JP2004508907A - 不動または可動ビームと検出媒体とを用いた放射線計量用の自動校正 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線治療システムを校正するための方法を提供すること。
【解決手段】放射線システム用の自動校正方法及び自動校正装置が開示される。この方法は、放射線感受性の検出媒体を用意することと、検出媒体の複数の所定の領域のそれぞれに選別的な電離放射線量レベルの放射線を照射することによって校正線量反応パターンを用意することとを含む。また、この方法は、検出媒体の逐次的な反応と放射線量とを関連づけた校正を生成するために検出媒体の所定領域を測定することを含む。例えば、マルチリーフコリメータ、第２のコリメータまたは放射線強度減少ブロックを用いて検出媒体の各領域を電離放射線から選別的に遮蔽することにより異なる線量レベルが得られる。また、異なる線量レベルは、放射線の照射と照射との間に検出媒体を移動させることによっても得ることができる。開示された装置は、コンピュータが読み取り可能な媒体に格納されたコンピュータルーチンを含み、コンピュータルーチンは、検出媒体の電離放射線に対する反応に関連する校正を生成可能に構成されている。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、線量測定に関し、より詳細には、放射線治療に関連した放射線量校正を自動的に行うための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射線治療の重要な用途は、腫瘍細胞の破壊である。電離放射線の場合、腫瘍破壊は、「吸収線量」または生体組織の塊（ｍａｓｓ）に堆積されたエネルギー量によって決まる。通常、放射線物理学者は、吸収線量をｃＧｙ単位で、または、センチグレイ（ｃｅｎｔｉｇｒａｙ）で表す。１ｃＧｙは、０．０１Ｊ／Ｋｇに等しい。
【０００３】
線量測定は、通常、放射線治療を受ける患者の様々な生体組織の吸収線量を測定または予測するための手法を表す（ｄｅｓｃｒｉｂｅ）。効果的な治療と過小もしくは過大な放射線の照射に基づく不慮の事態とを防止するためには、吸収線量の正確な測定及び予測が重要である。吸収線量を測定、予測するための手法は多々あるが、そのほとんどが、放射線検出媒体の反応と吸収線量とを関連づける校正−校正曲線や検索テーブル−を展開することによるものである。有用な放射線検出媒体は、放射線が照射されることによって黒化したり色が変化する放射線感受性フィルムや３次元ゲル（例えば、「ＢＡＮＧ」ゲルや「ＢＡＮＡＮＡ」ゲル）を含む。他の有用な放射線検出媒体は、ＥＰＩＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｒｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）やアモルファスシリコンディテクタアレイズ（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ ｓｉｌｉｃｏｎ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ａｒｒａｙｓ）等、放射線が照射されることによって信号を生成するものを含む。
【０００４】
校正曲線や検索テーブルを展開するため、放射線検出媒体の複数の部分のそれぞれには、リニアアクセレレータや近似の装置によって、異なる既知量の放射線が照射される。典型的に１２前後、しかししばしば２５もの異なる線量測定レベルが測定されて校正曲線や検索テーブルが作成される。一般的に、校正の精度は、線量測定レベル数の増加とともに向上する。しかしながら、放射線量レベルの別々の測定は、労力集約的で時間を消費する工程であり、放射線フィルム線量測定のために校正工程を検査することによって実施される。
【０００５】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、リニアアクセレレータ１００は、放射線校正用フィルム１０２の、異なる複数の領域に電離放射線１０４を照射するために用いられる。このフィルム１０２は、一般的に、放射線１０４が照射された生体組織を模倣する器具の層１０６に挟み込まれている。シールド１０８は、鉛等の高密度の物質から構成され、フィルム１０２とリニアアクセレレータ１００との間に配置される。シールド１０８は、固定開口１１０を備えており、開口１１０に整列されたフィルム１０２の領域のみに電離放射線１０４が照射されることを許容する。校正の間、開口１１０に整列されたフィルム１０２の領域には、既知の規定量の電離放射線１０４が照射され、フィルム１０２の他の領域は、シールド１０８によって遮蔽される。吸収線量は、イオンチャンバ測定、Ｆｒｉｃｋｅ線量測定（Ｆｒｉｃｋｅ ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ）、熱量測定、または他の絶対線量測定によって得ることができる。高放射線レベルが関与しているので、放射線物理学者は部屋から退出し、フィルム１０２に放射線を照射する間は遮蔽扉を閉じなくてはならない。放射線フィルム１０２に放射線を照射したのち、放射線物理学者は再度入室し、フィルム１０２を動かして放射線が照射されていない領域を開口１１０に揃える。そして、放射線物理学者は、退出して防護扉をしっかりと閉じ、次の線量レベルにリニアアクセレレータ１００をセットする。この工程は、校正シーケンス（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）において各線量レベルごとに繰り返される。
【０００６】
図２は３つの放射線校正用フィルム１０２を示し、それぞれが校正シーケンスで異なった線量レベルの放射線が照射されたものである。各フィルム１０２は、０ｃＧｙから２２０ｃＧｙの範囲で異なった放射線量レベルの放射線が照射された複数の分離領域１２０を有する。一般に、校正用フィルム１０２の被放射線量は、放射線治療の間に予想される線量レベルの範囲内のものであり、この範囲は０ｃＧｙから６０００ｃＧｙである。連続的な校正レベルの間のステップの規模（ｓｔｅｐ ｓｉｚｅｓ）は、様々であり、また検出媒体の動的な範囲にもよる。通常、校正用フィルム１０２は、フィルムディジタイザ（ｆｉｌｍ ｄｉｇｉｔｉｚｅｒ）で走査され、校正用フィルム１０２上の各点での光学密度を示す値を有する画素列に変換される。
【０００７】
図３は、標本校正（ｓａｍｐｌｅ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ）または図２に示す校正用フィルム１０２から得られたＨ＆Ｄ曲線１４０を示す。一般に、専門のソフトウェアによって校正用フィルム１０２の分離領域上の光学密度が平均化され、既知の値の線量レベルまたは測定された光学密度に基づいた校正曲線または検索用テーブが生成される。Ｈ＆Ｄ曲線１４０（または他の校正）を持つ放射線物理学者は、リニアアクセレレータのビーム特性を、逐次的な放射線の照射と、現像と、放射線フィルムの光学密度の測定とから定量化することができる。例えば、放射線物理学者は、治療プランまたはクオリティアシュランス手順の一部として、フィルム線量測定を用いて深部線量輪郭図、等線量もしくは等線密度（ｉｓｏｄｅｎｓｉｔｙ）輪郭図、または断面輪郭図を生成することができる。加えて、放射線物理学者はフィルム線量測定を用いて平坦性及び対象性の分析が行え、特に被写界深度の計算が行える。通常、放射線物理学者は、走査されるとともにディジタル化された放射線フィルムから自動的にビーム特性を算出して表示するコンピュータソフトウェアを用いる。Ｈ＆Ｄ曲線を生成するため、また放射線治療のビーム特性を分析するための有用なソフトウェアは、ラジオロジカルイメージングテクノロジーから入手可能なリット１１３フィルム線量測定システム（ＲＩＴ １１３ ＦＩＬＭ ＤＯＳＩＭＥＴＲＹ ＳＹＳＴＥＭ）を含む。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したフィルム線量測定用の手法等の校正手順は、いくつかの欠点を持っている。第１に、上記手法は、検出媒体が用いられているにもかかわらず、労力及び時間集約的な多数のステップを、校正を生成するためまた複数の線量レベルの放射線を照射するために必要とする。第２に、各校正ステップで放射線が照射された領域に再度放射線が照射されないように、注意を必要とする。線量領域が重なった場合、校正データが無効となってしまう。第３に、フィルム線量測定では、比較的多数のフィルムに放射線が照射されるため、フィルムプロセッサの科学的性質や温度が変化することによって短期的なゆるやかな変化（ｄｒｉｆｔ）が１枚のフィルムから次のフィルムへの放射線反応に生じる場合がある。
【０００９】
本発明はこれら上記の１つまたは複数の欠点を解決、または少なくとも緩和することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点は、放射線治療システムを校正するための方法を提供する。この方法は、放射線感受性フィルム等の、電離放射線の照射に反応するように適合された検出媒体を用意することを含む。また、この方法は、検出媒体の複数の所定領域のそれぞれに、異なる電離放射線量レベルで電離放射線を照射することによって校正線量反応パターンを用意することと、検出媒体の複数の所定領域の反応を測定することとを含む。異なる線量レベルは、検出媒体の一部を、マルチリーフコリメータ、第２のコリメータ、または放射線減衰ブロック等を用いて遮蔽することによって得られる。通常、電離放射線の特性（例えば、ビームの強度、照射期間）もまた、複数の所定領域で線量がそれぞれ異なるように、検出媒体への放射線の各照射と照射との間に変更される。異なった線量レベルは、１回の照射から次の照射へ電離放射線の特性を変更させながら、電離放射線の照射と照射との間に検出媒体を電離放射線源に対して相対的に移動させることによっても得られる。測定した反応から、この方法は、検出媒体の逐次的な反応と電離放射線量とを関連づけた校正曲線や検索テーブルを生成する。
【００１１】
本発明の他の観点は、放射線治療システムを校正するための装置を提供する。この装置は、具現化されたり、コンピュータが読み取り可能な媒体に収められたソフトウェアルーチンを含む。ソフトウェアルーチンは、検出媒体の反応と電離放射線量とを関連づけた校正を生成するように構成される。本発明に従って、ソフトウェアルーチンは、異なる電離放射線量レベルの放射線が照射された複数の所定領域を持つ線量反応パターンから校正を生成する。異なる線量レベルは、放射線の照射ごとに電離放射線の特性を変更させるとともに検出媒体の部分のそれぞれを選別的に遮蔽したり、検出媒体を電離放射線源に対して相対的に移動させたりすることによって得られる。通常、ソフトウェアルーチンは、コンピュータによって実行され、このコンピュータはユーザがソフトウェアルーチンを操作できるようにグラフィカルユーザインターフェイスを備える。
【００１２】
本発明は従来の、労力集約的な校正シーケンス以上の意義深い複数の利点を提供する。本発明は校正工程を自動化するので、逐次的な校正の間に異なった線量レベルの放射線を照射するために必要な所用時間を著しく減らす。加えて、検出媒体の線量反応パターンが何度も繰り返し可能で既知のため、コンピュータソフトウェアアルゴリズムが放射線量反応パターンの自動測定、校正曲線や検索テーブルの自動生成に用いられる。最後に、校正を生成するための校正用フィルムや他の検出媒体の必要数を減少することにより、本発明に係る工程はより短期間での確実性（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）を備える。これらの利点により、放射線量測定の正確さの向上、改善された患者の治療が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、概して、検出媒体の所定領域に既知量の放射線を照射し、放射線量レベルに対する検出媒体の反応を測定する、ことから構成されている。異なる値の放射線量レベルでの検出媒体の反応を知る（ｋｎｏｗ）ことにより、校正曲線や検索テーブルを生成することができる。検出媒体の反応と放射線の照射とを関連づける校正は、逐次的な放射線照射や反応を吸収線量に変換することに用いることができる。
【００１４】
以下に説明するように、検出媒体の複数の所定領域のそれぞれに、異なった線量レベルの放射線を自動的に照射するために種々の技術や装置を用いることが可能である。１つの方法は、第１の複数のマルチリーフコリメータ、第２の複数のマルチリーフコリメータ、放射線を減衰する固定ブロック（ｆｉｘｅｄ ｂｌｏｃｋ）を１つまたは組み合わせて用いて、電離放射線が照射される間に検出媒体の複数の所定領域をそれぞれ異なるように遮蔽する。電離放射線の特性（例えば、ビーム強度、各照射の期間）は、照射と照射との間で一定に保たれる。また、被放射線量は、各放射線照射で選別的に遮蔽されるために各所定領域ごとに様々である。随意的に、ビーム特性は１または複数の放射線照射において異なってもよい。第２の方法は、可動診察用ベッドまたはそれに類似した装置を用い、検出媒体を電離放射線ビームに対して相対的に移動させる。電離放射線の特性を各照射ごとに変化させることにより、被放射線量は検出媒体の各所定領域ごとに異なる。
【００１５】
図４は、放射線量測定用の自動校正工程及び自動校正システム１６０の、１実施例のブロック図である。図４に示す校正システム１６０は、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）を用いて検出媒体の複数の所定領域のそれぞれに異なった既知の放射線量レベルの放射線を自動的に照射する。比較的新しい（ｎｅｗｅｒ）リニアアクセレレータは、マルチリーフコリメータを用いて放射線治療の間に線量ビームを形状づける。マルチリーフコリメータは、鉛（または他の高密度の材料）から構成される複数のリーフを備える。リーフは、ビームを形状づけるために放射線領域の中または外で独自に移動可能である。鉛ブロックと比べ、マルチリーフコリメータは、放射線物理学者に、治療を受ける患者の体の領域により綿密に一致するようにビームを形状づけることを許容する。マルチリーフコリメータ及び遮蔽ブロックは、Ｍｅｔｃａｌｆｅ， Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ Ｘ−Ｒａｙｓ ｆｒｏｍ Ｌｉｎｅａｒ Ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒｓ， （１９９７）、第３１−３２頁、第２６８−７２頁に詳細に記載されている。この文献の内容は、あらゆる目的のために参照により引用される。
【００１６】
図４に示すように、校正システム１６０は、ＭＬＣ制御コンピュータ１６２と、マルチリーフコリメータを備えるリニアアクセレレータ１６４とを含む。校正シーケンス（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｓｅｑｕｅｎｃｅ）の間、ＭＬＣコントローラ１６２はリニアアクセレレータ１６４に放射線ビーム特性を調整する旨とマルチリーフコリメータのリーフの位置を調整する旨との指示を通知する。適切なリーフの位置を介して、校正システム１６０は検出媒体の１６６の所定領域に、既知の線量レベルの放射線を自動的に（人間の最小限な介入で）照射する。これによって放射線量反応パターンが検出媒体１６６に生じる。検出媒体１６６は放射線の照射に一定に反応する材料や装置でよく、放射線フィルム、３次元ＢＡＮＧゲル、３次元ＢＡＮＡＮＡゲル、アモルファスシリコンディテクタアレイズ、電子ポータル画像装置、等を含む。線量測定システム１６８は、検出媒体１６６の所定領域の反応を測定し、校正曲線または検索テーブルを生成する。システム１６８は、フィルム線量測定のために、校正用フィルムをディジタル化するフィルムスキャナと、校正曲線または検索テーブルを生成するため、また線量測定計算（ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ）を行うためにコンピュータによって実行されるソフトウェアとを含んでいることが好ましい。校正曲線または検索テーブルは、検出媒体−例えば、放射線が照射されていないテストフィルムまたはゲルやアモルファスシリコンアレイズ−への逐次的な放射線の照射に従って、検出媒体の放射線量反応を吸収線量に変換するために用いることができる。
【００１７】
図５Ａ〜図５Ｍは、校正シーケンスの間の、マルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）１８０のリーフ位置の例を示す。マルチリーフコリメータ１８０は、リーフ内蔵のコリメータ、または放射線領域１８４の中または外でＭＬＣ１８０の側部１８６、１８８から独自に移動する複数のリーフ１８２、から構成されている。図５〜図５Ｍは、それぞれ、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、１４個、１６個、１８個、２０個、２２個、２４個、２６個のリーフ１８２がＭＬＣ１８０の両側部１８６、１８８で開いた状態のＭＬＣ１８０のパターンを示す。上述のように、図５Ａ〜図５Ｍのリーフ１８２の移動は、放射線ビームの特性（強度、照射期間、等）と同様に、ユーザの入力に基づいたコンピュータによって位置決めされる。このため、検出媒体の種々の所定領域の放射線量は既知である。または、この放射線量は絶対線量測定（例えば、イオン化チャンバ測定）によって得られる。
【００１８】
マルチリーフコリメータ１８０の各リーフ１８２は、ＭＬＣ制御部１６２の指示に速やかに−通常は５秒以内、たいてい１秒以内−応答する。各放射線照射は放射線源の線量供給割合（ｄｏｓｅ ｄｅｌｉｖｅｒｙ ｒａｔｅ）、検出媒体の放射線量反応、及び放射線治療の間に予測される線量レベルによる。利用可能な商用リニアアクセレレータは一般的に一分当たり６００ｃＧｙ程度の線量を供給するため、また、ほとんどの放射線治療ではおよそ１０００ｃＧｙ未満の線量レベルが要求されるため、各放射線照射は、通常はおよそ数秒から数分で完了する。従って、単一のフィルムまたは検出媒体への１２のステップの校正放射線照射シーケンス（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｓｅｑｕｅｎｅ）は、通常およそ５分以内で完了可能であり、たいていはおよそ２分以内で完了可能である。場合によっては、放射線照射シーケンスはおよそ１分以内で完了可能である。いずれにしても、校正放射線照射シーケンス全体が、従来のプロセスの所用時間よりも短い所要時間で完了可能である。例えば、ユーザは、通常は、図２に示すような１２のステップの手動校正照射シーケンスに近似のものを４５分程度で完了する。
【００１９】
図６は、ＭＬＣ１８０の図５Ａ〜図５Ｍに示すリーフ１８２の位置に対応する放射線量反応パターン２０２を有する校正用フィルム２００を示す。校正用フィルム２００は、フィルムディジタイザで走査される。フィルムディジタイザは、走査によって線量反応パターン２０２を、校正用フィルム２００の各点での光学密度を示す値を有する画素列に変換する。線量反応パターン２０２が既知なので、各所定領域２０４上または校正用フィルム２００の領域（画素列）の光学密度を自動的に平均化するため、かつ、校正曲線または検索テーブルを自動的に生成するために線量測定ソフトウェアが用いられる。複数のリーフ１８２間からの放射線の漏洩によって所定領域２０４の縁部２０６が不自然な高線量レベルを有するので、線量測定ソフトウェアルーチンは、通常は、所定領域２０４の縁部２０６から離間した位置の線量反応を測定する。
【００２０】
線量反応パターンに加えて図６に示すステップ勾配パターン２０２は、図４に示すＭＬＣ制御コンピュータ１６２の適切なプログラミングによって生成することができる。例えば、図６のステップ勾配パターン２０２が、校正用フィルム２００の所定領域２０４への多種多様な照射を通じて得られた。ビーム特性はフィルム２００への連続する複数回の照射で一定であった。照射の回数の差がフィルム２００の所定領域の光学密度の差となった。他のパターンは逐次的な放射線の照射の間にビーム特性を変更することによって得ることができる。例えば、ＭＬＣ（または他の遮蔽装置）を、線量反応パターンが図２に類似するように検出媒体の領域を十分に遮蔽するために用いることができる。この場合、ビーム特性−照射期間、強度等−は、所定の手法で検出媒体の異なった放射線量反応が生じるように変更される。同様に、ビーム特性は、図６に示す校正用フィルム２００への逐次的な放射線の照射の間で変更されてもよい。
【００２１】
他の実施例は、固定ブロック及び第２のコリメータ（ジョウズ、ｊａｗｓ）を用いて検出媒体の所定領域に既知の放射線量レベルの放射線を自動的に照射することを含んでもよい。例えば、比較的古い（ｏｌｄｅｒ）リニアアクセレレータ及び他の種の放射線生成装置（例えばＣｏ−６０源）は、所定の放射線照射領域を形成するために、電離放射線を減衰させる材料から形成される固定ブロックを用いてよい。図７は、マルチリーフコリメータ１８０のパターンや図５Ａ〜図５Ｍ及び図６に示す線量反応パターン２０２を模倣するステップパターン２２２を備えるブロック２２０を示す。加えて、リニアアクセレレータの第２のコリメータは、近似の線量反応パターンを取得するために用いられてもよい。第２のコリメータは、放射線を多量に減衰するためのもので、一般的に鉛合金やタングステンから形成され、精密移動の対象となる（ｕｎｄｅｒｇｏ）。ほとんどのリニアアクセレレータでは、第２のコリメータは、プログラム制御によって特定の位置に移動して放射線照射を弱めることができ、従って図６や他の図の放射線量パターン２０２をシュミレートするために適用可能である。固定されたブロックを用いるにしても第２のコリメータを用いるにしても、放射線量反応の測定は、検出媒体の所定領域と所定領域との間にある遷移領域から離間した一定線量の照射領域で行われるべきである。第２のコリメータについての詳細は、上記引用文献の第２８−第２９頁に開示されている。この内容は、あらゆる目的のために参照により引用される。
【００２２】
検出媒体の複数の所定領域の異なった遮蔽によって放射線の照射を調整することに加え、またはその代わりに、放射線照射の間で検出媒体の所定領域を移動させて自動的に既知の線量レベルの放射線を照射してもよい。図１を参照して説明すると、検出媒体（例えば、放射線校正用フィルム１０２）は、治療台２４２の一面２４０に配置されてもよい。この治療台２４２は、一面２４０を含む面の平行移動及び回転移動、一面２４０を含む面に対して垂直移動を含む精密な立体移動が可能である。校正シーケンスの間に、制御部（図示せず）は、放射線ビーム１０４の特性（ビーム強度及び照射期間）を調整する旨、また電離放射線ビーム１０４に対応づけて治療台２４２及び検出媒体の位置を移動させる旨の指示をリニアアクセレレータ１００に通知する。治療台２４２はこの通知に即座に応答する。移動した距離によるが、治療台２４２は、およそ１分以内、通常およそ５秒以内に応答する。従って、電離放射線源に対応づけて検出媒体を移動させることによって得られる全校正放射線照射シーケンスは、マルチリーフコリメータ、第２のコリメータ、またはビームの照射パターンを調整するための放射線強度減少ブロックを用いるものとほぼ等しい所用時間で完了することができる。
【００２３】
従って、第２のコリメータ、マルチリーフコリメータ、または第２のマルチリーフコリメータを、所定領域２０４に相当する、検出媒体の略矩形の領域に放射線を照射するように調整することにより、図６に示すステップ勾配２０２に近似する線量反応パターンを得ることができる。電離放射線１０４の照射に続いて、制御部は、治療台２４２及び検出媒体を移動させ、リニアアクセレレータ１０４に、放射線を他の領域２０４に異なった線量レベルで照射するよう指示する。この工程は、線量レベルの必要数が得られるまで繰り返される。
【００２４】
検出媒体をビーム１０４に対応づけて移動させるため、例えば、０．５ｍｍ程度の増分ずつ、または０．１度程度の円弧ずつ検出媒体を転置することに適用されたコンピュータ制御式のｘ−ｙ軸ステージ（ｓｔａｇｅ）等の他の装置を用いてもよい。最初の放射線の照射の前に、また検出媒体の所定領域への逐次的な放射線照射の間で随意的に、電離放射線１０４の形状を調整することによって、図６に示すステップ勾配パターン２０２とは異なった線量反応パターンが得られる。ビーム１０４の形状は、特定の放射線照射の間の所定領域の形状に一致する。
【００２５】
複数のマルチリーフコリメータを含む校正ルーチンと比べ、移動する検出媒体を用いることで、より正確な被放射線量がもたらされる。第２のコリメータをマルチリーフコリメータの代わりに用いてビームを形状づけることにより、検出媒体の各所定領域へのより一定な放射線照射がもたらされる。図５Ａ〜図５Ｍについての論証で示唆したように、マルチリーフコリメータ１８０のリーフ１８２の間からの放射線漏洩は、図６に示す所定領域２０４の縁部２０６近傍が不自然な高線量レベルを持つ、といった結果につながる。
【００２６】
いずれにしても、開示された、放射線量測定用の自動校正工程及び自動校正システムは、従来のものよりも優れた利点を提供する。上述したように、開示された工程は校正工程シーケンスを従来の労力集中型の校正手法と比べて短時間で完了することができ、ユーザの介入が少ない。加えて、従来技術についての記載で説明したように、従来の、フィルムの線量反応パターンは、手動でフィルムを置くことによるもので、空間中の任意の位置に配置するものであった。このため、従来の校正放射線照射工程では、線量測定ソフトウェアのユーザが、特定の線量レベルに対応する各フィルムの位置（画素列）を特定しなくてはならなかった。
【００２７】
異なる放射線照射領域の位置を自動的に定めるコンピュータソフトウェアアルゴリズムを開発することが考えられるが、このようなルーチンを実現することは、線量反応パターンが未知でフィルムごとに異なっているので、比較的困難である。従来の校正技術及び校正装置とは異なり、ＭＬＣ又は近似の放射線強度減少装置を用いることによって、線量反応パターンの空間中の精密な配置のために１枚の校正用フィルムまたは１つの検出媒体を用いて線量反応パターンを得ることができる。このため、自動校正方法及び自動校正装置によって例えば１０、２０、３０、４０、５０またはそれ以上の異なった線量レベルの線量反応パターンを、放射線感受性フィルム等の１つの検出媒体で得ることができる。
【００２８】
上述したように、放射線物理学者は、通常は、線量反応パターンから自動的に校正曲線、検索テーブル、ビーム特性を算出するとともに表示するコンピュータソフトウェアを用いる。ソフトウェアルーチンは通常第１、第２および複数のマルチリーフコリメータを制御するとともに、治療台の位置を調整する。このため、開示された校正方法論の大部分は、通常は、プロセッサによって実行されるソフトウェアルーチンとしてコンピュータに実装される。好ましいプロセッサは、例えば、汎用または専用用途の両方のマイクロプロセッサを含む。概して、プロセッサは指示とデータとをリードオンリーメモリ及び／またはランダムアクセスメモリから受ける。コンピュータインストラクション及びデータは、記憶装置またはコンピュータが読み取り可能な媒体からリードオンリーメモリ及び／またはランダムアクセスメモリにロードされる。上記実施の形態のコンピュータプログラムインストラクションに適切な、不揮発性メモリを含む記憶装置は、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ装置等の半導体記憶装置と、内蔵型／外付け型ハードディスクドライブ等の磁気ディスクと、光磁気ディスクと、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、及びＣＤ−ＲＷディスクとを含む。これらに加えて、ＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）を追加してもよい。
【００２９】
校正方法の大部分を、情報を表示し、ユーザにコンピュータシステムへの情報の入力を促すための装置を有するコンピュータシステムに実行させ、ユーザとの対話（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ）を提供させるとよい。有用な表示装置は、モニタやＬＣＤスクリーンを含む。好ましい入力装置は、圧力検出用の針（ｓｔｙｌｕｓ）タッチパッド、マウスまたはトラックボール等のポインティングデバイスと共に使用可能なキーボードを含む。加えて、コンピュータシステムは、ユーザがコンピュータルーチンと対話（ｉｎｔｅｒａｃｔ）できるように、グラフィックユーザインターフェイスを備えてもよい。
【００３０】
上記説明は例示的なものであって、制限されるものではない。説明された例に加えた多くの実施例や応用が上記記載を読むことによって当業者にとって明らかである。従って本発明の範囲は、上記記載によって定義されるものではなく、付記されたクレームが権利を付与されるものと同等のものの範囲全てに沿って、該クレームとともに定義されるべきである。特許出願や公開公報を含む開示された文献や参照の内容は、あらゆる目的のために参照により引用される。
【００３１】
この出願は、２０００年９月２２日に出願された米国仮出願６０／２３４７４５と、２０００年１１月２２日に出願された米国仮出願６０／２５２７０５との利益を主張するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１Ａ及び図１Ｂは、電離放射線を放射線フィルムの異なる領域に放射するために用いられるリニアアクセレレータを示す。
【図２】
校正順序の間に異なる放射線量レベルで照射された３つの放射線フィルムを示す。
【図３】
放射線フィルムの光学密度を吸収線量に変換するために用いられる校正曲線（Ｈ＆Ｄ曲線）を示す。
【図４】
放射線量測定のための自動校正手順及びシステムを示すブロック図である。
【図５】
図５Ａ乃至図５Ｍは、それぞれマルチリーフコリメータ（ＭＬＣ）の両サイドの、２個、４個、６個、８個、１０個、１２個、１４個、１６個、１８個、２０個、２２個、２４個、２６個のリーフが開いた状態を示す。
【図６】
図５Ａ乃至図５Ｍのマルチリーフコリメータパターンを実行したことによるフィルムの放射線感受の結果を示す。
【図７】
放射線治療装置の校正用の放射線量反応パターンを生成するための放射線強度減少ブロックを示す。

Claims (21)

1. 放射線治療装置を校正するための方法であって、
   電離放射線の照射に反応するように適合された検出媒体を用意し、
   前記検出媒体の少なくとも一部に電離放射線のビームを照射するとともに該検出媒体の複数の所定領域をそれぞれ選別的に遮蔽することによって得られる異なる線量レベルで、電離放射線を該複数の所定領域のそれぞれに照射することによって校正線量反応パターンを作成し、
   前記検出媒体の複数の所定の領域中の反応を測定し、検出媒体の反応と線量レベルとを関連づけた校正を得る、
   ことを特徴とする方法。
2. 放射線感受性フィルムを検出媒体として用意することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ＥＰＩＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｒｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を検出媒体として用意することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. アモルファスシリコンディテクタアレイズを検出媒体として用意することを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記検出媒体の複数の所定領域をそれぞれ選別的に遮蔽するとともに該複数の所定領域のそれぞれに、少なくとも一部がほぼ一定なビーム特性を持つ電離放射線のビームを逐次照射する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. マルチリーフコリメータで電離放射線のビームを減衰させることによって前記複数の所定領域をそれぞれ選別的に遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 第２のコリメータで電離放射線のビームを減衰させることによって前記複数の領域をそれぞれ選別的に遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 電離放射線減衰特性が、電離放射線が照射される一面にわたって異なる固定ブロックを用いて電離放射線のビームを減衰させることによって前記複数の領域をそれぞれ異なるように遮蔽することを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記校正線量反応パターンをデジタル化することによって検出媒体の反応を測定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記所定領域中のデジタル化された前記校正線量反応パターンの反応を平均化することを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 放射線治療装置を校正するための方法であって、
    電離放射線の照射に反応するように適合された検出媒体を用意し、
    前記検出媒体の複数の所定領域のそれぞれに逐次電離放射線のビームが照射されるように該検出媒体の少なくとも一部を電離放射線のビームに対して相対的に移動させることによって得られる異なる線量レベルで、電離放射線を該複数の所定領域のそれぞれに照射することによって校正線量反応パターンを作成し、
    前記検出媒体の複数の所定の領域中の反応を測定し、検出媒体の反応と線量レベルとを関連づけた校正を取得する、
    ことを特徴とする方法。
12. 放射線感受性フィルムを検出媒体として用意することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. ＥＰＩＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｐｏｒｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）を検出媒体として用意することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. アモルファスシリコンディテクタアレイズを検出媒体として用意することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. 電離放射線のビームが、電離放射線が照射される所定領域に実質的に一致するように、該ビームを形状づけることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. マルチリーフコリメータでビームの一部を遮断することにより、該ビームを形状づけることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 第２のコリメータでビームの一部を遮断することにより、該ビームを形状づけることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. コンピュータが読み取り可能な媒体に実体的に包含されており、電離放射線量と検出媒体の反応とを関連づけた校正を生成するように構成されたソフトウェアルーチンを含む放射線治療システムを校正するための装置であって、
    前記ソフトウェアルーチンは、それぞれ異なる電離放射線レベルで電離放射線が照射された複数の所定領域が持つ校正線量反応パターンから校正を生成し、
    前記異なる電離放射線レベルは、前記検出媒体の少なくとも一部に電離放射線のビームを照射するとともに該検出媒体の複数の所定領域をそれぞれ選別的に遮蔽することによって得られる、
    ことを特徴とする装置。
19. コンピュータが読み取り可能な媒体に実体的に包含されており、電離放射線量と検出媒体の反応とを関連づけた校正を生成するように構成されたソフトウェアルーチンを含む放射線治療システムを校正するための装置であって、
    前記ソフトウェアルーチンは、それぞれ異なる電離放射線レベルで放射線が照射された複数の所定領域を持つ校正線量反応パターンから校正を生成し、
    前記異なる電離放射線レベルは、前記検出媒体の複数の領域に電離放射線のビームを次々に照射するように該検出媒体を該電離放射線のビームに対応づけて移動させることによって得られる、
    ことを特徴とする装置。
20. ソフトウェアルーチンを操作可能にするグラフィックユーザインターフェイスを備えたコンピュータを備える、放射線量測定を校正するためのコンピュータシステムであって、
    前記ソフトウェアルーチンは、検出媒体の反応と電離放射線量レベルとを関連づけた校正を生成するように構成され、異なった電離放射線量レベルで電離放射線が照射された複数の所定領域を備える線量校正反応パターンから校正を生成し、
    前記異なった電離放射線レベルは、検出媒体の複数の所定の領域をそれぞれ選別的に遮蔽するとともに電離放射線を該検出媒体の少なくとも一部に照射することにより得られる、
    ことを特徴とするシステム。
21. ソフトウェアルーチンを操作可能にするグラフィックユーザインターフェイスを備えたコンピュータを備える、放射線量測定を校正するためのコンピュータシステムであって、
    前記ソフトウェアルーチンは、検出媒体の反応と電離放射線量レベルとを関連づけた校正を生成するように構成され、異なった電離放射線量レベルで電離放射線が照射された複数の所定領域を備える線量校正反応パターンから校正を生成し、
    前記異なる電離放射線レベルは、検出媒体の複数の領域に電離放射線のビームが逐次照射されるように該検出媒体を該電離放射線のビームに対して相対的に移動させることによって得られる、
    ことを特徴とするシステム。

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