(57)【要約】【課題】被検体に放射線を曝射して治療する技術に関し、放射線の照射野を患部形状により精度よく近似した形状に画成することができる技術を提供する【解決手段】マルチコリメータにおいて、モータにより軸回転する入力軸と、前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって伴設され、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されるようにする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータにより軸回転する入力軸と、
前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、
ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、
前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転力を伝達する複数のクラッチと、
を備え、
前記複数のクラッチの作動が個々に制御されること、
を特徴とする放射線の照射野を画成するマルチリーフコリメータ。
【請求項２】
前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアの回転を規制するブレーキを更に備え、
前記ブレーキの作動が個々に制御されること、
を特徴とする請求項１記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項３】
前記入力軸の軸線上から外れて設置され、前記出力ギアと対になって噛合する複数の制動ギアと、
前記制動ギアと対になって設けられ、前記制動ギアの回転を規制するブレーキと、
を更に備え、
前記ブレーキの作動が個々に制御されること、
を特徴とする請求項１記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項４】
前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、
前記検出部の移動距離検出に基づき、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されること、
を特徴とする請求項１記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項５】
前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、
前記検出部の移動距離検出に基づき、同一出力ギアと対になっているクラッチとブレーキが連動して制御されること、
を特徴とする請求項２又は３記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項６】
複数のリーフブロックを移動させるリーフブロック移動機構を複数備え、
前記リーフブロック移動機構は、
モータにより軸回転する入力軸と、
前記リーフブロックと対になって前記入力軸の軸線上に並設され、前記リーフブロックに刻設されたラック部と噛合する複数の出力ギアと、
前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、
を備え、
前記複数のクラッチの作動が個々に制御されること、
を特徴とする放射線の照射野を画成するマルチリーフコリメータ。
【請求項７】
前記クラッチは、電磁クラッチであること、
を特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項８】
前記ブレーキは、電磁ブレーキであること、
を特徴とする請求項２、３、又は５に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項９】
放射線源と、この放射線源から照射された放射線の照射野を画成するマルチリーフコリメータと、このマルチリーフコリメータの照射野画成を制御する制御手段と、を備える放射線治療装置であって、
前記マルチリーフコリメータは、
モータにより軸回転する入力軸と、
前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、
ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、
前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、
を備え、
前記制御手段は、
前記複数のクラッチの作動を個々に制御すること、
を特徴とする放射線治療装置。
【請求項１０】
前記マルチリーフコリメータは、
前記出力ギアと対になって設けられ前記出力ギアの回転を規制するブレーキを更に備え、
前記制御手段は、
前記ブレーキの作動を個々に制御すること、
を特徴とする請求項９記載の放射線治療装置。
【請求項１１】
前記マルチリーフコリメータは、
前記入力軸の軸線上から外れて設置され、前記出力ギアと対になって噛合する複数の制動ギアと、
前記制動ギアと対になって設けられ前記制動ギアの回転を規制するブレーキと、
を更に備え、
前記制御手段は、
前記ブレーキの作動を個々に制御すること、
を特徴とする請求項９記載の放射線治療装置。
【請求項１２】
前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出部の移動距離検出に基づき、前記複数のクラッチの作動を個々に制御すること、
を特徴とする請求項９記載の放射線治療装置。
【請求項１３】
前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、
前記制御手段は、前記検出部の移動距離検出に基づき、同一出力ギアと対になっているクラッチとブレーキを連動して制御すること、
を特徴とする請求項１０又は１１記載の放射線治療装置。
【請求項１４】
放射線源と、この放射線源から照射された放射線の照射野を画成する複数のリーフブロックと、このリーフブロックを移動させる複数のリーフブロック移動機構と、このリーフブロック移動機構の駆動を制御する制御手段と、を備える放射線治療装置であって、
前記リーフブロック移動機構は、
モータにより軸回転する入力軸と、
前記入力軸の軸線上に並設され、前記複数のリーフブロックと対になって噛合する複数の出力ギアと、
前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、
を備え、
前記制御手段は、前記複数のクラッチの作動を個々に制御すること、
を特徴とする放射線治療装置。
【請求項１５】
前記制御手段は、移動させるリーフブロックに対応するクラッチを繋ぎ、停止させるリーフブロックに対応するクラッチを切ると共に当該停止させるリーフブロックに対応するブレーキを作動させること、
を特徴とする１０又は１１記載の放射線治療装置。
【請求項１６】
前記クラッチは、電磁クラッチであること、
を特徴とする請求項９乃至１５の何れかに記載の放射線治療装置。
【請求項１７】
前記ブレーキは、電磁ブレーキであること、
を特徴とする請求項１０、１１、又は１３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、被検体に照射する放射線の照射野を画成する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌や腫瘍等の患部に放射線を曝射することにより、当該患部の組織細胞を破壊、又は分裂阻止等することで、その治療を目指す放射線治療が広く行われるようになっている。この放射線治療は、患部周辺の正常組織の障害を最小限度に抑えるため、又患部への効果的な放射線照射のため、患部に放射線を正確に照射することが重要である。
【０００３】
そこで、発生した放射線は、その照射野が患部形状と同一になるように絞りブロックやマルチリーフコリメータによって絞られる。マルチリーフコリメータは、複数枚のリーフブロックにより構成される。リーフブロックは、タングステン等の放射線を吸収する材質で組成されている。放射線源と放射線を曝射する必要のない箇所との間にリーフブロックを移動させて、放射線の照射野が所定形状に絞る（例えば、「特許文献１」参照。）。
【０００４】
マルチリーフコリメータは、一対のリーフブロックを曝射領域を挟んで対向させて備え、かつ一対のリーフブロックをその側面が当接又は近接するように、放射線の放射方向と直交して複数並設し、リーフブロックのそれぞれを任意の距離接近又は離反させることで照射野を所定形状に絞っている。
【０００５】
図８は、従来のマルチリーフコリメータを下方向から見た下面図である。尚、同図においては、一対のリーフブロックの片方側の並列群のみを示している。図８に示すように、リーフブロック６２Ａは、その側面を当接又は近接させるように並設しており、照射野画成の都合上、所定範囲に定められた並列スペースＷ２いっぱいにリーフブロック６２Ａ群が広がるように敷き詰められている。
【０００６】
このリーフブロック６２Ａを移動させるため、駆動ユニット６３１と、駆動ユニット６３１に接続された駆動軸６３２ａ又は６３２ｂと、この駆動軸６３２ａ又は６３２ｂに圧入固定された出力ギア６３３を備える。出力ギア６３３は、リーフブロック６２Ａに刻設された歯切りと噛合し、出力ギア６３３の回転に伴ってリーフブロック６２Ａを移動させる。
【０００７】
出力ギア６３３は、駆動軸６３２ａ又は６３２ｂ一本につき一枚がペアとなって配されており、駆動軸６３２ａ又は６３２ｂの軸周りの回転によって共に回転する。リーブブロック６２Ａの移動距離は、駆動ユニット６３１の駆動量によって定まる。従って、リーフブロック６２Ａ一枚一枚をそれぞれ独立した移動距離移動させることによって患部形状に照射野を合致させるため、一枚のリーフブロック６２Ａにつき一機の駆動ユニット６３１が割り当てられる。
【０００８】
駆動ユニット６３１は、リーブブロック６２Ａ群の並列方向と直交する方向に複数並設される。駆動ユニット６３１の並列スペースＷ１は、設置スペースやリーフブロック６２Ａの長手方向の長さの都合上規制されており、駆動ユニット６３１の設置個数は、規制された並列スペースＷ１と駆動ユニット６３１の外径の制限を受けて、所定数に決定される。
【０００９】
ここで、患部形状により精度よく近似した照射野形状を画成するためには、より多くの薄いリーフブロック６２Ａでマルチリーフコリメータを構成することが必要である。厚いリーフブロック６２Ａであると、照射野形状は角張り、粗い形状となってしまい、患部形状と合致しないからである。
【００１０】
そこで、リーフブロック６２Ａを移動させる駆動ユニット６３１の数を増やすため、駆動ユニット６３１は、リーフブロック６２Ａ群を挟んで２列に配置され、駆動軸６３２ａと駆動軸６３２ｂを２重シャフトとする場合がある。これにより、一本の駆動軸６３２ａ及び６３２ｂの軸線上には、駆動ユニット６３１を２機配置でき、一軸線上につき２枚のリーフブロック６２Ａの移動を制御できる。
【００１１】
しかし、より患部形状に照射野を合致させるためには、２重シャフトを用いても、駆動ユニット６３１の設置数が限られ、かつ駆動ユニット６３１一機によって、一枚のリーフブロック６２Ａを移動及び移動距離制御を行うという技術の本質によって、リーフブロック６２Ａの枚数は限られ、それ以上リーフブロックを薄くすることができない。リーフブロック６２Ａの枚数が駆動ユニット６３１の設置数に制限される限り、照射野を患部形状に精度よく合致させるには限界がある。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２１６１９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、被検体に放射線を曝射して治療する技術に関し、放射線の照射野を患部形状により精度よく近似した形状に画成することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するための請求項１記載の発明は、モータにより軸回転する入力軸と、前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転力を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されること、を特徴とする。
【００１５】
また、前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアの回転を規制するブレーキを更に備え、前記ブレーキの作動が個々に制御されるようにしてもよい（請求項２記載の発明に相当）。
【００１６】
また、前記入力軸の軸線上から外れて設置され、前記出力ギアと対になって噛合する複数の制動ギアと、前記制動ギアと対になって設けられ、前記制動ギアの回転を規制するブレーキと、を更に備え、前記ブレーキの作動が個々に制御されるようにしてもよい（請求項３記載の発明に相当）。
【００１７】
また、前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、前記検出部の移動距離検出に基づき、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されるようにしてもよい（請求項４記載の発明に相当）。
【００１８】
また、前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、前記検出部の移動距離検出に基づき、同一出力ギアと対になっているクラッチとブレーキが連動して制御されるようにしてもよい（請求項５記載の発明に相当）。
【００１９】
また、上記課題を解決するための請求項６記載の発明は、複数のリーフブロックを移動させるリーフブロック移動機構を複数備え、前記リーフブロック移動機構は、モータにより軸回転する入力軸と、前記リーフブロックと対になって前記入力軸の軸線上に並設され、前記リーフブロックに刻設されたラック部と噛合する複数の出力ギアと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されること、を特徴とする。
【００２０】
また、前記クラッチは、電磁クラッチであるようにしてもよい（請求項７記載の発明に相当）。
【００２１】
また、前記ブレーキは、電磁ブレーキであるようにしてもよい（請求項８記載の発明に相当）。
【００２２】
また、上記課題を解決するための請求項９記載の発明は、放射線源と、この放射線源から照射された放射線の照射野を画成するマルチリーフコリメータと、このマルチリーフコリメータの照射野画成を制御する制御手段と、を備える放射線治療装置であって、前記マルチリーフコリメータは、モータにより軸回転する入力軸と、前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記制御手段は、前記複数のクラッチの作動を個々に制御すること、を特徴とする。
【００２３】
また、前記マルチリーフコリメータは、
前記出力ギアと対になって設けられ前記出力ギアの回転を規制するブレーキを更に備え、前記制御手段は、前記ブレーキの作動を個々に制御するようにしてもよい（請求項１０記載の発明に相当）。
【００２４】
また、前記マルチリーフコリメータは、前記入力軸の軸線上から外れて設置され、前記出力ギアと対になって噛合する複数の制動ギアと、前記制動ギアと対になって設けられ前記制動ギアの回転を規制するブレーキと、を更に備え、前記制御手段は、前記ブレーキの作動を個々に制御するようにしてもよい（請求項１１記載の発明に相当）。
【００２５】
また、前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、前記制御手段は、前記検出部の移動距離検出に基づき、前記複数のクラッチの作動を個々に制御するようにしてもよい（請求項１２記載の発明に相当）。
【００２６】
また、前記リーフブロックの移動距離を検出する検出部をさらに備え、前記制御手段は、前記検出部の移動距離検出に基づき、同一出力ギアと対になっているクラッチとブレーキを連動して制御するようにしてもよい（請求項１３記載の発明に相当）。
【００２７】
また、上記課題を解決するための請求項１４記載の発明は、放射線源と、この放射線源から照射された放射線の照射野を画成する複数のリーフブロックと、このリーフブロックを移動させる複数のリーフブロック移動機構と、このリーフブロック移動機構の駆動を制御する制御手段と、を備える放射線治療装置であって、前記リーフブロック移動機構は、モータにより軸回転する入力軸と、前記入力軸の軸線上に並設され、前記複数のリーフブロックと対になって噛合する複数の出力ギアと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって設けられ、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記制御手段は、前記複数のクラッチの作動を個々に制御すること、を特徴とする。
【００２８】
また、前記制御手段は、移動させるリーフブロックに対応するクラッチを繋ぎ、停止させるリーフブロックに対応するクラッチを切ると共に当該停止させるリーフブロックに対応するブレーキを作動させるようにしてもよい（請求項１５記載の発明に相当）。
【００２９】
また、前記クラッチは、電磁クラッチであるようにしてもよい（請求項１６記載の発明に相当）。
【００３０】
また、前記ブレーキは、電磁ブレーキであるようにしてもよい（請求項１７記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００３１】
本発明では、モータにより軸回転する入力軸と、前記入力軸の軸線上に並設される複数の出力ギアと、ラック部が刻設され、前記出力ギアと対になって噛合する複数のリーフブロックと、前記入力軸と前記出力ギアとの間に前記出力ギアと対になって伴設され、前記出力ギアに前記入力軸の回転を伝達する複数のクラッチと、を備え、前記複数のクラッチの作動が個々に制御されるようにした。
【００３２】
これによると、入力軸の回転は、リーフブロック移動距離に直接影響を与えるものではなくなり、必要に応じて回転力を供給する回転力供給源とすることができる。すなわち、一本の入力軸から、リーフブロック何枚に対してでも回転力を提供できる。従って、入力軸の設置本数が規制される場合であっても、その規制に影響を受けることなくリーフブロックを数多く配置でき、薄いリーフブロックの配置が可能となるから、画成される照射野は患部形状により近似した精度の高い形状となる。
【００３３】
また、前記出力ギアと対になって伴設され、前記出力ギアの回転を規制するブレーキを更に備え、前記ブレーキの作動が個々に制御されるようにしてもよく、この場合、惰性でリーフブロックが移動することを防ぎ、精度よく所望位置に停止保持させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１は、本実施形態に係る放射線治療装置１の構成例を示す概要図である。放射線治療装置１は、被検体が載置される治療台２、回転架台３、及び該架台３を回動可能に支持する回転支持台４から構成されている。
【００３５】
治療台２は、被検体の体軸方向（図１中矢印Ａの方向）に移動可能とされた天板２１が備えられているとともに、上下動（図１中矢印Ｂの方向）が可能である。また、この治療台２は、天板２１の面が放射線治療装置１の設置面と平行な関係を保つ回転動（図１中矢印Ｃ）が可能となっている。
【００３６】
回転支持台４は、回転架台３を回動軸４１を介して支持している。回転支持台４は、回動軸４１を回転させることで、回転架台３を軸回り（図１中矢印Ｄの方向に回転可能とする。
【００３７】
回転架台３は、その断面が略Ｌ字状の立体形状を有している。略Ｌ字状の立体形状のうち、片腕３ａが回転支持台４に支持されており、他方の片腕３ｂに照射ヘッド５を備えている。
【００３８】
照射ヘッド５には、図示しない放射線源が内設されており、放射線を被検体に対して照射する。放射線源は、電子加速器や対電子線ターゲット等で構成されており、前記電子加速器で電子を加速させ、前記対電子線ターゲットに衝突させることで放射線を発生させる。発生する放射線は、光子線(Ｘ線、γ線など)、電子線、重粒子線(陽子、ヘリウム、炭素、ネオン、п中間子線、中性子線など)等である。
【００３９】
この放射線治療装置１は、天板２１に被検体を載置して、放射線を照射する患部が回動軸４１の軸線（図中一点鎖線）と照射ヘッド５の軸線（図中同じく一点鎖線）とが交差するアイソセンタに位置するように、治療台２の被検体の体軸方向への移動や上下動並びに回転動、及び回転架台３の軸回り方向への回転を行う。
【００４０】
患部がアイソセンサに位置すると、照射野等を調整して放射線源から放射線を患部へ照射する。照射野は、放射線を照射する領域であり、患部形状に合わせて画成される。照射野の画成は、照射ヘッド５に内設された絞り機構６によって行われる。
【００４１】
図２は、照射野Ｆを画成する絞り機構６を示す概略図である。絞り機構６は、放射線源Ｓから照射される放射線の照射軸上に設置されている。この絞り機構６は、放射線源Ｓから被検体の患部側へ順に、絞りブロック６１とマルチリーフコリメータ６２を配置している。
【００４２】
絞りブロック６１は、放射線源Ｓから照射される放射線を挟んで対向するブロック６１Ａ及び６１Ｂからなる単一体である。その材質は例えばタングステン等の放射線を吸収する材質である。絞りブロック６１は、図示しない移動機構を備え、一対のブロック６１Ａ及び６１Ｂを放射線源Ｓを中心とした球面上で定義される同一円弧軌道に沿って接近又は離反移動を可能とする。
【００４３】
放射線源Ｓから発生する放射線は、放射状に照射され。この絞りブロック６１は、放射状に広がる放射線の一部を適切に遮断し、適切な照射野Ｆ規定を実施するものである。このため、例えば、発生した放射線に関し、けられる部分を生じさせることなく、そのエネルギーを無駄なく被検体に到達させることを可能とする。
【００４４】
マルチリーフコリメータ６２は、放射線の照射軸を挟んで対向する板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを備える。板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂは、その断面がテーパ状とされるとともに、その側面が短周長のアーチ状とされている。また、その材質はタングステン等の放射線を吸収する材質である。
【００４５】
このマルチリーフコリメータ６２は、絞りブロック６１と共に、適切な照射野Ｆの画成をして被検体の患部以外の組織への無用な照射を防止すると共に、患部全域に漏れなく照射するものである。
【００４６】
図３は、マルチリーフコリメータ６２の斜視図である。図３に示すように、マルチリーフコリメータ６２は、板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの対をその側面が互いに接する又は近接するように複数並設している。また、一対の板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを放射線源Ｓを中心とした同一円弧軌道に沿って接近又は離反移動を可能とする移動機構６３を備える。また、板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂの移動距離を検出する移動距離検出器６５を備える。
【００４７】
移動機構６３は、並列した板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの対をそれぞれ移動距離を独立させて接近又は離反移動させる。板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動距離の独立した接近又は離反移動により、適切な照射野Ｆが画成される。
【００４８】
移動機構６３は、板状リーフブロック６２Ａ側と板状リーフブロック６２Ｂ側にそれぞれ複数機配置されており、一機で板状リーフブロック６２Ａの複数枚又は板状リーフブロック６２Ｂの複数枚を一枚一枚独立して移動可能としている。
【００４９】
移動距離検出器６５は、図示しないポテンショメータやエンコーダ等の移動距離が検出可能な機器であり、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂと直接又はギア等を返して対になって設置されている。
【００５０】
図４は、マルチリーフコリメータ６２を、板状リーフブロック６２Ａの断面方向から見た側面図である。尚、説明は省略するが板状リーフブロック６２Ｂ側についても同一構成の移動機構６３を有する。
【００５１】
図４では、複数機の移動機構６３のうち一機が図示されている。移動機構６３は、駆動ユニット６３１と、駆動軸６３２と、出力ギア６３３と、電磁クラッチ６３４と、制動ギア６３５と、支持軸６３６と、電磁ブレーキ６３７を備える。
【００５２】
駆動ユニット６３１は、モータ及び減速機で構成される。駆動軸６３２は、並列した板状リーフブロック６２Ａ群の外周側を並設方向に横切って設置され、駆動ユニット６３１に回転可能に接続されている。
【００５３】
駆動軸６３２は、駆動ユニット６３１のモータ駆動に伴って軸回りに回転し、並設した板状リーフブロック６２Ａ群のうち複数枚の移動力を入力する入力軸となる。
【００５４】
出力ギア６３３は、駆動軸６３２の軸線上に複数並んで配され、駆動軸６３２と遊貫している。また、出力ギア６３３は、それぞれ、板状リーフブロック６２Ａ群のうちの複数枚の直下に個々の板状リーフブロック６２Ａと対になって配されている。
【００５５】
この出力ギア６３３は、リング形状を有し、外周面に歯切りが刻設されている。一方、板状リーフブロック６２Ａは、外周面、すなわち出力ギア６３３側の面に歯切りが刻設されたラック部６２ｃを有している。このラック部６２ｃと出力ギア６３３の歯切りによって、板状リーフブロック６２Ａと出力ギア６３３は噛合している。出力ギア６３３は、噛合している板状リーフブロック６２Ａを移動させる移動力を出力する。
【００５６】
電磁クラッチ６３４は、個々の出力ギア６３３の内周面と駆動軸６３２との間に介在して駆動軸６３２の軸線上に複数配置されている。この電磁クラッチ６３４は、各出力ギア６３３と対になっており、駆動軸６３２と出力ギア６３３間の回転力伝達を断続する。電磁クラッチ６３４は、励磁コイル６３４ａと、ロータ６３４ｂと、クラッチ板６３４ｃを備えている。
【００５７】
励磁コイル６３４ａとロータ６３４ｂは、電磁クラッチ６３４の筐体内に配置され、ロータ６３４ｂは、電磁クラッチ６３４を貫通する駆動軸６３２に圧入固定されている。ロータ６３４ｂは、駆動軸６３２の軸線方向を法線とする接触面６３４ｄを有する。励磁コイル６３４ａは、接触面６３４ｄの裏側に所定間隔をおいて位置しており、通電されると接触面６３４ｄを磁化する。
【００５８】
クラッチ板６３４ｃは、電磁クラッチ６３４の筐体外に配置され、ロータ６３４ｂと対向している。クラッチ板６３４ｃは、ロータ６３４ｂとクラッチ板６３４ｃとの間に間隙が設けて、駆動軸６３２に摺動可能に挿入されて配される。また、このクラッチ板６３４ｃは、ロータ６３４ｂ側の一面に同心形状の座面が突設され、この座面が出力ギア６３３の内周面に圧入固着され一体となっている。すなわち、出力ギア６３３の内周面と駆動軸６３２との間には、このクラッチ板６３４ｃの座面が介在して出力ギア６３３を支持している。
【００５９】
クラッチ板６３４ｃは、リング形状の磁性板材であり、クラッチ板６３４ｃと駆動軸６３２との当接周面は、図示しない被動ハブや滑り軸受等により、駆動軸６３２の回転力がクラッチ板６３４ｃに直接伝達されないようになっている。
【００６０】
制動ギア６３５は、電磁クラッチ６３４の下方に、出力ギア６３３と噛合して設置されている。制動ギア６３５は、個々の出力ギア６３３と対になって複数設置されており、駆動軸６３２の下方に設置された支持軸６３６に遊貫されて支持されている。支持軸６３６は、駆動軸６３２と同様に並列した板状リーフブロック６２Ａ群の外周側を並設方向に横切って設置されるが、軸周りの回転が規制されて回転不能となっている。
【００６１】
電磁ブレーキ６３７は、制動ギア６３５と支持軸６３６との間に介在して設置されている。電磁ブレーキ６３７は、励磁コイル６３７ａと、ロータ６３７ｂと、ブレーキ板６３７ｃを備える。電磁ブレーキ６３７は、出力ギア６３３の回転を規制するものである。本実施形態では出力ギア６３３に制動ギア６３５を返して、制動ギア６３５の回転を規制することによって出力ギア６３３の回転を規制するものだが、出力ギア６３３と制動ギア６３５との間にさらに複数のギアを返してもよく、また出力ギア６３３の回転を直接規制してもよい。従って、電磁ブレーキ６３７単体、又は電磁ブレーキ６３７及び制動ギア６３５、いずれについてもブレーキと呼べる。
【００６２】
励磁コイル６３７ａとロータ６３７ｂは、電磁ブレーキ６３７の筐体内に配置され、ロータ６３７ｂは、電磁ブレーキ６３７の筐体内部を貫通する支持軸６３６に圧入固定される。ロータ６３７ｂは、支持軸６３６の軸線方向を法線として接触面６３７ｄを有する。励磁コイル６３７ａは、接触面６３７ｄの裏側に所定間隔をおいて位置しており、励磁コイル６３７ａに通電があると接触面６３７ｄを磁化可能としている。
【００６３】
ブレーキ板６３７ｃは、電磁ブレーキ６３７の筐体外に、ロータ６３７ｂと対向して配される。ブレーキ板６３７ｃは、支持軸６３６の軸線上に有り、支持軸６３６に摺動可能に挿入されて配される。また、ロータ６３７ｂとブレーキ板６３７ｃとの間には間隙が設けられている。
【００６４】
ブレーキ板６３７ｃは、リング形状の磁性板材である。このブレーキ板６３７ｃは、ロータ６３７ｂ側の一面に同心の座面が突設され、この座面が制動ギア６３５の内周面に圧入固着され一体となっており、制動ギア６３５の内周面と支持軸６３６との間には、この座面が介在し制動ギア６３５を支持している。
【００６５】
このような移動機構６３を備えるマルチリーフコリメータ６２では、駆動ユニット６３１を駆動させると、伴って駆動軸６３２が軸周りに回転する。駆動軸６３２が回転すると、電磁クラッチ６３４が備えるロータ６３４ｂが空転する。
【００６６】
移動させたい板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になっている電磁クラッチ６３４が備える励磁コイル６３４ａに電流を通電すると、励磁コイル６３４ａの作る磁界により接触面６３４ｄは磁化され、クラッチ板６３４ｃを吸着する。クラッチ板６３４ｃは、接触面６３４ｄに吸着されることにより出力ギア６３３を介してロータ６３４ｂと圧接し、ロータ６３４ｂから回転力が伝達され軸周りに回転する。
【００６７】
クラッチ板６３４ｃと一体に設置されている出力ギア６３３は、ロータ６３４ｂとクラッチ板６３４ｃに圧接挟持され、クラッチ板６３４ｃの回転に伴って軸周りに回転する。当該出力ギア６３３とラック部６２ｃで噛合している板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂは、出力ギア６３３の回転に伴い、駆動ユニット６３１の回転方向に従って移動する。
【００６８】
板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂを停止させる場合は、停止させる板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になっている電磁クラッチ６３４が備える励磁コイル６３４ａを非通電とする。非通電となったことにより、励磁コイル６３４ａの作る磁界は消失し、接触面６３４ｄは、クラッチ板６３４ｃを解放する。クラッチ板６３４ｃは、ロータ６３４ｂから解放されることにより、ロータ６３４ｂの回転力が伝達されなくなる。
【００６９】
さらに、ほぼ同時に停止させる板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になっている電磁ブレーキ６３７が備える励磁コイル６３７ａに電流を通電し、接触面６３７ｄを磁化する。接触面６３７ｄが磁化されると、ブレーキ板６３７ｃが接触面６３７ｄに吸着され、ロータ６３７ｂとブレーキ板６３７ｃが制動ギア６３５を介して圧接する。
【００７０】
ロータ６３７ｂは支持軸６３６に固定されており、出力ギア６３３と噛合して回転していた制動ギア６３５は圧接により停止し、噛合により伴って出力ギア６３３も停止する。出力ギア６３３の停止により、噛合している板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂも停止する。
【００７１】
この電磁ブレーキ６３７が設置されたことにより、電磁クラッチ６３４への非通電後、惰性で板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂが移動することを防ぎ、精度よく所望位置に停止保持させることができる。
【００７２】
図５は、マルチリーフコリメータ６２を制御する制御機構を示すブロック図である。放射線治療装置１は、マルチリーフコリメータ６２を制御するマルチリーフコリメータ制御部６４を備える。
【００７３】
マルチリーフコリメータ制御部６４は、所謂ＣＰＵで構成される移動距離算出部６４１と、所謂ＲＡＭ又はＲＯＭ等の記憶回路で構成されるプログラムメモリ６４２と照射野データメモリ６４３と、電源供給コントローラ６４４と、電源供給スイッチ６４５と、電源ユニット６４６を備え、電磁クラッチ６３４と電磁ブレーキ６３７の作動を個々に制御する。作動制御は、電磁クラッチ６３４と電磁ブレーキ６３７に対する通電又は非通電の切り替えである。
【００７４】
プログラムメモリ６４２と照射野データメモリ６４３は、信号の入出力可能に移動距離算出部６４１に接続されている。移動距離算出部６４１は、電源供給コントローラ６４４と信号の出力可能に接続されている。電源供給コントローラ６４４は、電源供給スイッチ６４５に信号出力可能に接続されている。電源供給スイッチ６４５は、内部の複数のスイッチ回路に対して電源ユニット６４６からの電力が供給可能に接続されている。
【００７５】
また、電源供給コントローラ６４４は、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動距離に対応する信号が出力されることが可能に移動距離検出器６５と接続されている。
【００７６】
プログラムメモリ６４２には、照射野データから各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを移動させる距離を算出し、かつ算出した移動させる距離を電源供給コントローラ６４４に出力させる機能を実現するためのプログラムが格納されている。移動距離算出部６４１がこのプログラムによって実現される。照射野データメモリ６４３には、照射野Ｆの形状を示す照射野データが格納されている。照射野データは、図示しない放射線位置決め装置が患部形状を特定してその患部形状に合わせて作成する。
【００７７】
移動距離算出部６４１は、照射野データを照射野データメモリ６４３から読み出して、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを移動させる距離を個々に算出する。移動距離算出部６４１は、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動させる距離を算出すると、算出したデータを電源供給コントローラ６４４に出力する。
【００７８】
尚、照射野データは、当初より照射野Ｆ形状を各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動させる距離により示すデータであってもよく、その場合、移動距離算出部６４１は削除できる。ただし、放射線位置決め装置と放射線治療装置１が備えるマルチリーフコリメータ６２に相違がある場合、特に板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの構成枚数に違いがある場合は、照射野データの構成を各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの照射野データを移動させる距離で構成することができないので、移動させる距離の算出が行われる。
【００７９】
電源供給スイッチ６４５は、電源ユニット６４６と各駆動ユニット６３１、電源ユニット６４６と各電磁クラッチ６３４、及び電源ユニット６４６と各電磁ブレーキ６３７との電源ケーブル接続をそれぞれ中継するスイッチである。この電源供給スイッチ６４５は、電源供給コントローラ６４４によってスイッチの接続又は切断が制御されている。
【００８０】
電源供給コントローラ６４４は、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを移動させる距離のデータに従って電源供給スイッチ６４５の各スイッチの接続又は切断を制御し、電源ユニット６４６からの電力を供給又は断線する制御回路である。
【００８１】
電源供給コントローラ６４４は、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを移動させるスイッチ制御を行う。各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動させる距離と、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの実際の移動距離とを比較する。実際の移動距離が移動させる距離に到達した板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂに対しては、移動を停止させるスイッチ制御を行う。
【００８２】
各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを個別的に移動させるスイッチ制御では、駆動ユニット６３１に対する正回転用又は逆回転用のスイッチ接続を行い、電力ユニット６４６と通電させ、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂと対になった電磁クラッチ６３４に対するスイッチ接続を行い、電力ユニット６４６と通電させる。
【００８３】
また、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを個別的に停止させるスイッチ制御では、実際の移動距離が移動させる距離に到達した板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になった電磁クラッチ６３４に対するスイッチ切断を行い、電力ユニット６４６からの電力を遮断し、同様に対になった電磁ブレーキ６３７に対するスイッチ接続を行い、電力ユニット６４６と通電させる。
【００８４】
図６は、マルチリーフコリメータ制御部６４の制御動作を示すフローチャートである。図６に示すように、移動距離算出部６４１は、プログラムメモリ６４２に格納されたプログラムに従い、照射野データメモリ６４３から照射野データを読み込んで、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを移動させる距離を個別的に算出する（Ｓ０１）。算出された各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動させる距離は、電源供給コントローラ６４４に出力される。
【００８５】
電源供給コントローラ６４４は、電源供給スイッチ６４５を制御して、各駆動ユニット６３１に対する正回転又は逆回転のスイッチ接続を行わせて、電源ユニット６４６と各駆動ユニット６３１を通電させ、各駆動ユニット６３１を駆動させる（Ｓ０２）。
【００８６】
さらに電源供給コントローラ６４４は、電源供給スイッチ６４５を制御して、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂと対になった電磁クラッチ６３４に対するスイッチ接続を行わせて電源ユニット６４６と各電磁クラッチ６３４を通電し、電磁クラッチ６３４を作動させる（Ｓ０３）。
【００８７】
電磁クラッチ６３４が作動し、駆動ユニット６３１の駆動が板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂに伝達され、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂが移動を開始すると、各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの移動距離検出器が実際に移動した距離をそれぞれ検出し、電源供給コントローラ６４４に入力する（Ｓ０４）。
【００８８】
各板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの実際に移動した距離が入力された電源供給コントローラ６４４は、対応の移動させる距離と比較し（Ｓ０５）、実際に移動した距離が移動させる距離に到達している場合（Ｓ０５，Ｙｅｓ）、到達した板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になった電磁クラッチに対するスイッチを切断する（Ｓ０６）。さらに、当該板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対になった電磁ブレーキ６３７に対するスイッチを接続し、通電させて電磁ブレーキ６３７を作動させ、当該板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂを停止保持させる（Ｓ０７）。
【００８９】
このＳ０４〜Ｓ０７までを全ての板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを停止させるまで行い（Ｓ０８，Ｎｏ）、制御を完了する。
【００９０】
このように、本実施形態のマルチリーフコリメータ６２は、各板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂと対にして電磁クラッチ６３４と電磁ブレーキ６３７を備えるようにし、電磁クラッチ６３４と電磁ブレーキ６３７に対する電源供給のコントロールによって照射野Ｆの画成を行っている。
【００９１】
これにより、駆動軸６３２は、板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂの移動距離に直接影響を与えるものではなくなり、必要に応じて回転力を供給する回転力供給源となる。従って、電磁クラッチ６３４又は板状リーフブロック６２Ａの外径を無視すれば、一本の駆動軸６３２から、板状リーフブロック６２Ａ群又は６２Ｂ群のうち何枚に対してでも回転力を提供することができる。
【００９２】
尚、マルチコリメータ６２の制御、すなわち駆動ユニット６３１、電磁クラッチ６３４、電磁ブレーキ６３７の制御は、スイッチ回路の接続又は切断を装置操作者のボタン操作で行うマニュアル制御であってもよい。この場合、当該操作のための通電ＯＮ／ＯＦＦボタンが放射線治療装置１が備える図示しない入力パネルに割り当てられる。
【００９３】
図７は、板状リーフブロック６２Ａを下方から見た下面図である。図７に示すように、マルチリーフコリメータ６２は、照射ヘッド５の大きさの関係から、駆動ユニット６３１の並列スペースＷ１と板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂの並列スペースＷ２は、所定範囲内に制限されている。駆動ユニット６３１の並列スペースＷ１は、板状リーフブロック６２Ａの長手方向である。
【００９４】
その範囲内において、本実施形態のマルチリーフコリメータ６２は、一本の駆動軸６３２に対して、３セット以上の板状リーフブロック６２Ａと電磁クラッチ６３４を配置することができる。駆動ユニット６３１は、並列スペースＷ１とユニットの外径から設置数が制限される。しかし、駆動ユニット６３１一機に対する板状リーフブロック６２Ａと電磁クラッチ６３２のセットの配置数は、板状リーフブロック６２Ａと電磁クラッチ６３２の外径以外に制限がなく、いくつでも配置可能である。
【００９５】
従って、本実施形態のマルチリーフコリメータ６２は、駆動ユニット６３１の設置数に関係なく、並列スペースＷ２内に並設することのできる板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂの枚数を増やすことができ、板状リーフブロック６２Ａ及び６２Ｂを薄くすることができるから、マルチリーフコリメータ６２の画成する照射野Ｆは、より患部形状に近似した精度の高い形状となる。
【００９６】
尚、板状リーフブロック６２Ａ又は６２Ｂ、出力ギア、制動ギア等の噛合関係は、直接的に噛合するものであっても、他のギアを返して間接的に噛合するものであっても全て噛合の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本実施形態に係る放射線治療装置の構成を示す外観図である。
【図２】本実施形態に係る放射線治療装置が備える絞り機構の概略図である。
【図３】本実施形態に係る放射線治療装置が備えるマルチリーフコリメータの斜視図である。
【図４】本実施形態に係る放射線治療装置が備えるマルチリーフコリメータの側面図である。
【図５】本実施形態に係る放射線治療装置が備えるマルチリーフコリメータの制御機構を示すブロック図である。
【図６】本実施形態に係る放射線治療装置が備えるマルチリーフコリメータの制御動作を示すフローチャートである。
【図７】従来の放射線治療装置が備えるマルチリーフコリメータの下面図である。
【図８】従来のマルチリーフコリメータを下方向から見た下面図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  放射線治療装置
２  治療台
２１  天板
３  回転架台
３ａ  片腕
３ｂ  片腕
４  回転支持台
４１  回動軸
５  照射ヘッド
６  絞り機構
６１  絞りブロック
６１Ａ  ブロック
６１Ｂ  ブロック
６２  マルチリーフコリメータ
６２Ａ  板状リーフブロック
６２Ｂ  板状リーフブロック
６２ｃ  ラック部
６３  移動機構
６３１  駆動ユニット
６３２  駆動軸
６３３  出力ギア
６３４  電磁クラッチ
６３４ａ  励磁コイル
６３４ｂ  ロータ
６３４ｃ  クラッチ板
６３４ｄ  接触面
６３５  制動ギア
６３６  支持軸
６３７  電磁ブレーキ
６３７ａ  励磁コイル
６３７ｂ  ロータ
６３７ｃ  ブレーキ板
６３７ｄ  接触面
６４  マルチリーフコリメータ制御部
６４１  移動距離算出部
６４２  プログラムメモリ
６４３  照射野データメモリ
６４４  電源供給コントローラ
６４５  電源供給スイッチ
６４６  電源ユニット
６５  移動距離検出器
【図１】
2007195652.tif 000003
【図２】
2007195652.tif 000004
【図３】
2007195652.tif 000005
【図４】
2007195652.tif 000006
【図５】
2007195652.tif 000007
【図６】
2007195652.tif 000008
【図７】
2007195652.tif 000009
【図８】
2007195652.tif 000010