コリメータ
本発明は、高エネルギのビーム（２）の束を制限するためのコリメータ（１）であって、束が、ほぼ点状の放射線源（３）から出発して治療対象（４）に向けられていて、特に腫瘍の定位的な原体照射のために働くようになっており、当該コリメータ（１）が、ビーム制限手段として虹彩絞り（５）を有している形式のものに関する。このようなコリメータ（１）に対して、高い遮蔽率と、僅かな構造高さと、絞り開口（１２）の可変の開口サイズとは、虹彩絞り（５）が、少なくとも３つの絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を有しており、該絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、等しい角度（α）を成す、互いに接触する側面（１０）を有しており、多くとも１つだけ減少させられた個数の絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）による側面（１０）に沿ったスライド運動（１３）が行われることによって、絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、ビーム制限開口（１２）を開放するようになっていることによって得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータであって、束が、ほぼ点状の放射線源から出発して治療対象に向けられていて、特に腫瘍の定位的な原体照射のために働くようになっており、当該コリメータが、ビーム制限手段として虹彩絞りを有している形式のものに関する。
【０００２】
高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータは、特に腫瘍の診断目的および治療のために使用される。この場合、コリメータは、診断領域もしくは治療領域に並んで位置する健康な組織が可能な限り良好にビームに対して防護され、これによって、損害が回避されるかまたは最小限に減じられるように、ビームを制限するために働く。この目的のためには、交換可能な不動のコリメータまたは、たとえばマルチリーフコリメータの事例のように、調整可能である開口を備えたコリメータが働く。
【０００３】
「ＲＨＨＣＴ Ｊｏｕｒｎａｌ（２００２年６月１７日）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｈｈｃｔ．ｏｒｇ．ｕｋ／ｎｅｗｓ／ｒｈｈｃｔ１７／１７．ｈｔｍｌ）」では、表題「Ｔｈｅ Ｃｅｎｔｅｎａｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ １９０２−２００２」のもと、１９０５年３月２４日の会合において、冒頭で述べた形式のコリメータ、すなわち、ビーム制限手段としての虹彩絞りを備えたコリメータを使用することが報告されている。この場合、極めて肉厚な絞り羽根も所要の遮蔽特性のため述べられている。
【０００４】
当時、キロボルト範囲内の出力を備えた放射線源しか使用されなかったので、１．５〜３ｍｍの厚さのオーダ内にあるような絞り羽根が、前述した極めて肉厚な絞り羽根と解されていた。この厚さの場合、環状に配置された、部分領域でオーバラップする絞り羽根を備えた虹彩絞りの既知の構造がまだ可能であった。
【０００５】
しかし、今日、特にビーム治療では、メガボルト範囲内にある出力を備えた放射線源が使用される。しかし、このようにエネルギ強烈なビームを所要の程度遮蔽するためには、６〜１０ｃｍの材料厚さが必要となる。慣用の構造の虹彩絞りを、このように肉厚の、部分的にオーバラップする絞り羽根を備えて形成したい場合には、虹彩絞りの、もはやまともに取り扱うことができない構造高さが達成される恐れがある。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のコリメータを改良して、高い遮蔽率および僅かな構造高さで、絞り開口の可変の開口サイズが獲得可能となるようにすることである。
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、虹彩絞りが、少なくとも３つの絞り羽根を有しており、該絞り羽根が、等しい角度を成す、互いに接触する側面を有しており、多くとも１つだけ減少させられた個数の絞り羽根による側面に沿ったスライド運動が行われることによって、絞り羽根が、ビーム制限開口を開放するようになっているようにした。
【０００８】
本発明の有利な構成によれば、全ての絞り羽根のスライド運動が、等しい調整ストロークだけ行われるようになっており、これによって、調整運動後、開口が、側面の、中心点から等しい距離を有する部分領域によって形成されるようになっている。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根が、スライド運動の方向に延びるリニアガイドによって支承されている。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、４つの絞り羽根を有している。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、開口を形成する各側面が、その内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部に移行しており、これによって、４つの絞り羽根が、選択的に、それぞれ異なるサイズの円形の開口または丸み付けられた角隅を備えた正方形の開口を形成するようになっている。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、少なくとも６つの絞り羽根を有している。
【００１３】
本発明の有利な構成によれば、治療対象を、当該コリメータにより制限されたビームによって走査する走査装置が設けられている。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、放射線源と当該コリメータとが、ロボットアームに位置しており、該ロボットアームが、治療対象を中心として運動可能である。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、放射線源と当該コリメータとが、ガントリによって、治療対象に対する、当該コリメータにより制限されたビームのそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっている。
【００１６】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根の側面を互いに押圧する力負荷手段が設けられている。
【００１７】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根に、力負荷手段を生ぜしめるばねが作用するようになっている。
【００１８】
本発明の有利な構成によれば、側面が、開口の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイドを有しており、該ガイドで、互いに隣接した絞り羽根の側面が、相互に移動可能である。
【００１９】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根のスライド運動が、少なくとも１つの絞り羽根が駆動されることによって行われるようになっている。
【００２０】
本発明の有利な構成によれば、全ての絞り羽根が、同時に駆動されるようになっている。
【００２１】
本発明の有利な構成によれば、各絞り羽根に対して１つの駆動装置が設けられており、電子的な制御によって、同時の運動が行われるようになっている。
【００２２】
本発明の有利な構成によれば、１つの駆動装置が、機械装置を介して全ての絞り羽根を同時に駆動するようになっている。
【００２３】
本発明の有利な構成によれば、機械装置が、絞り羽根を、中心点を中心として回動可能なカムディスクに螺線状に配置された調整カムを介して駆動するようになっている。
【００２４】
本発明の有利な構成によれば、機械装置が、中心点を中心として回動可能な調整機構を有しており、該調整機構が、各絞り羽根に調整アームで作用するようになっている。
【００２５】
本発明の有利な構成によれば、調整アームによるスライド運動に抗して戻しばねが作用するようになっている。
【００２６】
本発明の有利な構成によれば、絞りの、互いに接触する側面が、誤差によって生ぜしめられるギャップが、ビーム路に対して平行に延びないように延びている。
【００２７】
本発明の有利な構成によれば、側面が、該側面の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有している。
【００２８】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、光軸に対して直角に位置する仮想絞り平面に対して傾倒させられており、これによって、ビームが、もはやギャップを通過しないようになっている。
【００２９】
本発明の有利な構成によれば、当該コリメータの遮蔽能が、メガボルト範囲内の放射線源の高エネルギのビームに対して規定されている。
【００３０】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根の厚さが、６〜１０ｃｍの間にある。
【００３１】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りのほかに、付加的な遮蔽のための固定絞りが、ビーム路に位置しており、固定絞りの開口が、虹彩絞りの最大の開口に調和されている。
【００３２】
本発明の基本思想は、絞り羽根のオーバラップがもはや不要となるように、虹彩絞りを形成することにある。このことは、全ての絞り羽根が１つの平面（レベル）に位置していて、これらの絞り羽根の側面が互いに接触していることによって達成される。絞り開口を形成するための絞り羽根のスライド運動後に初めて、この絞り羽根の側面の前方の短い部分領域が開放され、これによって、こうして形成されたビーム制限絞り開口が制限される。こうして、虹彩絞りを極めて高エネルギのビームの分野にも使用することが可能になる。この場合、絞り羽根の、ビーム遮蔽のために必要となる厚さにもかかわらず、取扱い可能な構造高さを維持することができる。オーバラップ領域が不要となるので、重量が慣用の虹彩絞り構造に比べて僅かとなる。主として、遮蔽材料によって規定される重量は、固定絞りの重量にほぼ相当している。構造は比較的簡単であり、絞り開口の調整のために必要となる調整運動は、簡単な機械的なまたは電子的な手段によって得ることができる。コンパクトな構造によって、虹彩絞りを備えたコリメータを適宜な装置によって所要の位置にもたらすことも可能となる。このことは、特に治療照射の分野において、面の走査またはそれぞれ異なる立体角から治療対象に向けられた照射のために必要となる。この場合、調整可能な虹彩絞りは、不動の絞りの交換によって可能となるよりも迅速に所要のサイズにもたらすことができる。これに対して、ビーム路にもたらされ得る複数の開口を備えた絞りプレートに比べて、調整可能な虹彩絞りは一層僅かな重量だけでなく、調整可能な絞り開口幅に関する一層高いフレキシビリティも有している。
【００３３】
原理的には、１つの絞り羽根が不動に配置されていて、別の絞り羽根が、開口を形成するために、等しい部分だけ、隣接した１つの絞り羽根の縁部に沿って移動させられることが可能である。しかし、絞り開口の中心点がそのサイズに関係なく常に同じ箇所にあるように、全ての絞り羽根のスライド運動が等しい調整ストロークだけ行われ、これによって、調整運動後、開口が、側面の、中心点から等しい距離を有する部分領域によって形成されると有利である。この構成では、光軸が虹彩絞りの絞り羽根の開放運動に関係なく常に同一の箇所にとどまる。
【００３４】
何が絞り羽根の支承に関して必要となるのかは、全ての絞り羽根がスライド運動を実施し、どのくらい多くの絞り羽根が存在しているのかに依る。１つが不動であるただ３つの絞り羽根の場合、移動可能な両絞り羽根のガイドのためには、固定された絞り羽根の側面に対する確実な当付けで十分である。特に全ての絞り羽根が移動可能である場合、一義的な運動経過は、絞り羽根が、スライド運動の方向に延びるリニアガイドによって支承されていることを要求する。このリニアガイドの延びに関して、各絞り羽根の運動の正確な経過が考慮されなければならない。このことは、図面説明から一層詳しく明らかである。たとえば、４枚羽根の絞りに対して、リニアガイドが、別の絞り羽根に接触する側面に対して４５゜の角度で延びていなければならないことが明らかである。
【００３５】
特に有利な構成は、虹彩絞りが４つの絞り羽根を有していることにある。このことは、正方形の開口を生ぜしめる。この開口は、走査運動中に治療対象の面にわたって案内することができ、これによって、走査過程の終了時に照射期間が、照射される全ての面で正確に同じとなる。
【００３６】
４つの絞り羽根を備えた虹彩絞りは、開口を形成する各側面がその内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部に移行しているように形成されてもよい。この場合、この円弧部は側面の終端部を形成している。この場合、４つの絞り羽根がまとめられ、これによって、円弧部が直接互いに接触すると、円形の開口が形成される。このような開口は、特に走査または点での照射のために、極めて小さな直径を備えた個別ビームが必要になると有利である。このような形式の絞り羽根がさらに開放されると、丸い角隅を備えた正方形の開口が形成される。この場合、それぞれ異なるサイズが可能となる。この場合、この開口は、上述した形式で走査のために使用することができる。こうして、比較的大きな正方形の開口によって、面の大部分を走査することができ、円形の小さな開口によって、極めて微細なビームを得ることが可能となる。このビームによって、正方形の開口が面的に大き過ぎる不規則な縁領域をさらに走査することができる。
【００３７】
択一的に、虹彩絞りは、可能な限り円形のビームが成形されるために調整されていてよい。この場合、このためには、少なくとも６つの絞り羽根が有利である。この場合、個数によって、当然ながら、円形への接近がますます改善される。これによって、たとえば診断の目的でのＸ線照射のために必要となるような大きな開口を形成することが可能となるかまたは高エネルギのビームによって、円形の腫瘍、たとえば脳腫瘍に照射することができる。他方では、まず、開口をより大きくすることができ、これによって、面が走査され、その後、細かくされ、１回の走査運動によって任意の形状、たとえば治療対象の面の不規則な縁領域が走査される。
【００３８】
コリメータによって面の走査を行いたい（このことは最も頻繁な使用事例である）場合には、治療対象を、コリメータによって制限されたビームによって走査する走査装置が設けられていなければならない。このような形式の走査装置は、ドイツ連邦共和国特許第１０１５７５２３号明細書に基づき公知である。この事例では、虹彩絞りが、不変のサイズを備えたコリメータ開口の、選択的に所要のサイズでビーム路にもたらされなければならない箇所に移動する。当該刊行物に開示された残りの全ての特徴は、特に機械装置を放射線源とコリメータとを中心として所要の走査運動でガイドするために、虹彩絞りを備えたコリメータに相応に転用することができる。したがって、その説明はこの指摘によって置き換えられる。このような走査装置の別の可能性は、放射線源とコリメータとがロボットアームに位置しており、このロボットアームが治療対象を中心として運動可能であることにある。このような形式のロボットアームは知られている。このロボットアームは、特に自動化された製造においてすでに数多く使用されており、これによって、詳しい説明は省略されてもよい。
【００３９】
放射線源とコリメータとがガントリによって、治療対象に対する、コリメータにより制限されたビームのそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっていてもよい。当然ながら、上述した走査装置が、照射したい立体的な構造物をそれぞれ異なる側から走査するために、このようなガントリに懸設されてもよい。このような形式のガントリは、すでに照射機器において、特に照射したい面を手間のかかる機械装置によって模作するマルチリーフコリメータに相俟って通常使用される。
【００４０】
本発明によるコリメータでは、虹彩絞りの絞り羽根の側面が正確に互いに載置していることが保証されていなければならない。したがって、側面は正確に平坦でなければならず、表面粗さを有していてはならない。このためには、場合により、精密加工、たとえば研削またはラッピングが必要となる。さらに、側面が固く互いに接触していることが必要となる。このためには、絞り羽根の側面を互いに押圧する力負荷手段が設けられていることが提案される。たとえば、絞り羽根に、力負荷手段を生ぜしめるばねが作用することが提案されていてよい。このような形式の力負荷手段によって、精密なガイドよりも一層良好な面当付けを得ることができる。なぜならば、ガイドは常に小さな遊びを有していなければならないからである。
【００４１】
側面の良好な相互接触に対する別の可能性は、側面が、絞り開口の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイドを有しており、このガイドで、互いに隣接した絞り羽根の側面が、相互に移動可能であることにある。互いに隣接した絞り羽根の２つの側面のこのような共通のガイドも、側面の精密な面当付けの目的でのばねによる力負荷手段を含んでいてよい。
【００４２】
絞り羽根のスライド運動は、少なくとも１つの絞り羽根が駆動されることによって達成される。特にすでに前述した３枚羽根の虹彩絞りの場合には、これで十分である。より多くの絞り羽根が設けられている場合には、たとえば第２の各絞り羽根を駆動することができ、別の絞り羽根は、この場合に得られる力伝達によって一緒に運動させられる。しかし、開放運動の、可能な限り摩擦なしのかつ正確な運動経過のためには、全ての絞り羽根が同時に駆動されると有利である。
【００４３】
全ての絞り羽根のこのような同時の駆動は種々異なる形式で行うことができる。たとえば、各絞り羽根に対して１つの駆動装置が設けられており、この場合、電子的な制御によって、同時の運動が行われることが可能となる。しかし、この運動は極めて精密でなければならない。なぜならば、不均一な駆動によって、絞り羽根が相互に引っ掛かる恐れがあるからである。別の可能性は、１つの駆動装置が機械装置を介して全ての絞り羽根を同時に駆動することを提案している。このような形式の機械装置は種々異なる形式で形成することができる。したがって、たとえば伝動装置を介して同時に運動させられるスピンドル駆動装置またはウォーム駆動装置が設けられていてよい。別の可能性は、機械装置が、絞り開口の中心点を中心として回動可能なカムディスクを有していることにある。この場合、当然ながら、カムディスクの中心に１つの開口が必要となる。この開口によって、最大のビームのビーム通過が可能となる。この場合、カムディスクには、螺線状に調整カムが配置されている。この調整カムが絞り羽根を操作する。調整カムは、溝または張出し部であってよい。この溝または張出し部は絞り羽根をエレメントによって調節する。このエレメントは絞り羽根に配置されていて、調整カムに対して滑動する。
【００４４】
このような機械装置の構造の別の可能性は、絞り開口の中心点を中心として回動可能な調整機構が設けられており、この調整機構が、各絞り羽根に調整アームで作用することを提案している。この場合、当然ながら、このようなスライド運動が調整アームによって戻りも含んでいると有利である。このような戻りは、たとえば調整運動に抗して作用する戻しばねによって行うことができる。
【００４５】
すでに述べたように、絞りの側面は絶対的に面平行に互いに載置していなければならない。なぜならば、さもないと、漏れビームが通過し得るギャップが生ぜしめられるからである。このことは、回避されなければならない。なぜならば、このような漏れビームが健康な組織に衝突する恐れがあるからである。極めて僅かなギャップを最も精密な面処理によっても、互いに隣接した面の面経過全体にわたって完全に回避することができないことは、ギャップがビーム路に対して平行に延びていないように、互いに接触する側面が延びていると有利である。このためには、側面が、この側面の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有していることが提案されていてよい。このために、段部またはこれに類するものを設けることが知られている。したがって、この構成は詳しく説明しない。前述した漏れビームを回避するための良好な解決手段は、本発明による虹彩絞りでは、この虹彩絞りが、ビームの光軸に対して直角に位置する仮想コリメータ平面に対して傾倒させられており、これによって、ビームがもはや可能なギャップを通過し得ないことにある。誤差によって生ぜしめられ得るこのようなギャップは、面の精度が高い場合には、マイクロメートル範囲内にあるので、ビーム成形に実際に影響を与えない秒だけの相応に小さな傾倒で十分である。
【００４６】
本発明によるコリメータは、当然ながら、極めて高エネルギのビームの分野以外にＸ線機器に対して使用されてもよい。なぜならば、僅かな構造高さはあらゆる機器に対して有利であるので、オーバラップしない絞り羽根の利点がそこでも重要となるからである。本発明の目的は、当然ながら、特に高エネルギのビームに対する遮蔽能と同時に虹彩絞りの僅かな構造高さを提供可能にすることにある。このような使用分野に対して、遮蔽能は、メガボルト範囲内の放射線源に関する高エネルギのビームに対して規定されていることが望ましい。この場合、このことは、主として、ビーム治療の使用分野に該当する。なぜならば、たとえば腫瘍組織の破壊のために、このような高エネルギのビームが必要となるからである。この目的のためには、絞り羽根の厚さが６〜１０ｃｍの間にあることが望ましい。この場合、たとえばタングステン合金であってよい慣用の絞り羽根材料が前提とされる。
【００４７】
付加的な遮蔽を得るためには、本発明によるコリメータが、虹彩絞りのほかに、固定絞りを有しており、この固定絞りが、ビーム路に位置しており、固定絞りの開口が、虹彩絞りの最大の開口に調和されていることが提案されていてよい。
【００４８】
以下に、本発明を、図面に示した実施例につき説明する。
【００４９】
図１には、３枚羽根の虹彩絞り５の簡単な実施例が原理の説明のために示してある。この説明のためには、３枚羽根の虹彩絞り５が少ない部材に基づき最も見やすく図示可能であるので、３枚羽根の虹彩絞り５が選択された。この虹彩絞り５は３つの絞り羽根６，６’，６’’を有している。この実施例では、絞り羽根６が不動であり、絞り羽根６’，６’’が矢印１３の方向に移動可能である。虹彩絞り５の閉鎖状態では、角度αは中心点１１に位置している。この場合、各角度αは絞り羽根６，６’，６’’の２つの側面１０によって形成されている。この角度αは、当然ながら、複数の絞り羽根を備えた虹彩絞り５の場合には相応により小さくなる。
【００５０】
この構成では、絞り羽根６’，６’’が、側面１０に設けられたガイド２１によってガイドされており、この場合、側面１０は固く互いに載置している。この場合、絞り羽根６の不動の配置に基づき、この絞り羽根６の側縁部１０が、別の両絞り羽根６’，６’’に対するリニアガイド１６を形成しており、両絞り羽根６’，６’’の間のガイド２１は両絞り羽根６’，６’’と共に移動させられる。この場合、この両絞り羽根６’，６’’が調整ストローク１４を実施する。この移動のためには、絞り羽根６’に設けられたシンボリックに図示した駆動装置３１が働き、戻りのためには、絞り羽根６’’に設けられた戻しばね２７が働く。スライド運動１３によって、絞り開口１２が開放される。この場合、この絞り開口１２のサイズは、進められる調整ストローク１４の量に依る。
【００５１】
三角形の絞り開口１２よりも、四角形のまたはほぼ円形の絞り開口が有利である。このことは、あとで図説する実施例に示してある。さらに、中心点１１が、ここでは小さな両十字によって記入したように、虹彩絞り５の開放によって移動させられず、虹彩絞り５が開放された場合に、中心点１１が維持されたままとなる構成がより有利である。しかし、この場合、この目的のためには、全ての絞り羽根がスライド運動１３を実施しなければならず、したがって、これらの絞り羽根が相応のリニアガイドによって支承されていることが必要となる。このことも、さらに以下の実施例に説明してある。
【００５２】
図２には、虹彩絞り５を備えたコリメータ１の原理図が示してある。このコリメータ１は放射線源３に対応配置されている。この放射線源３から、ビーム２が出発する。虹彩絞り５には、固定絞り３０が前置されている。この固定絞り３０は開口を有している。この開口は虹彩絞り５の最大の開口に相当している。固定絞り３０は、放射線源３のビーム２を制限しかつ散乱ビームの発生を可能な限り十分に阻止するために働く。虹彩絞り５は、ここには、断面図で示してある。この虹彩絞り５は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’を備えた４枚羽根の虹彩絞り５である。この４枚羽根の虹彩絞り５は、あとでさらに詳しく説明する。虹彩絞り５の開口１２によって、ビーム２がビーム２’に十分に制限され、しかも、このビーム２’によって、たとえば治療対象４の面を走査することができるように制限される。この場合、このような走査装置は、ドイツ連邦共和国特許第１０１５７５２３号明細書に開示されている。さらに、このような走査装置はガントリに配置することができ、これによって、治療対象４にそれぞれ異なる側から照射し、したがって、たとえば腫瘍への最大の照射を得ることが可能となる。この照射時には、同時に周辺の組織が著しく少ない放射線を獲得する。
【００５３】
図３には、２つの絞り羽根の間のガイド２１の詳細が示してある。絞り羽根３２は任意の絞り羽根であってよく、当該明細書に記載されているものでもよいし、当然ながら、さらに多くの絞り羽根を有する虹彩絞り５のものであってもよい。ここに図示したガイド２１は、２つの絞り羽根３２をその側面１０で固く保持し、これによって、可能な限りギャップ２８を形成しないために働く。このためには、ガイド２１内に配置されたばね２０も働く。このばね２０は、絞り羽根３２に付設された段付け部３８を押し合わせる。このようなガイド２１は、当然ながら、側面１０の、絞り開口１２の形成のための部分領域１５として使用されない領域にしか配置することができない。
【００５４】
ギャップ２８は決して１００パーセント回避することができないので、図２に記入した絞り平面２９が光軸３３に対して僅かに、しかも、ビーム２が絞り羽根３２の間のギャップ２８を通過し得ないように傾倒させられることが提案される。このことは、角度βが９０゜から僅かな公差を有していることを意味している。この場合、一般的には、数秒で十分である。補足的に付言しておくと、ビーム路は図２には著しく短縮して示してある。実際には、絞り開口１２に比較して、放射線源３に対する間隔は著しく大きく、これによって、ビーム２が虹彩絞り５の領域でまだ平行な経過から最小の公差しか有しておらず、これによって、図２と異なり、ギャップ２８を通るビーム２の通過が可能となり、したがって、前述した傾倒または別の手段によって阻止されることが望ましい。しかし、傾倒は極めて僅かになり得る。なぜならば、側面１０の高い表面品質および平坦度に基づき、ギャップ２８が元々マイクロ範囲内でしか生ぜしめられ得ないからである。
【００５５】
図４ａ、図４ｂおよび図４ｃには、４枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。この４枚羽根の虹彩絞り５は絞り羽根７，７’，７’’，７’’’を有している。図４ａでは、虹彩絞り５が閉鎖されている。この場合、直角である角度αが互いに接触している。図４ｂでは、全ての絞り羽根が同一の調整ストローク１４だけ運動させられており、これによって、開口１２が形成されている。この開口１２は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’の側面１０の部分領域１５によって形成される。調整ストローク１４は、それぞれ正方形の開口１２の両対角線の半分に相当している。
【００５６】
図４ｃには、虹彩絞り５の別の開口が示してある。この場合、光軸３３（図２参照）に位置する中心点１１が記入してあり、この中心点１１から出発して、絞り羽根７の左上の角隅が実施した調整ストローク１４が記入している。相応して、別の絞り羽根７’，７’’，７’’’も調整ストローク１４を実施している。
【００５７】
図５ａ、図５ｂおよび図５ｃには、絞り羽根を同時に調節するための機械装置２２の実施例が示してある。このことは、４つの絞り羽根７，７’，７’’，７’’’につき図示してある。機械装置２２は調整機構２５を有している。この調整機構２５は調整アーム２６を有している。この調整アーム２６は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’のそれぞれ１つに対応配置されている。この絞り羽根７，７’，７’’，７’’’はガイドピン３４を有していて、しかも、それぞれ２つのガイドピン３４を有している。両ガイドピン３４はリニアガイド１６に支承されている。調整機構２５が矢印３５の方向に回動させられると、調整アーム２６がピン３４をリニアガイド１６に沿ってスライドさせ、したがって、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’の上述した調整ストローク１４を生ぜしめる。
【００５８】
図５ｂには、すでに開口１２が示してある。この開口１２は、図５ｃでは、さらに一層開放されている。図５ｃには、スライド運動１３も、戻しばね２７の可能な配置も記入してある。この戻しばね２７は、調整機構２５が矢印３５の方向と逆方向に戻される場合に、虹彩絞り５を再び閉鎖する。
【００５９】
図６ａおよび図６ｂには、４枚羽根の虹彩絞り５の別の構成可能性が示してある。この場合、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’はその側面１０の前方の端部に、ノーズ状に突出した円弧部１９を有している。この構成可能性では、虹彩絞り５を完全に閉鎖することはできない。なぜならば、調整運動１３が、ここでは、それぞれ１／４円である円弧部１９が互いに組み合わされて円形の開口１７を形成するまでしか可能とならないからである。この場合、これは、最小の開口１２である。虹彩絞り５が、相応して、上述したように開放されると、正方形の開口１８が形成される。この開口１８では、円弧部１９が、丸み付けられた角隅を形成している。このことは、図６ｂに示してある。このような形式の構成の利点は、すでに上述してある。
【００６０】
図７ａ、図７ｂおよび図７ｃには、５枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。ここでも、全ての絞り羽根８，８’，８’’，８’’’，８’’’’が、図７ｂおよび図７ｃに示したように、開口１２を形成するために、同時の調整運動を実施する。図７ｃには、さらに、どのような調整ストローク１４を、たとえば斜線で特徴付けた絞り羽根８が実施するのかが明瞭に示してある。この場合、中心点１１から出発した調整ストローク１４は、絞り羽根８の、いま矢印先端に位置する角隅が実施した道程を描く。
【００６１】
図８ａ、図８ｂおよび図８ｃには、６枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。これらの図は、前述した図に相当している。この場合、絞り羽根９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’は、図８ｂおよび図８ｃに示した開放運動の場合の絞り羽根の位置をより良好に認めることができるように、それぞれ異なる斜線で示してある。図８ｃには、さらに、矢印１３によって、各絞り羽根９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’のスライド運動が記入してある。調整運動１４は、中心点１１から出発した、矢印先端における角隅に対する矢印によって図示してある。この角隅は絞り羽根９’に属している。
【００６２】
図９には、絞り羽根を同時に調節するための機械装置２２の別の実施例が示してある。この場合、図９ａには、この機械装置２２の詳細が保持アーム３６に対して横方向の断面図として示してある。本実施例は、調整カム２３を有するカムディスク２４である。任意に形成されていてよい絞り羽根３２は、ここでは、それぞれ保持アーム３６を備えている。この保持アーム３６は、それぞれ２つのガイドピン３４を支持している。この場合、図面は１つの絞り羽根３２に制限されている。ガイドピン３４は、カムディスク２４の、溝として形成された調整カム２３を通って延びていて、付加的にリニアガイド１６内で走行する。こうして、カムディスク２４の矢印３５の方向への回動によって、絞り羽根３２が矢印１３の方向へのスライド運動を実施することが達成される。これに対して、カムディスク２４が矢印３５と逆方向に運動させられると、絞り羽根３２が再び調整ストローク１４と逆方向に戻される。この場合、この調整ストローク１４を、配置された全ての絞り羽根３２が常に同時に実施する。
【００６３】
ここでは、どのくらい多くの絞り羽根が存在しているのか規定されなかった。なぜならば、このような形式のカムディスク２４は、ほぼ任意の個数の絞り羽根３２に対して使用することができるからである。絞り羽根３２の個数と、所望の開口１２ひいては所望の調整ストローク１４とに相応して、調整カム２３の個数と経過とが調整される。この場合、図９ａには、さらに、カバープレート３７が示してある。このカバープレート３７は機械装置２２を有利にカバーする。保持アーム３６の代わりに、当然ながら、ガイドピン３４を各絞り羽根３２に直接相応に配置することが行われてもよい。
【００６４】
図示の実施例は、可能性の小さな一部しか描出していない。特に支承手段および調整機械装置は、冒頭ですでに述べたように、別の形式で形成されていてもよい。特に絞り開口１２の可能な限り円形の構成を得るために、絞り羽根の個数をさらに増加させることも可能である。また、たとえばガイド２１の代わりに、開口１２の形成のために働かない領域にしか配置されていない場合には、側面１０に鳩尾状ガイドが設けられていてもよい。また、ばね２０が絞り羽根６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’の外面に配置されていてもよく、これによって、絞り羽根が、それぞれ隣接した両絞り羽根の側面１０に向かって押圧される。この側面１０の相互の良好な保持を得るための別の可能性は、１つの虹彩絞り５の全ての絞り羽根の弾性的な取囲みであってもよい。数多くの別の構成可能性が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】原理を説明するための３枚羽根の虹彩絞りの簡単な実施例を示す図である。
【図２】コリメータの原理図である。
【図３】絞り羽根の側面に設けられたガイドを示す図である。
【図４ａ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図４ｂ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図４ｃ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図５ａ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図５ｂ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図５ｃ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図６ａ】４枚羽根の虹彩絞りの別の構成可能性を示す図である。
【図６ｂ】４枚羽根の虹彩絞りの別の構成可能性を示す図である。
【図７ａ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図７ｂ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図７ｃ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ａ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ｂ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ｃ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図９】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の別の実施例を示す図である。
【図９ａ】図９の機械装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ コリメータ、 ２，２’ ビーム、 ３ 放射線源、 ４ 治療対象、 ５ 虹彩絞り、 ６，６’，６’’ 絞り羽根、 ７，７’，７’’，７’’’ 絞り羽根、 ８，８’，８’’，８’’’，８’’’’ 絞り羽根、 ９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’ 絞り羽根、 １０ 側面、 １１ 中心点、 １２ 絞り開口、 １３ スライド運動、 １４ 調整ストローク、 １５ 部分領域、 １６ リニアガイド、 １７ 開口、 １８ 開口、 １９ 円弧部、 ２０ ばね、 ２１ ガイド、 ２２ 機械装置、 ２３ 調整カム、 ２４ カムディスク、 ２５ 調整機構、 ２６ 調整アーム、 ２７ 戻しばね、 ２８ ギャップ、 ２９ 絞り平面、 ３０ 固定絞り、 ３１ 駆動装置、 ３２ 絞り羽根、 ３３ 光軸、 ３４ ガイドピン、 ３５ 矢印、 ３６ 保持アーム、 ３７ カバープレート、 ３８ 段付け部、 α 角度、 β 角度
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータであって、束が、ほぼ点状の放射線源から出発して治療対象に向けられていて、特に腫瘍の定位的な原体照射のために働くようになっており、当該コリメータが、ビーム制限手段として虹彩絞りを有している形式のものに関する。
【０００２】
高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータは、特に腫瘍の診断目的および治療のために使用される。この場合、コリメータは、診断領域もしくは治療領域に並んで位置する健康な組織が可能な限り良好にビームに対して防護され、これによって、損害が回避されるかまたは最小限に減じられるように、ビームを制限するために働く。この目的のためには、交換可能な不動のコリメータまたは、たとえばマルチリーフコリメータの事例のように、調整可能である開口を備えたコリメータが働く。
【０００３】
「ＲＨＨＣＴ Ｊｏｕｒｎａｌ（２００２年６月１７日）（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｒｈｈｃｔ．ｏｒｇ．ｕｋ／ｎｅｗｓ／ｒｈｈｃｔ１７／１７．ｈｔｍｌ）」では、表題「Ｔｈｅ Ｃｅｎｔｅｎａｒｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ Ｓｏｃｉｅｔｙ １９０２−２００２」のもと、１９０５年３月２４日の会合において、冒頭で述べた形式のコリメータ、すなわち、ビーム制限手段としての虹彩絞りを備えたコリメータを使用することが報告されている。この場合、極めて肉厚な絞り羽根も所要の遮蔽特性のため述べられている。
【０００４】
当時、キロボルト範囲内の出力を備えた放射線源しか使用されなかったので、１．５〜３ｍｍの厚さのオーダ内にあるような絞り羽根が、前述した極めて肉厚な絞り羽根と解されていた。この厚さの場合、環状に配置された、部分領域でオーバラップする絞り羽根を備えた虹彩絞りの既知の構造がまだ可能であった。
【０００５】
しかし、今日、特にビーム治療では、メガボルト範囲内にある出力を備えた放射線源が使用される。しかし、このようにエネルギ強烈なビームを所要の程度遮蔽するためには、６〜１０ｃｍの材料厚さが必要となる。慣用の構造の虹彩絞りを、このように肉厚の、部分的にオーバラップする絞り羽根を備えて形成したい場合には、虹彩絞りの、もはやまともに取り扱うことができない構造高さが達成される恐れがある。
【０００６】
したがって、本発明の課題は、冒頭で述べた形式のコリメータを改良して、高い遮蔽率および僅かな構造高さで、絞り開口の可変の開口サイズが獲得可能となるようにすることである。
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、虹彩絞りが、少なくとも３つの絞り羽根を有しており、該絞り羽根が、等しい角度を成す、互いに接触する側面を有しており、多くとも１つだけ減少させられた個数の絞り羽根による側面に沿ったスライド運動が行われることによって、絞り羽根が、ビーム制限開口を開放するようになっているようにした。
【０００８】
本発明の有利な構成によれば、全ての絞り羽根のスライド運動が、等しい調整ストロークだけ行われるようになっており、これによって、調整運動後、開口が、側面の、中心点から等しい距離を有する部分領域によって形成されるようになっている。
【０００９】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根が、スライド運動の方向に延びるリニアガイドによって支承されている。
【００１０】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、４つの絞り羽根を有している。
【００１１】
本発明の有利な構成によれば、開口を形成する各側面が、その内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部に移行しており、これによって、４つの絞り羽根が、選択的に、それぞれ異なるサイズの円形の開口または丸み付けられた角隅を備えた正方形の開口を形成するようになっている。
【００１２】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、少なくとも６つの絞り羽根を有している。
【００１３】
本発明の有利な構成によれば、治療対象を、当該コリメータにより制限されたビームによって走査する走査装置が設けられている。
【００１４】
本発明の有利な構成によれば、放射線源と当該コリメータとが、ロボットアームに位置しており、該ロボットアームが、治療対象を中心として運動可能である。
【００１５】
本発明の有利な構成によれば、放射線源と当該コリメータとが、ガントリによって、治療対象に対する、当該コリメータにより制限されたビームのそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっている。
【００１６】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根の側面を互いに押圧する力負荷手段が設けられている。
【００１７】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根に、力負荷手段を生ぜしめるばねが作用するようになっている。
【００１８】
本発明の有利な構成によれば、側面が、開口の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイドを有しており、該ガイドで、互いに隣接した絞り羽根の側面が、相互に移動可能である。
【００１９】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根のスライド運動が、少なくとも１つの絞り羽根が駆動されることによって行われるようになっている。
【００２０】
本発明の有利な構成によれば、全ての絞り羽根が、同時に駆動されるようになっている。
【００２１】
本発明の有利な構成によれば、各絞り羽根に対して１つの駆動装置が設けられており、電子的な制御によって、同時の運動が行われるようになっている。
【００２２】
本発明の有利な構成によれば、１つの駆動装置が、機械装置を介して全ての絞り羽根を同時に駆動するようになっている。
【００２３】
本発明の有利な構成によれば、機械装置が、絞り羽根を、中心点を中心として回動可能なカムディスクに螺線状に配置された調整カムを介して駆動するようになっている。
【００２４】
本発明の有利な構成によれば、機械装置が、中心点を中心として回動可能な調整機構を有しており、該調整機構が、各絞り羽根に調整アームで作用するようになっている。
【００２５】
本発明の有利な構成によれば、調整アームによるスライド運動に抗して戻しばねが作用するようになっている。
【００２６】
本発明の有利な構成によれば、絞りの、互いに接触する側面が、誤差によって生ぜしめられるギャップが、ビーム路に対して平行に延びないように延びている。
【００２７】
本発明の有利な構成によれば、側面が、該側面の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有している。
【００２８】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りが、光軸に対して直角に位置する仮想絞り平面に対して傾倒させられており、これによって、ビームが、もはやギャップを通過しないようになっている。
【００２９】
本発明の有利な構成によれば、当該コリメータの遮蔽能が、メガボルト範囲内の放射線源の高エネルギのビームに対して規定されている。
【００３０】
本発明の有利な構成によれば、絞り羽根の厚さが、６〜１０ｃｍの間にある。
【００３１】
本発明の有利な構成によれば、虹彩絞りのほかに、付加的な遮蔽のための固定絞りが、ビーム路に位置しており、固定絞りの開口が、虹彩絞りの最大の開口に調和されている。
【００３２】
本発明の基本思想は、絞り羽根のオーバラップがもはや不要となるように、虹彩絞りを形成することにある。このことは、全ての絞り羽根が１つの平面（レベル）に位置していて、これらの絞り羽根の側面が互いに接触していることによって達成される。絞り開口を形成するための絞り羽根のスライド運動後に初めて、この絞り羽根の側面の前方の短い部分領域が開放され、これによって、こうして形成されたビーム制限絞り開口が制限される。こうして、虹彩絞りを極めて高エネルギのビームの分野にも使用することが可能になる。この場合、絞り羽根の、ビーム遮蔽のために必要となる厚さにもかかわらず、取扱い可能な構造高さを維持することができる。オーバラップ領域が不要となるので、重量が慣用の虹彩絞り構造に比べて僅かとなる。主として、遮蔽材料によって規定される重量は、固定絞りの重量にほぼ相当している。構造は比較的簡単であり、絞り開口の調整のために必要となる調整運動は、簡単な機械的なまたは電子的な手段によって得ることができる。コンパクトな構造によって、虹彩絞りを備えたコリメータを適宜な装置によって所要の位置にもたらすことも可能となる。このことは、特に治療照射の分野において、面の走査またはそれぞれ異なる立体角から治療対象に向けられた照射のために必要となる。この場合、調整可能な虹彩絞りは、不動の絞りの交換によって可能となるよりも迅速に所要のサイズにもたらすことができる。これに対して、ビーム路にもたらされ得る複数の開口を備えた絞りプレートに比べて、調整可能な虹彩絞りは一層僅かな重量だけでなく、調整可能な絞り開口幅に関する一層高いフレキシビリティも有している。
【００３３】
原理的には、１つの絞り羽根が不動に配置されていて、別の絞り羽根が、開口を形成するために、等しい部分だけ、隣接した１つの絞り羽根の縁部に沿って移動させられることが可能である。しかし、絞り開口の中心点がそのサイズに関係なく常に同じ箇所にあるように、全ての絞り羽根のスライド運動が等しい調整ストロークだけ行われ、これによって、調整運動後、開口が、側面の、中心点から等しい距離を有する部分領域によって形成されると有利である。この構成では、光軸が虹彩絞りの絞り羽根の開放運動に関係なく常に同一の箇所にとどまる。
【００３４】
何が絞り羽根の支承に関して必要となるのかは、全ての絞り羽根がスライド運動を実施し、どのくらい多くの絞り羽根が存在しているのかに依る。１つが不動であるただ３つの絞り羽根の場合、移動可能な両絞り羽根のガイドのためには、固定された絞り羽根の側面に対する確実な当付けで十分である。特に全ての絞り羽根が移動可能である場合、一義的な運動経過は、絞り羽根が、スライド運動の方向に延びるリニアガイドによって支承されていることを要求する。このリニアガイドの延びに関して、各絞り羽根の運動の正確な経過が考慮されなければならない。このことは、図面説明から一層詳しく明らかである。たとえば、４枚羽根の絞りに対して、リニアガイドが、別の絞り羽根に接触する側面に対して４５゜の角度で延びていなければならないことが明らかである。
【００３５】
特に有利な構成は、虹彩絞りが４つの絞り羽根を有していることにある。このことは、正方形の開口を生ぜしめる。この開口は、走査運動中に治療対象の面にわたって案内することができ、これによって、走査過程の終了時に照射期間が、照射される全ての面で正確に同じとなる。
【００３６】
４つの絞り羽根を備えた虹彩絞りは、開口を形成する各側面がその内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部に移行しているように形成されてもよい。この場合、この円弧部は側面の終端部を形成している。この場合、４つの絞り羽根がまとめられ、これによって、円弧部が直接互いに接触すると、円形の開口が形成される。このような開口は、特に走査または点での照射のために、極めて小さな直径を備えた個別ビームが必要になると有利である。このような形式の絞り羽根がさらに開放されると、丸い角隅を備えた正方形の開口が形成される。この場合、それぞれ異なるサイズが可能となる。この場合、この開口は、上述した形式で走査のために使用することができる。こうして、比較的大きな正方形の開口によって、面の大部分を走査することができ、円形の小さな開口によって、極めて微細なビームを得ることが可能となる。このビームによって、正方形の開口が面的に大き過ぎる不規則な縁領域をさらに走査することができる。
【００３７】
択一的に、虹彩絞りは、可能な限り円形のビームが成形されるために調整されていてよい。この場合、このためには、少なくとも６つの絞り羽根が有利である。この場合、個数によって、当然ながら、円形への接近がますます改善される。これによって、たとえば診断の目的でのＸ線照射のために必要となるような大きな開口を形成することが可能となるかまたは高エネルギのビームによって、円形の腫瘍、たとえば脳腫瘍に照射することができる。他方では、まず、開口をより大きくすることができ、これによって、面が走査され、その後、細かくされ、１回の走査運動によって任意の形状、たとえば治療対象の面の不規則な縁領域が走査される。
【００３８】
コリメータによって面の走査を行いたい（このことは最も頻繁な使用事例である）場合には、治療対象を、コリメータによって制限されたビームによって走査する走査装置が設けられていなければならない。このような形式の走査装置は、ドイツ連邦共和国特許第１０１５７５２３号明細書に基づき公知である。この事例では、虹彩絞りが、不変のサイズを備えたコリメータ開口の、選択的に所要のサイズでビーム路にもたらされなければならない箇所に移動する。当該刊行物に開示された残りの全ての特徴は、特に機械装置を放射線源とコリメータとを中心として所要の走査運動でガイドするために、虹彩絞りを備えたコリメータに相応に転用することができる。したがって、その説明はこの指摘によって置き換えられる。このような走査装置の別の可能性は、放射線源とコリメータとがロボットアームに位置しており、このロボットアームが治療対象を中心として運動可能であることにある。このような形式のロボットアームは知られている。このロボットアームは、特に自動化された製造においてすでに数多く使用されており、これによって、詳しい説明は省略されてもよい。
【００３９】
放射線源とコリメータとがガントリによって、治療対象に対する、コリメータにより制限されたビームのそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっていてもよい。当然ながら、上述した走査装置が、照射したい立体的な構造物をそれぞれ異なる側から走査するために、このようなガントリに懸設されてもよい。このような形式のガントリは、すでに照射機器において、特に照射したい面を手間のかかる機械装置によって模作するマルチリーフコリメータに相俟って通常使用される。
【００４０】
本発明によるコリメータでは、虹彩絞りの絞り羽根の側面が正確に互いに載置していることが保証されていなければならない。したがって、側面は正確に平坦でなければならず、表面粗さを有していてはならない。このためには、場合により、精密加工、たとえば研削またはラッピングが必要となる。さらに、側面が固く互いに接触していることが必要となる。このためには、絞り羽根の側面を互いに押圧する力負荷手段が設けられていることが提案される。たとえば、絞り羽根に、力負荷手段を生ぜしめるばねが作用することが提案されていてよい。このような形式の力負荷手段によって、精密なガイドよりも一層良好な面当付けを得ることができる。なぜならば、ガイドは常に小さな遊びを有していなければならないからである。
【００４１】
側面の良好な相互接触に対する別の可能性は、側面が、絞り開口の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイドを有しており、このガイドで、互いに隣接した絞り羽根の側面が、相互に移動可能であることにある。互いに隣接した絞り羽根の２つの側面のこのような共通のガイドも、側面の精密な面当付けの目的でのばねによる力負荷手段を含んでいてよい。
【００４２】
絞り羽根のスライド運動は、少なくとも１つの絞り羽根が駆動されることによって達成される。特にすでに前述した３枚羽根の虹彩絞りの場合には、これで十分である。より多くの絞り羽根が設けられている場合には、たとえば第２の各絞り羽根を駆動することができ、別の絞り羽根は、この場合に得られる力伝達によって一緒に運動させられる。しかし、開放運動の、可能な限り摩擦なしのかつ正確な運動経過のためには、全ての絞り羽根が同時に駆動されると有利である。
【００４３】
全ての絞り羽根のこのような同時の駆動は種々異なる形式で行うことができる。たとえば、各絞り羽根に対して１つの駆動装置が設けられており、この場合、電子的な制御によって、同時の運動が行われることが可能となる。しかし、この運動は極めて精密でなければならない。なぜならば、不均一な駆動によって、絞り羽根が相互に引っ掛かる恐れがあるからである。別の可能性は、１つの駆動装置が機械装置を介して全ての絞り羽根を同時に駆動することを提案している。このような形式の機械装置は種々異なる形式で形成することができる。したがって、たとえば伝動装置を介して同時に運動させられるスピンドル駆動装置またはウォーム駆動装置が設けられていてよい。別の可能性は、機械装置が、絞り開口の中心点を中心として回動可能なカムディスクを有していることにある。この場合、当然ながら、カムディスクの中心に１つの開口が必要となる。この開口によって、最大のビームのビーム通過が可能となる。この場合、カムディスクには、螺線状に調整カムが配置されている。この調整カムが絞り羽根を操作する。調整カムは、溝または張出し部であってよい。この溝または張出し部は絞り羽根をエレメントによって調節する。このエレメントは絞り羽根に配置されていて、調整カムに対して滑動する。
【００４４】
このような機械装置の構造の別の可能性は、絞り開口の中心点を中心として回動可能な調整機構が設けられており、この調整機構が、各絞り羽根に調整アームで作用することを提案している。この場合、当然ながら、このようなスライド運動が調整アームによって戻りも含んでいると有利である。このような戻りは、たとえば調整運動に抗して作用する戻しばねによって行うことができる。
【００４５】
すでに述べたように、絞りの側面は絶対的に面平行に互いに載置していなければならない。なぜならば、さもないと、漏れビームが通過し得るギャップが生ぜしめられるからである。このことは、回避されなければならない。なぜならば、このような漏れビームが健康な組織に衝突する恐れがあるからである。極めて僅かなギャップを最も精密な面処理によっても、互いに隣接した面の面経過全体にわたって完全に回避することができないことは、ギャップがビーム路に対して平行に延びていないように、互いに接触する側面が延びていると有利である。このためには、側面が、この側面の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有していることが提案されていてよい。このために、段部またはこれに類するものを設けることが知られている。したがって、この構成は詳しく説明しない。前述した漏れビームを回避するための良好な解決手段は、本発明による虹彩絞りでは、この虹彩絞りが、ビームの光軸に対して直角に位置する仮想コリメータ平面に対して傾倒させられており、これによって、ビームがもはや可能なギャップを通過し得ないことにある。誤差によって生ぜしめられ得るこのようなギャップは、面の精度が高い場合には、マイクロメートル範囲内にあるので、ビーム成形に実際に影響を与えない秒だけの相応に小さな傾倒で十分である。
【００４６】
本発明によるコリメータは、当然ながら、極めて高エネルギのビームの分野以外にＸ線機器に対して使用されてもよい。なぜならば、僅かな構造高さはあらゆる機器に対して有利であるので、オーバラップしない絞り羽根の利点がそこでも重要となるからである。本発明の目的は、当然ながら、特に高エネルギのビームに対する遮蔽能と同時に虹彩絞りの僅かな構造高さを提供可能にすることにある。このような使用分野に対して、遮蔽能は、メガボルト範囲内の放射線源に関する高エネルギのビームに対して規定されていることが望ましい。この場合、このことは、主として、ビーム治療の使用分野に該当する。なぜならば、たとえば腫瘍組織の破壊のために、このような高エネルギのビームが必要となるからである。この目的のためには、絞り羽根の厚さが６〜１０ｃｍの間にあることが望ましい。この場合、たとえばタングステン合金であってよい慣用の絞り羽根材料が前提とされる。
【００４７】
付加的な遮蔽を得るためには、本発明によるコリメータが、虹彩絞りのほかに、固定絞りを有しており、この固定絞りが、ビーム路に位置しており、固定絞りの開口が、虹彩絞りの最大の開口に調和されていることが提案されていてよい。
【００４８】
以下に、本発明を、図面に示した実施例につき説明する。
【００４９】
図１には、３枚羽根の虹彩絞り５の簡単な実施例が原理の説明のために示してある。この説明のためには、３枚羽根の虹彩絞り５が少ない部材に基づき最も見やすく図示可能であるので、３枚羽根の虹彩絞り５が選択された。この虹彩絞り５は３つの絞り羽根６，６’，６’’を有している。この実施例では、絞り羽根６が不動であり、絞り羽根６’，６’’が矢印１３の方向に移動可能である。虹彩絞り５の閉鎖状態では、角度αは中心点１１に位置している。この場合、各角度αは絞り羽根６，６’，６’’の２つの側面１０によって形成されている。この角度αは、当然ながら、複数の絞り羽根を備えた虹彩絞り５の場合には相応により小さくなる。
【００５０】
この構成では、絞り羽根６’，６’’が、側面１０に設けられたガイド２１によってガイドされており、この場合、側面１０は固く互いに載置している。この場合、絞り羽根６の不動の配置に基づき、この絞り羽根６の側縁部１０が、別の両絞り羽根６’，６’’に対するリニアガイド１６を形成しており、両絞り羽根６’，６’’の間のガイド２１は両絞り羽根６’，６’’と共に移動させられる。この場合、この両絞り羽根６’，６’’が調整ストローク１４を実施する。この移動のためには、絞り羽根６’に設けられたシンボリックに図示した駆動装置３１が働き、戻りのためには、絞り羽根６’’に設けられた戻しばね２７が働く。スライド運動１３によって、絞り開口１２が開放される。この場合、この絞り開口１２のサイズは、進められる調整ストローク１４の量に依る。
【００５１】
三角形の絞り開口１２よりも、四角形のまたはほぼ円形の絞り開口が有利である。このことは、あとで図説する実施例に示してある。さらに、中心点１１が、ここでは小さな両十字によって記入したように、虹彩絞り５の開放によって移動させられず、虹彩絞り５が開放された場合に、中心点１１が維持されたままとなる構成がより有利である。しかし、この場合、この目的のためには、全ての絞り羽根がスライド運動１３を実施しなければならず、したがって、これらの絞り羽根が相応のリニアガイドによって支承されていることが必要となる。このことも、さらに以下の実施例に説明してある。
【００５２】
図２には、虹彩絞り５を備えたコリメータ１の原理図が示してある。このコリメータ１は放射線源３に対応配置されている。この放射線源３から、ビーム２が出発する。虹彩絞り５には、固定絞り３０が前置されている。この固定絞り３０は開口を有している。この開口は虹彩絞り５の最大の開口に相当している。固定絞り３０は、放射線源３のビーム２を制限しかつ散乱ビームの発生を可能な限り十分に阻止するために働く。虹彩絞り５は、ここには、断面図で示してある。この虹彩絞り５は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’を備えた４枚羽根の虹彩絞り５である。この４枚羽根の虹彩絞り５は、あとでさらに詳しく説明する。虹彩絞り５の開口１２によって、ビーム２がビーム２’に十分に制限され、しかも、このビーム２’によって、たとえば治療対象４の面を走査することができるように制限される。この場合、このような走査装置は、ドイツ連邦共和国特許第１０１５７５２３号明細書に開示されている。さらに、このような走査装置はガントリに配置することができ、これによって、治療対象４にそれぞれ異なる側から照射し、したがって、たとえば腫瘍への最大の照射を得ることが可能となる。この照射時には、同時に周辺の組織が著しく少ない放射線を獲得する。
【００５３】
図３には、２つの絞り羽根の間のガイド２１の詳細が示してある。絞り羽根３２は任意の絞り羽根であってよく、当該明細書に記載されているものでもよいし、当然ながら、さらに多くの絞り羽根を有する虹彩絞り５のものであってもよい。ここに図示したガイド２１は、２つの絞り羽根３２をその側面１０で固く保持し、これによって、可能な限りギャップ２８を形成しないために働く。このためには、ガイド２１内に配置されたばね２０も働く。このばね２０は、絞り羽根３２に付設された段付け部３８を押し合わせる。このようなガイド２１は、当然ながら、側面１０の、絞り開口１２の形成のための部分領域１５として使用されない領域にしか配置することができない。
【００５４】
ギャップ２８は決して１００パーセント回避することができないので、図２に記入した絞り平面２９が光軸３３に対して僅かに、しかも、ビーム２が絞り羽根３２の間のギャップ２８を通過し得ないように傾倒させられることが提案される。このことは、角度βが９０゜から僅かな公差を有していることを意味している。この場合、一般的には、数秒で十分である。補足的に付言しておくと、ビーム路は図２には著しく短縮して示してある。実際には、絞り開口１２に比較して、放射線源３に対する間隔は著しく大きく、これによって、ビーム２が虹彩絞り５の領域でまだ平行な経過から最小の公差しか有しておらず、これによって、図２と異なり、ギャップ２８を通るビーム２の通過が可能となり、したがって、前述した傾倒または別の手段によって阻止されることが望ましい。しかし、傾倒は極めて僅かになり得る。なぜならば、側面１０の高い表面品質および平坦度に基づき、ギャップ２８が元々マイクロ範囲内でしか生ぜしめられ得ないからである。
【００５５】
図４ａ、図４ｂおよび図４ｃには、４枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。この４枚羽根の虹彩絞り５は絞り羽根７，７’，７’’，７’’’を有している。図４ａでは、虹彩絞り５が閉鎖されている。この場合、直角である角度αが互いに接触している。図４ｂでは、全ての絞り羽根が同一の調整ストローク１４だけ運動させられており、これによって、開口１２が形成されている。この開口１２は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’の側面１０の部分領域１５によって形成される。調整ストローク１４は、それぞれ正方形の開口１２の両対角線の半分に相当している。
【００５６】
図４ｃには、虹彩絞り５の別の開口が示してある。この場合、光軸３３（図２参照）に位置する中心点１１が記入してあり、この中心点１１から出発して、絞り羽根７の左上の角隅が実施した調整ストローク１４が記入している。相応して、別の絞り羽根７’，７’’，７’’’も調整ストローク１４を実施している。
【００５７】
図５ａ、図５ｂおよび図５ｃには、絞り羽根を同時に調節するための機械装置２２の実施例が示してある。このことは、４つの絞り羽根７，７’，７’’，７’’’につき図示してある。機械装置２２は調整機構２５を有している。この調整機構２５は調整アーム２６を有している。この調整アーム２６は、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’のそれぞれ１つに対応配置されている。この絞り羽根７，７’，７’’，７’’’はガイドピン３４を有していて、しかも、それぞれ２つのガイドピン３４を有している。両ガイドピン３４はリニアガイド１６に支承されている。調整機構２５が矢印３５の方向に回動させられると、調整アーム２６がピン３４をリニアガイド１６に沿ってスライドさせ、したがって、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’の上述した調整ストローク１４を生ぜしめる。
【００５８】
図５ｂには、すでに開口１２が示してある。この開口１２は、図５ｃでは、さらに一層開放されている。図５ｃには、スライド運動１３も、戻しばね２７の可能な配置も記入してある。この戻しばね２７は、調整機構２５が矢印３５の方向と逆方向に戻される場合に、虹彩絞り５を再び閉鎖する。
【００５９】
図６ａおよび図６ｂには、４枚羽根の虹彩絞り５の別の構成可能性が示してある。この場合、絞り羽根７，７’，７’’，７’’’はその側面１０の前方の端部に、ノーズ状に突出した円弧部１９を有している。この構成可能性では、虹彩絞り５を完全に閉鎖することはできない。なぜならば、調整運動１３が、ここでは、それぞれ１／４円である円弧部１９が互いに組み合わされて円形の開口１７を形成するまでしか可能とならないからである。この場合、これは、最小の開口１２である。虹彩絞り５が、相応して、上述したように開放されると、正方形の開口１８が形成される。この開口１８では、円弧部１９が、丸み付けられた角隅を形成している。このことは、図６ｂに示してある。このような形式の構成の利点は、すでに上述してある。
【００６０】
図７ａ、図７ｂおよび図７ｃには、５枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。ここでも、全ての絞り羽根８，８’，８’’，８’’’，８’’’’が、図７ｂおよび図７ｃに示したように、開口１２を形成するために、同時の調整運動を実施する。図７ｃには、さらに、どのような調整ストローク１４を、たとえば斜線で特徴付けた絞り羽根８が実施するのかが明瞭に示してある。この場合、中心点１１から出発した調整ストローク１４は、絞り羽根８の、いま矢印先端に位置する角隅が実施した道程を描く。
【００６１】
図８ａ、図８ｂおよび図８ｃには、６枚羽根の虹彩絞り５の原理図が示してある。これらの図は、前述した図に相当している。この場合、絞り羽根９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’は、図８ｂおよび図８ｃに示した開放運動の場合の絞り羽根の位置をより良好に認めることができるように、それぞれ異なる斜線で示してある。図８ｃには、さらに、矢印１３によって、各絞り羽根９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’のスライド運動が記入してある。調整運動１４は、中心点１１から出発した、矢印先端における角隅に対する矢印によって図示してある。この角隅は絞り羽根９’に属している。
【００６２】
図９には、絞り羽根を同時に調節するための機械装置２２の別の実施例が示してある。この場合、図９ａには、この機械装置２２の詳細が保持アーム３６に対して横方向の断面図として示してある。本実施例は、調整カム２３を有するカムディスク２４である。任意に形成されていてよい絞り羽根３２は、ここでは、それぞれ保持アーム３６を備えている。この保持アーム３６は、それぞれ２つのガイドピン３４を支持している。この場合、図面は１つの絞り羽根３２に制限されている。ガイドピン３４は、カムディスク２４の、溝として形成された調整カム２３を通って延びていて、付加的にリニアガイド１６内で走行する。こうして、カムディスク２４の矢印３５の方向への回動によって、絞り羽根３２が矢印１３の方向へのスライド運動を実施することが達成される。これに対して、カムディスク２４が矢印３５と逆方向に運動させられると、絞り羽根３２が再び調整ストローク１４と逆方向に戻される。この場合、この調整ストローク１４を、配置された全ての絞り羽根３２が常に同時に実施する。
【００６３】
ここでは、どのくらい多くの絞り羽根が存在しているのか規定されなかった。なぜならば、このような形式のカムディスク２４は、ほぼ任意の個数の絞り羽根３２に対して使用することができるからである。絞り羽根３２の個数と、所望の開口１２ひいては所望の調整ストローク１４とに相応して、調整カム２３の個数と経過とが調整される。この場合、図９ａには、さらに、カバープレート３７が示してある。このカバープレート３７は機械装置２２を有利にカバーする。保持アーム３６の代わりに、当然ながら、ガイドピン３４を各絞り羽根３２に直接相応に配置することが行われてもよい。
【００６４】
図示の実施例は、可能性の小さな一部しか描出していない。特に支承手段および調整機械装置は、冒頭ですでに述べたように、別の形式で形成されていてもよい。特に絞り開口１２の可能な限り円形の構成を得るために、絞り羽根の個数をさらに増加させることも可能である。また、たとえばガイド２１の代わりに、開口１２の形成のために働かない領域にしか配置されていない場合には、側面１０に鳩尾状ガイドが設けられていてもよい。また、ばね２０が絞り羽根６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’の外面に配置されていてもよく、これによって、絞り羽根が、それぞれ隣接した両絞り羽根の側面１０に向かって押圧される。この側面１０の相互の良好な保持を得るための別の可能性は、１つの虹彩絞り５の全ての絞り羽根の弾性的な取囲みであってもよい。数多くの別の構成可能性が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】原理を説明するための３枚羽根の虹彩絞りの簡単な実施例を示す図である。
【図２】コリメータの原理図である。
【図３】絞り羽根の側面に設けられたガイドを示す図である。
【図４ａ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図４ｂ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図４ｃ】４枚羽根の虹彩絞りの原理図である。
【図５ａ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図５ｂ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図５ｃ】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の実施例を示す図である。
【図６ａ】４枚羽根の虹彩絞りの別の構成可能性を示す図である。
【図６ｂ】４枚羽根の虹彩絞りの別の構成可能性を示す図である。
【図７ａ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図７ｂ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図７ｃ】５枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ａ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ｂ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図８ｃ】６枚羽根の虹彩絞り原理図である。
【図９】絞り羽根を同時に調節するための機械装置の別の実施例を示す図である。
【図９ａ】図９の機械装置の詳細を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１ コリメータ、 ２，２’ ビーム、 ３ 放射線源、 ４ 治療対象、 ５ 虹彩絞り、 ６，６’，６’’ 絞り羽根、 ７，７’，７’’，７’’’ 絞り羽根、 ８，８’，８’’，８’’’，８’’’’ 絞り羽根、 ９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’ 絞り羽根、 １０ 側面、 １１ 中心点、 １２ 絞り開口、 １３ スライド運動、 １４ 調整ストローク、 １５ 部分領域、 １６ リニアガイド、 １７ 開口、 １８ 開口、 １９ 円弧部、 ２０ ばね、 ２１ ガイド、 ２２ 機械装置、 ２３ 調整カム、 ２４ カムディスク、 ２５ 調整機構、 ２６ 調整アーム、 ２７ 戻しばね、 ２８ ギャップ、 ２９ 絞り平面、 ３０ 固定絞り、 ３１ 駆動装置、 ３２ 絞り羽根、 ３３ 光軸、 ３４ ガイドピン、 ３５ 矢印、 ３６ 保持アーム、 ３７ カバープレート、 ３８ 段付け部、 α 角度、 β 角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高エネルギのビーム（２）の束を制限するためのコリメータ（１）であって、束が、ほぼ点状の放射線源（３）から出発して治療対象（４）に向けられていて、特に腫瘍の定位的な原体照射のために働くようになっており、当該コリメータ（１）が、ビーム制限手段として虹彩絞り（５）を有している形式のものにおいて、
虹彩絞り（５）が、少なくとも３つの絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を有しており、該絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、等しい角度（α）を成す、互いに接触する側面（１０）を有しており、多くとも１つだけ減少させられた個数の絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）による側面（１０）に沿ったスライド運動（１３）が行われることによって、絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、ビーム制限開口（１２）を開放するようになっていることを特徴とする、高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータ。
【請求項２】
全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）のスライド運動（１３）が、等しい調整ストローク（１４）だけ行われるようになっており、これによって、調整運動後、開口（１２）が、側面（１０）の、中心点（１１）から等しい距離を有する部分領域（１５）によって形成されるようになっている、請求項１記載のコリメータ。
【請求項３】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、スライド運動（１３）の方向に延びるリニアガイド（１６）によって支承されている、請求項１または２記載のコリメータ。
【請求項４】
虹彩絞り（５）が、４つの絞り羽根（７，７’，７’’，７’’’）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項５】
開口（１２）を形成する各側面（１０）が、その内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部（１９）に移行しており、これによって、４つの絞り羽根（７，７’，７’’，７’’’）が、選択的に、それぞれ異なるサイズの円形の開口（１７）または丸み付けられた角隅を備えた正方形の開口（１８）を形成するようになっている、請求項４記載のコリメータ。
【請求項６】
虹彩絞り（５）が、少なくとも６つの絞り羽根（９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項７】
治療対象（４）を、当該コリメータ（１）により制限されたビーム（２’）によって走査する走査装置が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項８】
放射線源（３）と当該コリメータ（１）とが、ロボットアームに位置しており、該ロボットアームが、治療対象（４）を中心として運動可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項９】
放射線源（３）と当該コリメータ（１）とが、ガントリによって、治療対象（４）に対する、当該コリメータ（１）により制限されたビーム（２’）のそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１０】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の側面（１０）を互いに押圧する力負荷手段が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１１】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に、力負荷手段を生ぜしめるばね（２０）が作用するようになっている、請求項１０記載のコリメータ。
【請求項１２】
側面（１０）が、開口（１２）の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイド（２１）を有しており、該ガイド（２１）で、互いに隣接した絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の側面が、相互に移動可能である、請求項１０または１１記載のコリメータ。
【請求項１３】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）のスライド運動（１３）が、少なくとも１つの絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が駆動されることによって行われるようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１４】
全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、同時に駆動されるようになっている、請求項１３記載のコリメータ。
【請求項１５】
各絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に対して１つの駆動装置が設けられており、電子的な制御によって、同時の運動が行われるようになっている、請求項１４記載のコリメータ。
【請求項１６】
１つの駆動装置が、機械装置（２２）を介して全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を同時に駆動するようになっている、請求項１４記載のコリメータ。
【請求項１７】
機械装置（２２）が、絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を、中心点（１１）を中心として回動可能なカムディスク（２４）に螺線状に配置された調整カム（２３）を介して駆動するようになっている、請求項１６記載のコリメータ。
【請求項１８】
機械装置（２２）が、中心点（１１）を中心として回動可能な調整機構（２５）を有しており、該調整機構（２５）が、各絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に調整アーム（２６）で作用するようになっている、請求項１６記載のコリメータ。
【請求項１９】
調整アーム（２６）によるスライド運動（１３）に抗して戻しばね（２７）が作用するようになっている、請求項１８記載のコリメータ。
【請求項２０】
絞り（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の、互いに接触する側面（１０）が、誤差によって生ぜしめられるギャップ（２８）が、ビーム路に対して平行に延びないように延びている、請求項１から１９までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項２１】
側面（１０）が、該側面（１０）の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有している、請求項２０記載のコリメータ。
【請求項２２】
虹彩絞り（５）が、光軸に対して直角に位置する仮想絞り平面（２９）に対して傾倒させられており、これによって、ビーム（２）が、もはやギャップ（２８）を通過しないようになっている、請求項２０記載のコリメータ。
【請求項２３】
当該コリメータの遮蔽能が、メガボルト範囲内の放射線源（３）の高エネルギのビームに対して規定されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項２４】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の厚さが、６〜１０ｃｍの間にある、請求項２３記載のコリメータ。
【請求項２５】
虹彩絞り（５）のほかに、付加的な遮蔽のための固定絞り（３０）が、ビーム路に位置しており、固定絞り（３０）の開口が、虹彩絞り（５）の最大の開口（１２）に調和されている、請求項１から２４までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１】
高エネルギのビーム（２）の束を制限するためのコリメータ（１）であって、束が、ほぼ点状の放射線源（３）から出発して治療対象（４）に向けられていて、特に腫瘍の定位的な原体照射のために働くようになっており、当該コリメータ（１）が、ビーム制限手段として虹彩絞り（５）を有している形式のものにおいて、
虹彩絞り（５）が、少なくとも３つの絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を有しており、該絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、等しい角度（α）を成す、互いに接触する側面（１０）を有しており、多くとも１つだけ減少させられた個数の絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）による側面（１０）に沿ったスライド運動（１３）が行われることによって、絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、ビーム制限開口（１２）を開放するようになっていることを特徴とする、高エネルギのビームの束を制限するためのコリメータ。
【請求項２】
全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）のスライド運動（１３）が、等しい調整ストローク（１４）だけ行われるようになっており、これによって、調整運動後、開口（１２）が、側面（１０）の、中心点（１１）から等しい距離を有する部分領域（１５）によって形成されるようになっている、請求項１記載のコリメータ。
【請求項３】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、スライド運動（１３）の方向に延びるリニアガイド（１６）によって支承されている、請求項１または２記載のコリメータ。
【請求項４】
虹彩絞り（５）が、４つの絞り羽根（７，７’，７’’，７’’’）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項５】
開口（１２）を形成する各側面（１０）が、その内側の端部で、１／４円を形成する、ノーズ状に突出した円弧部（１９）に移行しており、これによって、４つの絞り羽根（７，７’，７’’，７’’’）が、選択的に、それぞれ異なるサイズの円形の開口（１７）または丸み付けられた角隅を備えた正方形の開口（１８）を形成するようになっている、請求項４記載のコリメータ。
【請求項６】
虹彩絞り（５）が、少なくとも６つの絞り羽根（９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項７】
治療対象（４）を、当該コリメータ（１）により制限されたビーム（２’）によって走査する走査装置が設けられている、請求項１から６までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項８】
放射線源（３）と当該コリメータ（１）とが、ロボットアームに位置しており、該ロボットアームが、治療対象（４）を中心として運動可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項９】
放射線源（３）と当該コリメータ（１）とが、ガントリによって、治療対象（４）に対する、当該コリメータ（１）により制限されたビーム（２’）のそれぞれ異なる立体角方向付けにもたらされるようになっている、請求項１から７までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１０】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の側面（１０）を互いに押圧する力負荷手段が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１１】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に、力負荷手段を生ぜしめるばね（２０）が作用するようになっている、請求項１０記載のコリメータ。
【請求項１２】
側面（１０）が、開口（１２）の形成のために働かない互いに接触する領域に、共通のガイド（２１）を有しており、該ガイド（２１）で、互いに隣接した絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の側面が、相互に移動可能である、請求項１０または１１記載のコリメータ。
【請求項１３】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）のスライド運動（１３）が、少なくとも１つの絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が駆動されることによって行われるようになっている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項１４】
全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）が、同時に駆動されるようになっている、請求項１３記載のコリメータ。
【請求項１５】
各絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に対して１つの駆動装置が設けられており、電子的な制御によって、同時の運動が行われるようになっている、請求項１４記載のコリメータ。
【請求項１６】
１つの駆動装置が、機械装置（２２）を介して全ての絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を同時に駆動するようになっている、請求項１４記載のコリメータ。
【請求項１７】
機械装置（２２）が、絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）を、中心点（１１）を中心として回動可能なカムディスク（２４）に螺線状に配置された調整カム（２３）を介して駆動するようになっている、請求項１６記載のコリメータ。
【請求項１８】
機械装置（２２）が、中心点（１１）を中心として回動可能な調整機構（２５）を有しており、該調整機構（２５）が、各絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）に調整アーム（２６）で作用するようになっている、請求項１６記載のコリメータ。
【請求項１９】
調整アーム（２６）によるスライド運動（１３）に抗して戻しばね（２７）が作用するようになっている、請求項１８記載のコリメータ。
【請求項２０】
絞り（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の、互いに接触する側面（１０）が、誤差によって生ぜしめられるギャップ（２８）が、ビーム路に対して平行に延びないように延びている、請求項１から１９までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項２１】
側面（１０）が、該側面（１０）の平坦度に対する、スライド方向に延びる相補的に内外で係合する公差を有している、請求項２０記載のコリメータ。
【請求項２２】
虹彩絞り（５）が、光軸に対して直角に位置する仮想絞り平面（２９）に対して傾倒させられており、これによって、ビーム（２）が、もはやギャップ（２８）を通過しないようになっている、請求項２０記載のコリメータ。
【請求項２３】
当該コリメータの遮蔽能が、メガボルト範囲内の放射線源（３）の高エネルギのビームに対して規定されている、請求項１から２２までのいずれか１項記載のコリメータ。
【請求項２４】
絞り羽根（６，６’，６’’；７，７’，７’’，７’’’；８，８’，８’’，８’’’，８’’’’；９，９’，９’’，９’’’，９’’’’，９’’’’’）の厚さが、６〜１０ｃｍの間にある、請求項２３記載のコリメータ。
【請求項２５】
虹彩絞り（５）のほかに、付加的な遮蔽のための固定絞り（３０）が、ビーム路に位置しており、固定絞り（３０）の開口が、虹彩絞り（５）の最大の開口（１２）に調和されている、請求項１から２４までのいずれか１項記載のコリメータ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図９ａ】
【図２】
【図３】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図６ａ】
【図６ｂ】
【図７ａ】
【図７ｂ】
【図７ｃ】
【図８ａ】
【図８ｂ】
【図８ｃ】
【図９】
【図９ａ】
【公表番号】特表２００８−５３９８３３（Ｐ２００８−５３９８３３Ａ）
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０９３０８（Ｐ２００８−５０９３０８）
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００８６５９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１９７９６
【国際公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（５００３４９２４７）
【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｋｒｅｂｓｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｎｅｕｅｎｈｅｉｍｅｒ Ｆｅｌｄ ２８０，Ｄ−６９１２０ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１０日（２００５．８．１０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００５／００８６５９
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１１９７９６
【国際公開日】平成１８年１１月１６日（２００６．１１．１６）
【出願人】（５００３４９２４７）
【氏名又は名称原語表記】Ｄｅｕｔｓｃｈｅｓ Ｋｒｅｂｓｆｏｒｓｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍ
【住所又は居所原語表記】Ｉｍ Ｎｅｕｅｎｈｅｉｍｅｒ Ｆｅｌｄ ２８０，Ｄ−６９１２０ Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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