(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電力を生成する高周波電源と、
前記高周波電力が供給されることにより、放射線治療に利用される第１治療用放射線を発生させる第１治療用放射線照射装置と、
前記高周波電力が供給されることにより、前記放射線治療に利用される第２治療用放射線を発生させる第２治療用放射線照射装置と、
前記第１治療用放射線が被検体の一部分に照射されるように前記第１治療用放射線照射装置を支持し、かつ、前記第２治療用放射線が前記一部分に照射されるように前記第２治療用放射線照射装置を支持する支持装置と、
前記第１治療用放射線照射装置と前記第２治療用放射線照射装置とのうちの一方に前記高周波電力を供給する電力分岐供給回路と、
前記電力分岐供給回路を制御することにより、前記第１治療用放射線が発生する第１タイミングと前記第２治療用放射線が発生する第２タイミングとを制御するタイミング制御装置
とを具備する放射線治療システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１タイミングと前記第２タイミングとは、前記第１治療用放射線の発生が停止してから前記第２治療用放射線が発生するまでの期間が前記第２治療用放射線の発生が停止してから前記第１治療用放射線が発生するまでの期間に等しくなるように制御される
放射線治療システム。
【請求項３】
請求項１〜請求項２のいずれかにおいて、
前記第１治療用放射線に基づいて前記被検体の第１透過画像を作成する第１撮像パネルと、
前記第２治療用放射線に基づいて前記被検体の第２透過画像を作成する第２撮像パネル
とを更に具備する放射線治療システム。
【請求項４】
請求項３において、
前記第１透過画像または前記第２透過画像に基づいて前記第１治療用放射線照射装置または前記第２治療用放射線照射装置を駆動する駆動制御装置
を更に具備する放射線治療システム。
【請求項５】
請求項３〜請求項４のいずれかにおいて、
前記第１透過画像または前記第２透過画像に基づいて前記被検体の内部の状態を示す３次元データを生成する画像処理装置
を更に具備する放射線治療システム。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれかにおいて、
前記放射線治療に利用される他の治療用放射線を発生させる少なくとも１つの治療用放射線照射装置をさらに具備し、
前記少なくとも１つの治療用放射線照射装置は、前記支持装置に支持され、
前記第１治療用放射線照射装置と前記第２治療用放射線照射装置と前記少なくとも１つの治療用放射線照射装置とからなる複数の治療用放射線照射装置の個数は、奇数である
放射線治療システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療システムに関し、特に、患部に放射線を照射することにより患者を治療するときに利用される放射線治療システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
患部（腫瘍）に治療用放射線を照射することにより患者を治療する放射線治療が知られている。その治療用放射線としては、制動放射により生成される放射線が例示される。その治療用放射線を発生させるＸ線照射ヘッドは、荷電粒子を加速する加速管と、その荷電粒子が照射されるＸ線ターゲットとを備えている。このようなＸ線照射ヘッドがその患部に照射することができる治療用放射線の線量率は、荷電粒子を加速するための電力とその荷電粒子が照射されるＸ線ターゲットを冷却する能力とにより、上限界（たとえば、５００〜１０００ｃＧｙ／ｍｉｎ程度）がある。
【０００３】
その放射線治療は、治療効果が高いことが望まれ、その治療用放射線は、患部の細胞に照射される線量に比較して、正常な細胞に照射される線量がより小さいことが望まれている。患者は、呼吸により患部位置が治療中に動く恐れがある場合に、正常部位に過照射される危険性を低減するために、その治療用放射線が照射される維持時間（たとえば、約３０秒）内に息を止める必要がある場合がある。患者の負担をより軽減するために放射線治療にかかる時間をより低減することが望まれ、患部に照射される治療用放射線の線量率がより大きい放射線治療装置が望まれている。
【０００４】
特開２００２−２４８１７６号公報には、照射部本体の回転範囲が広く、患者の患部に十分に放射線を集中させることが可能な放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、回転中心としてのアイソセンタと該アイソセンタを通り互いに直交する第一から第三の軸とが規定され、上記第一の軸回りに回転する照射部本体と、該照射部本体を支持するとともに上記第二の軸回りに回転する照射部支持体とを備えた放射線治療装置において、上記照射部本体は、上記第一の軸回りに、上記第三の軸から上記第二の軸の正側及び負側に向かって回転することを特徴としている。
【０００５】
特許第３７４６７４４号公報には、優れた治療性能を有する放射線治療装置が開示されている。その放射線治療装置は、電子銃、線形加速器及びターゲットからなる治療用放射線発生部と同治療用放射線発生部を首振りさせるジンバル機構を有する照射ヘッドと、この照射ヘッドを予め定めた球面座標上で支持し且つ移動させる支持移動機構と、前記照射ヘッドに供給すべきマイクロ波を発生する、静止位置に配置されるマイクロ波発振器と、一端部が前記マイクロ波発振器に電磁気的に接続され、他端部が前記線形加速器に電磁気的に接続される導波管部とを具備する放射線治療装置において、前記ジンバル機構に搭載される前記導波管部の導波管と、前記マイクロ波発振器からの前記導波管部の導波管とを、フレキシブル導波管により連結したことを特徴としている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２４８１７６号公報
【特許文献２】特許第３７４６７４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、放射線治療される患者の負担をより軽減する放射線治療システムを提供することにある。
本発明の他の課題は、被検体の一部分に照射される治療用放射線の線量率をより大きくする放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、被検体の一部分に照射される複数の治療用放射線が発生するタイミングをより安定して制御する放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、複数の治療用放射線が被検体の一部分に同時に照射されることをより確実に防止する放射線治療システムを提供することにある。
本発明のさらに他の課題は、より軽量化される放射線治療システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、発明を実施するための最良の形態・実施例で使用される符号を括弧付きで用いて、課題を解決するための手段を記載する。この符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための最良の形態・実施例の記載との対応を明らかにするために付加されたものであり、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【０００９】
本発明による放射線治療システム（１）は、放射線治療に利用される第１治療用放射線（２３−１）を発生させる第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）と、その放射線治療に利用される第２治療用放射線（２３−２）を発生させる第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）と、第１治療用放射線（２３−１）が被検体（４３）の一部分に照射されるように第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）を支持し、かつ、第２治療用放射線（２３−２）が一部分に照射されるように第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）を支持する支持装置（１１，１２，１４，１５−１〜１５−３）（１０２〜１０４）（１１２〜１１３）（１２２〜１２４）と、第１治療用放射線（２３−１）が発生する第１タイミング（７２）と第２治療用放射線（２３−２）が発生する第２タイミング（７３）とを制御するタイミング制御装置（６）（８２）をさらに備えている。このとき、放射線治療システム（１）は、放射線照射装置を１つだけ備えている装置に比較して、被検体（４３）の一部分に照射される治療用放射線の線量率をより大きくすることができる。放射線治療システム（１）は、さらに、被検体（４３）の一部分に第１治療用放射線（２３−１）と第２治療用放射線（２３−２）とを同時に照射しないように制御することができる。
【００１０】
本発明による放射線治療システム（１）は、第１高周波電力を生成する第１高周波電源（５−１）と、第２高周波電力を生成する第２高周波電源（５−２）とをさらに備えている。第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）は、第１高周波電力を用いて第１治療用放射線（２３−１）を発生させ、第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）は、第２高周波電力を用いて第２治療用放射線（２３−２）を発生させ、タイミング制御装置（６）（８２）は、第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）に第１高周波電力を供給するタイミング（６２）と第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）に第２高周波電力を供給するタイミング（６３）とを制御する。このとき、放射線治療システム（１）は、第１治療用放射線（２３−１）が発生する第１タイミング（７２）と第２治療用放射線（２３−２）が発生する第２タイミング（７３）とをより安定して制御することができる。
【００１１】
本発明による放射線治療システム（１）は、高周波電力を生成する高周波電源（８１）と、第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）と第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）とのうちの一方に高周波電力を供給する電力分岐供給回路（８４）とをさらに備えている。第１治療用放射線照射装置（１６−１）（１０５）（１１５）（１２５）は、高周波電力を用いて第１治療用放射線（２３−１）を発生させ、第２治療用放射線照射装置（１６−２）（１０６）（１１６）（１２６）は、高周波電力を用いて第２治療用放射線（２３−２）を発生させる。このとき、放射線治療システム（１）は、被検体（４３）の一部分に第１治療用放射線（２３−１）と第２治療用放射線（２３−２）とを同時に照射しないことをより確実にすることができる。
【００１２】
第１タイミング（７２）と第２タイミング（７３）とは、第１治療用放射線（２３−１）の発生が停止してから第２治療用放射線（２３−２）が発生するまでの期間（７４）が第２治療用放射線（２３−２）の発生が停止してから第１治療用放射線（２３−１）が発生するまでの期間（７５）に等しくなるように制御される。このとき、放射線治療システム（１）は、各照射間でのノイズ干渉が低減し、誤動作する可能性を低減することができ、被検体（４３）の一部分に第１治療用放射線（２３−１）と第２治療用放射線（２３−２）とをより安定して照射することができる。
【００１３】
本発明による放射線治療システム（１）は、第１治療用放射線（２３−１）に基づいて被検体（４３）の第１透過画像を作成する第１撮像パネル（３１−１）と、第２治療用放射線（２３−２）に基づいて被検体（４３）の第２透過画像を作成する第２撮像パネル（３１−２）とをさらに備えている。このとき、放射線治療システム（１）は、透過画像の撮像に専用される診断撮像装置を備える必要がない。放射線治療システム（１）は、その専用の診断撮像装置を省略したときに、軽量化されることができ、または、放射線治療に利用される治療用放射線を発生させる治療用放射線照射装置をさらに増設することができる。
【００１４】
本発明による放射線治療システム（１）は、その第１透過画像または第２透過画像に基づいて第１治療用放射線照射装置（１６−１）または第２治療用放射線照射装置（１６−２）を駆動する駆動制御装置（８）をさらに備えていることが好ましい。
【００１５】
本発明による放射線治療システム（１）は、その第１透過画像または第２透過画像に基づいて被検体（４３）の内部の状態を示している３次元データを生成する画像処理装置（７）をさらに備えていることが好ましい。
【００１６】
本発明による放射線治療システム（１）は、放射線治療に利用される治療用放射線（２３−１〜２３−３）を発生させる治療用放射線照射装置（１６−１〜１６−３）の個数が複数且つ奇数である。本発明による放射線治療システム（１）は、その複数の治療用放射線照射装置（１６−１〜１６−３）と、複数の治療用放射線照射装置（１６−１〜１６−３）に対向する複数の撮像パネル（３１−１〜３１−３）とをリング状の支持体（１４）に支持するときに、複数の治療用放射線照射装置（１６−１〜１６−３）と複数の撮像パネル（３１−１〜３１−３）とを支持体に等間隔に配置することができ、好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による放射線治療システムは、放射線照射装置を１つだけ備えている装置に比較して、被検体の一部分に照射される治療用放射線の線量率をより大きくすることができ、被検体の一部分に複数の治療用放射線を同時に照射しないように制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照して、本発明による放射線治療システムの実施の形態を記載する。その放射線治療システム１は、図１に示されているように、放射線治療装置３とクライストロン５−１とクライストロン５−２とタイミング制御装置６と画像処理装置７と駆動制御装置８とを備えている。タイミング制御装置６は、クライストロン５−１とクライストロン５−２とを制御する。クライストロン５−１は、タイミング制御装置６により制御されて所定の電力の高周波電力を所定のタイミングで生成し、導波管８−１を介してその高周波電力を放射線治療装置３に出力する。クライストロン５−２は、タイミング制御装置６により制御されて所定の電力の高周波電力を所定のタイミングで生成し、導波管８−２を介してその高周波電力を放射線治療装置３に出力する。画像処理装置７は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータであり、双方向に情報を伝送することができるように放射線治療装置３と駆動制御装置８とに接続されている。駆動制御装置８は、パーソナルコンピュータに例示されるコンピュータであり、双方向に情報を伝送することができるように放射線治療装置３とに接続されている。
【００１９】
図２は、放射線治療装置３を示している。放射線治療装置３は、旋回駆動装置１１とＯリング１２と走行ガントリ１４と首振り機構１５−１と首振り機構１５−２と治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とを備えている。旋回駆動装置１１は、回転軸１７を中心に回転可能にＯリング１２を土台に支持し、駆動制御装置８により制御されて回転軸１７を中心にＯリング１２を回転させ、土台に対するＯリング１２の旋回角を出力する。回転軸１７は、鉛直方向に平行である。Ｏリング１２は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、回転軸１８を中心に回転可能に走行ガントリ１４を支持している。回転軸１８は、鉛直方向に垂直であり、回転軸１７に含まれるアイソセンタ１９を通る。回転軸１８は、さらに、Ｏリング１２に対して固定され、すなわち、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転する。走行ガントリ１４は、回転軸１８を中心とするリング状に形成され、Ｏリング１２のリングと同心円になるように配置されている。放射線治療装置３は、さらに、図示されていない走行駆動装置を備えている。その走行駆動装置は、駆動制御装置８により制御されて回転軸１８を中心に走行ガントリ１４を回転させ、Ｏリング１２に対する走行ガントリ１４の走行角を出力する。
【００２０】
首振り機構１５−１は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６−１が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６−１を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５−１は、パン軸およびチルト軸を有している。パン軸は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。チルト軸は、パン軸に直交している。首振り機構１５−１は、駆動制御装置８により制御されて、パン軸を中心に治療用放射線照射装置１６−１を回転させ、チルト軸を中心に治療用放射線照射装置１６−１を回転させる。
【００２１】
首振り機構１５−２は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６−２が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６−２を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５−２は、パン軸およびチルト軸を有している。パン軸は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。チルト軸は、パン軸に直交している。首振り機構１５−２は、駆動制御装置８により制御されて、パン軸を中心に治療用放射線照射装置１６−２を回転させ、チルト軸を中心に治療用放射線照射装置１６−２を回転させる。
【００２２】
治療用放射線照射装置１６−１は、タイミング制御装置６により制御されて、治療用放射線２３−１を放射する。治療用放射線２３−１は、パン軸とチルト軸とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３−１は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線２３−１は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線２３−１が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。
【００２３】
治療用放射線照射装置１６−２は、タイミング制御装置６により制御されて、治療用放射線２３−２を放射する。治療用放射線２３−２は、パン軸とチルト軸とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３−２は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線２３−２は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線２３−２が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。
【００２４】
治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とは、このように治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とが走行ガントリ１４に支持されることにより、首振り機構１５−１と首振り機構１５−２とで治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とがアイソセンタ１９に向かうように一旦調整されると、旋回駆動装置１１によりＯリング１２が回転し、または、その走行駆動装置により走行ガントリ１４が回転しても、常に概ねアイソセンタ１９を通る。即ち、走行・旋回を行うことで任意方向からアイソセンタ１９に向けて治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２との照射が可能になる。
【００２５】
放射線治療装置３は、さらに、イメージャシステムを備えている。すなわち、放射線治療装置３は、センサアレイ３１−１とセンサアレイ３１−２とを備えている。センサアレイ３１−１は、センサアレイ３１−１と治療用放射線照射装置１６−１を結ぶ線分がアイソセンタ１９を通るように配置されて、走行ガントリ１４のリングの内側に固定されている。センサアレイ３１−１は、治療用放射線照射装置１６−１により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した治療用放射線２３−１を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３１−１としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。センサアレイ３１−２は、センサアレイ３１−２と治療用放射線照射装置１６−２を結ぶ線分がアイソセンタ１９を通るように配置されて、走行ガントリ１４のリングの内側に固定されている。センサアレイ３１−２は、治療用放射線照射装置１６−２により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した治療用放射線２３−２を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３１−２としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００２６】
このようなイメージャシステムによれば、センサアレイ３１−１とセンサアレイ３１−２とにより得た画像信号に基づき、アイソセンタ１９を中心とする透過画像を生成することができる。このとき、画像処理装置７は、センサアレイ３１−１により生成された透過画像とセンサアレイ３１−２により生成された透過画像とに基づいて、患者の患部の位置を算出する。その患部位置算出は、患部と異なるランドマークの位置に基づくものでもよい。そのランドマークとしては、その患部と連動して運動する臓器、物体が例示される。その臓器としては、骨（肋骨）、横隔膜、膀胱が例示される。その物体は、イメージャシステムにより検出される材料から形成され、その患部と連動して運動するようにその患者の体内に埋め込まれる。その物体としては、金から形成される球である金マーカが例示される。画像処理装置７は、さらに、センサアレイ３１−１により生成された透過画像とセンサアレイ３１−２により生成された透過画像とに基づいて、の内部の状態を示している３次元データを生成する。
【００２７】
放射線治療装置３は、さらに、カウチ４１とカウチ駆動装置４２とを備えている。カウチ４１は、放射線治療システム１により治療される患者４３が横臥することに利用される。カウチ４１は、図示されていない固定具を備えている。その固定具は、その患者が動かないように、その患者をカウチ４１に固定する。カウチ駆動装置４２は、カウチ４１を土台に支持し、駆動制御装置８により制御されてカウチ４１を移動させる。
【００２８】
クライストロン５−１とクライストロン５−２とは、図３に示されているように、Ｏリング１２とともに回転軸１７を中心に回転可能に、旋回駆動装置１１に支持されている。導波管８−１は、固定導波管５１−１、５２−１とロータリージョイント５３−１とを備えている。固定導波管５２−１は、変形しない導波路を形成し、クライストロン５−１とともに回転軸１７を中心に回転可能に、旋回駆動装置１１に支持されている。固定導波管５１−１は、変形しない導波路を形成し、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。ロータリージョイント５３−１は、変形可能である導波路を形成し、回転軸１８に重なるように配置されている。ロータリージョイント５３−１は、一端が固定導波管５１−１に接続され、他端が固定導波管５２−１に接続されている。すなわち、導波管８−１は、クライストロン５−１により生成される高周波電力が治療用放射線照射装置１６−１に伝播するように形成されている。
【００２９】
導波管８−２は、固定導波管５１−２、５２−２とロータリージョイント５３−２とを備えている。固定導波管５２−２は、変形しない導波路を形成し、クライストロン５−２とともに回転軸１７を中心に回転可能に、旋回駆動装置１１に支持されている。固定導波管５１−２は、変形しない導波路を形成し、走行ガントリ１４に支持され、走行ガントリ１４と同体に運動する。ロータリージョイント５３−２は、変形可能である導波路を形成し、回転軸１８に重なるように配置されている。ロータリージョイント５３−２は、一端が固定導波管５１−２に接続され、他端が固定導波管５２−２に接続されている。すなわち、導波管８−２は、クライストロン５−２により生成される高周波電力が治療用放射線照射装置１６−２に伝播するように形成されている。
【００３０】
放射線治療システム１を用いた放射線治療では、ユーザが、まず、治療計画を作成する。その治療計画は、患者４３の患部に治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とを照射する照射角度と、その各照射角度から照射する治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２との線量および性状とを示している。ユーザは、放射線治療装置３のカウチ４１に患者４３を固定する。駆動制御装置８は、その治療計画により示される照射角度で治療用放射線２３−１、２３−２が患者４３に照射されるように、旋回駆動装置１１と走行駆動装置とカウチ駆動装置４２とを用いて、治療用放射線照射装置１６−１、１６−２と患者４３とを位置合わせする。
【００３１】
次いで、画像処理装置７と駆動制御装置８は、追尾動作と照射動作とを繰り返して実行する。その追尾動作では、画像処理装置７は、放射線治療装置３のイメージャシステムにより撮像された画像に基づいて患部位置を算出する。駆動制御装置８は、治療用放射線２３−１がその患部位置を透過するように首振り機構１５−１を用いて治療用放射線照射装置１６−１を駆動し、治療用放射線２３−２がその患部位置を透過するように首振り機構１５−２を用いて治療用放射線照射装置１６−２を駆動する。
【００３２】
その照射動作では、駆動制御装置８は、その追尾動作により治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とが移動した直後に治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とを用いて治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とをその患部に照射する。
【００３３】
タイミング制御装置６は、その照射動作と並行して動作する。タイミング制御装置６は、所定の高周波電力が所定のタイミングで治療用放射線照射装置１６−１に供給されるようにクライストロン５−１を制御し、かつ、所定の高周波電力が所定のタイミングで治療用放射線照射装置１６−２に供給されるようにクライストロン５−２を制御する。すなわち、タイミング制御装置６は、治療用放射線照射装置１６−１が所定のタイミングで治療用放射線２３−１を放射するように、かつ、治療用放射線照射装置１６−２が所定のタイミングで治療用放射線２３−２を放射するように放射線治療装置３を制御する。
【００３４】
図４は、治療用放射線照射装置１６−１が治療用放射線２３−１を放射するタイミングを示している。そのタイミングは、周期６１ごとに周期的に実行されている。周期６１としては、３３００μ秒が例示される。その周期６１は、照射期間６２と休止期間６３とから形成されている。照射期間６２としては、４μ秒が例示される。休止期間６３としては、３２９６μ秒が例示される。
【００３５】
図５は、治療用放射線照射装置１６−２が治療用放射線２３−２を放射するタイミングを示している。そのタイミングは、周期６５ごとに周期的に実行されている。周期６５は、周期６１に一致している。その周期６５は、照射期間６６と休止期間６７とから形成されている。照射期間６６は、照射期間６２と重なりがないように設定される。照射期間６６としては、４μ秒が例示される。休止期間６７としては、３２９６μ秒が例示される。
【００３６】
図６は、図４と図５とに示されるように、タイミング制御装置６が放射線治療装置３を制御したときに、患者４３の患部に照射される治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２との線量の変化を示している。その線量は、周期７１ごとに繰り返し、同様に変化している。周期７１は、第１照射期間７２と第２照射期間７３と第１休止期間７４と第２休止期間７５とから形成されている。第１照射期間７２は、治療用放射線２３−１が患者に照射される期間を示している。第２照射期間７３は、治療用放射線２３−２が患者に照射される期間を示している。第１休止期間７４は、治療用放射線２３−１の照射が停止してから治療用放射線２３−２の照射が開始するまでの期間を示している。第２休止期間７５は、治療用放射線２３−２の照射が停止してから治療用放射線２３−１の照射が開始するまでの期間を示している。すなわち、図６のグラフは、放射線治療システム１が治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とを患者４３に同時に照射することがないことを示している。
【００３７】
放射線治療システム１は、治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とを患者４３に同時に照射したときに、治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とにノイズ干渉が発生する可能性がある。放射線治療システム１は、治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とが発生するタイミングをこのように制御することにより、ノイズ干渉が発生する可能性を低減することができる。
【００３８】
治療用放射線照射装置は、一般に、発生させることができる治療用放射線の線量率に上限界（５００〜１０００ｃＧｙ／ｍｉｎ程度）があり、例えば、１回１０Ｇｙの照射には照射治療に１〜２分の時間を必要としている。放射線治療システム１は、２個の治療用放射線照射装置１６−１、１６−２を備えていることにより、実質２倍の線量率を患者４３に照射することができ、３０〜６０秒での照射治療が可能になる。このため、放射線治療システム１によれば、たとえば、放射線治療に息止めする必要があるときには、患者４３が息止めする時間を短縮することができ、患者の負担を軽減することができる。
【００３９】
放射線治療システム１は、第１休止期間７４または第２休止期間７５が短いときに、治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とにノイズ干渉が発生する可能性が増加する。放射線治療システム１は、さらに、第１休止期間７４の長さと第２休止期間７５の長さとが一致するように、照射動作を実行することができる。このとき、放射線治療システム１は、第１休止期間７４の長さと第２休止期間７５の長さとが異なる場合に比較して、治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とにノイズ干渉が発生する可能性を低減し、誤動作する可能性を抑制することができ、安定した照射治療が可能となる。
【００４０】
なお、クライストロン５−１とクライストロン５−２とは、他の高周波源に置換することができる。その高周波源としては、マグネトロン、多極管が例示される。さらに、高周波電力は、マイクロ波と異なる電波に置換されることもできる。
【００４１】
図７は、本発明による放射線治療システムの実施の他の形態を示している。その放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１が導波管８３、８８−１、８８−２とクライストロン８１と電力分岐供給回路８４とタイミング制御装置８２とを備えている。導波管８３は、クライストロン８１により生成される高周波電力が電力分岐供給回路８４に伝播するように形成されている。導波管８８−１は、電力分岐供給回路８４から供給される高周波電力が治療用放射線照射装置１６−１に伝播するように形成されている。導波管８８−２は、電力分岐供給回路８４から供給される高周波電力が治療用放射線照射装置１６−２に伝播するように形成されている。クライストロン８１は、タイミング制御装置８２により制御されて所定の電力の高周波電力を所定のタイミングで生成し、その高周波電力を導波管８３に出力する。
【００４２】
電力分岐供給回路８４は、導波管８３から供給される高周波電力の進行方向に対して垂直方向に電磁石による磁場が配置されたサーキュレータを備えている。電力分岐供給回路８４は、タイミング制御装置８２により電磁石に印加される電圧の向きが制御され、その磁場方向を正逆方向に切り替える事により、導波管８３から供給される高周波電力を導波管８８−１、８８−２のうちの一方に供給する。
【００４３】
タイミング制御装置８２は、第１休止期間７４と第２休止期間７５とが一致するように、クライストロン８１と電力分岐供給回路８４とタイミング制御装置８２とを制御する。
【００４４】
このような放射線治療システムによれば、既述の実施の形態における放射線治療システム１と同様にして、実質２倍の線量率を患者４３に照射することができ、たとえば、放射線治療に息止めする必要があるときには、患者４３が息止めする時間を短縮することができ、患者の負担を軽減することができる。このような放射線治療システムによれば、治療用放射線照射装置１６−１と治療用放射線照射装置１６−２とのうちの一方にのみ高周波電力が供給され、治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とのうちの一方にのみが患者４３に照射される。すなわち、このような放射線治療システムは、患者に治療用放射線２３−１と治療用放射線２３−２とを同時に照射しないことをより確実にすることができる。
【００４５】
図８は、本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態を示している。その放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療装置３が他の放射線治療装置に置換されているその放射線治療装置９１は、放射線治療装置３がさらに首振り機構１５−３と治療用放射線照射装置１６−３とセンサアレイ３１−３とを備えている。首振り機構１５−３は、走行ガントリ１４のリングの内側に固定され、治療用放射線照射装置１６−３が走行ガントリ１４の内側に配置されるように、治療用放射線照射装置１６−３を走行ガントリ１４に支持している。首振り機構１５−３は、パン軸およびチルト軸を有している。パン軸は、走行ガントリ１４に対して固定され、回転軸１８に交差しないで回転軸１８に平行である。チルト軸は、パン軸に直交している。首振り機構１５−３は、駆動制御装置８により制御されて、パン軸を中心に治療用放射線照射装置１６−３を回転させ、チルト軸を中心に治療用放射線照射装置１６−３を回転させる。治療用放射線照射装置１６−３は、タイミング制御装置６により制御されて、治療用放射線２３−３を放射する。治療用放射線２３−３は、パン軸とチルト軸とが交差する交点を通る直線に概ね沿って放射される。治療用放射線２３−３は、一様強度分布を持つように形成されている。治療用放射線２３−３は、さらに、一部が遮蔽されて治療用放射線２３−３が患者に照射されるときの照射野の形状が制御されている。センサアレイ３１−３は、センサアレイ３１−３と治療用放射線照射装置１６−３を結ぶ線分がアイソセンタ１９を通るように配置されて、走行ガントリ１４のリングの内側に固定されている。センサアレイ３１−３は、治療用放射線照射装置１６−３により放射されてアイソセンタ１９の周辺の被写体を透過した治療用放射線２３−３を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ３１−３としては、ＦＰＤ（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）、Ｘ線ＩＩ（Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｔｅｎｓｉｆｉｅｒ）が例示される。
【００４６】
このような放射線治療システムは、放射線照射装置を２つだけ備えている装置に比較して、患者４３の患部に照射される治療用放射線の線量率をより大きくすることができる。すなわち、放射線治療システムは、放射線照射装置を増設すればするほど、患者４３の患部に照射される治療用放射線の線量率をより大きくすることができ、好ましい。
【００４７】
２つの治療用放射線照射装置は、接近して配置されると、ノイズ干渉が低減し、誤動作する可能性がある。治療用放射線照射装置とセンサアレイとは、接近して配置されると、ノイズ干渉が低減し、誤動作する可能性がある。本実施の形態における放射線治療システムは、奇数個の複数の治療用放射線照射装置を備えることにより、複数の治療用放射線照射装置をリング状の走行ガントリ１４に等間隔に配置することができ、複数の治療用放射線照射装置と複数のセンサアレイとをリング状の走行ガントリ１４に等間隔に配置することができる。このため、本実施の形態における放射線治療システムは、各照射間でのノイズ干渉が低減し、誤動作する可能性が抑制でき、被検体の一部分に複数の治療用放射線２３−１〜２３−３をより安定して照射することができる。
【００４８】
なお、本発明による放射線治療システムは、複数の治療用放射線照射装置を支持する走行ガントリ１４が他の支持体に置換されることもできる。その支持体は、複数の治療用放射線照射装置からそれぞれ放射される複数の治療用放射線が患者４３の患部に照射されるように、複数の治療用放射線照射装置を支持することができるものであればよい。このような支持体としては、ロボットアーム、リング形状と異なる形状に形成されているものが例示される。その形状としては、Ｃ型、Ω型、π型が例示される。
【００４９】
図９は、走行ガントリ１４と異なる形状に形成されている支持装置を備える放射線治療装置の例を示している。その放射線治療装置１０１は、支持体１０２〜１０４と複数の照射ヘッド１０５〜１０６とを備えている。支持体１０２は、土台に支持されている。支持体１０３は、ベアリング１０７を介して、回転軸１０８を中心に回転可能に支持体１０２に支持されている。回転軸１０８は、水平方向に平行である。支持体１０４は、回転軸１０９を中心に回転可能に支持体１０３に支持されている。回転軸１０９は、水平方向に平行であり、回転軸１０８に垂直である。照射ヘッド１０５〜１０６は、支持体１０４に支持されている。照射ヘッド１０５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。照射ヘッド１０６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。
【００５０】
放射線治療装置１０１が適用された放射線治療システムは、治療計画により示される照射角度で治療用放射線が患者に照射されるように、支持体１０２に対して支持体１０３を駆動し、支持体１０３に対して支持体１０４を駆動して、複数の照射ヘッド１０５〜１０６を位置合わせする。その放射線治療システムは、さらに、複数の照射ヘッド１０５〜１０６から所定のタイミングで治療用放射線を患者に照射する。
【００５１】
このような放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１と同様にして、より大きい線量率の治療用放射線を患者に照射することができ、患者の負担を軽減することができる。放射線治療装置１０１は、さらに、既述の実施の形態と同様にして、治療用放射線を患者に照射するタイミングを制御することにより、ノイズ干渉が発生する可能性を低減することができる。
【００５２】
図１０は、走行ガントリ１４と異なる形状に形成されている支持装置を備える放射線治療装置の他の例を示している。その放射線治療装置１１１は、支持体１１２、１１３とベアリング１１４と複数の照射ヘッド１１５〜１１６とを備えている。支持体１１２は、土台に支持されている。ベアリング１１４は、支持体１１２に対して、回転軸１１７を中心に回転可能に支持体１１３を支持している。回転軸１１７は、水平方向に平行である。照射ヘッド１１５〜１１６は、支持体１１３に支持されている。照射ヘッド１１５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。照射ヘッド１１６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。
【００５３】
放射線治療装置１１１が適用された放射線治療システムは、治療計画により示される照射角度で治療用放射線が患者に照射されるように、支持体１１２に対して支持体１１３を駆動して、複数の照射ヘッド１１５〜１１６を位置合わせする。その放射線治療システムは、さらに、複数の照射ヘッド１１５〜１１６から所定のタイミングで治療用放射線を患者に照射する。
【００５４】
このような放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１と同様にして、より大きい線量率の治療用放射線を患者に照射することができ、患者の負担を軽減することができる。放射線治療装置１１１は、さらに、既述の実施の形態と同様にして、治療用放射線を患者に照射するタイミングを制御することにより、ノイズ干渉が発生する可能性を低減することができる。
【００５５】
図１１は、走行ガントリ１４と異なる形状に形成されている支持装置を備える放射線治療装置のさらに他の例を示している。その放射線治療装置１２１は、支持体１２２〜１２４と複数の照射ヘッド１２５〜１２６とを備えている。支持体１２２は、土台に支持されている。支持体１２３は、ベアリング１２７を介して、水平方向に平行である回転軸を中心に回転可能に支持体１２２に支持されている。支持体１２３は、レール１２８が形成されている。支持体１２４は、レール１２８に沿って移動可能に支持体１２３に支持されている。照射ヘッド１２５〜１２６は、支持体１２４に支持されている。照射ヘッド１２５は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。照射ヘッド１２６は、放射線治療装置制御装置２により制御されて治療用放射線を放射する。
【００５６】
放射線治療装置１２１が適用された放射線治療システムは、治療計画により示される照射角度で治療用放射線が患者に照射されるように、支持体１２２に対して支持体１２３を駆動し、支持体１２３に対して支持体１２４を駆動して、複数の照射ヘッド１２５〜１２６を位置合わせする。その放射線治療システムは、さらに、複数の照射ヘッド１２５〜１２６から所定のタイミングで治療用放射線を患者に照射する。
【００５７】
このような放射線治療システムは、既述の実施の形態における放射線治療システム１と同様にして、より大きい線量率の治療用放射線を患者に照射することができ、患者の負担を軽減することができる。放射線治療装置１２１は、さらに、既述の実施の形態と同様にして、治療用放射線を患者に照射するタイミングを制御することにより、ノイズ干渉が発生する可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１は、本発明による放射線治療システムの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図２は、放射線治療装置を示す斜視図である。
【図３】図３は、導波管を示す斜視図である。
【図４】図４は、一方のクライストロンの出力を示すグラフである。
【図５】図５は、他方のクライストロンの出力を示すグラフである。
【図６】図６は、患者に照射される治療用放射線の線量の変化を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明による放射線治療システムの実施の他の形態を示すブロック図である。
【図８】図８は、本発明による放射線治療システムの実施のさらに他の形態を示すブロック図である。
【図９】図９は、他の放射線治療装置を示す斜視図である。
【図１０】図１０は、さらに他の放射線治療装置を示す斜視図である。
【図１１】図１１は、さらに他の放射線治療装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ：放射線治療システム
３  ：放射線治療装置
５−１：クライストロン
５−２：クライストロン
６  ：タイミング制御装置
７  ：画像処理装置
８  ：駆動制御装置
８−１：導波管
８−２：導波管
１１：旋回駆動装置
１２：Ｏリング
１４：走行ガントリ
１５−１：首振り機構
１５−２：首振り機構
１５−３：首振り機構
１６−１：治療用放射線照射装置
１６−２：治療用放射線照射装置
１６−３：治療用放射線照射装置
１７：回転軸
１８：回転軸
１９：アイソセンタ
２３−１：治療用放射線
２３−２：治療用放射線
２３−３：治療用放射線
３１−１：センサアレイ
３１−２：センサアレイ
３１−３：センサアレイ
４１：カウチ
４２：カウチ駆動装置
４３：患者
５１−１：固定導波管
５１−２：固定導波管
５２−１：固定導波管
５２−２：固定導波管
５３−１：ロータリージョイント
５３−２：ロータリージョイント
６１：周期
６２：照射期間
６３：休止期間
６５：周期
６６：照射期間
６７：休止期間
７１：周期
７２：第１照射期間
７３：第２照射期間
７４：第１休止期間
７５：第２休止期間
８１：クライストロン
８２：タイミング制御装置
８３：導波管
８４：電力分岐供給回路
８８−１：導波管
８８−２：導波管
【図１】
0004859812.tif 000002
【図２】
0004859812.tif 000003
【図３】
0004859812.tif 000004
【図４】
0004859812.tif 000005
【図５】
0004859812.tif 000006
【図６】
0004859812.tif 000007
【図７】
0004859812.tif 000008
【図８】
0004859812.tif 000009
【図９】
0004859812.tif 000010
【図１０】
0004859812.tif 000011
【図１１】
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