放射線治療装置、及びコリメータ装置
【課題】ギア駆動によってリーフブロックを移動させることで照射野を絞る放射線治療装置及び当該装置に備えられるコリメータ装置に関し、ギアの経時的な摩耗によってもバックラッシの拡大を防止することができる技術を提供する。
【解決手段】リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂに刻設されたラックギア２５ｃにピニオンギア２５ｂを噛合わせ、弾性体２７によってピニオンギア２５ｂをその背後からラックギア２５ｃに向けて押圧するようにした。例えば、ピニオンギア２５ｂをギアードモータ２５ａの前面に組み込み、弾性体２７をギアードモータ２５ａの背面に取り付け、ギアードモータ２５ａごとピニオンギア２５ｂを押圧する。
【解決手段】リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂに刻設されたラックギア２５ｃにピニオンギア２５ｂを噛合わせ、弾性体２７によってピニオンギア２５ｂをその背後からラックギア２５ｃに向けて押圧するようにした。例えば、ピニオンギア２５ｂをギアードモータ２５ａの前面に組み込み、弾性体２７をギアードモータ２５ａの背面に取り付け、ギアードモータ２５ａごとピニオンギア２５ｂを押圧する。
【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マルチリーフコリメータのギア駆動によりギアの歯が摩耗してもバックラッシが拡大することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌や腫瘍等の患部に放射線を曝射することにより、当該患部の組織細胞を破壊、又は分裂阻止等することで、その治療を目指す放射線治療が広く行われるようになっている。この放射線治療は、患部周辺の正常組織の障害を最小限度に抑えるため、又患部への効果的な放射線照射のため、患部に放射線を正確に照射することが重要である。
【０００３】
そこで発生した放射線は、照射野が患部形状と近似になるようにマルチリーフコリメータによって絞られる。マルチリーフコリメータは、タングステン等の放射線を遮断する素材で組成される複数枚のリーフブロックで構成され、放射線源と放射線を曝射する必要のない箇所との間にリーフブロックを移動させることによって、曝射する放射線の照射野を所定形状に絞る。
【０００４】
このマルチコリメータは、各リーフブロックと対になった移動機構を有し、移動機構を駆動させることでリーフブロックを移動させる（例えば、「特許文献１」参照。）。
【０００５】
移動機構は、一般的には、ギア駆動によってリーフブロックにモータの駆動力を伝達する。例えば、リーフブロックの移動方向に沿って刻設されたラックギアとこのラックギアに噛み合うピニオンギアとを配し、ピニオンギアをシャフトや各種のギアを介してモータと接続する。そして、このピニオンギアにモータの駆動力を伝達する各種のギアのうちの一つにポテンショメータやエンコーダが取り付けられ、このギアの回転量を検出することでリーフブロックの変位を算出している。また、このラックギアとピニオンギアとの噛み合いは、ピニオンギアによってリーフブロックの停止位置を維持するという側面も有している。
【０００６】
リーフブロックの移動のためにピニオンギアとラックギアの歯を噛み合わせると、これらギアの噛み合いにより歯が経時的に摩耗していき、バックラッシが当初の設定から経時的に大きくなっていく。即ち、ピニオンギアとラックギアとの歯面間の遊びが大きくなっていく。ピニオンギアとラックギアとの間のバックラッシが大きくなってくると、算出されたリーフブロックの変位量と実際の変位量とのズレが大きくなっていくため、リーフブロックの移動精度が低下していく。またピニオンギアトラックギアとの間が大きくなっていくため、リーフブロックの停止位置が維持されずに大きくなった遊びの分だけがたついてしまう。
【０００７】
患部形状と照射野の形状誤差は、効果的な治療を行うためには患部位置付近で１ｍｍ以内程度におさめるのが好適である。そのためには、リーフブロックの位置ズレを０．３ｍｍ程度に抑えなくてはならない。放射線源からのリーフブロックの位置及び患部位置との距離の比に基づくものである。しかし、バックラッシュによる移動精度の低下及び停止位置のがたつきは、患部形状と照射野の形状誤差を徐々に大きくし、治療精度を低下させていってしまう。
【０００８】
この問題を解決するために、従来は、定期的にメンテナンス作業を行い、このメンテナンス作業においては、バックラッシの変動を測定してバックラッシの変位量に応じてシム調節を行っていた。
【０００９】
【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】
【００１０】
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、ギア駆動によってリーフブロックを移動させることで照射野を絞る放射線治療装置及び当該装置に備えられるコリメータ装置に関し、ギアの経時的な摩耗によってもバックラッシの拡大を防止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】
【００１１】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明は、放射線を照射する放射線源と、被検体を載置する寝台と、前記放射線源と前記寝台との間に介在して前記放射線源から前記寝台へ向けて曝射される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と、を備え、前記マルチリーフコリメータは、前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、を有すること、を特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するための、請求項５記載の発明は、放射線源と寝台との間に介在して放射線の照射野を所定形状に絞るコリメータ装置であって、前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、を備えること、を特徴とする。
【００１３】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧するようにしてもよい（請求項２、６記載の発明に相当）。
【００１４】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項３、７記載の発明に相当）。
【００１５】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項４、８記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リーフブロックに刻設されたラックギアにピニオンギアを噛合わせ、弾性体によってピニオンギアをその背後からラックギアに向けて押圧するようにしたから、ピニオンギアとラックギアの噛み合いによる歯の経時的な摩耗によってもバックラッシを最適に維持することができ、照射野の精度の高い画成が保たれて治療精度の低下が防止される。また、自動的にバックラッシが最適に保たれるからメンテナンス作業を容易化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本実施形態に係る放射線治療装置１の構成例を示す外観図である。
【００１８】
放射線治療装置１は、被検体Ｐの患部に放射線を曝射することで当該患部を治療する装置である。この放射線治療装置１は、放射線を発生させる放射ヘッド２と、被検体Ｐを載置する寝台５とを備える。放射ヘッド２と寝台５は、対向して配置される。放射ヘッド２で発生した放射線は、寝台５側へ放射される。
【００１９】
この放射線治療装置１は、装置設置面に固定架台３を固定し、固定架台３に回転架台４を中空で回転可能に軸支させ、この回転架台４に放射ヘッド２を設置する。回転架台４は、略Ｌ字状の立体形状を有する。回転架台４は、片腕４ｂが固定架台３から離れる方向に向くように片腕４ａが固定架台３に支持され、片腕４ｂの先端かつ内湾側に放射ヘッド２が設置されている。放射ヘッド２は、寝台５の方向へ向けられている。寝台５は、図示しない駆動装置によって被検体Ｐを体軸方向へ移動可能とし、また被検体Ｐを上下動並びに回転架台４の軸回り方向へ回転可能としている。
【００２０】
放射線治療では、寝台５へ載置した被検体Ｐの患部と放射線のアイソセンタを合致させる。アイソセンタは、放射ヘッド２の回動軸３ａと放射線の放射軸とが交差するポイントである。放射線を曝射する患部とアイソセンタとの位置合わせのため、回転架台４を回動軸３ａの軸回りに回転させることで、放射ヘッド２の向きを変更する。放射ヘッド２の向き変更によって、発生する放射線は異なった角度で放射され、アイソセンタが回動軸３ａの軸回りに変更可能となる。さらに、寝台５を駆動させて被検体Ｐを体軸方向及び上下動方向に移動させることで、アイソセンタを患部に合致させる。
【００２１】
図２は、放射線治療装置１の基本構造を示す概略図である。放射ヘッド２には、放射線源２１と図示しない絞りブロックとマルチリーフコリメータ２３とが順に寝台５方向へ並べて内設されている。
【００２２】
放射線源２１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。
【００２３】
絞りブロック及びマルチリーフコリメータ２３は、放射線源２１から照射される放射線の放射範囲に設置され、放射線の放射範囲を絞ることにより、患部形状に合致した照射野Ｆを画成するコリメータ装置である。照射野Ｆは、放射線が曝射される領域である。
【００２４】
このマルチリーフコリメータ２３は、放射線源２１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２３Ａ及び２３Ｂを備える。リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂの対は、その側面と直交する方向に複数並設されている。また、リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂは、タングステン等の放射線を遮蔽する素材で組成されている。
【００２５】
リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂと交差する放射線は、このリーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって遮蔽され、全リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって囲まれた空間を通過する放射線のみが寝台５側へ至る。即ち、全リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって囲まれた空間が照射野Ｆとなる。
【００２６】
リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂは、板形状を有する。厚み方向の断面は、テーパ状であり、その側面は、短周長のアーチ状である。リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂの外周側円弧面は、放射線源２１を中心とした円弧と同一のカーブ半径を有する。対面しているリーフブロック２３Ａとリーフブロック２３Ｂとを放射線源２１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ことによって、照射野Ｆを患部形状に合致した形状に絞る。
【００２７】
コリメータ装置には、各リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂをそれぞれ独立して移動させる移動機構２５が配置されている。図３は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周側から見た斜視図であり、一部の移動機構２５を説明の都合上取り外して示している。図４は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂを側面方向にスライスした断面図である。
【００２８】
図３に示すように、移動機構２５は、各リーフブロック２３Ａ及び各リーフブロック２３Ｂのそれぞれと対になってその直下に相当する外周側に一機ずつ配される。各移動機構２５は、対となっているリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂを、ギア駆動によって放射線源２１を中心とした同一円弧軌道を移動方向として変位させる。
【００２９】
この移動機構２５は、ギアードモータ２５ａと、ピニオンギア２５ｂと、ラックギア２５ｃとを含み構成される。
【００３０】
ギアードモータ２５ａは、減速機付きのモータであり、モータと減速機とが接続されて構成されている。ギアードモータ２５ａは、さらにポテンショメータもしくはエンコーダを収容している。ポテンショメータもしくはエンコーダは、減速機を構成する一のギアに取り付けられてそのギアの回転量を検出している。
【００３１】
ラックギア２５ｃは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面に外周方向に沿って刻設されている。ピニオンギア２５ｂは、このラックギア２５ｃと噛み合うように、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の直下に支持されている。
【００３２】
ピニオンギア２５ｂは、ギアードモータ２５ａの前面に組み込まれている。前面とは、ラックギア２５ｃに近い箇所である。ギアードモータ２５ａの外装ケースのうち、ラックギア２５ｃに近い端側は、２枚の板が対向配置され、その板と直交する３面が開口して形成されている。そして、この２枚の板を架橋して軸が固定されている。ピニオンギア２５ｂは、この軸に軸支されて回転可能に支持されている。ピニオンギア２５ｂは、軸の固定位置から２枚の板の先端までの距離よりもその半径が長く形成されており、ピニオンギア２５ｂの一部は、開口からギアードモータ２５ａの外装ケースの外側へ突出している。
【００３３】
このような移動機構２５では、ギアードモータ２５ａのトルクは、ピニオンギア２５ｂに伝達され、ピニオンギア２５ｂを軸回転させる。ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃは、ギアードモータ２５ａから伝達されたトルクを、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの放射線源２１を中心とした円弧運動に変換する。これにより、ギアードモータ２５ａの回転量及び回転方向に応じてリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂが移動する。そして、ポテンショメータもしくはエンコーダが検出したギアの回転量に応じてリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの移動量及び移動の向きが検出される。
【００３４】
ピニオンギア２５ｂを組み込んだギアードモータ２５ａは、取り付けブラケット２６に取り付けられている。取り付けブラケット２６は、並列するリーフブロック２３Ａ群及び２３Ｂ群ごとにその直下に配されている。この取り付けブラケット２６は、並列するリーフブロック２３Ａ群、または並列するリーフブロック２３Ｂ群をその並列方向に亘って横断した板状の部材である。板面は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の法線方向に向いている。
【００３５】
この取り付けブラケット２６には、リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂのそれぞれの直下に板を貫くスロット２６ａが空けられている。各スロット２６ａは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の法線方向に向いて貫設される。ギアードモータ２５ａを組み込んだギアードモータ２５ａは、このスロット２６ａに一つずつ収納される。
【００３６】
スロット２６ａの開口のうち、ラックギア２５ｃと対向する開口とは反対の開口は、固定板２６ｂで封止される。固定板２６ｂは、一列のスロット２６ａを覆う板状の部材である。この固定板２６ｂは、スロット２６ａにギアードモータ２５ａが収納された状態で、取り付けブラケット２６の一面に一列のスロット２６ａを覆うようにネジ止め固定される。取り付けブラケット２６の一面とは、ラックギア２５ｃと対向する面とは反対の面である。
【００３７】
ピニオンギア２５ｂを組み込んだギアードモータ２５ａは、スロット２６ａの形状よりも若干小さく、スロット２６ａに遊貫された状態となっている。従って、ギアードモータ２５ａは、ラックギア２５ｃの接線を含んだ平面内での移動はほとんど規制されているが、ラックギア２５ｃに近づく方向には移動可能となっている。
【００３８】
伴って、ギアードモータ２５ａに組み込まれたピニオンギア２５ｂは、ラックギア２５ｃの接線を含んだ平面内での移動はほとんど規制されているが、ラックギア２５ｃに近づく方向には移動可能となっている。
【００３９】
尚、スロット２６ａとギアードモータ２５ａの大きさの相違は、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとの噛み合いが維持される範囲である。
【００４０】
ギアードモータ２５ａの背後には、固定板２６ｂを台座として弾性体２７が設置されている。言い換えると、ピニオンギア２５ｂの背後には、ギアードモータ２５ａを介して弾性体２７が設置されている。背後とは、ラックギア２５ｃに遠い側である。弾性体２７は、例えばコイルスプリングや板バネである。
【００４１】
図４に示すように、伸びきった弾性体２７は、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂの歯山が限界まで摩耗した場合における、固定板２６ｂからラックギア２５ｃの接線までの距離から、ピニオンギア２５ｂを加味したギアードモータ２５ａの全長を引いた値よりも長い。従って、弾性体２７は、常に縮んだ状態、即ち伸びようとする弾性復元力を発揮した状態で設置される。
【００４２】
そうすると、弾性体２７の弾性復元力によって、ピニオンギア２５ｂは、スロット２６ａに遊貫されているギアードモータ２５ａごと背後からラックギア２５ｃに押圧されて、ピニオンギア２５ｂに近づく方向に移動し、ラックギア２５ｃと圧接する。ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとが圧接した状態で噛合うと、バックラッシは常に最小となる。
【００４３】
ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂの歯山が摩耗し、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとの間に空間が生じると、弾性体２７の弾性復元力によって、ピニオンギア２５ｂがラックギア２５ｃと圧接するまで移動し、バックラッシの大きさは最小に維持される。
【００４４】
尚、摩耗の限界とは、トルクを加えたときにピニオンギア２５ｂが空転するおそれがあるために、ピニオンギア２５ｂやリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの取り替えを推奨する摩耗量である。
【００４５】
図５は、この摩耗量を検出する構成の一例を示す模式図である。図６は、摩耗量を検出する構成の他の一例を示す模式図である。
【００４６】
図５に示すように、弾性体２７に歪みゲージ２８ａを貼り付けておく。歪みゲージ２８ａは、弾性体２７の歪みを検出するセンサである。例えば、歪みゲージ２８ａは、それ自体の歪みに比例して抵抗値が変化する電気抵抗体である。この歪みゲージ２８ａの抵抗変化を測定することにより、貼り付けられた弾性体２７の歪みが検出される。即ち、弾性体２７の歪みと比例する摩耗量の大きさが検出される。
【００４７】
また、図６に示すように、固定板２６ｂ上に距離計２８ｂを設置する。距離計２８ｂは、ピニオンギア２５ｂの位置変化を検出するセンサである。実際には、距離計２８ｂは、該固定板２６ｂからギアードモータ２５ａの背面までの距離を測定する。この距離を測定することで、ピニオンギア２５ｂの位置変化が検出される。即ち、ラックギア２５ｃへ向けて押圧されるピニオンギア２５ｂの位置変化に比例する摩耗量の大きさが検出される。
【００４８】
以上のように、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂに刻設されたラックギア２５ｃにピニオンギア２５ｂを噛合わせ、弾性体２７によってピニオンギア２５ｂをその背後からラックギア２５ｃに向けて押圧するようにした。例えば、ピニオンギア２５ｂをギアードモータ２５ａの前面に組み込み、弾性体２７をギアードモータ２５ａの背面に取り付け、ギアードモータ２５ａごとピニオンギア２５ｂを押圧する。
【００４９】
これにより、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの噛み合いによる歯の経時的な摩耗によってもバックラッシの拡大を防止することができ、照射野Ｆの精度の高い画成が保たれて治療精度の低下が防止される。また、自動的にバックラッシが最小に保たれるからメンテナンス作業を容易化する。
【００５０】
また、弾性体２７の歪みを検出する歪みゲージ２８ａのような撓み検出手段を配置したり、ピニオンギア２５ｂの位置の変位を検出する距離計２８ｂのような位置変位検出手段を配置したりすることで、ピニオンギア２５ｂやリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの取り替え時期が容易に認識できる。
【００５１】
尚、ピニオンギア２５ｂをラックギア２５ｃに押圧する手法としては、上記した実施例に限られない。図７は、ピニオンギア２５ｂを背後から押圧してラックギア２５ｃに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。図８は、ピニオンギア２５ｂを背後から押圧してラックギア２５ｃに近づく方向に移動させる構成の第２の他の例を示す模式図である。
【００５２】
例えば、図７に示すように、ギアードモータ２５ａをユニット支持軸２６ｃで回転可能に軸支する。
【００５３】
ユニット支持軸２６ｃは、ピニオンギア２５ｂやラックギア２５ｃの歯が刻設されている方向と直交するようにスロット２６ａ内に架橋されている。このユニット支持軸２６ｃは、ギアードモータ２５ａの中心からずれて偏心した箇所でギアードモータ２５ａを軸支している。弾性体２７は、ユニット支持軸２６ｃで軸支されている側とは反対側に弾性復元力を与えるように配置されている。
【００５４】
また、ギアードモータ２５ａがスロット２６ａの壁面に当接することなく、ピニオンギア２５ｂやラックギア２５ｃの歯が刻設されている方向に傾き可能となるように、スロット２６ａは、この方向に長く貫設されている。
【００５５】
この例の場合、初期状態では、ギアードモータ２５ａの背面とラックギア２５ｃの接線とが平行になるように配置しておく。その後、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの歯が摩耗すると、弾性体２７による押圧によって、ピニオンギア２５ｂはギアードモータ２５ａごと持ち上げられようとする。ギアードモータ２５ａは、ユニット支持軸２６ｃで軸支されているため、ユニット支持軸２６ｃで軸支されている側とは反対側のみが持ち上げられ、ギアードモータ２５ａはスロット２６ａ内で傾く。
【００５６】
そうすると、ユニット支持軸２６ｃからピニオンギア２５ｂの先端までのラックギア２５ｃの法線に沿った距離が伸び、ピニオンギア２５ｂはバックラッシを最小に維持するようにラックギア２５ｃに近づく。
【００５７】
また、図８に示すように、移動機構２５は、ギアードモータ２５ａと、伝達シャフト２５ｄと、ラックギア２５ｃ及びピニオンギア２５ｂから構成されている。ギアードモータ２５ａのトルクは、伝達シャフト２５ｄを軸回転させる。伝達シャフト２５ｄは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の直下まで延び、ピニオンギア２５ｂは、伝達シャフト２５ｄの一端に取り付けられている。軸回転した伝達シャフト２５ｄは、ピニオンギア２５ｂを回転させる。
【００５８】
弾性体２７は、伝達シャフト２５ｄのピニオンギア２５ｂを軸支している側に取り付けられ、伝達シャフト２５ｄを介してピニオンギア２５ｂをラックギア２５ｃに近づける方向に押圧している。伝達シャフト２５ｄは、一部に蛇腹２５ｅを有しており、この蛇腹２５ｅを中心に屈曲可能となっている。
【００５９】
この例によると、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの歯が摩耗すると、弾性体２７による押圧によって、伝達シャフト２５ｄが蛇腹２５ｅを中心に屈曲し、ピニオンギア２５ｂを持ち上げる。持ち上げられたピニオンギア２５ｂは、バックラッシを最小に維持するようにラックギア２５ｃに近づく。
【００６０】
尚、伝達シャフト２５ｄは屈曲可能なものであれば、例えばリードワイアであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態に係る放射線治療装置の構成例を示す外観図である。
【図２】放射線治療装置の基本構造を示す概略図である。
【図３】リーフブロックの外周側から見た斜視図である。
【図４】リーフブロックを側面方向にスライスした断面図である。
【図５】摩耗量を検出する構成の一例を示す模式図である。
【図６】摩耗量を検出する構成の他の一例を示す模式図である。
【図７】ピニオンギアを背後から押圧してラックギアに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。
【図８】ピニオンギアを背後から押圧してラックギアに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 放射線治療装置
２ 放射ヘッド
２１ 放射線源
２３ マルチリーフコリメータ
２３Ａ、２３Ｂ リーフブロック
２５ 移動機構
２５ａ ギアードモータ
２５ｂ ピニオンギア
２５ｃ ラックギア
２５ｄ 伝達シャフト
２５ｅ 蛇腹
２６ 取付けブラケット
２６ａ スロット
２６ｂ 固定板
２６ｃ ユニット支持軸
２７ 弾性体
３ 固定架台
３ａ 回動軸
４ 回転架台
４ａ、４ｂ 片腕
５ 寝台
Ｐ 被検体
Ｆ 照射野
【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マルチリーフコリメータのギア駆動によりギアの歯が摩耗してもバックラッシが拡大することを防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、癌や腫瘍等の患部に放射線を曝射することにより、当該患部の組織細胞を破壊、又は分裂阻止等することで、その治療を目指す放射線治療が広く行われるようになっている。この放射線治療は、患部周辺の正常組織の障害を最小限度に抑えるため、又患部への効果的な放射線照射のため、患部に放射線を正確に照射することが重要である。
【０００３】
そこで発生した放射線は、照射野が患部形状と近似になるようにマルチリーフコリメータによって絞られる。マルチリーフコリメータは、タングステン等の放射線を遮断する素材で組成される複数枚のリーフブロックで構成され、放射線源と放射線を曝射する必要のない箇所との間にリーフブロックを移動させることによって、曝射する放射線の照射野を所定形状に絞る。
【０００４】
このマルチコリメータは、各リーフブロックと対になった移動機構を有し、移動機構を駆動させることでリーフブロックを移動させる（例えば、「特許文献１」参照。）。
【０００５】
移動機構は、一般的には、ギア駆動によってリーフブロックにモータの駆動力を伝達する。例えば、リーフブロックの移動方向に沿って刻設されたラックギアとこのラックギアに噛み合うピニオンギアとを配し、ピニオンギアをシャフトや各種のギアを介してモータと接続する。そして、このピニオンギアにモータの駆動力を伝達する各種のギアのうちの一つにポテンショメータやエンコーダが取り付けられ、このギアの回転量を検出することでリーフブロックの変位を算出している。また、このラックギアとピニオンギアとの噛み合いは、ピニオンギアによってリーフブロックの停止位置を維持するという側面も有している。
【０００６】
リーフブロックの移動のためにピニオンギアとラックギアの歯を噛み合わせると、これらギアの噛み合いにより歯が経時的に摩耗していき、バックラッシが当初の設定から経時的に大きくなっていく。即ち、ピニオンギアとラックギアとの歯面間の遊びが大きくなっていく。ピニオンギアとラックギアとの間のバックラッシが大きくなってくると、算出されたリーフブロックの変位量と実際の変位量とのズレが大きくなっていくため、リーフブロックの移動精度が低下していく。またピニオンギアトラックギアとの間が大きくなっていくため、リーフブロックの停止位置が維持されずに大きくなった遊びの分だけがたついてしまう。
【０００７】
患部形状と照射野の形状誤差は、効果的な治療を行うためには患部位置付近で１ｍｍ以内程度におさめるのが好適である。そのためには、リーフブロックの位置ズレを０．３ｍｍ程度に抑えなくてはならない。放射線源からのリーフブロックの位置及び患部位置との距離の比に基づくものである。しかし、バックラッシュによる移動精度の低下及び停止位置のがたつきは、患部形状と照射野の形状誤差を徐々に大きくし、治療精度を低下させていってしまう。
【０００８】
この問題を解決するために、従来は、定期的にメンテナンス作業を行い、このメンテナンス作業においては、バックラッシの変動を測定してバックラッシの変位量に応じてシム調節を行っていた。
【０００９】
【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】
【００１０】
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、ギア駆動によってリーフブロックを移動させることで照射野を絞る放射線治療装置及び当該装置に備えられるコリメータ装置に関し、ギアの経時的な摩耗によってもバックラッシの拡大を防止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】
【００１１】
上記課題を解決するための、請求項１記載の発明は、放射線を照射する放射線源と、被検体を載置する寝台と、前記放射線源と前記寝台との間に介在して前記放射線源から前記寝台へ向けて曝射される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と、を備え、前記マルチリーフコリメータは、前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、を有すること、を特徴とする。
【００１２】
また、上記課題を解決するための、請求項５記載の発明は、放射線源と寝台との間に介在して放射線の照射野を所定形状に絞るコリメータ装置であって、前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、を備えること、を特徴とする。
【００１３】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧するようにしてもよい（請求項２、６記載の発明に相当）。
【００１４】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項３、７記載の発明に相当）。
【００１５】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えるようにしてもよい（請求項４、８記載の発明に相当）。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、リーフブロックに刻設されたラックギアにピニオンギアを噛合わせ、弾性体によってピニオンギアをその背後からラックギアに向けて押圧するようにしたから、ピニオンギアとラックギアの噛み合いによる歯の経時的な摩耗によってもバックラッシを最適に維持することができ、照射野の精度の高い画成が保たれて治療精度の低下が防止される。また、自動的にバックラッシが最適に保たれるからメンテナンス作業を容易化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本実施形態に係る放射線治療装置１の構成例を示す外観図である。
【００１８】
放射線治療装置１は、被検体Ｐの患部に放射線を曝射することで当該患部を治療する装置である。この放射線治療装置１は、放射線を発生させる放射ヘッド２と、被検体Ｐを載置する寝台５とを備える。放射ヘッド２と寝台５は、対向して配置される。放射ヘッド２で発生した放射線は、寝台５側へ放射される。
【００１９】
この放射線治療装置１は、装置設置面に固定架台３を固定し、固定架台３に回転架台４を中空で回転可能に軸支させ、この回転架台４に放射ヘッド２を設置する。回転架台４は、略Ｌ字状の立体形状を有する。回転架台４は、片腕４ｂが固定架台３から離れる方向に向くように片腕４ａが固定架台３に支持され、片腕４ｂの先端かつ内湾側に放射ヘッド２が設置されている。放射ヘッド２は、寝台５の方向へ向けられている。寝台５は、図示しない駆動装置によって被検体Ｐを体軸方向へ移動可能とし、また被検体Ｐを上下動並びに回転架台４の軸回り方向へ回転可能としている。
【００２０】
放射線治療では、寝台５へ載置した被検体Ｐの患部と放射線のアイソセンタを合致させる。アイソセンタは、放射ヘッド２の回動軸３ａと放射線の放射軸とが交差するポイントである。放射線を曝射する患部とアイソセンタとの位置合わせのため、回転架台４を回動軸３ａの軸回りに回転させることで、放射ヘッド２の向きを変更する。放射ヘッド２の向き変更によって、発生する放射線は異なった角度で放射され、アイソセンタが回動軸３ａの軸回りに変更可能となる。さらに、寝台５を駆動させて被検体Ｐを体軸方向及び上下動方向に移動させることで、アイソセンタを患部に合致させる。
【００２１】
図２は、放射線治療装置１の基本構造を示す概略図である。放射ヘッド２には、放射線源２１と図示しない絞りブロックとマルチリーフコリメータ２３とが順に寝台５方向へ並べて内設されている。
【００２２】
放射線源２１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。
【００２３】
絞りブロック及びマルチリーフコリメータ２３は、放射線源２１から照射される放射線の放射範囲に設置され、放射線の放射範囲を絞ることにより、患部形状に合致した照射野Ｆを画成するコリメータ装置である。照射野Ｆは、放射線が曝射される領域である。
【００２４】
このマルチリーフコリメータ２３は、放射線源２１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２３Ａ及び２３Ｂを備える。リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂの対は、その側面と直交する方向に複数並設されている。また、リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂは、タングステン等の放射線を遮蔽する素材で組成されている。
【００２５】
リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂと交差する放射線は、このリーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって遮蔽され、全リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって囲まれた空間を通過する放射線のみが寝台５側へ至る。即ち、全リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂによって囲まれた空間が照射野Ｆとなる。
【００２６】
リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂは、板形状を有する。厚み方向の断面は、テーパ状であり、その側面は、短周長のアーチ状である。リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂの外周側円弧面は、放射線源２１を中心とした円弧と同一のカーブ半径を有する。対面しているリーフブロック２３Ａとリーフブロック２３Ｂとを放射線源２１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ことによって、照射野Ｆを患部形状に合致した形状に絞る。
【００２７】
コリメータ装置には、各リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂをそれぞれ独立して移動させる移動機構２５が配置されている。図３は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周側から見た斜視図であり、一部の移動機構２５を説明の都合上取り外して示している。図４は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂを側面方向にスライスした断面図である。
【００２８】
図３に示すように、移動機構２５は、各リーフブロック２３Ａ及び各リーフブロック２３Ｂのそれぞれと対になってその直下に相当する外周側に一機ずつ配される。各移動機構２５は、対となっているリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂを、ギア駆動によって放射線源２１を中心とした同一円弧軌道を移動方向として変位させる。
【００２９】
この移動機構２５は、ギアードモータ２５ａと、ピニオンギア２５ｂと、ラックギア２５ｃとを含み構成される。
【００３０】
ギアードモータ２５ａは、減速機付きのモータであり、モータと減速機とが接続されて構成されている。ギアードモータ２５ａは、さらにポテンショメータもしくはエンコーダを収容している。ポテンショメータもしくはエンコーダは、減速機を構成する一のギアに取り付けられてそのギアの回転量を検出している。
【００３１】
ラックギア２５ｃは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面に外周方向に沿って刻設されている。ピニオンギア２５ｂは、このラックギア２５ｃと噛み合うように、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の直下に支持されている。
【００３２】
ピニオンギア２５ｂは、ギアードモータ２５ａの前面に組み込まれている。前面とは、ラックギア２５ｃに近い箇所である。ギアードモータ２５ａの外装ケースのうち、ラックギア２５ｃに近い端側は、２枚の板が対向配置され、その板と直交する３面が開口して形成されている。そして、この２枚の板を架橋して軸が固定されている。ピニオンギア２５ｂは、この軸に軸支されて回転可能に支持されている。ピニオンギア２５ｂは、軸の固定位置から２枚の板の先端までの距離よりもその半径が長く形成されており、ピニオンギア２５ｂの一部は、開口からギアードモータ２５ａの外装ケースの外側へ突出している。
【００３３】
このような移動機構２５では、ギアードモータ２５ａのトルクは、ピニオンギア２５ｂに伝達され、ピニオンギア２５ｂを軸回転させる。ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃは、ギアードモータ２５ａから伝達されたトルクを、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの放射線源２１を中心とした円弧運動に変換する。これにより、ギアードモータ２５ａの回転量及び回転方向に応じてリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂが移動する。そして、ポテンショメータもしくはエンコーダが検出したギアの回転量に応じてリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの移動量及び移動の向きが検出される。
【００３４】
ピニオンギア２５ｂを組み込んだギアードモータ２５ａは、取り付けブラケット２６に取り付けられている。取り付けブラケット２６は、並列するリーフブロック２３Ａ群及び２３Ｂ群ごとにその直下に配されている。この取り付けブラケット２６は、並列するリーフブロック２３Ａ群、または並列するリーフブロック２３Ｂ群をその並列方向に亘って横断した板状の部材である。板面は、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の法線方向に向いている。
【００３５】
この取り付けブラケット２６には、リーフブロック２３Ａ及び２３Ｂのそれぞれの直下に板を貫くスロット２６ａが空けられている。各スロット２６ａは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の法線方向に向いて貫設される。ギアードモータ２５ａを組み込んだギアードモータ２５ａは、このスロット２６ａに一つずつ収納される。
【００３６】
スロット２６ａの開口のうち、ラックギア２５ｃと対向する開口とは反対の開口は、固定板２６ｂで封止される。固定板２６ｂは、一列のスロット２６ａを覆う板状の部材である。この固定板２６ｂは、スロット２６ａにギアードモータ２５ａが収納された状態で、取り付けブラケット２６の一面に一列のスロット２６ａを覆うようにネジ止め固定される。取り付けブラケット２６の一面とは、ラックギア２５ｃと対向する面とは反対の面である。
【００３７】
ピニオンギア２５ｂを組み込んだギアードモータ２５ａは、スロット２６ａの形状よりも若干小さく、スロット２６ａに遊貫された状態となっている。従って、ギアードモータ２５ａは、ラックギア２５ｃの接線を含んだ平面内での移動はほとんど規制されているが、ラックギア２５ｃに近づく方向には移動可能となっている。
【００３８】
伴って、ギアードモータ２５ａに組み込まれたピニオンギア２５ｂは、ラックギア２５ｃの接線を含んだ平面内での移動はほとんど規制されているが、ラックギア２５ｃに近づく方向には移動可能となっている。
【００３９】
尚、スロット２６ａとギアードモータ２５ａの大きさの相違は、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとの噛み合いが維持される範囲である。
【００４０】
ギアードモータ２５ａの背後には、固定板２６ｂを台座として弾性体２７が設置されている。言い換えると、ピニオンギア２５ｂの背後には、ギアードモータ２５ａを介して弾性体２７が設置されている。背後とは、ラックギア２５ｃに遠い側である。弾性体２７は、例えばコイルスプリングや板バネである。
【００４１】
図４に示すように、伸びきった弾性体２７は、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂの歯山が限界まで摩耗した場合における、固定板２６ｂからラックギア２５ｃの接線までの距離から、ピニオンギア２５ｂを加味したギアードモータ２５ａの全長を引いた値よりも長い。従って、弾性体２７は、常に縮んだ状態、即ち伸びようとする弾性復元力を発揮した状態で設置される。
【００４２】
そうすると、弾性体２７の弾性復元力によって、ピニオンギア２５ｂは、スロット２６ａに遊貫されているギアードモータ２５ａごと背後からラックギア２５ｃに押圧されて、ピニオンギア２５ｂに近づく方向に移動し、ラックギア２５ｃと圧接する。ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとが圧接した状態で噛合うと、バックラッシは常に最小となる。
【００４３】
ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂの歯山が摩耗し、ラックギア２５ｃとピニオンギア２５ｂとの間に空間が生じると、弾性体２７の弾性復元力によって、ピニオンギア２５ｂがラックギア２５ｃと圧接するまで移動し、バックラッシの大きさは最小に維持される。
【００４４】
尚、摩耗の限界とは、トルクを加えたときにピニオンギア２５ｂが空転するおそれがあるために、ピニオンギア２５ｂやリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの取り替えを推奨する摩耗量である。
【００４５】
図５は、この摩耗量を検出する構成の一例を示す模式図である。図６は、摩耗量を検出する構成の他の一例を示す模式図である。
【００４６】
図５に示すように、弾性体２７に歪みゲージ２８ａを貼り付けておく。歪みゲージ２８ａは、弾性体２７の歪みを検出するセンサである。例えば、歪みゲージ２８ａは、それ自体の歪みに比例して抵抗値が変化する電気抵抗体である。この歪みゲージ２８ａの抵抗変化を測定することにより、貼り付けられた弾性体２７の歪みが検出される。即ち、弾性体２７の歪みと比例する摩耗量の大きさが検出される。
【００４７】
また、図６に示すように、固定板２６ｂ上に距離計２８ｂを設置する。距離計２８ｂは、ピニオンギア２５ｂの位置変化を検出するセンサである。実際には、距離計２８ｂは、該固定板２６ｂからギアードモータ２５ａの背面までの距離を測定する。この距離を測定することで、ピニオンギア２５ｂの位置変化が検出される。即ち、ラックギア２５ｃへ向けて押圧されるピニオンギア２５ｂの位置変化に比例する摩耗量の大きさが検出される。
【００４８】
以上のように、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂに刻設されたラックギア２５ｃにピニオンギア２５ｂを噛合わせ、弾性体２７によってピニオンギア２５ｂをその背後からラックギア２５ｃに向けて押圧するようにした。例えば、ピニオンギア２５ｂをギアードモータ２５ａの前面に組み込み、弾性体２７をギアードモータ２５ａの背面に取り付け、ギアードモータ２５ａごとピニオンギア２５ｂを押圧する。
【００４９】
これにより、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの噛み合いによる歯の経時的な摩耗によってもバックラッシの拡大を防止することができ、照射野Ｆの精度の高い画成が保たれて治療精度の低下が防止される。また、自動的にバックラッシが最小に保たれるからメンテナンス作業を容易化する。
【００５０】
また、弾性体２７の歪みを検出する歪みゲージ２８ａのような撓み検出手段を配置したり、ピニオンギア２５ｂの位置の変位を検出する距離計２８ｂのような位置変位検出手段を配置したりすることで、ピニオンギア２５ｂやリーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの取り替え時期が容易に認識できる。
【００５１】
尚、ピニオンギア２５ｂをラックギア２５ｃに押圧する手法としては、上記した実施例に限られない。図７は、ピニオンギア２５ｂを背後から押圧してラックギア２５ｃに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。図８は、ピニオンギア２５ｂを背後から押圧してラックギア２５ｃに近づく方向に移動させる構成の第２の他の例を示す模式図である。
【００５２】
例えば、図７に示すように、ギアードモータ２５ａをユニット支持軸２６ｃで回転可能に軸支する。
【００５３】
ユニット支持軸２６ｃは、ピニオンギア２５ｂやラックギア２５ｃの歯が刻設されている方向と直交するようにスロット２６ａ内に架橋されている。このユニット支持軸２６ｃは、ギアードモータ２５ａの中心からずれて偏心した箇所でギアードモータ２５ａを軸支している。弾性体２７は、ユニット支持軸２６ｃで軸支されている側とは反対側に弾性復元力を与えるように配置されている。
【００５４】
また、ギアードモータ２５ａがスロット２６ａの壁面に当接することなく、ピニオンギア２５ｂやラックギア２５ｃの歯が刻設されている方向に傾き可能となるように、スロット２６ａは、この方向に長く貫設されている。
【００５５】
この例の場合、初期状態では、ギアードモータ２５ａの背面とラックギア２５ｃの接線とが平行になるように配置しておく。その後、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの歯が摩耗すると、弾性体２７による押圧によって、ピニオンギア２５ｂはギアードモータ２５ａごと持ち上げられようとする。ギアードモータ２５ａは、ユニット支持軸２６ｃで軸支されているため、ユニット支持軸２６ｃで軸支されている側とは反対側のみが持ち上げられ、ギアードモータ２５ａはスロット２６ａ内で傾く。
【００５６】
そうすると、ユニット支持軸２６ｃからピニオンギア２５ｂの先端までのラックギア２５ｃの法線に沿った距離が伸び、ピニオンギア２５ｂはバックラッシを最小に維持するようにラックギア２５ｃに近づく。
【００５７】
また、図８に示すように、移動機構２５は、ギアードモータ２５ａと、伝達シャフト２５ｄと、ラックギア２５ｃ及びピニオンギア２５ｂから構成されている。ギアードモータ２５ａのトルクは、伝達シャフト２５ｄを軸回転させる。伝達シャフト２５ｄは、リーフブロック２３Ａ又は２３Ｂの外周面の直下まで延び、ピニオンギア２５ｂは、伝達シャフト２５ｄの一端に取り付けられている。軸回転した伝達シャフト２５ｄは、ピニオンギア２５ｂを回転させる。
【００５８】
弾性体２７は、伝達シャフト２５ｄのピニオンギア２５ｂを軸支している側に取り付けられ、伝達シャフト２５ｄを介してピニオンギア２５ｂをラックギア２５ｃに近づける方向に押圧している。伝達シャフト２５ｄは、一部に蛇腹２５ｅを有しており、この蛇腹２５ｅを中心に屈曲可能となっている。
【００５９】
この例によると、ピニオンギア２５ｂとラックギア２５ｃの歯が摩耗すると、弾性体２７による押圧によって、伝達シャフト２５ｄが蛇腹２５ｅを中心に屈曲し、ピニオンギア２５ｂを持ち上げる。持ち上げられたピニオンギア２５ｂは、バックラッシを最小に維持するようにラックギア２５ｃに近づく。
【００６０】
尚、伝達シャフト２５ｄは屈曲可能なものであれば、例えばリードワイアであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施形態に係る放射線治療装置の構成例を示す外観図である。
【図２】放射線治療装置の基本構造を示す概略図である。
【図３】リーフブロックの外周側から見た斜視図である。
【図４】リーフブロックを側面方向にスライスした断面図である。
【図５】摩耗量を検出する構成の一例を示す模式図である。
【図６】摩耗量を検出する構成の他の一例を示す模式図である。
【図７】ピニオンギアを背後から押圧してラックギアに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。
【図８】ピニオンギアを背後から押圧してラックギアに近づく方向に移動させる構成の第１の他の例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１ 放射線治療装置
２ 放射ヘッド
２１ 放射線源
２３ マルチリーフコリメータ
２３Ａ、２３Ｂ リーフブロック
２５ 移動機構
２５ａ ギアードモータ
２５ｂ ピニオンギア
２５ｃ ラックギア
２５ｄ 伝達シャフト
２５ｅ 蛇腹
２６ 取付けブラケット
２６ａ スロット
２６ｂ 固定板
２６ｃ ユニット支持軸
２７ 弾性体
３ 固定架台
３ａ 回動軸
４ 回転架台
４ａ、４ｂ 片腕
５ 寝台
Ｐ 被検体
Ｆ 照射野
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
被検体を載置する寝台と、
前記放射線源と前記寝台との間に介在して前記放射線源から前記寝台へ向けて曝射される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と、
を備え、
前記マルチリーフコリメータは、
前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、
前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、
前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、
前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、
を有すること、
を特徴とする放射線治療装置。
【請求項２】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、
前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧すること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項３】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項４】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項５】
放射線源と寝台との間に介在して放射線の照射野を所定形状に絞るコリメータ装置であって、
前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、
前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、
前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、
前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、
を備えること、
を特徴とするコリメータ装置。
【請求項６】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、
前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧すること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【請求項７】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【請求項８】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【請求項１】
放射線を照射する放射線源と、
被検体を載置する寝台と、
前記放射線源と前記寝台との間に介在して前記放射線源から前記寝台へ向けて曝射される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と、
を備え、
前記マルチリーフコリメータは、
前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、
前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、
前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、
前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、
を有すること、
を特徴とする放射線治療装置。
【請求項２】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、
前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧すること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項３】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項４】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
【請求項５】
放射線源と寝台との間に介在して放射線の照射野を所定形状に絞るコリメータ装置であって、
前記放射線を遮蔽する素材で組成されるとともに、ラックギアが刻設されて、ギア駆動により前記照射野を拡大又は縮小する方向に移動可能な複数のリーフブロックと、
前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持されるとともに、前記ラックギアと噛合うピニオンギアと、
前記ピニオンギアの背後に設けられ、弾性復元力により前記ピニオンギアを前記ラックギアに向けて押圧する弾性体と、
前記ピニオンギアに回転力を付与するギアードモータと、
を備えること、
を特徴とするコリメータ装置。
【請求項６】
前記ピニオンギアは、前記ラックギアに近づく方向に移動可能に支持された前記ギアードモータの前面に組み込まれ、
前記弾性体は、前記ギアードモータの背面に取り付けられ、前記ギアードモータごと前記ピニオンギアを押圧すること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【請求項７】
前記弾性体の歪みを検出する歪み検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【請求項８】
前記ピニオンギアの位置の変位を検出する位置変位検出手段をさらに備えること、
を特徴とする請求項５記載のコリメータ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２３３２７９（Ｐ２００９−２３３２７９Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８６５９２（Ｐ２００８−８６５９２）
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２８日（２００８．３．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（５９４１６４５４２）東芝メディカルシステムズ株式会社 (4,066)
【出願人】（５９４１６４５３１）東芝医用システムエンジニアリング株式会社 (892)
【Ｆターム（参考）】
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