(57)【要約】【課題】  多分割絞り装置の放射線照射野を高精度に設定する。【解決手段】  リーフ１４１の移動方向に沿って配置した帯状の固定子電極２１０と、この固定子電極に対峙するようにリーフに設けた移動子電極２２０とから成る静電エンコーダ２００を用い、固定子電極側から得られる検出情報に基づき、リーフを所望の位置へ移動させるように駆動モータを制御装置３０で制御する。  これにより、リーフの移動量を直接検知してリーフの位置を制御するので、駆動機構として種々の歯車を介してリーフへ駆動力を伝える場合の歯車のバックラッシュの影響を排除することができる。そのためリーフの位置を高い精度に設定でき、高精度の放射線治療を可能とする放射線治療装置が提供される。【選択図】      図１１
2011036477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源からの放射線を遮蔽するための複数のリーフを密接して配置し、このリーフを移動することにより、前記放射線源から放射される放射線の照射範囲を制限するようにした放射線治療装置において、
前記リーフを移動させる駆動手段と、
前記リーフの移動方向に沿って配置した帯状の固定子電極およびこの固定子電極に対峙するように前記リーフに設けた移動子電極とから成る静電エンコーダと、
この静電エンコーダの前記固定子電極側から得られる検出情報に基づき、前記リーフを所望の位置へ移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を具備することを特徴とする放射線治療装置。
【請求項２】
前記静電エンコーダの固定子電極は、前記リーフの面に形成される凹部または切り欠き部に配置されることを特徴とする請求項１に記載の放射線治療装置。
【請求項３】
前記静電エンコーダの固定子電極は、前記リーフに平行に配置される支持体に貼付されることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の放射線治療装置。
【請求項４】
前記静電エンコーダは、隣接する前記リーフに対して、放射線の入射方向に沿って交互にずらせて配置することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の放射線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば悪性腫瘍などの疾患の治療に供される放射線治療装置に係り、被検体に対する放射線の照射範囲（以下、放射線照射野という。）を精度よく設定するようにした多分割絞り装置を備えた放射線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療装置では、放射線防護の見地から、被検体の治療部位に限定的に放射線を照射するように、タングステンなどの放射線を透過させない材料から成る絞り装置が備えられている。この絞り装置は、治療部位の形状に近似させた放射線照射野を、半影を生ずることなくより木目細かく形成することが求められることから、放射線の照射方向に沿って重なるように配置される第１の絞り体と第２の絞り体とから構成される。
【０００３】
そして、放射線源に近い側に設けられる第１の絞り体は、放射線の照射軸を間にして対峙するように配置される一対の単体として形成されており、放射線源を中心に含む同心円上を円弧状の軌道面に沿って互いに接近、離反するように駆動される。一方、放射線源より遠い側に設けられる第２の絞り体は、第１の絞り体の移動方向に対して直交する方向に放射線の照射軸を間にして対峙するように配置される一対のブロックとして形成され、この第２の絞り体の各ブロックは、放射線源を中心に含む同心円上を円弧状の軌道面に沿って互いに接近、離反するように移動する複数枚のリーフを密接して配列したものとなっている。
【０００４】
この第２の絞り体は多分割絞り装置と称され、例えば数十枚のリーフを密に隣接させて集合体とした一対のブロックから構成されており、各リーフは円弧状の軌道面を有し、リーフ毎に設けられた駆動装置によって、各別に円弧状の軌道面に沿って移動可能に駆動されるようになっている。なお、第１の絞り体と第２の絞り体を含めて多分割絞り装置と称する場合もある。
【０００５】
さて、図１９に、第２の絞り体の１枚のリーフとそのリーフを駆動する駆動装置が示されている。リーフ１４１は、平面は放射線源へ向けて収束するような扇型形状に形成されるとともに、側面は平板状または楔状に形成され、放射線源を中心に含む円弧状の軌道面を有している。そして、リーフ１４１の円弧状の軌道面すなわち、湾曲した外側端面１４１ｅｄには歯が切られており、この歯に駆動歯車１４３ａが噛み合わされている。この駆動歯車１４３ａは、シャフト１４３ｂの先端に固着されており、シャフト１４３ｂは駆動源であるモータ１４３ｃからウォームギヤ１４３ｄなどの駆動力伝達機構を介して駆動される。なお、駆動量を検出するために、ポテンショメータ１４３ｅやエンコーダ１４３ｆなども配置されており、これらからの情報を基にモータ１４３ｃは図示しない制御手段によって制御され、リーフ１４１を治療部位の形状に近似させた放射線照射野を形成するように所望の位置に設定する。
【０００６】
このように、対峙する単体から成る第１の絞り体を、Ｘ方向に互いに接近、離反するように移動させるとともに、対峙するリーフの集合体から成る第２の絞り体の各リーフを、それぞれ個別にＹ方向に互いに接近、離反するように移動させることを組合せることによって、治療部位の形状に近似させた不規則形状の放射線照射野が形成される。
【０００７】
なお、不規則形状の放射線照射野を、より治療部位の形状に近似させて形成するためには、第２の絞り体の各リーフの厚みを薄く形成して、その枚数を増加させることが必要になる。しかし、リーフの枚数を増加させると、これらを駆動する各駆動装置の数も増加させなければならず、絞り装置が大型化してしまうという問題が生ずる。そこで、第２の絞り体の各リーフを駆動する駆動装置の回転軸を、同軸的に二重または三重の多軸構造に形成して、駆動力伝達系の一部が共通化されるようにすることにより、駆動装置が大型化することを避けながらリーフ枚数の増加を図るようにした多分割絞り装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
この特許文献１に開示された多分割絞り装置は、駆動モータから駆動歯車、伝達歯車、中間歯車など種々の歯車を介してリーフへ駆動力を伝えて、リーフを所望の位置へ移動制御するものであり、リーフの位置をエンコーダやポテンショメータによって検出するようにしている。しかしながら、歯車には必ずバックラッシュを生じさらに磨耗なども生じるため、リーフの位置の検出精度を向上させるには限界があった。さらに、リーフの位置を検出するエンコーダやポテンショメータが複数の歯車で構成されていると、駆動歯車のバックラッシュ分が検出できないため、このことも検出精度向上の障害となっていた。
【０００９】
ところで、リーフの位置検出を複数の歯車を介することなく、リーフに抵抗体を塗布しておくとともに、リーフの移動に伴ってこの抵抗体上をなぞるようなブラシを設けることにより、リーフの移動に伴って検出される抵抗値の変化から、リーフの移動量を検出するようにしたものも提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−１１７４６４号公報
【特許文献２】米国特許第６６９６６９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献２に開示されたものは、リーフに塗布した抵抗体による抵抗値の変化から、リーフの移動量を検出するものであるため、検出精度が低く放射線治療装置における放射線照射野を設定するための多分割絞り装置に適用するには難点があった。
【００１２】
本発明は、歯車のバックラッシュの影響を排除して、リーフの位置を精度よく検出して設定できるようにすることにより、高精度の放射線治療を可能とする放射線治療装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述の課題を解決するため、本発明は、放射線源からの放射線を遮蔽するための複数のリーフを密接して配置し、このリーフを移動することにより、前記放射線源から放射される放射線の照射範囲を制限するようにした放射線治療装置において、前記リーフを移動させる駆動手段と、前記リーフの移動方向に沿って配置した帯状の固定子電極およびこの固定子電極に対峙するように前記リーフに設けた移動子電極とから成る静電エンコーダと、この静電エンコーダの前記固定子電極側から得られる検出情報に基づき、前記リーフを所望の位置へ移動させるように前記駆動手段を制御する制御手段と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、静電エンコーダによってリーフの移動量を直接検知することによって、リーフの位置を制御するようにしたので、駆動モータから種々の歯車を介してリーフへ駆動力を伝える場合の歯車のバックラッシュの影響を排除することができる。そのためリーフの位置を精度よく検出して放射線照射野を設定できるようになり、高精度の放射線治療を可能とする放射線治療装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る放射線治療装置の使用状態を示した外観図である。
【図２】放射線治療装置に備えられている絞り装置の説明図である。
【図３】図２に直交する方向から見た絞り装置の説明図である。
【図４】絞り装置によって形成される放射線照射野の説明図である。
【図５】駆動力伝達系の一部を共通化した絞り装置の配置構成を示した説明図である。
【図６】図５における第１の駆動機構の、一例の詳細を説明するために示した説明図である。
【図７】図６におけるリーフに対する駆動歯車および中間歯車の配置関係を説明するために示した説明図である。
【図８】図５における第２の駆動機構の、一例の詳細を説明するために示した説明図である。
【図９】第１の駆動機構および第２の駆動機構の他の実施態様を示した説明図である。
【図１０】本発明で使用する位置検出機構としての静電エンコーダの一例を示した説明図である。
【図１１】リーフに静電エンコーダを組み合わせた本発明に係る放射線治療装置の一実施例を示した説明図である。
【図１２】隣接するリーフの側面を模式的に示した断面図である。
【図１３】図１２のＡ部を拡大して示した説明図である。
【図１４】リーフに静電エンコーダを組み合わせた他の実施例を示した説明図である。
【図１５】隣接するリーフに静電エンコーダを組み合わる場合の実施例を示した説明図である。
【図１６】図１５に示したリーフと静電エンコーダの組み合わせ状態を、図９のリーフ部分に適用した実施例を示した説明図である。
【図１７】水平に移動するリーフに静電エンコーダを組み合わせた実施例の説明図である。
【図１８】水平に移動するリーフに静電エンコーダを組み合わせた他の実施例の説明図である。
【図１９】多分割絞り装置のリーフを駆動する従来の駆動装置を説明した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る放射線治療装置の実施例について、図１ないし図１８を参照して詳細に説明する。なおこれらの図において、同一部分には同一符号を付して示してある。
【００１７】
先ず、放射線治療装置の概略的な構成について、その使用状態を示した図１を参照して説明する。
【００１８】
図１に示すように放射線治療装置は、大別すると、放射線源からの放射線を被検体Ｐへ照射する放射線照射装置１０と、被検体Ｐを載置して放射線の照射部位の位置決めをする治療台２０と、放射線照射装置１０および治療台２０を始め、放射線治療装置を構成する各機器を有機的に制御する制御装置３０とから構成されている。
【００１９】
放射線照射装置１０は、床に据付られる固定架台１１と、固定架台１１に回転可能に支持された回転架台１２と、回転架台１２の一端から横方向へ延びた先端部に設けられた照射ヘッド１３と、照射ヘッド１３に組み込まれた絞り装置１４とを有している。そして、回転架台１２は固定架台１１の水平な回転中心軸Ｈの周りに、略３６０度にわたって回転可能であり、絞り装置１４も、照射ヘッド１３から照射される放射線の照射軸Ｉの周りに回転可能となっている。なお、回転架台１２の回転中心軸Ｈと放射線の照射軸Ｉとの交点をアイソセンタ（isocenter）ＩＣと称している。また、回転架台１２は、放射線の固定照射はもとより、それ以外の各種の照射態様例えば、回転照射、振子照射、間欠照射などに対応した回転が可能なように構成されている。
【００２０】
一方、治療台２０は、アイソセンタＩＣを中心とする円弧に沿って、矢印Ｇ方向に所定角度範囲にわたって回転可能に床に設置されている。そして、治療台２０の上部には、上部機構２１に支持された被検体Ｐを載置するための天板２２が設けられている。この上部機構２１は、天板２２を矢印ｅで示す前後方向と、矢印ｆで示す左右方向に移動させる機構を備えている。
【００２１】
また、上部機構２１は、昇降機構２３に支持されている。この昇降機構２３は、例えばリンク機構で構成されるもので、矢印ｄで示す上下方向にそれ自体が昇降することによって、上部機構２１および天板２２を所定範囲だけ昇降させるものである。さらに、昇降機構２３は、下部機構２４に支持されている。この下部機構２４は、アイソセンタＩＣから距離Ｌ離れた位置を中心として、矢印Ｆで示す方向に昇降機構２３を回転させる機構を備えている。よって、昇降機構２３とともに、上部機構２１および天板２２が矢印Ｆ方向に所定角度回転可能である。
【００２２】
なお、治療に際して被検体Ｐの位置決めや絞り装置１４による放射線照射野の設定などは、医師などの医療スタッフＤにより制御装置３０に備えられている操作部（図示せず。）を操作することによって行われる。
【００２３】
ところで、放射線治療を実施する際には、悪性腫瘍などの治療部位にのみ放射線を集中的に照射して、正常組織にダメージを与えないようにすることが重要である。この正常組織に極力放射線を照射しないように、放射線照射位置を規制するのが絞り装置１４であり、絞り装置１４は放射線の照射軸Ｉの周りに回転可能に、照射ヘッド１３に組み込まれている。
【００２４】
次に、絞り装置１４の概略構成について説明する。
【００２５】
図２および図３は、絞り装置１４の側面図であり、これらは、絞り装置１４を互いに直交する方向から見た図となっていて、絞り装置１４の容器は図示されていない。また、図４は絞り装置１４によって形成される放射線照射野の説明図である。
【００２６】
絞り装置１４は、タングステンなどの重金属から成る通常２種類の絞り体１４０、１４１によって構成され、これらは放射線源Ｓからの放射線の照射方向に重なるように設けられる。そして、各絞り体１４０、１４１は、図２および図３にそれぞれ符号１４０Ａ、１４０Ｂ、１４１Ａ、１４１Ｂを付して示してあるように、対をなすように分割されて対向配置されている。ここで符号Ａ、Ｂは、各絞り体１４０、１４１が対であることを分かり易くするために便宜上付したものである。
【００２７】
さて、放射線源Ｓに近い側に設けられる第１の絞り体１４０Ａ、１４０Ｂは、図２に示されているように、単体として構成されているとともに、各絞り体１４０Ａ、１４０Ｂの端面を放射線の照射軸Ｉを間にして対峙するように対向配置され、放射線源Ｓを中心に含む同心円上を円弧状の軌道面に沿って矢印Ｘの方向へ移動して、互いに接近、離反するように、駆動装置１４２Ａ、１４２Ｂによって駆動されるようになっている。
【００２８】
一方、放射線源Ｓから遠い側に設けられる第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂも、図３に示されているように円弧状の軌道面を有し、各絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの端面を放射線の照射軸Ｉを間にして対峙するように対向配置され、放射線源Ｓを中心に含む同心円上を円弧状の軌道面に沿って、第１の絞り体１４０Ａ、１４０Ｂに対して直交する方向、すなわち、矢印Ｙの方向に移動して、互いに接近、離反するように、駆動装置１４３Ａ、１４３Ｂによって駆動されるようになっている。
【００２９】
ただし、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂは、図２に示されているように複数のリーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎを密に隣接させた集合体として構成した多分割絞り装置であり、各リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎに、それぞれ駆動装置１４３Ａ１〜１４３Ａｎ、１４３Ｂ１〜１４３Ｂｎが設けられている。すなわち、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの各リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎの軌道面には歯が形成されており、この歯に駆動歯車が噛み合わされ、駆動歯車の軸を駆動装置１４３Ａ１〜１４３Ａｎ、１４３Ｂ１〜１４３Ｂｎで個別に駆動することにより、リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎが所望の位置へ移動させられる。
【００３０】
このように、第１の絞り体１４０Ａ、１４０Ｂを、Ｘ方向に互いに接近、離反するように移動させるとともに、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの各リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎを、それぞれ個別にＹ方向に互いに接近、離反するように移動させることを組合せることによって、図４に示すような、治療部位の形状Ｔに近似させた不規則形状の照射野Ｕを形成する。
【００３１】
ところで、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの各リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎを駆動する場合、駆動装置１４３Ａ１〜１４３Ａｎ、１４３Ｂ１〜１４３Ｂｎの駆動力を駆動歯車に伝えるための回転軸を、同軸的に二重または三重にする多軸構造に形成して、駆動力伝達系の一部を共通化することができる。このような駆動力伝達系を有する絞り装置１４の配置構成を図５に示してある。
【００３２】
図５に示すように、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの各リーフ１４１Ａ１〜１４１Ａｎ、１４１Ｂ１〜１４１Ｂｎの外周側に形成されている歯には、詳細は後で図６ないし図８を参照して説明するが、駆動歯車を含む駆動機構１５０、１８０が結合される。ここで駆動機構１５０（以下、第１の駆動機構という。）は、駆動シャフトを同軸的に二重にしたものを２段組み合わせたものであり、駆動機構１８０（以下、第２の駆動機構という。）は、駆動シャフトを同軸的に二重にしたものと同軸的に三重にしたものとを２段組み合わせたものである。
【００３３】
従って、第１の駆動機構１５０では４枚のリーフを各別に駆動できるとともに、第２の駆動機構１８０では５枚のリーフを各別に駆動できる。そして、例えば、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂがそれぞれ２７枚のリーフで構成されているものとすれば、各絞り体１４１Ａ、１４１Ｂに第１の駆動機構１５０と第２の駆動機構１８０を３組ずつ組み合わせて使用することによって、第１の駆動機構１５０は４枚×３組で１２枚、第２の駆動機構１８０は５枚×３組で１５枚、合計２７枚のリーフを駆動できることになる。
【００３４】
次に、第１の駆動機構１５０について図６を参照して詳細に説明する。図６は、１例として２組の第１の駆動機構１５０によって、８枚のリーフ１４１を駆動する様子を示したものであり、図が複雑になるのを避けるために、便宜上一部のリーフ１４１ａ〜１４１ｎに符号を付して示している。ここで、２組の第１の駆動機構１５０を駆動機構１５０Ａと駆動機構１５０Ｂに分け、両者は同様の構成なので、一方の駆動機構１５０Ａについてのみ説明するものとする。なお、駆動機構１５０Ａでは４枚のリーフ１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃおよび１４１ｄを駆動する。
【００３５】
駆動機構１５０Ａは、上下２段に並行に配置された同軸的に回転可能な２本の二重軸５０ａ、５０ｂを有しており、上段の二重軸５０ａは筒状軸５１ａ内を中心軸５２ａが通り、下段の二重軸５０ｂは筒状軸５１ｂ内を中心軸５２ｂが通っている。そして、筒状軸５１ａの先端に駆動歯車５３ａが嵌着されており、この駆動歯車５３ａはリーフ１４１ａの歯に噛み合わされている。筒状軸５１ａの基端には中間歯車５４ａが嵌着されており、この中間歯車５４ａは駆動モータ６０ａの駆動軸に嵌着された出力歯車５５ａに噛み合わされている。
【００３６】
一方、下段の二重軸５０ｂの筒状軸５１ｂの両端にそれぞれ中間歯車５４ｂ、５４ｃが嵌着されており、先端側の中間歯車５４ｂはリーフ１４１ｂの歯に噛み合わされる駆動歯車５３ｂに噛み合わされている。また、筒状軸５１ｂの基端側の中間歯車５４ｃは、駆動モータ６０ｄの駆動軸に嵌着された出力歯車５５ｂに噛み合わされている。なお、筒状軸５１ｂの両端に嵌着されている中間歯車５４ｂ、５４ｃの中心部には軸受５６が形成されており、この軸受５６に支持されて中心軸５２ｂが回転可能になっている。さらに、中心軸５２ｂの先端には中間歯車５４ｄが嵌着されており、この中間歯車５４ｄはリーフ１４１ｃの歯に噛み合わされる駆動歯車５３ｃに噛み合わされているとともに、その基端は駆動モータ６０ｃの駆動軸に結合されている。
【００３７】
さらにまた、上段の二重軸５０ａの筒状軸５１ａの先端に嵌着された駆動歯車５３ａおよび基端に嵌着された中間歯車５４ａの中心部には軸受５６が形成されており、駆動歯車５３ｂおよび駆動歯車５３ｃの中心部にも軸受５６が形成されていて、これらは直線状に配置されている。そして、これらの軸受５６に中心軸５２ａが支持されて回転可能になっており、中心軸５２ａの先端にはリーフ１４１ｄの歯に噛み合わされる駆動歯車５３ｄが嵌着されているとともに、その基端は駆動モータ６０ｄの駆動軸に結合されている。
【００３８】
このように、リーフ１４１の歯に近い方、すなわち上段の二重軸５０ａの中心軸５２ａには、所定の間隔をおいて２つの駆動歯車５３ｂ、５３ｃが軸受５６を介して係合され、２つの駆動歯車５３ｂ、５３ｃに下段の二重軸５０ｂの筒状軸５１ｂの先端側の中間歯車５４ｂと、中心軸５２ｂの先端の中間歯車５４ｄとが噛み合わされた構成となっている。
【００３９】
このようなリーフ１４１に噛み合わされる駆動歯車５３a、５３ｂ、５３ｃ、５３dと、駆動歯車５３ｂ、５３ｃに噛み合わされる中間歯車５４ｂ、５４ｄとの関係は、図６におけるリーフ１４１の側面方向から見た平面図に相当する図７に示されている。ただし、本来同軸上にある駆動歯車５３a、５３ｂ、５３ｃ、５３dであるが、これらはそれぞれ異なるリーフ１４１の外周側の歯に噛み合わされるので、図７では、軸をずらせて示してあり、中間歯車５４ｂ、５４ｄも同様である。
【００４０】
よって、駆動モータ６０ａ〜６０ｄを駆動することにより、その回転が一方の二重軸５０ａの筒状軸５１ａおよび中心軸５２ａについては、それぞれ駆動歯車５３ａ、５３ｄに直接伝達されてリーフ１４１ａ、１４１ｄを移動させ、他方の二重軸５０ｂの筒状軸５１ｂおよび中心軸５２ｂについては、中間歯車５４ｂ、５４ｄを介して、それぞれ駆動歯車５３ｂ、５３ｃに伝達されてリーフ１４１ｂ、１４１ｃを移動させる。なお駆動モータ６０ａ〜６０ｄは、減速機やブレーキなどを一体的に組み合わせたものでよい。またリーフ１４１は、図７に矢印で示すように、外周側の歯に沿って弧状に移動するものであることは言うまでもない。
【００４１】
次に、第２の駆動機構１８０について図８を参照して説明する。図８は、１例として２組の第２の駆動機構１８０によって、１０枚のリーフ１４１を駆動する様子を示したものであり、ここでも図が複雑になるのを避けるために、便宜上一部のリーフ１４１ｅ〜１４１ｎに符号を付して示している。ここで、２組の第２の駆動機構１８０を駆動機構１８０Ａと駆動機構１８０Ｂに分け、両者は同様の構成なので、一方の駆動機構１８０Ａについてのみ説明するものとする。なお、駆動機構１８０Ａでは５枚のリーフ１４１ｅ、１４１ｆ、１４１ｇ、１４１ｈおよび１４１ｉを駆動する。
【００４２】
駆動機構１８０Ａは、上下２段に並行に配置された同軸的に回転可能な三重軸８０ａと二重軸８０ｂを有し、これらは駆動力伝達系の一部が共通化されるように組み合わされている。上段に位置する三重軸８０ａは、第１の筒状軸８１ａと第２の筒状軸８２ａが同軸的に配置され、さらに第２の筒状軸８２ａ内を中心軸８３ａが通って、互いに干渉することなく回転可能に構成されている。一方、下段に位置する二重軸８０ｂは、筒状軸８１ｂ内を中心軸８２ｂが通っており、両者は互いに干渉することなく回転可能に構成されており、この二重軸８０ｂの構成は図６で説明した二重軸５０ｂと同様である。
【００４３】
そして、三重軸８０ａの第１の筒状軸８１ａの先端には駆動歯車５３ｅが嵌着されており、この駆動歯車５３ｅはリーフ１４１ｅの歯に噛み合わされている。また、第１の筒状軸８１ａの基端には中間歯車８４ａが嵌着されており、この中間歯車８４ａは駆動モータ６０ｅの駆動軸に嵌着された出力歯車８５ｅに噛み合わされている。さらに、第１の筒状軸８１ａの両端に嵌着されている駆動歯車５３ｅおよび中間歯車８４ａは、それぞれ中心部に軸受５６を有しており、この軸受５６に支持された第２の筒状軸８２ａが第１の筒状軸８１ａ内を通っている。そして、第２の筒状軸８２ａの先端には駆動歯車５３ｇが嵌着されており、この駆動歯車５３ｇはリーフ１４１ｇの歯に噛み合わされている。さらに、第２の筒状軸８２ａの基端には中間歯車８４ｂが嵌着されており、この中間歯車８４ｂは駆動モータ６０ｇの駆動軸に嵌着された出力歯車８５ｇに噛み合わされている。
【００４４】
一方、二重軸８０ｂの筒状軸８１ｂの両端にそれぞれ中間歯車８４ｃ、８４ｄが嵌着されており、先端側の中間歯車８４ｃはリーフ１４１ｆの歯に噛み合わされている駆動歯車５３ｆに噛み合わされている。また、筒状軸８１ｂの基端側の中間歯車８４ｄは、駆動モータ６０ｆの駆動軸に嵌着された出力歯車８５ｆに噛み合わされている。なお、筒状軸８１ｂの両端に嵌着されている中間歯車８４ｃ、８４ｄの中心部には軸受５６が形成されており、この軸受５６に支持されて中心軸８２ｂが筒状軸８１ｂ内に回転可能に挿通されている。さらに、中心軸８２ｂの先端には中間歯車８４ｅが嵌着されており、この中間歯車８４ｅはリーフ１４１ｈの歯に噛み合わされている駆動歯車５３ｈに噛み合わされているとともに、その基端は駆動モータ６０ｈの駆動軸に結合されている。
【００４５】
なお、リーフ１４１ｆの歯に噛み合わされている駆動歯車５３ｆの中心部にも軸受５６が形成されており、三重軸８０ａの第２の筒状軸８２ａはこの軸受５６に支持されて駆動歯車５３ｆを貫通し、先端に駆動歯車５３ｇを嵌着している。さらに、第２の筒状軸８２ａの先端に嵌着された駆動歯車５３ｇと基端に嵌着された中間歯車８４ｂ、およびリーフ１４１ｈの歯に噛み合わされている駆動歯車５３ｈにも軸受５６が形成されていて、これらは直線状に配置されており、この軸受５６に支持されて三重軸８０ａの中心軸８３ａが挿通されている。そして、中心軸８３ａの先端に駆動歯車５３ｉが嵌着され、この駆動歯車５３ｉはリーフ１４１ｉの歯に噛み合わされている。
【００４６】
このように、リーフ１４１の歯に近い方、すなわち上段に位置する三重軸８０ａの中心軸８３ａには、駆動歯車５３ｇ、５３ｈが軸受５６を介して係合され、第２の筒状軸８２ａには、駆動歯車５３ｅ、５３ｆが軸受５６を介して係合されて、２つの駆動歯車５３ｆ、５３ｈに下段の二重軸８０ｂの筒状軸８１ｂの先端側の中間歯車８４ｃと中心軸８２ｂの先端の中間歯車８４ｅが噛み合わされた構成となっている。
【００４７】
よって、駆動モータ６０ｅ〜６０ｉを駆動することにより、その回転が上段の三重軸８０ａの第１の筒状軸８１ａ、第２の筒状軸８２ａおよび中心軸８３ａを介して、それぞれ駆動歯車５３ｅ、５３ｇ、５３ｉに伝達されてリーフ１４１ｅ、１４１ｇ、１４１ｉを移動させ、下段の二重軸８０ｂの筒状軸８１ｂおよび中心軸８２ｂについては、中間歯車８４ｃ、８４eを介してそれぞれ駆動歯車５３ｆ、５３ｈに伝達されてリーフ１４１ｆ、１４１ｈを移動させる。なお駆動モータ６０ｅ〜６０ｉは、減速機やブレーキなどを一体的に組み合わせたものでよい。
【００４８】
なお、図６および図８に示した駆動機構１５０および駆動機構１８０の構成を、図９に示すように、一部変更した態様にすることも可能である。この場合、駆動機構１５０および駆動機構１８０とも同様な変更を施すことになるので、ここでは、駆動機構１５０Aについて、図９と図６とを対比しながらその実施態様を説明する。なお、図９において図６と同一部分には同一符号を付してある。
【００４９】
すなわち、上下２段に並行に配置されて同軸的に回転可能な２本の二重軸５０ａ、５０ｂを有する駆動機構１５０Aにおいて、各駆動モータ６０ａ〜６０ｄの回転軸に夫々ウォーム歯車６１ａ〜６１ｄを結合し、ウォーム歯車６１ａを筒状軸５１ａの基端の中間歯車５４ａをウォームホイル６２ａに変更してこれに噛み合わせ、ウォーム歯車６１ｂを中心軸５２ａの基端に新たに嵌着したウォームホイル６２ｂに噛み合わせ、ウォーム歯車６１ｃを中心軸５２ｂの基端に新たに嵌着したウォームホイル６２ｃに噛み合わせ、ウォーム歯車６１ｄを筒状軸５１ｂの基端の中間歯車５４ｃをウォームホイル６２ｄに変更してこれに噛み合わせるようにするものである。
【００５０】
ここまで、図５ないし図９を参照して、リーフ１４１を駆動する駆動機構１５０、１８０について説明したが、次に、リーフ１４１の位置を高精度に検出することによって、精度良く放射線照射野を設定するための、位置検出機構について説明する。
【００５１】
本発明で採用する位置検出機構を、概念的な構成図として図１０に示してある。すなわち、この位置検出機構は、フィルム状の固定子電極２１０の上に、同じ素材で形成された移動子電極２２０を乗せた静電エンコーダ２００であり、電極のみで構成された厚さが例えば０．２ｍｍ程度の薄いものである。なお、固定子電極２１０はスケールと呼ばれ、レール状に４相の誘導電極が形成されており、移動子電極２２０はヘッド部と呼ばれ、櫛歯状電極が形成されている。そして、移動子電極２２０には信号線や給電線は接続されず、固定子電極２１０側に受信回路２１１、２１２が接続される。
【００５２】
そこで、固定子電極２１０上で移動子電極２２０を移動させると、静電誘導の原理によりに移動子電極２２０の櫛歯状電極にプラスとマイナスの電荷が交互に誘起されるので、この電荷の分布を固定子電極２１０の４相の誘導電極で検出する。そして、検出した信号を受信回路２１１、２１２で増幅して、「ＲＥＡＬ」分と「ＩＭＡＧ」分の複素数成分として取り出し、これをベクトルとして処理することにより、移動子電極２２０の変位距離に相当する位相量を呈するＡＢ２相パルスが得られる。
【００５３】
そこで、このＡＢ２相パルスを、被検体の治療部位の形状Ｔに適した放射線照射野Ｕに合わせるための、各リーフ１４１の駆動用の制御信号として、放射線治療装置の制御装置３０（図１参照）へ供給し、使用される。
【００５４】
このような位置検出機構としての静電エンコーダ２００を、リーフ１４１に適用した場合の一例を図１１に示してある。
【００５５】
すなわち、図１１は図７と同様に、第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂの内の或る１枚のリーフ１４１の平面図であり、リーフ１４１の矢印で示す弧状の移動方向に沿って静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を配置するとともに、固定子電極２１０に対峙するように移動子電極２２０をリーフ１４１に設けている。なお、固定子電極２１０の後端側は受信回路２１１、２１２（図１０参照。）に接続されているとともに、絞り装置１４（図１参照。）の図示しない容器側に固定されている。
【００５６】
また、リーフ１４１は、先端側（図１１の左側。）の約半分は放射線の遮蔽用として使用され、残りの後端側（図１１の右側。）はリーフの保持と駆動に使用されている。そのため、後端側の部分に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を位置させ、リーフ１４１を移動子電極２２０とともに、固定子電極２１０に沿って移動させるようにする。
【００５７】
従って、リーフ１４１を移動させることによって、静電エンコーダ２００の固定子電極２１０に沿って、リーフ１４１とともに移動子電極２２０も移動し、この移動子電極２２０の移動量に応じた信号が、固定子電極２１０に接続されている受信回路２１１、２１２から検出される。よって、この検出信号が放射線治療装置の制御装置３０（図１参照。）へ供給されて、各リーフ１４１を駆動する駆動機構１５０、１８０の制御信号として利用され、治療部位の形状Ｔに適した放射線照射野Ｕを形成するようにリーフ１４１の開閉移動を制御する。なお、図１１は、リーフ１４１が図の右側に最大限後退して、放射線照射野が最も大きくなる状態にあり、リーフ１４１が図の左側に移動するのに従って放射線照射野は狭くなることを示している。
【００５８】
ところで、多分割絞り装置は、隣接するリーフ１４１同士の間に隙間ができないようにした集合体として構成されているので、隣接するリーフ１４１相互の間に固定子電極２１０を配置することは極めて困難を伴うことになる。そこで本発明の１つの実施例では、隣接するリーフ１４１の隙間から放射線が漏洩するのを防止するために、リーフ１４１に形成されている凹凸部の凹部に静電エンコーダ２００を配置するものとする。
【００５９】
すなわち、隣接するリーフ１４１の側面を模式的な断面図で示すと、図１２に示すように、リーフ１４１にはその幅方向の中央部付近に、弧状の移動方向に沿って凹凸部１４１Ｘが形成されている。そこで、図１２のＡ部を拡大すると、この凹凸部１４１Ｘは図１３のようになり、隣接するリーフ１４１について見ると、一方のリーフ１４１の凸部が他方のリーフ１４１の凹部に係合し、凹凸部１４１Ｘにおける凸部と凹部の間に微小の隙間Ｇｐが形成されていることが分かる。そこで、この隙間Ｇｐに、静電エンコーダ２００を配置するようにする。
【００６０】
この場合、静電エンコーダ２００の移動子電極２２０は、リーフ１４１に固定されるので問題はないが、静電エンコーダ２００の固定子電極２１０は、薄いフィルム状を呈しているので、配置上不安定になりかねない。そのような虞がある場合は、固定子電極２１０をある程度の硬さのある樹脂などの補強用の支持部材に貼付して所定の場所に配置するようにする。
【００６１】
なお、図１２、図１３に矢印で示すように、リーフ１４１の上方から照射される放射線が、隣接するリーフ１４１同士の隙間に進入したとしても、この凹凸部１４１Ｘで遮断されることにより、放射線はリーフ１４１の下方へ通過することはなく、凹凸部１４１Ｘはこのような放射線の漏洩防止を目的として形成されている。
【００６２】
また第２の実施例としては、図１４に示すように、保持と駆動に使用されているリーフ１４１の後端側部分に、移動方向に沿って弧状の切り欠き１４１Ｈを形成しておき、この切り欠き１４１Ｈ部分に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を配置するようにした。この場合も、固定子電極２１０に対峙するように移動子電極２２０をリーフ１４１に設けることは言うまでもない。なお図１４も、リーフ１４１が図の右側に最大限後退して、放射線照射野が最も大きくなる状態にあり、リーフ１４１が図の左側に移動するのに従って放射線照射野は狭くなることを示している。
【００６３】
これまで図１１ないし図１４を参照して、１枚のリーフ１４１に対する静電エンコーダ２００の固定子電極２１０と移動子電極２２０の配置について説明したが、何れもリーフ１４１に対しては、放射線の入射方向のほぼ中間部に静電エンコーダ２００を配置するものとしていた。しかし、隣接するリーフ１４１に対して、静電エンコーダ２００の位置を、放射線の入射方向に沿って交互にずらせて配置するようにすることもできる。
【００６４】
このような配置例が図１５に示されている。ここで図１５は、図６、図８および図９に示されている集合体としてのリーフ１４１部分を切り出して示したものであり、放射線は第２の絞り体１４１Ａ、１４１Ｂを構成しているリーフ１４１に対して、図の上方から下方へ向けて照射されることになる。
【００６５】
すなわちこの実施例では、図１５に示されているように、例えばリーフ１４１ａに対しては、放射線源から遠い側に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０と移動子電極２２０を配置し、リーフ１４１ｂに対しては、放射線源に近い側に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０と移動子電極２２０を配置するようにする。さらに次のリーフに対しては、放射線源から遠い側に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０と移動子電極２２０を配置する如く、隣接するリーフ１４１について、静電エンコーダ２００の設置位置を、放射線の入射方向に沿って交互にずらせている。従って、このようにすれば、リーフ１４１をより薄くしても静電エンコーダ２００の配置スペースを確保することができる。
【００６６】
なお、このような図１５に示したリーフ１４１部分を、リーフ１４１の駆動機構１５０、駆動機構１８０を説明した図９のリーフ１４１部分に置き換えて示すと、図１６のようになることは言うまでもない。
【００６７】
以上詳述したように本発明によれば、静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を、リーフ１４１の移動方向に沿って配置するとともに、この固定子電極２１０に対峙するように、移動子電極２２０をリーフ１４１に設けることにより、固定子電極２１０からリーフ１４１の移動量を直接検知することができる。よって、駆動モータから出力歯車、中間歯車、駆動歯車など種々の歯車を介してリーフへ駆動力を伝える場合の歯車のバックラッシュの影響を排除することができる。また、リーフの位置を精度よく検出して放射線照射野を設定できるようになり、高精度の放射線治療を可能とする放射線治療装置が提供される。
【００６８】
さらに、静電エンコーダ２００は極めて薄く形成することができるので、隣接するリーフ１４１の間に配置するのが容易であり、加えて、移動子電極２２０には電気的な配線を必要とせず、固定子電極２１０から検出信号を取り出すので、放射線照射野設定の信頼性をより高めることができる。
【００６９】
なお本発明は、上述の一実施例に限定されることなく要旨を逸脱しない範囲で種々の態様での実施が可能である。例えば、ここまでは、リーフ１４１が円弧状の軌道面を有するものとして説明したが、図１７、図１８に示すように、直方体の一端が半円状に形成された水平に移動するリーフ１４１の位置検出にも適用できる。
【００７０】
すなわち、図１７に示したものは、水平に移動するリーフ１４１の面に平行に、静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を水平方向に直線的に配置し、この固定子電極２１０に対峙するように、静電エンコーダ２００の移動子電極２２０をリーフ１４１に固定したものである。この場合固定子電極２１０は、図１１ないし図１３で説明したものと同様に、リーフ１４１に形成されている凹凸部１４１Ｘにおける凸部と凹部の間の微小隙間Ｇｐに配置させれば良い。
【００７１】
また、図１８に示したものは、図１４で説明したものと同様に、リーフ１４１の後端側部分に、水平の移動方向に沿って直線状の切り欠き１４１Ｈを形成しておき、この切り欠き１４１Ｈ部分に静電エンコーダ２００の固定子電極２１０を配置したものである。この場合も、固定子電極２１０に対峙するように、移動子電極２２０をリーフ１４１に設けることは言うまでもない。なおこれらの図でも、リーフ１４１が図の右側に最大限後退して、放射線照射野が最も大きくなる状態にあり、リーフ１４１が図の左側に移動するのに従って放射線照射野は狭くなることを示している。
【符号の説明】
【００７２】
５３  駆動歯車
１４１  リーフ
２００  静電エンコーダ
２１０  固定子電極
２２０  移動子電極
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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