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WO2015107660A1 - マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置 - Google Patents

マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置 Download PDF

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Publication number
WO2015107660A1
WO2015107660A1 PCT/JP2014/050702 JP2014050702W WO2015107660A1 WO 2015107660 A1 WO2015107660 A1 WO 2015107660A1 JP 2014050702 W JP2014050702 W JP 2014050702W WO 2015107660 A1 WO2015107660 A1 WO 2015107660A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
leaf
leaves
radiation
marker
thickness direction
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/050702
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智志 荒井
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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 三菱重工業株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to EP14879069.4A priority Critical patent/EP3088048B1/en
Priority to PCT/JP2014/050702 priority patent/WO2015107660A1/ja
Priority to US15/109,715 priority patent/US20160325118A1/en
Priority to JP2015557641A priority patent/JPWO2015107660A1/ja
Publication of WO2015107660A1 publication Critical patent/WO2015107660A1/ja

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1042X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head
    • A61N5/1045X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy with spatial modulation of the radiation beam within the treatment head using a multi-leaf collimator, e.g. for intensity modulated radiation therapy or IMRT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1048Monitoring, verifying, controlling systems and methods
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy
    • A61N5/10X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
    • A61N5/1077Beam delivery systems
    • A61N5/1081Rotating beam systems with a specific mechanical construction, e.g. gantries
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KTECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K1/00Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
    • G21K1/02Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators
    • G21K1/04Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using variable diaphragms, shutters, choppers
    • G21K1/046Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating using diaphragms, collimators using variable diaphragms, shutters, choppers varying the contour of the field, e.g. multileaf collimators

Definitions

  • the present invention relates to a multi-leaf collimator that limits an irradiation field of radiation for performing radiation treatment, and a radiation treatment apparatus using the same.
  • One of the treatment methods for tumors is radiation therapy in which the affected area is irradiated with radiation.
  • radiation therapy it is desirable to efficiently irradiate the affected area with radiation while suppressing the radiation dose (dose) to the patient as much as possible.
  • the multi-leaf collimator which limits the irradiation field which is an irradiation area
  • the multi-leaf collimator is provided with a large number of thin leaves. These leaves are juxtaposed at intervals in the thickness direction in the frame.
  • each leaf is movable by a drive mechanism, and can be individually advanced and retracted within the radiation area. The radiation is shielded by the leaves when the leaves are placed in the irradiated area and the field is limited. That is, the limitation of the radiation field makes it possible to form a radiation radiation field tailored to each patient.
  • the above-mentioned leaf is required to have high positional accuracy in the irradiation area. Therefore, in the drive mechanism, there are cases where the actual position of the leaf advanced or retracted is detected, and the detection result is fed back to the control system of the servomotor.
  • Patent Document 1 discloses a configuration in which projections serving as targets are provided as markers on each leaf.
  • the position of the protrusion is recognized by imaging the protrusion with a camera and performing image processing.
  • Patent Document 2 discloses that a ruby that emits light by irradiating light is provided as a marker on a leaf.
  • the position of the marker is recognized by photographing the marker that emits light with a camera.
  • the thickness of each leaf influences the resolution of the shape of the irradiation field.
  • the markers of the plurality of leaves aligned in the thickness direction are closely arranged in proximity to each other. Therefore, when imaging a marker with a camera and performing image processing, each marker can not be recognized independently, and there is a possibility that the position of a leaf can not be detected correctly.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is directed to a multi-leaf collimator capable of more reliably recognizing a marker provided on a leaf and rapidly detecting the position of the leaf with high accuracy, and a multi-leaf collimator It is an object of the present invention to provide a radiation treatment apparatus that
  • the multi-leaf collimator is a multi-leaf collimator that limits the irradiation range of radiation, and includes a plurality of leaves aligned in the thickness direction, and the plurality of the leaves with respect to the radiation.
  • the width in the thickness direction of the recognition mark is smaller than the thickness of the leaf including the recognition mark. It may be done.
  • a plurality of the leaves in the multi-leaf collimator of the second aspect are formed with a plurality of types of thickness, and the number of types of width of the recognition mark is The thickness of the leaf may be equal to or less than the number of types.
  • the recognition marks of the leaves adjacent to each other in the thickness direction advance or retreat
  • the positions of the directions may be different from one another.
  • the recognition mark includes the advancing and retracting direction of the leaf and the thickness direction. You may form in the end surface of the direction perpendicular
  • the end face of the multi-leaf collimator of the fifth aspect includes at least one of a protrusion and a groove
  • the recognition mark includes the protrusion and the groove It may be formed on at least one of the two.
  • a radiotherapy apparatus includes the multi-leaf collimator according to any one of the first to sixth aspects, a mark position detection unit for detecting the position of the recognition mark, and the mark position detection.
  • a control unit that controls the drive mechanism based on the position of the recognition mark detected by a unit, and a radiation irradiation apparatus that emits the radiation.
  • the multi-leaf collimator and the radiation treatment apparatus it is possible to more reliably recognize the recognition mark provided on the leaf and quickly detect the position of the leaf with high accuracy.
  • FIG. 1 It is a figure showing functional composition of a radiotherapy system in a first embodiment of this invention. It is a perspective view which shows schematic structure of the radiotherapy apparatus which comprises the said radiotherapy system. It is sectional drawing which shows the radiation irradiation apparatus which comprises the said radiotherapy apparatus. It is a perspective view which shows the external appearance of the multi-leaf collimator which comprises a part of said radiation irradiation apparatus. It is a width direction sectional view of the above-mentioned multi-leaf collimator. It is sectional drawing of the direction perpendicular
  • FIG. 1 is a diagram showing a functional configuration of a radiation treatment system 10 in the first embodiment of the present invention.
  • the radiation treatment system 10 includes a treatment planning device 11, a control device (control unit) 12, and a radiation treatment device 20.
  • the treatment planning device 11 is preset according to the contents of radiation treatment given to the patient, and the properties (the intensity, time, angle, position, radiation area, etc. of the radiation to be given to the patient) of radiation to be given to the patient are It is a device input from the outside.
  • the treatment planning device 11 outputs, to the control device 12, various parameter values for control for emitting radiation corresponding to the property of the input radiation.
  • the controller 12 controls the operation of the radiation therapy apparatus 20 based on the various parameter values generated by the treatment planning apparatus 11.
  • the control device 12 is a computer device such as a personal computer that executes processing based on a predetermined program.
  • the controller 12 is connected to the radiation therapy apparatus 20 via a wireless or wired communication line so as to transmit information bi-directionally.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a radiation treatment apparatus 20 constituting the radiation treatment system 10.
  • the radiation treatment apparatus 20 includes a ring frame 21, a traveling gantry 22, and a radiation irradiation device 24.
  • the ring frame 21 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section.
  • the ring frame 21 is disposed so that the central axis C1 is directed substantially in the horizontal direction.
  • the ring frame 21 is integrally formed with a rotary shaft 25 extending downward, on the outer peripheral surface of the lower end portion 21a.
  • the rotating shaft 25 is supported by a base (not shown) so as to be rotatable about its central axis C2.
  • the rotation shaft 25 is rotationally driven by a pivot drive mechanism (not shown). That is, the ring frame 21 pivots about the vertical axis as the rotary shaft 25 is pivoted by the pivot drive mechanism.
  • the traveling gantry 22 is formed in a cylindrical shape having a circular cross section.
  • the traveling gantry 22 is disposed on the inner peripheral side of the ring frame 21.
  • the traveling gantry 22 is supported by the ring frame 21 and is rotatable along the inner circumferential surface of the ring frame 21.
  • the annular traveling gantry 22 is rotatable around a central axis C1 extending in the horizontal direction.
  • the traveling gantry 22 is rotated in the circumferential direction by a gantry driving mechanism (not shown).
  • the irradiation device 24 is controlled by the controller 12 (see FIG. 1) to emit therapeutic radiation Sr.
  • the radiation irradiating device 24 is supported by the inner circumferential surface 22 a of the traveling gantry 22.
  • the therapeutic radiation Sr emitted from the radiation irradiator 24 is adjusted to pass through the isocenter C0 which is an intersection point of the central axis C2 of the rotational movement of the ring frame 21 and the central axis C1 of the rotational movement of the traveling gantry 22. There is.
  • the radiation irradiator 24 is supported by the traveling gantry 22 so that the treatment radiation Sr is not affected by the rotational movement of the ring frame 21 about the central axis C2 and the rotational movement of the traveling gantry 22 about the central axis C1. , Is always emitted to pass through the isocenter C0.
  • the radiation treatment apparatus 20 further includes a sensor array 23.
  • the sensor array 23 receives the therapeutic radiation Sr emitted by the radiation irradiator 24 and transmitted through the subject around the isocenter C0, and generates a transmission image of the subject.
  • an FPD Fluorescence Desorption Detector
  • an X-ray II Image Intensifier
  • the radiation treatment apparatus 20 further includes diagnostic X-ray sources 26A and 26B and sensor arrays 27A and 27B.
  • the diagnostic X-ray sources 26A and 26B are disposed on the inner peripheral side of the traveling gantry 22.
  • the diagnostic X-ray sources 26A and 26B are disposed on both sides in the circumferential direction of the ring frame 21 with the center of the radiation treatment apparatus 20 (in other words, the central axis C2 of the rotation operation of the ring frame 21) interposed.
  • the diagnostic X-ray sources 26A and 26B are controlled by the controller 12 to emit diagnostic X-rays 101 toward the isocenter C0.
  • the diagnostic X-ray 101 is a cone-like cone beam that extends conically from one point of the diagnostic X-ray source 26A, 26B.
  • the sensor arrays 27A and 27B are supported by the inner circumferential surface 22a of the traveling gantry 22.
  • the sensor arrays 27A and 27B are disposed to face the diagnostic X-ray sources 26A and 26B with the isocenter C0 interposed therebetween.
  • the sensor arrays 27A and 27B receive the diagnostic X-rays 101 emitted from the diagnostic X-ray sources 26A and 26B and transmitted through the object around the isocenter C0, and generate a transmission image of the object.
  • FPD Full Panel Detector
  • X-ray II Image Intensifier
  • the radiation treatment apparatus 20 further includes a couch 28 and a couch drive device 29.
  • the couch 28 is provided with an upper surface 28 a on which the patient B to be treated by the radiation treatment system 10 lies and sleeps.
  • the couch drive 29 is controlled by the controller 12 to move the couch 28.
  • the couch drive device 29 is supported by a base (not shown).
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a radiation irradiation apparatus 24 that constitutes the radiation treatment apparatus 20.
  • the radiation irradiation apparatus 24 includes an electron beam accelerator 51, an X-ray target 52, a primary collimator 53, a flattening filter 54, a secondary collimator 55, and a multileaf collimator 60. Is equipped.
  • the electron beam accelerator 51 irradiates the X-ray target 52 with the electron beam S0 generated by accelerating electrons.
  • the X-ray target 52 is formed of tungsten, a tungsten alloy or the like.
  • the X-ray target 52 emits radiation S1 when the electron beam S0 is irradiated.
  • the primary collimator 53 shields part of the radiation S1 so that the radiation S1 is not irradiated to other than the desired part.
  • the primary collimator 53 has a through hole 53 h through which the radiation S ⁇ b> 1 emitted from the X-ray target 52 passes.
  • the primary collimator 53 is formed of lead, tungsten or the like.
  • the flattening filter 54 is a filter that distributes the dose of the radiation S1 substantially uniformly in a plane perpendicular to the radiation direction of the radiation S1.
  • the flattening filter 54 is formed of aluminum or the like.
  • the flattening filter 54 is disposed on the outlet side of the through hole 53 h of the primary collimator 53.
  • the flattening filter 54 has a generally conical protrusion 54 a on the side facing the X-ray target 52.
  • the shape of the protrusion 54a is designed such that the dose of the radiation S1 in a plane perpendicular to the radiation direction of the radiation S1 is distributed substantially uniformly.
  • the secondary collimator 55 shields part of the radiation S1.
  • the secondary collimator 55 is provided with a through hole 55h at its center.
  • the secondary collimator 55 passes the radiation S2 only through the through hole 55h.
  • the secondary collimator 55 is formed of lead, tungsten or the like.
  • the multi-leaf collimator 60 By passing through the primary collimator 53, the flattening filter 54, and the secondary collimator 55 described above, a part of the radiation S2 having a uniform intensity distribution is further blocked by the multi-leaf collimator 60.
  • the multi-leaf collimator 60 is controlled by the controller 12 to limit the radiation field of the radiation S2.
  • the multileaf collimator 60 generates therapeutic radiation Sr according to the nature of the radiation to be emitted to the patient.
  • FIG. 4 is a perspective view showing an appearance of a multi-leaf collimator 60 which constitutes a part of the radiation irradiation apparatus 24.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the multi-leaf collimator 60 in the width direction.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the multi-leaf collimator 60 in a direction perpendicular to a second direction (hereinafter referred to as a plate thickness direction T) which is the thickness direction of the leaf 70.
  • the multi-leaf collimator 60 includes a frame 61, a plurality of leaves 70, and a drive device (drive mechanism) 90.
  • the frame 61 is formed in a substantially rectangular shape long in one direction.
  • the frame 61 is disposed such that a first direction (hereinafter, referred to as a width direction W) which is a longitudinal direction of the frame 61 is orthogonal to a radiation irradiation axis of the radiation irradiation apparatus 24.
  • the frame 61 is formed with a hollow leaf accommodating portion 62 continuous in the width direction W thereof.
  • an opening 63 penetrating the outer peripheral side of the frame 61 and the leaf accommodation portion 62 is formed in the upper surface 61a on the side facing the radiation irradiating device 24 and the lower surface 61b on the opposite side In FIG. 4, only the opening 63 of the upper surface 61a is shown).
  • the openings 63 are formed at central portions in the width direction W of the upper surface 61 a and the lower surface 61 b.
  • rectangular openings 64 and 64 are formed in both side surface portions 61c and 61d orthogonal to the upper surface portion 61a and the lower surface portion 61b.
  • the opening 64 of the side surface 61c and the opening 64 of the side surface 61d are formed in plane symmetry with respect to a virtual plane located at the center between the side surface 61c and the side surface 61d.
  • a rectangular base plate 65 is attached to the openings 64.
  • the leaf 70 is formed in a substantially rectangular plate shape.
  • the leaf 70 is formed of, for example, tungsten, a tungsten alloy, or the like which does not transmit the radiation S2.
  • a plurality of leaves 70 are arranged side by side at intervals in the plate thickness direction T.
  • the plurality of leaves 70 constitute a leaf group 70G.
  • the leaf group 70G in this embodiment is configured of, for example, 30 leaves 70.
  • such a leaf group 70G is disposed in the leaf accommodating portion 62 in the frame 61 in pairs so as to face each other across the central portion in the width direction W of the frame 61. It is done.
  • FIG. 7 is a perspective view showing a leaf 70 and a drive device 90 for driving the leaf 70.
  • a linear upper edge (end surface) 70a and a lower edge 70b are formed in parallel with each other.
  • the upper edge portion 70 a is disposed opposite to the upper surface portion 61 a in the leaf accommodating portion 62 with a space.
  • the lower edge portion 70b is disposed to face the lower surface portion 61b at a distance.
  • a front edge portion 70c on the side facing the central portion in the width direction W of the frame 61 in the leaf accommodation portion 62 is formed to bulge in an arc shape.
  • a rear edge 70d facing the outer side in the width direction W of the frame 61 in the leaf accommodating portion 62 is formed in a straight line orthogonal to the upper edge 70a and the lower edge 70b.
  • the front edge portion 70c of each leaf is an opening portion of the upper surface portion 61a of the frame 61 It is arrange
  • Each leaf 70 is provided with slits 71 and 72 penetrating in the plate thickness direction T.
  • the slits 71 and 72 are formed continuously in the direction connecting the front edge 70 c and the rear edge 70 d of the leaf 70, that is, in the width direction W.
  • the slits 71 and 72 are formed side by side at intervals in a direction connecting the upper edge 70 a and the lower edge 70 b of the leaf 70.
  • the slits 71 and 72 are shifted toward the rear edge 70d with respect to the front edge 70c so as not to be irradiated to the radiation S2 entering the leaf accommodation portion 62 of the frame 61 from the opening 63 of the upper surface 61a of the frame 61 It is formed in position.
  • a rack gear 73 continuous in the width direction W is formed on at least one of the upper side portions 71a and 72a and the lower side portions 71b and 72b of the slits 71 and 72.
  • the rack gears 73 of the leaves 70 adjacent to each other in the direction in which the plurality of leaves 70 are lined are the upper sides 71a 72a and the lower sides 71b 72b of the slits 71 Among them, they are formed on different sides. By doing so, interference between the pinion gears 96 meshing with the rack gear 73 can be prevented between the leaves 70 adjacent in the thickness direction T.
  • the plurality of leaves 70 constituting each leaf group 70G are supported by the frame 61.
  • the frame 61 supports the leaf 70 so as to be able to advance and retract in the width direction W perpendicular to the thickness direction T.
  • the frame 61 includes a plurality of slide support members 66.
  • the plurality of slide support members 66 are arranged at intervals in the width direction W at the upper and lower portions of each leaf group 70G.
  • a total of four slide support members 66 for guiding the movement of the leaf 70, two each on the central portion side and the outer peripheral side of the frame 61 in the width direction W at the upper and lower portions of each leaf group 70G. Is provided.
  • each slide support member 66 includes a shaft 66a fixed to the frame 61, and a plurality of support rollers 66b rotatably mounted on the shaft 66a.
  • the plurality of support rollers 66b are disposed at positions corresponding to the plurality of leaves 70 constituting the leaf group 70G.
  • the support rollers 66b are rotatable in the direction in which the upper edge 70a and the lower edge 70b of the leaf 70 extend.
  • each leaf 70 is supported by the frame 61 via the slide support member 66 so as to be able to advance and retract individually in the width direction W.
  • the leaves 70 and 70 adjacent to each other in the thickness direction T are brought into contact with the support rollers 66b of different slide support members 66 among the plurality of slide support members 66 described above. It is also good. By doing this, it is possible to prevent the support rollers 66b from interfering with each other between the adjacent leaves 70, 70.
  • the frame 61 is provided with a stopper 68 that regulates the amount of movement of each leaf 70 toward the rear edge 70 d in the width direction W.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the drive device 90. As shown in FIG. As shown in FIGS. 7 and 8, the drive device 90 is provided corresponding to each of the plurality of leaves 70.
  • the drive device 90 includes a motor 91, a shaft 95, and a pinion gear 96.
  • the motor 91 is connected to the proximal end of the shaft 95.
  • the motor 91 rotationally drives the shaft 95 about its axis.
  • the motor 91 is supported by a base plate 65 provided along the side portions 61 c and 61 d of the frame 61.
  • the base plate 65 provided on one side surface portion 61c of the frame 61 is a motor of the driving device 90 for driving half of the leaves 70 on the side closer to the side surface portion 61c among the plurality of leaves 70 constituting the leaf group 70G. 91 is supported.
  • the base plate 65 provided on the other side surface portion 61 d of the frame 61 is a motor of the driving device 90 for driving a half of the leaves 70 near the side surface portion 61 d among the plurality of leaves 70 constituting the leaf group 70 G 91 is supported.
  • the shaft 95 extends in the thickness direction T of the leaf 70. As shown in FIGS. 6 and 7, the shaft 95 is inserted into the slits 71 or 72 of the plurality of leaves 70 of the leaf group 70G. Furthermore, as shown in FIGS. 7 and 8, the pinion gear 96 is attached to the tip of the shaft 95. The pinion gear 96 meshes with a rack gear 73 formed in any one of the upper side portions 71a and 72a and the lower side portions 71b and 72b of the slits 71 and 72, which are a part of the leaf 70.
  • the driving device 90 further includes a rotary encoder 92 and a cover 94.
  • the rotary encoder 92 measures the amount of rotation of the shaft 95 and outputs the measurement result to the control device 12.
  • the cover 94 is formed in a hollow tubular shape.
  • the cover 94 is provided integrally with the housing 91 a of the motor 91.
  • a bearing 97 is provided at the end of the cover 94 opposite to the motor 91.
  • the shaft 95 is inserted into the cover 94.
  • the shaft 95 is rotatably supported by a bearing 97. That is, the cover 94 supports the shaft 95 by the bearing 97 at a position separated from the motor 91 in the direction in which the shaft 95 extends. This prevents the shaft 95 from being deformed by its own weight and the like, and the pinion gear 96 reliably meshes with the teeth of the rack gear 73 even when the motor 91 and the leaf 70 are separated.
  • a notch 94a is formed in a part in the circumferential direction.
  • the notch 94a prevents interference with another leaf 70 disposed on the motor 91 side than the leaf 70 having a rack gear 73 with which the pinion gear 96 of the shaft 95 inserted into the cover 94 engages.
  • the motor 91 is driven by the control of the control unit 12 to rotate the shaft 95.
  • the pinion gear 96 rotates with the shaft 95, and the rotational force is transmitted to the rack gear 73.
  • the leaf 70 provided with the rack gear 73 is displaced in the advancing and retracting direction which is the width direction W.
  • each of the two sets of leaf groups 70G when each leaf 70 constituting the leaf group 70G is advanced and retracted in the width direction W, the radiation S2 incident from the opening 63 of the upper surface 61a of the frame 61 is , And a part of the leaf 70 of the leaf group 70G on both sides is shielded. That is, the multi-leaf collimator 60 generates the therapeutic radiation Sr limited to the shape of the predetermined irradiation field.
  • treatment is performed as follows. First, the user fixes the patient B on the couch 28 of the radiation treatment apparatus 20 so that the posture indicated by the treatment plan input to the treatment planning apparatus 11 is obtained.
  • the controller 12 actuates a pivot drive mechanism (not shown) and a gantry drive (not shown). Specifically, the controller 12 rotates the ring frame 21 and the traveling gantry 22 around the central axes C1 and C2 so that the therapeutic radiation Sr irradiates the affected part position of the patient B at the irradiation angle instructed in the treatment plan. And the radiation irradiating apparatus 24 is moved. In addition, the control device 12 drives each leaf 70 so as to change the shape of the irradiation field of the therapeutic radiation Sr limited in the multi-leaf collimator 60 into a shape instructed by the treatment plan input to the treatment planning device 11 The device 90 advances and withdraws. Thereafter, the control device 12 irradiates the affected area of the patient B with the treatment radiation Sr of the dose indicated by the treatment plan input to the treatment planning device 11 using the radiation irradiation device 24.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the configuration of the recognition mark 102 provided on each of the plurality of leaves 70.
  • FIG. 10 is a plan view showing the positional relationship of recognition marks 102 in a plurality of leaves 70.
  • marker parts 100A are provided on each leaf 70 constituting each leaf group 70G of the multi-leaf collimator 60.
  • the marker units 100A are provided to monitor the position of the leaf 70 advanced and retracted by the drive device 90.
  • the marker portion 100A is formed to project from the rear edge 70d of the leaf 70 outward in the width direction W in which the upper edge 70a extends.
  • the thickness T11 of the marker portion 100A is smaller than the thickness T1 of the leaf 70.
  • the marker portion 100A in this embodiment extends outward in the width direction W from the central portion of the leaf 70 in the plate thickness direction T.
  • a recognition mark 102 is formed by coating etc. on the entire upper surface so that it can be recognized at least from the upper side perpendicular to both the advancing and retreating direction of the leaf 70 and the thickness direction T of the leaf 70.
  • the recognition mark 102 in this embodiment is formed, for example, by painting the entire top surface of the marker unit 100A.
  • the marker unit 100A is exposed upward from the opening 67 (see FIGS. 4 and 6) formed above the leaf accommodating portion 62 on the upper surface of the frame 61 described above.
  • the plurality of leaves 70 each provided with the marker portion 100A is thicker than the gap d1 between the leaves 70 adjacent in the thickness direction T in a state of being disposed at a predetermined reference position.
  • the gap d2 between the recognition marks 102 of the marker portions 100A of the leaves 70 adjacent to each other in the direction T is formed larger.
  • the reference position is, for example, a retracted end position P in which the rear edge 70d of each leaf 70 abuts against the stopper 68 (see FIGS. 4 and 6).
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of a mark position detection unit 200 for detecting the position of the recognition mark 102 of the marker unit 100A formed on the leaf 70.
  • the radiation treatment apparatus 20 includes a mark position detection unit 200.
  • the mark position detection unit 200 detects the position of the recognition mark 102 of the marker unit 100A formed on the leaf 70.
  • the mark position detection unit 200 includes a mirror 201, an illumination 202, a camera 203, and an image processing unit 204.
  • the mirror 201, the illumination 202, and the camera 203 are provided on the frame 61.
  • the image processing unit 204 is provided as one function of the control device 12 by cooperation of a computer device and the computer program that constitute the control device 12.
  • the mirror 201 is disposed above the rear edge 70d of the plurality of leaves 70 that constitute the leaf group 70G.
  • the illumination 202 applies illumination light to the rear edge 70 d of the plurality of leaves 70 through the mirror 201.
  • the camera 203 images the rear edge 70 d of the plurality of leaves 70 via the mirror 201.
  • the camera 203 outputs the captured image data to the image processing unit 204.
  • the image processing unit 204 executes predetermined image processing on image data output from the camera 203.
  • the image processing unit 204 recognizes the recognition mark 102 in the image and specifies its position.
  • the shape, size, and the like of the recognition mark 102 are registered in the image processing unit 204 as master data in advance.
  • the image processing method in the image processing unit 204 is not limited in any way, and for example, a known image processing method such as pattern matching can be used.
  • the image processing unit 204 recognizes and locates the recognition marks 102 of all the leaves 70 appearing in the image by the above-mentioned image processing. As a result, the position of each leaf 70 in the forward and backward direction is detected. The image processing unit 204 transfers the detection result to the drive control unit 205.
  • the drive control unit 205 is provided in the control device 12. The drive control unit 205 executes feedback control of the drive device 90 based on the position of each leaf 70, and corrects the control value of the motor 91 as necessary.
  • the plate thickness T11 of the marker portion 100A is smaller than the plate thickness T1 of the leaf 70.
  • the gap d2 between the recognition marks 102 of the marker portions 100A of the leaves 70 adjacent in the thickness direction T can be made larger than the gap d1 between the leaves 70 adjacent to each other.
  • FIG. 12 is a plan view showing marker portions 100A provided on a plurality of leaves 70 in the first modified example of the first embodiment.
  • the plate thickness of the leaf 70 configuring the leaf group 70G is one type is described as an example.
  • the thickness of the leaf 70 constituting the leaf group 70G is not limited to one.
  • two or more plate thicknesses may be mixed.
  • a leaf group 70G is configured by the leaves 70 formed with two types of thickness T1 and T2.
  • the leaf group 70G is formed such that the thickness T2 of the leaf 70 disposed on the center side in the thickness direction T is thinner than the thickness T1 of the leaf 70 disposed outside the thickness direction T. ing.
  • the marker portions 100A are provided at each rear edge 70d, as in the first embodiment.
  • the thickness T11 in the thickness direction T is smaller than the thicknesses T1 and T2 of the respective leaves 70.
  • a recognition mark 102 is formed on the upper surface of each of the marker units 100A.
  • the plate thickness is more than the gap d1 between the leaves 70 adjacent in the plate thickness direction T.
  • the gaps d2, d3 and d4 of the recognition marks 102 adjacent to each other in the direction T are larger. Therefore, according to the first modification, similarly to the first embodiment, the recognition mark 102 can be reliably recognized, and the position detection of each leaf 70 can be performed with high accuracy.
  • FIG. 13 is a plan view showing recognition marks 102 provided on a plurality of leaves 70 in the second modification of the first embodiment.
  • the leaf 70 constituting the leaf group 70G has three plate thicknesses of T1, T2 and T3.
  • These leaves 70 are provided with a marker portion 100A having two types of thickness T11 and T12, and a recognition mark 102 is provided on the marker portion 100A.
  • the plate thickness is more than the gap d1 between the leaves 70 adjacent in the plate thickness direction T.
  • the gaps d2, d3, d4 and d5 of the recognition marks 102 adjacent to each other in the direction T are wider. Therefore, according to the second modification, as in the first embodiment, the recognition mark 102 can be reliably recognized, and the position detection of each leaf 70 can be performed with high accuracy.
  • the plurality of leaves 70 when the plurality of leaves 70 have at least two types of plate thicknesses T1 and T2 or T1, T2 and T3, the plurality of leaves 70 are used. Since the formed marker portion 100A has a number of types of plate thicknesses T11 and T12 (less than the number of types of plate thickness of the leaf 70) than the number of types of plate thickness of the leaf 70, the marker portion 100A is It is possible to reduce the types of recognition marks 102 stored in advance in the image processing unit 204 for recognition.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of recognition marks provided on each of the leaves in the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the marker portions 100B in this embodiment are integrally formed on the upper edge portions 70a of the plurality of leaves 70 constituting the leaf group 70G.
  • the marker portion 100B is formed to project upward from the upper edge 70a of the leaf 70.
  • the marker portion 100B is formed in a rectangular parallelepiped shape having a longitudinal direction in the advancing and retracting direction of the leaf 70.
  • the marker portion 100B is formed such that the thickness T11 in the thickness direction T is smaller than the thickness T1 of the leaf 70. Further, the marker portion 100B is disposed at the central portion of the leaf 70 in the thickness direction T.
  • a recognition mark 102 is formed on the entire top surface of the marker unit 100B by painting or the like.
  • the thickness direction is more than the gap between the leaves 70 adjacent in the thickness direction T
  • the gap between recognition marks 102 adjacent to each other at T is larger.
  • the position of the recognition mark 102 formed on such a marker unit 100B is detected by the mark position detection unit 200 as in the first embodiment.
  • the position of each leaf 70 in the forward and backward direction can be detected.
  • the plate thickness T11 of the marker unit 100B is smaller than the plate thickness T1 of the leaf 70.
  • the gap between the recognition marks 102 adjacent to each other in the thickness direction T can be made larger than the gap between them.
  • the recognition mark 102 of the marker unit 100B provided on the leaf 70 can be reliably recognized, and the position of the leaf 70 can be detected with high accuracy.
  • the marker portion 100B is integrally formed on the upper edge portion 70a of the leaf 70, the marker portion 100B can be formed simultaneously with the fabrication of the leaf 70 by machining or the like. As a result, the marker unit 100B can be easily and accurately formed. And since it does not project from back edge 70d of leaf 70 like marker part 100A in the above-mentioned first embodiment, it is controlled that a user contacts etc. and marker part 100B is deformed or broken. it can. As a result, it is possible to more reliably recognize the marker unit 100B.
  • the recognition mark 102 is formed by painting or the like on the upper surface of the marker portion 100B which is a convex portion, the recognition mark 102 for recognition by image processing can be easily formed with a predetermined dimension. .
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration of recognition marks provided on each of the leaves in the third embodiment of the present invention.
  • the leaves 70 on which are formed are alternately arranged in the plate thickness direction T.
  • the marker portion 100C and the marker portion 100D of the leaf 70 adjacent to each other in the thickness direction T are the same as the leaf 70 in a state where the rear edge 70d is aligned with the retracted end position P which is a predetermined reference position. Their positions in the direction of movement are different.
  • the plurality of leaves 70 constituting the leaf group 70G are, as shown in FIG. 15, positioned from the gap d1 between the leaves 70 in a state where the rear edge 70d is aligned with the retracted end position P which is a predetermined reference position. Also, the gap d6 between the marker portions 100C and 100D adjacent in the thickness direction T is larger.
  • the marker portions 100C adjacent to each other in the thickness direction T are the marker portions 100C formed on the two leaves 70 adjacent to each other.
  • the marker portions 100D adjacent in the thickness direction T are the marker portions 100D formed on the two adjacent leaves 70.
  • the marker units 100C and 100D are integrally formed on the upper edge 70a of each leaf 70 constituting the leaf group 70G, as in the marker unit 100B of the second embodiment.
  • the marker portions 100C and 100D are formed such that the thickness T11 in the thickness direction T is smaller than the thickness T1 of the leaf 70.
  • a recognition mark 102 is formed on the entire top surface of the marker unit 100B by painting or the like.
  • the marker portions 100C and 100D in this embodiment are disposed at the central portion in the thickness direction T of the leaf 70.
  • the positions of the recognition marks 102 formed on the marker units 100C and 100D are detected by the mark position detection unit 200 in the same manner as in the first embodiment. Thus, the position of each leaf 70 in the forward and backward direction can be detected.
  • the positions of the marker unit 100C and the marker unit 100D between the leaves 70 adjacent to each other in the thickness direction T are the leaves 70. Since the directions of advance and retreat differ from each other, the recognition marks 102 of the marker units 100C and 100D provided on the leaf 70 can be reliably recognized, and the position of the leaf 70 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 16 is a plan view showing recognition marks provided on a plurality of leaves in the first modification of the third embodiment. As shown in FIG. 16, the marker portions 100E and 100F may be formed to have a width equal to the thickness T1 of the leaf 70.
  • the marker portions 100E and the marker portions 100F of the leaves 70 adjacent to each other in the thickness direction T differ from each other in the advancing and retracting direction of the leaf 70. .
  • the marker portions 100E adjacent to each other in the thickness direction T and the gap d7 between the marker portions 100F become larger than the gap d1 between the leaves 70. Therefore, the recognition marks 102 of the marker units 100E and 100F provided on the leaf 70 can be recognized more reliably, and the position of the leaf 70 can be detected with high accuracy.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 18 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the second modified example of the second embodiment.
  • FIG. 19 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the third modified example of the second embodiment.
  • FIG. 20 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the fourth modified example of the second embodiment.
  • FIG. 21 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the fifth modified example of the second embodiment.
  • FIG. 22 is a perspective view showing a configuration of a leaf provided with a recognition mark in the sixth modified example of the second embodiment.
  • the leaf 70 is guided by rolling of the support roller 66b in the leaf 70 in which the marker portion 100B is formed.
  • the guide rail 110 having the same cross-sectional shape as the marker portion 100B is formed at the upper edge 70a and the lower edge 70b of the leaf 70.
  • the leaf 70 is guided by rolling the support roller 66b (see FIG. 6) along the guide rail 110.
  • the guide rail 110 may be formed apart from the marker unit 100B in the forward and backward direction.
  • the marker portion 100B is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may have another cross-sectional shape as in the second to fourth modified examples shown in FIGS.
  • the marker portion 100B and the guide rail 110 are respectively formed in a triangular shape in cross section, and the upper half portions of the slopes on both sides of the top portion of the marker portion 100B are painted as identification marks 102.
  • the marker portion 100B and the guide rail 110 have a semicircular cross-sectional shape, and the curved surface facing upward of the marker portion 100B is made a recognition mark 102 by painting or the like.
  • the width at the base is leaf It may be equivalent to the thickness of 70.
  • the width W1 of the recognition mark 102 is smaller than the thickness T1 of the leaf 70. Therefore, as in the first and second embodiments, the recognizability of the recognition mark 102 is enhanced, and the position of the leaf 70 can be detected with high accuracy.
  • the cross-sectional shapes of the marker portion 100B and the guide rail 110 may be different from each other.
  • the guide rail 110 may be provided continuously to the marker unit 100B. At this time, the heights of the marker unit 100B and the guide rail 110 are made different from each other. Thus, the stepped portion 115 is formed between the marker portion 100B and the guide rail 110. By this step portion 115, the boundary between the recognition mark 102 of the marker unit 100B and the other part is clarified, and the recognition of the recognition mark 102 can be enhanced.
  • a groove 120 can be formed at the upper edge of the leaf 70, and this groove 120 can be used as the marker portion 100B. Then, the recognition mark 102 is formed on the bottom of the groove 120 by painting or the like. In this case, the groove width W2 of the groove 120 is made smaller than the thickness T1 of the leaf 70. Thereby, as in the first embodiment and the second embodiment, the recognizability of the recognition mark 102 is enhanced, and it becomes possible to detect the position of the leaf 70 with high accuracy. Further, also in the sixth modification shown in FIG. 22, a guide rail 110 formed of a groove 121 having the same cross-sectional shape as the marker portion 100B can be provided. In this case, the outer peripheral portion of the support roller 66 b of the slide support member 66 may be inserted into the groove 121.
  • the marker portions 100A to 100F are provided on the rear edge 70d side of the leaf 70.
  • the marker units 100A to 100F are also possible to provide the marker units 100A to 100F on the front edge 70c side.
  • the marker units 100A to 100F are markers adjacent to each other in the thickness direction T than the gap d1 between the leaves 70 in a state where the plurality of leaves 70 are positioned at a predetermined reference position.
  • the gaps d2 to d7 between the parts 100A to 100F are made larger.
  • the reference position for example, the retracted end position P in which the rear edge 70d of each leaf 70 is abutted against the stopper 68 (see FIG. 4 and FIG. 6) is given.
  • the present invention is not limited to these configurations.
  • the advanced end position where each leaf 70 is advanced most to the front edge 70c side may be used as the reference position, or the central position between the retracted end position P and the advanced end position may be used as the reference position.
  • the marker portions 100A to 100D are all disposed at the central portion in the thickness direction of the leaf 70 .
  • the arrangement of the marker units 100A to 100D is not limited to the above arrangement as long as the gap between the marker units adjacent in the thickness direction T is larger than the gap between the adjacent leaves 70 in the thickness direction T.
  • the marker portions 100A to 100D may form the recognition mark 102, for example, by applying a paint such as white, a pigment, or a seal.
  • the cross-sectional shape of the marker unit 100B described in the first to sixth modifications of the second embodiment may be applied to the marker units 100C and 100D of the third embodiment.
  • a guide rail 110 may be provided for the leaf 70 of the third embodiment.
  • the recognition marks provided on the leaves can be recognized more reliably, and the positions of the leaves can be recognized. Can be detected quickly with high accuracy.

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Abstract

 このマルチリーフコリメータ(60)は、厚さ方向に並べられた複数枚のリーフ(70)と、放射線(Sr)に対してリーフ(70)を進退させる駆動装置(90)と、リーフ(70)の位置を検出するため、リーフ(70)の進退方向とリーフ(70)の厚さ方向との両方に垂直な方向から少なくとも認識可能な認識マーク(102)と、を備え、複数のリーフ(70)が予め設定された基準位置(P)に配された状態で、厚さ方向で隣り合うリーフ(70)同士の隙間(d1)よりも、厚さ方向で隣り合う認識マーク(102)同士の隙間(d2)が大きくなるようにした。

Description

マルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置
 この発明は、放射線治療を行うために照射する放射線の照射野を制限するマルチリーフコリメータ、および、それを用いた放射線治療装置に関する。
 腫瘍の治療法の一つとして、患部に放射線を照射する放射線治療がある。放射線治療においては、患者への放射線照射量(線量)をなるべく抑えつつ、患部に効率良く放射線を照射することが望まれる。
 そこで、放射線の照射領域・照射形状である照射野を制限するマルチリーフコリメータが用いられている。
 マルチリーフコリメータは、薄板状の多数枚のリーフを備えている。これらリーフは、フレーム内に、それぞれの板厚方向に間隔をあけて並設されている。また、各リーフは、駆動機構によりそれぞれ移動可能とされ、放射線の照射領域内に個別に進退可能となっている。放射線は、照射領域内にリーフが配されると、そのリーフにより遮蔽されて、照射野が制限される。つまり、この照射野の制限により、各患者に合わせた放射線の照射野を形成することが可能となっている。
 上述したリーフは、照射領域内において高い位置精度が要求される。そのため、駆動機構においては、進退させたリーフの実際の位置を検出し、その検出結果をサーボモータの制御系にフィードバックする場合がある。
 例えば特許文献1には、各リーフに、ターゲットとなる突起をマーカとして設ける構成が開示されている。この特許文献1においては、突起をカメラで撮像して画像処理することにより突起の位置を認識している。
 また、特許文献2には、光を照射することによって発光するルビーをマーカとしてリーフに設けることが開示されている。この特許文献2においては、発光するマーカをカメラで撮影することによって、マーカの位置を認識している。
特許第4436343号公報 特許第5143761号公報
 ところで、上述したマルチリーフコリメータにおいては、各リーフの厚さが照射野の形状の分解能を左右する。照射野の分解能を高めるには、各リーフを薄型化してリーフ枚数を増やす必要がある。
 しかし、リーフを薄型化すると、厚さ方向に並んだ複数枚のリーフのマーカ同士が近接して密に配置される。そのため、マーカをカメラで撮像して画像処理する際に、それぞれのマーカを独立して認識することができず、リーフの位置を正確に検出できない可能性がある。
 これに対し、カメラの解像度を高めることで、個々のマーカをより確実に認識できるようにすることも考えられる。しかし、撮像した画像のデータ量が増えるため、画像処理に時間がかかり、リアルタイムでリーフの位置検出を行うことが困難になる可能性がある。
 この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、リーフに設けられたマーカをより確実に認識し、リーフの位置を高い精度で迅速に検出することのできるマルチリーフコリメータ、およびそれを用いた放射線治療装置を提供することを目的とする。
 この発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
 この発明に係る第一態様によれば、マルチリーフコリメータは、放射線の照射範囲を制限するマルチリーフコリメータであって、厚さ方向に並べられた複数のリーフと、前記放射線に対して前記複数のリーフをそれぞれ進退させる駆動機構と、前記複数のリーフにそれぞれ設けられ、前記リーフが進退する進退方向と前記リーフの厚さ方向との両方に垂直な方向から少なくとも認識可能な認識マークと、を備え、前記複数のリーフが予め設定された基準位置に配された状態で、前記厚さ方向で隣り合う前記リーフ同士の隙間よりも、前記厚さ方向で隣り合う前記認識マーク同士の隙間の方が大きく形成されている。
 この発明に係る第二態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一態様のマルチリーフコリメータにおいて、前記認識マークの前記厚さ方向の幅が、前記認識マークを備える前記リーフの厚さよりも小さく形成されていてもよい。
 この発明に係る第三態様によれば、マルチリーフコリメータは、第二態様のマルチリーフコリメータにおける複数枚の前記リーフが、複数種類の厚さで形成され、前記認識マークの幅の種類数が、前記リーフの厚さの種類数以下であるようにしてもよい。
 この発明に係る第四態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一から第三態様の何れか一つのマルチリーフコリメータにおいて、前記厚さ方向で隣り合う前記リーフの前記認識マーク同士は、前記進退方向の位置が互いに異なるようにしてもよい。
 この発明に係る第五態様によれば、マルチリーフコリメータは、第一から第四態様の何れか一つのマルチリーフコリメータにおける前記認識マークが、前記リーフの、前記進退方向と前記厚さ方向との両方に垂直な方向の端面に形成されていてもよい。
 この発明に係る第六態様によれば、マルチリーフコリメータは、第五態様のマルチリーフコリメータにおける前記端面が、凸部と溝部との少なくとも一方を備え、前記認識マークが前記凸部と前記溝部との少なくとも一方に形成されていてもよい。
 この発明に係る第七態様によれば、放射線治療装置は、第一から第六態様の何れか一つのマルチリーフコリメータと、前記認識マークの位置を検出するマーク位置検出部と、前記マーク位置検出部で検出された前記認識マークの位置に基づき、前記駆動機構を制御する制御部と、前記放射線を放射する放射線照射装置と、を備えている。
 この発明に係るマルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置によれば、リーフに設けられた認識マークをより確実に認識し、リーフの位置を高い精度で迅速に検出することが可能となる。
この発明の第一実施形態における放射線治療システムの機能的な構成を示す図である。 上記放射線治療システムを構成する放射線治療装置の概略構成を示す斜視図である。 上記放射線治療装置を構成する放射線照射装置を示す断面図である。 上記放射線照射装置の一部を構成するマルチリーフコリメータの外観を示す斜視図である。 上記マルチリーフコリメータの幅方向断面図である。 上記マルチリーフコリメータの、リーフの板厚方向に垂直な方向の断面図である。 上記リーフおよびリーフを駆動する駆動装置を示す斜視図である。 上記駆動装置の構成を示す斜視図である。 複数枚の上記リーフのそれぞれに設けられた認識マークの構成を示す斜視図である。 複数枚の上記リーフにおける認識マークの位置関係を示す平面図である。 上記リーフに形成された認識マークの位置を検出するためのマーク位置検出部の概略構成を示す図である。 上記第一実施形態の第一変形例における複数のリーフに設けた認識マークを示す平面図である。 上記第一実施形態の第二変形例における複数のリーフに設けた認識マークを示す平面図である。 この発明の第二実施形態における、リーフのそれぞれに設けられた認識マークの構成を示す斜視図である。 この発明の第三実施形態における、リーフのそれぞれに設けられた認識マークの構成を示す平面図である。 上記第三実施形態の第一変形例における複数のリーフに設けた認識マークを示す平面図である。 上記第二実施形態の第一変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。 上記第二実施形態の第二変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。 上記第二実施形態の第三変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。 上記第二実施形態の第四変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。 上記第二実施形態の第五変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。 上記第二実施形態の第六変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。
 以下、この発明の一実施形態に係るマルチリーフコリメータ、および、放射線治療装置を図面に基づき説明する。
(第一実施形態)
 図1は、この発明の第一実施形態における放射線治療システム10の機能的な構成を示す図である。
 図1に示すように、放射線治療システム10は、治療計画装置11と、制御装置(制御部)12と、放射線治療装置20と、を備えている。
 治療計画装置11は、患者に施す放射線治療の内容に応じて予め設定された、患者に放射すべき放射線の性状(患者に放射する放射線の強度、時間、角度、位置、放射領域等)が、外部から入力される装置である。この治療計画装置11は、入力された放射線の性状に対応した放射線を放射するための制御用の各種パラメータ値を制御装置12に出力する。
 制御装置12は、治療計画装置11によって生成された各種パラメータ値に基づいて、放射線治療装置20の動作を制御する。制御装置12は、パーソナルコンピュータ等、予め定められたプログラムに基づいた処理を実行するコンピュータ装置である。制御装置12は、双方向に情報を伝送することができるよう、無線または有線の通信回線を介して放射線治療装置20に接続されている。
 図2は、放射線治療システム10を構成する放射線治療装置20の概略構成を示す斜視図である。
 図2に示すように、放射線治療装置20は、リングフレーム21と、走行ガントリ22と、放射線照射装置24と、を備えている。
 リングフレーム21は、断面円形の筒状に形成されている。このリングフレーム21は、中心軸C1がほぼ水平方向を向くように配されている。リングフレーム21は、その下端部21aの外周面に、下方に向けて延びる回転軸25が一体に形成されている。この回転軸25は、その中心軸C2回りに回動可能な状態で基台(図示せず)に支持されている。回転軸25は、旋回駆動機構(図示せず)により回転駆動される。つまり、リングフレーム21は、回転軸25が旋回駆動機構によって回動されることで、鉛直軸回りに旋回する。
 走行ガントリ22は、断面円形の筒状に形成されている。この走行ガントリ22は、リングフレーム21の内周側に配されている。走行ガントリ22は、リングフレーム21に支持され、リングフレーム21の内周面に沿って回転可能とされている。言い換えれば、環状の走行ガントリ22は、水平方向に延びる中心軸C1回りに回動可能とされている。この走行ガントリ22は、ガントリ駆動機構(図示せず)により、周方向に回動される。
 放射線照射装置24は、制御装置12(図1参照)により制御されて、治療用放射線Srを放射する。放射線照射装置24は、走行ガントリ22の内周面22aに支持されている。放射線照射装置24から放射される治療用放射線Srは、リングフレーム21の回転動作の中心軸C2と、走行ガントリ22の回転動作の中心軸C1との交点であるアイソセンタC0を通るように調整されている。
 このように放射線照射装置24が走行ガントリ22に支持されることにより、リングフレーム21の中心軸C2回りの回転動作、走行ガントリ22の中心軸C1回りの回転動作に関わらず、治療用放射線Srは、常にアイソセンタC0を通るように放射される。
 放射線治療装置20は、センサアレイ23を更に備えている。センサアレイ23は、放射線照射装置24により放射されてアイソセンタC0の周辺の被写体を透過した治療用放射線Srを受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ23としては、FPD(Flat Panel Detector)、X線II(Image Intensifier)等を用いることができる。
 また、放射線治療装置20は、診断用X線源26A,26Bと、センサアレイ27A,27Bと、を備えている。
 診断用X線源26A,26Bは、走行ガントリ22の内周側に配置されている。診断用X線源26A,26Bは、放射線治療装置20の中心(言い換えれば、リングフレーム21の回転動作の中心軸C2)を挟んで、リングフレーム21の周方向両側に配置されている。診断用X線源26A,26Bは、制御装置12により制御されてアイソセンタC0に向けて診断用X線101を放射する。診断用X線101は、診断用X線源26A,26Bが有する1点から円錐状に広がる、円錐状のコーンビームである。
 センサアレイ27A,27Bは、走行ガントリ22の内周面22aに支持されている。センサアレイ27A,27Bは、アイソセンタC0を挟んで診断用X線源26A,26Bと対向するように配置されている。センサアレイ27A,27Bは、診断用X線源26A,26Bから放射され、アイソセンタC0の周辺の被写体を透過した診断用X線101を受光して、その被写体の透過画像を生成する。センサアレイ27A,27Bとしては、例えばFPD(Flat Panel Detector)、X線II(Image Intensifier)等を用いることができる。
 放射線治療装置20は、カウチ28と、カウチ駆動装置29と、を更に備えている。カウチ28は、放射線治療システム10により治療される患者Bが横になって寝る上面28aを備えている。
 カウチ駆動装置29は、制御装置12により制御されてカウチ28を移動させる。カウチ駆動装置29は、基台(図示せず)に支持されている。
 図3は、放射線治療装置20を構成する放射線照射装置24を示す断面図である。
 図3に示すように、放射線照射装置24は、電子ビーム加速装置51と、X線ターゲット52と、1次コリメータ53と、フラットニングフィルタ54と、2次コリメータ55と、マルチリーフコリメータ60と、を備えている。
 電子ビーム加速装置51は、電子を加速して生成される電子ビームS0をX線ターゲット52に照射する。
 X線ターゲット52は、タングステン、タングステン合金等から形成されている。X線ターゲット52は、電子ビームS0が照射されると放射線S1を放出する。
 1次コリメータ53は、所望の部位以外に放射線S1が照射されないよう、放射線S1の一部を遮蔽する。この1次コリメータ53は、X線ターゲット52から放射された放射線S1が通る貫通孔53hを備えている。1次コリメータ53は、鉛、タングステン等から形成されている。
 フラットニングフィルタ54は、放射線S1の放射方向に垂直な平面において、放射線S1の線量を概ね一様に分布させるフィルタである。フラットニングフィルタ54は、アルミニウム等から形成されている。このフラットニングフィルタ54は、1次コリメータ53の貫通孔53hの出口側に配置されている。フラットニングフィルタ54は、X線ターゲット52を向く側に、概ね円錐形の突起54aを有している。この突起54aの形状は、放射線S1の放射方向に垂直な平面における放射線S1の線量が概ね一様に分布するように設計されている。
 2次コリメータ55は、放射線S1の一部を遮蔽する。2次コリメータ55は、その中央部に貫通孔55hを備えている。2次コリメータ55は、この貫通孔55hでのみ放射線S2を通過させる。2次コリメータ55は、鉛、タングステン等から形成されている。
 上述した1次コリメータ53、フラットニングフィルタ54、2次コリメータ55を経ることで、一様な強度分布を有する放射線S2は、マルチリーフコリメータ60によりその一部が更に遮蔽される。マルチリーフコリメータ60は、制御装置12により制御を受けて放射線S2の照射野を制限する。マルチリーフコリメータ60は、患者に放射すべき放射線の性状に応じた治療用放射線Srを生成する。
 図4は、放射線照射装置24の一部を構成するマルチリーフコリメータ60の外観を示す斜視図である。図5は、マルチリーフコリメータ60の幅方向断面図である。図6は、マルチリーフコリメータ60の、リーフ70の厚さ方向である第二方向(以下、これを板厚方向Tと称する)に垂直な方向の断面図である。
 図4~図6に示すように、マルチリーフコリメータ60は、フレーム61と、複数のリーフ70と、駆動装置(駆動機構)90と、を備えている。
 フレーム61は、一方向に長い略直方体状に形成されている。フレーム61は、その長手方向である第一方向(以下、これを幅方向Wと称する)が、放射線照射装置24の放射線照射軸に直交するよう配置されている。フレーム61には、その幅方向Wに連続する中空のリーフ収容部62が形成されている。
 フレーム61は、放射線照射装置24に対向する側の上面部61aと、その反対側の下面部61bに、フレーム61の外周側とリーフ収容部62とを貫通する開口部63が形成されている(図4において、上面部61aの開口部63のみを示す)。これら開口部63は、上面部61aおよび下面部61bの幅方向Wの中央部に形成されている。
 図4、図5に示すように、フレーム61は、上面部61aおよび下面部61bに直交する両側面部61c,61dに、それぞれ、矩形の開口部64,64が形成されている。これら側面部61cの開口部64と、側面部61dの開口部64とは、側面部61cと側面部61dとの間の中央に位置する仮想平面に対して面対称に形成されている。これら開口部64には、矩形のベースプレート65が装着されている。
 リーフ70は、概ね長方形の板状に形成されている。リーフ70は、放射線S2が透過しない、例えば、タングステン、タングステン合金等から形成されている。
 図5に示すように、リーフ70は、その板厚方向Tに間隔をあけて複数並んで配置されている。これら複数枚のリーフ70により、リーフ群70Gが構成されている。この実施形態におけるリーフ群70Gは、例えば30枚のリーフ70によって構成されている。図4、図6に示すように、このようなリーフ群70Gは、フレーム61の幅方向Wの中央部を挟んで対向するよう、二組一対で、フレーム61内のリーフ収容部62内に配置されている。
 図7は、リーフ70およびリーフ70を駆動する駆動装置90を示す斜視図である。
 図6、図7に示すように、リーフ70は、直線状の上縁部(端面)70aと下縁部70bとが互いに平行に形成されている。図6に示すように、リーフ収容部62内において上縁部70aは、上面部61aと間隔をあけて対向配置されている。同様に、リーフ収容部62内において、下縁部70bは、下面部61bと間隔をあけて対向配置されている。
 リーフ70は、リーフ収容部62内でフレーム61の幅方向Wの中央部を向く側の前縁部70cが、弧状に膨出して形成されている。また、リーフ70は、リーフ収容部62内でフレーム61の幅方向Wの外側を向く後縁部70dが、上縁部70aおよび下縁部70bに直交する直線状に形成されている。
 リーフ収容部62内で幅方向Wの中央部を挟んで対向して配置された二組一対のリーフ群70G,70Gは、各リーフの前縁部70cが、フレーム61の上面部61aの開口部63と下面部61bの開口部63との間の領域に面するように配置されている。
 各リーフ70は、その板厚方向Tに貫通するスリット71,72を備えている。これらのスリット71,72は、それぞれ、リーフ70の前縁部70cと後縁部70dとを結ぶ方向、すなわち幅方向Wに連続して形成されている。スリット71,72は、リーフ70の上縁部70aと下縁部70bとを結ぶ方向に間隔をあけて並んで形成されている。これらスリット71,72は、フレーム61の上面部61aの開口部63からフレーム61のリーフ収容部62内に入射する放射線S2に照射されないよう、前縁部70cよりも後縁部70d側にずらした位置に形成されている。
 各リーフ70は、スリット71,72の上辺部71a,72aと、下辺部71b、72bとの少なくとも一つに、幅方向Wに連続するラックギヤ73が形成されている。ここで、この実施形態におけるリーフ群70Gは、複数枚のリーフ70の並ぶ方向で隣り合うリーフ70、70同士のラックギヤ73が、スリット71,72の上辺部71a,72a、下辺部71b、72bのうち、互いに異なる辺に形成されている。このようにすることで、板厚方向Tで隣り合うリーフ70,70間で、ラックギヤ73に噛み合うピニオンギヤ96が干渉することを防ぐことができる。
 各リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70は、フレーム61に支持されている。フレーム61は、板厚方向Tと垂直な幅方向Wに向かって進退可能なように、リーフ70を支持している。フレーム61は、複数のスライド支持部材66を備えている。これら複数のスライド支持部材66は、各リーフ群70Gの上部と下部において、幅方向Wに間隔をあけてそれぞれ配置されている。この実施形態では、各リーフ群70Gの上部と下部に、それぞれ幅方向Wにおけるフレーム61の中央部側と外周側とにそれぞれ2つずつ、リーフ70の移動をガイドする計4つのスライド支持部材66が設けられている。
 図5、図6に示すように、各スライド支持部材66は、フレーム61に固定されたシャフト66aと、シャフト66aにそれぞれ回転自在に装着された複数の支持ローラ66bとを備えている。これら複数の支持ローラ66bは、リーフ群70Gを構成する複数のリーフ70にそれぞれ対応する位置に配置されている。これらの支持ローラ66bは、リーフ70の上縁部70a、下縁部70bの延びる方向に向かって回動自在とされている。
 図6に示すように、スライド支持部材66の支持ローラ66bは、各リーフ70の上縁部70a、および、下縁部70bに当接している。上縁部70aに当接する支持ローラ66bと、下縁部70bに当接する支持ローラ66bとは、それぞれ少なくとも2つずつ設けられている。
 すなわち、各リーフ70は、スライド支持部材66を介して幅方向Wに個別に進退可能な状態でフレーム61に支持されている。
 ここで、上述したリーフ群70Gにおいて、板厚方向Tで隣り合うリーフ70,70同士は、上述した複数のスライド支持部材66のうち、異なるスライド支持部材66の支持ローラ66bが当接するようにしてもよい。このようにすることで、隣り合うリーフ70,70間で、支持ローラ66b同士が干渉することを防ぐことができる。
 フレーム61は、幅方向Wの後縁部70d側への各リーフ70の移動量を規制するストッパ68を備えている。
 図8は、駆動装置90の構成を示す斜視図である。
 図7、図8に示すように、駆動装置90は、複数枚のリーフ70のそれぞれに対応して設けられている。駆動装置90は、モータ91と、シャフト95と、ピニオンギヤ96と、を備えている。
 モータ91は、シャフト95の基端部に連結されている。モータ91は、シャフト95をその軸線回りに回転駆動させる。
 ここで、図5に示すように、モータ91は、フレーム61の側面部61c,61dに沿って設けられたベースプレート65に支持されている。
 フレーム61の一方の側面部61cに設けられたベースプレート65には、リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70のうち、側面部61cに近い側の半数のリーフ70を駆動する駆動装置90のモータ91が支持されている。フレーム61の他方の側面部61dに設けられたベースプレート65には、リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70のうち、側面部61dに近い側の半数のリーフ70を駆動する駆動装置90のモータ91が支持されている。
 図7に示すように、シャフト95は、リーフ70の板厚方向Tに延びている。また、図6、図7に示すように、シャフト95は、リーフ群70Gの複数枚のリーフ70のスリット71または72内に挿入されている。
 さらに、図7、図8に示すように、ピニオンギヤ96は、シャフト95の先端部に取り付けられている。ピニオンギヤ96は、リーフ70の一部である、スリット71,72の上辺部71a,72a、下辺部71b、72bのいずれか一つに形成されたラックギヤ73に噛み合っている。
 駆動装置90は、ロータリエンコーダ92と、カバー94と、を更に備えている。
 ロータリエンコーダ92は、シャフト95の回転量を測定し、その測定結果を制御装置12に出力する。
 カバー94は、中空の管状に形成されている。このカバー94は、モータ91のハウジング91aと一体に設けられている。モータ91と反対側のカバー94の端部には、軸受97が設けられている。また、カバー94の内部にシャフト95が挿通されている。このシャフト95は、軸受97によって回転可能に支持されている。つまり、カバー94は、モータ91からシャフト95の延びる方向に離間した位置でシャフト95を軸受97によって支持している。これにより、シャフト95が自重などにより変形することを防止し、モータ91とリーフ70とが離れているときでもピニオンギヤ96がラックギヤ73の歯に確実に噛み合う。
 カバー94には、その周方向の一部に切欠き94aが形成されている。
 切欠き94aは、このカバー94に挿通されたシャフト95のピニオンギヤ96が噛み合うラックギヤ73を有したリーフ70よりも、モータ91側に配置される他のリーフ70との干渉を防いでいる。
 このような駆動装置90において、モータ91は、制御装置12の制御によって駆動され、シャフト95を回転させる。シャフト95が回転すると、シャフト95とともにピニオンギヤ96が回転し、その回転力がラックギヤ73に伝達される。すると、ラックギヤ73を備えたリーフ70が、幅方向Wである進退方向に変位する。
 このようにして、二組一対のリーフ群70Gのそれぞれにおいて、リーフ群70Gを構成する各リーフ70を幅方向Wに進退させると、フレーム61の上面部61aの開口部63から入射した放射線S2は、両側のリーフ群70Gのリーフ70によって、その一部が遮蔽される。つまり、マルチリーフコリメータ60により、所定の照射野の形状に制限された治療用放射線Srが生成される。
 上記したような放射線治療システム10では、以下のようにして治療を行う。
 まず、ユーザは、治療計画装置11に入力された治療計画で指示される姿勢となるように放射線治療装置20のカウチ28に患者Bを固定する。
 制御装置12は、旋回駆動機構(図示せず)とガントリ駆動装置(図示せず)とを作動させる。具体的には、制御装置12は、治療計画で指示される照射角度で治療用放射線Srが患者Bの患部位置を照射するように、リングフレーム21、走行ガントリ22を、中心軸C1、C2回りに旋回させて放射線照射装置24を移動させる。また、制御装置12は、マルチリーフコリメータ60において制限する治療用放射線Srの照射野の形状を、治療計画装置11に入力された治療計画で指示される形状に変更するよう、各リーフ70を駆動装置90によって進退させる。
 その後、制御装置12は、放射線照射装置24を用いて、治療計画装置11に入力された治療計画で指示される線量の治療用放射線Srを、患者Bの患部に照射する。
 図9は、複数枚のリーフ70のそれぞれに設けられた認識マーク102の構成を示す斜視図である。図10は、複数枚のリーフ70における認識マーク102の位置関係を示す平面図である。
 図6、図7、図9に示すように、マルチリーフコリメータ60の各リーフ群70Gを構成するそれぞれのリーフ70には、マーカ部100Aが設けられている。これらマーカ部100Aは、駆動装置90によって進退されたリーフ70の位置を監視するために設けられている。
 図9に示すように、マーカ部100Aは、リーフ70の後縁部70dから、上縁部70aの延びる幅方向W外側に突出するように形成されている。マーカ部100Aの板厚T11は、リーフ70の板厚T1よりも、小さく形成されている。
 この実施形態におけるマーカ部100Aは、リーフ70の板厚方向T中央部から幅方向W外側に延びている。
 マーカ部100Aは、リーフ70の進退方向と、リーフ70の板厚方向Tとの両方に対して垂直な上方から少なくとも認識可能なように、その上面全面に塗装等により認識マーク102が形成されている。ここで、この実施形態における認識マーク102は、例えば、マーカ部100Aの上面全体を塗装することで形成されている。
 マーカ部100Aは、上述したフレーム61の上面においてリーフ収容部62の上方に形成された開口部67(図4、図6参照)から上方に向けて露出する。
 図10に示すように、マーカ部100Aをそれぞれ備えた複数のリーフ70は、予め定めた基準位置に配された状態で、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合うリーフ70のマーカ部100Aの認識マーク102同士の隙間d2の方が大きく形成されている。ここで、基準位置とは、例えば、各リーフ70の後縁部70dをストッパ68(図4、図6参照)に突き当てた後退端位置Pである。
 図11は、リーフ70に形成されたマーカ部100Aの認識マーク102の位置を検出するためのマーク位置検出部200の概略構成を示す図である。
 図4、図11に示すように、放射線治療装置20は、マーク位置検出部200を備えている。このマーク位置検出部200は、リーフ70に形成されたマーカ部100Aの認識マーク102の位置を検出する。
 マーク位置検出部200は、ミラー201と、照明202と、カメラ203と、画像処理部204と、を備えている。ミラー201、照明202、および、カメラ203は、フレーム61上に設けられている。画像処理部204は、制御装置12を構成するコンピュータ装置とコンピュータプログラムが協働することによって、制御装置12の一機能として設けられている。
 ミラー201は、リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70の後縁部70dの上方に配置されている。
 照明202は、ミラー201を介して照明光を複数枚のリーフ70の後縁部70dに照射する。
 カメラ203は、ミラー201を介して、複数枚のリーフ70の後縁部70dを撮像する。カメラ203は、撮像した画像データを、画像処理部204に出力する。
 画像処理部204は、カメラ203から出力された画像データを対象として所定の画像処理を実行する。画像処理部204は、画像中の認識マーク102を認識し、その位置を特定する。ここで、画像処理部204には、認識マーク102を認識するため、予め、認識マーク102の形状、寸法等がマスターデータとして登録されている。
 なお、画像処理部204における画像処理方法については何ら限定するものではなく、例えば、パターンマッチング等、公知の画像処理方法を用いることができる。
 画像処理部204は、上記画像処理によって、画像中に映っている全てのリーフ70の認識マーク102について、認識及び位置特定を行う。これにより、それぞれのリーフ70の進退方向における位置が検出される。画像処理部204は、その検出結果を、駆動制御部205に転送する。
 駆動制御部205は、制御装置12に設けられている。この駆動制御部205は、それぞれのリーフ70の位置に基づき、駆動装置90のフィードバック制御を実行し、必要に応じてモータ91の制御値を補正する。
 したがって、上述した第一実施形態のマルチリーフコリメータ60、放射線治療装置20によれば、リーフ70の板厚T1よりもマーカ部100Aの板厚T11が小さく形成されていることで、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合うリーフ70のマーカ部100Aの認識マーク102同士の隙間d2を大きくすることができる。これにより、マーカ部100Aに形成された認識マーク102を撮像して画像処理するときに、それぞれの認識マーク102が互いに離間しているため、リーフ70に設けられた認識マーク102を確実に認識し、リーフ70の位置を高い精度で検出することが可能となる。しかも、高い精度で検出を行うために、カメラ203の画像解像度を高める必要も少ない。そのため、処理速度の遅延を抑えて迅速に処理を行うことができる。
(第一実施形態の第一変形例)
 図12は、上記第一実施形態の第一変形例における複数のリーフ70に設けたマーカ部100Aを示す平面図である。
 上述した第一実施形態においては、リーフ群70Gを構成するリーフ70の板厚が一種類の場合を一例にして説明した。しかし、リーフ群70Gを構成するリーフ70の板厚は、一種類に限るものではない。図12に示すように、二種類以上の板厚のものを混在させてもよい。図12の一例においては、二種類の板厚T1、T2で形成されたリーフ70によりリーフ群70Gが構成されている。より具体的には、リーフ群70Gは、板厚方向Tで中央側に配されるリーフ70の板厚T2が、板厚方向T外側に配されるリーフ70の板厚T1よりも薄く形成されている。
 一方で、リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70は、上記第一実施形態と同様に、各後縁部70dにマーカ部100Aが設けられている。マーカ部100Aは、それぞれのリーフ70の板厚T1、T2よりも、板厚方向Tの板厚T11が小さく形成されている。これら各マーカ部100Aの上面には、認識マーク102が形成されている。
 さらに、リーフ群70Gを構成する複数のリーフ70が、予め定めた基準位置である後退端位置Pに配された状態で、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合う認識マーク102同士の隙間d2、d3、d4の方が大きくなっている。
 したがって、この第一変形例によれば、第一実施形態と同様に、認識マーク102の認識を確実に行って、各リーフ70の位置検出を高精度に行うことができる。
(第一実施形態の第二変形例)
 図13は、上記第一実施形態の第二変形例における複数のリーフ70に設けた認識マーク102を示す平面図である。
 図13に示す第二変形例は、リーフ群70Gを構成するリーフ70を、その板厚をT1、T2、T3の三種類とした。これらのリーフ70は、二種類の板厚T11、T12を有したマーカ部100Aを備え、このマーカ部100Aに認識マーク102が設けられている。
 さらに、リーフ群70Gを構成する複数のリーフ70は、予め定めた基準位置である後退端位置Pに配された状態で、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合う認識マーク102同士の隙間d2、d3、d4、d5の方が広くなっている。
 したがって、この第二変形例によれば、第一実施形態と同様に、認識マーク102の認識を確実に行って、各リーフ70の位置検出を高精度に行うことができる。
 さらに、上述した第一変形例および、第二変形例のように、複数枚のリーフ70が、少なくとも2種類の板厚T1,T2あるいはT1,T2,T3を有する場合、複数枚のリーフ70に形成されたマーカ部100Aが、リーフ70の板厚の種類数よりも少ない(リーフ70の板厚の種類数以下の)種類の板厚T11,T12を有するようにしているため、マーカ部100Aを認識させるために画像処理部204側に予め記憶させる認識マーク102の種類を少なくすることができる。
(第二実施形態)
 次に、この発明に係るマルチリーフコリメータ、放射線治療装置の第二実施形態について説明する。以下に説明する第二実施形態においては、第一実施形態とマーカ部100Bの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
 図14は、この発明の第二実施形態における、リーフのそれぞれに設けられた認識マークの構成を示す斜視図である。
 図14に示すように、この実施形態におけるマーカ部100Bは、リーフ群70Gを構成する複数枚のリーフ70の上縁部70a上にそれぞれ一体に形成されている。
 マーカ部100Bは、リーフ70の上縁部70aから上方に突出して形成される。マーカ部100Bは、リーフ70の進退方向に長手方向を有する直方体状に形成されている。マーカ部100Bは、リーフ70の板厚T1よりも、板厚方向Tの板厚T11が小さくなるよう形成されている。さらにマーカ部100Bは、リーフ70の板厚方向Tにおける中央部に配されている。
 マーカ部100Bの上面全面には、塗装等により認識マーク102が形成されている。
 これにより、リーフ群70Gを構成する複数のリーフ70が、予め定めた基準位置である後退端位置Pに位置した状態で、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間よりも、板厚方向Tで隣り合う認識マーク102同士の隙間の方が大きくなっている。
 このようなマーカ部100Bに形成された認識マーク102は、上記第一実施形態と同様に、マーク位置検出部200によって位置が検出される。これにより、それぞれのリーフ70の進退方向における位置が検出できるようになっている。
 したがって、上述した第二実施形態のマルチリーフコリメータ60、放射線治療装置20によれば、リーフ70の板厚T1よりも、マーカ部100Bの板厚T11が小さいため、板厚方向Tで隣り合うリーフ70同志の隙間よりも、板厚方向Tで隣り合う認識マーク102同志の隙間を大きくできる。その結果、リーフ70に設けられたマーカ部100Bの認識マーク102を確実に認識し、リーフ70の位置を高い精度で検出することが可能となる。
 さらに、マーカ部100Bが、リーフ70の上縁部70aに一体に形成されているので、マーカ部100Bを、リーフ70の製作時に同時に機械加工等により形成することができる。その結果、マーカ部100Bを容易かつ高精度に形成することができる。しかも、上記第一実施形態におけるマーカ部100Aのように、リーフ70の後縁部70dから突出していないので、使用者が接触する等して、マーカ部100Bが変形したり折れたりすることを抑制できる。その結果、マーカ部100Bの認識をより確実に行うことが可能となる。
 また、凸部であるマーカ部100Bの上面に、塗装等により認識マーク102を形成しているため、画像処理により認識するための認識マーク102を容易に所定の寸法で形成することが可能となる。
(第三実施形態)
 次に、この発明に係るマルチリーフコリメータ、放射線治療装置の第三実施形態について説明する。以下に説明する第三実施形態においては、第一実施形態とマーカ部100C,10Dの構成のみが異なるので、第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複説明を省略する。
 図15は、この発明の第三実施形態における、リーフのそれぞれに設けられた認識マークの構成を示す図である。
 図15に示すように、この実施形態におけるリーフ群70Gは、上縁部70aの後縁部70d側にマーカ部100Cが形成されたリーフ70と、後縁部70dよりも前方側にマーカ部100Dが形成されたリーフ70とが、板厚方向Tに交互に配置されている。これにより、予め定めた基準位置である後退端位置Pに後縁部70dを揃えて位置した状態で、板厚方向Tで隣り合うリーフ70のマーカ部100Cとマーカ部100Dとは、リーフ70の進退方向における互いの位置が異なる。
 リーフ群70Gを構成する複数のリーフ70は、図15に示すように、予め定めた基準位置である後退端位置Pに後縁部70dを揃えて位置した状態で、リーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合うマーカ部100C,100D同士の隙間d6の方が大きくなっている。ここで、板厚方向Tで隣り合うマーカ部100C同士とは、二つ隣りのリーフ70に形成されたマーカ部100C同士のことである。同様に、板厚方向Tで隣り合うマーカ部100Dとは、二つ隣りのリーフ70に形成されたマーカ部100D同士のことである。
 マーカ部100C,100Dは、それぞれ、上記第二実施形態のマーカ部100Bと同様、リーフ群70Gを構成するそれぞれのリーフ70の上縁部70a上に一体に形成されている。このマーカ部100C,100Dは、リーフ70の板厚T1よりも、板厚方向Tの板厚T11が小さくなるよう形成されている。マーカ部100Bの上面全面には、塗装等により認識マーク102が形成されている。この実施形態におけるマーカ部100C,100Dは、リーフ70の板厚方向T中央部に配されている。
 マーカ部100C,100Dに形成された認識マーク102は、上記第一実施形態と同様にして、マーク位置検出部200によって位置が検出される。これにより、それぞれのリーフ70の進退方向における位置が検出できるようになっている。
 したがって、上述した第三実施形態のマルチリーフコリメータ60、放射線治療装置20によれば、板厚方向Tで隣り合うリーフ70、70同士で、マーカ部100Cとマーカ部100Dとの位置が、リーフ70の進退方向で互いに異なるため、リーフ70に設けられたマーカ部100C,100Dの認識マーク102を確実に認識し、リーフ70の位置を高い精度で検出することが可能となる。
(第三実施形態の変形例)
 ここで、第三実施形態において、マーカ部100C,100Dは、リーフ70の板厚T1よりも、板厚方向Tの板厚T11が小さくなるよう形成した。しかし、これら板厚T1,T11の大小関係に限られるものではない。
 図16は、上記第三実施形態の第一変形例における複数のリーフに設けた認識マークを示す平面図である。
 図16に示すように、マーカ部100E,100Fは、リーフ70の板厚T1と同等の幅で形成してもよい。
 この第三実施形態の第一変形例の構成では、板厚方向Tで隣り合うリーフ70、70同士のマーカ部100Eとマーカ部100Fとが、リーフ70の進退方向で互いの位置が異なっている。このように構成することで、リーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合うマーカ部100E同士、および、マーカ部100F同士の隙間d7の方が大きくなる。
 そのため、リーフ70に設けられたマーカ部100E、100Fの認識マーク102をより確実に認識し、リーフ70の位置を高い精度で検出することが可能となる。
(その他の変形例)
 なお、この発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な形状や構成等は一例にすぎず、適宜変更が可能である。
 図17は、上記第二実施形態の第一変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。図18は、上記第二実施形態の第二変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。図19は、上記第二実施形態の第三変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。図20は、上記第二実施形態の第四変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。図21は、上記第二実施形態の第五変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。図22は、上記第二実施形態の第六変形例における、認識マークを備えたリーフの構成を示す斜視図である。
 例えば、上記第二実施形態において、マーカ部100Bが形成されたリーフ70は、支持ローラ66bが転動することによって、リーフ70がガイドされる。
 これに対し、図17に示す第一変形例は、リーフ70の上縁部70aおよび下縁部70bに、マーカ部100Bと同じ断面形状で連続するガイドレール110が形成されている。このガイドレール110に沿って、支持ローラ66b(図6参照)が転動することによって、リーフ70がガイドされる。
 ここで、ガイドレール110は、マーカ部100Bの認識マーク102の認識を容易とするため、マーカ部100Bに対して進退方向に離間して形成してもよい。
 また、マーカ部100Bは、直方体状に限らず、図18~図21に示す第二~第四変形例のように、他の断面形状とすることもできる。
 例えば、図18に示す第二変形例は、マーカ部100B、および、ガイドレール110を、それぞれ断面三角形状とし、マーカ部100Bの頂部両側の傾斜面の上半部を塗装等によって認識マーク102としている。
 図19に示す第三変形例は、マーカ部100B、および、ガイドレール110を、それぞれ断面半円形状とし、マーカ部100Bの上方を向く湾曲面を塗装等によって認識マーク102としている。
 また、図20に示す第四変形例のように、マーカ部100B、および、ガイドレール110を、上方に行くにしたがいその幅が漸次小さくなる断面三角形状とする場合、その底辺における幅を、リーフ70の板厚と同等としてもよい。
 この場合、マーカ部100Bの頂部の周囲の一定範囲のみを塗装等により認識マーク102とする。これにより、認識マーク102の幅W1が、リーフ70の板厚T1よりも小さくなる。そのため、上記第一、第二実施形態と同様に、認識マーク102の認識性が高まり、高い精度でリーフ70の位置を検出することが可能となる。
 ここで、これら図18、図19、図20に示す第二~第四変形例において、マーカ部100Bとガイドレール110との各断面形状を互いに異なる断面形状としてもよい。
 また、図21に示す第五変形例のように、マーカ部100Bに連続してガイドレール110を設けてもよい。このとき、マーカ部100Bと、ガイドレール110との高さが互いに異なるようにする。これによって、マーカ部100Bとガイドレール110との間に段部115が形成される。この段部115によって、マーカ部100Bの認識マーク102とその他の部分との境界が明確になり、認識マーク102の認識性を高めることができる。
 さらには、図22に示す第六変形例のように、リーフ70の上縁部に、溝120を形成し、この溝120を、マーカ部100Bとすることもできる。そして溝120の底面に塗装等によって認識マーク102を形成する。
 この場合、溝120の溝幅W2を、リーフ70の板厚T1よりも小さくする。これにより、上記第一実施形態、および、第二実施形態と同様に、認識マーク102の認識性が高まり、高い精度でリーフ70の位置を検出することが可能となる。
 また、図22に示す第六変形例においても、マーカ部100Bと同一断面形状の溝121からなるガイドレール110を設けることができる。この場合、スライド支持部材66の支持ローラ66bの外周部が溝121の内部に没入されるようにすればよい。
 また、上記第一実施形態から第三実施形態(各変形例も含む)において、マーカ部100A~100Fを、リーフ70の後縁部70d側に設けるようにした。しかし、マーカ部100A~100Fを前縁部70c側に設けることも可能である。
 また、上述した各実施形態においては、マーカ部100A~100Fは、複数のリーフ70が予め定めた基準位置に位置した状態で、リーフ70同士の隙間d1よりも、板厚方向Tで隣り合うマーカ部100A~100F同士の隙間d2~d7の方が大きくなるようにした。さらに、各実施形態においては、基準位置の一例として、例えば各リーフ70の後縁部70dをストッパ68(図4、図6参照)に突き当てた後退端位置Pを挙げた。しかし、これらの構成に限られるものではない。例えば、各リーフ70を前縁部70c側に最も前進させた前進端位置を基準位置としてもよいし、後退端位置Pと前進端位置との中心位置を基準位置とすることもできる。
 さらに、マーカ部100A~100Dが何れもリーフ70の板厚方向中央部に配される場合について説明した。しかし、マーカ部100A~100Dの配置は、板厚方向Tで隣り合うマーカ部同士の隙間が板厚方向Tで隣り合うリーフ70同士の隙間よりも大きければ、上記配置に限られない。
 また、マーカ部100A~100Dは、例えば白色等の塗料や顔料、シールの貼付等によって認識マーク102を形成してもよい。
 さらに、第一実施形態の第一変形例、および、第二変形例のようにリーフ70の厚さを複数種類有する構成を、第二実施形態、第二実施形態の各変形例、および、第三実施形態に適用しても良い。
 また、第二実施形態の第一変形例から第六変形例に記載のマーカ部100Bの断面形状を、第三実施形態のマーカ部100C,100Dに適用しても良い。さらに、第三実施形態のリーフ70に対して、ガイドレール110を設けてもよい。
 厚さ方向で隣り合うリーフ同士の隙間よりも、厚さ方向で隣り合う認識マーク同士の隙間の方を大きく形成することで、リーフに設けられた認識マークをより確実に認識し、リーフの位置を高い精度で迅速に検出することが可能となる。
 10  放射線治療システム
 11  治療計画装置
 12  制御装置(制御部)
 20  放射線治療装置
 21  リングフレーム
 21a  下端部
 22  走行ガントリ
 22a  内周面
 23  センサアレイ
 24  放射線照射装置
 25  回転軸
 26A,26B  線源
 27A,27B  センサアレイ
 28  カウチ
 28a  上面
 29  カウチ駆動装置
 51  電子ビーム加速装置
 52  X線ターゲット
 53  1次コリメータ
 53h  貫通孔
 54  フラットニングフィルタ
 54a  突起
 55  2次コリメータ
 55h  貫通孔
 60  マルチリーフコリメータ
 61  フレーム
 61a  上面部
 61b  下面部
 61c,61d  側面部
 62  リーフ収容部
 64  開口部
 65  ベースプレート
 66  スライド支持部材
 66a  シャフト
 66b  支持ローラ
 67  開口部
 68  ストッパ
 70  リーフ
 70G  リーフ群
 70a  上縁部(端面)
 70b  下縁部
 70c  前縁部
 70d  後縁部
 71,72  スリット
 71a,72a  上辺部
 71b  下辺部
 73  ラックギヤ
 90  駆動装置(駆動機構)
 91  モータ
 91a  ハウジング
 92  ロータリエンコーダ
 94  カバー
 95  シャフト
 96  ピニオンギヤ
 97  軸受
 100A~100F  マーカ部
 101  診断用X線
 102  認識マーク
 110  ガイドレール
 115  段部
 120、121  溝
 200  マーク位置検出部
 201  ミラー
 202  照明
 203  カメラ
 204  画像処理部
 205  駆動制御部
 B  患者
 C0  アイソセンタ
 C1、C2  中心軸
 d1~d7  隙間
 P  後退端位置(基準位置)
 S0  電子ビーム
 S1  放射線
 S2  放射線
 Sr  治療用放射線

Claims (7)

  1.  放射線の照射範囲を制限するマルチリーフコリメータであって、
     厚さ方向に並べられた複数のリーフと、
     前記放射線に対して前記複数のリーフをそれぞれ進退させる駆動機構と、
     前記複数のリーフにそれぞれ設けられ、前記リーフが進退する進退方向と前記リーフの厚さ方向との両方に垂直な方向から少なくとも認識可能な認識マークと、を備え、
     前記複数のリーフが予め設定された基準位置に配された状態で、前記厚さ方向で隣り合う前記リーフ同士の隙間よりも、前記厚さ方向で隣り合う前記認識マーク同士の隙間の方が大きく形成されているマルチリーフコリメータ。
  2.  前記認識マークは、
     前記厚さ方向の幅が、前記認識マークを備える前記リーフの厚さよりも小さく形成されている請求項1に記載のマルチリーフコリメータ。
  3.  前記複数のリーフは、複数種類の厚さで形成され、
     前記認識マークは、その幅の種類数が、前記リーフの厚さの種類数以下である請求項2に記載のマルチリーフコリメータ。
  4.  前記厚さ方向で隣り合う前記リーフの前記認識マーク同士は、前記進退方向の位置が互いに異なる請求項1から3の何れか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
  5.  前記認識マークは、
     前記リーフの、前記進退方向と前記厚さ方向との両方に垂直な方向の端面に形成されている請求項1から4の何れか一項に記載のマルチリーフコリメータ。
  6.  前記端面は、
     凸部と溝部との少なくとも一方を備え、
     前記認識マークは、
     前記凸部と前記溝部との少なくとも一方に形成されている請求項5に記載のマルチリーフコリメータ。
  7.  請求項1から6の何れか一項に記載のマルチリーフコリメータと、
     前記認識マークの位置を検出するマーク位置検出部と、
     前記マーク位置検出部で検出された前記認識マークの位置に基づき、前記駆動機構を制御する制御部と、
     前記放射線を放射する放射線照射装置と、
    を備える放射線治療装置。
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