(57)【要約】      （修正有）【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正確に絞ることができる技術を提供する。【解決手段】放射線源Ｓからの放射線照射方向に配置されるマルチリーフコリメータに、その軸に沿って送りネジが刻設された湾曲可能なリードワイヤ６２２と、リードワイヤを軸回転させる駆動ユニット６２４と、リードワイヤと螺合して軸に沿って移動可能なナット６２１と、ナットに固定されたリーフブロック６１Ｂとを備える。【選択図】図３
2007037828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線源からの放射線照射方向に配置され、放射線の照射野を所定形状に絞るマルチリーフコリメータであって、
その軸に沿って送りネジが刻設された湾曲可能なリードワイヤと、
前記リードワイヤを軸回転させる駆動ユニットと、
前記リードワイヤと螺合して前記軸に沿って移動可能なナットと、
前記ナットに固定されたリーフブロックと、
を備えること、
を特徴とするマルチリーフコリメータ。
【請求項２】
前記リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、
前記駆動ユニットは、前記ナットの移動軌跡延長線上から外れて設置されること、
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】
前記リーフブロックを並列して複数備えるとともに、前記リードワイヤと前記駆動ユニットと前記ナットを前記リーフブロックのそれぞれと対にして複数備え、
前記各リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、
前記各駆動ユニットは、前記リーフブロックの並列方向及びこの並列方向と交差する方向に並んで配されること、
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量を検出する検出部を前記リーフブロックの近傍に配置してさらに備えること、
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５】
前記リーフブロックには、ラック部が刻設され、
前記検出部は、前記ラック部と噛合するギアを有し、このギアの回転量から前記移動量を検出すること、
を特徴とする請求項４記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項６】
前記リードワイヤは、前記放射線源を中心とする円弧に沿って配設されること、
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７】
放射線を照射する放射線源とこの放射線源からの放射線照射方向に配置されて放射線の照射野を所定形状に絞るマルチリーフコリメータ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、
その軸に沿って送りネジが刻設された湾曲可能なリードワイヤと、
前記リードワイヤを軸回転させる駆動ユニットと、
前記リードワイヤと螺合して前記軸に沿って移動可能なナットと、
前記ナットに固定されたリーフブロックと、
を備えること、
を特徴とする放射線治療装置。
【請求項８】
前記リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、
前記駆動ユニットは、前記ナットの移動軌跡延長線上から外れて設置されること、
を特徴とする請求項７記載の放射線治療装置。
【請求項９】
前記リーフブロックを並列して複数備えるとともに、前記リードワイヤと前記駆動ユニットと前記ナットを前記リーフブロックのそれぞれと対にして複数備え、
前記各リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、
前記各駆動ユニットは、前記リーフブロックの並列方向及びこの並列方向と交差する方向に並んで配されること、
を特徴とする請求項７記載の放射線治療装置。
【請求項１０】
前記マルチリーフコリメータは、前記リーフブロックの移動量を検出する検出部を前記リーフブロックの近傍に配置してさらに備えること、
を特徴とする請求項８又は９記載の放射線治療装置。
【請求項１１】
前記リーフブロックには、ラック部が刻設され、
前記検出部は、前記ラック部と噛合するギアを有し、このギアの回転量から前記移動量を検出すること、
を特徴とする請求項１０記載の放射線治療装置。
【請求項１２】
前記リードワイヤは、前記放射線源を中心とする円弧に沿って配設されること、
を特徴とする請求項７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、被検体に曝射する放射線の照射野を絞る技術に関する。
【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の一例を図７及び図８に示す。
【０００４】
図７に示すように、マルチリーフコリメータは、複数枚のリーフブロックとこのリーフブロックと対になった移動機構とにより構成される。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Ｓ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ることによって、放射線の照射野Ｆが所定形状に絞られる。
【０００５】
マルチリーフコリメータＣは、リーフブロックＢを曝射領域を挟んで対向させて備え、かつリーフブロックＢを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Ｂのそれぞれを任意の量接近又は離反させることで照射野Ｆを所定形状に絞っている（例えば、「特許文献１」参照。）。
【０００６】
移動機構Ｔは、リーフブロックＢの底面にナットＮを固定して配している。さらにナットＮに挿入されたシャフトＡをリーフブロックＢの接近又は離反方向に配設し、このシャフトＡを軸回転させる駆動ユニットＵを備える。ナットＮとシャフトＡには、それぞれネジ溝が刻設されており、ネジ溝によってナットとシャフトは螺合している。
【０００７】
この移動機構は、駆動ユニットＵを作動させ、シャフトＡを軸回転させる。シャフトＡが軸回転すると、シャフトＡと螺合しているナットＮがシャフトＡの軸方向に移動し、ナットＮと固定関係を有するリーフブロックＢも伴って移動する。
【０００８】
マルチリーフコリメータＣは、移動量を適切に制御することで所望の照射野Ｆ形状に絞られる。移動量は、図示しないポテンショメータやエンコーダ等の検出部を設けて検出している。
【０００９】
ここで、シャフトＡは、一般的にはアルミやプラスチック等のある程度の剛性を有する材質で組成されており、軸回転を考慮して自在継手等を用いて配設される。放射線治療装置において、マルチリーフコリメータＣの設置スペースは限られているため、自在継手を無制限に利用することはできない。従って、駆動ユニットＵの設置個所は、ほぼシャフトＡの軸線上に限られている。
【００１０】
図８は、リーフブロックＢが並列する方向と直交する方向からマルチリーフコリメータＣを見た側面図である。駆動ユニットＵは、リーフブロックＢの並設に伴って一列に並列して配設される。マルチリーフコリメータＣの設置スペースの都合上、並列に配置された駆動ユニットＵの設置数は、その外径に影響を受けて制限された数となる。リーフブロックＢと駆動ユニットＵは一対であるから、駆動ユニットＵの設置数が制限されると、並設するリーフブロックＢの数も制限されることになる。
【００１１】
リーフブロックＢの数が制限されるとリーフブロックＢ一つ一つが厚くなり、照射野Ｆの外縁形状は粗くなり、患部形状と近似させにくくなる。そうすると、患部組織近傍の正常組織にも放射線が曝射されたり、又患部組織であっても放射線が曝射されない範囲が生じる。
【００１２】
また、シャフトＡの自在継手による曲げにも限界があると、ナットＮが移動しないシャフトＡ部分もリーフブロックＢ近傍に配設されることになる。
【００１３】
シャフトＡの配設によってリーフブロックＢの近傍スペースが消費されると、移動量を検出する検出部は、リーフブロックＢから離れた箇所に設置されることになる。リーフブロックＢの移動量を検出部に伝達するため、リーブブロックＢと検出部との間には、図示しない多数のギアが設けられる。検出部は、これら多数のギアを介するため、バックラッシュ等の影響で、検出した移動量の検出精度は低下する。これにより、本来所望している位置へリーフブロックＢが到達していないのにも関わらず駆動ユニットＵを停止させてしまうおそれがあり、照射野Ｆの形状と患部形状とが異なってしまう場合がある。
【００１４】
【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】
【００１５】
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精度良く絞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】
【００１６】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明は、放射線源からの放射線照射方向に配置され、放射線の照射野を所定形状に絞るマルチリーフコリメータであって、その軸に沿って送りネジが刻設された湾曲可能なリードワイヤと、前記リードワイヤを軸回転させる駆動ユニットと、前記リードワイヤと螺合して前記軸に沿って移動可能なナットと、前記ナットに固定されたリーフブロックと、を備えること、を特徴とする。
【００１７】
前記リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、前記駆動ユニットは、前記ナットの移動軌跡延長線上から外れて設置されるようにしてもよい。
【００１８】
また、前記リーフブロックを並列して複数備えるとともに、前記リードワイヤと前記駆動ユニットと前記ナットを前記リーフブロックのそれぞれと対にして複数備え、前記各リードワイヤは、前記駆動ユニットから前記ナットへ湾曲して配設され、前記各駆動ユニットは、前記リーフブロックの並列方向及びこの並列方向と交差する方向に並んで配されるようにしてもよい。
【００１９】
また、前記リーフブロックの移動量を検出する検出部を前記リーフブロックの近傍に配置してさらに備えるようにしてもよい。
【００２０】
また、前記リーフブロックには、ラック部が刻設され、前記検出部は、前記ラック部と噛合するギアを有し、このギアの回転量から前記移動量を検出するようにしてもよい。
【００２１】
また、前記リードワイヤは、前記放射線源を中心とする円弧に沿って配設されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、マルチリーフコリメータにおいて、その軸に沿って送りネジが刻設された湾曲可能なリードワイヤと、リードワイヤを軸回転させる駆動ユニットと、リードワイヤと螺合して前記軸に沿って移動可能なナットと、ナットに固定されたリーフブロックとを備えるようにした。この発明により、リードワイヤを自由に湾曲させることができるため、駆動ユニットのレイアウトが自由になり、駆動ユニットの増加を図ったり、リーフブロック近傍に検出部を設置したりすること等が可能となり、放射線の照射野を精度よく患部形状に近似させて絞ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
回転架台３は、略Ｌ字状の立体形状を有している。Ｌ字形状の片腕部分３ａが回転支持台４に支持されている。他方の片腕部分３ｂには、照射ヘッド５が備えられている。照射ヘッド５には、図示しない放射線源が内設されている。放射線源は、電子加速器や対電子線ターゲット等を含み構成されており、電子加速器で電子を加速させ、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、π中間子線、中性子線など)等である。
【００２７】
この放射線治療装置１は、天板２１に被検体を載置して、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が、放射線を曝射する患部位置に合致するよう調整する。アイソセンタの位置調整は、治療台２の移動や上下動並びに回転動、回転架台３の軸回り方向への回転によって行われる。患部とアイソセンサが合致すると、発生する放射線の照射野を所定形状に絞り、放射線源から患部へ放射線を曝射する。
【００２８】
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絞られる。照射野の患部形状に合わせた絞りは、照射ヘッド５に内設された図示しない絞りブロックとマルチリーフコリメータ６によって行われる。図２は、照射野を患部形状に合わせて絞るマルチリーフコリメータ６を示す斜視図である。マルチリーフコリメータ６は、放射線源から曝射される放射線の放射方向に設置されている。尚、絞りブロックは、放射線源とマルチリーフコリメータ６との間に配置されている。
【００２９】
マルチリーフコリメータ６は、放射線源から曝射される放射線を挟んで対向するリーフブロック６１Ａ及び６１Ｂを備える。リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂは、その断面がテーパ状を有し、その側面が短周長のアーチ状を有する。外周側円弧面６１ｃのアーチは、放射線源を中心とした円弧と同一のカーブ半径を有する。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。
【００３０】
リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂは、その側面と直交する方向に複数並設されている。マルチリーフコリメータ６は、一対のリーフブロック６１Ａ及び６１Ｂを放射線源を中心とした同一円弧軌道に沿って接近又は離反移動させる移動機構６２を備える。移動機構６２によって、任意のリーフブロック６１Ａ又は６１Ｂを所定移動量接近又は離反移動させることによって照射野Ｆを適切な形状に絞る。照射野Ｆ以外の箇所に放射される放射線は、リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂによって吸収され、照射野Ｆを通る放射線のみがマルチリーフコリメータ６を通過する。
【００３１】
図３は、マルチリーフコリメータ６の側面図である。ここでは、リーフブロック６１Ｂの部分のみを説明するが、リーフブロック６１Ａについても同様である。移動機構６２は、複数のリーフブロック６１Ａ及び６１Ｂと一対一対応で配されている。移動機構６２は、リーフブロック６１Ｂの外周側円弧面６１ｃにナット６２１を固定して備える。ナット６２１の開口は、リーフブロック６１Ｂの照射野Ｆ絞り方向に向く。
【００３２】
ナット６２１には、その開口にリードワイヤ６２２が挿入されている。リードワイヤ６２２は、ワイヤ支持部６２３に遊貫して支持されながら、放射線源Ｓを中心とした円弧に沿って配設される。すなわち、リーフブロック６１Ｂの外周側円弧面６１ｃに沿って配設される。リードワイヤ６２２の一端には、駆動ユニット６２４が接続されている。駆動ユニット６２４は、図示しないモータと減速機で構成されている。リードワイヤ６２２の一端は、モータの回転子と接続されている。
【００３３】
図４は、ナット６２１とリードワイヤ６２２の断面図である。図４に示すように、リードワイヤ６２２は、その軸６２２ａに沿ってスパイラル状のネジ溝が送りネジ６２２ｂとして刻設されている。また、ナット６２１は、内周壁にネジ溝６２１ａが刻設されている。リードワイヤ６２２の送りネジ６２２ｂとナット６２１のネジ溝６２１ａは螺合している。
【００３４】
このような移動機構６２は、駆動ユニット６２４を駆動させ、モータの回転子を回転させると、リードワイヤ６２２が軸６２２ａ周りに軸回転する。リードワイヤ６２２が湾曲していれば、軸６２２ａも湾曲する。リーフブロック６１Ｂは、複数並列されているためリードワイヤ６２２の軸周り方向への回転が不可能となっている。従って、リードワイヤ６２２が軸回転すると、送りネジ６２２ｂと螺合したネジ溝６２１ａを有するナット６２１は、リードワイヤ６２２の軸６２２ａ方向を移動する。
【００３５】
リーフブロック６１Ｂは、ナット６２１と固定されているため、ナット６２１とともにリードワイヤ６２２の軸６２２ａ方向に移動する。リードワイヤ６２２は放射線源Ｓを中心とした円弧に沿って配設されているため、リーフブロック６１Ｂは、放射線源Ｓを中心とした円弧に沿って移動する。
【００３６】
各駆動ユニット６２４のモータ回転量を制御することで、各リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂはそれぞれ独立して所定量移動し、各リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂ全体として照射野Ｆを患部形状に合わせた形状に絞る。
【００３７】
ところで、リードワイヤ６２２は、その湾曲能力によってナット６２１と駆動ユニット６２４との間を湾曲して配設されることが可能であり、湾曲しても配設された位置を変位させることなく軸回転が可能である。リードワイヤ６２２は、ワイヤ支持部６２３に支持されて円弧状に湾曲した後、さらに自由に湾曲して駆動ユニット６２４と接続することができる。すなわち、リードワイヤ６２２によって駆動ユニット６２４を自由な位置にレイアウトすることが可能となる。
【００３８】
例えば、図５は、マルチリーフコリメータ６をリーフブロック６１Ｂの並列方向と直交する方向から見た側面図である。図５に示すように、本実施形態のマルチリーフコリメータ６では、各駆動ユニット６２４を２次元的に配設する。リーフブロック６１Ｂの並設方向に配設し、さらにリーフブロック６１Ｂの並設方向と直交する方向に多段に配設する。各リードワイヤ６２２は、各駆動ユニット６２４の接続端からワイヤ支持部６２３まで湾曲させて配設する。
【００３９】
駆動ユニット６２４を多段に２次元的に配置することで、限られたスペースにより多くの駆動ユニット６２４を配することができ、かつリードワイヤ６２２によってその駆動力を各リーフブロック６１Ｂに伝達することができる。これにより、駆動ユニット６２４の増設に伴って、同一スペースに断面幅を狭くしたリーフブロック６１Ｂをより多く並設することができる。
【００４０】
リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂの数が多くなり、かつその断面幅が狭いと、各リーフブロック６１Ａ及び６１Ｂが絞る照射野Ｆの形状はよりなめらかなになる。これにより得られる照射野Ｆは、患部形状により合致した形状に近似させ易くなる。従って、患部以外への無用な曝射をさらに精度よく防止することができると共に、患部への曝射をさらに漏れなく行うことができる。
【００４１】
また駆動ユニット６２４のレイアウトの他の例としては、図６に示すように、駆動ユニット６２４をナット６２１の移動軌跡の延長線上から外して配置している。これにより、リードワイヤ６２２の駆動ユニット６２４との接続端からナット６２１が移動しない部分までは、リーフブロック６１Ｂの外周側円弧面６１ｃに沿わず移動軌跡から離脱させている。この部分を離脱させることで生まれた外周側円弧面６１ｃ近傍のスペースには、検出部６２５が設置される。
【００４２】
リーフブロック６１Ｂには、その外周側円弧面６１ｃに歯切りを備えたラック部６１ｄを刻設する。検出部６２５は、図示しないギアと図示しないポテンショメータを備え、ギアの回転量をポテンショメータで検出する。ギアは、リーフブロック６１Ｂのラック部６１ｄと噛合させる。この噛合により、リーフブロック６１Ｂが移動することでギアが回転する。ギアの回転量はリーフブロック６１Ｂの移動量となり、検出部６２５は、リーフブロック６１Ｂの移動量を直接検出する。尚、検出部６２５は、ポテンショメータに代えてエンコーダを備えるようにしてもよい。
【００４３】
このように、リードワイヤ６２２を備えるようにすることで、駆動ユニット６２４を自由な位置にレイアウトすることができ、例えば、リーフブロック６１Ｂの外周側円弧面６１ｃ近傍にスペースを作ることができる。このスペースに検出部６２５を設けることで、リーフブロック６１Ｂと検出部６２５を結ぶだけの多数の他のギアを排除して、直接リーフブロック６１Ｂの移動量を検出することができるようになる。このため、他のギアを介することによるバックラッシュの影響を受けることなく精度のよい移動量検出を行うことができ、以て照射野を精度よく絞ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本実施形態に係る放射線治療装置の構成例を示す概要図である。
【図２】本実施形態に係るマルチリーフコリメータを示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係るマルチリーフコリメータの側面図である。
【図４】本実施形態に係る移動機構のうち、ナットとリードワイヤ部分の断面図である。
【図５】本実施形態のマルチリーフコリメータをリーフブロックの並列方向と直交する方向から見た側面図である。
【図６】本実施形態に係る検出部を備えるマルチリーフコリメータを示す側面図である。
【図７】従来のマルチリーフコリメータを示す図である。
【図８】従来のマルチリーフコリメータをリーフブロックの並列方向と直交する方向から見た側面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  放射線治療装置
２  治療台
２１  天板
３  回転架台
４  回転支持台
５  照射ヘッド
６  マルチリーフコリメータ
６１Ａ  リーフブロック
６１Ｂ  リーフブロック
６２  移動機構
６２１  ナット
６２２  リードワイヤ
６２３  ワイヤ支持部
６２４  駆動ユニット
６２５  検出部
Ｓ  放射線源
Ｆ  照射野
【図１】
2007037828.tif 000003
【図２】
2007037828.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007037828.tif 000007
【図６】
2007037828.tif 000008
【図７】
2007037828.tif 000009
【図８】
2007037828.tif 000010