特許 7457167 オフセットマルチリーフコリメータを利用した線量適合性及び均質性の改善方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-18

(45)【発行日】2024-03-27

(54)【発明の名称】オフセットマルチリーフコリメータを利用した線量適合性及び均質性の改善方法

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20240319BHJP

【ＦＩ】

A61N5/10 L

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2022577695

(86)(22)【出願日】2021-06-10

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-07-25

(86)【国際出願番号】 US2021036747

(87)【国際公開番号】W WO2022005721

(87)【国際公開日】2022-01-06

【審査請求日】2022-12-16

(31)【優先権主張番号】16/916,407

(32)【優先日】2020-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】505172824

【氏名又は名称】アキュレイ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100067013

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 文昭

(74)【代理人】

【識別番号】100086771

【弁理士】

【氏名又は名称】西島 孝喜

(74)【代理人】

【氏名又は名称】上杉 浩

(74)【代理人】

【識別番号】100120525

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100139712

【弁理士】

【氏名又は名称】那須 威夫

(74)【代理人】

【識別番号】100210239

【弁理士】

【氏名又は名称】富永 真太郎

(72)【発明者】

【氏名】チャオ エドワード エイチ

(72)【発明者】

【氏名】シュナー エリック

(72)【発明者】

【氏名】ケイシー ディラン

【審査官】宮崎 敏長

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００４３４８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０２０／００４３６２４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５０１６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０６８２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２７３２３９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｎ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

放射線送達システムであって、
標的に送達するための放射線ビームを生成する放射線源であって、前記放射線源から前記標的を含む関心点までのラインが延びる、放射線源と、
前記放射線源に動作可能に結合されたマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）と、
を備え、
前記放射線源と前記ＭＬＣは前記関心点を中心とする回転経路に沿って移動し、
前記ＭＬＣは、前記回転経路に平行で前記ラインに垂直な方向で前記ＭＬＣをシフトさせるようにオフセットされて、前記オフセットに基づいて前記放射線ビームの投影をシフトさせるようにする、
放射線送達システム。

【請求項2】

前記放射線ビームは、メガボルト（ＭＶ）治療ビームを含む、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項3】

前記オフセットは、正又は負の１／４リーフ幅に対応する、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項4】

前記オフセットは、正又は負の１／４＋正又は負の半整数のリーフ幅に対応する、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項5】

前記オフセットが公差を含み、前記公差は、最大で正又は負の８分の１のリーフ幅に対応する、請求項４に記載の放射線供給システム。

【請求項6】

前記関心点は、固定アイソセンタを含む、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項7】

前記放射線源に結合されたガントリを更に備え、
前記ガントリは、前記放射線源を前記関心点の周りに回転させるように構成されている、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項8】

前記ガントリは、Ｃアームガントリを含む、請求項７に記載の放射線送達システム。

【請求項9】

前記ガントリは、リング型ガントリを含む、請求項７に記載の放射線送達システム。

【請求項10】

前記放射線源に結合されたロボットアームを更に備え、前記ロボットアームは、円形又は楕円形の軌道に沿った複数の位置にて前記放射線源を位置付けるように構成されている、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項11】

前記ロボットアームは、前記放射線源を前記関心点の周りの前記複数の位置に位置付ける、請求項１０に記載の放射線送達システム。

【請求項12】

前記放射線ビームは、キロボルト（ｋＶ）治療ビームを含む、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項13】

前記ＭＬＣは、バイナリＭＬＣを含む、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項14】

前記ＭＬＣは、前記ＭＬＣの他のリーフよりも大きい幅を有するエンドリーフを含む、請求項１に記載の放射線送達システム。

【請求項15】

放射線源に結合されたマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）をオフセットにより関心点を中心とする回転経路に平行で、前記放射線源から前記関心点までのラインに垂直な方向に移動させるステップと、
開口部を形成するように、前記ＭＬＣの１又は２以上のリーフを位置決めするステップと、
前記放射線源により生成された放射線ビームの投影を前記ＭＬＣの前記開口部により形作り、前記投影を前記オフセットに基づいてシフトするステップと、
を含む、方法。

【請求項16】

前記ＭＬＣをシフトすることは、正又は負の１／４リーフ幅のうちの１つに対応する、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

前記オフセットは、正又は負の１／４＋正又は負の半整数リーフ幅に対応する、請求項１５に記載の方法。

【請求項18】

前記オフセットは公差を含み、前記公差が、最大で正又は負の８分の１のリーフオフセットに対応する、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記放射線源に結合されたガントリによって、前記放射線源を前記関心点の周りに回転させるステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項20】

前記関心点は、固定アイソセンタを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記ガントリが、Ｃアームガントリを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項22】

前記ガントリが、リング型ガントリを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項23】

前記放射線源に結合されたロボットアームによって、前記関心点の周りで円形又は楕円形の軌道に沿った複数の位置に前記放射線源を位置決めするステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項24】

マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）であって、
放射線源のビームを形成するために独立して第１の方向に移動するように構成された複数のリーフを含み、前記複数のリーフのエンドリーフは、前記複数のリーフの他のリーフと異なる幅を有し、前記複数のリーフは、前記第１の方向に垂直で、関心点を中心とする回転経路に平行な第２の方向にオフセットにより移動するように構成され、前記ビームは、メガボルト（ＭＶ）治療ビームを含む、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）。

【請求項25】

前記エンドリーフの幅は、前記複数のリーフの第２のエンドリーフの第２の幅よりも大きい、請求項２４に記載のＭＬＣ。

【請求項26】

前記幅は、前記放射線源に対する前記ＭＬＣのオフセットに基づく、請求項２４に記載のＭＬＣ。

【請求項27】

前記オフセットは、４分の１プラス又はマイナス８分の１のリーフオフセットに対応する、請求項２６に記載のＭＬＣ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願）
本出願は、２０２０年６月３０日に出願された米国特許出願第１６／９１６，４０７号の米国特許法第１１９（ｅ）条に基づく利益を主張し、その内容全体は、引用により本明細書に組み込まれる。

【0002】

（技術分野）
本開示は、オフセットマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）を利用した放射線送達システムにおける線量適合性及び均質性の改善に関するものである

【背景技術】

【0003】

放射線治療では、腫瘍細胞を破壊するために、患者の体外の線源から放射線治療ビームを介して送達された放射線の線量が、体内の標的部位に送達される。目的の治療部位に送達される放射線量を最大にしながら、非治療部位に送達される放射線量を最小限にするよう配慮が必要である。放射線治療では、放射線治療ビームアパーチャは、放射線治療ビームを目的の標的部位にできるだけ密接に共形となるように形成する。放射線治療ビームアパーチャは、一般に、ＭＬＣによって定義される。

【0004】

本開示は、以下に与えられる詳細な説明及び本開示の様々な実施態様の添付図面から、より完全に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1A】本明細書に記載される実施形態による、ヘリカル放射線送達システムを示す図である。

【図1B】本明細書に記載される実施形態によって使用できるロボット放射線治療システムを示す図である。

【図1C】本明細書に記載される実施形態による、Ｃアームガントリベースの放射線治療システムを示す図である。

【図2A】本開示の実施形態による、整列したＭＬＣを含む放射線送達システムの一例を示す図である。

【図2B】本開示の実施形態による、オフセットＭＬＣを含む放射線送達システムの一例の例図である。

【図3】本開示の実施形態による放射線送達システムのオフセットＭＬＣに利用されるオフセットの量の一例を示す例図である。

【図4A】本開示の実施形態による、整列ＭＬＣからの放射線ビームの投影の一例を示す例図である。

【図4B】本開示の実施形態による、オフセットされたＭＬＣからの放射線ビームの投影の一例を示す例図である。

【図5】本開示の実施形態による、異なる幅のエンドリーフを有するＭＬＣの一例を示す図である。

【図6】本開示の実施形態による、オフセットＭＬＣを利用して線量適合性及び均質性を改善するための方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

本明細書では、オフセットマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）を利用して線量適合性及び均質性を改善するための方法及び装置の実施形態が記載される。放射線送達システムは、放射線源によって生成された放射線ビームの投影をオフセットさせるために、放射線源に対してＭＬＣをオフセットすることができる。放射線ビームの投影をオフセットさせることにより、標的部位（以下、「標的」とも呼ばれる）に提供される線量の適合性及び均質性の改善をもたらすことができる。

【0007】

放射線送達システムにおいて、放射線源は、腫瘍などの標的に送達されるべき放射線ビームを生成することができる。ＭＬＣは、標的に適合するように放射線治療ビームを形成する１又は２以上のパターンを作成するために使用できるリーフを含む放射線源に結合される。治療セッションの間、放射線源及びＭＬＣは、異なる角度から標的に放射線線量を送達するために、ガントリ又はロボットアームによって関心点（標的を含むことができる）の周りに回転／位置決めすることができる。

【0008】

従来の放射線送達システムでは、ＭＬＣが放射線源に結合されると、ＭＬＣのリーフの中心が放射線源から関心点へのラインと一致するようにＭＬＣが整列される。換言すると、ＭＬＣのリーフは、放射線源から関心点までのラインの周りに対称的に分散される。このような整列により、放射線ビームの投影は、ＭＬＣのリーフの幅にほぼ対応した間隔を有することになる。例えば、ＭＬＣのリーフの幅が６．２５ミリメートル（ｍｍ）である場合、放射線ビームの投影は、約６．２５ミリメートルの間隔を空けて配置することができる。放射線ビームの投影のこのような間隔は、特に標的が比較的小さい場合（例えば、３センチメートル（ｃｍ）未満）、標的に対して適合する放射線の線量を提供することが困難になる可能性がある。

【0009】

本開示の態様は、放射線源に対してＭＬＣをオフセットすることによって、上記及び他の欠陥を是正する。ＭＬＣは、放射線源から関心点までのラインに対してオフセットすることができる。オフセットの量は、ＭＬＣのリーフの幅に基づくことができる。実施形態において、オフセットは、４分の１のリーフのオフセットに対応することができる（例えば、オフセットは、ＭＬＣのリーフの幅の４分の１に等しい）。例えば、ＭＬＣのリーフの幅が６．２５ｍｍである場合、オフセットは１．５６ｍｍとすることができる。

【0010】

放射線源に対してＭＬＣをシフトすることで、放射線ビームの投射位置も同様にシフトすることになる。また、放射線源に対してＭＬＣをシフトすることで、放射線ビームの対向する投影をもたらすことができる。このようなＭＬＣのシフトと対向する投影により、放射線ビームの投影の間隔が、整列したＭＬＣを利用する放射線送達システムに対して減少する可能性がある。例えば、ＭＬＣのリーフ幅に対応する間隔を有する放射線ビームの投影を有するのではなく、オフセットＭＬＣを使用することで、ＭＬＣのリーフ幅の半分に対応する間隔を有する放射線ビームの投影を有する結果となることができる。

【0011】

本開示の実施形態は、オフセットＭＬＣを利用して線量の適合性及び均質性を改善する改善された放射線送達システムを提供する。放射線ビームの投影の間の低減された間隔により、放射線送達システムが、従来の放射線送達システムよりも、より適合した線量を標的に送達可能になる。更に、投影間の間隔が減少したことにより、放射線送達システムは、従来の放射線送達システムよりも小さい標的により適合した線量を提供することができる。

【0012】

図１Ａは、本開示の実施形態によるヘリカル放射線送達システム８００を示す。ヘリカル放射線送達システム８００は、リングガントリ８２０に取り付けられたリニア加速器（ＬＩＮＡＣ）８５０を含むことができる。ＬＩＮＡＣ８５０は、電子ビームをＸ線放出標的に向けることによって放射線ビーム（すなわち、治療ビーム）を生成するのに使用することができる。治療ビームは、標的部位（すなわち、腫瘍）に放射線を送達することができる。治療システムは更に、ＬＩＮＡＣ８５０の遠位端に結合されたマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）８６０を含む。ＭＬＣは、治療ビームの整形を可能にするためにＭＬＣのアパーチャを調整するために移動可能である複数のリーフを収容するハウジングを含む。実施形態において、ＭＬＣ８６０は、フィールド幅全体にわたって移動する複数のリーフを含むバイナリＭＬＣとすることができる。実施形態において、ＭＬＣ８６０は、２つの対向するバンクに配置された、複数のリーフペアを含むことができる。幾つかの実施形態では、ＭＬＣ８６０は、ｅＭＬＣとすることができる。実施形態において、ＭＬＣ８６０は、他の何れかのタイプのＭＬＣとすることができる。リングガントリ８２０は、患者８３０がリング／トロイドのボアを通って延びるトロイド形状を有し、ＬＩＮＡＣ８５０は、リングの周囲に取り付けられ、中心を通る軸の周りに回転して、患者の周囲の１又は２以上の角度から送達されるビームを用いて標的部位を照射する。治療中、患者８３０は、治療寝台８４０上のガントリのボアを通って同時に移動することができる。

【0013】

図１Ｂは、本明細書に記載される代替的な実施形態に従って使用できる放射線治療システム１２００を例示する。図示されるように、図１Ｂは、放射線治療システム１２００の構成を示す。図示された実施形態では、放射線治療システム１２００は、放射線治療源として機能する線形加速器（ＬＩＮＡＣ）１２０１と、ＬＩＮＡＣ１２０１の遠位端に結合されて治療ビームを形成するＭＬＣ１２０５と、を含む。一実施形態では、ＬＩＮＡＣ１２０１は、患者の周囲の動作ボリュームにおいて、多くの角度から多くの平面で照射されるビームで病的解剖学的構造（例えば、標的）を照射するようにＬＩＮＡＣ１２０１を位置付けるために、複数の（例えば、５又はそれ以上の）自由度を有するロボットアーム１２０２の端部に取り付けられる。治療は、単一のアイソセンタ、複数のアイソセンタ、又は非アイソレータ手法を有するビーム経路を含むことができる。

【0014】

ＬＩＮＡＣ１２０１は、ロボットアーム１２０２を移動させることによって、治療中に複数の異なるノード（ＬＩＮＡＣ１２０１が停止され、放射線が照射され得る予め定められた位置）に位置決めすることができる。ノードにおいて、ＬＩＮＡＣ１２０１は、１又は２以上の放射線治療ビームを標的に送達することができ、ここで放射線ビーム形状は、ＭＬＣ１２０５におけるリーフ位置により決定される。ノードは、患者の周りにほぼ球状分布で配置することができる。ノードの特定の数及び各ノードで適用される治療ビームの数は、治療される病理解剖学的構造の位置及びタイプの関数として変化することができる。

【0015】

別の実施形態では、ロボットアーム１２０２及びその端部にあるＬＩＮＡＣ１２０１は、放射線が送達されている間、ノード間で連続的に運動することができる。放射線ビーム形状及び２Ｄ強度マップは、ＬＩＮＡＣ１２０１の連続した運動中にＭＬＣ１２０５内のリーフの急激な運動によって決定される。

【0016】

図１Ｃは、Ｃアーム放射線送達システム１４００を示す。システム１４００は、Ｃアームガントリ１４１０、ＬＩＮＡＣ１４２０、ＬＩＮＡＣ１４２０の遠位端に結合されてビームを成形するＭＬＣ１４７０、及び門脈イメージング検出器１４５０を含む。Ｃアームガントリ１４１０は、選択された投影に対応する角度まで回転され、治療寝台１４４０上の患者１４３０のＶＯＩのＸ線画像を取得するのに使用することができる。

【0017】

図２Ａは、本開示の実施形態による、整列されたＭＬＣを含む放射線送達システム２００の一例を示す例図である。放射線送達システム２００は、放射線源２０２及びＭＬＣ２０６を含む。実施形態において、放射線源２０２は、図１ＡのＬＩＮＡＣ８５０に対応することができる。実施形態において、放射線源２０２は、図１ＢのＬＩＮＡＣ１２０１に対応することができる。幾つかの実施形態では、放射線源２０２は、図１ＣのＬＩＮＡＣ１４２０に対応することができる。実施形態において、放射線源２０２は、放射線ビームを生成するように構成された任意のタイプの放射線源に対応することができる。実施形態において、ＭＬＣ２０６は、図１ＡのＭＬＣ８６０に対応することができる。幾つかの実施形態では、ＭＬＣ２０６は、図１ＢのＭＬＣ１２０５に対応することができる。実施形態において、ＭＬＣ２０６は、図１ＣのＭＬＣ１４７０に対応することができる。

【0018】

関心点２０８は、放射線源によって生成される放射線ビームの方向に対して決定された位置に対応することができる。実施形態において、関心点２０８は、標的を含む関心領域（ＲＯＩ）とすることができる。実施形態において、関心点２０８は、固定アイソセンタ２１０を含むことができる。固定アイソセンタ２１０は、放射線源２０２が回転経路２１２に沿ってその周りに回転する、放射線源２０２に対する空間内の点に対応することができる。実施形態において、放射線源２０２及びＭＬＣ２０６は、ガントリ（例えば、図１Ａのリングガントリ８２０又は図１ＣのＣアームガントリ１４１０）又はロボットアーム（例えば、図１Ｂのロボットアーム１２０２）によって関心点２０８の周りに回転／位置決めすることができる。先に説明したように、幾つかの実施形態では、ＭＬＣ２０６が放射線源２０２に結合されると、ＭＬＣ２０６は、ＭＬＣ２０６のリーフが放射線源２０２から関心点２０８までのライン２０４の周りに均一に分布するように整列される。

【0019】

図２Ｂは、本開示の実施形態による、オフセットＭＬＣを含む放射線送達システム２５０の一例を示す例図である。放射線送達システム２５０は、放射線送達システム２００の構成要素と同様の構成要素を含むことができる。しかしながら、放射線源２０２から関心点２０８へのライン２０４に整合して放射線源２０２に結合されるＭＬＣ２０６（図２Ｂにおいて破線で表される）を含む代わりに、放射線送達システム２５０は、オフセットＭＬＣ２５２を含む。

【0020】

オフセットＭＬＣ２５２は、前述したように、放射線源２０２に結合することができる。しかしながら、オフセットＭＬＣ２５２が放射線源２０２に結合されると、オフセットＭＬＣ２５２は、オフセット２５４によってライン２０４に対してシフトすることができる。実施形態において、オフセットＭＬＣ２５２がシフトされるオフセット２５４の量は、オフセットＭＬＣ２５２のリーフの幅に基づくことができる。実施形態において、オフセット２５４の量は、４分の１のリーフオフセットに対応することができる（例えば、オフセットの量は、リーフ幅の１／４である）。例えば、オフセットＭＬＣ２５２のリーフ幅が６．２５ｍｍである場合、オフセット２５４の量は１．５６ｍｍとすることができる。実施形態において、オフセット２５４の量は、１／４リーフプラス又はマイナス１／８リーフのオフセットに対応することができる。例えば、オフセットＭＬＣ２５２のリーフ幅が６．２５ｍｍである場合、オフセット２５４の量は、１．５６ｍｍ±０．７８ｍｍであってもよい。

【0021】

図３は、本開示の実施形態による放射線送達システム３００のオフセットＭＬＣに利用されるオフセット量の一例を示す例図である。図２Ｂの実施形態では、１／４リーフのオフセットを有するオフセットＭＬＣを説明したが、本開示の実施形態は、異なるオフセット量を利用することができる。更に、本開示の実施形態は、放射線源２０２と関心点との間の線に対して異なる方向にＭＬＣをシフトさせる。放射線供給システム３００は、図２Ａで先に説明したように、放射線源２０２、ＭＬＣ２０６、関心点２０８、及び固定アイソセンタ２１０を含むことができる。

【0022】

実施形態において、ＭＬＣ２０６は、ライン２０４に対して第１の方向にＭＬＣ２０６をシフトさせる正のオフセット３０２を使用してシフトすることができる。実施形態において、ＭＬＣ２０６は、負のオフセット３０４を使用してシフトされてもよく、これは、第１の方向と反対であるライン２０４に対して第２の方向にＭＬＣ２０６をシフトさせる。例えば、図３において、正のオフセット３０２は、ＭＬＣ２０６を右にシフトさせることに対応することができ、負のオフセット３０４は、ＭＬＣ２０６を左にシフトさせることに対応することができる。

【0023】

実施形態において、オフセットの量は、正又は負の１／４＋正又は負の半整数のうちの１つに対応することができる。例えば、オフセットは、以下の式を用いて決定することができる。

【数1】

ここで、リーフオフセットは、オフセット量に対応することができ、リーフ幅は、ＭＬＣ２０６のリーフの幅に対応することができ、Ｎは全体の整数に対応することができる。例えば、リーフ幅は６．２５ｍｍとすることができ、Ｎは０、１、２、３などとすることができる。これらのオフセット位置は、図４Ｂに示す投影間隔をもたらす理想的なＭＬＣ配置を記述するが、これらのオフセットからの小さな逸脱は有効性に影響を与えない。理想的なオフセット位置の各々から±１／８のリーフ幅の公差は、図４Ａよりも図４Ｂに近い投影間隔をもたらすことになる。

【0024】

異なるＮ値を用いたオフセット量は、ライン２０４に対するＭＬＣ２０６のリーフの位置関係も類似している可能性があるため、放射線ビームの投影において同様の間隔を有することができる。例えば、正のオフセット３０２又は負のオフセット３０４の何れかと、リーフ幅の１／４、リーフ幅の３／４、リーフ幅の５／４、リーフ幅の７／４などのオフセット量を用いてシフトされたＭＬＣ２０６は、放射線源２０２が生成する放射線ビームの投影において同様の間隔を有することができる。

【0025】

図４Ａは、本開示の実施形態による、整列したＭＬＣからの放射線ビームの投影の一例の例図４００である。図４００は、放射線ビームの投影が受信される正方形の領域に対応することができる。図４００のラインの各々は、放射線源が正方形部位の周りに回転するときに、放射線源によって生成される放射線ビームの投影に対応することができる。例えば、図４００のラインは、放射線源が－２０度の位置から２０度の位置まで回転するときの放射線ビームの投影に対応することができ、ここで、０度の位置は、正方形部位の真上にあり、放射線源が－１６０度の位置から正１６０度の位置まで回転するときの放射線ビームの投影は、１８０度の位置が正方形部位の真下にある。ラインは、放射線ビームによって腫瘍などの標的に提供される放射線の線量分布を例示するのに使用することができる。

【0026】

例図４００は、正方形部位内の位置に対応するＸ軸及びＹ軸を含む。実施形態において、図示４００における（０，０）の座標は、放射線源が回転される関心点（例えば、関心点２０８）及び／又は固定アイソセンタ（例えば、固定アイソセンタ２１０）に対応することができる。関心点（例えば、（０，０））の近くには、正方形部位に入射する放射線ビームの投影間のギャップに対応する投影間隔４０２がある。実施形態において、整列したＭＬＣを使用する場合の投影間隔４０２は、ＭＬＣのリーフの幅と同様とすることができる。例えば、整列されたＭＬＣが６．２５ｍｍのリーフ幅を有する場合、投影間隔４０２は約６．２５ｍｍとすることができる。

【0027】

図４Ｂは、本開示の実施形態による、オフセットＭＬＣからの放射ビームの投影の一例を示すイラスト４５０である。例図４５０は、図４Ｂで説明したものと同様の構成要素を含むことができる。しかしながら、イラスト４５０は、オフセットＭＬＣからの放射線ビームの投影を示す。関心点の近くには、正方形部位に入射する放射線ビームの投影の間のギャップに対応する投影間隔４５２がある。オフセットＭＬＣを利用する放射線送達システムは、整列ＭＬＣを利用する放射線送達システムの投影間隔４０２と比較すると、減少した投影間隔４５２を有することができる。実施形態において、オフセットＭＬＣを使用するときの投影間隔４５２は、ＭＬＣのリーフの幅の半分と同様とすることができる。例えば、オフセットＭＬＣが６．２５ｍｍのリーフ幅を有する場合、投影間隔４０２は、約３．１２ｍｍとすることができる。

【0028】

放射線ビームの投影間隔を小さくすることで、線量適合性及び均質性の改善をもたらすことができる。実施形態において、線量適合性は、線量分布が目標形状に適合する程度を特徴付ける適合性指数（ＣＩ）を用いて決定することができる。ＣＩは、以下の式を用いて、処方された等線量体積を標的輪郭内の等線量体積で除算したものとして定義することができる。

【数2】

ここで、ＶＲｘは処方箋のアイソドーズの輪郭の体積、ＶＲｘ，Ｔは標的構造内にある処方箋のアイソドーズの体積である。処方箋アイソドーズ体積が標的体積の形状に完全に「適合」又は「一致」している場合、ＣＩは１の値を有する。イソドーズ体積が標的体積の外側に広がる場合、ＣＩ値は１より大きくなる。

【0029】

実施形態において、均質性は、標的構造内の線量変動の量を特徴付ける均質性指数（ＨＩ）を用いて決定することができる。ＨＩは、以下の式を用いて決定することができる。

【数3】

ここで、ＤｏｓｅＭａｘは標的構造内の最大線量であり、ＤｏｓｅＲｘは処方線量である。

【0030】

図５は、本開示の実施形態による、異なる幅のエンドリーフを有するＭＬＣ５００の一例を示す図である。ＭＬＣ５００は、ＭＬＣ５００内の様々な位置に８つのリーフペア（５１０～５２５）を含む。リーフペア５１０～５２５の位置は、放射線源によって生成される放射線ビームを成形するために使用できる開口部５５０を形成してもよい。例えば、リーフペア５１０～５２５は、標的部位の形状に対応する開口部５５０を形成することができる。従来のＭＬＣにおいて、リーフペア５１０～５２５は、全て同様のリーフ幅を有することができる。例えば、従来のＭＬＣでは、リーフ５１０～５２５の各々は、６．２５ｍｍのリーフ幅を有することができる。

【0031】

図５は、図２Ａ及び図２Ｂで前述したように、関心点２０８、ライン２０４、及びオフセット２５４を含む。図５において、ライン２０４は、図５のＸ－Ｙ平面に垂直なＺ軸と実質的に平行とすることができる。オフセット２５４は、図５のＹ軸に沿ってＭＬＣ５００をシフトさせてもよい。図５において、オフセット２５４は、ＭＬＣ５００がＹ軸に対して負の方向にシフトされる負のオフセット（例えば、図３の負のオフセット３０４）に相当する。しかしながら、実施形態では、オフセット２５４は、ＭＬＣがＹ軸に対して正の方向にシフトされる、正のオフセット（例えば、図３の正のオフセット３０２）に対応することができる。

【0032】

図５を参照すると、ＭＬＣ５００は、各々がＭＬＣ５００の他のリーフ（例えば、リーフ５１０～５２３）とは異なる対応するリーフ幅５２６を有するエンドリーフ５２４、５２５を含む。例えば、エンドリーフ５２４、５２５は、ＭＬＣ５００の他のリーフのリーフ幅よりも大きい対応するリーフ幅５２６を有することができる。異なるリーフ幅５２６を備えたエンドリーフ５２４、５２５を有することは、リーフ５１０～５２５が関心点２０８及び／又はライン２０４に対してオフセットする（例えば、非対称に整列する）のを可能にしながら、全体としてＭＬＣ５００がライン２０４に対して対称に整列することができる。ＭＬＣ５００全体が関心点２０８及び／又はライン２０４に関して対称であることを可能にすることは、放射線源が、ＭＬＣ５００の両端上のＸ線投影のバランスをとることによってＭＶ（又はｋＶ）イメージングビームを生成するために使用される場合、放射線送達システムの性能を向上させることができる。

【0033】

実施形態において、端部リーフ５２４、５２５のリーフ幅５２６は、ＭＬＣ５００の端部リーフ５１０、５１１のリーフ幅より大きくすることができる。実施形態において、リーフ幅５２６は、先に説明したように、放射線源に対するＭＬＣのオフセットに基づくことができる。幾つかの実施形態では、リーフ幅５２６は、ＭＬＣ５００の他のリーフのリーフ幅に、オフセット量の２倍をプラス又はマイナスしたものと等しくすることができる。例えば、６．２５ｍｍの標準リーフ幅及び１．５６ｍｍの所望のオフセットを有するＭＬＣ（例えば、１／４リーフ）において、リーフ幅は、６．２５ｍｍ±３．１２ｍｍ（例えば、所望のオフセットの２倍）とすることができる。

【0034】

図６は、本開示の実施形態による、オフセットＭＬＣを利用して線量適合性及び均質性を改善する方法６００の流れ図を表している。実施形態において、方法６００の様々な部分は、図１Ａ～３で説明した放射線送達システムのような放射線送達システムによって実行することができる。

【0035】

図６を参照すると、方法６００は、様々な実施形態によって使用される例示的な機能を示している。特定の機能ブロック（「ブロック」）が方法６００に開示されているが、このようなブロックは実施例である。すなわち、実施形態は、方法６００に記載されたブロックの様々な他のブロック又は変形形態を実行するのに十分適している。方法６００のブロックは、提示されたのとは異なる順序で実行されてもよく、また、方法６００のブロックの全てが実行されなくてもよいことは理解される。

【0036】

方法６００は、ブロック６１０から始まり、放射線源に結合されたマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）がオフセットによってシフトされる。実施形態では、オフセットは、先に説明したように、ＭＬＣの１又は２以上のリーフのリーフ幅に基づくことができる。

【0037】

ブロック６２０において、ＭＬＣの１又は２以上のリーフは、開口部を形成するように位置決めされる。

【0038】

ブロック６３０において、放射線源は、放射線ビームを生成する。放射線ビームの投影は、ＭＬＣのリーフによって形成された開口部によって形作られ、オフセットに基づいてシフトされる。

【0039】

ブロック６４０において、放射線源は、関心点の周りに回転／位置決めされる。実施形態において、放射線源は、回転経路に沿って回転／位置決めすることができる。実施形態において、放射線源は、リング又はＣアームガントリなどのガントリによって関心点の周りに回転することができる。実施形態では、放射線源は、ロボットアームによって関心点の周りに位置決めすることができる。幾つかの実施形態では、関心点は、先に説明したように、固定アイソセンタを含むことができる。

【0040】

本明細書に記載される方法及び装置は、医学的治療での使用のみに限定されない点に留意されたい。代替的な実施構成では、本明細書の方法及び装置は、産業用イメージング及び材料の非破壊検査のような、医療技術分野以外の用途で使用されてもよい。このような用途では、例えば、「治療」は、一般に、ビーム（例えば、放射線、音響など）の適用など、治療計画システムによって制御される動作の達成を指すことができ、「標的」は、非解剖学的物体又は領域を指すことができる。

【0041】

先の説明では、本開示の幾つかの実施形態の良好な理解を提供するために、特定のシステム、構成要素、方法及びその他の実施例など、多くの具体的な詳細を記載している。しかしながら、当業者には、本開示の少なくとも幾つかの実施形態が、これらの具体的な詳細なしに実施できることは、明らかであろう。他の例では、本開示を不必要に不明瞭にしないために、周知の構成要素又は方法は詳細に説明されず、又は簡単なブロック図形式で提示される。従って、記載された特定の詳細は、単に例示的なものである。特定の実施形態は、これらの例示的な詳細と異なっていてもよく、それでも依然として本開示の範囲内であることが企図される。

【0042】

本明細書を通じて「一実施形態」又は「ある実施形態」への言及は、実施形態に関連して説明される特定の特徴、構造、又は特性が、少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書全体を通じて種々の箇所で挙げられる表現「１つの実施形態において」又は「実施形態において」は、必ずしも全て同じ実施形態について言及しているとは限らない。

【0043】

本明細書における方法の動作は特定の順序で示され、説明されているが、各方法の動作の順序は、特定の動作が逆の順序で実行され得るように、又は特定の動作が他の動作と少なくとも部分的に同時に実行され得るように変更することができる。別の実施形態では、異なる動作の指示又はサブオペレーションは、断続的又は交互方式とすることができる。

【0044】

要旨に記載されたものを含む、本発明の例示された実施態様の上記説明は、網羅的であること又は開示された正確な形態に本発明を限定することを意図していない。本発明の特定の実施態様及び実施例は、例示の目的で本明細書に記載されているが、関連する技術分野の当業者が認識するように、本発明の範囲内で様々な均等物が可能である。「例示」又は「例示的」という用語は、本明細書では、実施例、実例、又は例証として機能することを意味するのに使用される。本明細書において「実施例」又は「例示的」として記載される何れかの態様又は設計は、必ずしも、他の態様又は設計よりも好ましい又は有利であると解釈されるものではない。むしろ、「実施例」又は「例示的」という用語の使用は、具体的な方法で本発明の概念を提示することを意図している。本出願で使用されるように、用語「又は」は、排他的な「又は」ではなく、包括的な「又は」を意味することが意図される。すなわち、他に指定されない限り、又は文脈から明らかでない限り、「ＸがＡ又はＢを含む」は、自然な包含的順列の何れかを意味することが意図される。つまり、ＸがＡを含む、ＸがＢを含む、又はＸがＡとＢの両方を含む場合、「ＸはＡ又はＢを含む」は前述の例の何れかを満たす。更に、本出願及び添付の特許請求の範囲で使用される冠詞「ａ」及び「ａｎ」は、他に指定されない限り、又は文脈から単数形を指示することが明らかでない限り、一般に「１又は２以上」を意味すると解釈されるべきである。更に、全体を通して「一実施形態」又は「１つの実施形態」又は「一実施構成」又は「１つの実施構成」という用語の使用は、そのように記載されない限り、同じ実施形態又は実施構成を意味することを意図していない。更に、本明細書で使用される「第１」、「第２」、「第３」、「第４」などの用語は、異なる要素間を区別するためのラベルとして意図され、必ずしもその数値指定に従って序列的意味を有していない場合がある。

【符号の説明】

【0045】

２０２ 放射線源
２５２ オフセットＭＬＣ
２０４ ライン
２５４ オフセット
２０８ 関心点
２１０ 固定アイソセンタ

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】