JP2003225315A - Radiation generator and radiation energy detector - Google Patents

Radiation generator and radiation energy detector

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JP2003225315A
JP2003225315A JP2002028152A JP2002028152A JP2003225315A JP 2003225315 A JP2003225315 A JP 2003225315A JP 2002028152 A JP2002028152 A JP 2002028152A JP 2002028152 A JP2002028152 A JP 2002028152A JP 2003225315 A JP2003225315 A JP 2003225315A
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JP
Japan
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radiation
dose
detector
energy
radiation detector
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Application number
JP2002028152A
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Japanese (ja)
Inventor
Sadahiro Kawasaki
定博 川崎
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that an output radiation dose and a dose distribution in an irradiation field can be monitored in a real time during treatment in a medical linac but there is no means for monitoring radiation energy exerting effect on the dose distribution in a depth direction in a real time during treatment. <P>SOLUTION: The dose distributions in the irradiation fields formed on a beam axis and in the peripheral part of the beam axis are changed when radiation energy is changed. This change is utilized to monitor the ratio of doses by the electrode (8) arranged on the beam axis and the dose distribution monitoring electrodes (5a, 5b, 5c and 5d) arranged in the periphery of the electrode (8) so as to be symmetric with respect to the beam axis and the present value of radiation energy is calculated using the relation between a dose ratio predetermined by measurement and the change of radiation energy. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば医療用ラ
イナック等の放射線発生装置に係り、特に出力放射線の
エネルギーの分布を検出し、人体に対する放射線量を制
御することができる放射線発生装置及び放射線エネルギ
ー検出器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a radiation generator such as a medical linac, and more particularly to a radiation generator and radiation energy capable of detecting the energy distribution of output radiation and controlling the radiation dose to the human body. It concerns a detector.

【0002】[0002]

【従来の技術】医療用ライナック等の放射線発生装置を
用いて放射線治療を実施する場合、人体に与えられる
(吸収される)放射線量は、医療用ライナックからの出
力放射線量、放射線ビーム(以下「ビーム」という)の
ビーム軸に垂直な面内における放射線量の分布、及び放
射線のエネルギーによって決定付けられる。通常、出力
放射線量とは、基準となる一点(ビーム軸上で、放射線
源から定められた距離であって、定められた人体組織の
深さ(=定格治療距離)にある点)において、人体組織
に与えられる吸収線量を意味し、放射線発生装置の出力
を評価する基準となっている。
2. Description of the Related Art When radiation treatment is performed using a radiation generator such as a medical linac, the radiation dose given (absorbed) to the human body is the output radiation dose from the medical linac, the radiation beam (hereinafter referred to as "beam"). Beam) and the energy of the radiation in a plane perpendicular to the beam axis of the beam. Usually, the output radiation dose is a reference point (a distance from the radiation source on the beam axis that is at a specified human tissue depth (= rated treatment distance)) It means the absorbed dose given to the tissue and is the standard for evaluating the output of the radiation generator.

【0003】しかし、医療用ライナックから出力される
放射線は放射状に広がっているので、放射線発生装置の
出力を精度よく評価するためには、ビーム軸上のある一
点の放射線量だけではなく、放射線が照射される領域内
(照射野)における放射線量の分布も把握する必要があ
る。さらに、人体に照射された放射線は人体内部を透過
する際、人体に放射線を与えながら徐々に減衰していく
ので、深さ方向にも線量の分布ができる。従って、人体
に与えられる放射線量を見積もるには、厳密には深さ方
向の線量分布も考慮する必要がある。そして、この深さ
方向の線量分布は、放射線のエネルギーによって決定付
けられている。
However, since the radiation output from the medical linac spreads radially, in order to accurately evaluate the output of the radiation generator, not only the radiation dose at one point on the beam axis but also the radiation dose It is also necessary to understand the distribution of radiation dose within the irradiated area (irradiation field). Further, when the radiation applied to the human body passes through the inside of the human body, the radiation is gradually attenuated while giving the radiation to the human body, so that the dose distribution can be made in the depth direction. Therefore, in order to estimate the radiation dose given to the human body, strictly speaking, it is necessary to consider the dose distribution in the depth direction. The dose distribution in the depth direction is determined by the energy of radiation.

【0004】上記の人体に吸収される放射線量を治療中
に直接測定することはできない。この直接測定に代わ
り、医療用ライナックは、放射線量をリアルタイムでモ
ニターする線量モニターを備える。線量モニターは平行
平板電離箱で構成される。図7にその概略の構成を示
す。図において高圧電極1、3と出力放射線量検出用電
極2がひとつの平行平板電離箱を形成している。
The radiation dose absorbed by the human body cannot be measured directly during treatment. As an alternative to this direct measurement, the medical linac is equipped with a dose monitor that monitors the radiation dose in real time. The dose monitor consists of a parallel plate ionization chamber. FIG. 7 shows a schematic configuration thereof. In the figure, the high voltage electrodes 1 and 3 and the output radiation dose detecting electrode 2 form one parallel plate ionization chamber.

【0005】高圧電極1、3に出力放射線量検出用電極
2が挟まれて配置されているのは、検出用電極2の位置
的な変位を補正するためである。また、このような構成
とすることにより、電極間隔を広げることなく電離箱の
有効体積を大きくすることができ、検出信号を大きくす
ることができる。電極間隔を広げても有効体積は大きく
なるが、電極間の電界強度が弱くなるので電離したイオ
ンが電極に収集されるまえに再結合する割合が大きくな
り、検出性能が劣化する。
The output radiation dose detecting electrode 2 is sandwiched between the high voltage electrodes 1 and 3 in order to correct the positional displacement of the detecting electrode 2. Further, with such a configuration, the effective volume of the ionization chamber can be increased without increasing the electrode interval, and the detection signal can be increased. Although the effective volume is increased even if the electrode interval is widened, the electric field strength between the electrodes is weakened, so that the rate of recombination of ionized ions before they are collected by the electrodes is increased and the detection performance is deteriorated.

【0006】この線量モニターを用いて出力放射線量を
モニターする手順を以下に説明する。治療に先だち、例
えば水等の組織等価物質(放射線に対する特性が人体組
織と等価な物質)をとりつけた標準線量計(各放射線治
療施設の基準となる線量計)を上記の定格治療距離に配
置し、出力放射線量及び分布を測定しておく。この測定
は、実際の放射線治療時には、測定することができない
人体に吸収される放射線量及び分布をあらかじめ見積も
るものである。
The procedure for monitoring the output radiation dose using this dose monitor will be described below. Prior to treatment, place a standard dosimeter (a dosimeter that serves as a standard for each radiation treatment facility) attached with a tissue equivalent substance such as water (a substance whose radiation characteristics are equivalent to human tissue) at the above rated treatment distance. , Measure the output radiation dose and distribution. This measurement estimates in advance the radiation dose and distribution absorbed by the human body that cannot be measured during actual radiation treatment.

【0007】一方、ライナックのヘッド部に組み込まれ
ている線量モニターによりライナック出力口での放射線
量及び分布も測定しておく。この線量モニターにより検
出される放射線量は、上記標準線量計により測定される
定格治療距離における放射線量とは異なる量となる。し
かし、線量率やエネルギーが限られた範囲内では、両放
射線量は比例関係を示す。また、分布も同様の傾向を示
す。従って、線量モニターで測定した放射線量を、定格
治療距離における放射線量を示すよう校正することによ
り、線量モニターによる出力放射線量の測定が可能とな
る。
On the other hand, the radiation dose and distribution at the linac output port are also measured by a dose monitor incorporated in the head portion of the linac. The radiation dose detected by this dose monitor is different from the radiation dose at the rated treatment distance measured by the standard dosimeter. However, both doses show a proportional relationship within the limits of dose rate and energy. The distribution also shows the same tendency. Therefore, by calibrating the radiation dose measured by the dose monitor to show the radiation dose at the rated treatment distance, it becomes possible to measure the output radiation dose by the dose monitor.

【0008】図3において、5a、5b、5c、5dは
絶縁シート4上に形成された放射線量分布監視用電極で
ある。このような電極は、ビーム軸に対して対称な位置
に配置されている。この電極は、放射線量の分布を検出
し、かつその分布を制御するためのものである。電極5
a、5cが前後の放射線量分布検出用とすれば、電極5
b、5dは左右の放射線量分布検出用に相当する。治療
に先だって、上記標準線量計等の測定器を用いて線量分
布を測定しながら照射野内における線量分布がビーム軸
からずれないようにビーム軌道が調整されているので、
通常状態では線量モニターの電極5a、5b、5c、5
dで検出される信号は等しくなる。
In FIG. 3, reference numerals 5a, 5b, 5c and 5d denote radiation dose distribution monitoring electrodes formed on the insulating sheet 4. Such electrodes are arranged symmetrically with respect to the beam axis. This electrode is for detecting the distribution of the radiation dose and controlling the distribution. Electrode 5
If a and 5c are used to detect the radiation dose distribution before and after, the electrode 5
b and 5d correspond to the left and right radiation dose distribution detection. Prior to treatment, the beam trajectory is adjusted so that the dose distribution in the irradiation field does not deviate from the beam axis while measuring the dose distribution using a measuring device such as the standard dosimeter.
Under normal conditions, the dose monitor electrodes 5a, 5b, 5c, 5
The signals detected at d are equal.

【0009】治療中になんらかの原因で電極5a、5c
または電極5b、5dの検出信号に差違が生じた場合
は、照射野内の線量分布の異常として放射線の発生を停
止する等の安全策をとることができる。また、通常、医
療用ライナックでは、ステアリング磁石と呼ばれる電磁
石によってビーム軌道を前後および左右に変位させ、線
量分布を前後および左右に変化させることができる機能
を有している。従って、照射野内の線量分布の異常検出
をフィードバックし、ビーム軌道をコントロールし、ビ
ーム軸を中心とするビームの対称性を維持することによ
り、照射野内の線量分布を一定に保つシステムを構築す
ることができる。
During treatment, the electrodes 5a, 5c are somehow caused.
Alternatively, if there is a difference between the detection signals of the electrodes 5b and 5d, it is possible to take safety measures such as stopping the generation of radiation as an abnormal dose distribution in the irradiation field. Further, usually, a medical linac has a function of displacing a beam trajectory back and forth and left and right by an electromagnet called a steering magnet to change a dose distribution back and forth and left and right. Therefore, by constructing a system that keeps the dose distribution in the irradiation field constant by feeding back abnormal detection of the dose distribution in the irradiation field, controlling the beam trajectory, and maintaining the symmetry of the beam around the beam axis. You can

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上に述べてきたよう
に、照射野内における線量分布については、線量モニタ
ーによって治療中にリアルタイムでモニターし、ステア
リング磁石でビーム軌道を調整することにより一定にす
ることが可能である。しかし、ここでいう線量分布の一
定性は、ビーム軸に対する対称性をいい、厳密な意味で
の照射野内での均一な分布をいうものではない。また、
深さ方向の線量分布については何ら考慮されていなかっ
た。そしてこの深さ方向の線量分布に影響を与える放射
線のエネルギーについては、治療中にリアルタイムにモ
ニターされていなかった。その結果、人体に与えられる
放射線量を精度よく見積もれなかったという問題点があ
った。この発明は、このような問題を解決するためにな
されたものであり、従来装置ではできなかった治療中の
放射線エネルギーのモニターを可能とする放射線発生装
置及び放射線エネルギー検出器を提供することを目的と
する。
As described above, the dose distribution in the irradiation field is monitored in real time during treatment by a dose monitor and is made constant by adjusting the beam orbit with a steering magnet. Is possible. However, the uniformity of the dose distribution here means the symmetry with respect to the beam axis, and does not mean a uniform distribution in the irradiation field in the strict sense. Also,
No consideration was given to the dose distribution in the depth direction. And the energy of radiation that affects the dose distribution in the depth direction was not monitored in real time during treatment. As a result, there has been a problem that the radiation dose given to the human body cannot be accurately estimated. The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a radiation generator and a radiation energy detector capable of monitoring radiation energy during treatment, which was not possible with conventional apparatuses. And

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る放射線発生装置は、放射線ビームの中央部の放射線量
を検出する第1の放射線検出器と、放射線ビームの周辺
部の放射線量を検出する第2の放射線検出器と、上記第
1の放射線検出器からの出力と第2の放射線検出器から
の出力との比較に基づき放射線ビームのエネルギーを制
御するビーム制御手段とを備えたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a radiation generator which detects a radiation dose at a central portion of a radiation beam and a radiation dose at a peripheral portion of the radiation beam. A second radiation detector for detecting, and a beam control means for controlling the energy of the radiation beam based on a comparison between the output from the first radiation detector and the output from the second radiation detector Is.

【0012】また、この発明の請求項2に係る放射線発
生装置は、上記第1の放射線検出器は放射線ビームのビ
ーム軸上に配置され、上記第2の放射線検出器は上記放
射線ビームの周辺部に複数個配置されているものであ
る。
Further, in the radiation generating apparatus according to claim 2 of the present invention, the first radiation detector is arranged on the beam axis of the radiation beam, and the second radiation detector is in the peripheral portion of the radiation beam. A plurality of them are arranged in.

【0013】また、この発明の請求項3に係る放射線発
生装置は、上記複数個の第2の放射線検出器は上記ビー
ム軸に対し対称な位置に配置されているものである。
Further, in the radiation generator according to the third aspect of the present invention, the plurality of second radiation detectors are arranged at positions symmetrical with respect to the beam axis.

【0014】また、この発明の請求項4に係る放射線発
生装置は、上記第1または第2の放射線検出器は、高圧
電極とこの高圧電極に対向配置された検出電極とで構成
される平行平板電離箱の構造を有するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the radiation generating apparatus, the first or second radiation detector is a parallel plate composed of a high voltage electrode and a detection electrode arranged to face the high voltage electrode. It has the structure of an ionization chamber.

【0015】また、この発明の請求項5に係る放射線発
生装置は、上記第1の放射線検出器の高圧電極と上記第
2の放射線検出器の高圧電極は、一枚の金属平板により
形成され、上記第1の放射線検出器の検出電極と上記第
2の放射線検出器の検出電極は、一枚の絶縁平板上に形
成された分離した金属部により形成されているものであ
る。
Further, in the radiation generating apparatus according to claim 5 of the present invention, the high voltage electrode of the first radiation detector and the high voltage electrode of the second radiation detector are formed by a single metal flat plate, The detection electrode of the first radiation detector and the detection electrode of the second radiation detector are formed by separate metal parts formed on one insulating flat plate.

【0016】また、この発明の請求項6に係る放射線エ
ネルギー検出器は、放射線ビームの中央部の放射線量を
検出する第1の放射線検出器と、放射線ビームの周辺部
の放射線量を検出する第2の放射線検出器と、上記第1
の放射線検出器からの出力と第2の放射線検出器からの
出力との相対的な大きさを比較する比較手段とを備え、
この比較結果に基づき放射線ビームのエネルギーを検出
するものえある。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a radiation energy detector which detects a radiation dose in a central portion of the radiation beam and a radiation dose detector in a peripheral portion of the radiation beam. 2 radiation detectors, and the first
Comparing means for comparing the relative magnitudes of the output from the radiation detector and the output from the second radiation detector,
In some cases, the energy of the radiation beam is detected based on the comparison result.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】この発明に係わる放射線発生装置
は、線量モニター部にビーム軸上およびその周囲にビー
ム軸に対して対称に配置された一群の線量分布監視用電
極を有しており、これらの電極によって治療中の線量分
布を監視することができ、かつ検出されたビーム軸に垂
直な面内の線量分布の変化からエネルギーの現在値を算
出する機能を持たせたものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A radiation generating apparatus according to the present invention has a group of dose distribution monitoring electrodes arranged symmetrically with respect to the beam axis on and around the beam axis in a dose monitor section, These electrodes allow the dose distribution during treatment to be monitored, and have a function of calculating the present value of energy from the change in the dose distribution in the plane perpendicular to the detected beam axis.

【0018】上記のとおり、治療に先だって標準線量計
等の測定器を用いて線量分布を測定しながら照射野内に
おける線量分布が均一になるようにビーム軌道が調整さ
れているが、ビーム軌道が変化した場合には線量分布に
傾きが生じる。その結果、ビーム軸に対称に配置された
二つの電極で検出される信号に差違が生じる。これに対
し、放射線のエネルギーが変動した場合には、ビーム中
心軸上とその周囲との線量に差違が生じ、エネルギーが
高くなるとビーム中心軸上の線量が高くなる傾向を持っ
ている。
As described above, the beam trajectory is adjusted so that the dose distribution is uniform in the irradiation field while measuring the dose distribution using a measuring instrument such as a standard dosimeter prior to treatment, but the beam trajectory changes. In that case, the dose distribution will have a slope. As a result, the signals detected by the two electrodes symmetrically arranged on the beam axis are different from each other. On the other hand, when the energy of the radiation fluctuates, there is a difference in dose between the beam center axis and its surroundings, and the higher the energy, the higher the dose on the beam center axis.

【0019】その結果、ビーム中心軸上の電極とその周
囲に配置された電極の間で検出される信号に差違が生じ
る。この信号の差違とエネルギー変化の関係を予め測定
によって決定しておけば、治療中にはこの信号の差違に
よってエネルギーを知ることができる。
As a result, a difference occurs in the signals detected between the electrodes on the central axis of the beam and the electrodes arranged around the electrodes. If the relationship between the signal difference and the energy change is determined in advance by measurement, the energy can be known during the treatment by the signal difference.

【0020】また、この発明に係わる放射線発生装置で
は、算出したエネルギーの現在値が予め標準線量計等の
測定器を用いて線量分布を測定した時点のエネルギーと
異なる場合には、加速管内で加速されるビームエネルギ
ーを自動的に変化させ、放射線のエネルギーを補正する
機能を持たせたものである。
Further, in the radiation generator according to the present invention, if the current value of the calculated energy is different from the energy at the time when the dose distribution is measured in advance by using a measuring instrument such as a standard dosimeter, the energy is accelerated in the accelerating tube. It has a function of automatically changing the beam energy to be generated and correcting the energy of radiation.

【0021】実施の形態1.以下、この発明の実施の形
態を図1によって説明する。図において、6はライナッ
ク本体の放射線発生部、7はライナックヘッド部に組み
込まれた線量モニターを示している。線量モニターは、
線量分布監視用の電極として、ビーム軸上の電極8と、
その周囲にビーム軸に対して対称に配置された電極5
a、5b、5c、5dを有しており、図1ではこの様子
を拡大して示している。
Embodiment 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In the figure, 6 is a radiation generating part of the linac body, and 7 is a dose monitor incorporated in the linac head part. Dose monitor
An electrode 8 on the beam axis as an electrode for monitoring the dose distribution,
Electrodes 5 arranged around it symmetrically with respect to the beam axis
a, 5b, 5c, 5d, and FIG. 1 shows this state in an enlarged manner.

【0022】線量分布監視用の各電極の検出信号を、そ
れぞれD8(ビーム軸上の電極8からの信号)、D5
a、D5b、D5c、D5d(ビーム軸に対して対称に
配置された電極5a、5b、5c、5dからの信号)と
すると、治療に先だって標準線量計等の測定器を用いて
線量分布を測定しながら照射野内における線量分布が均
一になるようにビーム軌道およびエネルギーが調整され
ているので、このような正常状態では以下のように各検
出信号は等しくなる。 D8=D5a=D5b=D5c=D5d この正常状態において、上記標準線量計等の測定器を用
いて深さ方向の線量分布が測定される。この深さ方向の
線量分布の一例を図2に示す。図において、横軸は放射
線量の分布を、縦軸は被照射体の表面からの深さを示
す。一般には表面からある一定の深さのところで放射線
の吸収量は最大となりその後減衰する。治療計画ではこ
の線量分布に基づいて、体内に存在する患部に与えられ
る線量が計算される。
The detection signals of the electrodes for monitoring the dose distribution are D8 (signal from the electrode 8 on the beam axis) and D5, respectively.
a, D5b, D5c, D5d (signals from the electrodes 5a, 5b, 5c, 5d symmetrically arranged with respect to the beam axis), the dose distribution is measured using a measuring instrument such as a standard dosimeter prior to treatment. However, since the beam trajectories and energies are adjusted so that the dose distribution in the irradiation field becomes uniform, in such a normal state, the respective detection signals become equal as follows. D8 = D5a = D5b = D5c = D5d In this normal state, the dose distribution in the depth direction is measured using a measuring instrument such as the standard dosimeter. An example of this dose distribution in the depth direction is shown in FIG. In the figure, the horizontal axis shows the distribution of radiation dose, and the vertical axis shows the depth from the surface of the irradiated body. Generally, the absorption amount of radiation becomes maximum at a certain depth from the surface and then attenuates. In the treatment plan, the dose given to the affected part in the body is calculated based on this dose distribution.

【0023】周囲電極の検出信号D5a、D5cまたは
D5b、D5dの間に差違が生じた場合は、均一に調整
されていた線量分布に傾きが生じていることを示してい
る。この様子の一例を図3に示す。図3に示すようにビ
ームの対称性が崩れた場合にこのような信号の差異が生
じる。このような場合はステアリング磁場をコントロー
ルしてビーム軌道を変化させ、これらの検出信号の差違
を0とする機能を有している。図1において、14はス
テアリング磁石を、10は線量分布の傾きを検出してス
テアリング磁場にフィードバックする制御部を示す。ス
テアリング磁場制御部の機能によって周囲電極の検出信
号D5a、D5cおよびD5b、D5dは等しくなり、
線量の分布に方向による傾きがなければ以下の関係が保
たれる。 D5a=D5b=D5c=D5d
If there is a difference between the detection signals D5a, D5c or D5b, D5d of the peripheral electrodes, it means that the dose distribution which has been adjusted uniformly has a slope. An example of this state is shown in FIG. Such a signal difference occurs when the symmetry of the beam is broken as shown in FIG. In such a case, it has a function of controlling the steering magnetic field to change the beam trajectory so as to eliminate the difference between these detection signals. In FIG. 1, 14 is a steering magnet, and 10 is a control unit for detecting the gradient of the dose distribution and feeding it back to the steering magnetic field. Due to the function of the steering magnetic field controller, the detection signals D5a, D5c and D5b, D5d of the surrounding electrodes become equal,
The following relationship holds if the dose distribution does not have a directional gradient. D5a = D5b = D5c = D5d

【0024】一般に、電子ビームが医療用ライナックで
使用されているターゲット等の金属に衝突した場合に発
生する制動X線の線量分布は、電子ビームのエネルギー
が高くなるほど前方への指向性が強くなる傾向にある。
そして、平坦化フィルターと呼ばれる円錐形の金属によ
ってビーム中心部の線量を減衰させることによって照射
野面内の線量分布を均一にしている(図4(a))。し
かし、例えば電子ビームのエネルギーが通常状態より高
くなると、前方への指向性がさらに強くなるので、線量
分布はビーム軸付近が高くなる(図4(b))。一方、
電子ビームのエネルギーが通常状態より低くなると、前
方への指向性が弱くなるので、線量分布はビーム軸付近
が低くなる(図4(c))。
Generally, the dose distribution of the braking X-ray generated when the electron beam collides with a metal such as a target used in a medical linac, the directivity toward the front becomes stronger as the energy of the electron beam becomes higher. There is a tendency.
Then, the dose at the center of the beam is attenuated by a conical metal called a flattening filter to make the dose distribution uniform in the irradiation field plane (FIG. 4A). However, for example, when the energy of the electron beam becomes higher than in the normal state, the directivity toward the front becomes stronger, so that the dose distribution becomes higher near the beam axis (FIG. 4B). on the other hand,
When the energy of the electron beam is lower than in the normal state, the directivity to the front is weakened, so that the dose distribution becomes lower near the beam axis (FIG. 4 (c)).

【0025】したがって、ビーム軸上電極と周囲電極の
検出信号D8とD5a(=D5b=D5c=D5d)の
間に差違が生じた場合は、放射線のエネルギーに差違が
生じたと判断することができる。そして、予めエネルギ
ーの変化と検出信号の比(=D5a/D8)の関係を実
測によって決定しておけば、D5a/D8の値によって
エネルギーを知ることができる。 E=E0+f(D5a/D8) E :治療中の放射線エネルギー E0 :通常時の放射線エネルギー(治療前にあらかじ
め測定) f(X):D5a/D8とエネルギー変化の関数、実測に
よって求める
Therefore, if there is a difference between the detection signals D8 and D5a (= D5b = D5c = D5d) of the beam axis electrode and the surrounding electrodes, it can be determined that the radiation energy has a difference. Then, if the relationship between the change in energy and the ratio of detection signals (= D5a / D8) is determined in advance by measurement, the energy can be known from the value of D5a / D8. E = E0 + f (D5a / D8) E: Radiation energy during treatment E0: Radiation energy at normal time (pre-measured before treatment) f (X): Function of D5a / D8 and energy change, determined by actual measurement

【0026】図5は、上記関数f(X)の概略を示すグラ
フである。D5a/D8=1の場合(ビーム軸上電極と
周囲電極の検出信号が等しい場合)には、f(1)=0
となり、E=E0となる。したがって、治療中の放射線
エネルギーは治療前に測定された通常時の放射線エネル
ギーと同じである。D5a/D8<1の場合(周囲電極
の検出信号がビーム軸上電極の検出信号より低い場合)
には、f(1)<0となり、E<E0となる。したがっ
て、治療中の放射線エネルギーは治療前に測定された通
常時の放射線エネルギーより低い。D5a/D8>1の
場合(周囲電極の検出信号がビーム軸上電極の検出信号
より高い場合)には、f(1)>0となり、E>E0と
なる。したがって、治療中の放射線エネルギーは治療前
に測定された通常時の放射線エネルギーより高い。この
関係によって線量分布監視用電極の検出信号からエネル
ギーを算出する手段が、図1における9に示すブロック
である。
FIG. 5 is a graph showing an outline of the function f (X). When D5a / D8 = 1 (when the detection signals of the beam axis electrode and the peripheral electrode are equal), f (1) = 0
And E = E0. Therefore, the radiation energy during treatment is the same as the normal radiation energy measured before treatment. When D5a / D8 <1 (when the detection signal of the surrounding electrode is lower than the detection signal of the beam axis electrode)
, F (1) <0 and E <E0. Therefore, the radiation energy during treatment is lower than the normal radiation energy measured before treatment. When D5a / D8> 1 (when the detection signal of the surrounding electrode is higher than the detection signal of the beam axis electrode), f (1)> 0 and E> E0. Therefore, the radiation energy during treatment is higher than the normal radiation energy measured before treatment. A unit for calculating energy from the detection signal of the dose distribution monitoring electrode based on this relationship is a block 9 shown in FIG.

【0027】実施の形態2.次に、実施の形態2につい
て図6を用いて説明する。図2において、11は電子ビ
ームを加速する加速管(共振空洞とも呼ばれる)に加速
電界を形成するためのマイクロ波増幅管であるクライス
トロン、12はクライストロンに印加電圧(具体的には
クライストロンのカソード電極への印加電圧)を供給す
るクライストロン電源である。上記クライストロンで増
幅されたマイクロ波が加速管に入力されて加速管中に加
速電界が形成される。13は算出したエネルギーが通常
状態と異なっている場合にクライストロン印加電圧にフ
ィードバックするブロックを示している。
Embodiment 2. Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, 11 is a klystron which is a microwave amplifying tube for forming an accelerating electric field in an accelerating tube (also called a resonance cavity) for accelerating an electron beam, and 12 is a voltage applied to the klystron (specifically, a cathode electrode of the klystron). It is a klystron power supply that supplies the voltage applied to the klystron. The microwave amplified by the klystron is input to the accelerating tube and an accelerating electric field is formed in the accelerating tube. Reference numeral 13 denotes a block for feeding back the klystron applied voltage when the calculated energy is different from the normal state.

【0028】クライストロンへの印加電圧を増加する
と、マイクロ波出力が増加し、加速管の加速電界が増加
する。この加速電界の増加によって電子ビームのエネル
ギーが増加し、上記ビーム線量分布の中心部の線量が増
加する(上記D5a/D8が減少する)。このようにク
ライストロンの印加電圧を調整することにより、放射線
エネルギーが常に一定になるように加速電子ビームのエ
ネルギーをコントロールすることができる。上記クライ
ストロン印加電圧の増減により加速電界の強弱が決ま
る。加速管の加速電界をこの例では電子ビームエネルギ
ーをコントロールするためにクライストロン印加電圧に
フィードバックする例を示したが、クライストロン発振
源であるRF発振器の出力にフィードバックしてもよ
い。
When the voltage applied to the klystron is increased, the microwave output is increased and the accelerating electric field of the accelerating tube is increased. This increase in the accelerating electric field increases the energy of the electron beam and increases the dose at the center of the beam dose distribution (decreases D5a / D8). By adjusting the voltage applied to the klystron in this way, the energy of the accelerated electron beam can be controlled so that the radiation energy is always constant. The strength of the accelerating electric field is determined by the increase and decrease of the voltage applied to the klystron. Although the accelerating electric field of the accelerating tube is fed back to the klystron applied voltage in order to control the electron beam energy in this example, it may be fed back to the output of the RF oscillator which is the klystron oscillation source.

【0029】[0029]

【発明の効果】この発明によれば、従来装置ではできな
かった治療中の放射線エネルギーのモニターが可能とな
るので、治療に先だって標準線量計等の測定器を用いて
測定された深さ方向の線量分布と同じ線量分布が人体に
与えられていることが確認できるので、従来装置よりも
信頼性の高い放射線治療を実施することができる。
According to the present invention, it is possible to monitor radiation energy during treatment, which was not possible with the conventional apparatus. Therefore, prior to treatment, the radiation energy in the depth direction measured using a measuring device such as a standard dosimeter can be measured. Since it can be confirmed that the same dose distribution as the dose distribution is given to the human body, it is possible to perform more reliable radiotherapy than the conventional device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1における放射線発生
装置の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a radiation generator according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の説明図であり、深さ方向の放射線
量分布を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the present invention and is an explanatory diagram showing a radiation dose distribution in a depth direction.

【図3】 この発明の説明図であり、線量モニターによ
る照射野内の検出信号を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the present invention, and is an explanatory diagram showing a detection signal in an irradiation field by a dose monitor.

【図4】 この発明の説明図であり、照射野内の放射線
量分布の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the present invention and is an explanatory diagram of a radiation dose distribution in an irradiation field.

【図5】 この発明の説明図であり、検出信号の比とエ
ネルギー変化の関係を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the present invention and is an explanatory diagram showing a relationship between a ratio of detection signals and energy change.

【図6】 この発明の実施の形態2における放射線発生
装置の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a radiation generator according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 従来の放射線発生装置の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional radiation generator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 高圧電極、 2 出力線量検出用電極、 3 高圧
電極、 4 出力線量率検出用電極、 5a、5b、5
c、5d 放射線量分布監視用電極、 6 放射線発生
部、 7 線量モニター、 8ビーム軸上電極(線量分
布監視用)、9 エネルギー算出部、 10 ステアリ
ング磁石(STC)コントロール部、11 クライストロ
ン(KLY)、 12 クライストロン(KLY)電源、 1
3クライストロン(KLY)印加電圧コントロール部、
14 ステアリング磁石(STC)。
1 high voltage electrode, 2 output dose detection electrode, 3 high voltage electrode, 4 output dose rate detection electrode, 5a, 5b, 5
c, 5d Radiation dose distribution monitoring electrode, 6 Radiation generation unit, 7 Dose monitor, 8 Beam axis electrode (for dose distribution monitoring), 9 Energy calculation unit, 10 Steering magnet (STC) control unit, 11 Klystron (KLY) , 12 Klystron (KLY) power supply, 1
3 Klystron (KLY) applied voltage control section,
14 Steering magnet (STC).

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 放射線ビームの中央部の放射線量を検出
する第1の放射線検出器と、放射線ビームの周辺部の放
射線量を検出する第2の放射線検出器と、上記第1の放
射線検出器からの出力と第2の放射線検出器からの出力
との比較に基づき放射線ビームのエネルギーを制御する
ビーム制御手段とを備えたことを特徴とする放射線発生
装置。
1. A first radiation detector for detecting a radiation dose in a central portion of the radiation beam, a second radiation detector for detecting a radiation dose in a peripheral portion of the radiation beam, and the first radiation detector. And a beam control means for controlling the energy of the radiation beam based on a comparison between the output from the radiation detector and the output from the second radiation detector.
【請求項2】 上記第1の放射線検出器は放射線ビーム
のビーム軸上に配置され、上記第2の放射線検出器は上
記放射線ビームの周辺部に複数個配置されていることを
特徴とする請求項1に記載の放射線発生装置。
2. The first radiation detector is arranged on a beam axis of the radiation beam, and the plurality of second radiation detectors are arranged in a peripheral portion of the radiation beam. Item 2. The radiation generator according to item 1.
【請求項3】 上記複数個の第2の放射線検出器は上記
ビーム軸に対し対称な位置に配置されていることを特徴
とする請求項2に記載の放射線発生装置。
3. The radiation generator according to claim 2, wherein the plurality of second radiation detectors are arranged at positions symmetrical with respect to the beam axis.
【請求項4】 上記第1または第2の放射線検出器は、
高圧電極とこの高圧電極に対向配置された検出電極とで
構成される平行平板電離箱の構造を有することを特徴と
する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の放射線発生
装置。
4. The first or second radiation detector,
4. The radiation generator according to claim 1, wherein the radiation generator has a structure of a parallel plate ionization chamber including a high voltage electrode and a detection electrode arranged to face the high voltage electrode.
【請求項5】 上記第1の放射線検出器の高圧電極と上
記第2の放射線検出器の高圧電極は、一枚の金属平板に
より形成され、上記第1の放射線検出器の検出電極と上
記第2の放射線検出器の検出電極は、一枚の絶縁平板上
に形成された分離した金属部により形成されていること
を特徴とする請求項4に記載の放射線発生装置。
5. The high-voltage electrode of the first radiation detector and the high-voltage electrode of the second radiation detector are formed by a single metal flat plate, and the detection electrode of the first radiation detector and the first radiation detector are connected to each other. The radiation generating device according to claim 4, wherein the detection electrode of the radiation detector of No. 2 is formed by a separated metal portion formed on one insulating flat plate.
【請求項6】 放射線ビームの中央部の放射線量を検出
する第1の放射線検出器と、放射線ビームの周辺部の放
射線量を検出する第2の放射線検出器と、上記第1の放
射線検出器からの出力と第2の放射線検出器からの出力
との相対的な大きさを比較する比較手段とを備え、この
比較結果に基づき放射線ビームのエネルギーを検出する
放射線エネルギー検出器。
6. A first radiation detector for detecting a radiation dose in a central portion of the radiation beam, a second radiation detector for detecting a radiation dose in a peripheral portion of the radiation beam, and the first radiation detector. A radiation energy detector comprising: a comparison means for comparing the relative magnitudes of the output from the radiation detector and the output from the second radiation detector, and detecting the energy of the radiation beam based on the comparison result.
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