DE19751545B4

DE19751545B4 - Strahlungstiefendosismessvorrichtung

Info

Publication number: DE19751545B4
Application number: DE19751545A
Authority: DE
Inventors: Kunio Madono; Eisaku Teratani; Kazunori Ikegami; Hiroshi Nishizawa; Satoshi Senoo
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1996-11-21
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: DE19751545A1; NL1007593A1; NL1007593C2; JP3841898B2; JPH10153662A; US6066851A

Abstract

Strahlungstiefendosismessvorrichtung, umfassend:
a) einen Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225), bei welchem ein Szintillator mit Strahlungsabsorptionseigenschaften entsprechend denen biologischen Gewebes Licht aussendet, wenn er Teilchenstrahlen (201) ausgesetzt ist;
b) einen Bildempfänger (204), der das optische Bild empfängt, welches von dem Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) ausgesandt wird;
c) eine Messvorrichtung (205), welche die Verteilung von Strahlungsdosen von Teilchenstrahlen (201) in einer zweidimensionalen Ebene entsprechend der Oberfläche des Teilchenstrahldetektors (202, 210, 215, 220, 225) auf der Grundlage von Signalen von dem Bildempfänger (204) misst; und
gekennzeichnet durch
d) eine Bewegungsvorrichtung (206, 213, 218, 223, 226), welche den Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) und den Bildempfänger (204) als eine Einheit zusammen bewegt, und
e) welche die dreidimensionale Verteilung von Strahlungsdosen innerhalb des Bereiches, der von den Teilchenstrahlen (201) ausgeleuchtet wird, dadurch bestimmt, dass sie den Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) und den...

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlungstiefendosismessvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Strahlungstiefendosismessvorrichtung ist aus Medical Physics, Vol. 23, No. 3, März 1996, S. 427–434 bekannt. Hier ist ein Teilchenstrahldetektor mit einem Feld von 16 Szintillatoren versehen, wobei der Teilchenstrahldetektor von einer Bewegungsvorrichtung in einer vertikalen Richtung und einer Drehrichtung um die longitudinale Achse bewegt werden kann. Zwischen dem Teilchendetektor und dem Bildempfänger in Form eines Fotovervielfachers sind Lichtleiter vorgesehen, die sich im Fall der vertikalen als auch rotationsmässigen Bewegung des Teilchenstrahldetektors flexibel verhalten. Nachstehend werden einige grundlegende Prinzipien einer konventionellen Strahlungstiefendosismessvorrichtung beschrieben, wobei diese Prinzipien auch in der voranstehend erwähnten Strahlungstiefendosismessvorrichtung des Medical Physics Artikels verwendet werden.

14 zeigt schematisch einen konventionelle Strahlungstiefendosismeßvorrichtung, welche die Verteilung von Strahlungsdosen in den tieferen Teilen des Körpers feststellt. Die konventionelle Strahlungstiefendosismeßvorrichtung weist eine Ionisationskammer 102 auf, die in einem Wasser-Ersatzkörper (Wasserphantom) 107 angeordnet ist, und die Messung wird mit Hilfe der Ionisationskammer 102 erzielt, welche den Ionisationspegel an dem Punkt mißt und diesen in die absorbierte Strahlungsmenge umwandelt. Die Ionisationskammer 102 wird, wie durch Pfeile in der Figur angedeutet ist, in Richtung der Tiefe der Ionisationskammer (nach oben oder unten) und in einer Richtung (anteroposterior oder in den Querrichtungen) normal zur Achse von Teilchenstrahlen 101 in einem Wasser-Ersatzkörper 107 angetrieben, durch eine Antriebsvorrichtung 104 und ein Steuersystem 105, und die Tiefendosismeßvorrichtung ermittelt die Verteilung von Strahlungsdosen in dem Wasser-Ersatzkörper 107.

Die konventionelle Strahlungstiefendosismeßvorrichtung ist wie voranstehend geschildert aufgebaut, und bei ihrem Meßvorgang laufen folgende Vorgänge ab: ein Teilchenstrahl 101 ionisiert Luft in der Ionisationskammer 102, die innerhalb des Wasser-Ersatzkörpers 107 angeordnet ist, die Ionisationsmenge wird durch einen Verstärker 103 verstärkt, um einen quantitativen Wert zu erhalten, und die Messung wird auf einer Anzeigevorrichtung 106 angezeigt, um die Verteilung der Strahlungsdosen anzuzeigen. Um die Verteilungs von Strahlungsdosen in dem Wasser-Ersatzkörper zu bestimmen, wird die Ionisationskammer 102 entlang der X-, Y- und Z-Achsen eines in dem Wasser-Ersatzkörper 107 festgelegten Koordinatensystems bewegt, und wird jedesmal dann, wenn die Ionisationskammer entlang einer Achse bewegt wird, die Ionisationsmenge in der Ionisationskammer 102 bestimmt.

Damit die konventionelle Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau die Verteilung der Strahlungsdosen in der Tiefe feststellen kann, ist es erforderlich, die Ionisationskammer 102, die sich innerhalb des Wasser-Ersatzkörpers 107 befindet, jedesmal dann zu bewegen, wenn eine Messung durchgeführt wird, und daher erfordert die Messung mit dieser Vorrichtung viel Zeit und Aufwand.

Um die Verteilung von Strahlungsdosen in einem dreidimensionalen (3D) Raum zu bestimmen, ist es darüber hinaus erforderlich, die Ionisationskammer entlang den drei Koordinatenachsen zu bewegen, also der X-, Y- und Z-Achse, und zwar nacheinander, was einen enormen Zeit- und Arbeitsaufwand erfordert.

Weiterhin muß, wenn während der Messung das Ausgangssignal einer Strahlungsquelle für Teilchenstrahlen wie beispielsweise Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen (hier nicht gezeigt) schwankt, die Messung erneuert werden, um ein verläßliches Resultat bezüglich der Verteilung der Strahlungstiefendosis zu erhalten, was ebenfalls viel Zeit und Arbeit erfordert.

Wenn die Ionisationskammer 102 vergrößert wird, um die für die Messung von Dosen in der Tiefe erforderliche Zeit zu verkürzen, wird zwar der Meßbereich eines Meßvorgangs vergrößert, jedoch sinkt die Genauigkeit der Messung ab, und erfolgt die Dosismessung entlang jeder der Koordinatenachsen des Wasser-Ersatzkörpers 107 mit verringerter Auflösung, was die exakte Ermittlung der Verteilung der Dosen in der Tiefe behindert.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit einem Detektor, die die Verteilung von Strahlungsdosen in der Tiefe schnell und mit hoher Genauigkeit bestimmen kann.

Die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst einen Teilchenstrahldetektor, in welchem ein Szintillator, dessen Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes sind, Licht ausstrahlt, wenn er einem Teilchenstrahl ausgesetzt ist; einen Bildempfänger, der das optische Bild empfängt, welches von dem Teilchenstrahldetektor ausgesandt wird; eine Meßvorrichtung, welche die Verteilung von Strahlungsdosen von Teilchenstrahlen in einer zweidimensionalen Ebene entsprechend der Oberfläche des Teilchenstrahldetektors auf der Grundlage von Signalen von dem Bildempfänger mißt; und eine Bewegungsvorrichtung, welche den Teilchenstrahldetektor und den Bildempfänger als eine Einheit bewegt, und welche die dreidimensionale Verteilung von Strahlungsdosen innerhalb des Bereiches feststellt, der von dem Teilchenstrahl ausgeleuchtet wird, durch Bewegung des Teilchenstrahldetektors und des Bildempfänger unter Verwendung der Bewegungsvorrichtung.

Weiterhin weist der Teilchenstrahldetektor gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung auf: einen Hauptblock, der aus einem Material besteht, dessen Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes sind, und welches. ebenfalls Licht reflektiert, wobei der Block mit mehreren Löchern versehen ist; flüssige Szintillatoren, deren Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes sind, und die in die Löcher eingefüllt sind; sowie ein transparentes oder lichtdurchlässiges Material, dessen Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes sind, und welches die Löcher abdeckt.

Weiterhin weist der Teilchenstrahldetektor gemäß einem nach anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung auf: einen Hauptblock, der aus einem Material besteht, dessen Strahlungsabsorptionseigenchaften ähnlich jenen biologischen Gewebes sind, und der mit mehreren Löchern versehen ist; und Szintillatorfasern, deren Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen biologischen Gewebes sind, und welche in die Löcher eingeführt sind.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung;

2 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung;

3 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung;

4 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung;

5 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung;

6 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 6 der vorliegenden Erfindung;

7 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung;

8 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung;

9 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung;

10 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung;

11 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung;

12 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung;

13 eine schematische Ansicht einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung;

14 eine schematische Ansicht einer konventionellen Strahlungstiefendosismeßvorrichtung.

Ausführungsform 1

1 ist eine schematische Ansicht der Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung.

In dieser Figur ist mit 201 ein Teilchenstrahl bezeichnet, beispielsweise aus Elektronen, Röntgenstrahlen, Protonen, schweren Teilchen usw., der von einer Teilchenstrahlquelle (hier nicht dargestellt) ausgeht. Mit 202 ist ein Teilchenstrahldetektor bezeichnet, der ein Bündel von Szintallatorfasern aufweist, beispielsweise Szintillatorfasern mit einem Durchmesser von 1 mm, die durch einen Kleber zu einem Block verbunden sind. Dieser Teilchenstrahldetektor 202 weist Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes auf. Weiterhin weist der Teilchenstrahldetektor 202 eine ausreichend große Breite auf, um den Bereich abzudecken, über welchen sich die Teilchenstrahlen 201 aufweiten (den für die Messung erforderlichen Bereich).

Ein Lichtfluß 203 geht von dem Teilchenstrahldetektor 202 aus, wenn auf den Detektor 202 ein Teilchenstrahl 201 einfällt, und zwar in Richtung auf einen Bildempfänger 204, der als CCD-Kamera ausgebildet sein kann.

Eine Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 205 ist eine Vorrichtung zur Feststellung der Verteilung von Strahlungsdosen von Teilchenstrahlen 201 in einer zweidimensionalen Ebene entsprechend der Ausdehnung des Teilchenstrahldetektors 202 aus den Signalen, die von dem Bildempfänger 204 empfangen werden. Ein Lichtabschirmkasten 211 nimmt den Teilchenstrahldetektor 202 und den Bildempfänger 204 auf. Eine Antriebsvorrichtung 206 ist unterhalb des Kastens 211 angeordnet, und mit einem Motor versehen, so daß der Teilchenstrahldetektor 202 und der Bildempfänger 204 zusammen gedreht werden können. Ein Steuersystem 207 steuert die Antriebsvorrichtung 206. Eine Anzeigevorrichtung 208 dient zur Anzeige der Lichtverteilungsresultate, die von der Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 205 zur Verfügung gestellt werden, also zur Anzeige der Verteilung von Strahlungsdosen von Teilchenstrahlen 201.

Als nächstes wird der Betriebsablauf dieser Vorrichtung geschildert.

Teilchenstrahlen 201, die von einer Teilchenstrahlquelle ausgestrahlt werden, fallen auf den Teilchenstrahldetektor 202 ein, und im Inneren des Teilchenstrahldetektors 202 wird Licht erzeugt. Das Licht, welches im Inneren des Teilchenstrahldetektors 202 erzeugt wird, dessen Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen biologischen Gewebes sind, erreicht das nahe Ende des Teilchenstrahldetektors 202, um dort ein Lichtbild auszubilden. Das Bild oder ein Lichtfluß 203, der für die Ausbildung des Bildes verantwortlich ist, wird von dem Bildempfänger 204 empfangen. Das von dem Bildempfänger 204 empfangene Licht wird in elektrische Signale umgewandelt, die dann der Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 205 zugeführt werden. Die Bildsignalverarbeitungsvorrichtung 205 verarbeitet die Signale und berechnet aus diesen die Parameter, die zur Ermittlung der Verteilung von Strahlungsdosen erforderlich sind, und das Resultat wird auf der Anzeigevorrichtung 208 angezeigt. Darüber hinaus wird das Resultat in dem Speicher der Anzeigevorrichtung 208 gespeichert.

Die Antriebsvorrichtung 206 dreht den Teilchenstrahldetektor 202 und den Bildempfänger 204 um einen bestimmten Winkel an einem bestimmten Zeitpunkt, und für jede schrittweise Drehung werden die voranstehend geschilderten Vorgänge wiederholt. Durch diesen Betrieb wird die Verteilung von Teilchenstrahlen 201 erhalten, die von einem bestimmten zweidimensionalen Raum absorbiert werden, der von dem Teilchenstrahldetektor 202 eingenommen wird. Diese Operation wird solange wiederholt, bis der Teilchenstrahldetektor 202 und der Bildempfänger 204 um 180° gedreht wurden. Zu diesem Zeitpunkt werden die Verteilungsergebnisse einzelner Ebenen, die voneinander entsprechend dem festgelegten Winkel getrennt sind, integriert, und kann die Verteilung von Strahlungsdosen in einem dreidimensionalen Raum erhalten werden, welcher der Bestrahlung durch die Teilchenstrahlen 201 ausgesetzt ist.

Im Gegensatz zur konventionellen Vorrichtung, bei welcher die Strahlungsdosis zu einem Zeitpunkt an einem Punkt gemessen wird, gestattet es die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die Verteilung von Strahlungsdosen zu jedem Zeitpunkt in einer Ebene zu bestimmen, und daher die Verteilung von Strahlungsdosen im dreidimensionalen Raum in kürzerer Zeit zu erhalten. Kurz gesagt gestattet es die vorliegende Vorrichtung, die Verteilung von Strahlungsdosen in der Tiefe schnell und exakt zu bestimmen.

Darüber hinaus werden der Teilchenstrahldetektor 202 und der Bildempfänger 204 in Drehung versetzt, um den untersuchten Raum abzutasten, was zu Einsparungen bezüglich des Raums führt, der für die Anordnung der Vorrichtung erforderlich ist.

Der Teilchenstrahldetektor 202 muß nicht unbedingt dieselbe Breite wie die der strahlenden Strahlen aufweisen (den für die Messung erforderlichen Bereich), sondern kann eine Breite aufweisen, die größer ist.

Ausführungsform 2

2 ist eine schematische Aufsicht auf die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung.

In dieser Figur sind Bauteile mit gleicher Funktion wie entsprechende Bauteile bei der Ausführungsform 1 mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet, und insoweit erfolgt hier nicht unbedingt eine erneute Beschreibung.

Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 in der Hinsicht, daß ein Teilchenstrahldetektor 210 eine halb so große Breite hat wie der Teilchenstrahldetektor 202 gemäß Ausführungsform 1, und daß der Teilchenstrahldetektor 210 und der Bildempfänger 204 zusammen um 360° durch eine Antriebsvorrichtung 213 gedreht werden, wobei das Drehzentrum an einem Ende der Breite des Teilchenstrahldetektors 210 innerhalb des Strahlungsbereiches 209 von Teilchenstrahlen 201 (dem für die Messung erforderlichen Bereich) liegt.

Mit der Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann dadurch, daß der Teilchenstrahldetektor 210 und der Bildempfänger 204 zusammen gedreht werden, die Verteilung von Strahlungsdosen im dreidimensionalen Raum schnell und exakt erhalten werden.

Da der Teilchenstrahldetektor 210 und der Bildempfänger 204 so angetrieben werden, daß sie sich um ein Zentrum herum drehen, benötigt die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit diesen Bauteilen keinen großen Raum für ihre Anbringung, und da die Abmessungen des Teilchenstrahldetektors 210 nur die Hälfte im Vergleich zur Ausführungsform 1 betragen, kann die vorliegende Meßvorrichtung einfacher transportiert werden. Dies trägt zu erheblichen Kosteneinsparungen bei. Darüber hinaus können die Abmessungen der Vorrichtung verringert werden, was ebenfalls zu einer Verringerung der Kosten führt.

Der Teilchenstrahldetektor 210 muß nicht unbedingt eine Breite aufweisen, welche die Hälfte jener des Teilchenstrahldetektors 202 gemäß Ausführungsform 1 beträgt, sondern kann eine Breite haben, die größer ist.

Ausführungsform 3

3 ist eine schematische Aufsicht auf eine Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 3 der vorliegenden Erfindung.

Diese Ausführungsform, wie aus 3 hervorgeht, unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 in der Hinsicht, daß eine Antriebsvorrichtung 218, die als Antriebsvorrichtung in den Richtungen nach vorn, hinten und in Horizontalrichtung dient, einen Teilchenstrahldetektor 215 und den Bildempfänger 204 zusammen antreibt, so daß sie in der Richtung normal zur Achse gleiten können, die durch das Zentrum des Bestrahlungsbereiches 209 der Teilchenstrahlen 201 hindurchgeht, sowie in der Richtung parallel zur Dicke des Detektors 215 (wie durch die Pfeile A und B angedeutet).

Der Teilchenstrahldetektor 215 weist eine Breite auf, die ausreichend groß ist, um den Bestrahlungsbereich (den für eine ordnungsgemäße Messung erforderlichen, ausreichend großen Bereich) abzudecken, ebenso wie bei der in 2 dargestellten Ausführungsform 1.

Mit der Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehenden Aufbau kann dadurch, daß der Teilchenstrahldetektor 215 rückwärts und vorwärts gleitbeweglich verschoben wird, die Verteilung von Strahlungsdosen in einer Ebene schnell erhalten werden, wie bei der Ausführungsform 1, um hierdurch die exakte Verteilung von Strahlungsdosen im dreidimensionalen Raum zu erhalten.

Der Teilchenstrahldetektor 215 muß nicht unbedingt eine Breite aufweisen, die ebenso groß ist wie der Bestrahlungsbereich, sondern kann eine größere Breite aufweisen. In diesem Fall steigt allerdings der Kostenaufwand an.

Ausführungsform 4

4 ist eine schematische Aufsicht auf eine Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 4 der vorliegenden Erfindung.

Diese Ausführungsform, wie aus 4 hervorgeht, unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 in der Hinsicht, daß ein Teilchenstrahldetektor 220 so verkleinert ist, daß seine Breite die Hälfte der Breite des entsprechenden Detektors 202 gemäß Ausführungsform 1 beträgt, und daß eine Antriebsvorrichtung 223, die als Antriebsvorrichtung in Richtung nach rechts, links und in Horizontalrichtung dient, den Teilchenstrahldetektor 220 und den Bildempfänger 204 zusammen antreibt, so daß diese in der Richtung normal zur Zentrumsachse des Bestrahlungsbereiches 209 von Teilchenstrahlen gleitbeweglich verschoben werden können, sowie in der Richtung parallel zur Breite des Detektors 220 (wie durch Pfeile C und D angedeutet ist).

Mit der Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann die Verteilung von Strahlungsdosen schnell und exakt erhalten werden, durch eine Gleitverschiebung in den Richtungen, die durch die Pfeile C und D bezeichnet sind, des Teilchenstrahldetektors 220 und des Bildempfängers 204 zusammen unter Einsatz der Antriebsvorrichtung 223, welche als Bewegungsvorrichtung in Richtung nach rechts und links und in Horizontalrichtung dient.

Da der Teilchenstrahldetektor 220 die Hälfte des Gewichts im Vergleich zur Ausführungsform 1 aufweist, läßt sich die Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einfacher transportieren. Da die Abmessungen des Teilchenstrahldetektors 220, dessen Herstellung einen hohen Kostenaufwand erfordert, auf die Hälfte im Vergleich zur Ausführungsform 1 verringert werden können, lassen sich hierdurch erhebliche Kosteneinsparungen erzielen. Darüber hinaus werden die Abmessungen der Vorrichtung selbst verringert, was ebenfalls zur Reduzierung der Kosten beiträgt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform bewegt sich der Teilchenstrahldetektor 220 nicht in Richtung nach vorn und hinten, sondern bewegt sich nur in Querrichtung, und daher kann diese Vorrichtung nur bei Patienten eingesetzt werden, bei welchen der Bestrahlungsbereich von Teilchenstrahlen 201, die auf die krankhafte Veränderung einwirken sollen, innerhalb des Bewegungsbereiches des Teilchenstrahldetektors 220 liegt.

Der Teilchenstrahldetektor 220 muß nicht unbedingt eine Breite aufweisen, welche die Hälfte der Breite des entsprechenden Detektors 202 der Ausführungsform 1 beträgt, sondern kann eine größere Breite aufweisen.

Ausführungsform 5

5 ist eine schematische Aufsicht auf eine Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 5 der vorliegenden Erfindung.

Wie aus 5 hervorgeht, unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der Ausführungsform 1 in der Hinsicht, daß ein Teilchenstrahldetektor 225 verkleinert ausgebildet ist, so daß seine Breite die Hälfte der Breite des entsprechenden Detektors 202 gemäß Ausführungsform 1 beträgt, und daß eine Antriebsvorrichtung 226, die als Antriebsvorrichtung anteroposterior, also in Richtung nach vorn und hinten, sowie in den Richtungen nach rechts, links und in Horizontalrichtung dient, den Teilchenstrahldetektor 225 und den Bildempfänger 204 zusammen so antreibt, daß sie in der Richtung normal zur Zentrumsachse des Bestrahlungsbereiches 209 von Teilchenstrahlen gleitbeweglich verschoben werden können, sowie in der Richtung parallel zur Dicke (Pfeile A und B) und zur Breite (Pfeile C und D) des Detektors 225.

Die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau kann dadurch, daß der Teilchenstrahldetektor 225 und der Bildempfänger 204 zusammen parallel zur Dicke und Breite des Detektors 225 gleitbeweglich verschoben werden, den gesamten Bestrahlungsbereich der Teilchenstrahlen (den für die Messung erforderlichen Bereich) in kurzer Zeit abdecken, und daher die Verteilung von Strahlungsdosen im dreidimensionalen Raum schnell und exakt erhalten.

Da der Teilchenstrahldetektor 225 die Hälfte des Gewichtes hat wie der entsprechende Detektor 202 gemäß Ausführungsform 1, läßt sich die Meßvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einfacher transportieren. Da der Teilchenstrahldetektor 225, der hohe Herstellungskosten erfordert, so verkleinert werden kann, daß seine Abmessungen die Hälfte der Abmessungen des entsprechenden Detektors 202 gemäß Ausführungsform 1 aufweisen, sind hierdurch erhebliche Kosteneinsparungen möglich. Darüber hinaus lassen sich die Abmessungen der Vorrichtung selbst verringern, was ebenfalls zu Kosteneinsparungen beiträgt.

Der Teilchenstrahldetektor 225 muß nicht unbedingt eine Breite aufweisen, die halb so groß ist wie jene des entsprechenden Detektors 202 gemäß Ausführungsform 1, sondern kann eine größere Breite aufweisen.

Ausführungsform 6

Wenn es bei den Ausführungsformen 1 und 2, die eine derartige Antriebsvorrichtung verwenden, welche den Teilchenstrahldetektor und den Bildempfänger zusammen auf einer Kreisbahn drehen, möglich ist, den Detektor in den Richtungen parallel zur Breite und Dicke des Detektors zu bewegen, zusätzlich zur Kreisbahn, so wird es möglich, die Verteilung von Strahlungsdosen über die Drehung des Detektors, eine Linearbewegung des Detektors, oder eine Kombination beider Bewegungen zu erhalten.

Wenn bei den Ausführungsformen 1 bis 5 die Vorrichtung so aufgebaut ist, daß sich der Teilchenstrahldetektor in Richtungen parallel zur Radialachse der Teilchenstrahlen 201 oder in Richtungen parallel zur Höhe des Detektors bewegen kann, so wäre dies sehr hilfreich.

Darüber hinaus sind bei den Ausführungsformen 1 bis 5 die Szintillatorfasern des Teilchenstrahldetektors so angeordnet, daß ihre Achsen normal zur Radialachse der Teilchenstrahlen 201 verlaufen, wie aus 1 hervorgeht. Allerdings ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die Achsen der Szintillatorfasern normal zur Radialachse angeordnet sind, so daß diese Achsen auch in irgendeinem gewünschten Winkel in Bezug auf die Radialachse angeordnet werden können.

Ausführungsform 7

6 ist eine schematische Ansicht der Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 7 der vorliegenden Erfindung.

Wie aus 6 hervorgeht, unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der Ausführungsform 1 in der Hinsicht, daß ein Bildreflektor 229, der als reflektierendes Teil dient, zwischen den Teilchenstrahldetektor 202 und dem Bildempfänger 204 eingefügt ist.

Die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehenden Aufbau kann durch Einbau des Bildreflektors 229 die Entfernung zwischen dem Teilchenstrahldetektor 202 und dem Bildempfänger 204 verkürzen, und daher wird auch ihre Gesamtlänge verkürzt. Daher läßt sich diese Strahlungstiefendosismeßvorrichtung einfacher transportieren. Eine derartige Vorrichtung benötigt nicht viel Raum für ihre Installation. Darüber hinaus kann der Kasten, welcher dem Kasten 211 der Ausführungsform 1 entspricht, jedoch in 6 nicht dargestellt ist, ein geringeres Gesamtvolumen aufweisen.

Dieser Bildreflektor 229 kann ebenfalls bei sämtlichen Ausführungsformen 1 bis 5 vorgesehen werden.

Eine Schiene 228 in 6 führt die Bewegung des Teilchenstrahldetektors 202 und des Bildempfängers 204, und daher können der Teilchenstrahldetektor 202 und der Bildempfänger 204 entlang der Schiene 228 unabhängig voneinander in Richtung parallel zur Dicke des Detektors 202 gleiten, und an jedem gewünschten Ort auf der Schiene 228 durch geeignete Einrichtungen festgelegt werden, die in der Figur nicht dargestellt sind. Da die vorliegende Ausführungsform die Schiene 228 als Positionseinstelleinrichtung verwendet, lassen sich der Teilchenstrahldetektor 202 und der Bildempfänger 204 bezüglich ihrer Positionen einfach und fein einstellen. Auch die Entfernung zwischen dem Detektor 202 und dem Bildempfänger 204 kann einfach eingestellt werden.

Die Positionseinstelleinrichtung kann auch bei den Ausführungsformen 1 bis 5 eingesetzt werden, wenn diese nicht den Bildreflektor 229 aufweisen.

Ausführungsform 8

7 zeigt einen Teilchenstrahldetektor einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 8 der vorliegenden Erfindung. In dieser Figur bildet ein Block 231 aus weißem Kunststoff einen Hauptblock, und wird so hergestellt, daß ein Gitter mit Einheitsquadraten von 1 × 1 mm auf seiner Oberfläche hergestellt wird, ein zylindrisches Loch in jedem Einheitsquadrat geöffnet wird, flüssiger Szintillator 230 in das Loch eingegossen wird, und ein lichtdurchlässiger Kunststoffblock 232, der als lichtdurchlässiges Teil dient, über dem Feld der Löcher angebracht wird, welche flüssige Szintillatoren enthalten. Da der flüssige Szintillator 230 und der weiße Kunststoffblock 231 unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen, wird auf die Grenzfläche einfallendes Licht gebrochen. Wenn Teilchenstrahlen 204 auf jeden der Szintillatoren 230 einfallen, wird in jedem der Szintillatoren 230 Licht erzeugt, und zum Ende des entsprechenden Teilchenstrahldetektors übertragen, wo aus den einzelnen Lichtstrahlen ein Bild zusammengebaut wird.

Der flüssige Szintillator 230 kann deswegen verwendet werden, da seine Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen biologischen Gewebes sind, und der weiße Kunststoffblock 231 und der lichtdurchlässige Kunststoffblock 232 können deswegen verwendet werden, da sie ebenfalls Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen biologischen Gewebes aufweisen.

Der weiße Kunststoffblock 231 und/oder der lichtdurchlässige Kunststoffblock 232 können aus Acrylharz bestehen; und der flüssige Szintillator 230 kann eine Mischung aus einem Lösungsmittel wie beispielsweise Toluol und dergleichen und einem organischen Szintillator sein, der beispielsweise aus P-Terphenyl oder Diphenyloxazol (PPO) oder einer ähnlichen Substanz besteht.

Auch irgendwelche anderen Materialien als Kunststoff können eingesetzt werden, soweit sie Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes aufweisen.

Eine abgeänderte Version der Ausführungsform 8 weist einen Teilchenstrahldetektor auf, bei welchem der lichtdurchlässige Kunststoffblock 232, der als lichtdurchlässiges Material dient, eine größere Dicke aufweist, um das elektronische Gleichgewicht zu verbessern. Das elektronische Gleichgewicht wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsform 9 noch genauer erläutert.

Statt des lichtdurchlässigen Kunststoffblocks 232, der das gesamte Feld der Löcher abdeckt, kann ein Kunststoffdeckel auf jedes Loch aufgesezt werden, welches in dem weißen Kunststoffblock 231 geöffnet ist, und den flüssigen Szintillator 230 enthält. Wenn der Deckel eine große Dicke aufweist, wird sein elektronisches Gleichgewicht verbessert.

Der weiße Kunststoffblock 231, der den Hauptblock bildet, dient dazu, Fluoreszenz zu reflektieren, die in einem bestimmten flüssigen Szintillator 230 innerhalb dieses Szintillators erzeugt wird, und das Austreten von Licht zwischen benachbarten flüssigen Szintillatoren 230 zu verhindern (also Kriechverluste von Licht abzuschirmen). Dieser Block kann auch aus irgendeinem anderen, nicht weißen Material bestehen, soweit dieses Strahlen reflektieren kann, und Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen des biologischen Gewebes aufweist.

Die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau weist den weißen Kunststoffblock 231 auf, bei welchem Löcher exakt so gebohrt werden können, daß sie um eine festgelegte Entfernung voneinander beabstandet sind. Daher werden die Teile des Teilchenstrahldetektors, an welchen Teilchenstrahlstrahlung in Licht umgewandelt wird, genauer in Bezug aufeinander angeordnet, was eine exaktere Bestimmung mit hoher Auflösung der Verteilung der Dosen in der Tiefe gestattet. Darüber hinaus erfordert diese Anordnung kein spezielles Verfahren für ihre Herstellung, was ebenfalls zur Verringerung der Herstellungskosten beiträgt.

Ausführungsform 9

8 zeigt den Teilchenstrahldetektor einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 9 der vorliegenden Erfindung. Wie aus dieser Figur hervorgeht, weist der Detektor einen Szintillatorfaserblock 233 wie den Strahlungsdetektor 202 in 1 auf, der zwischen lichtdurchlässige Kunststoffblöcke 234 und 235 eingefügt ist, um das elektronische Gleichgewicht ausgeglichen zu halten.

Es wird beispielsweise angenommen, daß der Szintillatorblock eine Dicke von 50 mm aufweist. Dann beträgt die Dicke der lichtdurchlässigen Kunststoffblöcke 234 und 235 vorzugsweise ebenfalls 50 mm, oder ist sogar größer.

Nunmehr erfolgt eine Beschreibung des elektronischen Gleichgewichts. Wenn der Teilchenstrahldetektor nur aus dem Szintillatorblock 233 besteht, kann er eine geringere Dicke aufweisen als der tatsächliche Detektor mit einem Aufbau aus drei Schichten. Wenn ein derartiger Detektor jedoch bei einem menschlichen Körper eingesetzt wird, der auf einem Bett liegt, weist der menschliche Körper eine Dicke parallel zur Dicke des Detektors auf. Daher ist die Dispersion von Teilchenstrahlen 201 verschieden, in Abhängigkeit von der Tiefe, in welcher gemessen wird. Wenn im Gegensatz hierzu der Szintillatorfaserblock 233 sandwichartig von vorn und hinten durch die Kunststoffblöcke 234 und 235 eingeschlossen ist, so entspricht er dem biologischen Gewebe, und gestattet daher eine exakte Messung von Strahlungsdosen, im vorliegenden Fall beim menschlichen Körper.

Der Szintillatorfaserblock 233 kann, wenn er sandwichartig von vorn und hinten durch lichtdurchlässige Kunststoffblöcke 234 und 235 eingeschlossen ist, eine geringere Dicke aufweisen als ein derartiger Block allein, und dies kann zur Kostenersparnis beitragen.

Dies liegt daran, daß die lichtdurchlässigen Kunststoffblöcke 234 und 235 Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich jenen biologischen Gewebes aufweisen, und daher der Szintillatorfaserblock 233 selbst mit geringer Dicke eine exakte Messung von Strahlungsdosen in dem menschlichen Körper ermöglichen kann.

Anders ausgedrückt kann, wenn der Teilchenstrahldetektor aus einem Szintillatorfaserblock 233 besteht, der sandwichartig zwischen Künststoffblöcken eingeschlossen ist, statt nur durch einen Szintillatorfaserblock 233 gebildet zu werden, ein Teil des teuren Szintillatorfaserblocks 233 durch kostengünstige Kunststoffblöcke ersetzt werden.

Die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Strahlungdetektor gestattet eine Verringerung der Herstellungskosten, da die Arbeiten einfach sind, die beim sanchwichartigen Einschließen des Szintillatorfaserblocks von vorn und hinten zwischen den beiden lichtdurchlässigen Kunststoffblöcken auftreten, und ein derartiger Szintillatorfaserblock eine geringere Dicke aufweisen kann als der Faserblock allein.

Da das Ende der Szintillatorfasern nicht direkt an der Oberfläche freiliegt, kann die Oberfläche einfach sauber gewischt werden, selbst wenn sie durch Berührung mit verschmutzten Fingern verschmutzt ist, und daher wird der Lichtdurchgang durch die Szintillatorfaser nicht beeinträchtigt. Darüber hinaus kann am Ende von Szintillatorfasern anhaftender Staub weggewischt werden, um die Lichtdurchlässigkeit der Szintillatorfasern beizubehalten.

Eine abgeänderte Version der Ausführungsform 9 ist folgendermaßen aufgebaut: der lichtdurchlässige Kunststoffblock 235, der auf den Szintillatorfaserblock 233 auf der Oberfläche entgegengesetzt jener angebracht ist, welche dem Bildempfänger 204 gegenüberliegt, wird durch einen Block aus weißem Kunststoff ersetzt, der als reflektierender Block dient. Da der weiße Kunststoffblock Licht reflektieren kann, kann er auch Licht reflektieren, welches in den Szintillatorfasern erzeugt wird, um hierdurch das elektronische Gleichgewicht einzurichten.

Als weiter abgeänderte Version der Ausführungsform 9 läßt sich die voranstehende Änderung auch bei dem Teilchenstrahldetektor einsetzen, der flüssige Szintillatoren verwendet, und in 7 als Ausführungsform 8 dargestellt ist. In diesem Fall kann der lichtdurchlässige Kunststoffblock dünn sein.

Weiterhin kann der weiße Kunststoffblock 231 an den Teilen dünn ausgebildet sein, welche die Entfernung vom Boden der Löcher zur hinteren Oberfläche des Blocks überspannen.

Ausführungsform 10

9 zeigt einen Teilchenstrahldetektor einer Strahlungstiefendosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 10 der vorliegenden Erfindung. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird der Detektor so hergestellt, daß Szintillatorfasern 236 zu einem Faserblock zusammengebündelt werden, in dessen Querschnitt Konturen der Fasern ein Gitter bilden. Für die vorliegende Ausführungsform werden quadratische Szintillatorfasern 236, die jeweils so ausgebildet sind, daß sie als eine Einheit wirken, miteinander über einen Kleber verbunden, der aus einem lichtundurchlässigen Kunstharz besteht, und zwar zu einem quadratischen Block, dessen Querschnitt ein Gitter bildet.

Die einzelne Szintillatorfaser kann einen rechteckigen Querschnitt statt eines quadratischen Querschnitts aufweisen.

Die Tiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau, bei welcher Szintillatorfasern mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt verwendet werden, und die daher selbst einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweist, führt zu den exakt gleichen Abmessungen, wie sie konstruktiv festgelegt sind, nachdem die einzelnen Szintillatorfasern zusammengebaut wurden, und gestattet daher eine Messung mit hoher Auflösung, welche es ermöglicht, exakt die Verteilung der Strahlungsdosen in der Tiefe zu bestimmen.

Die einzelnen Szintillatorfasern können einfacher zusammengebaut werden, entsprechend den konstruktiv festgelegten Abmessungen, als dies bei der Herstellung eines Detektors möglich ist, welcher Szintillatorfasern mit kreisförmigem Querschnitt verwendet, und daher lassen sich die Herstellungskosten für den Detektor verringern.

Als abgeänderte Version der Ausführungsform 10 kann der Detektor sachwichartig zwischen lichtdurchlässigen Kunststoffblöcken 234 und 235 eingeschlossen sein (oder es kann der Kunststoffblock, der an der Seite entgegengesetzt jener, welche der lichtempfindlichen Einheit 204 gegenüberliegt, als weißer Kunststoffblock ausgebildet sein), wie die in 8 gezeigte Ausführungsform 9.

Wenn der Detektor einen derartigen Aufbau aufweist, wird sein elektronisches Gleichgewicht verbessert, und können die einzelnen Szintillatorfasern 236 mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt eine verringerte Länge aufweisen, was sämtlich zur Verringerung der Kosten beiträgt.

Ausführungsform 11

10 zeigt den Teilchenstrahldetektor einer Strahlungsdosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 11 der vorliegenden Erfindung. Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird der Detektor so hergestellt, daß zylindrische Löcher (Durchdringungslöcher) geöffnet werden, die durch einen weißen Kunststoffblock 237 hindurchgehen, der als reflektierender Block dient, um ein Feld aus Löchern auf dem Block zu erzeugen, deren Zentren voneinandern um 1 mm beabstandet sind, und dann wird ein Szintillator mit kreisförmigem Querschnitt in jedes Loch eingeführt.

Die Tiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehenden Aufbau gestattet es, daß jedes Loch präzise entsprechend der ursprünglichen Konstruktion geöffnet werden kann. Daher werden diese Löcher exakt positioniert, so daß die Auflösung des Detektors verbessert wird, was eine exakte Bestimmung der Verteilung von Strahlungsdosen in der Tiefe gestattet.

Die Herstellung des Detektors mit dem voranstehend geschilderten Aufbau ist einfacher, verglichen mit einem Detektor, der so hergestellt wird, daß einzelne Szintillatorfasern durch Verbindung mit einem Kleber zusammengestellt werden, und dies trägt zur Verringerung des Kostenaufwandes bei.

Der weiße Kunststoffblock 237 dient dazu, in den Szintillatorfasern 238 innerhalb dieser Szintillatoren erzeugtes Licht zu reflektieren, und den Austritt von Licht zwischen benachbarten Szintillatorfasern 236 zu verhindern (das Licht gegen einen Austritt abzuschirmen). Ein derartiger Block kann aus irgendeinem Material bestehen, auch wenn es eine andere Farbe als weiß aufweist, wenn es Strahlungsabsorptionseigenschaft ähnlich jenen wie biologischen Gewebes aufweist.

Das Loch (Durchdringungsloch), welches durch den weißen Kunststoffblock 237 hindurchgehend geöffnet wird, kann als Sackloch ausgebildet sein. Wenn in diesem Fall die Entfernung vom Boden der Löcher zur hinteren Oberfläche des weißen Kunststoffblocks groß gewählt wird, so wird das sich ergebende elektronische Gleichgewicht verbessert.

Als modifizierte Version der Ausführungsform 11 kann der Detektor sanchwichartig zwischen lichtdurchlässigen Kunststoffblöcken 234 und 235 eingeschlossen sein (oder kann der Kunststoffblock an der Seite entgegengesetzt jener, die dem Bildempfänger 204 gegenüberliegt, als weißer Kunststoffblock ausgebildet sein), wie bei der in 8 gezeigten Ausführungsform 9.

Wenn der Detektor einen derartigen Aufbau aufweist, wird sein elektronisches Gleichgewicht verbessert, und kann die Länge der einzelnen Szintillatorfasern 238 mit kreisförmigem Querschnitt verringert werden, und alle diese Maßnahmen tragen zur Kostenreduzierung bei.

Ausführungsform 12

11 zeigt den Teilchenstrahldetektor 239 einer Strahlungsdosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 12 der vorliegenden Erfindung.

Wie aus dieser Figur hervorgeht, ist eine kleine Detektoreinheit 240 als kompakte Einheit ausgebildet, welche einen Hauptszintillatorfaserblock bildet, und wird so hergestellt, daß der Szintillatorfaserblock (Teilchenstrahldetektor 202) wie jener gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform 1 in eine Anzahl kleinerer Blöcke unterteilt wird.

Derartige Detektoreinheiten 239 werden zusammengebaut und durch eine geeignete Einrichtung wie beispielsweise Klammern fixiert, die in der Figur nicht dargestellt sind.

Die Tiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau weist aus den nachstehend geschilderten Gründen eine lange Lebensdauer auf. Wenn der Detektor Teilchenstrahlen 201 über einen längeren Zeitraum ausgesetzt wurde, verschlechtern sich zunächst die Eigenschaften des Zentrumsabschnitts des Detektors 229. Dann werden die beeinträchtigten Detektoreinheiten im Zentrum an den Umfang versetzt, und ersetzen die dort befindlichen Detektoreinheiten, so daß sie nunmehr weniger Strahlung von Teilchenstrahlen 201 abbekommen. Da diese Vorrichtung bei ordnungsgemäßer Wartung eine lange Lebensdauer aufweist, verringern sich die Kosten pro kleiner Detektoreinheit 240.

Da die kleine Detektoreinheit wenig wiegt, wird die Handhabung der Vorrichtung einfach.

Die Ausführungsform 12 kann so hergestellt werden, daß der Teilchenstrahldetektor einer der Ausführungsformen 8 bis 11 in kleinere Einheiten unterteilt und zusammengebaut wird.

Ausführungsform 13

12 zeigt den Teilchenstrahldetektor einer Strahlungsdosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 13 der vorliegenden Erfindung.

Wie aus dieser Figur hervorgeht, wird auf der Vorderoberfläche von kleinen Detektoreinheiten 240 der Ausführungsform 12 (also der Oberfläche, welche der lichtempfindlichen Einheit 204 gegenüberliegt) eine lichtdurchlässige Kunststoffplatte 242 angeordnet, wogegen auf der hinteren Oberfläche eine weiße Kunststoffplatte 243 angeordnet wird, die das Licht reflektiert, welches zur Oberfläche übertragen wird, die entgegengesetzt zu jener Oberfläche angeordnet ist, welche der lichtempfindlichen Einheit 204 gegenüberliegt. Kleine Detektoreinheiten 240 werden sachwichartig zwischen der lichtdurchlässigen Kunststoffplatte 242 und der weißen Kunststoffplatte 243 eingeschlossen und in einem Detektoreinheitsaufbewahrungskasten 244 angeordnet.

Bei der Tiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau können die kleinen Detektoreinheiten 240 in enge Berührung miteinander gelangen, so daß sich Teilchenstrahlen 201 gleichmäßig über die Detektoroberfläche ausbreiten, und man daher exakt die Verteilung von Strahlungsdosen in der Tiefe bestimmen kann. Da die Lichtoberfläche keinen menschlichen Berührungen ausgesetzt ist, wird darüber hinaus die Handhabung der Vorrichtung einfacher.

Die Tiefendosismeßvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist aus demselben Grund wie die bei der Ausführungsform 12 eine lange Lebensdauer auf. Wenn der Detektor Teilchenstrahlen 201 über einen längeren Zeitraum ausgesetzt wurde, verschlechtern sich zunächst die Eigenschaften des Zentrumsabschnitts des Detektors. Dann werden die beeinträchtigten Detektoreinheiten 240 im Zentrum zum Umfang bewegt, um die dort befindlichen Detektoreinheiten zu ersetzen, so daß sie weniger Strahlung von Teilchenstrahlen 201 empfangen.

Wenn der Detektor so aufgebaut ist, daß er den lichtdurchlässigen Kunststoffblock 242 oder den weißen Kunststoffblock 243 aufweist, der als Reflexionsblock dient, so wird sein elektronisches Gleichgewicht verbessert.

Ausführungsform 14

13 zeigt den Teilchenstrahldetektor einer Strahlungsdosismeßvorrichtung gemäß Ausführungsform 14 der vorliegenden Erfindung.

Wie aus dieser Figur deutlich wird, ist der Detektoraufbewahrungskasten 244 mit einer im Zentrum der Bodenoberfläche angeordneten Nut versehen, mit einer Plattform (die nicht gezeigt ist), an welcher der Detektor montiert wurde, und die mit einer Positionierungsführung 245 versehen ist, vier Anschlägen für die Positionierung, und mit einer Einschnappklinke 246 mit einem Handgriff.

Der Detektoraufbewahrungskasten 244 wird dadurch ordnungsgemäß im Zentrum der Plattform angeordnet, daß die im Zentrum des Bodens vorgesehene Nut in enger Passung auf die Führung 244 aufgesetzt wird, wird ordnungsgemäß entlang der Achse von vorn nach hinten (anteroposterior) eingestellt, und dort mit den Positionierungsanschlägen 247 befestigt, und an der Plattform durch die Einschnappklinke 246 mit Handgriff befestigt.

Die Tiefendosismeßvorrichtung mit dem voranstehend geschilderten Aufbau gestattet eine einfache Positionierung des Detektors, da nur ein Versuch für die ordnungsgemäße Befestigung des Detektors erforderlich ist. Hierdurch wird die Handhabung der Vorrichtung verbessert, und darüber hinaus kann, da die Vorrichtung unempfindlich auf mechanische Schwingungen von außen ist, eine exakte Bestimmung der Verteilung von Strahlungsdosen in der Tiefe erfolgen.

Ausführungsform 15

Die Teilchenstrahldetektoren der voranstehend beschriebenen Ausführungsformen 8 bis 14 sind in die Strahlungstiefendosismeßvorrichtung eingebaut, sie können jedoch auch als Einrichtung zur Feststellung von Teilchenstrahlen für andere Zwecke eingesetzt werden.

Claims

Strahlungstiefendosismessvorrichtung, umfassend: a) einen Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225), bei welchem ein Szintillator mit Strahlungsabsorptionseigenschaften entsprechend denen biologischen Gewebes Licht aussendet, wenn er Teilchenstrahlen (201) ausgesetzt ist; b) einen Bildempfänger (204), der das optische Bild empfängt, welches von dem Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) ausgesandt wird; c) eine Messvorrichtung (205), welche die Verteilung von Strahlungsdosen von Teilchenstrahlen (201) in einer zweidimensionalen Ebene entsprechend der Oberfläche des Teilchenstrahldetektors (202, 210, 215, 220, 225) auf der Grundlage von Signalen von dem Bildempfänger (204) misst; und gekennzeichnet durch d) eine Bewegungsvorrichtung (206, 213, 218, 223, 226), welche den Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) und den Bildempfänger (204) als eine Einheit zusammen bewegt, und e) welche die dreidimensionale Verteilung von Strahlungsdosen innerhalb des Bereiches, der von den Teilchenstrahlen (201) ausgeleuchtet wird, dadurch bestimmt, dass sie den Teilchenstrahldetektor (202, 210, 215, 220, 225) und den Bildempfänger (204) unter Verwendung der Bewegungsvorrichtung (206, 213, 218, 223, 226) bewegt.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (206) den Teilchenstrahldetektor (202) und den Bildempfänger (204) um zumindest 180° dreht, wobei das Drehzentrum einer Verlängerung der Radialachse des Teilchenstrahls (201) entspricht, und das Zentrum der Breite des Teilchenstrahldetektors (202), gesehen von dem Bildempfänger (204) aus, mit der Radialachse übereinstimmt.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (206) den Teilchenstrahldetektor (210) und den Bildempfänger (204) um zumindest 360° dreht, wobei das Drehzentrum einer Verlängerung der Radialachse des Teilchenstrahls (201) entspricht, und der Teilchenstrahldetektor (210) an einer Seite angeordnet ist, gesehen von dem Bildempfänger (204) aus.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung (213) den Teilchenstrahldetektor (225) und den Bildempfänger (204) zusammen parallel bewegt, entweder in Richtung der Breite und/oder der Dicke des Teilchenstrahldetektors (225), gesehen von dem Bildempfänger (204) aus, oder in beiden Richtungen.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsvorrichtung den Teilchenstrahldetektor (202) und den Bildempfänger (204) zusammen in der Richtung bewegt, in welcher Strahlung der Teilchenstrahlen (201) auftritt.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein reflektierendes Teil (229) dazu vorgesehen ist, Licht von dem Teilchenstrahldetektor (202) auf den Bildempfänger (204) zu reflektieren, so dass die Entfernung zwischen dem Teilchenstrahldetektor (202) und dem Bildempfänger (204) verringert ist.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet dass der Teilchenstrahldetektor (202) und/oder der Bildempfänger (204) mit einer Positionseinstellvorrichtung (228) versehen ist, die zur Einstellung der Entfernung zwischen dem Teilchenstrahldetektor (202) und dem Bildempfänger (204) dient.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenstrahldetektor (202) aus einem Bündel aus Szintillatorfasern (236) besteht.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenstrahl detektor (202) einen Szintillatorfaserblock (233) umfasst, der sandwichartig zwischen lichtdurchlässigen Blöcken (234, 235) eingeschlossen ist, welche Strahlungsabsorptionseigenschaften gleich oder ähnlich jenen biologischen Gewebes aufweisen.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenstrahldetektor aufweist: einen Hauptblock (231), der aus einem Material besteht, dessen Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes sind, und welches darüber hinaus Licht reflektiert, wobei der Block mit mehreren Löchern versehen ist; flüssige Szintillatoren (230), die Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweisen, und in die Löcher eingefüllt sind; und ein transparentes Material (232), welches Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweist, und die Löcher abdeckt.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilchenstrahldetektor aufweist: einen Hauptblock (237), der aus einem Material mit Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes besteht, und welches Licht reflektiert, wobei der Block (237) mit mehreren Löchern versehen ist; und Szintillatorfasern (238), die Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweisen, und in die Löcher eingefügt sind.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptblock (233) zwischen lichtdurchlässigen Blöcken (234, 235) angeordnet ist, die Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweisen.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptblock (233) auf einer Seite mit einem lichtdurchlässigen Block (234) versehen ist, der Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweist, und auf der anderen Seite mit einem reflektierenden Block (235), der Strahlungsabsorptionseigenschaften ähnlich oder gleich jenen biologischen Gewebes aufweist, und welcher Licht reflektiert.
Strahlungstiefendosismessvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptblock (239) eine Anordnung von mehreren Blockeinheiten (236, 240) in einem Gittermuster aufweist.