JPH1119234A - ビーム照射装置及びこのビーム照射装置を利用した放射線治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力手段からマーカに関する情報を入力して
いたため、参照画像に付られたマーカの位置とX-TV画像
に付られたマーカの位置とがずれてしまい、被照射部を
特定する精度が低かった。 【解決手段】 マーカを有する被照射体が載置される台
と、照射手段からのビームが照射される被照射体の被照
射部とマーカとを撮像し、撮像結果を出力する第一手段
と、被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の固定位置
に照射される照射手段のビームのビーム照射位置とを重
ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、第一手
段から出力された撮像結果に含まれるマーカと第二手段
から出力された撮像結果に含まれるマーカとに基づき、
被照射体の被照射部へ照射手段からビームが照射される
ように台及び照射手段を相対的に移動させる移動制御手
段とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被照射体がマーカ
を有し、このマーカと被照射体の被照射部との位置関
係、及びマーカとビームの照射位置との位置関係に基づ
き、被照射体の被照射部に正確にビームを照射するビー
ム照射装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このようなビーム照射装置は、被照射体
を例えばがんを患う患者とし、被照射部を治療が必要な
患部とした放射線治療装置に応用されている。この治療
装置の例としては、特開平１−１５１４６７号公報に示
されたものがあり、これを図１１に示す。この図１１
は、従来の治療装置を示す構成図である。図１１におい
て、１０は垂直照射装置であり、荷電粒子線等のビーム
を照射する。１１はレンジシフタであり、垂直照射装置
１０の内部に設けられる。１２は線量計であり、垂直照
射装置１０に接続される。

【０００３】１３はコリメータである。１４は照射手段
であり、垂直照射装置１０、レンジシフタ１１、線量計
１２、及びコリメータ１３から構成される。１５はビー
ム軸であり、照射手段１４から照射されるビームの方向
を指し示す。なお、照射手段１４を構成する垂直照射装
置１０、レンジシフタ１１、線量計１２、及びコリメー
タ１３は、地表と垂直なビーム軸１５上に、地表に近づ
く方向に向かって上述の順で配置される。

【０００４】１６は第一の通信装置である。１７はデー
タバスであり、第一の通信装置に接続される。１８は第
二の通信装置であり、データバス１７に接続される。１
９は計算機であり、第二の通信装置１８に接続される。
２０は第１の撮像手段であるＸ線コンピュータトモグラ
フィ（以下、X-CTと称す）であり、第一の通信装置に接
続される。

【０００５】２１はX線管であり、線量計１２とコリメ
ータ１３とに接続される。２２はX線管制御器であり、X
線管２１に接続される。２３はイメージ・インテンシテ
ィファイア（以下、I.Iと称す）である。２４は光学系
であり、I.I２３に接続される。２５はオートアイリス
であり、光学系２４に接続される。２６はテレビジョン
・カメラ（以下、TVカメラと称す）であり、オートアイ
リス２５に接続される。なお、オートアイリス２５はTV
カメラ２６の絞りを制御する。

【０００６】２７はカメラ・コントロール・ユニット
（以下、C.C.Uと称す）であり、TVカメラ２６に接続さ
れる。２８は第２の撮像手段であり、X線管２１、X線管
制御器２２、I.I２３、光学系２４、オートアイリス２
５、TVカメラ２６、及びC.C.U２７から構成される。な
お、第２の撮像手段２８は、X線管制御器２２とC.C.U２
７とを除いて、ビーム軸１５上に、地表に近づく方向に
向かって上述の順に配置される。X線管２１は、線量計
１２とコリメータ１３との間に配置される。また、コリ
メータ１３は、X線管２１とI.I２３との間に配置され
る。

【０００７】２９はアナログ−デジタル変換器（以下、
A.D.Cと称す）であり、C.C.U２７に接続される。計算機
１９は計算手段であり、A.D.C２９に接続される。３０
は第１の表示手段である参照画像ディスプレイであり、
計算機１９に接続される。３１は第２の表示手段である
画像ディスプレイであり、計算機１９に接続される。３
２はキャラクタディスプレイであり、計算機１９に接続
される。３３はキーボードであり、計算機１９に接続さ
れる。３４は操作パネルであり、計算機１９に接続され
る。３５は入力手段であるタブレットであり、計算機１
９に接続される。３６は画像データファイルであり、計
算機１９に接続される。

【０００８】３７は患者である。３８は治療台であり、
患者３７が載せられる。なお、治療台３８は計算機１９
に接続される。また、治療台３８はコリメータ１３とI.
I２３との間に設けられる。

【０００９】次に、従来の放射線治療装置の動作につい
て、図１２を用いて説明する。図１２は従来の放射線治
療装置の動作の流れを示す説明図である。図１２におい
て、患者３７を診断した時に、患者３７の患部KをX-CT
２０で撮像して得られた複数のX-CT画像は、画像データ
ファイル３６に蓄積される。この複数のX-CT画像が画像
データファイル３６に蓄積されている状況を図１２
（A）に示す。なお、このX-CT画像には、患者３７の患
部Kの位置が明確に撮像されているものとする。

【００１０】患者３７を診察した後の治療計画時では、
画像データファイル３６に蓄積されたX-CT画像が、図１
２（C）に示す仮想したX線管とI.I２３の位置におけ
る、図１２（D）に示す中心投影画像に変換される（図
１２（Ｂ））。なお、X-CT画像から中心投影画像への変
換は、計算機１９によって行われる。そして、この中心
投影画像（以下、参照画像と称す）は参照画像ディスプ
レイ３０に表示される。

【００１１】参照画像ディスプレイ３０に参照画像が表
示される時、参照画像中で識別可能な任意の位置、例え
ば骨の位置には、少なくとも３個以上のマーカM１、M
２、及びM３が付される。なお、参照画像中に付すマー
カM１、M２、及びM３は、タブレット３５によって設定
される。この参照画像中にマーカM１、M２、及びM３が
付された状況を図１２（D）に示す。そして、図１２
（D）に示される患部KとマーカM１、M２、及びM３との
位置関係は、計算機１９によって調べられる。

【００１２】治療計画時の後で、患者３７の患部Kの位
置決め時には、X線管２１から治療台３８上の患者３７
に対してX線が照射される。このX線管２１から治療台３
８上の患者３７に対してX線が照射された状況を図１２
（a）に示す。なお、X線管２１は、X線管制御器２２に
より電圧が制御されている。

【００１３】I.I２３によって、ビーム軸１５の位置が
明らかな、集められた患者３７のX線画像が光学画像に
変換される。このI.I２３で得られた光学画像は、光学
系２４及びオートアイリス２５を介して、TVカメラ２６
に入力される。そして、TVカメラ２６に入力された光学
画像は、アナログの電気信号に変換され出力される。こ
のTVカメラ２６から出力されたアナログ信号は、C.C.U
２７を介して、A.D.C２９に入力される。そして、A.D.C
２９に入力されたアナログ信号は、デジタル信号に変換
され出力される。

【００１４】このA.D.C２９から出力されたデジタル信
号は、計算機１９に入力される。計算機１９に入力され
たデジタル信号には、周辺歪（糸巻き歪とも言う。）の
補正等が行われる。この計算機１９による周辺歪の補正
等は図１２（b）の段階で行われる。そして、計算機１
９で周辺歪の補正等が行われたデジタル信号は、画像デ
ィスプレイ３１へ出力される。画像ディスプレイ３１に
は、入力された周辺歪の補正等が行われたデジタル信号
に基づく画像（以下、X−TV画像と称す）が出力され
る。なお、X−TV画像には、参照画像と同じ位置に、タ
ブレット３５によって、マーカN１、N２、及びN３が付
される。このX−TV画像にマーカN１、N２、及びN３が付
された状況を図１２（c）に示す。

【００１５】そして、図１２（e）に示されるビーム軸
１５の中心０とマーカN１、N２、及びN３との位置関係
が、計算機１９により調べられる。また、患部Kとビー
ム軸の中心０との位置関係が、計算機１９により調べら
れる。この患部Kとビーム軸の中心０との位置関係が調
節された状況を図１２（d）に示す。すなわち、図１２
（d）に示すように、ビーム軸１５の中心０と患部Kの中
心とが一致するように、治療台３８を移動させるべき移
動量が計算機１９により計算される。そして、計算機１
９により計算された治療台３８を移動させるべき移動量
に基づく制御信号が治療台３８の駆動装置（図示せず）
に出力される。計算機１９から出力された治療台３８を
移動させるべき移動量に基づく制御信号が入力された駆
動装置は、荷電粒子線が患部Kに正確に照射されるよう
に、治療台３８を移動させる。

【００１６】位置決め時の後の実際の治療時には、患部
Kの形状、患部Kの深さ、及び荷電粒子線の吸収線量が、
患部治療のパラメータとなる。この患部治療のパラメー
タからコリメータ１３、レンジシフタ１１、及び線量計
１２が制御される。そして、照射手段１４はこの患部治
療のパラメータに基づく荷電粒子線を患部Kに照射す
る。すなわち、コリメータ１３は、患部治療のパラメー
タの１つである患部Kの形状に基づき制御され、照射手
段１４から出力される荷電粒子線のビームの形状を整形
する。

【００１７】また、レンジシフタ１１は、患部治療のパ
ラメータの１つである患部Kの深さに基づき制御され、
照射手段１４から出力される荷電粒子線のビームのエネ
ルギーを調節し、荷電粒子線のビームの飛程を調節す
る。さらに、線量計１２は、照射手段１４から出力され
る荷電粒子線のビームの線量をモニターする。なお、照
射される荷電粒子線のビームの形状、線量、及びエネル
ギーは、参照画像とX−TV画像とから求められる。ま
た、照射手段１４から荷電粒子線のビームが患部Kの患
部に照射される時、X線管２１は荷電粒子線のビーム軸
１５から離れた位置に移動させる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
のビーム照射装置は、マーカM１〜M３、N１〜N３をタブ
レット３５から入力しており、被照射体自身がマーカを
有しておらず、第一の表示手段に表示された参照画像、
及び第二の表示手段に表示されたX-TV画像の双方にそれ
ぞれ、入力手段からマーカに関する情報を入力していた
ため、参照画像に付られたマーカの位置とX-TV画像に付
られたマーカの位置とがずれてしまい被照射部を特定す
る精度が低くなるという問題点があった。また、ビーム
を照射している最中に、被照射体が動き被照射部の位置
が変化した場合、ビームの照射を継続して行うことがで
きなくなるという問題点があった。

【００１９】本発明はこのような問題に鑑みなされたも
のであり、高い精度で被照射体の被照射部を特定し、こ
の被照射部にビームを照射することができるビーム照射
装置を得ることを目的とする。また、本発明はビームを
照射している最中も、被照射体の被照射部を確定させる
マーカの位置を適宜確認し、被照射体が動いたとしても
ビームを高い精度で被照射体の被照射部を特定し、この
被照射部にビームを継続して照射することができるビー
ム照射装置を得ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるビーム
照射装置は、マーカを有する被照射体が載置される台
と、照射手段からのビームが照射される被照射体の被照
射部とマーカとを撮像し、撮像結果を出力する第一手段
と、被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の固定位置
に照射される照射手段のビームのビーム照射位置とを重
ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、第一手
段から出力された撮像結果に含まれるマーカと第二手段
から出力された撮像結果に含まれるマーカとに基づき、
被照射体の被照射部へ照射手段からビームが照射される
ように台及び照射手段を相対的に移動させる移動制御手
段とを備えたものである。

【００２１】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを被照射体に埋設したものである。

【００２２】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを被照射体に貼付したものである。

【００２３】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカの形状が方向性を有するものである。

【００２４】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、照射手段から出力されるビームが、荷電粒子線又は
Ｘ線または電子線であるものである。

【００２５】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、照射手段が、ビームを出力する照射装置と、照射装
置に設けられビームが有するエネルギーを変化させるレ
ンジシフタと、照射装置から出力されたビームが入射さ
れビームの線量を計測する線量計と、線量計を経て入射
されたビームを整形するコリメータとを有し、第二手段
が、Ｘ線を出力するＸ線管と、Ｘ線管に接続されＸ線管
に印加する電圧を制御するＸ線管制御器と、Ｘ線管から
出力されたＸ線が入射されこの入射されたＸ線に基づき
得られるＸ線画像を光学画像に変換し出力するイメージ
・インテンシティファイアと、イメージ・インテンシテ
ィファイアから出力された光学画像が入射され光学画像
を電気信号に変換するテレビジョン・カメラとを有し、
照射手段がビームを線量計、及びコリメータを介して被
照射体に照射し、Ｘ線がＸ線管から照射される時は、照
射手段から出力されるビームの照射を停止し、線量計と
コリメータとの間にＸ線管が挿入され、Ｘ線管がＸ線を
コリメータを介して被照射体に照射するものである。

【００２６】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、第二手段が、イメージ・インテンシティファイアと
テレビジョン・カメラとの代りに放射線センサーを有
し、放射線センサーが、Ｘ線管から出力されたＸ線が入
射され、この入射されたＸ線に基づき得られるＸ線画像
を電気信号に変換するものである。

【００２７】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、第二手段が、被照射体のマーカを定期的に撮像し、
撮像範囲内の固定位置に照射される照射手段のビームの
ビーム照射位置とを重ね合わせて撮像結果として定期的
に出力し、移動制御手段が、第一手段から出力された撮
像結果に含まれるマーカと第二手段から定期的に出力さ
れた撮像結果に含まれるマーカとに基づき、被照射体の
被照射部へ照射手段からビームが照射されるように台及
び照射手段を相対的に移動させるものである。

【００２８】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを有する被照射体が載置される台と、被照射
体の被照射部とマーカとを撮像し、撮像結果を出力する
第一手段と、被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の
固定位置に照射される第二手段のＸ線のＸ線照射位置と
を重ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、第
一手段から出力された撮像結果に含まれるマーカと第二
手段から出力された撮像結果に含まれるマーカとに基づ
き、被照射体の被照射部へ第二手段からＸ線が照射され
るように台及び第二手段を相対的に移動させる移動制御
手段とを備えたものである。

【００２９】また、この発明にかかる放射線治療装置
は、被照射体を患者とし、被照射部を患者の患部として
ビーム照射装置を利用したものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．本発明によるビーム照射装置の一実施形
態として、放射線治療装置を図１を用いて説明する。図
１はこの実施形態１の構成を示す構成図である。図１に
おいて、Mはマーカであり、患者３７の体内に埋め込
む。なお、マーカMの大きさは微少なものであり、開腹
手術をすることなく患者３７の体内に埋め込むことがで
きるものである。このようなマーカMとしては、例え
ば、直径が２ｍｍ程の金（Ａｕ）で作られたマーカMが
考えられる。この程度の大きさのマーカMであれば、患
者３７に埋め込むための開腹手術を行うことなく、注射
針の先に設けることによりこのマーカMを患者３７に埋
め込むことが可能となる。また、マーカMは患者３７の
身体に貼り付けるものでもよい。

【００３１】なお、図１において、図１１に示す従来例
と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明
を省略し、図１１と相違する部分について説明した。ま
た、被照射体は患者３７に相当し、被照射部は患部Kに
相当し、第一手段は第一の撮像手段２０に相当し、第二
手段は第二の撮像手段２８に相当し、移動制御手段は計
算機１９に相当する。

【００３２】また、図１に示す放射線治療装置の垂直照
射装置が放射するビームは、荷電粒子線（陽子線、重粒
子線）でも、電子線でも、X線でも、中性子線でも良
い。これら荷電粒子線、電子線、及びX線の間では、そ
の特性である線量分布が異なる。線量分布は、荷電粒子
線又は電子線又はX線が患者３７に照射された時、その
患者３７のどの深さの部分で、当該荷電粒子線又は電子
線又はX線が吸収されているかを示すものであり、荷電
粒子線はその入射時のエネルギーにより任意の深さで集
中的に吸収させることがことができ、任意の深さの患部
だけを集中して治療することができる。一方、Ｘ線及び
電子線は、荷電粒子線に比べ、どの深さでも比較的一様
に吸収されている。

【００３３】さらに、患者３７の体内に埋め込まれる図
１に示すマーカMは、患者３７の体内に埋め込まれた後
に、そのマーカMが移動したか否かを判別しやすいよう
に、球形とは異なる形状である方がよい。この球形とは
異なるマーカMの形状を、図２に例示する。図２は、マ
ーカMの形状を示す概念図である。この図２において、
３９は、涙のような形状をしたマーカMである。また、
４０は、２つの異なる大きさの球形が結合しただるまの
ような形状をしたマーカMである。なお、マーカMの形状
としては、上述した２種類の他に楕円形のものなどが考
えられる。

【００３４】また、図１に示す放射線治療装置の第二の
撮像手段２８は、地表面に対して、垂直方向からＸ線を
照射する構成としたが、地表面に対して水平方向または
斜めの方向からＸ線を照射する構成としてもよい。ま
た、図１に示す放射線治療装置の照射手段１４は、治療
台３８に対して、垂直方向からＸ線を照射してもよい。
また、この照射手段１４は、治療台３８に対して、水平
方向からＸ線を照射してもよい。さらに、この照射手段
１４は、治療台３８に対して、斜めの方向からＸ線を照
射してもよい。

【００３５】これら放射線治療装置が有する第二の撮像
手段２８や照射手段１４がＸ線や治療用のビームを照射
する様子を図３に示す。図３は、放射線治療装置が有す
る照射手段１４、及び第二の撮像手段２８が回転し、
Ｘ線や治療用ビームの照射方向の変化を示す概念図であ
る。なお、図３中の第二の撮像手段２８としては、Ｘ線
管２１及びI.I２３のみを示す。この図３に示すよう
に、本実施形態１の放射線治療装置から照射される荷電
粒子線の照射方向は、地表面に対して垂直方向であるビ
ーム軸１５でも、地表面に対して水平方向のビーム軸１
５aでもよい。

【００３６】また、放射線治療装置から照射される荷電
粒子線の照射方向は、治療台３８を中心に回転して設定
されるその任意の回転方向でもよい。なお、荷電粒子線
の照射方向が地表面に対して垂直方向である時は、ビー
ム軸１５上に治療台３８を挟んでX線管２１とI.I２３と
が配置される。また、荷電粒子線の照射方向が地表面に
対して水平方向である時は、ビーム軸１５ａ上に治療台
３８を挟んでX線管２１ａとI.I２３ａとが配置される。
なお、 X線管２１及びI.I２３は、ビーム軸１５に直角
なビーム軸１５b上のX線管２１b及びI.I２３bの位置に
配置してもよい。また、 X線管２１ａ及びI.I２３ａ
は、ビーム軸１５ａに直角なビーム軸１５b上のX線管２
１b及びI.I２３bの位置に配置してもよい。また、この
実施形態１の放射線治療装置の一具体例を図４に示す。
図４は、実施形態１の放射線治療装置の正面図、側面
図、及び上面図である。

【００３７】次に、実施形態１の放射線治療装置の動作
について、図５を用いて説明する。図５は実施形態１の
放射線治療装置の動作の流れを示す説明図である。図５
において、まずはじめに、患者３７の患部KをX-CT２０
で撮像する。なお、このX-CT２０で撮像されるX-CT画像
には、患者３７の胸部等の前面から背中等の背面にわた
る患者３７の胴体の輪切り像である断面が写される。そ
して、 X-CT２０で撮像した結果得られた複数枚のX-CT
画像は、画像データファイル３６に蓄積される。この段
階が図５の（A）である。

【００３８】次に（Ｂ）の段階で、計算機１９は、画像
データファイル３６に蓄積された複数枚のX-CT画像をも
とに、これらのX-CT画像を変換して、治療台３８の表面
に平行な面で患者３７の患部Kを明示する中心投影画像
を作成する。なお、中心投影画像とは、 X線管２１から
照射されたX線が患者３７を経てI.I２３に入射され得ら
れる画像に相当し、その仮想図が図５の（Ｃ）である。
そして、 X-CT画像をもとに、計算機１９で変換されて
得られた中心投影画像が図５の（Ｄ）である。

【００３９】なお、得られた中心投影画像（以下、参照
画像と称す）は参照画像ディスプレイ３０に表示され
る。また、参照画像ディスプレイ３０に表示された参照
画像には、少なくとも３個のマーカM１、M２、及びM３
が表示されるよう患者３７の体内には少なくとも３個以
上のマーカが埋め込まれる。さらに、患者３７に埋めこ
まれるマーカの位置は、あらかじめ第一の撮像手段１に
より患者３７の患部が撮影されたCT像に基づき、埋め込
まれるマーカの位置が治療用ビームの照射位置を決める
位置決め時にわかりやすいように決められる。

【００４０】そして、マーカが患者３７の患部の近隣に
埋め込まれると、再び第一の撮像手段１を用いて、患者
３７の患部のCT像が複数枚撮影される。このCT像は、患
者３７の患部の位置と患者３７の体内に埋め込まれたマ
ーカの位置とを確認するため、実際に位置決めを行うス
ライス像に画像変換される。そして、このスライス像に
基づき、計算機１９が患者３７の患部Kの位置と患者３
７の体内に埋め込まれたマーカM１、M２、及びM３の位
置との位置関係を明らかにするよう計算する。

【００４１】図５の（Ａ）〜（Ｄ）である治療計画時が
終わると、図５の（ａ）〜（ｄ）に示す患者３７の患部
Kの位置決め時に移る。その位置決め時では、まず、X線
管２１から治療台３８上の患者３７にX線が照射され
る。この状況を図５（a）に示す。X線管２１から照射さ
れたＸ線は、患者３７を介してI.I２３に入力される。
そして、このI.I２３では、得られたＸ線によるX線画像
を光学画像に変換する。なお、このI.I２３で得られたX
線画像及び光学画像はビーム軸１５の位置が明らかであ
る。

【００４２】このI.I２３で得られた光学画像は、光学
系２４及びオートアイリス２５を介して、TVカメラ２６
に入力され、アナログの電気信号に変換され出力され
る。このTVカメラ２６から出力されたアナログ信号は、
C.C.U２７を介して、A.D.C２９に入力され、デジタル信
号に変換され出力される。このA.D.C２９から出力され
たデジタル信号は、計算機１９に入力され、周辺歪（糸
巻き歪）の補正等が行われる。この状況を図５（b）に
示す。そして、計算機１９で周辺歪の補正等が行われた
デジタル信号は、画像ディスプレイ３１へ出力され、こ
の画像ディスプレイ３１には、入力された周辺歪の補正
等が行われたデジタル信号に基づく画像（以下、X−TV
画像と称す）が出力される。

【００４３】なお、X−TV画像には、参照画像と同じ位
置に、マーカM１、M２、及びM３が表示される。この状
況を図５（c）に示す。そして、この図５（ｃ）に示さ
れたビーム軸１５の中心０とマーカM１、M２、及びM３
との位置関係が、計算機１９により計算される。さら
に、計算機１９は、治療計画時（図５（Ｄ））で計算さ
れた患者３７の患部Kの位置と患者３７の体内に埋め込
まれたマーカM１、M２、及びM３の位置との位置関係、
及びこの位置決め時（図５（ｃ））で計算されたビーム
軸１５の中心０と患者３７の体内に埋め込まれたマーカ
M１、M２、及びM３との位置関係により、患者３７の患
部Kの位置とビーム軸の中心０との位置関係を計算す
る。そして、この患者３７の患部Kの位置とビーム軸の
中心０との位置関係が調節された状況を図５（d）に示
す。

【００４４】この計算機１９によって計算された患者３
７の患部Kの位置とビーム軸の中心０との位置関係に基
づき、計算機１９は、患者３７が載置される治療台３８
を移動させる制御信号を治療台３８が有する駆動装置に
出力する。計算機１９から出力された制御信号が入力さ
れた駆動装置は、照射手段１４から出力される荷電粒子
線が患者３７の患部Kに正確に照射されるように、治療
台３８を移動させる。そして、照射手段１４は荷電粒子
線を患部Kに照射して治療する。なお、照射手段１４か
ら出力される荷電粒子線は、患者3の患部Kの形状、患部
Kの深さ、及び荷電粒子線の吸収線量によって調節さ
れ、患部Kの形状に応じてコリメータ１３が調節され、
患部Kの深さに応じてレンジシフタ１１が調節され、線
量計１２により線量を監視し荷電粒子線の線量が調節さ
れる。

【００４５】なお、図５において、図１２に示す従来例
の動作と同一又は相当の部分は、その説明を簡略にし、
図１２と相違する部分を中心に説明した。また、この実
施形態１の放射線治療装置は、患者３７の体内に埋め込
まれたマーカMを定期的に観測し、このマーカMの位置の
変化に伴い、患部Kの位置の変化を推測する。そして、
患者３７に埋め込まれたマーカMの位置の変化に伴い変
化すると推測される患部Kの位置へ、患者３７が載置さ
れる治療台３８の位置を移動させて、照射手段１４から
出力される荷電粒子線を患者３７の患部Kに照射する動
作の流れについて、図６を用いて説明する。図６は実施
形態１の放射線治療装置で、治療される患者３７に埋め
込まれたマーカMの位置の変化に伴い、患者３７の患部K
の位置の変化を推測するようすを示す概念図である。

【００４６】図６において、M１は第一の時点での第一
のマーカの位置、M２は第一の時点での第二のマーカの
位置、M３は第一の時点での第三のマーカの位置であ
る。また、M１’は第一の時点から所定の時間を経過し
た第二の時点での第一のマーカの位置である。 M２’は
第一の時点から所定の時間を経過した第二の時点での第
二のマーカの位置である。 M３’は第一の時点から所定
の時間を経過した第二の時点での第三のマーカの位置で
ある。

【００４７】第一の時点で観測された第一のマーカ〜第
三のマーカの位置と、第二の時点で観測された第一のマ
ーカ〜第三のマーカの位置とが、同様の方向に所定の範
囲内で同様の距離だけ変化している場合、第一の時点で
ある位置に観測された患者３７の患部Kは、第二の時点
でK’の位置に移動しているものとして、計算機１９で
判断され、計算機１９は患者３７が載置される治療台３
８の位置を移動させて、照射手段１４から出力される荷
電粒子線を患者３７の患部Kに照射させる。なお、患者
３７が載置される治療台３８の位置は、定期的に算出さ
れる計算機１９の演算結果に基づき、定期的にまとめて
移動してもよいし、計算機１９の演算結果が出力される
期間で徐々に移動してもよい。

【００４８】なお、第一の時点で観測された第一のマー
カ〜第三のマーカの位置と、第二の時点で観測された第
一のマーカ〜第三のマーカの位置とが、互いに異なる方
向に移動している場合、若しくは、同様の方向に移動し
てはいるものの互いに異なる距離だけ移動している場
合、照射手段１４から照射される荷電粒子線の位置と患
部Kの位置とが一致しなくなるため、荷電粒子線の照射
を中止する。また、この実施形態１の放射線治療装置
が、患者３７の体内に埋め込まれたマーカMを観測する
のは、常時でもよいし、任意のタイミングでもよい。こ
の実施形態１の放射線治療装置が用いられる治療として
は、例えば、がん治療が考えられる。この時、患部Kの
位置を常に正確に捉えることは、治療する必要のない部
分に、必要以上の放射線の照射を防ぐことができる。

【００４９】このように、本実施形態の放射線治療装置
は、微少な大きさのマーカMを、開腹手術等の手間をか
けることなく患者３７に埋め込むことにより、患者３７
の患部Kの位置を正確に特定することが容易となり、荷
電粒子線等の治療用ビームを正確に患者３７の患部に照
射することができる。また、本実施形態の放射線治療装
置は、患者３７の体内に埋め込まれたマーカMを定期的
に観測し、このマーカMの位置の変化に伴い、患部Kの位
置の変化を推測し、この推測される患部Kの位置へ治療
台３８の位置を移動させるため、治療台３８に載置され
た患者３７が動いても、患者３７の患部Kへの治療用ビ
ームの照射を継続して正確に行うことが可能となり、正
確な治療を継続して行うことができる。

【００５０】実施の形態２．次に、本発明の他の実施形
態について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の
実施形態２の放射線治療装置の構成を示す構成図であ
る。図７において、４１は半導体検出器又は放射線セン
サーであり、A.D.C２９に接続される。この半導体検出
器又は放射線センサー４１は、得られるX線画像をアナ
ログの電気信号に変換し、A.D.C２９へ出力する。この
実施形態２の放射線治療装置を構成する第２の撮像手段
２８は、X線管２１、X線管制御器２２、及び半導体検出
器又は放射線センサー４１から構成される。なお、この
第２の撮像手段２８は、X線管制御器２２を除いて、ビ
ーム軸１５上に、地表に近づく方向に向かって上述の順
に配置される。また、図７において、図１に示す実施形
態１と同一又は相当の部分には、同一符号を付してその
説明を省略し、図１と相違する部分について説明した。

【００５１】次に、実施形態２の放射線治療装置の動作
について説明する。図７において、まずはじめに、患者
３７の患部KをX-CT２０で撮像する。そして、 X-CT２０
で撮像した結果得られた複数枚のX-CT画像は、画像デー
タファイル３６に蓄積される。次に、計算機１９は、複
数枚のX-CT画像をもとに、中心投影画像を作成する。そ
して、この中心投影画像には、３個以上のマーカM１、M
２、及びM３が表示されるように、患者３７の体内には
３個以上のマーカが埋め込まれる。そして、マーカが患
者３７の患部に埋め込まれると、再び第一の撮像手段１
を用いて、患者３７の患部のCT像が撮影される。このCT
像は、患者３７の患部の位置と患者３７の体内に埋め込
まれたマーカの位置とを確認するため、実際に位置決め
を行うスライス像に画像変換される。そして、このスラ
イス像に基づき、計算機１９が患者３７の患部Kの位置
と患者３７の体内に埋め込まれたマーカM１、M２、及び
M３の位置との位置関係を明らかにするよう計算する。

【００５２】次に位置決め時では、まず、X線管２１か
ら治療台３８上の患者３７にX線が照射される。X線管２
１から照射されたＸ線は、患者３７を介して半導体検出
器又は放射線センサー４１に入力される。そして、この
半導体検出器又は放射線センサー４１では、得られたＸ
線によるX線画像をアナログの電気信号に変換され出力
される。この半導体検出器又は放射線センサー４１から
出力されたアナログ信号は、 A.D.C２９に入力され、デ
ジタル信号に変換され出力される。このA.D.C２９から
出力されたデジタル信号は、計算機１９を経て、画像デ
ィスプレイ３１にX−TV画像として出力される。

【００５３】そして、計算機１９により、中心投影画像
に示す患者３７の患部Kの位置と患者３７の体内に埋め
込まれたマーカM１、M２、及びM３の位置との位置関
係、及びX−TV画像に示すビーム軸１５の中心０と患者
３７の体内に埋め込まれたマーカM１、M２、及びM３と
の位置関係により、患者３７の患部Kの位置とビーム軸
の中心０との位置関係が計算される。この計算機１９に
よって計算された患者３７の患部Kの位置とビーム軸の
中心０との位置関係に基づき、計算機１９は、患者３７
が載置される治療台３８を移動させ、照射手段１４は荷
電粒子線を患者３７の患部Kに正確に照射し治療する。

【００５４】なお、図７において、図５に示す実施形態
１の動作と同一又は相当の部分は、その説明を簡略に
し、図５と相違する部分を中心に説明した。また、この
実施形態２の放射線治療装置の一具体例を図８に示す。
図８は、実施形態２の放射線治療装置の正面図、側面
図、及び上面図である。また、Ｘ線管２１は、照射装置
と兼用してもよい。Ｘ線管２１と照射装置とを兼用した
放射線治療装置を図１０に示す。この図１０は、Ｘ線管
２１と照射装置とを兼用した放射線治療装置の側面を示
した側面図である。このように、本実施形態の放射線治
療装置は、微少な大きさのマーカMを、開腹手術等の手
間をかけることなく患者３７に埋め込むことにより、患
者３７の患部Kの位置を正確に特定することが容易とな
り、荷電粒子線等の治療用ビームを正確に患者３７の患
部に照射することができる。

【００５５】実施の形態３．次に、本発明の他の実施形
態について、図９を用いて説明する。図９は、本発明の
実施形態３の放射線治療装置の構成を示す構成図であ
る。図９において、４２は第二のX-CTであり、計算機１
９に接続される。この第二のX-CT４２によって撮像され
たX-CT画像は、計算機１９へ出力される。この実施形態
３の放射線治療装置を構成する第２の撮像手段２８は、
第二のX-CT４２から構成され、ビーム軸１５上に配置さ
れる。なお、図９において、図１に示す実施形態１と同
一又は相当の部分には、同一符号を付してその説明を省
略し、図１と相違する部分について説明した。

【００５６】次に、実施形態３の放射線治療装置の動作
について説明する。図９において、放射線治療装置から
照射される治療用ビームの照射位置を決めるには、ま
ず、第二のX-CT４２で撮像される。そして得られたX-CT
画像のデータは計算機１９を介して画像データファイル
３６に入力される。なお、第二のX-CT４２から出力され
るX-CT画像のデータは、デジタル信号であり、計算機１
９を経て、画像ディスプレイ３１にX−TV画像として出
力される。

【００５７】なお、図９において、X-CT２０を用いて患
者３７の患部のCT像を撮影し、患部Kの位置と患者３７
の体内に埋め込まれたマーカM１、M２、及びM３の位置
との位置関係を明らかにする処理手順については、図５
に示す実施形態１の動作と同一であり、その説明を省略
する。また、図９において、計算機１９を用いて、中心
投影画像に示す患者３７の患部Kの位置と患者３７の体
内に埋め込まれたマーカM１、M２、及びM３の位置との
位置関係、及びX−TV画像に示すビーム軸１５の中心０
と患者３７の体内に埋め込まれたマーカM１、M２、及び
M３との位置関係に基づき、患者３７の患部Kの位置とビ
ーム軸の中心０との位置関係を計算し、この計算結果に
基づき、照射手段１４が荷電粒子線を患者３７の患部K
に正確に照射し治療する処理手順については、 図５に
示す実施形態１の動作と同一であり、その説明を省略す
る。

【００５８】このように、本実施形態の放射線治療装置
は、微少な大きさのマーカMを、開腹手術等の手間をか
けることなく患者３７に埋め込むことにより、患者３７
の患部Kの位置を正確に特定することが容易となり、荷
電粒子線等の治療用ビームを正確に患者３７の患部に照
射することができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、この発明にかかるビーム
照射装置は、マーカを有する被照射体が載置される台
と、照射手段からのビームが照射される被照射体の被照
射部とマーカとを撮像し、撮像結果を出力する第一手段
と、被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の固定位置
に照射される照射手段のビームのビーム照射位置とを重
ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、第一手
段から出力された撮像結果に含まれるマーカと第二手段
から出力された撮像結果に含まれるマーカとに基づき、
被照射体の被照射部へ照射手段からビームが照射される
ように台及び照射手段を相対的に移動させる移動制御手
段とを備えたため、被照射体の被照射部の位置を正確に
特定することが容易となり、ビームを正確に被照射体の
被照射部に照射することができる。

【００６０】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを被照射体に埋設したため、被照射体の被照
射部の位置を正確に特定することが容易となり、ビーム
を正確に被照射体の被照射部に照射することができる。

【００６１】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを被照射体に貼付したため、被照射体の被照
射部の位置を正確に特定することが容易となり、ビーム
を正確に被照射体の被照射部に照射することができる。

【００６２】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカの形状が方向性を有するため、マーカの位置
の変化を認識することが容易となる。

【００６３】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、照射手段から出力されるビームが、荷電粒子線又は
Ｘ線または電子線であるため、その照射対象の状況によ
り適宜選択することができる。

【００６４】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、照射手段が、ビームを出力する照射装置と、照射装
置に設けられビームが有するエネルギーを変化させるレ
ンジシフタと、照射装置から出力されたビームが入射さ
れビームの線量を計測する線量計と、線量計を経て入射
されたビームを整形するコリメータとを有し、第二手段
が、Ｘ線を出力するＸ線管と、Ｘ線管に接続されＸ線管
に印加する電圧を制御するＸ線管制御器と、Ｘ線管から
出力されたＸ線が入射されこの入射されたＸ線に基づき
得られるＸ線画像を光学画像に変換し出力するイメージ
・インテンシティファイアと、イメージ・インテンシテ
ィファイアから出力された光学画像が入射され光学画像
を電気信号に変換するテレビジョン・カメラとを有し、
照射手段がビームを線量計、及びコリメータを介して被
照射体に照射し、Ｘ線がＸ線管から照射される時は、照
射手段から出力されるビームの照射を停止し、線量計と
コリメータとの間にＸ線管が挿入され、Ｘ線管がＸ線を
コリメータを介して被照射体に照射するため、被照射体
の被照射部の位置を正確に特定することが容易となり、
ビームを正確に被照射体の被照射部に照射することがで
きる。

【００６５】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、第二手段が、イメージ・インテンシティファイアと
テレビジョン・カメラとの代りに放射線センサーを有
し、放射線センサーが、Ｘ線管から出力されたＸ線が入
射され、この入射されたＸ線に基づき得られるＸ線画像
を電気信号に変換するため、被照射体の被照射部の位置
を正確に特定することが容易となり、ビームを正確に被
照射体の被照射部に照射することができる。

【００６６】また、この発明にかかるビーム照射装置
は、第二手段が、被照射体のマーカを定期的に撮像し、
撮像範囲内の固定位置に照射される照射手段のビームの
ビーム照射位置とを重ね合わせて撮像結果として定期的
に出力し、移動制御手段が、第一手段から出力された撮
像結果に含まれるマーカと第二手段から定期的に出力さ
れた撮像結果に含まれるマーカとに基づき、被照射体の
被照射部へ照射手段からビームが照射されるように台及
び照射手段を相対的に移動させるため、マーカの位置の
変化に伴い、被照射部の位置の変化を容易に推測するこ
とが可能となり、正確なビームの照射を継続して行うこ
とができる。

【００６７】さらに、この発明にかかるビーム照射装置
は、マーカを有する被照射体が載置される台と、被照射
体の被照射部とマーカとを撮像し、撮像結果を出力する
第一手段と、被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の
固定位置に照射される第二手段のＸ線のＸ線照射位置と
を重ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、第
一手段から出力された撮像結果に含まれるマーカと第二
手段から出力された撮像結果に含まれるマーカとに基づ
き、被照射体の被照射部へ第二手段からＸ線が照射され
るように台及び第二手段を相対的に移動させる移動制御
手段とを備えたため、第二手段が多機能化されることに
伴う放射線治療装置の構成の簡易化を実現し、被照射体
の被照射部の位置を正確に特定することが容易となり、
ビームを正確に被照射体の被照射部に照射することがで
きる。

【００６８】また、この発明にかかる放射線治療装置
は、被照射体を患者とし、被照射部を患者の患部として
ビーム照射装置を利用するため、患者の患部の位置を正
確に特定することが容易となり、ビームを正確に患者の
患部に照射することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施形態１の放射線治療装置を示
す構成図である。

【図２】 実施形態１の放射線治療装置で用いられるマ
ーカMの形状を示す概念図である。

【図３】 実施形態１の放射線治療装置が有する照射手
段１４及び第二の撮像手段２８の回転に伴う、 Ｘ線や
治療用ビームの照射方向の変化を示す概念図である。

【図４】 実施形態１の放射線治療装置の一具体例の正
面図、側面図、及び上面図である。

【図５】 実施形態１の放射線治療装置の動作の流れを
示す説明図である。

【図６】 実施形態１の放射線治療装置で、患者３７が
有するマーカMの移動に伴い、患部Kの移動の様子を示す
概念図である。

【図７】 この発明の実施形態２の放射線治療装置を示
す構成図である。

【図８】 実施形態２の放射線治療装置の一具体例の正
面図、側面図、及び上面図である。

【図９】 この発明の実施形態３の放射線治療装置を示
す構成図である。

【図１０】 第二のX-CT４２のＸ線管と照射装置１４と
を兼用した放射線治療装置の側面を示した側面図であ
る。

【図１１】 従来の放射線治療装置を示す構成図であ
る。

【図１２】 従来例の放射線治療装置の動作の流れを示
す説明図である。

【符号の説明】 １０ 垂直照射装置、１１ レンジシフタ、１２ 線量
計、１３ コリメータ、１４ 照射手段、１５ ビーム
軸、１６ 通信装置、１７ データバス、１８第二の通
信装置、１９ 計算機、２０ Ｘ線コンピュータトモグ
ラフィ（X-CT）、２１ X線管、２２ X線管制御器、２
３ イメージ・インテンシティファイア（I.I）、２４
光学系、２５ オートアイリス、２６ テレビジョン
・カメラ（TVカメラ）、２７ カメラ・コントロール・
ユニット（C.C.U）、２８ 第２の撮像手段、２９ ア
ナログ−デジタル変換器（A.D.C）、３０ 参照画像デ
ィスプレイ、３１ 画像ディスプレイ、３２ キャラク
タディスプレイ、３３ キーボード、３４ 操作パネ
ル、３５ タブレット、３６ 画像データファイル、３
７ 患者、３８ 治療台、M＊、Ｎ＊ マーカ、３９
涙型のマーカ、４０だるま型のマーカ、４１ 半導体検
出器又は放射線センサー、４２ 第二のX-CT。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】マーカを有する被照射体が載置される台
   と、 照射手段からのビームが照射される被照射体の被照射部
   と上記マーカとを撮像し、撮像結果を出力する第一手段
   と、 上記被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の固定位置
   に照射される上記照射手段のビームのビーム照射位置と
   を重ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、 上記第一手段から出力された撮像結果に含まれる上記マ
   ーカと上記第二手段から出力された撮像結果に含まれる
   上記マーカとに基づき、上記被照射体の被照射部へ上記
   照射手段からビームが照射されるように上記台及び照射
   手段を相対的に移動させる移動制御手段とを備えたこと
   を特徴とするビーム照射装置。
2. 【請求項２】マーカを被照射体に埋設したことを特徴と
   する請求項１に記載のビーム照射装置。
3. 【請求項３】マーカを被照射体に貼付したことを特徴と
   する請求項１に記載のビーム照射装置。
4. 【請求項４】マーカの形状が方向性を有することを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載のビーム照射装
   置。
5. 【請求項５】照射手段から出力されるビームが、荷電粒
   子線又はＸ線または電子線であることを特徴とする請求
   項１〜４のいずれかに記載のビーム照射装置。
6. 【請求項６】照射手段は、ビームを出力する照射装置
   と、上記照射装置に設けられ、上記ビームが有するエネ
   ルギーを変化させるレンジシフタと、上記照射装置から
   出力された上記ビームが入射され、上記ビームの線量を
   計測する線量計と、上記線量計を経て入射された上記ビ
   ームを整形するコリメータとを有し、 第二手段は、Ｘ線を出力するＸ線管と、上記Ｘ線管に接
   続され、上記Ｘ線管に印加する電圧を制御するＸ線管制
   御器と、上記Ｘ線管から出力された上記Ｘ線が入射さ
   れ、この入射されたＸ線に基づき得られるＸ線画像を光
   学画像に変換し出力するイメージ・インテンシティファ
   イアと、上記イメージ・インテンシティファイアから出
   力された光学画像が入射され、上記光学画像を電気信号
   に変換するテレビジョン・カメラとを有し、 上記照射手段は上記ビームを上記線量計、及び上記コリ
   メータを介して被照射体に照射し、 上記Ｘ線が上記Ｘ線管から照射される時は、上記照射手
   段から出力される上記ビームの照射を停止し、上記線量
   計と上記コリメータとの間に上記Ｘ線管が挿入され、上
   記Ｘ線管は上記Ｘ線を上記コリメータを介して上記被照
   射体に照射することを特徴とする請求項１〜５のいずれ
   かに記載のビーム照射装置。
7. 【請求項７】第二手段は、イメージ・インテンシティフ
   ァイアとテレビジョン・カメラとの代りに放射線センサ
   ーを有し、 上記放射線センサーは、Ｘ線管から出力されたＸ線が入
   射され、この入射されたＸ線に基づき得られるＸ線画像
   を電気信号に変換することを特徴とする請求項６に記載
   のビーム照射装置。
8. 【請求項８】第二手段は、被照射体のマーカを定期的に
   撮像し、撮像範囲内の固定位置に照射される照射手段の
   ビームのビーム照射位置とを重ね合わせて撮像結果とし
   て上記定期的に出力し、 移動制御手段は、第一手段から出力された撮像結果に含
   まれるマーカと上記第二手段から上記定期的に出力され
   た撮像結果に含まれる上記マーカとに基づき、上記被照
   射体の被照射部へ上記照射手段からビームが照射される
   ように上記台及び照射手段を相対的に移動させることを
   特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のビーム照射
   装置。
9. 【請求項９】マーカを有する被照射体が載置される台
   と、 被照射体の被照射部と上記マーカとを撮像し、撮像結果
   を出力する第一手段と、 上記被照射体のマーカを撮像し、撮像範囲内の固定位置
   に照射される上記第二手段のＸ線のＸ線照射位置とを重
   ね合わせて撮像結果として出力する第二手段と、 上記第一手段から出力された撮像結果に含まれる上記マ
   ーカと上記第二手段から出力された撮像結果に含まれる
   上記マーカとに基づき、上記被照射体の被照射部へ上記
   第二手段からＸ線が照射されるように上記台及び第二手
   段を相対的に移動させる移動制御手段とを備えたことを
   特徴とするビーム照射装置。
10. 【請求項１０】被照射体を患者とし、被照射部を上記患
    者の患部としたことを特徴とする請求項１〜９のいずれ
    かに記載のビーム照射装置を利用した放射線治療装置。