マルチリーフコリメータおよび放射線治療装置
【課題】第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定すること。
【解決手段】リーフブロック１２は相手側のリーフブロック１２から離間する離間方向および相手側のリーフブロック１２に接近する接近方向のそれぞれに移動可能にされたものであり、リーフブロック１２の円弧面１４には着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０が形成され、磁性層２０にはＭＲセンサ２３が非接触状態で対向配置されている。この構成の場合、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれをＭＲセンサ２３からの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを非接触で目標位置に移動操作しているので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することができる。
【解決手段】リーフブロック１２は相手側のリーフブロック１２から離間する離間方向および相手側のリーフブロック１２に接近する接近方向のそれぞれに移動可能にされたものであり、リーフブロック１２の円弧面１４には着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０が形成され、磁性層２０にはＭＲセンサ２３が非接触状態で対向配置されている。この構成の場合、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれをＭＲセンサ２３からの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを非接触で目標位置に移動操作しているので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線発生器から患者に向けて照射される放射線を患者の病変部の形状に応じて絞り込むマルチリーフコリメータおよび放射線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記マルチリーフコリメータには第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群を相互に対向配置した構成のものがある。これら第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群のそれぞれは２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであり、第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれは第２のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向配置されている。これら第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれはモータを駆動源とする駆動機構に連結されており、複数のリーフブロックのそれぞれはモータが正転することに基づいて相手側のリーフブロックから離間する離間方向へ移動操作され、モータが逆転することに基づいて相手側のリーフブロックに接近する接近方向へ移動操作される。この構成の場合、複数のリーフブロックのそれぞれの現在位置を電気的に検出し、複数のモータのそれぞれの回転量を現在位置の検出結果に基づいて制御することで第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を調整している。
【特許文献１】特開２００１−１２９１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記マルチリーフコリメータには抵抗率が相互に異なる複数の抵抗体をリーフブロックにリーフブロックの移動方向に沿って貼付し、リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動操作されることに応じて複数の抵抗体のそれぞれを一対の電極に対してスライドさせる構成のものがある。この構成の場合、一対の電極相互間に一定電圧を印加し、一方の電極から抵抗体を通して他方の電極に流れる電流の大きさを測定することに基づいてリーフブロックの現在位置を検出している。この従来のマルチリーフコリメータの場合には電極および抵抗体相互間の接触抵抗の大小に応じて抵抗値が変動し、電極および抵抗体相互間にゴミ等の異物が有るか否かに応じて抵抗値が変動し、気温の高低に応じて抵抗値が変動する。このため、複数のリーフブロックのそれぞれの現在位置を正確に検出することができないので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することが困難である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することができるマルチリーフコリメータおよび放射線治療装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のマルチリーフコリメータは、２以上のリーフブロックを一方向に配列してなる第１のリーフブロック群と、２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであって２以上のリーフブロックのそれぞれが前記第１のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向するように配置された第２のリーフブロック群と、前記第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび前記第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれに連結されたものであって前記リーフブロックを当該リーフブロックに直交方向から対向するリーフブロックに対して接近する接近方向および離間する離間方向のそれぞれに移動操作する複数の駆動機構と、前記複数のリーフブロックのそれぞれに前記リーフブロックの移動方向に沿う一面に位置して設けられたものであって複数の着磁部を有する磁性材製の磁性層と、前記複数のリーフブロックのそれぞれに対して非接触状態で静止配置されたものであって前記リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動することに基づいて出力信号が変動する複数の磁気センサと、前記複数の磁気センサのそれぞれから出力される出力信号に応じて前記複数の駆動機構のそれぞれを駆動制御することに基づいて前記第１のリーフブロック群および前記第２のリーフブロック群相互間に形成される隙間形状を調節する制御回路を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
複数のリーフブロックのそれぞれの移動方向に沿う一面に複数の着磁部を有する磁性層を設け、複数の磁性層のそれぞれに対して磁気センサを非接触状態で静止配置し、複数の駆動機構のそれぞれを磁気センサからの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロックのそれぞれを非接触で目標位置に移動操作しているので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を抵抗値の変動に影響されることなく目標形状に正確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［実施例１］
スタンド１の上端部には、図１に示すように、Ｘ方向へ延びる水平な治療台２が装着されている。この治療台２は患者を載せて治療するためのものであり、患者は頭部および脚部のそれぞれがＸ方向へ指向するように治療台２に載せられる。この治療台２はＸ方向モータおよびＹ方向モータのそれぞれを駆動源とするＸＹ駆動機構３に連結されている。このＸＹ駆動機構３はスタンド１に内蔵されたものであり、治療台２はＸ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて水平なＸ方向に位置制御され、Ｙ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて垂直なＹ方向に位置制御される。
【０００８】
架台支持体４には、図１に示すように、架台５がＸ方向へ延びる軸６を中心に回転可能に装着されている。この架台支持体４は回転駆動機構７を内蔵するものであり、架台５の軸６は回転駆動機構７に連結されている。この回転駆動機構７はＲ方向モータを駆動源とするものであり、架台５はＲ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて軸６を中心とするＲ方向に位置制御される。この架台５には照射ヘッド８が固定されており、照射ヘッド８には、図２に示すように、放射線発生器９が内蔵されている。この放射線発生器９は電子を加速する加速部と加速された電子の方向を治療台２に向ける偏向部と偏向された電子を金属に当てて治療用のＸ線を発生させるターゲットを有するものであり、照射ヘッド８の内部にはターゲットおよびＸ線の照射口相互間に位置してマルチリーフコリメータ１０が収納されている。このマルチリーフコリメータ１０はＸ線の患者の体表上での照射野を病変部の形状に合わせて絞り込むための絞り装置であり、次のように構成されている。
【０００９】
照射ヘッド８の内部には、図３に示すように、複数組（例えば１４組）の単位リーフブロック１１が収納されている。これら各組の単位リーフブロック１１は直交方向に相当するＺ方向に相互に対向配置された２枚のリーフブロック１２からなるものであり、照射ヘッド８の内部にはＸ方向に沿って一列に並ぶ複数個（例えば１４個）のリーフブロック１２からなる第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３ＢがＺ方向に相互に間隔を置いて収納されている。これら複数のリーフブロック１２のそれぞれは治療用のＸ線を遮断することが可能なタングステンまたは鉛を材料に形成されたものであり、図４の（ａ）に示すように、１つの円弧面１４と１つの円弧面１５と２つのエッジ面１６を有する円弧板状をなしている。これら複数のリーフブロック１２のそれぞれの円弧面１４および円弧面１５は相互に同心な平滑なものであり、円弧面１４および円弧面１５の共通の中心点ＣＰ（図５参照）はＸ線の照射源であるターゲットに設定されている。このＸ線は治療用の放射線に相当するものであり、ターゲットは放射線源に相当する。
【００１０】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図４の（ａ）に示すように、駆動機構に相当するリーフ駆動機構１７が連結されている。これら複数のリーフ駆動機構１７のそれぞれは、図５に示すように、リーフブロック１２を中心点ＣＰを中心とする共通の円形軌跡ＭＬに沿って円周方向へ移動操作するものであり、図４の（ａ）に示すように、減速機構１８およびリーフブロックモータ１９を有している。これら複数の減速機構１８のそれぞれは径寸法が相互に異なる複数の歯車を組合せることから構成されたものであり、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれはステッピングモータから構成されたものであり、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれの回転軸は減速機構１８の入力軸に連結され、複数の減速機構１８のそれぞれの出力軸はリーフブロック１２に連結されている。これら複数の減速機構１８のそれぞれはリーフブロックモータ１９の回転を減速してリーフブロック１２に伝達するものであり、複数のリーフブロック１２のそれぞれは、図５に矢印Ａで示すように、リーフブロックモータ１９が正方向へ回転操作されることに基づいて相手側のリーフブロック１２から離間する離間方向へ移動操作され、図５に矢印Ｂで示すように、リーフブロックモータ１９が逆方向へ回転操作されることに基づいて相手側のリーフブロック１２に接近する接近方向へ移動操作される。これら複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれは駆動源に相当するものである。
【００１１】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図４の（ａ）に示すように、リーフブロック１２の移動方向に沿う一面である円弧面１４の全域に位置して磁性層２０が形成されている。これら複数の磁性層２０のそれぞれは円弧面１４にパウダー状の磁性材を塗布することから形成されたものであり、図４の（ｂ）に示すように、円周方向に交互に並ぶ着磁部２１および着磁部２２を有している。複数の着磁部２１のそれぞれはＮ極に着磁された部分を称するものであり、円周方向に沿う長さ寸法が相互に同一に設定されている。複数の着磁部２２のそれぞれはＳ極に着磁された部分を称するものであり、円周方向に沿う長さ寸法が着磁部２１と同一に設定されている。
【００１２】
照射ヘッド８の内部には、図４の（ａ）に示すように、複数の磁気抵抗素子２３（ＭＲセンサ２３と称する）が収納されている。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれは磁気センサに相当するものであり、リーフブロック１２の磁性層２０の上方に間隔を置いて対向配置されている。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれはリーフブロック１２に対して非接触状態で静止するように照射ヘッド８の内部に固定されたものであり、複数のリーフブロック１２のそれぞれが離間方向または接近方向へ移動するときには着磁部２１および着磁部２２がＭＲセンサ２３の検出領域内を交互に通過する。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれは磁性層２０の磁化の方向に対して素子ストライプが直角となるように配置されたものであり、リーフブロック１２が離間方向および接近方向のそれぞれに移動したときにはＭＲセンサ２３の抵抗値が変動することに基づいてＭＲセンサ２３からリーフブロック１２の移動量に応じた個数のパルス信号が出力される。即ち、複数のＭＲセンサ２３のそれぞれはリーフブロック１２が離間方向および接近方向のそれぞれに単位量だけ移動する毎に１個のパルス信号を出力するものである。
【００１３】
図２の放射線治療用ＣＴ装置２４は放射線を利用して患者を走査し、患者の走査結果に基づいて患者の画像データを取得する装置であり、画像データの取得結果を治療計画装置２５に送信する。この治療計画装置２５は画像データの受信結果に基づいて放射線治療用の計画を行うためのものであり、治療制御回路２６と表示器２７と入力器２８を有している。治療制御回路２６はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、放射線治療用ＣＴ装置２４から送信される画像データの取得結果を受信して表示器２７に表示する。この表示器２７はＣＲＴから構成されたものであり、オペレータは表示器２７の表示内容を視覚的に認識することに基づいて病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれを決定する。入力器２８は矩形ＲＯＩとポリラインとクロスＲＯＩとキーボードとトラックボードのそれぞれを有するものである。この入力器２８は病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの決定結果をオペレータが入力するための操作子に相当するものであり、治療制御回路２６は入力器２８の操作内容に基づいて病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの入力結果を認識する。
【００１４】
治療制御回路２６には、図２に示すように、インターフェース回路２９を介して主制御回路３０が接続されており、治療制御回路２６は病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの入力結果をインターフェース回路２９を通して主制御回路３０に送信する。この主制御回路３０はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭを有している。この主制御回路３０は病変部の位置の受信結果に基づいて治療台２の目標位置データおよび架台５の目標位置データのそれぞれを設定するものであり、治療台２の目標位置データおよび架台５の目標位置データのそれぞれは照射ヘッド８の照射口からＸ線が病変部の位置の受信結果に応じた部分に照射されるように設定される。
【００１５】
主制御回路３０はＸ線の照射野の受信結果に基づいて複数個（例えば２８個）のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａを設定するものであり、２８個のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａは第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の受信結果に応じた形状の隙間が形成されるように設定される。これら２８個のリーフブロック１２のそれぞれには、図３に示すように、識別番号「１」〜「２８」のいずれかが割付けられており、移動量Ｎａは識別番号「１」〜「２８」のそれぞれに対して設定される。これら複数の移動量Ｎａのそれぞれはリーフブロック１２の離間方向Ａへの移動量を両リーフブロック１２相互間が接触する原点位置Ｚ０を基準に規定するものであり、ＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号の個数を単位として設定される。
【００１６】
主制御回路３０には、図２に示すように、架台制御回路３１と照射制御回路３２とコリメータ制御回路３３と治療台制御回路３４が接続されており、主制御回路３０は架台５の目標位置データの設定結果を架台制御回路３１に送信し、複数個のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａの設定結果をコリメータ制御回路３３に送信し、治療台２の目標位置データの設定結果を治療台制御回路３４に送信する。これら架台制御回路３１と照射制御回路３２とコリメータ制御回路３３と治療台制御回路３４のそれぞれはマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭを有している。
【００１７】
照射制御回路３２は放射線発生器９を制御するものであり、放射線発生器９は照射制御回路３２から運転開始信号が出力されることに基づいて放射線の照射を開始し、照射制御回路３２から運転停止信号が出力されることに基づいて放射線の照射を停止する。架台制御回路３１はＲ方向モータの回転量を目標位置データの受信結果に応じて制御し、架台５を目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作するものである。治療台制御回路３４はＸ方向モータおよびＹ方向モータのそれぞれの回転量を目標位置データの受信結果に応じて制御し、治療台２を目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作するものであり、Ｘ線の照射位置は治療台２および架台５のそれぞれが目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作されることに基づいて病変部の位置の入力結果に設定される。
【００１８】
コリメータ制御回路３３は制御回路に相当するものであり、コリメータ制御回路３３には、図２に示すように、複数のリーフ駆動機構１７のリーフブロックモータ１９のそれぞれがモータ駆動回路３５を介して接続されている。これら複数のモータ駆動回路３５のそれぞれはリーフブロックモータ１９に正転用のパルス信号および逆転用のパルス信号を印加するものであり、コリメータ制御回路３３は複数のモータ駆動回路３５のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果に応じて制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果に応じた位置に移動操作し、第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の入力結果に応じた隙間を形成する。このコリメータ制御回路３３には複数のＭＲセンサ２３のそれぞれが接続されており、コリメータ制御回路３３は複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれをＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号に基づいて回転操作する。
【００１９】
図６はコリメータ制御回路３３のＲＯＭに予め記録された制御プログラムであり、コリメータ制御回路３３のＣＰＵは複数のリーフブロック１２のそれぞれをＲＯＭの制御プログラムに基づいて位置制御することで第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の受信結果に応じた形状の隙間を形成する。以下、図６の制御プログラムについて説明する。
【００２０】
ＣＰＵは図６のステップＳ１で複数の移動量Ｎａのそれぞれの設定結果を受信すると、ステップＳ２でリーフブロックカウンタＮｒを「０」にリセットする。このリーフブロックカウンタＮｒは位置制御の対象となるリーフブロック１２を特定するためのものであり、ＣＰＵはステップＳ２でリーフブロックカウンタＮｒをリセットしたときにはステップＳ３へ移行し、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。このパルスカウンタＮｐはＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号の個数を計測するためのものであり、ＣＰＵはステップＳ３でパルスカウンタＮｐをリセットしたときにはステップＳ４へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒに単位値「１」を加算する。
【００２１】
ＣＰＵはステップＳ４でリーフブロックカウンタＮｒを加算すると、ステップＳ５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を正方向へ運転開始することに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を離間方向Ａへ移動開始する。そして、ステップＳ６へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたか否かを判断する。ここでＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたことを判断したときにはステップＳ７へ移行し、パルスカウンタＮｐに「１」を加算する。
【００２２】
ＣＰＵはステップＳ７でパルスカウンタＮｐを加算すると、ステップＳ８でパルスカウンタＮｐの加算結果をリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じた移動量Ｎａの設定結果と比較する。例えばリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２が移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動したときにはステップＳ８で「Ｎｐ＝Ｎａ」であることを判断し、ステップＳ９でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を運転停止し、ステップＳ１０でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果を最大値「Ｍａｘ（＝２８）」と比較する。ここで「Ｎｒ＜２８」であることを判断したときにはステップＳ３に復帰する。
【００２３】
ＣＰＵはステップＳ３に復帰すると、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。そして、ステップＳ４でリーフブロックカウンタＮｒに「１」を加算し、ステップＳ５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を離間方向Ａへ移動開始し、ステップＳ６〜ステップＳ８を繰返すことに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動操作する。
【００２４】
ＣＰＵは２８個の全てのリーフブロック１２のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動操作すると、ステップＳ１０で「Ｎｒ＝Ｍａｘ」であることを判断する。この場合にはステップＳ１１へ移行し、治療終了信号の有無を判断する。この治療終了信号は主制御回路３０がＸ線の照射処理を終えることに基づいてコリメータ制御回路３３に送信するものであり、ＣＰＵはステップＳ１１で治療終了信号が有ることを判断したときにはステップＳ１２へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１３でパルスカウンタＮｐを「０」にリセットし、ステップＳ１４でリーフブロックカウンタＮｒに単位値「１」を加算し、ステップＳ１５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を逆方向へ運転開始することに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始する。
【００２５】
ＣＰＵはステップＳ１５でリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始すると、ステップＳ１６でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたか否かを判断する。ここでＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたことを判断したときにはステップＳ１７へ移行し、パルスカウンタＮｐに「１」を加算する。
【００２６】
ＣＰＵはステップＳ１７でパルスカウンタＮｐを加算すると、ステップＳ１８でパルスカウンタＮｐの加算結果をリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じた移動量Ｎａの設定結果と比較する。例えばリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２が原点位置Ｚ０に復帰したときにはステップＳ１８で「Ｎｐ＝Ｎａ」であることを判断し、ステップＳ１９でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を運転停止する。そして、ステップＳ２０でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果を最大値「Ｍａｘ」と比較し、「Ｎｒ＜Ｍａｘ」であることを判断したときにはステップＳ１３に復帰する。
【００２７】
ＣＰＵはステップＳ１３に復帰すると、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１４でリーフブロックカウンタＮｒに「１」を加算し、ステップＳ１５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始し、ステップＳ１６〜ステップＳ１８を繰返すことに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を原点位置Ｚ０に移動操作する。この原点復帰処理を２８個の全てのリーフブロック１２のそれぞれに対して施したときにはステップＳ２０で「Ｎｒ＝Ｍａｘ」であることを判断し、ステップＳ１に復帰する。
【００２８】
上記実施例１によれば次の効果を奏する。
複数のリーフブロック１２のそれぞれの移動方向に沿う円弧面１４に着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０を設け、複数の磁性層２０のそれぞれに対してＭＲセンサ２３を非接触状態で静止配置し、複数のリーフ駆動機構１７のそれぞれをＭＲセンサ２３からの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを非接触で目標位置Ｎａに移動操作したので、第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間の隙間形状を抵抗値の変動に影響されることなく照射野の入力結果に応じた目標形状に正確に設定することができる。
【００２９】
上記実施例１においては、リーフブロック１２の一部または全部をまとめて移動させるよう制御しても良い。また、リーフブロック１２の円弧面１４の一部に着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０を形成しても良い。
［実施例２］
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図７に示すように、円弧面１４の全域に位置して凸部４１および凹部４２が交互に形成されている。複数の凸部４１のそれぞれは円周方向に等間隔で配列されたものであり、円周方向に沿う長さ寸法が相互に同一に設定されている。複数の凹部４２のそれぞれは円周方向に等間隔で配列されたものであり、円周方向に沿う長さ寸法が凸部４１と同一に設定されている。
【００３０】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには円弧面１４の全域に位置して磁性層２０が形成されている。これら複数の磁性層２０のそれぞれは円弧面１４に複数の凸部４１および複数の凹部４２のそれぞれの上からパウダー状の磁性材を塗布してなるものであり、各凸部４１の表面に位置してＮ極に着磁された着磁部２１およびＳ極に着磁された着磁部２２を有し、各凹部４２の表面に位置してＮ極に着磁された着磁部２１およびＳ極に着磁された着磁部２２を有している。これら複数の磁性層２０のそれぞれの上方にはＭＲセンサ２３が非接触状態で静止配置されており、コリメータ制御回路３３は複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれを図６の制御プログラムに基づいて駆動制御することから第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の入力結果に応じた形状の隙間を形成する。
【００３１】
上記実施例２によれば次の効果を奏する。
複数のリーフブロック１２のそれぞれの円弧面１４にリーフブロック１２の移動方向に沿って凸部４１および凹部４２を交互に形成し、複数のリーフブロック１２の円弧面１４に複数の凸部４１および複数の凹部４２の上から磁性層２０を形成した。このため、複数のリーフブロック１２のそれぞれが離間方向または接近方向へ移動することに応じてＭＲセンサ２３の検出領域内を凸部４１および凹部４２が交互に通過するようになるので、複数のリーフブロック１２からＭＲセンサ２３に強磁界および弱磁界を交互に作用させることができる。
【００３２】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の円弧面１４の一部に磁性層２０を有する凸部４１および凹部４２を交互に形成し、磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに対応する部分に着磁部２１および着磁部２２を交互に形成し、磁性層２０のうち複数の凹部４２のそれぞれに対応する部分に着磁部２１および着磁部２２を交互に形成しても良い。
【００３３】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに位置する部分にＮ極に着磁された着磁部２１を形成し、複数の凹部４２のそれぞれに位置する部分にＳ極に着磁された着磁部２２を形成しても良い。
【００３４】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに位置する部分にＳ極に着磁された着磁部２２を形成し、複数の凹部４２のそれぞれに位置する部分にＮ極に着磁された着磁部２１を形成しても良い。
【００３５】
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、リーフブロック１２にラバー状の磁性材を貼付することから磁性層２０を形成しても良い。
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、リーフブロック１２の円弧面１５に着磁部２１および着磁部２２のそれぞれを有する磁性層２０を設け、磁性層２０の下方にＭＲセンサ２３を非接触状態で静止配置しても良い。
【００３６】
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、ＭＲセンサ２３に換えてホール素子を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１を示す図（放射線治療装置の外観を示す斜視図）
【図２】放射線治療装置の電気的構成を示すブロック図
【図３】マルチリーフコリメータをＸ線の照射軸に沿う方向から示す図
【図４】（ａ）はリーフブロックの外観を示す斜視図、（ｂ）はリーフブロックの磁性層を示す図
【図５】マルチリーフコリメータをＸ線の照射方向に直交する方向から示す図
【図６】コリメータ制御回路の制御内容を示すフローチャート
【図７】本発明の実施例２を示す図４の（ａ）相当図
【符号の説明】
【００３８】
１０はマルチリーフコリメータ、１２はリーフブロック、１３Ａは第１のリーフブロック群、１３Ｂは第２のリーフブロック群、１７はリーフ駆動機構（駆動機構）、１９はリーフブロックモータ（駆動源）、２０は磁性層、２１は着磁部、２２は着磁部、２３はＭＲセンサ（磁気センサ）、３３はコリメータ制御回路（制御回路）、４１は凸部、４２は凹部を示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は放射線発生器から患者に向けて照射される放射線を患者の病変部の形状に応じて絞り込むマルチリーフコリメータおよび放射線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記マルチリーフコリメータには第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群を相互に対向配置した構成のものがある。これら第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群のそれぞれは２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであり、第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれは第２のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向配置されている。これら第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれはモータを駆動源とする駆動機構に連結されており、複数のリーフブロックのそれぞれはモータが正転することに基づいて相手側のリーフブロックから離間する離間方向へ移動操作され、モータが逆転することに基づいて相手側のリーフブロックに接近する接近方向へ移動操作される。この構成の場合、複数のリーフブロックのそれぞれの現在位置を電気的に検出し、複数のモータのそれぞれの回転量を現在位置の検出結果に基づいて制御することで第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を調整している。
【特許文献１】特開２００１−１２９１０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記マルチリーフコリメータには抵抗率が相互に異なる複数の抵抗体をリーフブロックにリーフブロックの移動方向に沿って貼付し、リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動操作されることに応じて複数の抵抗体のそれぞれを一対の電極に対してスライドさせる構成のものがある。この構成の場合、一対の電極相互間に一定電圧を印加し、一方の電極から抵抗体を通して他方の電極に流れる電流の大きさを測定することに基づいてリーフブロックの現在位置を検出している。この従来のマルチリーフコリメータの場合には電極および抵抗体相互間の接触抵抗の大小に応じて抵抗値が変動し、電極および抵抗体相互間にゴミ等の異物が有るか否かに応じて抵抗値が変動し、気温の高低に応じて抵抗値が変動する。このため、複数のリーフブロックのそれぞれの現在位置を正確に検出することができないので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することが困難である。
【０００４】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を目標形状に正確に設定することができるマルチリーフコリメータおよび放射線治療装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のマルチリーフコリメータは、２以上のリーフブロックを一方向に配列してなる第１のリーフブロック群と、２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであって２以上のリーフブロックのそれぞれが前記第１のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向するように配置された第２のリーフブロック群と、前記第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび前記第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれに連結されたものであって前記リーフブロックを当該リーフブロックに直交方向から対向するリーフブロックに対して接近する接近方向および離間する離間方向のそれぞれに移動操作する複数の駆動機構と、前記複数のリーフブロックのそれぞれに前記リーフブロックの移動方向に沿う一面に位置して設けられたものであって複数の着磁部を有する磁性材製の磁性層と、前記複数のリーフブロックのそれぞれに対して非接触状態で静止配置されたものであって前記リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動することに基づいて出力信号が変動する複数の磁気センサと、前記複数の磁気センサのそれぞれから出力される出力信号に応じて前記複数の駆動機構のそれぞれを駆動制御することに基づいて前記第１のリーフブロック群および前記第２のリーフブロック群相互間に形成される隙間形状を調節する制御回路を備えたところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００６】
複数のリーフブロックのそれぞれの移動方向に沿う一面に複数の着磁部を有する磁性層を設け、複数の磁性層のそれぞれに対して磁気センサを非接触状態で静止配置し、複数の駆動機構のそれぞれを磁気センサからの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロックのそれぞれを非接触で目標位置に移動操作しているので、第１のリーフブロック群および第２のリーフブロック群相互間の隙間形状を抵抗値の変動に影響されることなく目標形状に正確に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
［実施例１］
スタンド１の上端部には、図１に示すように、Ｘ方向へ延びる水平な治療台２が装着されている。この治療台２は患者を載せて治療するためのものであり、患者は頭部および脚部のそれぞれがＸ方向へ指向するように治療台２に載せられる。この治療台２はＸ方向モータおよびＹ方向モータのそれぞれを駆動源とするＸＹ駆動機構３に連結されている。このＸＹ駆動機構３はスタンド１に内蔵されたものであり、治療台２はＸ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて水平なＸ方向に位置制御され、Ｙ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて垂直なＹ方向に位置制御される。
【０００８】
架台支持体４には、図１に示すように、架台５がＸ方向へ延びる軸６を中心に回転可能に装着されている。この架台支持体４は回転駆動機構７を内蔵するものであり、架台５の軸６は回転駆動機構７に連結されている。この回転駆動機構７はＲ方向モータを駆動源とするものであり、架台５はＲ方向モータの回転量をコントロールすることに基づいて軸６を中心とするＲ方向に位置制御される。この架台５には照射ヘッド８が固定されており、照射ヘッド８には、図２に示すように、放射線発生器９が内蔵されている。この放射線発生器９は電子を加速する加速部と加速された電子の方向を治療台２に向ける偏向部と偏向された電子を金属に当てて治療用のＸ線を発生させるターゲットを有するものであり、照射ヘッド８の内部にはターゲットおよびＸ線の照射口相互間に位置してマルチリーフコリメータ１０が収納されている。このマルチリーフコリメータ１０はＸ線の患者の体表上での照射野を病変部の形状に合わせて絞り込むための絞り装置であり、次のように構成されている。
【０００９】
照射ヘッド８の内部には、図３に示すように、複数組（例えば１４組）の単位リーフブロック１１が収納されている。これら各組の単位リーフブロック１１は直交方向に相当するＺ方向に相互に対向配置された２枚のリーフブロック１２からなるものであり、照射ヘッド８の内部にはＸ方向に沿って一列に並ぶ複数個（例えば１４個）のリーフブロック１２からなる第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３ＢがＺ方向に相互に間隔を置いて収納されている。これら複数のリーフブロック１２のそれぞれは治療用のＸ線を遮断することが可能なタングステンまたは鉛を材料に形成されたものであり、図４の（ａ）に示すように、１つの円弧面１４と１つの円弧面１５と２つのエッジ面１６を有する円弧板状をなしている。これら複数のリーフブロック１２のそれぞれの円弧面１４および円弧面１５は相互に同心な平滑なものであり、円弧面１４および円弧面１５の共通の中心点ＣＰ（図５参照）はＸ線の照射源であるターゲットに設定されている。このＸ線は治療用の放射線に相当するものであり、ターゲットは放射線源に相当する。
【００１０】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図４の（ａ）に示すように、駆動機構に相当するリーフ駆動機構１７が連結されている。これら複数のリーフ駆動機構１７のそれぞれは、図５に示すように、リーフブロック１２を中心点ＣＰを中心とする共通の円形軌跡ＭＬに沿って円周方向へ移動操作するものであり、図４の（ａ）に示すように、減速機構１８およびリーフブロックモータ１９を有している。これら複数の減速機構１８のそれぞれは径寸法が相互に異なる複数の歯車を組合せることから構成されたものであり、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれはステッピングモータから構成されたものであり、複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれの回転軸は減速機構１８の入力軸に連結され、複数の減速機構１８のそれぞれの出力軸はリーフブロック１２に連結されている。これら複数の減速機構１８のそれぞれはリーフブロックモータ１９の回転を減速してリーフブロック１２に伝達するものであり、複数のリーフブロック１２のそれぞれは、図５に矢印Ａで示すように、リーフブロックモータ１９が正方向へ回転操作されることに基づいて相手側のリーフブロック１２から離間する離間方向へ移動操作され、図５に矢印Ｂで示すように、リーフブロックモータ１９が逆方向へ回転操作されることに基づいて相手側のリーフブロック１２に接近する接近方向へ移動操作される。これら複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれは駆動源に相当するものである。
【００１１】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図４の（ａ）に示すように、リーフブロック１２の移動方向に沿う一面である円弧面１４の全域に位置して磁性層２０が形成されている。これら複数の磁性層２０のそれぞれは円弧面１４にパウダー状の磁性材を塗布することから形成されたものであり、図４の（ｂ）に示すように、円周方向に交互に並ぶ着磁部２１および着磁部２２を有している。複数の着磁部２１のそれぞれはＮ極に着磁された部分を称するものであり、円周方向に沿う長さ寸法が相互に同一に設定されている。複数の着磁部２２のそれぞれはＳ極に着磁された部分を称するものであり、円周方向に沿う長さ寸法が着磁部２１と同一に設定されている。
【００１２】
照射ヘッド８の内部には、図４の（ａ）に示すように、複数の磁気抵抗素子２３（ＭＲセンサ２３と称する）が収納されている。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれは磁気センサに相当するものであり、リーフブロック１２の磁性層２０の上方に間隔を置いて対向配置されている。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれはリーフブロック１２に対して非接触状態で静止するように照射ヘッド８の内部に固定されたものであり、複数のリーフブロック１２のそれぞれが離間方向または接近方向へ移動するときには着磁部２１および着磁部２２がＭＲセンサ２３の検出領域内を交互に通過する。これら複数のＭＲセンサ２３のそれぞれは磁性層２０の磁化の方向に対して素子ストライプが直角となるように配置されたものであり、リーフブロック１２が離間方向および接近方向のそれぞれに移動したときにはＭＲセンサ２３の抵抗値が変動することに基づいてＭＲセンサ２３からリーフブロック１２の移動量に応じた個数のパルス信号が出力される。即ち、複数のＭＲセンサ２３のそれぞれはリーフブロック１２が離間方向および接近方向のそれぞれに単位量だけ移動する毎に１個のパルス信号を出力するものである。
【００１３】
図２の放射線治療用ＣＴ装置２４は放射線を利用して患者を走査し、患者の走査結果に基づいて患者の画像データを取得する装置であり、画像データの取得結果を治療計画装置２５に送信する。この治療計画装置２５は画像データの受信結果に基づいて放射線治療用の計画を行うためのものであり、治療制御回路２６と表示器２７と入力器２８を有している。治療制御回路２６はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、放射線治療用ＣＴ装置２４から送信される画像データの取得結果を受信して表示器２７に表示する。この表示器２７はＣＲＴから構成されたものであり、オペレータは表示器２７の表示内容を視覚的に認識することに基づいて病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれを決定する。入力器２８は矩形ＲＯＩとポリラインとクロスＲＯＩとキーボードとトラックボードのそれぞれを有するものである。この入力器２８は病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの決定結果をオペレータが入力するための操作子に相当するものであり、治療制御回路２６は入力器２８の操作内容に基づいて病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの入力結果を認識する。
【００１４】
治療制御回路２６には、図２に示すように、インターフェース回路２９を介して主制御回路３０が接続されており、治療制御回路２６は病変部の位置およびＸ線の照射野のそれぞれの入力結果をインターフェース回路２９を通して主制御回路３０に送信する。この主制御回路３０はマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵとＲＡＭとＲＯＭを有している。この主制御回路３０は病変部の位置の受信結果に基づいて治療台２の目標位置データおよび架台５の目標位置データのそれぞれを設定するものであり、治療台２の目標位置データおよび架台５の目標位置データのそれぞれは照射ヘッド８の照射口からＸ線が病変部の位置の受信結果に応じた部分に照射されるように設定される。
【００１５】
主制御回路３０はＸ線の照射野の受信結果に基づいて複数個（例えば２８個）のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａを設定するものであり、２８個のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａは第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の受信結果に応じた形状の隙間が形成されるように設定される。これら２８個のリーフブロック１２のそれぞれには、図３に示すように、識別番号「１」〜「２８」のいずれかが割付けられており、移動量Ｎａは識別番号「１」〜「２８」のそれぞれに対して設定される。これら複数の移動量Ｎａのそれぞれはリーフブロック１２の離間方向Ａへの移動量を両リーフブロック１２相互間が接触する原点位置Ｚ０を基準に規定するものであり、ＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号の個数を単位として設定される。
【００１６】
主制御回路３０には、図２に示すように、架台制御回路３１と照射制御回路３２とコリメータ制御回路３３と治療台制御回路３４が接続されており、主制御回路３０は架台５の目標位置データの設定結果を架台制御回路３１に送信し、複数個のリーフブロック１２のそれぞれの移動量Ｎａの設定結果をコリメータ制御回路３３に送信し、治療台２の目標位置データの設定結果を治療台制御回路３４に送信する。これら架台制御回路３１と照射制御回路３２とコリメータ制御回路３３と治療台制御回路３４のそれぞれはマイクロコンピュータを主体に構成されたものであり、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭを有している。
【００１７】
照射制御回路３２は放射線発生器９を制御するものであり、放射線発生器９は照射制御回路３２から運転開始信号が出力されることに基づいて放射線の照射を開始し、照射制御回路３２から運転停止信号が出力されることに基づいて放射線の照射を停止する。架台制御回路３１はＲ方向モータの回転量を目標位置データの受信結果に応じて制御し、架台５を目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作するものである。治療台制御回路３４はＸ方向モータおよびＹ方向モータのそれぞれの回転量を目標位置データの受信結果に応じて制御し、治療台２を目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作するものであり、Ｘ線の照射位置は治療台２および架台５のそれぞれが目標位置データの受信結果に応じた位置に移動操作されることに基づいて病変部の位置の入力結果に設定される。
【００１８】
コリメータ制御回路３３は制御回路に相当するものであり、コリメータ制御回路３３には、図２に示すように、複数のリーフ駆動機構１７のリーフブロックモータ１９のそれぞれがモータ駆動回路３５を介して接続されている。これら複数のモータ駆動回路３５のそれぞれはリーフブロックモータ１９に正転用のパルス信号および逆転用のパルス信号を印加するものであり、コリメータ制御回路３３は複数のモータ駆動回路３５のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果に応じて制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果に応じた位置に移動操作し、第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の入力結果に応じた隙間を形成する。このコリメータ制御回路３３には複数のＭＲセンサ２３のそれぞれが接続されており、コリメータ制御回路３３は複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれをＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号に基づいて回転操作する。
【００１９】
図６はコリメータ制御回路３３のＲＯＭに予め記録された制御プログラムであり、コリメータ制御回路３３のＣＰＵは複数のリーフブロック１２のそれぞれをＲＯＭの制御プログラムに基づいて位置制御することで第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の受信結果に応じた形状の隙間を形成する。以下、図６の制御プログラムについて説明する。
【００２０】
ＣＰＵは図６のステップＳ１で複数の移動量Ｎａのそれぞれの設定結果を受信すると、ステップＳ２でリーフブロックカウンタＮｒを「０」にリセットする。このリーフブロックカウンタＮｒは位置制御の対象となるリーフブロック１２を特定するためのものであり、ＣＰＵはステップＳ２でリーフブロックカウンタＮｒをリセットしたときにはステップＳ３へ移行し、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。このパルスカウンタＮｐはＭＲセンサ２３から出力されるパルス信号の個数を計測するためのものであり、ＣＰＵはステップＳ３でパルスカウンタＮｐをリセットしたときにはステップＳ４へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒに単位値「１」を加算する。
【００２１】
ＣＰＵはステップＳ４でリーフブロックカウンタＮｒを加算すると、ステップＳ５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を正方向へ運転開始することに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を離間方向Ａへ移動開始する。そして、ステップＳ６へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたか否かを判断する。ここでＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたことを判断したときにはステップＳ７へ移行し、パルスカウンタＮｐに「１」を加算する。
【００２２】
ＣＰＵはステップＳ７でパルスカウンタＮｐを加算すると、ステップＳ８でパルスカウンタＮｐの加算結果をリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じた移動量Ｎａの設定結果と比較する。例えばリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２が移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動したときにはステップＳ８で「Ｎｐ＝Ｎａ」であることを判断し、ステップＳ９でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を運転停止し、ステップＳ１０でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果を最大値「Ｍａｘ（＝２８）」と比較する。ここで「Ｎｒ＜２８」であることを判断したときにはステップＳ３に復帰する。
【００２３】
ＣＰＵはステップＳ３に復帰すると、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。そして、ステップＳ４でリーフブロックカウンタＮｒに「１」を加算し、ステップＳ５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を離間方向Ａへ移動開始し、ステップＳ６〜ステップＳ８を繰返すことに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動操作する。
【００２４】
ＣＰＵは２８個の全てのリーフブロック１２のそれぞれを移動量Ｎａの設定結果だけ離間方向Ａへ移動操作すると、ステップＳ１０で「Ｎｒ＝Ｍａｘ」であることを判断する。この場合にはステップＳ１１へ移行し、治療終了信号の有無を判断する。この治療終了信号は主制御回路３０がＸ線の照射処理を終えることに基づいてコリメータ制御回路３３に送信するものであり、ＣＰＵはステップＳ１１で治療終了信号が有ることを判断したときにはステップＳ１２へ移行し、リーフブロックカウンタＮｒを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１３でパルスカウンタＮｐを「０」にリセットし、ステップＳ１４でリーフブロックカウンタＮｒに単位値「１」を加算し、ステップＳ１５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を逆方向へ運転開始することに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始する。
【００２５】
ＣＰＵはステップＳ１５でリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始すると、ステップＳ１６でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたか否かを判断する。ここでＭＲセンサ２３から１個のパルス信号が出力されたことを判断したときにはステップＳ１７へ移行し、パルスカウンタＮｐに「１」を加算する。
【００２６】
ＣＰＵはステップＳ１７でパルスカウンタＮｐを加算すると、ステップＳ１８でパルスカウンタＮｐの加算結果をリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じた移動量Ｎａの設定結果と比較する。例えばリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２が原点位置Ｚ０に復帰したときにはステップＳ１８で「Ｎｐ＝Ｎａ」であることを判断し、ステップＳ１９でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロックモータ１９を運転停止する。そして、ステップＳ２０でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果を最大値「Ｍａｘ」と比較し、「Ｎｒ＜Ｍａｘ」であることを判断したときにはステップＳ１３に復帰する。
【００２７】
ＣＰＵはステップＳ１３に復帰すると、パルスカウンタＮｐを「０」にリセットする。そして、ステップＳ１４でリーフブロックカウンタＮｒに「１」を加算し、ステップＳ１５でリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を接近方向Ｂへ移動開始し、ステップＳ１６〜ステップＳ１８を繰返すことに基づいてリーフブロックカウンタＮｒの加算結果に応じたリーフブロック１２を原点位置Ｚ０に移動操作する。この原点復帰処理を２８個の全てのリーフブロック１２のそれぞれに対して施したときにはステップＳ２０で「Ｎｒ＝Ｍａｘ」であることを判断し、ステップＳ１に復帰する。
【００２８】
上記実施例１によれば次の効果を奏する。
複数のリーフブロック１２のそれぞれの移動方向に沿う円弧面１４に着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０を設け、複数の磁性層２０のそれぞれに対してＭＲセンサ２３を非接触状態で静止配置し、複数のリーフ駆動機構１７のそれぞれをＭＲセンサ２３からの出力信号に基づいて駆動制御することで複数のリーフブロック１２のそれぞれを非接触で目標位置Ｎａに移動操作したので、第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間の隙間形状を抵抗値の変動に影響されることなく照射野の入力結果に応じた目標形状に正確に設定することができる。
【００２９】
上記実施例１においては、リーフブロック１２の一部または全部をまとめて移動させるよう制御しても良い。また、リーフブロック１２の円弧面１４の一部に着磁部２１および着磁部２２を交互に有する磁性層２０を形成しても良い。
［実施例２］
複数のリーフブロック１２のそれぞれには、図７に示すように、円弧面１４の全域に位置して凸部４１および凹部４２が交互に形成されている。複数の凸部４１のそれぞれは円周方向に等間隔で配列されたものであり、円周方向に沿う長さ寸法が相互に同一に設定されている。複数の凹部４２のそれぞれは円周方向に等間隔で配列されたものであり、円周方向に沿う長さ寸法が凸部４１と同一に設定されている。
【００３０】
複数のリーフブロック１２のそれぞれには円弧面１４の全域に位置して磁性層２０が形成されている。これら複数の磁性層２０のそれぞれは円弧面１４に複数の凸部４１および複数の凹部４２のそれぞれの上からパウダー状の磁性材を塗布してなるものであり、各凸部４１の表面に位置してＮ極に着磁された着磁部２１およびＳ極に着磁された着磁部２２を有し、各凹部４２の表面に位置してＮ極に着磁された着磁部２１およびＳ極に着磁された着磁部２２を有している。これら複数の磁性層２０のそれぞれの上方にはＭＲセンサ２３が非接触状態で静止配置されており、コリメータ制御回路３３は複数のリーフブロックモータ１９のそれぞれを図６の制御プログラムに基づいて駆動制御することから第１のリーフブロック群１３Ａおよび第２のリーフブロック群１３Ｂ相互間に照射野の入力結果に応じた形状の隙間を形成する。
【００３１】
上記実施例２によれば次の効果を奏する。
複数のリーフブロック１２のそれぞれの円弧面１４にリーフブロック１２の移動方向に沿って凸部４１および凹部４２を交互に形成し、複数のリーフブロック１２の円弧面１４に複数の凸部４１および複数の凹部４２の上から磁性層２０を形成した。このため、複数のリーフブロック１２のそれぞれが離間方向または接近方向へ移動することに応じてＭＲセンサ２３の検出領域内を凸部４１および凹部４２が交互に通過するようになるので、複数のリーフブロック１２からＭＲセンサ２３に強磁界および弱磁界を交互に作用させることができる。
【００３２】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の円弧面１４の一部に磁性層２０を有する凸部４１および凹部４２を交互に形成し、磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに対応する部分に着磁部２１および着磁部２２を交互に形成し、磁性層２０のうち複数の凹部４２のそれぞれに対応する部分に着磁部２１および着磁部２２を交互に形成しても良い。
【００３３】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに位置する部分にＮ極に着磁された着磁部２１を形成し、複数の凹部４２のそれぞれに位置する部分にＳ極に着磁された着磁部２２を形成しても良い。
【００３４】
上記実施例２においては、リーフブロック１２の磁性層２０のうち複数の凸部４１のそれぞれに位置する部分にＳ極に着磁された着磁部２２を形成し、複数の凹部４２のそれぞれに位置する部分にＮ極に着磁された着磁部２１を形成しても良い。
【００３５】
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、リーフブロック１２にラバー状の磁性材を貼付することから磁性層２０を形成しても良い。
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、リーフブロック１２の円弧面１５に着磁部２１および着磁部２２のそれぞれを有する磁性層２０を設け、磁性層２０の下方にＭＲセンサ２３を非接触状態で静止配置しても良い。
【００３６】
上記実施例１〜２のそれぞれにおいては、ＭＲセンサ２３に換えてホール素子を使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施例１を示す図（放射線治療装置の外観を示す斜視図）
【図２】放射線治療装置の電気的構成を示すブロック図
【図３】マルチリーフコリメータをＸ線の照射軸に沿う方向から示す図
【図４】（ａ）はリーフブロックの外観を示す斜視図、（ｂ）はリーフブロックの磁性層を示す図
【図５】マルチリーフコリメータをＸ線の照射方向に直交する方向から示す図
【図６】コリメータ制御回路の制御内容を示すフローチャート
【図７】本発明の実施例２を示す図４の（ａ）相当図
【符号の説明】
【００３８】
１０はマルチリーフコリメータ、１２はリーフブロック、１３Ａは第１のリーフブロック群、１３Ｂは第２のリーフブロック群、１７はリーフ駆動機構（駆動機構）、１９はリーフブロックモータ（駆動源）、２０は磁性層、２１は着磁部、２２は着磁部、２３はＭＲセンサ（磁気センサ）、３３はコリメータ制御回路（制御回路）、４１は凸部、４２は凹部を示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上のリーフブロックを一方向に配列してなる第１のリーフブロック群と、
２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであって、２以上のリーフブロックのそれぞれが前記第１のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向するように配置された第２のリーフブロック群と、
前記第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび前記第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれに連結されたものであって、前記リーフブロックを当該リーフブロックに直交方向から対向するリーフブロックに対して接近する接近方向および離間する離間方向のそれぞれに移動操作する複数の駆動機構と、
前記複数のリーフブロックのそれぞれに前記リーフブロックの移動方向に沿う一面に位置して設けられたものであって、複数の着磁部を有する磁性材製の磁性層と、
前記複数のリーフブロックのそれぞれに対して非接触状態で静止配置されたものであって、前記リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動することに基づいて出力信号が変動する複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサのそれぞれから出力される出力信号に応じて前記複数の駆動機構のそれぞれを駆動制御することに基づいて前記第１のリーフブロック群および前記第２のリーフブロック群相互間に形成される隙間形状を調節する制御回路を備えたことを特徴とするマルチリーフコリメータ。
【請求項２】
前記複数の磁性層のそれぞれには、極性が相互に異なる２種類の着磁部が前記リーフブロックの移動方向に沿って交互に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項３】
前記複数のリーフブロックのそれぞれの一面には、凹部および凸部が前記リーフブロックの移動方向に沿って交互に設けられ、
前記複数の磁性層のそれぞれは、前記リーフブロックの一面に前記凹部および前記凸部の上から設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項４】
患者を載せるための治療台と、
前記治療台上の患者の病変部に向けて治療用の放射線を照射する放射線発生器と、
前記放射線発生器から患者に照射される放射線を患者の病変部の形状に応じて絞る絞り器を備え、
前記絞り器は、請求項１〜３のいずれかに記載のマルチリーフコリメータから構成されていることを特徴とする放射線治療装置。
【請求項１】
２以上のリーフブロックを一方向に配列してなる第１のリーフブロック群と、
２以上のリーフブロックを一方向に配列してなるものであって、２以上のリーフブロックのそれぞれが前記第１のリーフブロック群のリーフブロックにリーフブロックの配列方向とは直交する直交方向から対向するように配置された第２のリーフブロック群と、
前記第１のリーフブロック群の２以上のリーフブロックおよび前記第２のリーフブロック群の２以上のリーフブロックのそれぞれに連結されたものであって、前記リーフブロックを当該リーフブロックに直交方向から対向するリーフブロックに対して接近する接近方向および離間する離間方向のそれぞれに移動操作する複数の駆動機構と、
前記複数のリーフブロックのそれぞれに前記リーフブロックの移動方向に沿う一面に位置して設けられたものであって、複数の着磁部を有する磁性材製の磁性層と、
前記複数のリーフブロックのそれぞれに対して非接触状態で静止配置されたものであって、前記リーフブロックが接近方向および離間方向のそれぞれに移動することに基づいて出力信号が変動する複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサのそれぞれから出力される出力信号に応じて前記複数の駆動機構のそれぞれを駆動制御することに基づいて前記第１のリーフブロック群および前記第２のリーフブロック群相互間に形成される隙間形状を調節する制御回路を備えたことを特徴とするマルチリーフコリメータ。
【請求項２】
前記複数の磁性層のそれぞれには、極性が相互に異なる２種類の着磁部が前記リーフブロックの移動方向に沿って交互に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項３】
前記複数のリーフブロックのそれぞれの一面には、凹部および凸部が前記リーフブロックの移動方向に沿って交互に設けられ、
前記複数の磁性層のそれぞれは、前記リーフブロックの一面に前記凹部および前記凸部の上から設けられていることを特徴とする請求項１に記載のマルチリーフコリメータ。
【請求項４】
患者を載せるための治療台と、
前記治療台上の患者の病変部に向けて治療用の放射線を照射する放射線発生器と、
前記放射線発生器から患者に照射される放射線を患者の病変部の形状に応じて絞る絞り器を備え、
前記絞り器は、請求項１〜３のいずれかに記載のマルチリーフコリメータから構成されていることを特徴とする放射線治療装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−７２４４３（Ｐ２００９−７２４４３Ａ）
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４５７３０（Ｐ２００７−２４５７３０）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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