(57)【要約】【課題】リーフの端面領域における放射線の漏れをできるだけ回避するようなマルチリーフコリメータを提供する。【解決手段】特に放射線治療器具（２０）のためのマルチリーフコリメータ（１）であって、摺動方向（３）に沿って摺動可能な複数のリーフ（４）を、放射方向（５）で分散するビームの吸収のために有しており、摺動方向（３）に関して互いに向かい合って位置するリーフの、互いに向かい合う端面（７）が閉鎖位置（６）へと移動可能である形式のものにおいて、閉鎖位置（６）で、少なくとも所定の数のリーフ（４）の端面（７）が、放射方向（５）に関して少なくとも１つの部分領域でオーバーラップする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特に放射線治療器具（２０）のためのマルチリーフコリメータ（１）であって、摺動方向（３）に沿って摺動可能な複数のリーフ（４）を、放射方向（５）で分散するビームの吸収のために有しており、摺動方向（３）に関して互いに向かい合って位置するリーフの、互いに向かい合う端面（７）が閉鎖位置（６）へと移動可能である形式のものにおいて、
閉鎖位置（６）で、少なくとも所定の数のリーフ（４）の端面（７）が、放射方向（５）に関して少なくとも１つの部分領域でオーバーラップすることを特徴とする、マルチリーフコリメータ。
【請求項２】
端面（７）が互いに係合するように成形されている、請求項１記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項３】
互いに係合するように成形された端面（７）が、互いに対応する表面プロフィールを有している、請求項２記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項４】
端面（７）が部分領域で平滑に湾曲されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項５】
端面（７）が、丸く面取りされた縁部を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項６】
端面（７）がそれぞれサイン曲線状の端面形状を有している、請求項４または５記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項７】
サイン曲線状の端面形状が、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍの範囲の振幅（ｘ）を有している、請求項６記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項８】
端面（７）が、互いに係合するために互いに対応する凹面状および凸面状に形成されている、請求項４または５記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項９】
各端面（７）が、約２００ｍｍ〜約８００ｍｍの範囲の曲率半径（Ｒ）を有している、請求項８記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項１０】
端面（７）の表面プロフィールが少なくとも１つの段部を有している、請求項１から９までのいずれか１項記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項１１】
端面（７）が閉鎖位置（６）で、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲でオーバーラップしている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項１２】
複数のリーフが種々異なる平面でグループ化されて配置されている、請求項１１記載のマルチリーフコリメータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に放射線治療器具のためのマルチリーフコリメータ（Lamellenkolimator)であって、摺動方向に沿って摺動可能な複数のリーフ(Lamellen)を、放射方向で分散するビームの吸収のために有しており、摺動方向に関して互いに向かい合って位置するリーフの、互いに向かい合う端面が閉鎖位置へと移動可能である形式のものに関する
【背景技術】
【０００２】
放射線治療器具では、例えばＸ線を治療のために使用する場合には、放射線の照準を合わせるためにマルチリーフコリメータが使用される。例えば腫瘍治療で、特に、高エネルギの電磁放射線または粒子放射線を使用する場合には、放射線の照準合わせは実質的に、吸収によってのみ行われる。このために、マルチリーフコリメータが、相応の放射源の所定の放射線経路に取り付けられる。このようなマルチリーフコリメータは複数の互いに摺動可能な、吸収性材料、例えばタングステンから成るリーフを有している。放射線の方向でのリーフの厚さは、吸収性の材料における放射線の最終的な進入深さに基づき、その都度の使用のための放射線エネルギに合わせられている。このような形式のマルチリーフコリメータは例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６３９８６１号明細書またはＷＯ００／４６８１３号明細書に記載されている。複数のリーフは、互いに向かい合って位置する２つのパッケージに平行または幾分半円形状に配置されているので、コリメータの位置によって規定される、放射線方向に対して直交するほぼ１つの平面にある摺動方向で、それぞれその端面で互いに近づくように、または互いに離れるように動くことができる。それぞれ端面側で互いに向かい合って位置するリーフは、互いに向かって閉鎖位置まで調節することができる。従って全体として、任意の横断面を有した開口を調節することができ、この開口の外側では放射線がリーフによって吸収される。イレギュラーな横断面形状の調節のためには、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６３９８６１号明細書に記載のように部分的に特に細いリーフを有したコリメータが使用される。これにより例えば、治療目的の使用のために放射したい領域を正確に調節することができる。
【０００３】
特に治療目的の使用に関しては、放射線被爆を空間的および時間的にできるだけ正確に規定できることが重要である。例えば周辺区域における、被爆のために規定されていない領域への拡散や共放射といった副作用は、この場合、限定要因を成す。このような副作用を最小にするために、一方では、その縁部で放射線を散乱させる恐れのあるリーフのジオメトリが重要である。他方では、目標位置および実際位置を十分正確に一致させねばならない、リーフのための調節機構の精度が重要である。さらにリーフの吸収率が重要である。冒頭で述べた形式のコリメータでは、不都合な部分的な放射線透過が、漏れ、即ち透過率として知られている。このような問題は特に、リーフが閉鎖位置に調節されている場合に、リーフの端面で生じると欠点である。特に端面の間で延びている放射線部分は透過される。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６３９８６１号明細書
【特許文献２】ＷＯ００／４６８１３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、請求項１の上位概念に記載の形式のマルチリーフコリメータを改善して、リーフの端面領域における放射線の漏れをできるだけ回避するようなマルチリーフコリメータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は本発明によれば、請求項１の上位概念の形式のマルチリーフコリメータであって、閉鎖位置で、端面が、放射方向に関して部分的にオーバーラップすることによりシールド効果が強化されたリーフデザインを有しているものにより解決される。
【発明の効果】
【０００６】
閉鎖位置でこのようにオーバラップすることにより、放射方向で、実質的にやや相反するように拡開されて分散する、放射源から放射された放射線束の放射のために、端面を平行に配向することが回避される。従って全ての放射線が必然的に、リーフの吸収材料に進入させられ、端面間の直接的な放射透過は回避される。さらに、端面間の直接的なコンタクトの必要性は回避される。これにより従来の装置に比べて、リーフの調節機構に関して維持すべき許容誤差は高められる。従来の装置では、端面が、放射線束の放射線部分に対して平行に向けられていたので、閉鎖位置における放射線透過は端面の直接的なコンタクトによってしか減じることができない。このことは結果として、リーフの調節機構に関する許容誤差範囲を狭めるという欠点を有し、リーフにおける応力による早期の材料疲労を引き起こす。従って、端面のオーバラップは、効果的な放射線吸収とその他の同じ機能性のもとで調節機構の負荷軽減につながる。リーフの側方の縁部では、リーフの横方向の傾斜位置による放射線の透過が大きく減じられる。
【０００７】
オーバラップにより規定される、シールド効果を高めるリーフのデザインは有利には、部分的に互いに係合するように形成された端面形状により実現される。従って、任意の方向から入射する放射線にとって、妨げられない透過はもはや不可能である。放射線は吸収性のリーフ材料に進入しなければならない。部分的に互いに係合することはこの場合、少なくとも１つの、放射方向で延びる部分領域における係合を意味する。
【０００８】
このために有利には、リーフの端面に少なくとも対応する表面形状が設けられている。このことは、閉鎖位置において互いに端面側で向かい合って位置するリーフの端面の形状が、ネガティブな嵌合型として規定されていることを意味している。
【０００９】
マルチリーフコリメータの有利な構成では端面に平滑な湾曲部が設けられている。これは特に、開放されたリーフのもとでの放射線ガイドを損なわない吸収の強い端面ジオメトリの実現のために適している。例えば角隅及び段部のような、非連続的な表面構造の存在により、散乱が高められることがあるからである。
【００１０】
有利には特に、リーフの縁部が丸く面取りされている。このことは、開放されたリーフのもとでの散乱作用を減じるのに寄与する。
【００１１】
マルチリーフコリメータの別の有利な構成では、閉鎖位置における改善された放射シールドのために設けられている部分領域の複数の端面に、サイン曲線状の表面プロフィールが設けられている。このプロフィールは、平滑に湾曲された端面プロフィールの、技術的に簡単に実現される一実施例である。
【００１２】
特にＸ線の使用のために、端面のサイン曲線状のプロフィールの振幅が、約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍであると有利である。
【００１３】
さらに、マルチリーフコリメータの別の有利な構成では、閉鎖位置で互いに向かい合って位置する、互いに係合する端面が、互いに対応するように、凹状および凸状に湾曲されている。
【００１４】
特にＸ線の使用のために、凹状および凸状の端面の曲率半径が、約２００ｍｍ〜８００ｍｍの範囲にあると有利である。
【００１５】
さらに、マルチリーフコリメータの別の適当な構成では、端面が部分領域で段部または段状部を有している。このような端面ジオメトリは特に、リーフ材料を通る放射線の経路を延長し、従って比較的大きな進入深さを特徴とする特に高エネルギの放射線の使用時に使用可能である。特別に高い吸収性の材料を選択することにより、段部または段状部における散乱効果を減じることができる。
【００１６】
特にＸ線を使用するためのマルチリーフコリメータの有利な構成では、端面のオーバラップ領域の幅が、約０．１ｍｍ〜約１ｍｍの範囲にある。
【００１７】
さらに、改善された放射線シールドのためのマルチリーフコリメータは、複数のリーフが種々異なる平面にグループ化されて配置されるように形成されている。例えば、端面側で互いに向かい合って位置するリーフは、閉鎖位置で、１８０°ではない角度をなしている。これによりこれらのリーフが１つの同じ平面に配置されることはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１９】
図１には、マルチリーフコリメータ１が平面図で概略的に示されている。マルチリーフコリメータ１は、ケーシング２と、調節機構を介して摺動方向３に沿って調節可能な複数のリーフ４とを有している。調節機構はケーシング２に取り付けられている。リーフ４は、放射源１０からの放射線束１１のビームを吸収する（図２参照）。放射線束１１は主分散方向を有しており、この方向は実質的に、通常、幾分、拡がる放射線束１１の中心軸線によって規定されている。このような主分散方向は、放射方向５と記載され、この図１では、図平面に対して垂直に示されている。リーフ４は、互いに接近するように閉鎖位置６まで調節可能である。閉鎖位置では、互いに向かい合うリーフ４の端面７の間の間隔は最小である。リーフ４の調節により、マルチリーフコリメータ１を放射方向５で通過する放射線束１１のために開口を、通過する放射線束１１の横断面が、規定された放射領域８の縁部区域９にまで相応するように設定することができる。
【００２０】
図２には、従来のマルチリーフコリメータ１を通る放射線経路が概略的に側方図で示されている。マルチリーフコリメータ１は操作側で、放射方向５に沿ってケーシング２の部分によって制限される。この図面では、摺動方向３に沿って可動なリーフ４が明らかに示されている。これらのリーフ４は、端面７で互いに向き合っており、放射方向５で約１６０ｍｍの延びａを有している。放射源１０から、相反する方向に拡がる放射線束１１の形のビームが出ている。その横断面はリーフ４の調節により影響される。リーフ４には丸く面取りされた縁部１２が設けられている。ここに示された従来のマルチリーフコリメータ１のリーフ４では、端面７は放射方向５に対して平行に向けられている。
【００２１】
図３には、閉鎖位置にある、マルチリーフコリメータ１の端面側で互いに向かい合って位置する２つのリーフが側方図で示されている。一方のリーフ４Ａは中央領域で、凸状に湾曲された端面７Ａを有しており、この実施例ではその曲率半径Ｒは約５００ｍｍである。湾曲は連続的に、丸く面取りされた縁部１２Ａに移行していて、この縁部１２Ａは、曲率半径Ｒにほぼ相当する曲率半径Ｒ′を有している。向かい合って位置するリーフ４Ｂの端面７Ｂは正確に嵌合するように凹面状に成形されている。この凹面状の成形は、凸状に丸く面取りされた縁部１２Ｂに移行している。この縁部の曲率半径は、縁部１２Ａの曲率半径にほぼ相当していて、即ち約５００ｍｍである。リーフ４Ａと４Ｂとがオーバーラップする領域は、摺動方向３で約０．５ｍｍの幅を有している。放射方向５で、拡がる放射線束１１は分散している。
【００２２】
図４には、閉鎖位置６にある、マルチリーフコリメータ１の、端面側で互いに向かい合って位置する２つのリーフ４Ａ，４Ｂが側方図で示されている。端面７Ａ，７Ｂの形状は、図３と同様であるが、相違点は、両端面が中央に約０．５ｍｍ幅の段部１４を有していて、放射方向５でこの段部に続くこれらの端面の形状が、図３の形状とは異なり、鏡像的になっていることである。段部の幅により、摺動方向３でのオーバーラップ領域の幅が規定されている。放射方向５で、拡がる放射線束１１は分散している。
【００２３】
図５には、閉鎖位置６にある、マルチリーフコリメータ１の、端面側で互いに向かい合って位置する２つのリーフ４Ａ，４Ｂが側方図で示されている。端面７Ａ，７Ｂはサイン曲線状の表面プロフィールを有しており、これらの表面プロフィールはそれぞれ凸状に丸く面取りされた縁部１２Ａ，１２Ｂにそれぞれ移行している。この縁部１２Ａ，１２Ｂの曲率半径Ｒ′は、ほぼ同じ大きさであり、図３及び図４と同様に約５００ｍｍである。サイン曲線プロフィールの振幅ｘは約０．２ｍｍである。摺動方向３のオーバーラップ領域の幅は、振幅の２倍に相当する。放射方向５で、拡がる放射線束１１は分散している。
【００２４】
図６には、放射線治療器具２０の概略的な構成が示されている。この放射線治療器具２０は、中央ユニット２１と放射ヘッド２２とを有している。放射ヘッド２２には、上述した形式のマルチリーフコリメータ１が取り付けられている（図２参照）。マルチリーフコリメータ１を通過する、所定の放射横断面を有した放射線束１１は、放射ヘッド２２から放射方向５で出射し、治療目的で使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】放射方向に対して垂直な平面でマルチリーフコリメータを示した図である。
【図２】図示した放射線経路を有する従来のマルチリーフコリメータを放射線源とともに示した側方図である。
【図３】凸状の端面および丸く面取りされた凹状の端面を有した、互いに向かい合って位置する２つのリーフを閉鎖位置で示した側方図である。
【図４】端面に設けられた段部を有した、互いに向かい合って位置する２つのリーフを閉鎖位置で示した側方図である。
【図５】サイン曲線状の端面を有した、互いに向かい合って位置する２つのリーフを閉鎖位置で示した側方図である。
【図６】マルチリーフコリメータを有した放射線治療器具を示した図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  マルチリーフコリメータ、  ２  ケーシング、  ３  摺動方向、  ４，４Ａ，４Ｂ  リーフ、  ５  放射方向、  ６  閉鎖位置、  ７，７Ａ，７Ｂ  端面、  ８  放射領域、  ９  縁部区域、  １０  放射源、  １１  放射線束、  １２，１２Ａ，１２Ｂ  縁部、  １４  段部、  ２０  放射線治療器具、  ２１  中央ユニット、  ２２  放射ヘッド
【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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