JP2593412Y2

JP2593412Y2 - 定位的放射線治療装置

Info

Publication number: JP2593412Y2
Application number: JP1993012410U
Authority: JP
Inventors: 孝明古曳
Original assignee: Hitachi Medical Corp
Current assignee: Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1999-04-12
Anticipated expiration: 2008-03-19
Also published as: JPH0670747U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、放射線の細いビームを
定位的に一点に集中させて治療する定位的放射線治療装
置に係り、特に放射線を照射するガントリの機械的な精
度不良に対しても、かついかなる病巣部に対しても、定
位した一点に正確に放射線を集中させるのに好適な定位
的放射線治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】定位法と呼ばれる放射線照射法とは、放
射線の細いビームを用いて、病巣部のみに高線量を多方
向より与えることにより、その破壊を行うことを目的と
する治療法であり、この治療により破壊された部位の周
囲の正常部位に対しては、放射線の照射が極端に少なく
なることから、正常部位への悪影響をなくせる効果があ
る。

【０００３】定位的放射線治療装置として、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、電子加速
器等を用いる単線源方式放射線治療装置がある（特公平
２−５０３５２１）。

【０００４】前者は、多数の照射孔を有する半球状コリ
メータと、このコリメータの外部に配置されたコバルト
６０密封線源からなり、半球状に配置された多数のコバ
ルト６０線源からのガンマ線量が病巣部に集中的に加え
られ治療を実現できるものである。一方後者は、電子加
速器等を用いて、患者の病巣部を中心にガントリを回転
させ、かつ治療台を回動させながらあらゆる方向から病
巣部に集中的に放射線を照射することができる。従っ
て、両者とも病巣部にはその積算線量として大線量を与
えることができ、かつ正常な組織に対しては線量の分散
効果により低線量にできるものである。

【０００５】しかし、前者の場合は、線源として多数
（約２００個程度）のコバルト６０を使用していて、か
つコバルト６０は、半減期を有するため交換が必要とな
り、その維持費及び管理上の問題、さらに装置価格が高
いことから、普及しにくい要因となっている。また、前
者のガンマユニットは頭部専用であり、呼吸により病巣
部が動く胸腹部には適さない。このため、後者の電子加
速器を用いての定位的放射線治療が期待されつつある。
電子加速器による定位的放射線治療を行う場合について
図６と図７を用いて概説する。電子加速器装置のガント
リ１０２は、水平軸線１２３を中心に回転し、放射線は
ガントリ１０２に設けられた照射ヘッド１１３を通り、
ビームが細められて病巣部に照射される。前記水平軸線
１２３とコリメータより照射されるビーム中心１２１と
の交点１２０がアイソセンタとなり、この位置に患者の
病巣部を一致させる。そして、ガントリ１０２が水平軸
線１２３を中心に回転中も照射されるビーム中心は常に
前記交点１２０を捉えることができるものでなければな
らない。そして前記ガントリ１０２の回転と治療台１１
２の水平面内での回動を複合させて動作させ、病巣部に
対してあらゆる方向より、放射線を照射させることがで
きる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかし、ガントリ並び
に設けた照射ヘッドは、重量物であるため、例えば図６
や図７の点線で示したようにガントリの回転中にガタや
たわみが生じ、ビーム中心が病巣部をとらえることがで
きなくなり、回転中に放射線ビームの焦点が１２０ａや
１２０ｂのようにアイソセンタを通らなくなる。このよ
うな状態で治療を行うと、病巣部に対する線量と正常組
織に対する線量比が小さくなるため、病巣部を破壊する
効果が小さくなり、かつ正常な組織まで破壊される危険
性が生じることになる。

【０００７】尚、ガントリのガタやたわみの是正のため
の特許出願を、本件出願人は既に行っている（特願平４
−２５７９９）。特願平４−２５７９９号は、定位用コ
リメータを筐体内に設け、この筐体を照射ヘッドに固定
すると共に、定位用コリメータを筐体内部で摺動可能と
し、且つ定位用コリメータを線錐体方向にリンク機構で
位置決めするようにした。これによって、摺動によって
定位用コリメータをアイソセンタに一致する方向に向け
ることができ、この一致する方向に向けただけで、定位
用コリメータはリンク機構によって自動的にアイソセン
タにその放射線照射中心が一致する。

【０００８】本考案の目的は、特願平４−２５７９９号
と同じ目的を、異なる手段で可能にする定位的放射線治
療装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案は、水平軸線を中
心として回転するガントリと、該ガントリに支持され、
アイソセンタ方向に放射線を放出する照射ヘッドと、該
照射ヘッドに対向して設けられて、前記放射線をアイソ
センタに導く孔を有するコリメータ部と、から成る定位
的放射線治療装置において、上記コリメータ部が内部に
設けられ、照射ヘッドの放射線出口側に固定的に設けら
れたコリメータ用筐体と、該筐体内で二次元に摺動可能
な摺動部と、該筐体内に設けられている上記コリメータ
部と該摺動部とを揺動可能に支持する球面軸受と、コリ
メータ部の周囲の等間隔位置とそれに対応する上記筐体
とに結合して、線錐体頂点方向の向きに支持された、筐
体とコリメータ部との複数個の連結部と、より成る。

【００１０】

【作用】本考案によれば、治療用ガントリが回転中に前
記したようなガタやたわみ等により、定位した一点から
位置ずれが生じた場合、前記コリメータの位置補正機構
を用いることによってコリメータを移動させ、コリメー
タの孔の中心軸が放射線線錐体の頂点とアイソセンタを
結ぶ直線に一致するようにできる。これによって、放射
線の中心軸は常にアイソセンタを通過し、さらにコリメ
ータの孔から放射される放射線の線量分布は一定にな
る。このようにして、治療用ガントリが回転中において
も常に定位した一点に放射線を集中させることができ
る。

【００１１】従って、病巣部にはその積算線量として
は、大線量を与えることができ、かつ正常な組織に対し
ては、線量の分散効果により低線量にできる。その結
果、正常組織に対する放射線の影響が少なくなり、かつ
病巣部を確実に破壊することができ、放射線による治療
効果は最大のものとなる。

【００１２】更に、本考案によれば、線錐体方向の向き
に支持された、筐体とコリメータ部とを連結する複数の
連結部を設けたことにより、ガントリのガタやたわみに
よる位置ずれの修正が迅速且つ正確に行えるようにな
る。

【００１３】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面を用いて説明す
る。図４は本考案の定位的放射線治療装置の全体構成図
である。この装置は支持部１によって支持されて、患者
８の周囲を矢印２０のように回転するガントリ２と、ガ
ントリ２に支持された照射ヘッド１０と、照射ヘッド１
０に支持されたコリメータ駆動装置１８と、患者８を寝
載する治療台９により構成される。ガントリ２及び照射
ヘッド１０には、電子線発生源（図示せず）からの電子
線３を搬送する搬送路４、前記電子線３を偏向する偏向
マグネット５、前記電子線３の出口部に設けた真空窓
６、電子線３の照射を受けてＸ線を放射するＸ線ターゲ
ット７、放射Ｘ線を絞る円錐コリメータ１１と、可動コ
リメータ１２、１３、円錐コリメータ１１と可動コリメ
ータ１２との間に設けたフィルタ１４より成る。フィル
タ１４は、円錐内のＸ線線量分布を一様にする平坦化フ
ィルタである。

【００１４】図４の状態において、Ｘ線の照射中心とな
る鉛直軸線１６と、ガントリ２の回転中心となる水平軸
線１７との交点が、アイソセンタ１５となり、癌等の病
巣部をこの位置に合わせるために、治療台を上下、左右
移動させながら位置決めする。その治療台９は、前記ア
イソセンタ１５を通る鉛直軸線１６を中心として水平面
上で回転可能に設置された回転盤２５の周辺部に固定し
て取り付けられている。かくして、回転盤２５の回転に
伴い、アイソセンタ１５を中心に治療台は水平面上で回
動できる。台車２１はその回動用に設けている。

【００１５】可動コリメータ１２、１３は、それぞれ２
枚のコリメータブロックより成り、この４枚のコリメー
タブロックをｘ，ｙ方向に矩形状に配置することで、矩
形形状のＸ線通過路を形成する。矩形形状の大きさは、
その４枚のコリメータブロックの距離を変化させること
で調整する。しかし、この可動コリメータ１２、１３は
単に放射線を矩形に絞る役目だけであり、定位した一点
に対する位置ずれを補正する動作はできない。このた
め、照射ヘッド１０とアイソセンタ１５の間に定位用の
コリメータ１９を設けている。

【００１６】コリメータ１９は、従来の単線源形では、
照射ヘッド１０に固定されているが、本実施例では、筐
体の中にコリメータ１９を収納した。この実施例を図１
に示す。先ず図１の概要を説明する。内部にコリメータ
１９を収納した筐体２４は、照射ヘッド１０に固定され
ている。筐体２４はコリメータ１９を駆動するための駆
動機構を組み込んでいる。コリメータ１９は、可動コリ
メータ１３を通った放射線をさらに細めるための孔（コ
リメータ孔と称する）４３を持つ。コリメータ１９は支
点を中心として揺動可能であり、且つ、どの揺動位置に
も固定（位置決め）可能である。更に、揺動の支点位置
は、放射線線錐体の頂点Ｓである。揺動のどの位置であ
っても、コリメータ孔４３から放射される放射線の線量
分布が一定となるようにコリメータの孔の中心線２９が
放射線線錐体の頂点Ｓとアイソセンタとを結ぶ直線上に
存在する。ここで、放射線線錐体とは、ターゲット７か
ら放射される放射線ビームのことであり、その頂点とは
ターゲット７の放射位置であり、点放射源であれば、そ
の点そのものの位置、面放射源であれば、その面中心位
置を指す。

【００１７】図１は、定位用コリメータを組み込んだコ
リメータ機構の実施例であり、図２はそのＡ−Ａ断面図
である。コリメータ機構は、コリメータ部６０と、リン
ク機構Ｌと、揺動機構Ｋと、駆動機構Ｐとから成る。

【００１８】コリメータ部６０は、コリメータ１９と、
これを収納する筒部材７０とより成る。筒部材７０は、
コリメータ１９の支持と保護の目的のために設けたもの
であり、その内部にコリメータ１９が収納するようにな
っている。但し、筒部材７０を除いてコリメータ１９そ
のものだけであってもよい。

【００１９】駆動機構Ｐは、第１、第２、第３の平面部
材３１、３４、３６、を直線案内ローラ３３、３５、モ
ータ５３、ボールネジ５１、連結部５２より成る。平面
部材３１は、筐体２４の放射線の通過口としての孔３０
と同様の孔３２を持つ部材であり、筐体２４に固定的に
取り付けてある。第１の平面部材３１上には、直線案内
ローラ３３を介して第２の平面部材３４がＹ方向に摺動
可能に取り付けられている。第２の平面部材３４上には
直線案内ローラ３５を介して第３の平面部材３６がＸ方
向に揺動可能に取り付けられている。即ち、第２の平面
部材３４と第３の平面部材３６とにより、一般的に知ら
れるＸ−Ｙテーブルを構成している。また、第３の平面
部材３６は、ボールネジ５１に嵌号したアーム５０を有
していて、モータ５３により連結部５２を介してボール
ネジ５１を回転させることにより、第３の平面部材３６
をＸ方向に移動させることができる。第２の平面部材３
４についても、第３の平面部材３６の移動機構と同じよ
うに独立した移動機構（図示省略）を持ち、Ｙ方向に移
動可能である。

【００２０】揺動機構Ｋは、筒部材７０、球面軸受７
１、ハウジング７３、押さえ部材７２より構成されてい
る。筒部材７０は、コリメータ１９を格納するものであ
って、筒部材７０の外径に略等しい内径を有する球面軸
受７１に挿入されている。球面軸受７１は、ハウジング
７３と押さえ部材７２により固定されている。ハウジン
グ７３は、前記第３の平面部材３６に固定されている。

【００２１】リンク機構Ｌは、ロッドエンド７７、締結
部材７８、連結軸７９、ロッドエンド８０、締結部材８
１、８３、軸８２、軸受部材８４、締結部材８６、８
７、球面軸受９２、９３より成る。この機構Ｌは、筐体
２４に軸８２を介して連結すると共に、揺動機構Ｌにも
軸７５を介して連結している。即ち、軸８２の一方は、
筐体２４に固定した軸受部材８４に、締結部材８３で固
定され、更に軸８２の他方は球面軸受９２を有するロッ
ドエンド８０に締結部材８１を介して固定され、これに
よって軸８２を介してリンク機構Ｌが筐体２４に連結す
る。更に、軸７５の一方は、筒部材７０に固定したアー
ム７４に結合し、軸７５の他方は、球面軸受９３を有す
るロッドエンド７７に締結部材７８を介して固定され、
これによって、リンク機構Ｌが軸８２を介して揺動機構
Ｋに連結する。ロッドエンド８０と７７とは、連結軸７
９によって連結している。連結軸７９は、両端にねじが
きってあり、ロッドエンド７０と８０のねじ部分に挿入
され、締結部材８６、８７により連結軸７９が回転しな
いようになっている。

【００２２】以上の図１のリンク機構Ｌは、図２に示す
ように、実際上は、筒部材７０を中心にして等間隔に３
個配置して使う。７９ａ、７９ｂ、７９ｃがこの３つの
リンク機構の連結軸７９を示している。２個の例又は４
個以上の例もありうる。

【００２３】第２平面部材３４と第３の平面部材３６
は、平行に移動動作するのに対して、コリメータ１９は
リンク機構によって傾斜動作する。この傾斜動作をスム
ーズに行わせるための働きが前記揺動機構Ｋによるもの
である。前記リンク機構の取り付け関係は、コリメータ
１９の孔４３の中心線２９が、図４の鉛直軸線１６と一
致している時、前記ロッドエンド７７、８０を連結する
連結軸７９ａ〜７９ｃの軸中心９０ａ〜９０ｃが放射線
の線錐体の頂点Ｓを通るように設定している。つまり、
例えばＸ線の場合は、前記Ｘ線ターゲット７の中心点Ｓ
に向くように配置すればよい。

【００２４】次に、この構成による動作について説明す
る。モータ５３の回転により、ボールネジ５１が回転す
ると、前記第３の平面部材３６が突き出し、ボールネジ
５１と嵌合したアーム５０が矢印５６方向に動作する。
同様に第３の平面部材３６も直線案内ローラ３５により
矢印５６方向に第１の平面部材３１に平行に動作する。
第３の平面部材３６に固定されている前記揺動機構Ｋも
同様に移動する。従って、コリメータ１９も矢印５６方
向に平行に移動する。しかし、本来平行移動するところ
が、コリメータ１９を支持するリンク機構Ｌにより拘束
され、コリメータ１９は、球面軸受７１により揺動可能
になっているため図３のように傾くことになる。その傾
き角度は、第３の平面部材３６の移動量に比例した傾き
であり、かつ傾けられた場合のコリメータ孔４３の中心
線５７は、常に放射線の線錐体の頂点を通る。また、第
２の平面部材３４が紙面と直交方向、即ちＹ方向に移動
した場合も同様である。従って、第２の平面部材３４及
び第３の平面部材３６の複合動作においても、同様の結
果が得られ、本考案の構成を用いれば、傾いた場合のコ
リメータ孔中心線は、必ず放射線の線錐体の頂点を通る
ことができる。

【００２５】従って、図５のようにガントリ２及び照射
ヘッド１０が傾いて、コリメータ１９の中心線（放射線
中心）が線５８のようになる場合は、コリメータ１９を
前記したように動作させ、コリメータ１９を１９ａのよ
うに傾けることにより、コリメータの孔の中心軸５９が
放射線線錐体の頂点とアイソセンタ１５を結ぶ直線に一
致するように位置修正できる。

【００２６】

【考案の効果】本考案によれば、治療用ガントリが回転
中に前記したようなガタやたわみ等により、定位した一
点から位置ずれが生じた場合、前記コリメータの位置補
正機構を用いることによってコリメータを移動させ、コ
リメータの孔の中心軸が放射線線錐体の頂点アイソセン
タを結ぶ直線に一致するようにする。これによって放射
線の中心軸はアイソセンタを通過し、さらにコリメータ
の孔から放射される放射線の線量分布は一定になる。こ
のようにして治療用ガントリが回転中においても、常に
定位した一点に放射線を集中させることができる。

【００２７】従って、病巣部にはその積算線量として
は、大線量を与えることができ、且つ正常な組織に対し
ては、線量の分散効果により低線量にできる即ち正常組
織に対する放射線の影響が少なくなり、かつ病巣部を確
実に破壊することができ、放射線による治療効果は最大
のものとなる。

【００２８】更に、連結軸によって筐体とコリメータ部
とを連結させたことにより、位置修正が迅速且つ精度よ
く行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のコリメータ機構の実施例の断面図であ
る。

【図２】本考案のコリメータ機構の実施例の他の断面図
である。

【図３】本考案のコリメータ機構の実施例の動作駆動例
を示す図である。

【図４】本考案の治療装置の実施例図である。

【図５】ガントリ及び照射ヘッドの位置ずれ及びその相
殺の説明図である。

【図６】定位的放射線治療装置の位置ずれの説明図であ
る。

【図７】定位的放射線治療装置の位置ずれの説明図であ
る。

【符号の説明】

２ガントリ７ターゲット９ベッド１０照射ヘッド１５アイソセンタ１９コリメータＬリンク機構Ｋ揺動機構Ｐ駆動機構

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】水平軸線を中心として回転するガントリ
と、該ガントリに支持され、アイソセンタ方向に放射線を放
出する照射ヘッドと、該照射ヘッドに対向して設けられて、前記放射線をアイ
ソセンタに導く孔を有するコリメータ部と、から成る定位的放射線治療装置において、上記コリメータ部が内部に設けられ、照射ヘッドの放射
線出口側に固定的に設けられたコリメータ用筐体と、該筐体内で二次元に摺動可能な摺動部と、該筐体内に設けられている上記コリメータ部と該摺動部
とを揺動可能に支持する球面軸受と、コリメータの周囲の等間隔位置とそれに対応する上記筐
体とに結合して、線錐体頂点方向の向きに支持された、
筐体とコリメータ部との複数個の連結部と、より成る定位的放射線治療装置。