(57)【要約】【課題】  患者の体への負担を与えないこと、腫瘍位置を高精度に検出すること、高い検出効率で連続的に腫瘍を検出し放射線を悪性の腫瘍のみに効果的に照射して被爆量を低減することができる動的腫瘍の放射線治療装置および動的腫瘍の放射線治療プログラムを提供する。【解決手段】  消滅γ線を検出するγ線検出手段２０と、計数率の閾値を記憶する変位閾値記憶手段３２と、消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段４１と、γ線計数率算出手段４１から取得した消滅γ線の計数率と変位閾値記憶手段３２から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段４３と、腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段４４と、放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段４５とを有する。
2008102843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出するγ線検出手段と、
消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する変位閾値記憶手段と、
前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、
前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記変位閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、
前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、
前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段と
を有することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項２】
請求項１において、前記γ線検出手段は、一対のγ線検出器を腫瘍を間にして対向配置して消滅γ線を検出するとともに、前記γ線計数率算出手段は、消滅γ線を同時計数して計数率を算出することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項３】
体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を、腫瘍境界部分または腫瘍が変位する静止境界部分に複数の測定領域を設定して検出するγ線検出手段と、
消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する境界閾値記憶手段と、
前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、
前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記境界閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、
前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、
前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射能照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段と
を有することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項４】
請求項３において、前記γ線検出手段は、各測定領域に一対のγ線検出器を対向配置し、前記γ線計数率算出手段がそれら一対のγ線検出器により検知される消滅γ線を同時計数することにより消滅γ線の計数率を算出することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項５】
請求項１または請求項３において、閾値比較手段は、経過時間に伴って減少する消滅γ線の計数率に応じてその時間での閾値を取得することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項６】
請求項２または請求項４において、前記γ線検出手段は、対向配置した前記一対のγ線検出器に対してさらに他の一対のγ線検出器を交叉方向に対向配置し、前記γ線計数率算出手段が消滅γ線を同時計数することにより計数率を算出することを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項７】
請求項２または請求項４において、一対のγ線検出器に到達する消滅γ線の到達時間差を求め、この到達時間差から一対のγ線検出器間における奥行き方向の線源位置を特定する時間差位置特定手段を備えていることを特徴とする動的腫瘍の放射線治療装置。
【請求項８】
体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出するγ線検出手段と、
消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する変位閾値記憶手段と、
前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、
前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記変位閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、
前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、
前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とする動的腫瘍の放射線治療プログラム。
【請求項９】
体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を、腫瘍境界部分または腫瘍が変位する静止境界部分に複数の測定領域を設定して検出するγ線検出手段と、
測定領域における消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた計数率の閾値を記憶する境界閾値記憶手段と、
前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、
前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記境界閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、
前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、
前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段
としてコンピュータを機能させることを特徴とする動的腫瘍の放射線治療プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、腫瘍に放射線を照射して治療を行うための放射線治療装置であって、特に、肺癌や胃癌のように呼吸や臓器の動きによって腫瘍が動的変位を行う場合に好適な動的腫瘍の放射線治療装置および動的腫瘍の放射線治療プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌などの悪性の腫瘍に対して放射線を照射し、当該悪性腫瘍を死滅させて治療する放射線治療装置が提案されている。また、その腫瘍が肺癌のように患者の呼吸によって変位する場合には、その動きを捕らえて放射線を照射するための技術もいくつか提案されている。【０００３】
例えば、特許第３０５３３８９号公報には、体内の腫瘍近傍に金などのＸ線透視装置により検知できるマーカを体内に埋め込み、Ｘ線透視装置で得られた画像に基づいて濃淡正規化相互相関法による画像解析を行い、マーカの位置を計算することによって動的に変位する腫瘍の位置を追跡する動体追跡照射装置が提案されている（特許文献１）。これにより、体内を動的に変位する腫瘍に対して選択的に放射線の照射を行い、正常組織への被爆を低減できるとしている。【０００４】
【特許文献１】特許第３０５３３８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された発明においては、体内にマーカとなる金等を埋め込む必要があるため苦痛を伴うし、患者の体には大きな負担となる。また、マーカを埋め込む際に腫瘍を傷つけると癌細胞が散って転移してしまうため、腫瘍近傍に埋め込むことになるが、その埋め込む作業は困難を極めるものであり、限界がある。仮にうまく埋め込めたとしてもその後にマーカの位置がずれてしまうことがあるため、積極的な利用が進んでいないという現状がある。【０００６】
また、特許文献１における腫瘍部の検出には、Ｘ線透視装置により得られた画像をデジタル化し、濃淡正規化し、それを先に撮られた腫瘍マーカのテンプレートと相互相関法により画像解析を行い、解析結果より腫瘍位置の座標を得る、という多くの手順を必要する。したがって、強いＸ線を患者に照射し続けることによる被曝の問題がある。また、撮影から位置座標を算出するまでの処理負荷が大きいので腫瘍の速い動きを追跡できない場合もあり、しかも処理能力の高い計算機が必要となるためコストが増大するという問題がある。【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、患者の体への負担を与えないこと、腫瘍位置を高精度に検出すること、高い検出効率で連続的に腫瘍を検出し放射線を悪性の腫瘍のみに効果的に照射して被爆量を低減することができる動的腫瘍の放射線治療装置および動的腫瘍の放射線治療プログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置の特徴は、体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出するγ線検出手段と、消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する変位閾値記憶手段と、前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記変位閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段とを有する点にある。【０００９】
また、本発明において、前記γ線検出手段は、一対のγ線検出器を腫瘍を間にして対向配置して消滅γ線を検出するとともに、前記γ線計数率算出手段は、消滅γ線を同時計数して計数率を算出することが好ましい。【００１０】
また、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置の特徴は、体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を、腫瘍境界部分または腫瘍が変位する静止境界部分に複数の測定領域を設定して検出するγ線検出手段と、消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する境界閾値記憶手段と、前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記境界閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射能照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段とを有する点にある。【００１１】
さらに、本発明において、前記γ線検出手段は、各測定領域に一対のγ線検出器を対向配置し、前記γ線計数率算出手段がそれら一対のγ線検出器により検知される消滅γ線を同時計数することにより消滅γ線の計数率を算出することが好ましい。【００１２】
さらにまた、本発明において、閾値比較手段は、経過時間に伴って減少する消滅γ線の計数率に応じてその時間での閾値を取得することが好ましい。【００１３】
また、本発明において、前記γ線検出手段は、対向配置した前記一対のγ線検出器に対してさらに他の一対のγ線検出器を交叉方向に対向配置し、前記γ線計数率算出手段が消滅γ線を同時計数することにより計数率を算出することが好ましい。【００１４】
さらに、本発明において、一対のγ線検出器に到達する消滅γ線の到達時間差を求め、この到達時間差から一対のγ線検出器間における奥行き方向の線源位置を特定する時間差位置特定手段を備えていることが好ましい。【００１５】
また、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療プログラムの特徴は、体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出するγ線検出手段と、消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた前記計数率の閾値を記憶する変位閾値記憶手段と、前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記変位閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段としてコンピュータを機能させる点にある。【００１６】
さらに、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療プログラムの特徴は、体内に投与されることで腫瘍に蓄積する放射性薬剤から放出される消滅γ線を、腫瘍境界部分または腫瘍が変位する静止境界部分に複数の測定領域を設定して検出するγ線検出手段と、測定領域における消滅γ線の計数率と線源の変位との関係に基づいて定められた計数率の閾値を記憶する境界閾値記憶手段と、前記γ線検出手段により検出された消滅γ線の検出信号に基づいて計数率を算出するγ線計数率算出手段と、前記γ線計数率算出手段から取得した消滅γ線の計数率と前記境界閾値記憶手段から取得した計数率の閾値とを比較する閾値比較手段と、前記閾値比較手段による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する腫瘍位置判別手段と、前記腫瘍位置判別手段により腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段による放射線照射を停止制御する、または停止指示信号を出力する照射制御手段としてコンピュータを機能させる点にある。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、患者の体へ負担を与えないこと、腫瘍位置を直接的に検出することで検出精度を向上させること、腫瘍の動きを精度よく追認して腫瘍以外の細胞に可能な限り放射線を照射しないようにすること、高い検出効率で連続的に腫瘍を検出し、放射線を悪性の腫瘍のみに効果的に照射して被爆量を低減し副作用を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、腫瘍に蓄積する性質を有する放射性薬剤を患者の体内に投与し、この放射性薬剤から放出される消滅γ線をマーカとして利用することにより、腫瘍位置を高精度に特定することを基本原理とするものである。【００１９】
以下、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。【００２０】
図１に示すように、本第１実施形態における動的腫瘍の放射線治療装置１は、主として、治療用の放射線を照射する放射線照射手段１０と、γ線を検出するγ線検出手段２０と、本第１実施形態の放射線治療プログラムや各種のデータを記憶する記憶手段３０と、各構成手段を制御するとともに各種の演算処理を行う演算処理手段４０とから構成されている。【００２１】
以下、各構成手段について詳細に説明する。放射線照射手段１０は、治療用の放射線を腫瘍５０に照射するものである。本第１実施形態において、放射線照射手段１０は的となる図示しない放射線照射スポットを有しており、この放射線照射スポット内に存在する腫瘍５０に放射線を照射することで、その腫瘍５０を死滅させるようになっている。【００２２】
γ線検出手段２０は、腫瘍５０に蓄積した放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出するものである。本第１実施形態において、γ線検出手段２０は、一対のγ線検出器２１，２２から構成されており、腫瘍５０を間にして対向配置されている。γ線検出器２１，２２は、例えば、放射線を検出する図示しないシンチレータと、このシンチレータにより検出された放射線を電気信号へと変換する図示しない光電子増倍管と、シンチレータの検知面側に配置され、この検知面に対して垂直に入射するγ線のみを通過させるコリメータ２３とから構成されている。【００２３】
記憶手段３０は、ハードディスク等から構成されており、本第１実施形態の放射線治療プログラムを格納するプログラム記憶部３１と、変位閾値記憶部３２とを有している。変位閾値記憶部３２には、消滅γ線の計数率と線源６１の変位との関係に基づいて定められた計数率の閾値が記憶されている。この閾値は、放射線照射スポット内に線源６１である腫瘍５０が入ったか否かを判定するためのものであり、後述するように、測定領域内に入ると消滅γ線の計数率が大きくなり、測定領域から外れるとその計数率が小さくなるという関係に基づいて定められる。また、消滅γ線を放出する放射性核種は、時間経過に伴って減少するという特徴がある。例えばＦ−フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）の場合、約２時間で半減する。そこで消滅γ線の閾値は時間経過に伴って変更可能に設定されている。この閾値は予め経過時間に対応付けたテーブルとして記憶されてもよいし、経過時間の関数式を記憶しておき取得した経過時間を代入して算出するようにしてもよい。【００２４】
また、演算処理手段４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等から構成されており、プログラム記憶部３１内の放射線治療プログラムを実行することにより、計数率算出部４１と、時間測定部４２と、閾値比較部４３と、腫瘍位置判別部４４と、照射制御部４５として機能するようになっている。【００２５】
以下、演算処理手段４０の各構成部についてより詳細に説明する。【００２６】
計数率算出部４１は、γ線検出手段２０により検出された消滅γ線の検出信号を取得して単位時間あたりに放出される消滅γ線の数、つまり計数率を算出するものである。本第１実施形態では、計数率算出部４１は、γ線の同時計数回路を備えており、一対の検出器から出力される検出信号を同時計数して計数率を算出する。【００２７】
時間測定部４２は、放射性薬剤における核種が時間経過に伴って減少するため、その時間を測定するためのものである。したがって、放射性薬剤が投入された時間あるいは変位閾値記憶部３２に閾値が記憶された時間等を基準にして消滅γ線の計数率が減少する時間を測定するようになっている。【００２８】
閾値比較部４３は、計数率算出部４１により算出された消滅γ線の計数率を取得するとともに、変位閾値記憶部３２から経過時間に応じた計数率の閾値を取得し、両者を比較するようになっている。つまり、閾値比較部４３は、時間測定部４２から経過時間を取得し、当該経過時間に対応する閾値を変位閾値記憶部３２から取得するようにっている。閾値は経過時間に応じた算出式によって求められる場合には、閾値比較部４３によって経過時間に基づいて閾値を算出するようになっている。【００２９】
腫瘍位置判別部４４は、閾値比較部４３による比較結果に基づいて腫瘍５０が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別するものである。具体的には、検出した消滅γ線の計数率が閾値よりも低い場合には、腫瘍５０が照射スポット外にあると判断し、検出した消滅γ線の計数率が閾値以上である場合には、腫瘍５０が照射スポット内にあると判断するようになっている。【００３０】
照射制御部４５は、放射線照射手段１０の動作を制御するものである。本第１実施形態において、照射制御部４５は、腫瘍位置判別部４４により腫瘍５０が照射スポット外へ変位したと判断されたとき、放射線照射手段１０による放射線照射を停止させるようになっている。なお、図示しないディスプレイや警告灯等の出力手段に放射線の停止指示を表示させるようにしてもよい。使用者はその出力により停止すべき旨を確認し放射線照射手段１０による照射を手動にて停止することができる。【００３１】
つぎに、本第１実施形態における動的腫瘍の放射線治療プログラムによって実行される動的腫瘍の放射線治療装置１の作用について図２を参照しつつ説明する。本第１実施形態では、放射線治療を開始するにあたって、予め患者の体内に放射性薬剤を投与する。これにより、投与した放射性薬剤が腫瘍５０に蓄積し消滅γ線を放出するのでこれを検出することになる。【００３２】
まず、γ線検出手段２０を使って消滅γ線を検知し（ステップＳ１）、腫瘍５０の位置および動的位置を特定して測定領域５１を設定する（ステップＳ２）。本第１実施形態では、腫瘍５０を間にして対向配置されたγ線検出器２１，２２により体内の放射性薬剤から放出する消滅γ線を検出する。ここでγ線検出器２１，２２は、γ線検出器２１，２２の間で放出された消滅γ線のうち、検知面に対して垂直に入射してきたものを検出する。そして、γ線検出器２１，２２からの検出信号を計数率算出部４１が取得して同時計数により消滅γ線の計数率を算出し、この計数率と線源６１の位置（距離）との関係により予め得られている閾値に基づいて腫瘍５０の位置を特定する。なおγ線検出手段２０の測定領域５１は動的な腫瘍５０が静止する位置に設定するのが好ましい。【００３３】
つづいて、放射線照射手段１０の放射線照射スポットを設定する（ステップＳ３）。放射線照射スポットの設定は、前記γ線検出手段２０の測定結果に基づいて動的腫瘍の位置及び動きを特定した上で腫瘍５０が静止する位置に定める。放射線照射スポットの設定が完了した後、放射線照射スポット内の腫瘍５０に放射線を照射する（ステップＳ４）。これにより、放射線を照射された腫瘍５０は効果的に死滅する。【００３４】
一方、γ線検出手段２０は、引き続きγ線検出器２１，２２により腫瘍５０に蓄積された放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出する（ステップＳ５）。そして、計数率算出部４１がγ線検出器２１，２２から消滅γ線の検出信号を受信して計数率を同時計数により算出する。閾値比較部４３は、前記計数率算出部４１から計数率を取得するとともに、変位閾値記憶部３２から計数率の閾値とを取得し、両者の大小比較を行う（ステップＳ６）。【００３５】
つぎに、腫瘍位置判別部４４が、閾値比較部４３の比較結果に基づいて腫瘍５０が放射線照射スポット内から外へ移動したか否かを判別する（ステップＳ７）。具体的には、計数率が閾値以上である場合には腫瘍５０が照射スポット内にあると判断し、閾値以下である場合には腫瘍５０が放射線照射スポット外へ変位したと判断する。【００３６】
そして、照射制御部４５において、前記腫瘍位置判別部４４の判別結果に基づき、腫瘍５０が放射線照射スポット外に変位したと判断された場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、放射線の照射を停止する制御を行う（ステップＳ８）。一方、腫瘍５０が放射線照射スポット内に存在すると判断した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、照射制御部は動作することなくステップＳ４へ戻り、放射線照射手段１０による放射線照射を続ける。なお、放射線照射の照射および停止は自動に代えて、手動にしてもよい。この場合、ステップＳ８では、照射制御部４５が放射線の照射停止指示をディスプレイや警告灯、警告音等によって指示出力手段に出力し、ユーザがこの指示を視覚や聴覚等により確認して、その都度、放射線照射の停止ボタン等を押すようにすればよい。【００３７】
そして、放射線照射手段１０による腫瘍５０への放射線照射が放射線照射時間や放射線照射量に基づいた所定の条件に達したかを判断する（ステップＳ９）。条件に達していない場合はステップＳ４に戻り放射線照射を続け（ステップＳ９：ＮＯ）、所定の条件に達した場合は放射線の照射を停止し治療を終了する（ステップＳ９：ＹＥＳ）。【００３８】
以上のような本第１実施形態によれば、
１．放射線治療に際し、患者の体への負担を低減することができる。
２．腫瘍５０の位置を直接的に検出することができるため検出精度が向上し、腫瘍５０の動きを精度よく追認することができるため、腫瘍５０への放射線照射が正確になる。
３．腫瘍以外の細胞へ無駄な放射線照射することを極力低減することができるため患者の被爆量を低減することができ、副作用の影響も抑制できる等の効果を奏する。【００３９】
なお、上述したγ線検出手段２０は、対向配置した前記一対のγ線検出器２１，２２に対し、さらに他の一対のγ線検出器２１，２２を交叉方向、特に直交方向に対向配置してもよい。これによれば奥行き方向の変位も把握することができるため腫瘍の位置を精度よく特定できる。【００４０】
また、対のγ線検出器２１，２２を複数組用いた場合、腫瘍位置判別手段によりいずれか一対のγ線検出器２１，２２に基づいて腫瘍が照射スポット外へ変位したと判断されたときは、放射線照射を停止させる、または停止指示表示するようになっている。【００４１】
さらに、演算処理手段４０は、一対のγ線検出器２１，２２に到達する消滅γ線の到達時間差を求め、この到達時間差から一対のγ線検出器２１，２２間における奥行き方向の線源位置を特定する時間差位置特定部４６を備えてもよい。これによれば、γ線検出器２１，２２を複数組使用しなくても一対のγ線検出器２１，２２における奥行き方向の腫瘍位置を特定することができるため、複雑な構成にならないという効果が得られる。【００４２】
つぎに、本発明の第２実施形態について説明する。なお、本第２実施形態の構成のうち前述した第１実施形態の構成と同一若しくは同等の構成については同一の符号を付し、再度の説明を省略する。【００４３】
前述した第１実施形態では、γ線検出器２１，２２による測定領域５１を静止する腫瘍の中心に設定しているが、本第２実施形態では、腫瘍が動的に変位する境界部分５２，５３に一箇所または複数箇所設定されることを特徴としている。この第２実施形態の目的は、放射性薬剤が腫瘍だけでなくその近傍の細胞にも蓄積し、そこから発せられる消滅γ線による誤差の影響を改善することにある。【００４４】
以下、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置１の第２実施形態について図面を用いて説明する。図３は、本第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。【００４５】
図３に示すように、本第２実施形態における動的腫瘍の放射線治療装置１は、主として、治療用の放射線を照射する放射線照射手段１０と、γ線を検出するγ線検出手段２０と、本第２実施形態の放射線治療プログラムや各種のデータを記憶する記憶手段３０と、各構成手段を制御するとともに各種の演算処理を行う演算処理手段４０とから構成されている。【００４６】
以下、各構成手段について詳細に説明する。【００４７】
本第２実施形態において、γ線検出手段２０は、腫瘍が変位する境界部分５２、５３に設定された１つまたは複数の測定領域５１から放出される消滅γ線を検出するものである。本第２実施形態において、γ線検出手段２０は、各測定領域５１に対して、一対のγ線検出器２１，２２が対向配置されるように構成されており、検出した消滅γ線を検出信号として計数率算出部４１へ出力するようになっている。本第２実施形態では、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、測定領域５１を腫瘍境界部分５２に設定してもよいし、腫瘍の動的変位に合わせて静止位置の境界部分５３に設定してもよい。【００４８】
また、記憶手段３０は、本第２実施形態の放射線治療プログラムを格納するプログラム記憶部３１と、境界閾値記憶部３３とを有している。境界閾値記憶部３３には、腫瘍の境界部分５２あるいは腫瘍の静止位置における境界部分５３について、消滅γ線の計数率と変位との関係に基づいて定められた計数率の閾値が記憶されている。この閾値は、境界部分５２，５３に設定した測定領域５１内に線源６１である腫瘍５０が入ったか否かを判定するためのものである。なお、第１実施形態と同様、消滅γ線を放出する放射線核種は経過時間に応じて減少するため、計数率の閾値も経過時間に応じて小さくなっている。また当該閾値は時間経過との関数式によって適当な時間間隔で算出するようにしてもよい。【００４９】
また、演算処理手段４０は、プログラム記憶部内の放射線治療プログラムを実行することにより、計数率算出部４１と、時間測定部４２と、閾値比較部４３と、腫瘍位置判別部４４と、照射制御部４５として機能するようになっている。【００５０】
以下、演算処理手段４０の各構成部についてより詳細に説明する。計数率算出部４１および時間測定部４２は、第１実施形態と同様、γ線検出手段２０から取得した検出信号に基づいて消滅γ線の計数率を算出するものである。【００５１】
また、閾値比較部４３は、前記計数率算出部４１により算出された消滅γ線の計数率を取得するとともに、時間測定部４２による経過時間に基づいて境界閾値記憶部３３から閾値を取得し、両者を比較するようになっている。【００５２】
腫瘍位置判別部４４は、閾値比較部４３による比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット内にあるか否かを判別するものである。本第２実施形態では、γ線検出器２１，２２の測定領域５１が、腫瘍境界部分５２に設定されているか、腫瘍の動的変位における静止位置の境界部分５３に設定されているかで異なる。つまり、図５（Ａ）に示すように、複数の測定領域を腫瘍境界部分５２に設定した場合、腫瘍位置判別部４４は、すべての測定領域５１において消滅γ線の計数率が閾値より大きいときには腫瘍が放射線照射スポット内に存在すると判別し、逆に、いずれか一つの測定領域５１においてでも消滅γ線の計数率が閾値より小さくなったときには腫瘍が放射線照射スポット内からずれたと判別するようになっている。【００５３】
一方、図５（Ｂ）に示すように、複数の測定領域５１を腫瘍の動的変位における静止位置の境界部分５３に設定した場合、腫瘍位置判別部４４は、すべての測定領域５１において消滅γ線の計数率が閾値より小さいときには腫瘍が放射線照射スポット内に存在すると判別し、いずれか一つの測定領域５１においてでも消滅γ線の計数率が閾値より大きくなったときには腫瘍が放射線照射スポット内から外へずれたと判別するようになっている。このように３次元方向に変位する腫瘍の動きを正確に把握し、腫瘍以外の細胞に放射線を照射してしまうことを極力避けるようになっている。【００５４】
つぎに、本第２実施形態における動的腫瘍の放射線治療プログラムによって実行される動的腫瘍の放射線治療装置１の作用について図４を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と同様に、放射線治療を開始する前に患者の体内に放射性薬剤を投与する。【００５５】
まず、前述した第１実施形態と同様、γ線検出手段２０により消滅γ線を検知し（ステップＳ１１）、腫瘍の位置および動的変位を把握して、腫瘍境界部分５２ないし腫瘍が変位する静止境界部分５３に測定領域５１を設定する（ステップＳ１２）。つづいて、放射線照射手段１０の放射線照射スポットを設定する（ステップＳ１３）。放射線照射スポットの設定は、前記γ線検出手段２０の測定結果に基づいて動的腫瘍の位置及び動きを特定した上で腫瘍が静止する位置に定める。この放射線照射スポットの設定が完了した後、放射線照射手段１０により放射線照射スポット内の腫瘍に放射線を照射し治療を開始する（ステップＳ１４）。【００５６】
そして、引き続きγ線検出手段２０のγ線検出器２１，２２により腫瘍近傍の測定領域に蓄積した放射性薬剤から放出される消滅γ線を検出する（ステップＳ１５）。ここでγ線検出器２１，２２は、γ線検出器２１，２２の間で放出した消滅γ線のうち、検知面に対して垂直に入射してきたものを検出する。【００５７】
つぎに、計数率算出部４１が、前記γ線検出手段２０から検出信号を取得して消滅γ線の計数率を算出する。閾値比較部４３は、その計数率を取得するとともに、境界閾値記憶部３３から計数率の閾値を取得し、両者の大小比較を行う（ステップＳ１６）。【００５８】
つぎに、腫瘍位置判別部４４では、閾値比較部４３の比較結果に基づいて腫瘍が放射線照射スポット外へ変位したか否かを判別する（ステップＳ１７）。具体的には、測定領域５１を図５（Ａ）に示すように設定した場合、すべての測定領域において消滅γ線の計数率が閾値以上であるときには、腫瘍が放射線照射スポット内に存在すると判別し、いずれか一つの測定領域でも消滅γ線の計数率が閾値以下になったときには腫瘍が放射線照射スポット外へずれたと判別する。一方、測定領域を図５（Ｂ）に示すように設定した場合、すべての測定領域において消滅γ線の計数率が閾値以下であるときには、腫瘍が放射線照射スポット内に存在すると判別し、いずれか一つの測定領域において消滅γ線の計数率が閾値以上になったときには腫瘍が放射線照射スポット外へずれたと判別するようになっている。【００５９】
そして、照射制御部４５は、第１実施形態と同様、前記腫瘍位置判別部４４の判別結果に基づき、腫瘍が放射線照射スポット外内に存在するときには放射線を照射し、放射線照射スポット外へずれたときには放射線照射を停止する制御を行う（ステップＳ１７，Ｓ１８）。【００６０】
そして、腫瘍への放射線照射が、放射線照射時間や放射線照射量に基づいた所定の条件に達したかを判断し（ステップＳ１９）、条件に達していない場合はステップＳ１４に戻り放射線照射を続け（ステップＳ１９：ＮＯ）、所定の条件に達した場合は放射線の照射を停止し治療を終了する（ステップＳ１９：ＹＥＳ）。【００６１】
以上のような本第２実施形態によれば、上述した第１実施形態により奏される効果に加えて、腫瘍近傍の細胞に蓄積した放射性薬剤からの消滅γ線による誤認を防止し、より高精度で腫瘍位置を特定することができるため、患者に腫瘍以外の細胞へ無駄な放射線を照射することが低減できて副作用等の治療によるダメージを軽減することができる。【００６２】
なお、本第２実施形態では、腫瘍の位置特定をより高精度に行うことを目的とすればγ線検出器２１，２２の測定領域を腫瘍近傍の境界部分５２に複数箇所設定することが好ましいところ、γ線検出器２１，２２を多数配置することは複雑な構成になり、コストも高くなる。この問題を解消するために前述した時間差位置特定部４６を備えることが好ましい。
【実施例１】
【００６３】
つぎに、消滅γ線の計数率の閾値を決定するための実験を実施例１として説明する。【００６４】
図６は実験で使用した肺を模した水ファントムの概略図である。人体によるγ線の減衰を模擬するため直径１２ｃｍの円筒状の水ファントム６０を作製し、肺を模した部分には発泡スチロールを使用した。精度向上が必要な場合には肺の平均密度ρ＝０．３ｇ／ｃｍ３とすることも容易な構造となっている。水ファントム６０の中心にはＦ−フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）を想定して２２Ｎａβ＋線源６１を配置した。また、水ファントム６０は水が満たされたアクリル製の容器６２に入れられ、コンピュータ制御されたアクチュエータ６３によって０．１ｍｍの精度で移動可能とされている。呼吸によって腫瘍５０が移動する距離は５〜１５ｍｍ、周期は４〜６秒を想定して実験を進めた。なお、本実施例１における２２Ｎａ線源６１の強さは１．２ＭＢｐであり、正常細胞に対して５倍のＦＤＧが直径３ｃｍの癌に集積している場合と等価である。【００６５】
また、測定系として、図６に示すように、水ファントムを間にして線源６１の移動方向（ｚ方向）に対して直交方向に一対のγ線検出器２１，２２を配置した。γ線検出器２１，２２のシンチレータには、直径２インチのＧＳＯ（Ｇｄ２ＳｉＯ５）単結晶シンチレータを用いている。コリメータ２３としては、直径３ｃｍの鉛コリメータ２３と、直径１ｃｍの鉛コリメータおよびフォーカスドコリメータ２３を準備した。γ線検出器２１，２２によって検出された消滅γ線の検出信号を同時計数回路を使用して同時計数し、計数率を得る。【００６６】
以上の状態で線源６１（水ファントム）をアクチュエータ６３によりｚ方向に０．５ｃｍ刻みで変位させ、それぞれの測定位置における消滅γ線の計数率を求めた。【００６７】
図７は直径３ｃｍの鉛コリメータ２３を用いたときの計測結果である。線源６１が一対のγ線検出器２１，２２の間の中心線上であるとき（ｚ＝０）に最も計数率は高い。そして、線源６１が変位して一対のγ線検出器２１，２２の間の中心線上から離れるに従って計数率が低くなり、１．５ｃｍのときにはほぼ計数率は０となる。【００６８】
図８は直径１ｃｍの鉛コリメータ２３を用いたときの計測結果である。直径３ｃｍの鉛コリメータ２３を用いたときと同様にｚ＝０のときに計数率が最も高く、変位が大きくなるに従って計数率が低くなる。【００６９】
ここで、図７と図８とを比較してわかるように、消滅γ線の計数率は、直径１ｃｍの鉛コリメータとするよりも直径３ｃｍの鉛コリメータを用いたときの方が全体的に高い。図８のように計数率が全体的に低いと、計数率１に対する誤差が大きくなってしまう。本実施例１の場合、計数率が１違うと誤差が全体の約８％になるのでできるだけ計数率は高い方がよい。直径３ｃｍの鉛コリメータ２３の場合、５ｍｍ以下の腫瘍５０の変位が識別できることがわかる。また、直径１ｃｍの鉛コリメータ２３を使用した場合は３ｍｍ以下の変位を識別可能である。【００７０】
このように腫瘍５０の変位誤差を小さくする意味では、コリメータ２３の直径が大きい方が適しているが、より微小な変位を識別するためにはコリメータ２３の直径が小さい方が適している。たとえば腫瘍５０が体内の深部で発症したり、腫瘍５０が小さいことにより線源６１からのγ線量が少ない場合は、計数率を高く維持するためコリメータ２３の直径を大きくするのが好ましい。一方、線源６１から得られる消滅γ線が十分に多い場合は、コリメータ２３の直径を小さくして、ズレに対する感度を向上させるのがよい。【００７１】
また、コリメータ２３としてフォーカスドコリメータ２３を用いる方法もある。フォーカスドコリメータ２３は、任意の距離で焦点を結ぶものであり、計数率を維持したまま位置検出感度を向上させることができる。図９はγ線検出器２１，２２に距離１５ｃｍで焦点を結ぶフォーカスドコリメータ２３を用いたときの計測結果である。フォーカスドコリメータ２３は焦点距離に線源６１が位置するようにセッティングされている。線源６１はｚ＝０の位置から０．５ｃｍまでを０．１ｃｍ刻みで変位させ、ｚ＝０．５から２．５ｃｍ間は０．５ｃｍ刻みで変位させた。図７と比較すればわかるとおり、計数率は高く維持され、変位が大きくなるに従って計数率が低くなる割合も大きい。よって、より正確に腫瘍５０の位置を特定するには、フォーカスドコリメータ２３を用いることが好ましい。
【実施例２】
【００７２】
つぎに、変位閾値記憶部３２に記憶される消滅γ線の計数率の閾値を決定する基準について実施例２を説明する。【００７３】
図１０は直径３ｃｍの鉛コリメータ２３を用い、線源６１を振幅１５ｍｍ、５秒周期で振動変位させてたきの計測結果である。実際の線源位置と時間との関係は点線で表されている。まず、線源６１はｚ＝−１５ｍｍの位置にある。その後約１．４秒間かけてｚ＝０ｍｍの位置まで変位する。そして、そのまま約２．２秒間静止し後、約１．４秒間で元のｚ＝−１５ｍｍの位置に戻る。線源６１はこの振動変位を繰り返す。【００７４】
また、図１０は３００ｍｓ間隔で計測した計数率およびその統計誤差を折れ線およびエラーバーで示している。計数率は線源変位と略同調して増減を繰り返しており、計数率に基づいて線源６１の変位を特定することが可能といえる。【００７５】
そして、図１０の結果に基づいて計数率の閾値を決定する場合、線源６１がｚ＝０に存在するか否かを判断するには計数率が１３０ｃｐｓ以上であるか否かを判別すればよい。なぜなら、計数率が１３０ｃｐｓ以上のときに対応する線源位置はすべてｚ＝−５ｍｍから０ｍｍの間にあり、統計変動を加味したとしても線源６１のズレは５ｍｍ以下に抑えることができるからである。【００７６】
したがって、放射線照射治療を開始する前に予め消滅γ線の計数率と線源６１の変位との関係を計測し、それに基づいて閾値を決定する。このとき、消滅γ線の核種が時間とともに減少するため、閾値を経過時間に対応させて決定するようになっている。あるいは経過時間の関数式に基づいて適当な時間間隔で閾値を算出するようにしてもよい。
【実施例３】
【００７７】
つぎに、実施例３において、コンピュータを用いた計算シミュレーションにより腫瘍変位計測の計測精度についての検討を行った。図１２は、腫瘍５０の変位に対する消滅γ線の計数値の関係を表した計算結果である。【００７８】
また、計算シミュレーションは以下の条件で行った。図１１に示すように、人体を模した一辺２０ｃｍの正六面体の人体ファントム６４（密度ρ＝１．０ｇ／ｃｍ３）の略中心に肺を模した直径１２ｃｍの円筒状の肺ファントム６５（密度ρ＝０．３ｇ／ｃｍ３）を設け、その肺ファントム６５の中に直径５０ｍｍの球状の腫瘍５０を配置した。なお、腫瘍５０の中心の初期位置をｚ＝０とし、ｚ軸方向の変位に対する計数値の計算を行った。【００７９】
腫瘍５０および各ファントム６４，６５（正常細胞）から発せられる消滅γ線からの線源６１の強さは、線源６１にＦ−フルオロデオキシグルコース（ＦＤＧ）を使用した場合を想定して、それぞれ１８．５ｋＢｑ／ｃｃと３．７ｋＢｑ／ｃｃとし、腫瘍５０の中心から点対称に放射状に放出されるものとする。【００８０】
γ線検出器２１，２２は２対４台からなり、ｚ＝０の点からｚ軸方向に対して直交方向に約５０ｃｍの間隔を隔てて対向するように配置されている。また、１対の消滅γ線が２台のγ線検出器２１，２２に入った場合、２台のγ線検出器２１，２２に同時に計数される確率、つまり検出効率は０．６８とした。この検出効率の値は、実施例１で用いた直径２インチのＧＳＯ（Ｇｄ２ＳｉＯ５）単結晶シンチレータによる実機での測定値に基づいて設定した。【００８１】
また、計数値の測定は、腫瘍５０をｚ軸上で移動させ、γ線検出器２１，２２により３００ｍｓ内に検出される消滅γ線の計数を測定をする。本実施例３では、腫瘍５０をｚ軸上に沿って変位させて各位置で静止させた状態で測定した。【００８２】
以上のような条件に従った測定結果をグラフにて図１２に示す。グラフ横軸は腫瘍５０の中心のｚ軸上の変位を表しており、グラフ縦軸はγ線検出器２１，２２により３００ｍｓ内に検出された消滅γ線の計数の平均値を表している。また、各点の計数値に設けられたエラーバーは、計数の平均値からのばらつきを表す標準偏差σに基づいた、平均値を中心とした±σを表したものある。統計上、平均値からのずれを±σ以内とした場合、実際の計数値がこの±σの範囲に含まれる確率はおよそ９５％になる。【００８３】
例えば、ｚ＝１５ｍｍにおいて、エラーバーの上限は約１５５ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃであり、エラーバーの下限は約１４０ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃである。よって、ｚ＝１５ｍｍにおいて計数測定を行った場合、およそ９５％の確率で約１４０〜１５５ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃの範囲内の計数値を示す。【００８４】
同様に、ｚ＝２０ｍｍにおける計数値は、約１２０〜１３５ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃの範囲内になる。【００８５】
つぎに、これらの計算結果に基づいて腫瘍変位計測の計測精度についての検討する。計数のばらつきはポアソン分布に従うことが知られており、計数の平均値が２０を大きく超えることから正規分布の近似として扱うことができる。したがって、統計上、ｚ＝１５ｍｍの位置における平均計数値である約１４９ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃに閾値を設け、この値以上の計数が計測されたときに放射線照射手段１０より腫瘍に放射線を照射する場合では、照射動作率は約５０％となり、４ｍｍ以上ずれた誤照射の確率は約１．２２％となる。また、平均計数値＋σ、すなわちエラーバーの上限値である約１５５ｃｏｕｎｔｓ／３００ｍｓｅｃに閾値を設けた場合では、照射動作率は約１６％となり、４ｍｍ以上ずれた誤照射の確率は約０．１４％となる。【００８６】
なお、本実施例３に基づいて実際に腫瘍５０の位置を特定する場合は、つぎのように行えばよい。まず、γ線検出器２１，２２を本実施例３におけるｚ＝１５ｍｍの直交方向に配置し、腫瘍５０の有無を特定する閾値をｚ＝１５ｍｍの計数値のうちで平均値より高い計数値に設定する。γ線検出器２１，２２の実測値が閾値より高い計数値を示した場合には腫瘍５０に放射線照射を行い、閾値より低い場合は放射線照射を停止する。このときの、変位特定精度は、腫瘍５０の５ｍｍ移動を９５％以上の確率で識別することができる。閾値の設定については許容可能な誤照射の確率と装置の照射動作割合を勘案し決定する。【００８７】
以上のような本実施例１〜３によれば、線源６１から放出される消滅γ線の計数率に基づいて動的腫瘍の移動とその位置を特定できることがわかる。そして、その計数率の閾値を基準にして５０の存否を精度よく判別しうることがわかる。
【実施例４】
【００８８】
つぎに、本実施形態におけるγ線検出手段２０として飛行時間法を利用する実施例４について説明する。ここでいう飛行時間法は、一対のγ線検出器２１，２２に到達する消滅γ線の到達時間差を求め、この到達時間差から一対のγ線検出器２１，２２間における奥行き方向の線源位置を特定する方法である。飛行時間法の概念図を図１３に示す。【００８９】
一般的な同時計数は、一対のγ線検出器２１，２２が同時にγ線を検出した事象をカウントするものである。カウントされたγ線は、一対のγ線検出器２１，２２の略中心で放出したものだと解される。しかし、同時計数では、一対のγ線検出器２１，２２間における奥行き方向に関しては何処に線源６１があるかはわからない。したがって、γ線検出器方向に対する線源６１の動きに対して感度が低いため、直交する方向にも他の一対のγ線検出器２１，２２を配置することにより位置検出の精度を向上させている。【００９０】
一方、飛行時間法は、一対のγ線検出器２１，２２の間に任意の測定領域を設定し、その領域で放出した消滅γ線のみを捕らえることにより、従来は二対必要であったγ線検出器２１，２２を一対でγ線検出器２１，２２間における奥行き方向の精度も向上させるものである。【００９１】
例えば、測定領域が図１３の一対のγ線検出器２１，２２の間の中心よりも検出器２１側に設けたとすると、その測定領域５１内で放出したγ線は検出器２１に到達し、その後時間差を持って検出器２２に到達する。本実施例３においては、この時間差を考慮して同時計数を行い、その計数率から測定領域５１内に線源６１があるか否かの判断が可能となる。【００９２】
以上のような本実施例４によれば、装置全体を簡素化することができ、腫瘍５０に蓄積した放射性薬剤から放出される消滅γ線を効率よく計測することができる。
【実施例５】
【００９３】
つぎに、腫瘍５０と正常な細胞との境界付近に測定領域を複数設けることにより、３次元方向に変位する腫瘍５０の動きを正確に把握し、空間的な精度を向上させる実施例５について説明する。【００９４】
図５は１つの腫瘍５０に対して四対のγ線検出器２１，２２による位置検出を行う場合の腫瘍５０と測定領域との位置関係を示した図である。境界付近に測定領域５１を設ける方法には、すべての測定領域５１の計数率が閾値以上のときに放射線をオンにし、いずれかの計数率が閾値以下のときに放射線照射手段１０をオフにする方法（図５（Ａ））と、すべての測定領域の計数率が閾値以下のときに放射線をオンにし、いずれかの計数率が閾値以上のときに放射線照射手段１０をオフにする方法（図５（Ｂ））との２通りがある。以下に、各方法を用いた実施例について説明する。【００９５】
まず、測定領域５１のすべての計数率が閾値以上のときに放射線照射手段１０をオンにする方法（Ａ）を説明する。この場合、予め位置や動きを把握した腫瘍５０に対し、測定領域５１および放射線照射スポットを決定しておく。その測定領域５１は腫瘍境界部分５２に設けられる。腫瘍位置判別部４４は、すべての測定領域において消滅γ線の計数率が閾値より大きいときには腫瘍５０が放射線照射スポット内に存在すると判別し、逆に、いずれか一つの測定領域５１においてでも消滅γ線の計数率が閾値より小さくなったときには腫瘍５０が放射線照射スポット内からずれたと判別する。もし、腫瘍５０が放射線照射スポット内に存在すると判別した場合は、放射線照射手段２０によって放射線照射スポット内の腫瘍５０に放射線を照射し、その腫瘍５０を死滅させる。【００９６】
つぎに、測定領域５１のすべての計数率が閾値以下のときに放射線照射手段２０をオンにする方法（Ｂ）を説明する。この場合、予め腫瘍５０の位置および動きを把握し、測定領域５１および照射スポットを決定しておく。その測定領域５１は腫瘍５０の動的変位における静止位置の境界部分５３に設定される。腫瘍位置判別部４４は、すべての測定領域５１において消滅γ線の計数率が閾値より小さいときには腫瘍５０が放射線照射スポット内に存在すると判別し、いずれか一つの測定領域５１においてでも消滅γ線の計数率が閾値より大きくなったときには腫瘍５０が放射線照射スポット内から外へずれたと判別する。そして放射線照射スポット内に存在すると判別した場合は、放射線照射スポット内の腫瘍５０に放射線を照射し、その腫瘍５０を死滅させる。【００９７】
このように３次元方向に変位する腫瘍５０の動きを正確に把握し、腫瘍以外の細胞に放射線を照射してしまうことを極力避けることができる。【００９８】
なお、本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置１および動的腫瘍の放射線治療プログラムは、前述した実施例に限定されるものではなく、適宜変更することができる。【００９９】
例えば、実施例４において、γ線検出手段２０および放射線治療プログラムを飛行時間法に対応させてもよい。それにより、腫瘍５０のみからの消滅γ線を計測できるので、信号雑音比を向上させ、腫瘍域の決定精度を上げることができる。【０１００】
また、演算処理手段２０の計数率算出部４１は、γ線検出手段２０に設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明に係る動的腫瘍の放射線治療装置の第１実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本第１実施形態における動的腫瘍の放射線治療プログラムによって実行される動的腫瘍の放射線治療装置の作用を示すフローチャートである。
【図３】本第２実施形態の全体構成を示すブロック図である。
【図４】本第２実施形態における動的腫瘍の放射線治療プログラムによって実行される動的腫瘍の放射線治療装置の作用を示すフローチャートである。
【図５】本第２実施形態における腫瘍と測定領域との位置関係を示した図である。
【図６】実験で使用した肺を模した水ファントムの概略図である。
【図７】本実施例１において、直径３ｃｍの鉛コリメータを用いたときの計測結果である。
【図８】本実施例１において、直径１ｃｍの鉛コリメータを用いたときの計測結果である。
【図９】本実施例１において、フォーカスドコリメータを用いたときの計測結果である。
【図１０】本実施例２において、直径３ｃｍの鉛コリメータを用い、線源を振幅１５ｍｍ、５秒周期で振動変位させたときの計測結果である。
【図１１】本実施例３において、消滅γ線を計数した値と腫瘍変位との関係を表した計算結果である。
【図１２】本実施例３における腫瘍およびγ線検出器の位置関係を模した斜視図である。
【図１３】実施例４における飛行時間法の概念図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  動的腫瘍の放射線治療装置
１０  放射線照射手段
２０  γ線検出手段
３０  記憶手段
４０  演算処理手段
５０  腫瘍
６０  水ファントム
２１  γ線検出器
２２  γ線検出器
２３  コリメータ
３１  プログラム記憶部
３２  変位閾値記憶部
３３  境界閾値記憶部
４１  計数率算出部
４２  時間測定部
４３  閾値比較部
４４  腫瘍位置判別部
４５  照射制御部
４６  時間差位置特定部
５１  測定領域
５２  腫瘍境界部分
５３  腫瘍の動的変位における静止位置の境界部分
６１  線源
６２  アクリル容器
６３  アクチュエータ
６４  人体ファントム
６５  肺ファントム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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