JPH09164216A - 放射線治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放射線治療装置において、Ｘ線発生部の近傍
に超音波振動子を設け病巣部の超音波画像を参照しなが
ら位置精度良くかつ緻密な治療を行うことを可能とす
る。 【解決手段】 電子線源１の一端部からその軸方向に伸
びて被検体１０内に挿入されると共に上記電子線源１か
ら放出された電子線を被検体１０内へ導く細管３の先端
部に被検体１０内に向けて超音波を送受波する超音波振
動子８を設けると共に、この超音波振動子８で収集した
超音波エコー信号を処理し上記被検体１０内の病巣部７
の超音波画像を構成して表示する超音波診断装置９を設
けたものである。これにより、被検体１０内の病巣部７
の超音波画像を参照しながら位置精度良くかつ緻密な治
療を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線発生部を被検
体内の病巣部近傍へ挿入して該病巣部に対しＸ線を照射
して治療を行う放射線治療装置に関し、特に上記Ｘ線発
生部の近傍に超音波振動子を設け病巣部の超音波画像を
参照しながら位置精度良くかつ緻密な治療を行うことが
できる放射線治療装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の放射線治療装置は、特表
平6-500661号公報に記載され図１０に示すように、内部
が真空に封止され電子線を発生すると共に加速する電子
線源１と、この電子線源１の一端部からその軸方向に伸
びて被検体内に挿入されると共に上記電子線源１から放
出された電子線２を被検体内へ導く外径数mmの細管３
と、この細管３内の先端部に設けられ上記電子線源１か
ら放出された電子線２が衝突してＸ線４を発生させるＸ
線発生部５と、上記電子線源１に電力を供給すると共に
電子線２の発生を制御する電子線源制御部６とを有し、
上記細管３内先端部のＸ線発生部５から放射されるＸ線
４を被検体内の病巣部７に照射して治療を行うようにな
っていた。このとき、上記細管３を被検体内に挿入し、
該細管３の先端部を病巣部７に密着させてＸ線４を放射
していた。このように、細管３を経皮的に被検体内に挿
入して病巣部７に対し直接的に治療を行うものにおいて
は、上記細管３の先端部を正確に病巣部７の位置に配置
することが重要である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の放射線治療装置においては、細管３の先端部を被検
体内の病巣部７の位置に配置するのに、予めＸ線ＣＴ装
置又は超音波診断装置などの医用画像診断装置により診
断部位の断層像を収集して病巣部７の位置を計測してお
き、その後放射線治療装置の機械的精度によって細管３
を経皮的に被検体内に挿入して病巣部７の位置に到達さ
せるようにしていたので、本当に細管３の先端部が病巣
部７に位置決めされているかどうかはわからないもので
あった。すなわち、医用画像診断装置で撮像時と、実際
の治療時とで病巣部７に位置ずれが生じることもあり、
位置精度が確保できず細管３の先端部を正しく位置決め
できないことがあった。

【０００４】また、胸腹部における内視鏡下手術と同様
にして、内視鏡を用いて直接病巣部７を観察しながら細
管３を経皮的に挿入して位置決めをし、Ｘ線を放射して
治療をすることもできるが、この場合は病巣部７の表層
しか見えないため、実質臓器内の病巣部についてその病
巣の深さに応じた緻密な治療はできないものであった。

【０００５】そこで、本発明は、このような問題点に対
処し、Ｘ線発生部の近傍に超音波振動子を設け病巣部の
超音波画像を参照しながら位置精度良くかつ緻密な治療
を行うことができる放射線治療装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による放射線治療装置は、内部が真空に封止
され電子線を発生すると共に加速する電子線源と、この
電子線源の一端部からその軸方向に伸びて被検体内に挿
入されると共に上記電子線源から放出された電子線を被
検体内へ導く細管と、この細管内の先端部に設けられ上
記電子線源から放出された電子線が衝突してＸ線を発生
させるＸ線発生部と、上記電子線源に電力を供給すると
共に電子線の発生を制御する電子線源制御部とを有し、
上記細管内先端部のＸ線発生部から放射されるＸ線を被
検体内の病巣部に照射して治療を行う放射線治療装置に
おいて、上記細管の先端部に被検体内に向けて超音波を
送受波する超音波振動子を設けると共に、この超音波振
動子で収集した超音波エコー信号を処理し上記被検体内
の病巣部の超音波画像を構成して表示する超音波診断装
置を設けたものである。

【０００７】また、上記超音波振動子は、細管の先端部
にて外側面に一列状に設け、この一列状の超音波振動子
の一部にはＸ線を透過すると共に上記細管内の真空保持
ができる材料で形成されたＸ線窓を設け、超音波振動子
による超音波走査の視野中にＸ線を照射するようにして
もよい。

【０００８】さらに、上記電子線源制御部と超音波診断
装置との間に、該超音波診断装置で構成した病巣部の超
音波画像をもとにその病巣部の位置及び範囲を計測し、
病巣位置が細管先端部からのＸ線の照射軸上にあるとき
にＸ線照射を許可すると共に、上記細管先端部からの病
巣部の距離に応じてＸ線線量を制御する画像解析手段を
設けてもよい。

【０００９】さらにまた、上記細管を被検体内へ挿入す
るのを誘導するためのシースを設けると共に、このシー
スを被検体に対して固定するスタンドを設け、かつ上記
シースの入口部には該細管をシース内で回転させる駆動
部を設け、上記電子線源制御部からの駆動信号により上
記駆動部を回転駆動するようにしてもよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による放
射線治療装置の実施の形態を示す説明図である。この放
射線治療装置は、Ｘ線発生部を被検体内の病巣部近傍へ
挿入して該病巣部に対しＸ線を照射して治療を行うもの
で、図１に示すように、電子線源１と、細管３と、Ｘ線
発生部５と、電子線源制御部６とを有し、さらに超音波
振動子８と、超音波診断装置９とを備えて成る。

【００１１】上記電子線源１は、電子線を発生すると共
に加速するもので、内部が真空に封止された真空容器か
ら成る。細管３は、上記電子線源１から放出された電子
線２（図２参照）を被検体１０内へ導くもので、電子線
源１の一端部からその軸方向に伸びて被検体１０内に挿
入されるようになっており、例えば外径数mmのパイプ状
に形成されている。また、Ｘ線発生部５は、上記電子線
源１から放出された電子線２が衝突してＸ線４（図２参
照）を発生させるもので、図２に示すように、上記細管
３内の先端部に設けられ、例えばタングステン等の金属
でブロック状に形成されると共に、電子線２の衝突面は
制動放射によって細管３の軸に対し略直角方向にＸ線４
を放射するように所定の角度で傾斜されている。さら
に、電子線源制御部６は、上記電子線源１に電力を供給
すると共に電子線２の発生を制御するもので、ケーブル
１２ａ及び１２ｂを介して電子線源１に接続されてい
る。

【００１２】ここで、本発明においては、上記細管３の
先端部の外側面に超音波振動子８が設けられると共に、
超音波診断装置９が設けられている。上記超音波振動子
８は、被検体１０内に向けて超音波を送受波するもの
で、パルス状の電気信号を機械的振動に変換して超音波
を発生すると共に、被検体１０内で反射された超音波エ
コーを受波して電気信号に変換するようになっている。
そして、図２に示すように、細管３の先端部にて外側面
にその細管３の軸方向に沿って短冊状の多数の振動子素
子が一列状に配列されており、電子セクタ方式又は電子
リニア方式に構成されている。この場合、上記超音波振
動子８の一部、例えば上記一列状の並びの中央部には、
Ｘ線４を透過させると共に上記細管３内の真空保持をす
るためのＸ線窓１３が形成されている。このＸ線窓１３
は、Ｘ線４を透過すると共に細管３内の真空保持ができ
る材料、例えばベリリウム又はダイヤモンド等の薄膜で
形成されている。

【００１３】また、上記超音波振動子８は、多数の短冊
状の振動子素子が一列状に配列されているので、図２に
示すように、個々の振動子素子には１本ずつケーブルが
接続されており、これを束ねたケーブル１４を介して後
述の超音波診断装置９に電気信号を送受信するようにな
っている。この場合、図２（ｂ）に示すように、細管３
内にて電子線２が走る空間と上記ケーブル１４を配線す
る空間との間に電磁シールド材１５を配置して分離して
ある。これは、上記両者間を磁気遮へいすることによ
り、ケーブル１４による電子線２のゆらぎの発生、又は
電子線２によるケーブル１４へのノイズの混入を防止す
るためである。

【００１４】上記超音波診断装置９は、上記超音波振動
子８で収集した超音波エコー信号を処理し被検体１０内
の病巣部７の超音波画像を構成してリアルタイムに表示
するもので、通常の超音波診断装置と同様に構成されて
おり、上記超音波振動子８とケーブル１４（図２参照）
とケーブル１２ａ及び１２ｃを介して接続されている。
なお、図１において、符号１６は超音波診断装置９のテ
レビモニタを示し、符号１７はこのテレビモニタ１６に
表示された病巣部７の断層像を示している。この超音波
診断装置９で画像化する診断部位の範囲は、Ｘ線照射の
位置合わせや病巣部７の侵潤範囲の診断を行うために、
数mm〜数cm程度の範囲でよい。そのため使用する周波数
は、10〜20MHz程度でよい。

【００１５】図３〜図５は、細管３の先端部からのＸ線
放射と超音波振動子８による超音波の走査方式との関係
を示す説明図である。まず、図３に示す超音波走査方式
は、セクタ走査方式と呼ばれるもので、細管３の先端部
外側面にその細管３の軸方向に沿って多数の振動子素子
が一列状に配列されて超音波振動子８を形成し、被検体
１０内に挿入する細管３の刺し込み方向に沿う平面内で
電気的に走査して診断部位を画像化するものである。こ
の場合、図２（ａ）に示すと同様に、上記超音波振動子
８の並びの中央部にＸ線窓１３が形成されており、この
Ｘ線窓１３から超音波振動子８による超音波走査の視野
中にＸ線４を照射する。なお、このセクタ走査方式のよ
うに、多数の振動子素子から発生する超音波の位相を変
化させることにより超音波ビームを走査するものにおい
ては、振動子素子が一部分ない場合であっても超音波画
像の構成が可能である。

【００１６】次に、図４に示す超音波走査方式は、ラデ
ィアル走査方式と呼ばれるもので、細管３の先端部外側
面にその細管３の軸を取り巻く方向に多数の振動子素子
が一列のリング状に配列されて超音波振動子８を形成
し、被検体１０内に挿入する細管３の刺し込み方向に垂
直な平面内で360°一回り電気的に走査して診断部位を
画像化するものである。この場合も、上記超音波振動子
８のリング状の一部にＸ線窓１３が形成されており、こ
のＸ線窓１３から超音波振動子８による円板状の超音波
走査の視野中にＸ線４を照射する。

【００１７】次に、図５に示す超音波走査方式は、前方
視方式と呼ばれるもので、細管３内を走る電子線２の方
向と同方向にＸ線４を照射すると共に、超音波も被検体
１０内に挿入する細管３の刺し込み方向の前方を画像化
するものである。この場合に用いられる細管３は、透過
型のＸ線発生部を有するものとされており、図６に示す
ように、細管３の先端部の端面に電子線２を制動しＸ線
４を発生させるタングステン等のターゲット材５′を有
し、このターゲット材５′の前面にベリリウム又はダイ
ヤモンド等でできたＸ線透過膜１８が蒸着などにより取
り付けられている。そして、このＸ線透過膜１８が取り
付けられた端面にてその中心部を除き外周部に超音波振
動子８がドーナツ状に配列されている。また、上記超音
波振動子８を構成する個々の振動子素子に接続されたケ
ーブル１４は、細管３の外側面を伝わって図１に示す超
音波診断装置９へ接続されている。

【００１８】図７は、以上のように構成された本発明の
放射線治療装置の使用例を示す説明図である。この使用
例は、図３に示すセクタ走査方式の装置の使用状態を示
しており、被検体１０内の病巣部７が例えば肝臓や脳の
ような実質臓器の深部にある場合、外径数mmの細管３を
上記病巣部７に刺し通し、この細管３をその軸を中心と
して矢印Ｂのように回転させながら、超音波振動子８で
被検体内に超音波を送受波して得た超音波画像（図１の
符号１７参照）の視野中に病巣部７の像を確認しつつＸ
線４を照射する。すると、図７（ｂ）に示すように、細
管３の周りに等線量線１９のようなＸ線の線量分布が得
られる。この場合、病巣部７の輪郭に対する細管３から
の距離の大小に応じて照射するＸ線線量を制御すること
により、上記病巣部７の範囲に効率的にＸ線４の線量を
投与でき、被検体１０に不必要な被曝をさせる危険性が
少なくなる。

【００１９】図８は、本発明の他の実施形態を示す説明
図である。この実施形態は、前記電子線源制御部６と超
音波診断装置９との間に、画像解析手段２０を設けたも
のである。この画像解析手段２０は、上記超音波診断装
置９で構成した病巣部７の超音波画像をもとにその病巣
部７の位置及び範囲を計測し、病巣位置が細管３先端部
からのＸ線４の照射軸上にあるときにＸ線照射を許可す
ると共に、上記細管３先端部からの病巣部７の距離に応
じてＸ線線量を制御するもので、超音波診断装置９にケ
ーブル２１ａで接続されると共に、電子線源制御部６に
ケーブル２１ｂで接続されている。この場合は、細管３
の先端部が被検体１０内の病巣部７に位置合わせされた
ときに自動的にＸ線照射を行うと共に、病巣部７に対し
て照射するＸ線線量を自動的に制御することができる。

【００２０】図９は、本発明の更に他の実施形態を示す
説明図である。この実施形態は、上述の図８の構成に対
し、細管３を被検体１０内へ挿入するのを誘導するため
のシース２２を設けると共に、このシース２２を被検体
１０に対して固定するスタンド２３を設け、かつ上記シ
ース２２の入口部には該細管３をシース２２内で回転さ
せる駆動部２４を設け、上記電子線源制御部６からの駆
動信号により上記駆動部２４を回転駆動するようにした
ものである。すなわち、図９において、適宜の大きさの
円弧状又は球面状に形成されたスタンド２３の中央部に
内向きにシース２２が所定長さで突出して固定され、こ
のシース２２の入口部に回転動力源と回転伝達機構とか
ら成る駆動部２４が設けられ、上記スタンド２３の三方
の隅部又は四方の隅部に設けられたビスなどの固定具２
５で例えば頭部などに固定するようになっている。な
お、上記駆動部２４は、ケーブル２６で電子線源制御部
６に接続されている。

【００２１】図９のように構成された装置を使用するに
は、固定具２５を利用してスタンド２３を被検体１０内
の病巣部７の進入線上に固定し、このスタンド２３に取
り付けられたシース２２を上記病巣部７の位置に向けて
刺し込む。そして、このシース２２を誘導部材として上
記シース２２内に細管３を挿入する。これにより、細管
３の先端部が病巣部７へ到達する。その後は、前述の図
８の場合と同様に、上記細管３の先端部の超音波振動子
８から超音波を送受波して超音波診断装置９で病巣部７
の断層像を計測すると共に、細管３の先端部からＸ線を
放射し、さらに電子線源制御部６からの駆動信号により
駆動部２４を回転駆動して上記細管３を矢印Ｂのように
回転させればよい。この場合は、被検体１０内の病巣部
７に挿入された細管３を自動的に回転させると共に、該
病巣部７の侵潤の度合いに応じて電子線源１に供給する
電力を制御し、放射するＸ線線量を自動的に制御するこ
とができる。また、上記電子線源１に供給する電力を制
御する代わりに、上記細管３の回転速度を変化させるこ
とにより、病巣部７の侵潤の度合いに応じてＸ線の照射
時間を制御してもよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されたので、
電子線源の一端部からその軸方向に伸びて被検体内に挿
入されると共に上記電子線源から放出された電子線を被
検体内へ導く細管の先端部に被検体内に向けて超音波を
送受波する超音波振動子を設けると共に、この超音波振
動子で収集した超音波エコー信号を処理し上記被検体内
の病巣部の超音波画像を構成して表示する超音波診断装
置を設けたことにより、被検体内の病巣部の超音波画像
を参照しながら位置精度良くかつ緻密な治療を行うこと
ができる。すなわち、実際の治療時に病巣部の位置及び
状態を観察することができるので、位置精度を確保する
ことができ、細管の先端部を病巣部に正しく位置決めす
ることができる。また、上記超音波画像により病巣部の
深さ方向も観察することができるので、実質臓器内の病
巣部についてその病巣の深さに応じた緻密な治療を行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放射線治療装置の実施の形態を示
す説明図である。

【図２】上記放射線治療装置の細管先端部の構造を示す
縦断面図及びそのＡ−Ａ線断面図である。

【図３】細管先端部からのＸ線放射と超音波の走査方式
との関係を示す説明図であり、セクタ走査方式の場合を
示している。

【図４】細管先端部からのＸ線放射と超音波の走査方式
との関係を示す説明図であり、ラディアル走査方式の場
合を示している。

【図５】細管先端部からのＸ線放射と超音波の走査方式
との関係を示す説明図であり、前方視方式の場合を示し
ている。

【図６】上記前方視方式の場合に用いられる細管の先端
部の構造を示す縦断面図である。

【図７】本発明の放射線治療装置の使用例を示す説明図
である。

【図８】本発明の他の実施形態を示す説明図である。

【図９】本発明の更に他の実施形態を示す説明図であ
る。

【図１０】従来の放射線治療装置を示す説明図である。

【符号の説明】

１…電子線源 ２…電子線 ３…細管 ４…Ｘ線 ５…Ｘ線発生部 ６…電子線源制御部 ７…病巣部 ８…超音波振動子 ９…超音波診断装置 １０…被検体 １３…Ｘ線窓 １６…テレビモニタ １７…断層像 ２０…画像解析手段 ２２…シース ２３…スタンド ２４…駆動部 ２５…固定具

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部が真空に封止され電子線を発生する
   と共に加速する電子線源と、この電子線源の一端部から
   その軸方向に伸びて被検体内に挿入されると共に上記電
   子線源から放出された電子線を被検体内へ導く細管と、
   この細管内の先端部に設けられ上記電子線源から放出さ
   れた電子線が衝突してＸ線を発生させるＸ線発生部と、
   上記電子線源に電力を供給すると共に電子線の発生を制
   御する電子線源制御部とを有し、上記細管内先端部のＸ
   線発生部から放射されるＸ線を被検体内の病巣部に照射
   して治療を行う放射線治療装置において、上記細管の先
   端部に被検体内に向けて超音波を送受波する超音波振動
   子を設けると共に、この超音波振動子で収集した超音波
   エコー信号を処理し上記被検体内の病巣部の超音波画像
   を構成して表示する超音波診断装置を設けたことを特徴
   とする放射線治療装置。
2. 【請求項２】 上記超音波振動子は、細管の先端部にて
   外側面に一列状に設け、この一列状の超音波振動子の一
   部にはＸ線を透過すると共に上記細管内の真空保持がで
   きる材料で形成されたＸ線窓を設け、超音波振動子によ
   る超音波走査の視野中にＸ線を照射するようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の放射線治療装置。
3. 【請求項３】 上記電子線源制御部と超音波診断装置と
   の間に、該超音波診断装置で構成した病巣部の超音波画
   像をもとにその病巣部の位置及び範囲を計測し、病巣位
   置が細管先端部からのＸ線の照射軸上にあるときにＸ線
   照射を許可すると共に、上記細管先端部からの病巣部の
   距離に応じてＸ線線量を制御する画像解析手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の放射線治療装
   置。
4. 【請求項４】 上記細管を被検体内へ挿入するのを誘導
   するためのシースを設けると共に、このシースを被検体
   に対して固定するスタンドを設け、かつ上記シースの入
   口部には該細管をシース内で回転させる駆動部を設け、
   上記電子線源制御部からの駆動信号により上記駆動部を
   回転駆動するようにしたことを特徴とする請求項３記載
   の放射線治療装置。