JPH05337207A - 定位的放射線治療装置 - Google Patents

定位的放射線治療装置

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JPH05337207A
JPH05337207A JP17000892A JP17000892A JPH05337207A JP H05337207 A JPH05337207 A JP H05337207A JP 17000892 A JP17000892 A JP 17000892A JP 17000892 A JP17000892 A JP 17000892A JP H05337207 A JPH05337207 A JP H05337207A
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JP
Japan
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collimator
irradiation
localization method
movable
gantry
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JP17000892A
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English (en)
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Takayuki Nagaoka
孝行 長岡
Akira Ogushi
明 大串
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Hitachi Healthcare Manufacturing Ltd
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Hitachi Medical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】定位法コリメータを従来治療用の矩形照射野形
成用コリメータに取り付けることで、病巣に位置ずれの
ある場合でも従来治療用コリメータの位置制御によりそ
のずれた病巣位置へコリメート孔を向けるようにする。 【構成】本発明はアイソセンタを中心にして水平面上で
回転する治療台と、アイソセンタを中心にして垂直面上
で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適宜放出しその放出を軸に回転す
る照射ヘッドと、該ヘッドに対して可動的に設けられた
可動コリメータに取り付け、ヘッドから放出される放射
線をコリメータ孔を通じてアイソセンタへ導く定位法コ
リメータより成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、細い放射線ビームを定
位的に一点に集中させて治療する定位的放射線治療に係
わり、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、且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】放射線治療技術の一つに定位的放射線治
療法(定位法)という放射線照射方法がある。定位法と
は病巣部に対し局所的に大線量を集中して照射するもの
であり、病巣部局所に対し、ごく細い放射線ビームを集
光的に集中照射する方法である。この定位法は、悪性腫
瘍の治療に非常に効果的であると共に、周辺の正常組織
に対して放射線の被曝が著しく低くなる等の効果があ
る。定位法は従来の放射線治療に比べ、病巣部に投与す
る線量が非常に大きい。その為、病巣部に的確に照射が
集中する場合には、大きな治療効果が期待できるが、万
一照射位置が病巣部からずれていた場合には正常組織に
与える損害は多大なものとなり、時として致命的なもの
ともなりえる。従って、この定位法を行う定位的放射線
治療装置には、非常に高い精度で常に確実に病巣部の位
置に照射位置を一致させることが要求される。このよう
な位置決めの方法として、あらかじめ他の診断装置(C
T、MRI、シミュレータ等)で病巣部位置を測定し、
その測定された病巣部位置を定位的放射線治療装置の治
療放射線ビームの焦点、即ちアイソセンタに一致させて
照射を開始するという方法がとられている。
【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、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2−5
03521号)がある。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、電子線加速器等を用いて、患者の病巣部を中心にガ
ントリを回転させ、且つ治療台も回転させながらあらゆ
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、両者共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、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ものである。しか
し、前者の場合は、線源として多数(200個程度)の
コバルト60を使用していて、且つコバルト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、後者の電子線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。
【0004】この電子線加速器による定位的放射線治療
を行う場合について図5を用いて概説する。電子線加速
器装置のガントリ1は、水平軸線7を中心に回転し、放
射線は支持部5で支持されたガントリ1に設けられた、
照射ヘッド2を通り、定位的放射線治療コリメータ3に
よってビームが細められて患者10の病巣部に照射され
る。前記水平軸線7とコリメータ3により照射されるビ
ームの中心(垂直軸線)6との交点8がアイソセンタ0
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1が水平軸線7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8を捕らえることができる
ものでなければならない。このための手段として、照射
ヘッド2に取り付けられたコリメータ3を照射ヘッド2
に対して可動して放射線の放出方向を可変とする考え方
もある。そして前記ガントリ1の回転と治療台4の回転
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。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】電子線加速器による定
位的放射線治療装置のガントリ並びにガントリに設けら
れた照射ヘッドは、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
みかが生じ、ビーム中心が病巣部を捉えることができな
くなり、回転中に放射線ビームの中心ビーム6が位置ず
れを起こし、記号11や12の如くなり通らなくなる。
前記したように慎重に位置決めを行ったにもかかわら
ず、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の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、且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。しかも、呼吸によ
り病巣部が動く胸腹部に対しては、重量物である照射ヘ
ッドを病巣部の動きに合わせて動かすことは、追従性が
悪く、しかも装置を大型化させることになる。
【0006】本発明の目的は、簡単な機構でかつ、照射
ヘッドを有するガントリが回転中においても、照射ビー
ムが正確に病巣部を捉えることができる定位的放射線治
療装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、照射ヘッドに
設けられている従前の照射視野形成用コリメータに、定
位法用コリメータを取り付けるようにした(請求項
1)。更に本発明は、この定位法用コリメータの制御系
を用いて定位法用コリメータの位置ずれの制御をはかる
(請求項2)。更に本発明は、斜め方向のスリット孔を
持つ第1、第2の定位法用コリメータリーフを照射視野
形成用コリメータに取り付け、この第1、第2の定位法
用コリメータリーフの移動によりスリット孔の交点コリ
メート孔の位置制御をはかる(請求項3)。
【0008】更に本発明は、斜め方向のスリット孔を持
つ第1、第2の定位法用コリメータリーフを、照射視野
形成用コリメータ以外の場所に取り付けるようにした
(請求項4)。
【0009】本発明によれば、既存の放射線治療装置に
対して、照射視野形成用コリメータに定位法用コリメー
タを取り付けるだけで、定位的放射線治療装置を実現で
きる(請求項1〜3)。
【0010】更に本発明によれば、定位法用コリメータ
として2つの斜めのスリット孔を持つコリメータリーフ
を利用し、その交点のコリメート孔を2次元的な移動に
より、コリメート孔のアイソセンタへの位置決めを行う
(請求項3)。
【0011】更にこの定位法用コリメータリーフは、照
射視野形成用コリメータ以外の場所に取り付けても、ア
イソセンタへの位置決めが可能である(請求項4)。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図4は本発明の定位的放射線治療装置の全体構成図
である。この定位的放射線治療装置は、支持部5によっ
て支持されて、患者10の周囲を水平軸線7を中心に回
転するガントリ1と、ガントリ1に支持され、鉛直軸線
7を中心に回転可能な照射ヘッド20と、治療台(ベッ
ド)4と、定位法用コリメータ30とから構成される。
ガントリ1には、電子線発生源16から搬送されてくる
電子線の照射を受けてX線を放射するX線ターゲット1
5が設けられ、照射ヘッド20には、X線を矩形形状に
する、x、y方向駆動可能な照射視野形成用の可動コリ
メータが設けられている。この照射ヘッド20は、従前
の放射線治療装置の一部である。照射視野形成用コリメ
ータとは、x、y方向にそれぞれ独立に駆動可能なx、
yコリメータであり、そのコリメータで挟まれた矩形形
状の空間が照射視野となる。この空間は、x、yコリメ
ータの位置を種々変更することで、種々の大きさにな
り、照射視野の制御がなされる。この制御は制御系で行
う。本実施例では、この照射ヘッド20の照射視野コリ
メータの一方に定位法用コリメータ30を取り付けた。
【0013】さて図4の状態において、X線の照射中心
となる鉛直軸線6とガントリ1の回転中心となる水平軸
線7との交点8が、アイソセンタ0となり、病巣部をこ
の位置に合わせる為に、治療台を上下、左右移動させな
がら位置ぎめする。その治療台4は、前記アイソセンタ
0を通る鉛直軸線6を中心として水平面上で回転可能に
設置された回転盤14に固定して取り付けられている。
かくして、回転盤14の回転に伴い、アイソセンタ0を
中心に治療台は水平面上で回転できる。
【0014】図1には照射ヘッド20と定位法用コリメ
ータ30との実施例を示す。可動コリメータ17、18
が照射視野形成用のコリメータであり、それぞれx、y
方向に配置されている。可動コリメータ17と18は、
それぞれ2枚のコリメータリーフよりなり、この4枚の
コリメータリーフを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枚のコリメータリーフ距離を変化させるこ
とで調整する。しかし、従来この可動コリメータ17、
18は単に放射線を矩形に絞るだけであり、定位した一
点に対する位置ずれを補正することはしなかった。この
ため、出口側に設けた可動コリメータ18のコリメータ
リーフ18A、18Bの少なくとも一方に(18B)定
位法用コリメータ30を支持部19を介して装着した。
この定位法用コリメータ30は、定位法を行う上で十分
な程度に放射線を細める為のコリメート孔31を持つ。
可動コリメータ18Bの駆動手段(図示せず)によって
図1の矢印Aの様な振子動作(0→0′への移動)が可
能であり、且つどの位置にも固定可能である。更に振子
動作の中心位置は放射線錘体の頂点(X線ターゲット1
5の中心位置)Bである。振子動作のどの位置にあって
もコリメート孔31から放射される放射線の線量分布が
一定となるように、コリメート孔31の中心線は、放射
線線錘体の頂点Bとアイソセンタとを結ぶ直線上に存在
する。
【0015】ここで、放射線線錘体とは、ターゲット1
5から放射されるビームのことであり、その頂点とはタ
ーゲット15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。照射ヘッド20は放射線放射方向を軸として
回転可能となっており、定位法用コリメータの振子運動
と同時に照射ヘッドの回転運動も可能となっている。定
位法コリメータの振子運動は制御系を構成する可動コリ
メータ駆動装置、照射ヘッドの回転は照射ヘッド回転機
構が行う。
【0016】このように照射ヘッドが回転し、且つコリ
メート孔31の振子動作を可能とすれば、この二つの動
作を組み合わせることでコリメート孔31の中心線を常
に放射線線錘体の頂点とアイソセンタを結ぶ直線上に合
わせることができる。従って、図6、図7の点線に示す
様にガントリ及び照射ヘッドが傾いて、定位法用コリメ
ータ中心線が位置11や12の様になる場合は、定位法
用コリメータを移動し、コリメート孔の中心軸が放射線
線錘体の頂点とアイソセンタを結ぶ直線に一致する様に
補正できる。
【0017】図2は通常2個で一対をなす従来の放射線
治療用の可動式コリメータ18のリーフ18A、18B
の中の一つ18Aに、斜めにスリット孔32Aを設けた
定位法用コリメータ32を取り付け、もう一方のコリメ
ータリーフ18Bに前記スリットと異なる角度で斜めに
スリット孔33Aを設けた別の定位法用コリメータ33
を取り付けた実施例である。可動式コリメータリーフ1
8A、18Bを各々別々に動かすことによって、2つの
スリット孔32A、33Aが交わって出来るコリメート
孔35が2次元的に動く。
【0018】図3は図2の定位法コリメータを下から見
た図である。図3をもってこの原理を示す。定位法用コ
リメータ32、33は図3(1)の様にスリット孔32
A、33Aが開いている。アイソセンタを中心に図のよ
うにx、y座標を置く。図3(2)は基準の状態で、コ
リメート孔35はアイソセンタ上にある。図3(3)は
可動式コリメータリーフ18A、18Bを両方とも引き
離した場合である。この時コリメート孔35はy軸に沿
って負の方向に動く。図3(4)は(3)の場合とは逆
に可動式コリメータリーフ18A、18Bを両方とも押
した場合である。この時コリメート孔35はy軸に沿っ
て正の方向に動く。図3(5)、図3(6)は夫々可動
式コリメータリーフ18A、18Bを両方とも同じ方向
に動かした場合であり、夫々コリメート孔35はx軸に
沿って負又は正の方向に動くことになる。このようにし
てコリメート孔の大きさを一定にしたまま放射線の方向
を変えることが出来る。従って、位置ずれが生じた場
合、この位置ずれを補正するようにコリメート孔35の
移動をはかり、ずれ補正を行う。
【0019】以上の各実施例は、照射視野形成用の可動
コリメータに定位法用コリメータを取り付け、その制御
系を利用して位置ずれの補正を行うものであった。可動
コリメータには、x、y方向からの矩形領域の形成を行
うといった一般的なものから、下部側の可動コリメータ
を多分割形にした構造のものもあるが、これらのいずれ
にも定位法用コリメータの取り付けは可能である。更に
これらの実施例では、照射視野形成用の一方の可動コリ
メータが本来の照射視野形成用として利用されない。こ
の一方の可動コリメータに装着する代わりに、図5の従
来例の如く、照射ヘッドに定位法用コリメータ(特に図
2に示す如きコリメータ)を独自に設けてこれを制御す
るようにすれば、本来の可動コリメータでの矩形領域の
形成が行えると共に、定位用のコリメートを実現でき
る。尚、位置ずれの補正例で説明したが、位置制御用と
しても使用できることは云うまでもない。
【0020】更に、図2に示す如きスリット孔を持つ2
つの定位法用コリメータは、定位法用以外のコリメータ
としても利用できる。スリット孔の幅を大きくすればコ
リメート孔35は大きくでき、従前の放射線治療装置用
としても使いうる。又、X線CT装置の如きコリメータ
としても利用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、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、前記コリメータの駆動手
段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錘体の頂点とアイソセンタ
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、更にコリメータの孔
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の照射ヘッドと定位法用コリメータの実
施例図
【図2】本発明の定位法用コリメータの他の実施例図
【図3】本発明の定位法用コリメータの2次元移動例を
示す図
【図4】本発明の定位的放射線治療装置の全体実施例図
【図5】従来例の定位的放射線治療装置を示す図
【図6】ガントリのたわみを示す図
【図7】ガントリのたわみを示す図
【符号の説明】
1 ガントリ 2 照射ヘッド 3 定位法用コリメータ 4 治療台(ベッド) 5 ガントリ支持部 6 垂直軸線 7 水平軸線 10 患者 14 回転盤 15 X線ターゲット 17 照射視野形成用コリメータ 18 照射視野形成用コリメータ 18A、18B コリメータ18のリーフ 20 照射ヘッド 30 定位法用コリメータ 31 コリメート孔 32 定位法用コリメータ 32A、33A スリット孔 33 定位法用コリメータ 35 コリメート孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】高エネルギー電子発生装置と、発生された
    電子ビームを搬送する搬送系と、電子ビームをX線に変
    換する変換手段及びX線の照射野形成用の可動式コリメ
    ータを内蔵しかつ、水平軸線を中心として回転可能に支
    持された治療用ガントリと、X線の照射野形成用の可動
    式コリメータを持つ、治療用ガントリに支持された照射
    ヘッドと、鉛直軸を中心に回動する治療台と、より成る
    と共に、上記照射野形成用の可動式コリメータにコリメ
    ート孔を有する定位法用コリメータを取り付けてなる定
    位的放射線治療装置。
  2. 【請求項2】請求項1の定位的放射線治療装置におい
    て、照射X線が病巣部よりずれた場合に、放射線治療用
    の可動式コリメータの照射野形成用の制御系を用いて可
    動式コリメータを動かすことにより、常に照射X線が病
    巣部を捉える用に定位法用コリメータのコリメート孔を
    病巣部に向けて制御する定位的放射線治療装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は2の定位的放射線治療装置に
    おいて、放射線治療用の可動式コリメータは、第1、第
    2のコリメータリーフより成り、第1のコリメータリー
    フに斜めにスリット孔を設けた第1の定位法用コリメー
    タを取り付け、第2のコリメータリーフに前記スリット
    と異なる角度で斜めにスリット孔を設けた第2の定位法
    用コリメータを取り付け、2つのスリット孔が交わって
    形成されコリメート孔が2次元的に動くように第1、第
    2の可動式コリメータリーフを各々別々に動かすように
    した定位的放射線治療装置。
  4. 【請求項4】高エネルギー電子発生装置と、発生された
    電子ビームを搬送する搬送系と、電子ビームをX線に変
    換する変換手段及びX線の照射野形成用の可動式コリメ
    ータを内蔵しかつ、水平軸線を中心として回転可能に支
    持された治療用ガントリと、X線の照射野形成用の可動
    式コリメータを持つ、治療用ガントリに支持された照射
    ヘッドと、鉛直軸を中心に回動する治療台と、コリメー
    ト孔を有する定位法用コリメータと、より成ると共に、
    上記定位法用コリメータは、斜めにスリット孔を持つ第
    1のコリメータリーフと、該スリット孔と異なる角度で
    斜めのスリット孔を持つ第2のコリメータリーフと、2
    つのスリット孔が交わって形成されるコリメート孔が2
    次元的に動くように第1、第2のコリメータリーフを各
    々別々に動かすことの可能な機構と、より成る定位的放
    射線治療装置。
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