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JPH11313899A - 生理学的入力を基にしたゲ―ト型放射線療法のための装置及び方法 - Google Patents

生理学的入力を基にしたゲ―ト型放射線療法のための装置及び方法

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Publication number
JPH11313899A
JPH11313899A JP11045152A JP4515299A JPH11313899A JP H11313899 A JPH11313899 A JP H11313899A JP 11045152 A JP11045152 A JP 11045152A JP 4515299 A JP4515299 A JP 4515299A JP H11313899 A JPH11313899 A JP H11313899A
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JP
Japan
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radiation
controller
radiation therapy
pulse
inputs
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11045152A
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English (en)
Inventor
Francisco M Hernandez-Guerra
エム ヘルナンデス−ゲラ フランシスコ
Edward Lewis Calderon
ルイス カルデロン エドワード
Hussein Alrifal
アルリファイ フセイン
David L Pond
エル ポンド デイヴィッド
Simon John Forknall
ジョン フォークナル サイモン
Pat Merola
メローラ パット
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Medical Solutions USA Inc
Original Assignee
Siemens Medical Systems Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Medical Systems Inc filed Critical Siemens Medical Systems Inc
Publication of JPH11313899A publication Critical patent/JPH11313899A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61B6/54—Control of apparatus or devices for radiation diagnosis
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    • A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 患者の生理学的パラメータを監視することに
より、放射提供を調節できる放射線療法装置及び方法を
提供する。 【構成】 患者の生理学的パラメータの１つまたはそれ
以上を表す信号を受け取るように構成されている放射線
療法装置（２）。信号はゲートを制御し、それによって
ＲＦパルス（１００２）およびインジェクタパルス（１
００６）の位相が変化され、その結果インジェクタまた
はＲＦ振幅に影響を与えることなく、Ｘ線発生を禁止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放射線療法に、そし
てより特定すれば放射線療法を効果的に実施するための
装置及び方法に関する。
【０００２】本出願は１９９８年１月１５日に出願され
た「照射度変調療法装置のための精密ビーム制御」と題
する連続番号第０９／００７，４４１号出願（我々の文
書番号９８Ｐ７４０４ＵＳ）の部分的な続編であり、ま
た１９９８年２月２５日に出願された「呼吸器用ゲート
型放射線療法装置の設計及び臨床実施」と題する連続番
号第６０／０７５，９９０号出願（我々の文書番号９８
Ｐ７４２７ＵＳ）の暫定出願の優先請求である。本件は
共に１９９８年１月１５日に出願された「照射度変調さ
れた放射線治療装置における精密線量計測」と題する連
続番号第０９／００７，３０４号出願（我々の文書番号
９８Ｐ７４０３ＵＳ）と、そして「照射度変調された放
射線治療装置における放射線量モニタのための装置及び
方法」と題する連続番号第０９／００７，４４４号出願
（我々の文書番号９８Ｐ７４０５ＵＳ）とに関する。
【０００３】
【従来の技術】放射発散用装置は、例えば、患者の治療
用の放射線療法装置として、一般に知られており、そし
て使用されている。一般的に放射線療法装置は、療法治
療のコース内において垂直回転軸の周りを自在に回転で
きる１つのガントリを含んでいる。治療のための高エネ
ルギー放射ビームを発生させるリニア加速器がガントリ
内に設けられる。この高エネルギー放射ビームは電子ビ
ームまたは光子（Ｘ線）ビームであることができる。治
療の間には、この放射ビームは患者の１つの領域上に向
けられる。
【０００４】例えば、電子ビームの場合には、標準的に
は電子加速器が１つの電子銃と、複数の加速用キャビテ
ィと、１つの出側ウインドーと、そして１つの無線周波
入力とを含んでいる。トリガ装置は変調器及びインジェ
クタ信号を発生し、そしてそれらをインジェクタ及び高
電圧変調器に供給する。変調器は無線周波数パルスを発
生し、そしてインジェクタはインジェクタパルスを発生
する。インジェクタパルスは電子銃から発散される電子
の量を制御する。無線周波数は加速器内に電磁界を生じ
させ、この電磁界は電子ビームを出側ウインドーに向か
って加速させる。インジェクタ及び無線周波数パルスは
同期していなくてはならず、そうでなければビームの加
速は起こり得ない。
【０００５】対象物に向かって発散される放射を制御す
るために、標準的にはプレート装置またはコリメータの
ような、ビームシールド用装置が放射源と対象物との間
の放射ビームの軌道内に備えられる。プレート装置の一
例は４つのプレートの組である。この組は放射ビームの
開口を規定するのに用いることができる。コリメータは
多数のリーフを含むビームシールド用装置である。この
リーフは、例えば複数の比較的薄いプレートまたはロッ
ドであり、標準的には対向するリーフ対として配置され
ている。プレート自体は比較的密度のある、そして放射
を通さない材料で形成され、そして一般的には放射ビー
ムを制限するよう独立的に位置決めできるものである。
【０００６】ビームシールド用装置は対象物上の視野を
規定し、この視野内に処方された量の放射が提供され
る。普通の治療視野形状は結果として、通常組織のセグ
メントを含む３次元体積となる。これによって腫瘍に与
えることのできる放射量を制限する。照射される通常組
織の量を減少でき、そして通常組織に与えられる放射量
を減少できるなら、腫瘍に与えられる放射量を増加させ
ることができる。腫瘍を取り巻く、そして腫瘍に重なっ
ている臓器への放射の提供の回避は、腫瘍に与えること
のできる放射量を決定する。
【０００７】対象体積の一例が図１に示されている。総
体腫瘍体積（ＧＴＶ）及び臨床ターゲット体積（ＣＴ
Ｖ）は治療されるべき組織を含んでいる。計画ターゲッ
ト体積（ＰＴＶ）はＣＴＶの周りにマージンを持ってお
り、患者の移動や患者セットアップの不完全さに対応し
ている。計画ターゲット体積（ＰＴＶ）は全ての可能性
のある幾何学的変化の正味の作用を考慮して適切なビー
ムサイズとビーム配置を選定することにより規定され、
処方された放射量が実際にＣＴＶによって吸収されるこ
とを確実にする。治療体積は、治療の目的を達成するの
に適切であると、放射腫瘍学者によって選択され、そし
て特定された等放射量面によって囲まれた体積である。
【０００８】放射線療法の最終目的はＣＴＶ、ＰＴＶ及
び治療定積が一致するような治療を提供することにあ
る。この目的を達成する上での困難は、自発的な、そし
て自発的でない、患者の動きの故に生じる。
【０００９】その結果、いつ患者が動くかを予想し、そ
してそれに従って放射提供を調節できることが望まし
い。種々の生理学的パラメータ及び兆候が移動に関連し
ており、そしてそれらは患者がいつ移動し始めるかを判
断するのに用いることができる。例えば、そのようなパ
ラメータは筋肉収縮、アルファ（脳）波、まばたき、心
臓の動き、呼吸、及び類似物を含んでいる。
【００１０】例えば、胸部及び腹部においては、ＣＴＶ
を越えるＰＴＶマージンは比較的大きい。１つの大きな
貢献要因は呼吸による臓器移動である。診断用撮像にお
いては、臓器移動は結像不鮮明の主要な原因として認識
されている。呼吸による臓器移動を減少させるために、
いくつかの技術が診断用撮像において用いられてきた。
ナビゲータエコー撮影のような遡及的な、または予期的
なイメージ収集技術はＭＲＩ（磁気共鳴撮像）に関して
は良好に働くが、しかし放射線療法には適用できない。
呼吸停止方法はスパイラルＣＴ（コンピュータトモグラ
フィ）走査イメージ取得に関しては成功裏に利用されて
きたが、しかしビームオン時間は、標準的にほとんどの
患者にとってその呼吸を停止するには長すぎるため、放
射線療法に関しては実際的ではない。
【００１１】加えて、放射線療法において、診断用撮像
の場合と同様に１つの単独セッションで呼吸の動きを停
止させる挑戦は単純なことではないが、しかしさらに連
続する呼吸サイクル、放射ビーム及び治療日数の間、患
者位置を再現させなくてはならない。利用される処理は
臓器位置の再現性を、治療の間だけではなく、治療計画
に用いられる診断用イメージ取得に関しても、確実にさ
せなくてはならない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】患者の動きを予想し、
そしてそれに従って放射提供を調節できる放射線療法装
置及び方法が求められている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】これらの課題及び従来技
術は、本発明による治療用放射線放出を制御するための
装置及び方法によって大部分克服される。
【００１４】
【発明の実施の形態】１つの実施例によれば、センサに
よって患者の生理学的メカニズムを特徴付ける生理学的
モニタが用いられる。生理学的モニタからの信号は、最
適周期において放射ビームをゲートするためのゲート用
信号を発生するために用いられる。治療は十分に出力上
昇された加速器をもって始められるが、しかし加速器ウ
エーブガイド内に位相外れした電子を注入することによ
ってＸ線発生は禁止されている。呼吸モニタからのゲー
ト用信号が受け取られたとき、電子は適切な時間に注入
され、そしてビームが開始される。インジェクタ又はＲ
Ｆパルス振幅のいずれにも影響することなく電子注入が
イン及びアウトに位相シフトされ、それにより生理学的
モニタと関連してビーム無しとビームオンの間での迅速
な移行が可能となる。
【００１５】
【実施例】以下の詳細な説明が図面類と関連して考慮さ
れるときに、本発明のよりよい理解が得られる。
【００１６】装置概要 図１に特別な注意を払いながら図面を参照すると、本発
明を実現した放射治療装置がそこに示されており、そし
て全体的に参照番号２によって識別されている。放射線
療法装置２は、シーメンス医療システム社から入手でき
るメガトロンまたはプリマスリニア加速器であることが
できる。放射線治療装置２は、たとえば生理学的モニタ
１０００と関連してＲＦ変調器パルスおよびインジェク
タパルスの同期化を変化できるように構成されており、
これは以下により詳細に説明される。放射線治療装置２
は、治療用ヘッド４内部の（示されていない）１つのビ
ームシールド用装置と、ハウジング９内の１つの制御ユ
ニットと、そして本発明による１つの治療ユニット２０
０を含んでいる。放射線治療装置２は、ガントリ６を含
んでいる。ガントリは、療法治療のコース内で垂直回転
軸８の周りを自在に回転可能である。治療用ヘッド４は
ガントリ６の突き出し部分に固定されている。リニア加
速器は、ガントリ６内に設けられて、療法に必要な高出
力放射を発生する。リニア加速器およびガントリ６から
発散される放射束の軸が１０によって示されている。電
子、光子、または他の何らかの検出可能な放射が、療法
のために用いられる。
【００１７】療法の間には、放射ビームは例えば、治療
されるべき、そしてガントリ回転の同心に横たわってい
る患者である対象物１３の領域１２上に向けられてい
る。ガントリ６の回転軸８、治療台１６の回転軸１４、
およびビーム軸１０はこの同心において交わっている。
【００１８】治療用ヘッド４内のビームシールド用装置
のプレートまたはリーフは、発散される放射を実質的に
通さない。コリメータリーフまたはプレートは放射源と
患者との間に設けられて、視野を制限する。このように
して、健全な組織のような身体のエリアは可能な限りわ
ずかな放射を受けることになるが、全く放射にさらされ
ないことが望ましい。プレートまたはリーフは、視野内
の放射の配分が一様にはならない（１つの領域には他よ
りも高い放射線量が与えられることが可能である）よう
に移動可能である。さらに、ガントリは回転可能であ
り、その結果、患者を移動させることなく、異なるビー
ム角度および放射配分を可能とする。
【００１９】放射治療装置２はまた、１つの中央治療処
理または制御ユニット２００をも含んでいる。制御ユニ
ットは標準的には放射治療装置２から離れて設けられ
る。放射治療装置２は、普通は別室に設けられて、療法
師を放射から保護する。治療ユニット２００は、少なく
とも１つの可視表示ユニットまたはモニタ装置７０のよ
うな出力装置と、そしてキーボード１９のような入力装
置とを含んでいる。データ蓄積装置または検証および記
録または自動セットアップ装置のような、データキャリ
アを通しても、データを入力することが可能である。
【００２０】上に説明されたように、生理学的モニタ１
０００は、生理学的パラメータの監視を基に患者の動き
の表示を提供するために設けられている。生理学的モニ
タ１０００は、筋肉の収縮、まばたき、脳波、心臓の動
きまたは呼吸を監視するために構成された既知のモニタ
であってもよい。特に、生理学的モニタ１０００は、セ
ンサ１００２を含むこともできる。生理学的モニタ１０
００はコネチカット州ウォーリングフォードのノバメト
リクス医療システム社から入手できるＣＯ２ＳＭＯ＋の
ような呼吸モニタであってもよい。そのような呼吸モニ
タは赤外センサを用いてＣＯ２を測定するためのカプノ
グラフと、そして気道圧力を測定し、そして気道流およ
び肺体積の両方を計算するのに用いられる差動圧力肺流
計とを含んでいる。４つの呼吸パラメータ（ＣＯ２ 、
流量、圧力、および体積）に関する読み取りは毎秒１０
０回取得され、そのデータがたとえばＲＳ−２３２イン
ターフェースを通して治療処理用ユニット２００に伝送
される。
【００２１】以下に詳細に説明されるように、生理学的
モニタ１０００からの読み取りはゲート用信号を制御す
るのに用いられる。ゲート用信号はインジェクタパルス
および変調器パルスの位相を互いに他に対して調節し、
これによりダイナミックに放射治療を制御する。
【００２２】治療処理用ユニット２００は標準的に、療
法師によって動作させられる。療法師は、キーボード１
９または他の入力装置を用いることにより、腫瘍学者に
よる処方に従って放射治療の実際の提供を管理する。療
法師は、たとえば腫瘍学者の処方によって患者に提供さ
れるべき放射線量を規定するデータを、治療ユニット２
００の制御ユニット内に入力する。プログラムはまた、
データ蓄積装置のような他の入力装置を通して入力する
ことも可能である。種々のデータがモニタ７０のスクリ
ーン上に治療の前および治療の間、表示される。
【００２３】装置ブロック図 図３を参照すると、本発明による放射治療装置２および
治療ユニット２００の部分のブロック図がより詳細に描
かれている。電子ビーム１は電子加速器２０内で発生す
る。電子加速器２０は、１つの電子銃２１と、１つのウ
ェーブガイド２２および１つの撤退外装またはガイドマ
グネット２３を含んでいる。トリガ装置３はインジェク
タトリガ信号を発生し、そしてそれらをインジェクタ５
に供給する。それらインジェクタトリガ信号に基づい
て、インジェクタ５は、インジェクタパルスを発生す
る。インジェクタパルスは電子ビーム１を発生させるた
め加速器２０内の電子銃２１に供給される。電子ビーム
１は加速され、そしてウェーブガイド２２によってガイ
ドされる。この目的のために、マグネトロンまたはクラ
イストロンのような高周波源９０が設けられ、この高周
波源は無線周波数信号を供給して電磁界を発生させ、そ
の電磁界はウェーブガイド２２に供給される。インジェ
クタ５によって注入され、そして電子銃２１によって発
散された電子は、ウェーブガイド２２内のこの電磁界に
よって加速され、そして電子ビーム１として電子銃２１
に対向する端において放出される。
【００２４】以下に詳細に説明されるように、トリガ装
置３はＲＦ変調器およびインジェクタ５をインフェーズ
およびアウトオブフェーズにシフトさせるための位相シ
フタ３ａを含むことができる。特に、位相シフタ３ａ
は、２．８ｍｓのような、前もって決められた周期だけ
インジェクタトリガの能動化を遅らせるように構成され
ることができ、これによってポーズ条件の間にビームが
オフとなることを確実にする。加えて、位相シフタ３ａ
は、以下に詳細に説明されるように、呼吸モニタ１００
０によって識別される「ゲート」周期の間に、この位相
シフトを実行するように構成されることができる。
【００２５】電子ビーム１はガイドマグネット２３に入
り、そしてウィンドウ７を通して軸１０に沿ってそこか
らガイドされる。第１散乱フォイル１５を通過した後、
ビームはシールドブロック５０の通路５１を通って、フ
ラット化フィルタ１７に至る。続いて、これは測定用チ
ャンバ６０を通過するように送られ、ここで放射線量が
確かめられる。散乱フォイルがターゲットによって置換
されるならば、放射ビームはＸ線ビームであり、この場
合、フラット化フィルタ１７は、不要であるが、しかし
標準的には存在している。
【００２６】最後に、ビームシールド用装置４０１が放
射ビーム１のパス内に設けられ、これによって調査の主
体の照射野が決められる。描かれているように、ビーム
シールド用装置４０１は、複数の対向するプレート４１
および４２を含んでおり、便宜上、その２つだけがここ
に描かれている。１つの実施例においては、（示されて
いない）付加的なプレートの対がプレート４１および４
２に直交するように配置される。プレート４１、４２
は、照射野のサイズを変化させるために、（図３におい
てはプレート４１に関してのみ描かれている）駆動ユニ
ット４３によって軸１０に関して移動させられる。駆動
ユニット４３は、１つの電気モータを含んでおり、この
電気モータはプレート４１および４２に結合されてお
り、そしてこれはモータ制御器４０によって制御され
る。位置センサ４４および４５もまたプレート４１およ
び４２に結合されており、各々プレートの位置を感知し
ている。上に説明されたように、プレート装置４０１は
代替的に、または付加的に、多数の放射阻止リーフを有
するマルチリーフコリメータを含むことができる。その
ようなマルチリーフコリメータのリーフは、複数の対向
するリーフまたはロッドの対を含んでおり、各々はモー
タまたは駆動ユニットによって駆動される。駆動ユニッ
トはリーフを治療視野の中および外に移動させ、こうし
て望ましい視野形状を作り出す。ロッドまたはリーフは
比較的狭いものであり、そして同心中央において約０．
５から１．０ｃｍの影を投ずる。
【００２７】モータ制御器４０は放射線量ユニット６１
に結合されている。放射線量ユニットは、本発明による
線量計測制御器６１ａを含むことができ、そして所定の
等放射線量曲線を達成するために放射ビームに関するセ
ット値を提供する中央処理ユニット１８に結合されてい
る。本発明の特色による線量計測制御器６１ａは、ＰＡ
ＵＳＥ条件の間に放射線量レートおよび累積された放射
線量レベルをモニタするように構成されている。それに
伴い、メモリユニット６１ｂが設けられる。メモリユニ
ットは、以下に詳細に説明されるように、放射線量レー
トおよび累積された放射線量スレッショールドに相当す
る値を蓄積することができる。本発明によれば、検出さ
れた放射線量レートおよび放射線量がスレッショールド
を越えたならば、インターロックが宣言される。加え
て、以下に詳細に説明されるように、線量計測制御器６
１ａは、放射がゲートオフ周期の間に検出されるならば
インターロックを発生させるように構成されている。
【００２８】加えて、以下に詳細に説明されるように、
メモリ６１ｂはスタートアップ周期の間の線量計測遅延
に関する補償に用いられる値のルックアップテーブルを
蓄積するのに用いることができる。（示されていない）
タイマが備えられていて、スタートアップ周期を、およ
び／またはスタートアップ周期の間の前もって決められ
た補償時間を、決める。
【００２９】動作においては、放射ビームの出力は測定
用チャンバ６０によって測定される。セット値と実際値
との間の隔たりに応じて、放射線量制御ユニット６１
は、トリガ装置３に信号を供給する。トリガ装置は公知
方法によってパルスの繰り返し周波数を変化させて、放
射ビーム出力のセット値と実際値との間の隔たりを最少
とする。本発明の１つの特色によれば、高電圧変調器が
減結合されているとき、測定用チャンバ６０および放射
線量制御ユニット６１は、能動状態のままとなり、そし
て加えられた放射のレベルを検出するように構成され
る。もし、このレベルがスレッショールドを越えるなら
ば、放射線量制御ユニット６１はインターロックを宣言
し、これによって機械を停止させる。加えて、放射線量
制御ユニット６１は、トリガ装置３からのＧＡＴＥ Ｏ
ＦＦ信号を受け取るように構成されており、もし何らか
の放射がゲートオフ周期の間に検出されるならば、イン
ターロックが発生する。
【００３０】スタートアップによって、線量計測制御器
６１ａは測定用チャンバ６０を通して放射ビームの出力
を監視する。次に、線量計測制御器６１ａは、たとえば
補正係数のルックアップテーブルを含むメモリ６１ｂに
アクセスし、そして放射線量に補正係数を加える。その
ようにして、トリガ装置に加えられる信号は、線量計測
の遅延の結果である予想される放射線量エラーを最少と
する。
【００３１】中央処置ユニット１８は、腫瘍学者の指示
に基づいて療法師によりプログラムされており、そして
最適に実行されるので、放射治療装置は処方された放射
治療を実行する。放射治療の提供はキーボード１９を通
して入力される。中央処置ユニット１８はさらに、放射
線量制御ユニット６１にセット信号を提供するように結
合されている。放射線量制御ユニット６１は、トリガ装
置３を制御するのに必要な放射の値を発生させる。続い
てトリガ装置３は、相当する、一般的な方法で、パルス
放射周波数および他のパラメータを適用させる。さら
に、中央処理ユニット１８は、制御ユニット７６を含ん
でいる。この制御ユニットは、プログラムの実行を制御
し、そしてコリメータプレート４１、４２の開閉を制御
して、望ましい照度プロフィールに従って放射を提供す
る。
【００３２】中央処理ユニット１８は、照度変調された
治療の自動シーケンスを提供するように構成されてい
る。検証および自動セットアップユニット１０２のよう
な、１つまたはそれ以上の機能ユニットが、放射治療を
制御するための入力をＣＰＵ１８に提供する。たとえ
ば、検証および自動セットアップユニット１０２が一旦
装置セットアップを確認すると、ＲＡＤ ＯＮイネーブ
ル信号がＣＰＵ１８に提供される。これに応答して、Ｃ
ＰＵ１８は放射線量ユニット６１を通してトリガ装置３
にＲＡＤ ＯＮ信号を発生する。次にトリガ装置はイン
ジェクタおよび変調器にトリガを与え、インジェクタお
よび変調器それぞれが適用される放射ビームを発生する
ようにさせる。
【００３３】本発明によれば、中央処理ユニット１８
は、前もって決められた治療視野のシーケンスを自動的
に提供するように構成されており、そのシーケンス内の
各視野はセグメントとして知られている。これを行うた
めに、治療ビームは迅速にオンおよびオフを繰り返すこ
とができ、そして予定外の放射線量が防止されなければ
ならない。この能力は、ＢＥＡＭ ＯＮに先立って高電
圧およびＲＦ電力装置に関する迅速な安定化シーケンス
を確立することにより得られる。
【００３４】精密ビーム制御 図４を参照すると、本発明の技術を描いた線図１０００
が示されている。特に、ＲＦ変調器パルス１００２、反
映されたＲＦパルス１００４、インジェクタパルス１０
０６、およびビームパルス１００８のシーケンスが描か
れている。時間Ａの間には、ＢＥＡＭ ＯＮセグメント
が示されており、ここではインジェクタパルス１００６
および変調器パルス１００２が同期している。時間Ａは
たとえば、放射治療視野の提供を表している。時間Ｂの
間には、ＢＥＡＭ ＯＦＦまたはポーズ条件が示されて
いる。時間Ｂは照度変調された放射治療の間のセグメン
トの提供間の周期である。この周期の間には、提供の種
々のパラメータが自動シーケンスにおいて変更される。
たとえば、コリメータリーフ位置またはガントリ角度が
調節される。時間Ｂの間には、インジェクタパルス１０
０６と変調器パルス１００２とは同期外れとなってお
り、そのため、放射が患者に加わらないようにされてい
る。これを行うために、前もって決められた遅延がイン
ジェクタパルスシーケンスに挿入されて、インジェクタ
パルス１００６が変調器パルス１００２よりも確実に遅
れさせられる。たとえば、以下に詳細に説明されるよう
に、インジェクタトリガは変調器トリガに対して２．８
ミリ秒だけ遅れさせられる。最後に、時間Ｃの間には、
ＢＥＡＭ ＯＮ条件が回復されて、次のセグメントの提
供が行われる。その結果、インジェクタパルス１００６
は、再びＲＦ変調器パルス１００２と同期する。こうし
て、インジェクタトリガ遅延が除かれる。時間Ａ、Ｂ、
ＣはまたＧＡＴＥ ＯＮおよびＧＡＴＥ ＯＦＦ周期を
表しており、これは以下に詳細に説明される。
【００３５】図５を参照すると、初期安定化シーケンス
の図４００が描かれている。時間Ｔ ０においては、高電
圧ステップの間に電力がターンオンされる。たとえば、
ＣＰＵ１８はコマンドに応答して装置をスタートまたは
初期化させる。このことは高電圧装置を初期化する。高
電圧ステップのスタートは時間Ｔ１までに、たとえば約
１秒、終了する。時間Ｔ１においては、高電圧はオンと
されている。しかし、ＣＰＵ１８は時間Ｔ２までトリガ
装置３を能動化させることはない。時間Ｔ２において、
たとえばトリガ装置３がＣＰＵ１８からのＲＡＤ ＯＮ
信号を受け取ることによって、トリガ装置３が能動化さ
れる。トリガが能動化される一方、インジェクタトリガ
は変調器パルスに対して遅延されている。こうして、イ
ンジェクタおよび変調器は同期しない。加えて、自動周
波数制御が手動にセットされる。これはＲＦを安定化さ
せ、そしてＡＦＣ前位置決めを前もって決められた帯域
内の動作周波数にセットする。この結果ＡＦＣが自動に
セットされたとき、適切なＡＦＣサーボ動作が生じる。
時間Ｔ３においては、トリガがオンとされ、そして自動
周波数制御が自動にセットされる。インジェクタおよび
変調器は非同期のままである。時間Ｔ４においては、Ｒ
ＡＤ ＯＮ条件がセットされる。トリガ装置３は位相シ
フタ３ａを非能動とし、この結果インジェクタトリガお
よび変調器トリガは互いに対して同期を提供する。その
結果ＢＥＡＭ ＯＮ条件は、放射線量サーボがオープン
ループであるようにセットされる。時間Ｔ５において、
放射線量サーボはクローズループ（放射線量サーボは放
射線量レートを制御する。放射線量レートは単位時間毎
に提供された放射線量の測定値である。放射線量レート
は放射線量サーボ周期のパルス時間毎の放射線量の大き
さによって決定される。放射線量レートは装置のパルス
繰り返し周波数を調節することによって制御される。オ
ープンループ周期は、サーボループを閉じる前に十分な
放射線量サーボ周期が経過することを可能にする）とさ
れる。次のポーズ状態は変調器パルスに対してインジェ
クタパルスを位相シフトすることによりもたらされる。
【００３６】図６を参照すると、装置動作のフロー図が
描かれている。段階５０２において、電源がターンオン
される。この時に、段階５０４において検証および自動
セットアップユニット１０２が装置試験を実施して、例
えばコリメータリーフが特定のセグメントに関して適切
に位置決めされることを確実にする。段階５０６におい
て、ＲＡＤ ＯＮイネーブルコマンドがＣＰＵ１８に伝
達される。段階５０８において、ＣＰＵ１８は全ての機
能制御器がＲａｄ Ｏｎイネーブル信号を受け付けてい
るかどうかを決める。もしそうでなければＣＰＵ１８は
全てが受け取るまで待つ。全ての機能制御器にＲａｄ
Ｏｎイネーブル信号が提供されたならば、ＣＰＵ１８は
段階５１０においてＲａｄ Ｏｎ信号をトリガ装置３に
提供する。トリガ装置３は段階５１２においてインジェ
クタおよび変調器トリガを開始する。しかし、位相シフ
タ３ａを能動することにより、インジェクタトリガは変
調器トリガに対して２．８ｍだけ遅延されている。この
ことは何の放射も放出されないことを確実にする。
【００３７】例えば内部カウンタによって決められる待
ち周期（段階５１４）の後、トリガ装置３は段階５１６
において位相シフタ３ａを非能動とする。この時点にお
いて、段階５１８で放射が治療セグメントに放出され
る。放射線量測定ユニット６０は段階５２０において、
放出された放射線量をモニタする。段階５２２におい
て、測定された情報は放射線量制御ユニット６１に提供
される。放射線量制御ユニット６１は測定された放射線
量を処方された放射線量に比較する。 放出された放射
線量が処方された放射線量よりも少ない間はモニタが継
続される。その２つが等しくなったと決められたなら
ば、段階５２４において、トリガ装置３は位相シフタ３
ａを能動化させて、変調器およびインジェクタを非同期
とする。これによりもはや放射は患者に提供されない。
【００３８】段階５２６において決められるように、全
てのセグメントが放出されたならば、段階５２８におい
てＣＰＵ１８は出力を切断する。しかし、全てのセグメ
ントが放出し終わらないのであれば、変調器およびイン
ジェクタは同期外れを維持し、その間に段階５３０にお
いて、新しいセグメントのための装置セッティングが調
節される。
【００３９】放射線量監視 上に説明されたように、放射線療法装置は照度変調され
た視野セグメントの自動シーケンスによって放射を放出
するように構成されている。視野セグメントの間には、
ＰＡＵＳＥ状態が取り入れられる。特に、ＰＡＵＳＥ条
件に入ることによって、検証および自動セットアップユ
ニット１０２はＣＰＵ１８から、前のセグメントの治療
結果を受け取る。加えて、検証および自動セットアップ
ユニット１０２は、次の視野セグメントをＣＰＵ１８に
ダウンロードする。新しいセグメントが受け取られたと
き、ＣＰＵ１８は（もし必要であれば）自動的にジョウ
４１，４２およびマルチリーフコリメータのリーフを移
動させ、同時にもし必要であれば、ガントリおよび治療
ヘッドを移動させる。１つの実施例においては、ＰＡＵ
ＳＥ状態の間に、ＣＰＵ１８によって高電圧がターンオ
フされることもできる。別の実施例においては、インジ
ェクタパルスおよびＲＦ変調器パルスが非同期とされる
が、高電圧はオンのままである。しかし、何の放射も提
供されない。
【００４０】本発明によれば、ＣＰＵ１８は各セクメン
トの終わりにおいて、放射線量レートと累積された放射
線量信号とをモニタする。放射線量レートまたは累積さ
れた放射線量が前もって決められたスレッショールドを
越えたことを放射線量制御器６１が検出したならば、イ
ンターロックが発生して、そして装置が切断される。
【００４１】図７を参照すると、本発明の実施例の動作
を説明するフロー図３００が示されている。とくに、段
階３０２においては、ＣＰＵ１８は検証および自動セッ
トアップユニット１０２からセグメントの仕様を受け取
る。セグメントの受け取りは、このセグメントが最終セ
グメントでないことを表示する＜Ｒ＞コマンドの受け取
りを含んでいる。加えて、受け取られたセグメント仕様
は放射線量レートおよび累積された放射線量に関するス
レッショールド値を含んでいる。これらの値はＣＰＵ１
８によってメモリユニット内に蓄積される。最終セグメ
ントではないセグメントの終わりにおいて、ＣＰＵ１８
はＲＡＤ ＯＮをドロップするが、しかし、次のセグメ
ントのスタートまではＨＶ ＯＮ（高電圧オン）イネー
ブルのままである。１つの実施例においては、引き続く
セグメントが前のセグメントにおけると同様のエネルギ
ー、アクセサリー、テーブル位置およびビームシールド
位置で規定されるときのみ、これが適用される。段階３
０４において、ＣＰＵ１８はセグメントの終わりを検出
する。段階３０６において、受け取られた＜Ｒ＞コマン
ドに応答してイネーブルとされるように、ＣＰＵ１８は
ＲＡＤ ＯＮをドロップし、そしてＨＶ ＯＮを維持し
ている。最終セグメントに関しては、治療の完了におい
て高電圧がドロップされる。段階３０８において、ＣＰ
Ｕは放射線量ユニット６１を通して測定ユニット６０か
らの入力を受け取ることにより放射線量レートの監視を
継続する。特に、１つの実施例においては、（高電圧オ
ンラインがハイのままであって）ＲＡＤ ＯＮラインが
ローとなった後の３０ミリ秒において、段階３１０にお
いて決められるように（放射線量レートに比例してい
る）モニタされた放射線量レート信号が２００ミリボル
トを越えているならば、ＣＰＵ１８は段階３１６におい
てインターロックを宣言する。このインターロックは装
置を停止させ、その結果さらなる放射は放出されない。
加えて、１つの実施例においては、（高電圧オンのライ
ンがハイであるとき）ＲＡＤ ＯＮラインがローとなっ
た後の５００ミリ秒の間、段階３１２において放出され
たモニタユニット（ＭＵ）の数が測定される。段階３１
４において決められるように、ＰＡＵＳＥ条件の間のモ
ニタユニットの数が０．４モニタユニットを越えている
ならば、段階３１６においてＣＰＵ１８は再びインター
ロックを発生させる。
【００４２】精密線量計測 本発明の１つの重要な特色はＢＥＡＭ ＯＮの後の、治
療の初期フェーズに関するものである。図８を参照する
と、ビームサイクルの初期フェーズを説明する図が示さ
れている。ＢＥＡＭ ＯＮと時間Ｔａとの間の初期フェ
ーズの間には、放射線量レートが処方された放射線量レ
ートにまで上昇する。１つの実施例においては、時間Ｔ
ａは約２００ミリ秒において生じる。この時間の間に、
検出された放射線量レートは、既知の経験的に得られた
周期だけ実際の放射線量レートの後ろに遅れることが知
られている。本発明による放射治療装置はこの遅れを補
償する。
【００４３】例えば図１０は放射線量レートおよびルー
プ数および補償係数を説明する図である。特に、水平軸
はループ数を示しており、これは以下に詳細に説明され
るような経過時間を表している。理解できるように、曲
線９０２によって表されている放射線量レートはゼロか
ら２０に等しいループ数における前もって決められたレ
ベルにまで増加する。放射線量レートエラーはループゼ
ロと２０との間で生じる。その結果曲線９０４によって
表されている補償係数がループ０と２０との間に設けら
れて、線量計測計算から生じる遅延を克服する。
【００４４】図９を参照すると、本発明による補正技術
を説明するフロー図が示されている。この装置は放射線
量を２００ミリ秒スタートアップ周期の間周期的にサン
プルし、そして増幅遅延を補正する。特に、段階４０２
において、線量計測制御器６１はＲＡＤ ＯＮラインが
アクティブとなるのを感知し、ループ数および累積され
た放射線量変数をゼロにセットする。描かれている実施
例におけるループ数は１と２０との間の数字であり、サ
ンプリングは１０ミリ秒ごとに行われる。より多くの、
又はより少ないループが利用できることも注目すべきで
ある。段階４０４において、線量計測制御器６１ａはリ
セットされ、そしてタイマがスタートする。段階４０６
において、時間が１０ミリ秒よりも大きいか、又は等し
いかが決められる。もしそうでなければ、この装置は繰
り返される。段階４０６においてタイマが１０ミリ秒よ
りも大きいか、又は等しいならば、段階４０８において
タイマがリセットされ、そして再スタートされて、モニ
タ用チャンバ６０を通して線量計測制御器６１ａによっ
て放射線量レートが読み取られる。
【００４５】次に、段階４１０において、制御計量計測
器６１ａはループ数が２０よりも小さいか、又は等しい
かを決める。もしそうであれば、段階４１２において線
量計測制御器は補償係数によって放射線量レート乗算す
る。補償係数はループ数の関数であり、そしてループ数
と共に増加する。上に説明されたように、補償係数１４
はルックアップテーブル６１ｂ内に蓄積されており、そ
して経験的な装置分析によって既知である。例えば、放
射線量測定は放射線療法装置の外部の公知試験装置によ
って行うことができる。外部試験装置および放射線療法
装置自体によって決められた放射線量間の不一致は補正
係数を確立するのに用いられる。
【００４６】段階４１０において、ループ数が２０より
も小さいか又は等しいかのいずれでもなければ、段階４
１６において、累積された放射線量が、累積された放射
線量の前の値プラス放射線量レートの時間倍にリセット
される。続いて段階４１８において、装置は累積された
放射線量がプリセットされた放射線量に等しいかどうか
を決める。もしそうでなければ、プログラムは段階４０
６に戻る。しかし、累積された放射線量がプリセットさ
れた放射線量に等しいならば、治療は段階４２０におい
て完了する。
【００４７】生理学的にゲートされた放射線療法 上に説明されたように、本発明は１つ又はそれ以上の前
もって決められた生理学的パラメータを監視し、そして
それらパラメータが許容限界内にあるときにだけＢＡＥ
Ｍ ＯＮが許可される。例えば、図４に戻って参照する
と、周期ＡおよびＣはＧＡＴＥ ＯＮ周期を表してお
り、そして周期ＢはＧＡＴＥ ＯＦＦ周期を表してい
る。周期Ｂ（ＧＡＴＥ ＯＦＦ）の間には、インジェク
タパルス１００６およびＲＦ変調器パルス１００２が互
いに他に対して位相シフトされており、その結果ビーム
はオフである。
【００４８】図１１を参照すると、本発明による治療ゲ
ートのために構成された１例のインターフィス回路が示
されている。特に、インターフェース回路１１００はカ
リフォールニア州コンコードのシーメンス医療システム
から入手できるプリマスリニア加速器における１つの制
御器を表している。こうしてインターフィス回路１１０
０は複数の入力を受け取るように、そしてトリガおよび
インジェクタおよびＲＡＤ ＯＮパルスを発生するよう
に構成されている。公知の入力は、タイマ１１０４のた
めの１メガヘルツクロック、遅延回路１１０６のための
１０メガヘルツクロックのような種々のクロックと、Ｒ
ＡＤ ＯＮ入力と、そしてパルス繰り返し周波数（ＰＲ
Ｆ）入力と、さらにトリガイネーブル入力を含んでい
る。加えて、回路１１００は光絶縁器１１０２へのＧＡ
ＴＥ ＩＮおよびＧＡＴＥ ＣＯＭ入力を受け取る。Ｇ
ＡＴＥ ＣＯＭ入力は単純にコモングランドであり、Ｇ
ＡＴＥ ＩＮ入力は外部患者生理学的プロセッサ又は
（示されていない）モニタから受け取られた信号であ
る。ＧＡＴＥ ＩＮ信号は、患者の生理学的条件に依存
した周波数で治療の間ローからハイえと移行する。理解
されるように、ＲＡＤ ＯＮ入力はインジェクタＩＮＪ
制御を提供するためのスイッチ１１０８の動作を制御す
る。遅延回路１１０６はＴＲＩＧ ＥＮ信号のパス内に
備えられており、スイッチ１１０８はイネーブルパスの
遅延をＩＮおよびアウトに切り替える。ゲートされた治
療の間、ＧＡＴＥ ＩＮ信号はＲＡＤ ＯＮ状態に優先
し、そしてインジェクタＩＮＪおよび／ＴＲ１Ｇ２を
２．８ミリ秒だけ同期を外れさせる。１つの実施例によ
れば、ＧＡＴＥ ＩＮに関するハイ値がこれを成し遂げ
るが、別の実施例においてはロー値が用いられる。ビー
ム発生はこの状態の間に終了され、そしてＧＡＴＥ Ｉ
Ｎ信号がロー論理レベル（＜Ｎ２．５Ｖ）に移行する時
まで継続される。加えて、リニア加速器は光絶縁器１１
０２からの出力であるＧＡＴＥ ＯＦＦ信号を継続的に
モニタしており、そしてこの信号が能動状態であるとき
には、加えられる放射線量をモニタしている。この条件
の間に何らかの放射線量が検出されたならば、公知のイ
ンターロックが治療を終了させる。
【００４９】生理学的パラメータを表す信号を受け取る
ように構成される種々の入力回路、例えばリレー、論理
ゲート、トランジスタスイッチ、組み合わせ論理、およ
び類似物、が利用できることに注目すべきである。こう
して、図１１は単なる例である。
【００５０】呼吸ゲートされた放射線療法の状況におい
ては、イメージを取得するか、またはリニア加速器ビー
ムをターンオンさせるかの、いずれかに最適な時間は最
大呼気のポイントであることが知られている。呼吸サイ
クルのこのポイントにおいて、ダイヤフラム位置が最も
再現性高く、そしてダイヤフラム速度が最小となってい
る。
【００５１】図１２を参照すると、グラフィカルユーザ
インターフェース１１００が描かれている。これは呼吸
パラメータの各々の使用を示している。こうして、ＣＯ
２がグラフ１１０２として描かれており、気流はグラフ
１１０４として描かれており、体積はグラフ１１０６と
して描かれ、そして空気圧はグラフ１１０８として描か
れている。放射をオンおよびオフにゲートするための、
４つのパラメータの使用は異なる方法で達成できる。特
に、単独露出完全呼気（ＳＥＦＥ）アルゴリズム、単独
露出完全吸気（ＳＥＦＩ）アルゴリズム、完全呼気にお
ける連続的露出保持（ＣＥＨＦＥ）アルゴリズムにおけ
るＳＥＦＥおよびＳＥＦＩ（ＳＥＦＥ＋ＳＥＦＩ）の組
み合わせ、または完全呼気に関して中心化された連続的
露出（ＣＥＣＡＦＥ）アルゴリズムを用いて放射がゲー
トされる。
【００５２】例えば、放射線療法シミュレータ上の放射
グラフのような、単独Ｘ線イメージの取得の間には、Ｓ
ＥＦＥ装置が有用である。ＳＥＦＥの間には、呼気の終
了において、空気流および圧力がゼロに接近し、肺体積
は最小となり、そしてＣＯ２レベルは最大となる。吸気
の開始においては、ＣＯ２レベルは急激に降下（すなわ
ちΔＣＯ２は負）し、一方他のパラメータはそれらのエ
ンドポイントからより緩やかに変化する。大きな負のΔ
ＣＯ２値はトリガイメージ取得に用いられる。肺体積が
プリセット値よりも下にあり、そしてＣＯ２レベルがプ
リセット値よりも上にあることを確実にすることは、患
者が十分に呼気を吐き出していない後に吸気するときに
生じるような、呼吸サイクルにおける不正ポイントにお
いてトリガが発生しないことを確実にする働きがある。
４つの呼吸パラメータの全ての分離された、そして重複
された分析がこれを適切と表示するときにのみトリガが
許容される。これは積極的な過ちを最小にし、消極的な
過ちをわずかに増加させるのみである。パラメータスレ
ッショールドの各々は、患者が通常に呼吸している間の
１組の訓練用データを得ることにより、イメージ取得に
先立って相互作用的にセットすることができる。
【００５３】たとえば、ゲートされたリニア加速器治療
が用いられない場合に関して、ブロックを設計するとき
のような、全範囲にわたる臓器の動きを記述することが
望ましい場合がある。このことは、完全な呼気において
得られたものに加えて、完全な吸気のポイントにおける
第２の露出を必要とする。完全な吸気においては、気流
および圧力は再びゼロに接近するが、しかしＣＯ２、Δ
ＣＯ２および肺体積値は完全な呼気から反転する。こう
してΔＣＯ２が急激に正となったとき、ＳＥＦＩトリガ
が生じる。完全な吸気のポイントは完全な呼気のように
再現性があるわけではないが、しかし注意深いＣＯ２の
セッティングおよび肺体積制限は、適切なポイントにお
ける露出を確実にする。２つの著しいダイヤフラム位置
を記述する２重に露出された放射グラフは、２重露出ア
ルゴリズムを用いることによって得られる。２重露出ア
ルゴリズムは、上に説明された単独の露出アルゴリズム
を２つ組み合わせたものである。
【００５４】ＣＥＨＦＥアルゴリズムは、１つの固定さ
れた再現される位置におけるダイヤフラムによって、連
続的にイメージを得るのに用いられる。患者は、標準的
には呼気の後に２から３秒の短い時間周期だけ呼吸を停
止させるよう指示される。ここではゼロに等しいΔＣＯ
２を除外して、呼吸パラメータがＳＥＦＥアルゴリズム
によって用いられたそれと同等になったとき、イメージ
取得が開始される。患者が吸気を開始した瞬間におい
て、ΔＣＯ２は急激に負となり、そしてイメージ取得が
終了する。イメージは３０から９０秒だけ得られ、臓器
の動きの減少は放射グラフ的に記述され、そして同じゲ
ート用アルゴリズムはリニア加速器をゲートするのに用
いられたときに得られた動きに相当している。
【００５５】表１はＣＥＨＦＥアルゴリズムのための例
としてのパラメータを描いている。
【００５６】
【表１】
【００５７】たとえば、図１３はホジキン病を持つ１４
歳の女性に関するＣＥＨＦＥゲート用アルゴリズムの３
０秒呼吸サンプルを描いている。「Ｇ」から横切る陰り
のある領域は、ＢＥＡＭ ＯＮ条件が合致したときの間
隔を表している。「Ｇ」の間には、ゲート用信号Ｇがイ
ンターフェース１１００に送られ、そしてインターフェ
ース１１００によって受け取られる。この図は、流量
（Ｆ）、ＣＯ２（Ｃ）および体積（Ｖ）パラメータが合
致したときにゲートが行われ、圧力（Ｐ）は用いられ
ず、そして「ＯＮ」ラッチされないことを示している。
【００５８】年齢または医療状態によって、いくらかの
数の患者は彼らの呼吸を止めることができないことも注
目すべきである。この場合には、ＣＥＣＡＦＥアルゴリ
ズムが用いられる。許容できる肺体積に関するスレッシ
ョールドは、より高めに、そして許容されるＣＯ２レベ
ルはより低めにセッティングすることにより、ＣＥＨＦ
Ｅアルゴリズムに関する呼吸サイクルにおいて早めに開
始される。イメージ取得は固定された時間周期、普通
２．５秒、だけＣＯ２が急激に負に向かうポイントを超
えて継続することを可能とする。
【００５９】一般的には、リニア加速器上のゲートは、
呼吸停止方法を持つ連続的露出アルゴリズムを用いて達
成され、これはよりわずかなＰＴＶを必要とする少ない
ダイヤフラム移動を結果として生じさせる。毎日の治療
に先立って、患者呼吸から１組の訓練データが得られ
る。このデータは普通は、ゲート用アルゴリズムにおい
て用いられるパラメータレベルの調節を可能とする。治
療は加速器が十分にパワーアップされて始まるが、しか
しこのとき加速器ウェーブガイドに加えられる注入電子
は位相外れとなっているため、Ｘ線発生は禁止されてい
る。ポートフィルムはＳＥＦＥアルゴリズムを用いて得
られる。電子およびポータル撮像に必要とされるよう
な、より長い露出は、連続露出アルゴリズムの１つを用
いて達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】治療体積の一例を示す図である。
【図２】本発明の１つの実施例による放射線療法装置及
び治療用コンソールの図である。
【図３】本発明の部分を描いた詳細なブロック図であ
る。
【図４】パルスシーケンスの一例の図である。
【図５】本発明の１つの実施例による初期化シーケンス
を描いた図である。
【図６】本発明の１つの実施例による方法の動作を説明
するフロー図である。
【図７】本発明の１つの特色による放射線量モニタのた
めの方法を説明するフロー図である。
【図８】放射線量対時間のグラフを示す図である。
【図９】本発明の１つの特色による精密線量計測のため
の方法のフロー図である。
【図１０】本発明による放射線レート及び補償係数対ル
ープ番号を示す図である。
【図１１】本発明の１つの実施例によるゲート用インタ
ーフェースの図である。
【図１２】グラフィカルユーザインターフェースの一例
を示す図である。
【図１３】ＣＥＨＦＥゲート動作を説明する図である。
【符号の説明】
１ 電子ビーム ２ 放射治療装置 ３ トリガ装置 ３ａ 位相シフタ ４ 治療用ヘッド ５ インジェクタ ６ ガントリ ７ ウィンドウ ８ 垂直回転軸 ９ ハウジング １０ 放射束の軸 １２ 領域 １３ 対象物 １４ 回転軸 １５ 第１散乱フォイル １６ 治療台 １７ フラット化フィルタ １８ 中央処理ユニット １９ キーボード ２０ 電子加速器 ２１ 電子銃 ２２ ウェーブガイド ２３ ガイドマグネット ４０ モータ制御器 ４１，４２ プレート ４３ 駆動ユニット ４４，４５ 位置センサ ５０ シールドブロック ５１ 通路 ６０ 測定用チャンバ ６１ 放射線量ユニット ６１ａ 線量計測制御器 ６１ｂ メモリユニット ７０ モニタ装置 ７６ 制御ユニット ９０ 高周波源 １０２ 検証および自動セットアップユニット ２００ 治療ユニット ４０１ ビームシールド用装置 １０００ 生理学的モニタ １００２ センサ（ＲＦ変調器パルス） １００４ 反映されたＲＦパルス １００６ インジェクタパルス １００８ ビームパルス １１００ インターフィス回路 １１０２ 光絶縁器 １１０４ タイマ １１０６ 遅延回路 １１０８ スイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フセイン アルリファイ アメリカ合衆国 カリフォルニア プレザ ント ヒル ツリーヘイヴン コート 835 (72)発明者 デイヴィッド エル ポンド アメリカ合衆国 カルフォルニア ノヴァ ト ジェフリー コート ４ (72)発明者 サイモン ジョン フォークナル アメリカ合衆国 カリフォルニア コンコ ード ウィロー グレン コート 4419 (72)発明者 パット メローラ アメリカ合衆国 カリフォルニア ウォー ルナット クリーク アーボラド ドライ ヴ 4145

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 放射線療法装置のための制御器におい
    て、 患者の１つ又はそれ以上の生理学的パラメータの状態を
    表す、１つ又はそれ以上の入力（ＧＡＴＥ ＩＮ）を受
    け取るように構成されている１つのインターフェース
    （１１０２）と、 ゲート用制御器（１１００）とを含み、 前記ゲート用制御器は、前記１つ又はそれ以上の入力に
    応答して、ＲＦパルス（１００２）とインジェクタパル
    ス（１００６）との間の位相を変化させるように構成さ
    れている、ことを特徴とする放射線療法装置のための制
    御器。
  2. 【請求項２】 前記１つ又はそれ以上の入力が、心臓モ
    ニタに応答する１つ又はそれ以上の入力（ＧＡＴＥ Ｉ
    Ｎ）を含む、請求項１記載の制御器。
  3. 【請求項３】 前記１つ又はそれ以上の入力が、筋肉モ
    ニタに応答する１つ又はそれ以上の入力（ＧＡＴＥ Ｉ
    Ｎ）を含む、請求項１記載の制御器。
  4. 【請求項４】 前記１つ又はそれ以上の入力が、呼吸モ
    ニタに応答する１つ又はそれ以上の入力（ＧＡＴＥ Ｉ
    Ｎ）を含む、請求項１記載の制御器。
  5. 【請求項５】 前記１つ又はそれ以上の入力が、脳波モ
    ニタに応答する１つ又はそれ以上の入力（ＧＡＴＥ Ｉ
    Ｎ）を含む、請求項１記載の制御器。
  6. 【請求項６】 放射線療法を提供するための方法におい
    て、 患者の生理学的パラメータの１つ又はそれ以上の状態
    が、前もって決められた１つ又はそれ以上の基準に整合
    していることを表す、１つ又はそれ以上の信号（ＧＡＴ
    Ｅ ＩＮ）を受け取ることと、 前記受け取りに応答して、ＲＦパルス（１００２）とイ
    ンジェクタパルス（１００６）との間の位相を変化させ
    ることとを含む、ことを特徴とする放射線療法を提供す
    るための方法。
  7. 【請求項７】 前記状態が心臓パラメータの状態を含
    む、請求項６記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記状態が筋肉パラメータの状態を含
    む、請求項６記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記状態が呼吸パラメータの状態を含
    む、請求項６記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記状態が脳パラメータの状態を含
    む、請求項６記載の方法。
  11. 【請求項１１】 患者に放射線量を提供するための装置
    （２）を含む放射線療法装置において、 前記患者の生理学的パラメータの１つ又はそれ以上を表
    す入力信号を受け取るための１つの制御器（１１００）
    を含み、 前記制御器は前記入力に応答して、前記放射線量の印加
    をダイナミックに変化させるように構成されている、こ
    とを特徴とする放射線療法装置。
  12. 【請求項１２】 前記制御器（１１００）が、前記１つ
    又はそれ以上の入力に応答するＲＦパルス（１００２）
    およびインジェクタパルス（１００６）のために構成さ
    れている、請求項１１記載の放射線療法装置。
  13. 【請求項１３】 前記ＲＦパルス（１００２）および前
    記インジェクタパルス（１００６）が位相外れとなって
    いる期間内に放射線量が検出されたことに応答して、前
    記制御器（１１００）がインターロックを実行するよう
    に構成されている、請求項１２記載の放射線療法装置。
  14. 【請求項１４】 前記入力信号（ＧＡＴＥ ＩＮ）が呼
    吸パラメータを表している、請求項１１記載の放射線療
    法装置。
  15. 【請求項１５】 前記入力信号（ＧＡＴＥ ＩＮ）が心
    臓パラメータを表している、請求項１１記載の放射線療
    法装置。
  16. 【請求項１６】 前もって決められた放射線量を患者に
    提供するための装置（２）を含む放射線療法装置におい
    て、 インターフェース（１１００，１１０２）が、前記患者
    の１つ又はそれ以上の生理学的パラメータを表している
    １つ又はそれ以上の入力信号を受け取るように構成され
    ている、ことを特徴とする放射線療法装置。
  17. 【請求項１７】 前記制御器（１１００）が、前記ＲＦ
    パルス（１００４）と前記インジェクタパルス（１００
    ６）との間に、前もって決められている遅延を挿入する
    ことにより、前記位相を変化させるように構成されてい
    る、請求項１６記載の放射線療法装置。
  18. 【請求項１８】 前記インターフェース（１１０２）
    が、前記１つ又はそれ以上の入力を受け取るための光絶
    縁器を含む、請求項１６記載の放射線療法装置。
  19. 【請求項１９】 前記制御器（１１００）が、前記ＲＦ
    パルス（１００４）および前記インジェクタパルス（１
    ００６）が位相外れとなっている期間内に、前もって決
    められた放射のレベルを越えるものが検出されたなら
    ば、インターロックを発生するように構成されている、
    請求項１６記載の放射線療法装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012127864A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 国立大学法人北海道大学 放射線治療用動体追跡装置
JP2012533365A (ja) * 2009-07-17 2012-12-27 サイバーハート， インコーポレイテッド 組織表面の輪郭に基づく放射線外科手術治療計画
JP2014524271A (ja) * 2011-08-04 2014-09-22 ゲーエスイー ヘルムホルッツェントゥルム フュア シュヴェリオネンフォルシュンク ゲーエムベーハー 改良型エネルギ変調器

Families Citing this family (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5915379A (en) 1997-03-14 1999-06-29 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Graphic user interface for a patient ventilator
US6249565B1 (en) * 1998-06-18 2001-06-19 Siemens Medical Systems, Inc. Fractional monitor unit radiation delivery control using dose rate modulation
JP3602985B2 (ja) 1999-07-29 2004-12-15 株式会社日立製作所 円形加速器の制御方法及び制御装置
US6510199B1 (en) 2001-07-02 2003-01-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Method and system for providing radiation treatment to a patient
CA2427541C (en) * 2001-08-24 2013-04-16 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Radiotherapy apparatus
US7182083B2 (en) * 2002-04-03 2007-02-27 Koninklijke Philips Electronics N.V. CT integrated respiratory monitor
JP3643573B2 (ja) * 2002-06-05 2005-04-27 安西メディカル株式会社 放射線照射同期信号生成装置
US20040081269A1 (en) * 2002-10-23 2004-04-29 Tin-Su Pan Retrospective respiratory gating for imaging and treatment
GB2396012B (en) * 2002-12-03 2006-03-15 Neorad As Respiration monitor
US8814793B2 (en) 2002-12-03 2014-08-26 Neorad As Respiration monitor
US7778691B2 (en) * 2003-06-13 2010-08-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Apparatus and method using synchronized breathing to treat tissue subject to respiratory motion
US20080077038A1 (en) * 2004-11-02 2008-03-27 Children's Hospital Of Philadelphia Respiratory Volume/Flow Gating, Monitoring, and Spirometry System for Mri
US7397044B2 (en) * 2005-07-21 2008-07-08 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Imaging mode for linear accelerators
US7564950B2 (en) * 2006-02-17 2009-07-21 Siemens Medical Solutions Usa, Inc. Multi-leaf collimator based field size clipping for automatic adaptation to allowed image area
US8021310B2 (en) 2006-04-21 2011-09-20 Nellcor Puritan Bennett Llc Work of breathing display for a ventilation system
EP1870133B1 (de) * 2006-06-22 2008-10-15 Siemens Schweiz AG Vorrichtung zur räumlichen Verfolgung einer beweglichen Lage eines Köperteils
US7784461B2 (en) 2006-09-26 2010-08-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Three-dimensional waveform display for a breathing assistance system
US20080072902A1 (en) * 2006-09-27 2008-03-27 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Preset breath delivery therapies for a breathing assistance system
WO2008081480A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-10 Fondazione Per Adroterapia Oncologica - Tera Ion acceleration system for medical and/or other applications
DE102007026516B4 (de) * 2007-06-08 2012-03-08 Siemens Ag Vorrichtung zur Steuerung einer Strahlentherapievorrichtung sowie Strahlentherapievorrichtung
RU2424012C2 (ru) * 2009-06-10 2011-07-20 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей желудка пучком адронов и устройство для его осуществления
RU2423156C2 (ru) * 2009-06-10 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей молочной железы пучком адронов и устройство для его осуществления
RU2420332C2 (ru) * 2009-06-23 2011-06-10 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей легких пучком адронов и устройство для его осуществления
RU2417804C2 (ru) * 2009-06-23 2011-05-10 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей печени пучком адронов и устройство для его осуществления
RU2423155C2 (ru) * 2009-07-03 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей трахеи пучком адронов и устройство для его осуществления
RU2423157C2 (ru) * 2009-07-03 2011-07-10 Открытое акционерное общество "Головной центр сервисного обслуживания и ремонта Концерна ПВО "Алмаз-Антей" "Гранит" Способ проведения облучения злокачественных опухолей пищевода пучком адронов и устройство для его осуществления
USD638852S1 (en) 2009-12-04 2011-05-31 Nellcor Puritan Bennett Llc Ventilator display screen with an alarm icon
US8924878B2 (en) 2009-12-04 2014-12-30 Covidien Lp Display and access to settings on a ventilator graphical user interface
US9119925B2 (en) 2009-12-04 2015-09-01 Covidien Lp Quick initiation of respiratory support via a ventilator user interface
USD649157S1 (en) 2009-12-04 2011-11-22 Nellcor Puritan Bennett Llc Ventilator display screen with a user interface
US8335992B2 (en) 2009-12-04 2012-12-18 Nellcor Puritan Bennett Llc Visual indication of settings changes on a ventilator graphical user interface
US9262588B2 (en) 2009-12-18 2016-02-16 Covidien Lp Display of respiratory data graphs on a ventilator graphical user interface
US8499252B2 (en) 2009-12-18 2013-07-30 Covidien Lp Display of respiratory data graphs on a ventilator graphical user interface
US8331532B2 (en) * 2010-02-18 2012-12-11 Varian Medical Systems International Ag Method and system for treating moving target
EP2550061A1 (en) * 2010-03-26 2013-01-30 BrainLAB AG Controlling a process of monitoring the position of a patient during a radiation treatment
US20120292534A1 (en) * 2011-05-20 2012-11-22 Sarah Geneser Multi-phase Gating for Radiation Treatment Delivery and Imaging
JP5889585B2 (ja) * 2011-09-15 2016-03-22 株式会社東芝 放射線治療情報生成装置
CN104066480B (zh) * 2012-01-25 2017-04-05 瓦里安医疗系统公司 远程控制系统和方法
FR2992846B1 (fr) * 2012-07-05 2014-08-22 Isp System Ensemble d'imagerie medicale de detection d'une partie en mouvement du corps d'un patient
FR2992845B1 (fr) * 2012-07-05 2015-05-08 Isp System Dispositif de mesure d'un flux gazeux pour l'imagerie medicale
US10362967B2 (en) 2012-07-09 2019-07-30 Covidien Lp Systems and methods for missed breath detection and indication
JP6266092B2 (ja) * 2014-04-04 2018-01-24 三菱電機株式会社 粒子線治療装置
KR101816886B1 (ko) * 2014-10-22 2018-01-09 사회복지법인 삼성생명공익재단 호흡 유도 시스템 및 방법
US9950129B2 (en) 2014-10-27 2018-04-24 Covidien Lp Ventilation triggering using change-point detection
WO2018204649A1 (en) 2017-05-04 2018-11-08 Intraop Medical Corporation Machine vision alignment and positioning system for electron beam treatment systems
EP3646345B1 (en) * 2017-06-29 2020-12-30 The South African Nuclear Energy Corporation Soc Limited Production of radioisotopes
GB2583515B (en) * 2019-05-02 2021-09-08 Elekta ltd Gating of radiotherapy
US11672934B2 (en) 2020-05-12 2023-06-13 Covidien Lp Remote ventilator adjustment
GB2599418B (en) * 2020-09-30 2023-08-09 Elekta ltd A method of controlling operation of a radiotherapy device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2920228A (en) * 1954-12-13 1960-01-05 Univ Leland Stanford Junior Variable output linear accelerator
US3871360A (en) * 1973-07-30 1975-03-18 Brattle Instr Corp Timing biological imaging, measuring, and therapeutic timing systems
DE3216273A1 (de) * 1982-04-30 1983-11-03 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Medizinische anordnung fuer die diagnose und/oder therapie
FR2538206B1 (fr) * 1982-12-21 1985-06-07 Cgr Mev Canon a electrons pour accelerateur lineaire et structure acceleratrice comportant un tel canon
JPH048372A (ja) * 1990-04-26 1992-01-13 Mitsubishi Electric Corp 放射線発生装置
US5148032A (en) * 1991-06-28 1992-09-15 Siemens Medical Laboratories, Inc. Radiation emitting device with moveable aperture plate
US5332908A (en) * 1992-03-31 1994-07-26 Siemens Medical Laboratories, Inc. Method for dynamic beam profile generation
US5538494A (en) * 1994-03-17 1996-07-23 Hitachi, Ltd. Radioactive beam irradiation method and apparatus taking movement of the irradiation area into consideration
US5563925A (en) * 1995-07-20 1996-10-08 Siemens Medical Systems, Inc. Apparatus and method for adjusting radiation in a radiation-emitting device
US5764723A (en) * 1996-10-16 1998-06-09 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus and method to gate a source for radiation therapy

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012533365A (ja) * 2009-07-17 2012-12-27 サイバーハート， インコーポレイテッド 組織表面の輪郭に基づく放射線外科手術治療計画
WO2012127864A1 (ja) * 2011-03-22 2012-09-27 国立大学法人北海道大学 放射線治療用動体追跡装置
JP2014524271A (ja) * 2011-08-04 2014-09-22 ゲーエスイー ヘルムホルッツェントゥルム フュア シュヴェリオネンフォルシュンク ゲーエムベーハー 改良型エネルギ変調器

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US6118847A (en) 2000-09-12
DE69922562D1 (de) 2005-01-20
EP0940158A1 (en) 1999-09-08
DE69922562T2 (de) 2005-05-25

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