００７９】８．風船を選択的に膨張又は収縮させる手
段が電磁弁である上記７の装置。９．流動可能な放射阻
止用材料上に予め選定された圧力を維持するために容器
と組み合わせられた圧力流体源を備えた上記４の装置。

【００８０】１０．流動可能な放射阻止用材料が水銀で
ある上記４の装置。

【００８１】１１．腫瘍の被整合放射治療に使用する装
置にして、（ａ） 所定の一定ビーム強度を有する放射
ビームを作るための放射ビーム源；（ｂ） 放射治療ビ
ームを複数の放射ビームのセグメントに分離する手段；
及び（ｃ） 腫瘍を横切る放射治療ビームのビーム強度
を空間的に変調させるために複数の放射ビームのセグメ
ントのビーム強度を独立的に変調する手段を備えた装
置。

【００８２】１２．放射治療ビームを複数の放射ビーム
のセグメントに分離する手段が、頂部と底部とを有する
ハウジングを備え、このハウジングはハウジング頂部か
ら底部に伸びている複数の区画を有し、各区画が放射ビ
ームのセグメントのための通路を定めている上記１１の
装置。

【００８３】１３．区画がハウジング内に配置された複
数の分割用部材により定められる実施態１様２による装
置。

【００８４】１４．複数の放射ビームのセグメントのビ
ーム強度を独立的に変調する手段は、各区画と組み合わ
せられた拡張可能な放射透過性部材；ハウジング内に配
置されかつ区画と組み合わせられた拡張可能な部材が拡
張されていないとき各区画内にあるある量の流動可能な
放射阻止用材料；及び流動可能な放射阻止用材料のため
の容器を備え、これにより拡張可能な部材の拡張時には
拡張可能な部材が流動可能な放射阻止用材料を拡張可能
な部材と組み合わせられた区画から外向きに容器内に移
動させ、放射ビームのセグメントが腫瘍の一部分に向か
って区画を通過できる上記１２の装置。

【００８５】１５．各区画が実質的に正方形の断面形状
を有し、各区画と組み合わせられた拡張可能な部材は拡
張時に区画の断面形状と実質的に一致する実質的に正方
形の断面形状を有する上記１４の装置。

【００８６】１６．各区画及び拡張時にこれと組み合わ
せられる拡張可能な部材の断面形状はハウジングの頂部
からハウジング底部に向かって寸法が大きくなる上記１
５の装置。

【００８７】１７．拡張可能な部材が膨張可能な風船で
あり；各風船はこれと組み合わせられた圧力流体源を有
し；更に各圧力流体源がこれと組み合わせられた風船を
選択的に膨張又は収縮させる手段を備える上記１６の装
置。

【００８８】１８．風船を選択的に膨張又は収縮させる
手段が電磁弁である上記１７の装置。

【００８９】１９．流動可能な放射阻止用材料上に予め
選定された圧力を維持するために容器と組み合わせられ
た圧力流体源を備えた上記１４の装置。

【００９０】２０．流動可能な放射阻止用材料が水銀で
ある上記１４の装置。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転台床、コリメーター及びガントリーを備え
た通常の直線加速装置の斜視図である。

【図２】内部に腫瘍を有する患者の頭部又は頭骨の図３
の線２−２に沿って得られ部分的に断面とした正面図で
ある。

【図３】図２の線３−３に沿って得られた同じ患者の頭
部の部分的に断面とした側面図である。

【図４】図１の直線加速装置のガントリーの移動経路を
示す図式的な線図である。

【図５】図１の直線加速装置と共に使用される通常の放
射線補償ブロックの正面図である。

【図６】図１の直線加速装置と共に使用される通常の放
射線補償ブロックの正面図である。

【図７】図１の直線加速装置と共に使用される通常の放
射線補償ブロックの正面図である。

【図８】図３と同じ図面であり、放射ビームが図５の補
償ブロックを通過したとき放射ビームから見た腫瘍の空
間的輪郭、又は腫瘍のビーム画像を示す。

【図９】図２の線９−９に沿って得られた患者の頭部の
部分的断面図であり、図６の補償ブロックを通過した放
射ビームから見た腫瘍の空間的輪郭を示す。

【図１０】図２の線１０−１０に沿って得られた患者の
頭部の部分的断面図であり、図７の補償ブロックを通過
した放射ビームから見た腫瘍の空間的輪郭を示す。

【図１１】内部に腫瘍を有する患者の頭部の図１２の線
１１−１１に沿って得られ部分的に断面とした正面図で
ある。

【図１２】図１１の線１２−１２に沿って得られた患者
の頭部の部分的に断面とした側面図である。

【図１３】図１の直線加速装置のガントリーの回転を示
す図式的な線図である。

【図１４】図１２の患者の頭部の部分的に断面とした側
面図であり、本発明の被整合放射治療方法を示す。

【図１５】図１１の線１５−１５に沿って得られた患者
の頭部の部分的に断面とした平面図であり、本発明の被
整合放射治療方法を示す。

【図１６】図１１の線１６−１６に沿って得られた患者
の頭部の部分的に断面とした側面図であり、本発明の被
整合放射治療方法を示す。

【図１７】内部に腫瘍を有する患者の頭部の部分的な断
面図であり、この図面は図１５と同様であり、本発明に
より腫瘍の１部分を通過する放射ビームの経路を示す。

【図１８】図１７の線１８−１８に沿って得られた図１
７の腫瘍の正面図であり、本発明による放射ビームから
見た腫瘍の空間的輪郭を示す。

【図１９】図２０の線１９−１９に沿って得られ、本発
明に従って被整合放射治療の使用される装置の部分的断
面図である。

【図２０】図１９の線２０−２０に沿って得られた図１
９の装置の部分的に断面とした側面図である。

【図２１】図２０の線２１−２１に沿って得られた図１
９の装置の部分的断面図である。

【図２２】図１９の装置の部分的断面図であり、図２１
と同様であり、本発明による複数の放射ビームのセグメ
ントのビーム強度を独立的に変調する手段の作動を示
す。

【図２３】本発明の装置の作動を制御する放射計画シス
テムの流れ図である。

【図２４】本発明のビーム強度変調手段の垂直方向断面
図である。

【図２５】図２４のビーム強度変調手段の平面図であ
る。

【図２６】ビーム強度変調用の風船の正面図である。

【図２７】ビーム強度変調用の風船の平面図である。

【図２８】ビーム強度変調用の風船を備えた放射治療装
置のビーム照射中における一部断面とした側面図であ
る。

【図２９】風船の幾つかが膨張しているときのビーム強
度変調システムを示す一部断面、一部図式的な図面であ
る。

【図３０】停止中の図２８と同様な図面である。

【図３１】総ての風船が収縮しているときの図２９と同
様な図面である。

【符号の説明】

３００ リニヤー加速装置 ３０１ ガントリー ３０３ 支持テーブル ３０４ コリメータ ３１２ ビーム源 ５００ 放射治療ビーム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放射ビーム源からの所定の一定ビーム強
   度を有する放射ビームによる腫瘍の被整合放射治療に使
   用する装置にして、（ａ） 放射治療ビームを複数の放
   射ビームのセグメントに分離する手段；及び（ｂ） 腫
   瘍を横切る放射治療ビームのビーム強度を空間的に変調
   させるために複数の放射ビームのセグメントのビーム強
   度を独立的に変調する手段を備えた装置。
2. 【請求項２】 腫瘍の被整合放射治療に使用する装置に
   して、（ａ） 所定の一定ビーム強度を有する放射ビー
   ムを作るための放射ビーム源；（ｂ） 放射治療ビーム
   を複数の放射ビームのセグメントに分離する手段；及び
   （ｃ） 腫瘍を横切る放射治療ビームのビーム強度を空
   間的に変調させるために複数の放射ビームのセグメント
   のビーム強度を独立的に変調する手段を備えた装置。