(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線治療用の輪郭コリメータであって、
前後の面と、前後の面の上下に位置する第１端部と第２端部とを有するプレート形状の複数の絞り部材（１３，１４）を備え、前記絞り部材（１３，１４）が各々可動に配置され、前記絞り部材（１３，１４）の移動が、各絞り部材（１３，１４）の第１端部に作用するように、前記絞り部材（１３，１４）の前記第１端部の側に設けられた駆動装置（１７，１７’）によって行われ、前記駆動装置（１７，１７’）に隣接して設けられた支持部（２９，２９’）によって、各絞り部材（１３，１４）の前記第１端部が摺動可能に支持されることにより、各絞り部材（１３，１４）が前記駆動装置（１７，１７’）の側でのみ摺動可能に支持されることを特徴とする輪郭コリメータ。
【請求項２】
各絞り部材（１３，１４）の前記第１端部が、前記各駆動装置（１７，１７’）と協働するラックを有していることを特徴とする請求項１に記載の輪郭コリメータ。
【請求項３】
前記絞り部材（１３，１４）に対して、前記駆動装置（１７，１７’）が位置する側に、絞り部材（１３，１４）の第１端部を案内する案内部が配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の輪郭コリメータ。
【請求項４】
絞り部材（１３，１４）に対して、前記駆動装置（１７，１７’）が位置するのと反対側に、第２端部を案内する可動軸受（３０，３０’）を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の輪郭コリメータ。
【請求項５】
少なくとも２つの絞り部材が、間に間隔をおいて互いに少しずらして対向するように配置され、前記間隔の半分以上の距離だけ互いに接近するように可動である、請求項１に記載の輪郭コリメータ。
【請求項６】
前記絞り部材が扇型の配列で配置される、請求項１に記載の輪郭コリメータ。
【請求項７】
少なくとも１つの絞り部材（１３，１４）の前記第１端部が、前記第２端部よりも長いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の輪郭コリメータ。
【請求項８】
少なくとも２つの絞り部材（１３，１４）が、個々の絞り部材（１３，１４）の運動に追加して、絞り部材（１３，１４）の運動方向（３４）へ全体がスライド可能に配置された絞りパッケージ（２，３）を構成していることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項記載の輪郭コリメータ。
【請求項９】
２つの絞りパッケージ（２，３）が、前記絞り部材の運動方向において互いに対向するように配置され、ロッド（４，５，６，７）に、２つの絞りパッケージ（２，３）が互いに接近するようにスライド可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項８記載の輪郭コリメータ。
【請求項１０】
駆動装置（１７，１７’）が、絞り部材（１３，１４）の位置を検出するための回転ポテンショメータ（２８）を有していることを特徴とする、前記請求項のうちいずれか１項記載の輪郭コリメータ。
【請求項１１】
前記駆動装置（１７，１７’）が、互いに平行に配置される、請求項１に記載の輪郭コリメータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、駆動装置によって互いに相対的にスライド可能に配置された複数の絞り部材を備える、放射線治療用の輪郭コリメータに関する。
【０００２】
（背景技術）
このような種類の輪郭コリメータは、たとえばドイツ特許出願明細書１９５３６８０４．５Ａ１から公知である。この輪郭コリメータでは、多数の絞り部材に、ガイドレール上で絞り部材を往復運動させる独自の駆動装置がそれぞれ付属している。個々の絞り部材の制御によって、照射される身体部位に、照射されるべき特別な輪郭を生成することのできる照射フィールドが設定される。このような輪郭コリメータは、特に小さな照射フィールド用として適している。もっと広い照射フィールドを生成するために公知の輪郭コリメータを拡充することは、必要なモータが大きくなりすぎて照射フィールドの周囲に配置することがまず無理であるためにうまくいかない。
【０００３】
したがって本発明の課題は、比較的広い照射フィールド用としても好適であるように、公知の輪郭コリメータを改良することである。
【０００４】
（発明の開示）
この課題は、絞り部材が駆動装置の側でのみ支持されることによって解決される。
【０００５】
本発明の基礎をなしているのは、絞り部材の支持と案内の両方が必要だという知見である。そのために従来の輪郭コリメータでは、絞り部材の重量を受けとめて絞り部材を互いに平行に案内するレールが設けられる。
【０００６】
しかしながら、特に比較的大きな絞り部材を使用するとガイドレールに非常に大きな摩擦が生じ、絞り部材が傾きやすくなるために、絞り部材を動かすのに大きな力が必要となる。しかし大型のモータを使用すると、輪郭コリメータの寸法が大きくなってしまい、許容できない不都合な重量増加や、とりわけ所要スペースの問題につながってしまう。なぜならモータは、絞り部材のできるだけすぐ近くに配置するのが望ましいからである。
【０００７】
それに対して本発明による輪郭コリメータの絞り部材は、駆動装置の領域でのみ、有利には定位軸受を介して支持される。それ以外に必要な絞り部材のための案内部は、位置決めの役目だけをするものであり、絞り部材の重力は受けとめない。支持部が駆動装置と接近していることにより、絞り部材が傾くのが防止されるので、絞り部材を動かすのに少ない力しか必要としない。それによって各モータを小型に設計することができ、したがって狭いスペースに並べて配置することができる。
【０００８】
絞り部材が駆動装置の領域にラックを有していると、格別に有利である。このラックは、できるだけ損失の少ない力伝達を達成するために、たとえば絞りの運動方向に対して垂直に駆動されるピニオンと協働することが可能である。さらにラックは、輪郭コリメータの非常にコンパクトな構造を可能にする。なぜならそれによって駆動装置を互いに非常に密接に並べて配置することができるからである。
【０００９】
駆動装置のすぐ近くに、絞り部材のための案内部も配置されていると有利である。駆動装置の領域にある案内部は、駆動装置と絞り部材との確実な協働を保証し、特にラックとピニオンが協働する場合には、こうした案内部が各部材の互いに相対的な確実な位置決めを保証する。
【００１０】
絞り部材をできるだけ少ない摩擦で案内するため、絞り部材の、駆動装置と対向している側に、絞り部材のためのルーズな支承部を設けることが提案される。こうしたルーズな支承部は、絞りの運動方向に対して垂直な平面上でわずかな横方向重力しか受けとめず、まず第１に、絞り部材が互いに実質的に平行に案内されるように作用する。
【００１１】
有利な実施形態では、少なくとも２つの絞り部材が間隔をおいてややオフセットされて対向するように配置され、前記間隔の半分以上の距離だけ互いに接近するように可動であることが意図される。このような配置は、特殊な輪郭の構成や、対向する絞り部材が互いに交差することを可能にする、いわゆる「オーバートラベル」を可能にする。
【００１２】
治療用放射線の光路に輪郭コリメータを最善に適合させるため、少なくとも２つの絞り部材の長軸が、駆動装置と、これらの絞り部材に対向する側との間の区間で一定の角度をなすことが提案される。このことは、絞り部材をテーパ状に構成して扇型に配置することを可能にし、この場合の扇は使用する放射線の方向に広がっている。
【００１３】
少なくとも２つの絞り部材が、駆動装置と、これらの絞り部材に対向する側との間の区間で等しい長さを有していると有利である。さらに有利には、すべての絞り部材が実質的に同一に成形され、それによって絞り部材の製造コストを削減するとともに、欠陥のある絞り部材をいっそう容易に交換できるようにする。
【００１４】
絞り部材の大幅な重量削減は、絞り部材の、駆動装置の領域に位置している側が、これと対向する側よりも、絞り部材の運動方向で長くなっていることによって達成される。絞り部材の長い側にある駆動装置は絞り部材と協働するのに対し、絞り部材は放射線に触れる領域でのみ、全面的な高さで構成されている。
【００１５】
異なる利用目的へのコリメータの迅速な適合化は、少なくとも２つ、有利には絞り部材全体の半分が、１つの絞りパッケージを構成し、この絞りパッケージは、個々の絞り部材の運動に追加して、絞り部材の運動方向へスライド可能に配置されることによって達成される。それにより、絞りパッケージ全体の位置を簡単なやり方で調節することができる。それによって照射フィールドを迅速に拡大ないし縮小することができる。
【００１６】
このことは有利には、２つの絞りパッケージが絞りの運動方向で対向するように配置され、互いにアライメント可能にガイドロッドに支承されることによって達成される。それにより、たとえば互いに密接に並んで位置している絞りパッケージによって、輪郭コリメータを高いオーバートラベルで作動させることができる。それに対して、大きく引き離された絞りパッケージは、輪郭付けされた格別に広い照射面の生成を可能にする。
【００１７】
輪郭コリメータの格別にコンパクトな構造は、駆動装置が、絞り部材に対して垂直に配置されてモータに通じている軸を有していることによって得られる。このことは、多数の絞り部材を駆動するために、互いに密接に並んだ多数のモータを配置することを可能にする。それによって装置が格別にコンパクトな構造になると同時に、相並んで位置するモータを容易に点検することが可能であり、故障時には容易に交換することが可能である。
【００１８】
特に本発明による構造は、それぞれの絞り部材に独自の駆動装置を付属させることを可能にし、それによって、各絞り部材の位置の個別のコンフィグレーションを生み出すことができる。
【００１９】
管理と記録のために絞り部材の位置をデータ処理装置に供給するために、それぞれの駆動装置が、きわめて狭いスペースに取り付けられた回転ポテンショメータを有しており、もしくは、絞り部材に対して平行に配置された線形ポテンショメータ、あるいはその他の線形測定システム、たとえば誘導系や光学系を使用することが提案される。
【００２０】
本発明による輪郭コリメータの有利な実施例を図示し、以下において詳しく説明する。
【００２１】
図１に示す輪郭コリメータ１は、互いに相対的にスライド可能なように４つのロッド４，５，６，７に配置された、右側の積層ブロック２と左側の積層ブロック３とで構成されている。
【００２２】
それぞれの積層ブロックは、支持ウェブ１０，１１，１２によって相互に間隔をおくように保持された、前側のプレート８と後側のプレート９とで構成されている。これらのプレートは、積層部材１３，１４を支持して案内する装置を有している。プレートに対して垂直に配置されたウェブ１０，１１，１２は穴１５と溝１６を有しており、これらによって駆動ユニット１７が積層ブロックに固定されている。
【００２３】
積層ブロック２，３を支持しているロッド４から７は、貫通されている棒１８，１９，２０，２１に固定されており、これらの棒は、図面には示していない放射線装置にスライド可能に取り付けられたプレートに、輪郭コリメータ１全体を取り付ける役目をしている。
【００２４】
図の見やすさを良くするため、図１には、懸架されている絞り部材１３と定置の絞り部材１４、ならびに駆動ユニット１７だけが図示されている。しかしながら輪郭コリメータは、互いに平行に配置された多数の絞り部材を有しており、これらの絞り部材にそれぞれ独自の駆動ユニット１７が付属している。
【００２５】
多数の絞り部材の配置は、絞り部材全体が描き込まれている図２に見ることができる。
【００２６】
絞り部材は略半円状に配置されており、スペースの関係上、絞り部材は１つおきに上側から駆動され、その間に位置する絞り部材は下側から駆動される。
【００２７】
絞り部材を駆動するため、絞り部材１３ごとに駆動ユニット１７が設けられている。この駆動ユニットは、モータ２２と、伝動装置２３と、駆動歯車２４とで構成されている。伝動装置２３とピニオン２４は軸２５を介して互いに連結されており、この軸には、ピニオン２７と協働して、積層１３の位置に比例して回転ポテンショメータ２８を調節するピニオン２６が配置されている。その隣に位置する絞り部材１４は、相応の駆動ユニット１７’を有する下側に位置する駆動歯車２４’によって駆動される。駆動ユニット１７および１７’は、ウェブ１０および１１，１１’に固定されており、これらのウェブはプレート８および９によってロッド４から７に取り付けられている。
【００２８】
絞り部材の懸架の様子は、図３に明瞭に図示されている。絞り部材１３の重量全体が、駆動車２４に直接対向するように配置されたウェブ２９に載っている。絞り部材１３と接触するプレート９のその他の面は、絞り部材１３が載置面２９から滑り出ないようにする案内の役目だけを果たしている。ただし絞り部材１３とプレート９の間に構成された案内面は、対向するプレート端部にあるルーズな支承部３０と協働する。このルーズな支承部３０のために、絞り部材１３には、プレート９のガイドピン３２を受容する溝３１が穿設されている。
【００２９】
その隣に位置する絞り部材１４は、駆動歯車２４’に対向するように配置されてプレートの重力を受け止める載置面２９’を有している。これに応じて絞り部材１４は、駆動歯車２４’に対向するルーズな可動軸受３０’で案内されている。
【００３０】
したがって、たとえば駆動歯車２４が駆動されると、ラック３３を介して絞り部材１３がスライドする。最小の摩擦を保証するため、絞り部材１３は載置面２９の上で摺動するのに対し、絞り部材１３は対向する可動軸受３０によっても追加的に案内される。それに応じて絞り部材１４は駆動車２４の上に載るのではなく、載置面２９’の上に載っており、それに対して空間的な案内は可動軸受３０’が引き受ける。
【００３１】
図４に示す輪郭コリメータ１の模式的な平面図は、一例として、矢印３４の方向に可動なように配置された絞り部材１３を示している。絞り部材１３の駆動は、他の駆動ユニットと同じく接続ケーブル３５，３６を介してエネルギーを受け取る駆動ユニット１７によって行われる。絞り部材１３は、ロッド４および６と、その下に位置するロッド５および７（図５には図示せず）とにスライド可能に支承された左側の積層ブロック３からなる絞り部材である。積層ブロック３も矢印３４の方向にスライド可能であり、このスライドの範囲は外側のストッパ３７，３８と、棒１８および２０とによって制限されている。積層ブロック２および３のスライドは、積層ブロック２および３を中心軸に対して左右対称に離れるように、および接近するように移動させることができるハンドル車３９によって行われる。代替的に、積層ブロック２および３は、１つまたは２つの駆動装置によってモータで個別に、もしくは一緒に移動させることができる。
【００３２】
図５は、再度、立体図で駆動ユニット１７を示している。モータ２２は、軸２５を介して駆動歯車２４を駆動する伝動装置２３に配置されている。さらに軸２５には、ピニオン２７と協働する別のピニオン２６も取り付けられている。ピニオン２７のほうは、軸４０を介して回転ポテンショメータ２８に作用する。回転ポテンショメータ２８は、輪郭コリメータの内部における積層１３の位置に対応する値を制御部（図示せず）に送る。
【００３３】
回転ポテンショメータ２８の代わりに、１回転ごとに事前設定された数のパルスを発生して、積層の位置を表す値をデジタル式に制御装置に伝えるリゾルバを配置することも同様に可能である。
【００３４】
絞り部材１４の下側の案内部が図６に拡大して描かれている。絞り部材１４は面２９’の上に載っているのに対し、接触面４０，４１および４２は案内部としての役目を果たし、面２９’とともに定位軸受を形成している。
【００３５】
図７に示すガイドプレート５０は、切込み５１，５２とそれぞれ対向するピン５３，５４との特殊な形状を明らかに示している。支持軸受としての役目をする切込み５１，５２と、ルーズな支承部としての役目をするピン５３、５４とのコンパクトな配置は、絞り部材の高い精度の位置決めを可能にする。このような方法は安価で迅速、かつ特にきわめて正確に実施可能である。
【００３６】
本発明の原理は、以上に述べたような実施形態に限定されるものではなく、さまざまなやり方で具体化することができる。そこで図８にあくまでも一例として、円形の切込み６１，６２が施されたガイドプレート６０を備える実施形態を示す。これらの円形の切込み６１，６２は支持軸受としての役目をするものであり、対向して配置された、ルーズな支承部としての役目をする溝６３，６４と協働する。
【００３７】
図９に示す部分図は、絞り部材６５が支持軸受６１とルーズな支承部６３の間でどのように配置されているかを、より明瞭に示している。そのために絞り部材６５は端部に頭部状の延長部６７を有するとともに、端部６８にはばね状の延長部６９を有している。頭部状の延長部６７は円形の切込み６１の中で支持されており、この側で駆動装置（図示せず）が係合している。ばね状の延長部６９は、長手方向の公差を補正するために延長部よりも大きく構成された溝６４に係合している。このような実施形態も、線材の浸食によって容易に製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、一例として図示した絞り部材を備える輪郭コリメータの立体図である。
【図２】  図２は、図１の輪郭コリメータを端面から見たところを示す模式図である。
【図３】  図３は、図２の拡大図である。
【図４】  図４は、図１の輪郭コリメータを示す模式的な平面図である。
【図５】  図５は、駆動ユニットを示す図である。
【図６】  図６は、図３の拡大詳細図である。
【図７】  図７は、絞り部材のためのガイドプレートである。
【図８】  図８は、絞り部材が挿入されているガイドプレートの代替的な実施形態である。
【図９】  図９は、ただ１つの絞り部材を示す、図８の部分拡大図である。
【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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