(57)【要約】【課題】放射線治療装置は、放射線源（５０）の下方に設置される、実質的に放射線源（５０）に中心を持つ円弧（５４）に沿って移動するように構成されたコリメーター（５２）を用いる。コリメーター（５２）は、円弧に沿って掃引するとき、放射線ビームの適当な形状を画成するように調節される。患者の上方で連続的に掃引することにより、縁部のアーテファクト及び漏れの局所的蓄積が起こらないようにする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源と、この放射線源が放射した放射線を選択的に変調するように構成された移動自在の複数の要素を含むコリメーターとを備え、このコリメーターがほぼ放射線源に中心を持つ円弧に沿って移動自在である、放射線治療装置。
【請求項２】
前記コリメーターの前記要素は、前記コリメーターの移動に従って調節される、請求項１に記載の放射線治療装置。
【請求項３】
前記コリメーターは、前記移動自在の要素でできたアレイを含み、前記要素の各々はビームセグメントを選択的に遮断する、請求項１又は２に記載の放射線治療装置。
【請求項４】
前記要素は線型アレイをなして配置されている、請求項３に記載の放射線治療装置。
【請求項５】
前記要素は２×ｎアレイをなして配置されている、請求項３に記載の放射線治療装置。
【請求項６】
前記移動自在の要素は、前記アレイ内に配置され前記ビームセグメントを遮断するような一つの位置及び前記アレイ外に配置された一つの位置からなる利用可能な二つの位置の一方をとる、請求項３乃至５のうちのいずれか一項に記載の放射線治療装置。
【請求項７】
前記コリメーターは、ビーム軸線及びアレイ長さの両方に関して横方向に移動するように構成されている、請求項３乃至６のうちのいずれか一項に記載の放射線治療装置。
【請求項８】
前記コリメーターはマルチリーフコリメーターである、請求項１又は２に記載の放射線治療装置。
【請求項９】
前記コリメーターは、前記ビームの前記経路内に所望の長さだけ移動できる細長いリーフを含む、請求項１又は２に記載の放射線治療装置。
【請求項１０】
リーフの二つのアレイが前記ビームの各側に一つずつ設けられており、各アレイはほぼ平行な構成で配置された複数のリーフを有する、請求項９に記載の放射線治療装置。
【請求項１１】
前記コリメーターは、前記ビーム軸線及び前記リーフの前記長さの両方に関して横方向に移動する、請求項８乃至１０のうちのいずれか一項に記載の放射線治療装置。
【請求項１２】
実質的に、本明細書中に添付図面を参照して説明した、及び／又は添付図面に示す、放射線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、放射線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景技術
米国のノモス社が販売しているコリメーターは、ベーンと呼ばれる二列のバイナリーコリメーターを含む。各ベーンは、内側又は外側にあり、代表的には、患者に投影された場合に１ｃｍ×１ｃｍの面積をカバーする。これらの二つの列は、２０ｃｍ×２ｃｍの面積をカバーする。放射線の強さを変調し、患者の体内に所望の線量分布を形成するため、通常、コリメーターは、患者を中心として回転され、ベーンを照射野の内外に移動する。このシステムは、米国特許第５，５９６，６１９号に例示されている。
【０００３】
照射完了時に患者の一つの長さ方向スライスの照射が完了し、患者を次のスライスについての位置まで長さ方向に移動する（割り送りする）。この移動は非常に正確に行われる必要がある。これは、不正確であると、腫瘍に作用する線量が多過ぎたり少な過ぎたりしてしまい、患者に対する作用を危うくしてしまうからである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
本発明は、放射線源と、この放射線源が放射した放射線を選択的に変調するように構成された移動自在の複数の要素を含むコリメーターとを備え、このコリメーターが、ほぼ放射線源に中心を持つ円弧に沿って移動自在である、放射線治療装置を提供する。
【０００５】
かくして、コリメーターは、放射線を変調しながら円弧を掃引することができる。これは、ガントリー及び患者が動かない状態で行われる。次いで、放射線源及びコリメーターが設けられたガントリー及び患者が置かれている治療台を移動することによって新たなビーム配向を選択した後、別の掃引を行う。この作業は、何回も行われる。
【０００６】
この技術の主な利点は、コリメーターが連続的に移動するため、継ぎ目の作用（junction effect）がないということである。これは、望ましからぬ過少投与及び過剰投与をなくす。
【０００７】
ノモスのシステムでは、割り送り方法の長さ方向解像度がその方向でのベーンの長さ（割り送り工程の半分）によって固有に制限される。本発明では、ベーンを掃引時にいつでも開閉することができ、この制限をなくす。更に、ベーンの開閉を様々なビーム配向とは別個に行うことができる。
【０００８】
知られている構成では割り送りを非常に正確に行わなければならないので、オペレータが部屋に入ることを必要とする場合が多い。これは、健康上及び安全上の理由から、原理的には望ましくない。本発明によれば、機構は線型加速器のコリメーターの部分であり、このような使用者の介入を必要としない。
【０００９】
知られている割り送り技術では、全ての入射ビーム配向が同じ治療台角度（代表的にはゼロ）を持つようにする。これは、ビーム配向を最適化するための範囲を制限する。他の配向を可能にすることによって、一般的には線量分布の最適化を改善することが示された。本発明には、このような制限がなく、放射線治療に通常利用できる全てのビーム配向を用いることができる。
【００１０】
本発明で用いられるコリメーターは、ノモスシステムのコリメーターと同じであってもよく、即ちビームセグメントを選択的に遮断するように構成された移動自在の要素と各々関連した複数のビームセグメントを含むコリメーターであってもよい。代表的には、ビームセグメントは、アレイ、例えば線型アレイ又は２＊ｎアレイ等をなして配置されている。移動自在の要素は、利用可能な二つの位置、即ちアレイ内に配置されており、かくしてビームセグメントを遮断するようになった位置及びアレイの外側に配置された位置のうちの一方をとることができる。この場合、コリメーターは、ビーム軸線及びアレイ長さの両方に関して横方向に移動するように構成されている。
【００１１】
コリメーターは、マルチリーフコリメーターであってもよい。これらは、ビーム経路内に所望の長さだけ移動できる細長いリーフを有する。かくして、各リーフはその箇所でビームの幅を変調する。代表的にはビームの各側に一つずつ二つのリーフアレイが設けられる。各アレイには複数のリーフが全体に平行な構成で設けられている。この場合、コリメーターをビーム軸線及びリーフ長さの両方に関して横方向に移動するのが好ましい。かくして、コリメーターの移動時に患者の特定の非治療位置を連続したリーフで遮蔽し、各リーフはコリメーターの移動に従って移動し、これによって、治療されるべき容積の輪郭を辿る。
【００１２】
マルチリーフコリメーターは、現在、輝度変調治療で広範に用いられている。一般的には、各リーフの軌道を変更し、患者の体内に所望の線量分布を形成する線量作用を発生させる。知られているシステムでは、リーフの移動方向に関して垂直方向で線量分布を最適にできない。これは、薄いリーフを有し且つ一般的には更に多くのリーフを有する（同じ大きさの治療野をカバーする）マルチリーフコリメーターによってしか改善できない。本発明の特徴によれば、マルチリーフコリメーターをリーフの移動方向に関して垂直方向に（例えば）円弧をなして掃引する。マルチリーフコリメーターが掃引するとき、リーフは軌道内を移動し、これにより患者に対する蓄積作用を変調することができる。知られている構成では、患者の特定の箇所が特定のリーフ対によって常に遮蔽されている。本発明によれば、この同じ箇所が多数のリーフ対によって連続的に遮蔽される。リーフ対の数は、変調の解像度を決定し、代表的には５対乃至１０対である。次いでこの掃引を多数のビーム配向について繰り返す。
【００１３】
マルチリーフコリメーターを用いる本発明によるシステムでは、輝度変調円弧治療（Intensity Modulated Arc Therapy（ＩＭＡＣ））技術で使用される方法に従って線量分布を最適化することができる。
【００１４】
本発明によるこの構成は、掃引が連続的に行われる場合に掃引方向での解像度が制限されていないので、現存のマルチリーフコリメーター技術と比較して有利である。マルチリーフコリメーターのリーフの方向での解像度はあらかじめ制限されておらず、かくして本発明は両軸線での解像度を自由に選択することができる。
【００１５】
更に、移動方向での照射野の大きさはリーフの数及びそれらのリーフの幅によって制限されない。これにより、コリメーターの構造が簡単になる。更に、装置の効率、即ち線型加速器が送出した放射線と患者が吸収する線量との間の比が知られているノモスコリメーター（以上に説明した）よりも遙かに高い。これは遙かに大きな面積が一度に治療されるためである。
【００１６】
現存のマルチリーフコリメーターには、リーフ間の継ぎ目、いわゆる「さねはぎ（tongue and groove）」と関連した縁部効果がある。これらは本発明によって回避することができる。マルチリーフコリメーターは、更に、リーフ間で僅かに漏れ、これはリーフ間漏れとして知られている。本発明によれば、この漏れが拡がり、そのため全ての領域は平均的な漏れしか受け取らない。かくして、非常に大きい漏れを受け取る領域はない。
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図面を参照して以下に一例として説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態の詳細な説明
図１は代表的なマルチリーフコリメーターを示す。フレーム１０は多数の個々のリーフ１２、１４等を支持する。これらのリーフの各々はフレーム内で水平に支持されており、フレームが画成する照射野内及び照射野外に移動することができる。一般的には、各リーフはモータによって駆動され、確認のため、その位置を検出する。
【００１９】
リーフは、全体に参照符号１６及び１８を付した、対をなして向き合ったアレイをなして配置されており、かくして照射野の二つの側部を画成することができる。知られている構成では、このため、リーフの方向における解像度は、これらのリーフでは効果的に制限されず、これに対しリーフの方向と直交する方向での解像度はリーフの幅によって制限される。これにより、リーフの幅は妥協的なものとなり、リーフの幅を小さくすると解像度が向上するが、狭幅のリーフを支持し、各リーフを適当な精度で個々に駆動する上で機械的困難性が追加される。一般的には極めて狭幅のリーフを用いると、コリメーターが物理的に小さくなり、そのため小さな開口部しか提供されない。
【００２０】
図２は、アレイの数が２×１６のノモスシステムと同様のバイナリーコリメーターを示す。この他のコリメーター（図示せず）は照射野を２×１６アレイに限定する。複数の個々のピクセル要素２２をアレイ内及びアレイ外に移動することができ、この例では、ピクセル２４はアレイ内にあり、ピクセル２６はアレイ外にある。かくして、ピクセルがアレイ内にある場合には、放射線がその場所で遮断され、アレイ外にある場合には、放射線はコリメーターのその部分を通過することができる。図２に示すように、複数の個々のピクセルをアレイに挿入することができ、又は、アレイの一方の側に引き出すことができ（ピクセル２６のように）、これによって放射線が通過できる空間２８を画成する。
【００２１】
図３は、本発明による構成を概略的に示す。放射線源５０が設けられており、通常は、放射線源の下の患者支持テーブル（図示せず）の上方にあるガントリーに保持されている。更に、コリメーター５２は、放射線源５０に中心を持つ円弧５２に沿って揺動できるように支持されている。かくして、コリメーター５２が円弧５４に沿って移動するにも拘わらず、コリメーターの個々の要素（ピクセル又はリーフ）は放射線源５０の焦点に合ったままである。
【００２２】
コリメーター５２が円弧５４に沿って掃引するとき、患者の様々な部分が選択的に照射される。移動中、図１によるコリメーターのリーフ１２又は図２によるコリメーターのピクセル２２を、所望の放射線ビーム形状を患者に投影するように調節して作動することができる。移動が滑らかであるため、以上に説明したように縁部のアーテファクト及び割り送りの困難がない。
【００２３】
本発明から逸脱することなく、上述した実施形態に対して多くの変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】代表的なマルチリーフコリメータを示す平面図である。
【図２】バイナリーコリメーターを示す平面図である。
【図３】本発明による構成を示す概略側面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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