JP2009526213A - 放射線の1つ以上の特性を決定する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、線量測定の分野に関する。より詳細には、線量、エネルギ・スペクトル、最大エネルギおよび/または他の特性を含む、1つ以上の放射線の特性を決定する方法および装置に関する。本方法および装置は、例えば、パーソナルまたは周囲線量計、放射設備のビーム中の線量の決定のための装置、航空機中の線量の決定のための装置、入射放射線のエネルギ・スペクトルを決定するための装置などの線量の決定のための装置において使用することができる。
フィルム線量計、熱ルミネセンス線量計(TLD)、無線電送写真発光(RPL)線量計などの受動型線量計は、パーソナル線量測定において公知である。特に、フィルム線量計は、広く使用されている。受動型線量計は、測定を付与するための放射線への暴露後に、ある処理を必要とする。例えば、TLDは、現像段階、次に光学濃度の測定を必要とする。受動型線量計は、法則によって規定されるエネルギ範囲において十分な精度で線量を決定することができる。フィルム線量計の1つの利点は、コンパクトで軽量であるということである。それらは、また、測定値の精度の向上を可能にする入射する放射線の平均入射角を決定する可能性を提示する。入射する放射線のエネルギに関する情報は、放射線感光フィルム上に吸収器を配置することによって獲得される。平均エネルギの全体精度は限定され、精度は、20〜12KeVのエネルギ範囲において約30KeVである(P.Ambrosi、光子エネルギの測定および線量率、放射線防護線量測定(2004)、112巻、4号、483〜486頁[文献1]参照)。入射する放射線のエネルギが増加するにつれて、決定されたエネルギ増加に関する不確実性が増加する。
MC2000。これらの線量計は、すべて、積分モードで動作し、つまり、それらは、放射期間に多数の衝突する粒子によって感光材料において解放された電荷を積分することにより、線量の値を導き出す。それらは、各衝突する粒子によって別々に生成された信号を分析せず、入射放射線のエネルギ・スペクトルに依存しない。
医療画像デバイスおよび装置は、半導体ピクセル検知器のアレイから形成されたX線検知器を有するWO02/063339から分かる。個々の各検知器は、関連する電気回路および計算器を有する。X線が検知器ピクセルに入射する場合、多数の電子/ホール対が半導体に形成される。電荷は、読出回路に移動される。アレイのピクセルに対応する読み出しを同時に読むことによって、X線ビームで物体を照射しながら、前記物体の画像を得る。しかし、線量測定のためのそのような検知器および計算器の回路の使用に関して情報は付与されていない。
第1の態様によれば、本発明は、放射線の1つ以上の特性を決定する方法であって、1つ以上の検知器ユニットを含むセンサを使用し、検知器ユニットは、決定されたエネルギ範囲内またはエネルギ範囲を超えて、前記センサに衝突する前記放射線の光子または荷電粒子の数を計算することができる方法に関する。方法は、
・以下の(i)から(v)のステップを含む較正動作を行うことと、
(i)放射線のビームkを生成するステップであって、前記ビームが公知の線量Dkを生成するとともに、前記ビームが物理的に生成されるまたはモデルでシミュレートされるステップ
(ii)エネルギ付与範囲[Ei、E’i]に含まれた前記放射線ビームの計算Nk iを決定し、前記決定は、実測または前記モデルに基づいた計算によって得られるステップ
(iii)1セットの異なるエネルギ付与範囲[Ei、E’i]に関して、i=1からi=imaxまでステップ(ii)を繰り返すステップ
(iv)放射線の一連の異なるビームkに関して、ステップ(i)、(ii)および(iii)を繰り返すステップ
(v)すべてのkに関して、結合されたセットの式(1)を解くことによって、因数Liを決定するステップ;
・式(2)によって線量を決定することとを含む。
好ましい実施形態では、放射線の特性は、線量であり、この方法は、さらに、
・ユニット・フルエンスに起因する決定される線量を付与する所定の変換係数Ckを使用するステップであり、前記係数Ckは、空気中の線量に関してユニット・フルエンスあたりの空気カーマに関してICRU係数kk、または0.07mmの深さの線量に関してHp(0.07)係数、または各エネルギEk monoに関して10mmの深さの線量に関してHp(10)係数であるステップ;
・式によってそれぞれの線量Dを決定するステップであり、Aは、前記センサの表面積であるステップ、を含む。
・(a)前記検知器の1つ以上の閾値を選択された値に設定するステップと、
・(b)時間間隔の間に、前記閾値を超えるエネルギで、検知された信号の数を計算するステップと、
・(c)前記閾値を修正するステップと、
・(d)一連のエネルギが覆われ、スペクトルが得られるまで、ステップ(b)および(c)を繰り返すステップとを含む。
各検知器ユニットは、
・前記放射線の光子または荷電粒子に応じて電気パルスを生成するセンサであって、前記放射線が前記センサに衝突するセンサ;
・各々閾値を有し、前記電気パルスの値を前記閾値と比較し、前記閾値を越える前記電気パルスの値に応じて信号を生成するための手段を有する1つ以上の弁別器;
・前記信号の数を計算するための前記各弁別器に関連する計算器を含み、
前記装置は、計算器データからの前記放射線の前記特性を計算するようになされた計算ユニット(3)と、時間内に前記閾値を修正ようになされ、および/または各検知器ユニットのための制御ユニット(2)と、を含む。
吸収材料の複数の層が、1つ以上の検知器ユニットの上方に各々設けられ、各層は、異なる厚みを有しおよび/または異なる材料からなることが好ましい。
下記において、我々は、付与されたエネルギのスペクトルと、入射粒子のエネルギのスペクトルとを区別し、それぞれを、エネルギ付与スペクトルまたは簡単に付与スペクトル、およびエネルギ・スペクトルと名付ける。
本発明の装置は、少なくとも1つの検知器ユニットおよび他の部品を含む。以下に見られるように、複数のそのような検知器ユニットを使用すると、いくつかの利点がある。すべての検知器ユニットを調べるセンサを使用することが可能である。これは、実施形態の実施例における場合である。
・吸収器(任意);
・センサ;
・回収配置(任意);
・変換器;
・アンプ(任意);
・弁別器および(任意)積分器;
・計算器。
・計算ユニット2;
・伝送ユニット3(任意);
・記憶ユニット4(任意);
・制御ユニット5;
・電源ユニット6;
・ディスプレイ7(任意);
・筐体8;
伝送ユニット3、記憶ユニット4またはディスプレイ7の少なくとも1つは、必須である。
吸収器9の使用は任意である。吸収器は、図1に示されておらず、アレイ1またはその一部の上方に位置する。電極のように、検知器ユニットの操作を確実にするのに必要な材料は、吸収器とみなさない。筐体も吸収器とみなさないものとする。吸収器は、センサ(放射線の入射の主な方向に見た)の前に位置することができる。異なる材料および厚みの使用が可能である。粒子の吸収は、それらのエネルギ、吸収材料および粒子の種類に依存する。このように、エネルギ・スペクトルは、材料、厚みおよび粒子の種類に依存して修
正される。異なる吸収器の後ろの検知器ユニットの信号を使用して、異なる粒子の種類の線量寄与を決定する、または入射スペクトルに関するエネルギ情報を得ることができる。吸収器を使用して、吸収器の下の斜線領域において検知器ユニットの信号を分析することによって入射の平均角度を決定することができる。この入射の平均角度を使用して、測定するスペクトルまたは決定する線量の修正を実行することができる。これをするために、吸収器の端の真下にいくつかの検知器ユニットを置くことが必要である。吸収器がさまざまな方向においてセンサまたは検知器ユニットを囲むように吸収器を置くことができる。
センサ層10は、材料ボリューム(material volume)であり、入射光子や荷電粒子、例えば、電子、ポジトロン、アルファ粒子が、電子/ホール対または励起エネルギの形態でエネルギを付与する。センサ材料は、半導体(例えば、シリコン、GaAsまたはCd(Zn)Te)またはシンチレータとすることができる。半導体を使用するなら、入射粒子は、センサに電子/ホール対を生成し、それらは、印加電場によって分離される。この電場は、半導体上の電極に印加される電界によって生成される。シンチレータを使用するなら、原子の励起エネルギを、シンチレーション光に変換する。
シンチレーションセンサを使用するなら、光ガイドや波長シフタを使用して、シンチレーション光を集めて変換器に移動することが可能である。
半導体センサを使用する場合、この変換器は、半導体センサ内に、または半導体センサ上に位置する電極である。変換器は、電極への印加電場でドリフトする電子またはホールを、電気パルスに変換する。このパルスの強度またはその期間の間に流れる電荷は、センサでのエネルギ付与に依存する。シンチレータセンサを使用する場合、シンチレーション光を電気パルスに変換することが必要である。これは、例えば、フォトダイオードやフォトアバランシェダイオード、または他のツールによって行って、光を電気パルスに変換することができる。
変換器の電気パルス信号は、電気回路によって増幅することができる。
変換器においてパルスの期間に流れる電荷が、粒子によって付与されるエネルギの良好な手段であるなら、アンプや変換器の信号は、電気回路で積分され、弁別器の少なくとも1つの調整可能な閾値と比較される。変換器におけるパルスの高さが、粒子によって付与されたエネルギのより良好な手段であるなら、アンプや変換器の信号は積分されず、パルス高さは、弁別器の少なくとも1つの調整可能な閾値と比較される。閾値を越えるなら、弁別器の出力でパルスが現われる。いくつかの閾値を使用するなら、様々な閾値を有する1つの粒子によってほとんど同時に生成された信号を比較するために、変換器、アンプまたは積分器の出力で信号コピーを生成する利点を有することができる。弁別器は、その後、登録された粒子の数を決定することができる状態で、計算器の増加または計算器の変換を可能とするように計算器に接続されている。下記では、我々は、各計算器が、各登録された事象について1ずつインクリメントされることを簡単にするために仮定する。したがって、各計算器は、弁別器の閾値を介して規定される、または弁別器の閾値より大きな間隔でエネルギ付与を有する事象の数を計算する。i番目の閾値のレベルEiは、センサにおける、あるエネルギ付与量に相当する。この閾値Eiのパルス高さやパルス積分への依存性は、公知の粒子エネルギを有する放射線の入射下でのシミュレーションや測定によって決定することができる。検知器ユニット当たり1つの閾値のみを使用するなら、検知器
ユニット当たり1つの計算器のみで動作することが可能である。この計算器は、E1より大きなセンサにおいてエネルギ付与ですべての事象を計算する。我々は、これらの事象の数をN1と分類する。検知器ユニットの弁別器において2つの閾値E1<E2を使用するなら、2つの計算器は、1つの計算器が、E1より大きなエネルギ付与ですべてのN1の事象を計算し、他の計算器が、E2より大きなエネルギ付与ですべてのN2の事象を計算するように、弁別器に接続することができる。間隔[E1;E2]におけるエネルギ付与での事象の数は、そのとき、N1とN2の差:N1,2=N1−N2である。
検知器ユニットの計算器は、計算ユニットに接続されており、集積回路として実現されることが好ましい。計算ユニットは、計算器から送られた計算器の値で算術演算の実行を可能にする。計算ユニットは、線量の値を計算する、または1つまたはいくつかの検知器
ユニットの計算器の値からエネルギ情報を得るための、以下に記載された手段の1つを使用する。使用される手段は、例えば、弁別器と計算器の操作原理および必要な精度に依存する。線量率の値または粒子束を決定するために、計算において測定時間に関する情報を含むことが必要である。したがって、全体システムは、時間信号を生成または計算する電気回路を含む。また、計算器が事象を登録することができた時間の一部を計算するシステムに回路を含むことが可能である。計算ユニットは、線量の値または線量率の値の計算の間に、いわゆる無駄時間の修正を実行することができる。システムは、検知器ユニットが事象を登録することができた線量率の値を計算する根拠として時間を使用することが好ましい。
伝送ユニット3は、弁別器パルス、計算器の値または計算ユニットによって計算された値を、記憶ユニット4、ディスプレイ7、またはポスト処理、分析、保存、または表示用のシステムに属さない装置に送る電気回路である。これはケーブルで、または無線通信によって実行することができる。
記憶ユニット4は、弁別器の信号、計算器の値、計算ユニットの計算値、または時間情報を、電気的、光学的または磁気的に記憶することができる。
計算ユニットによって計算された値またはシステムの状態に関する情報は、ディスプレイ7に表示することができる。システムを使用する準備ができているなら、またはエラーが発生したなら、ユーザに通知してもよい。ディスプレイは、エネルギ情報またはユーザの情報に関する線量の値を示すことができる。ディスプレイ7の可能な実施形態の形式は、一般的に使用される液晶モニタまたはLCD表示装置である。
制御ユニットは、検知器ユニット、計算ユニット、伝送ユニット、記憶ユニット、ディスプレイ7および電源ユニット6にそれらの調節、制御または同期化のために電気信号を供給する電気回路であり、ひいては、時間測定用回路を含む。
電源ユニット6は、バッテリ、変流器、または外部電源へのケーブルとして実現することができる。電源6は、すべての回路および検知器ユニットが電気エネルギで供給されることを確実にする。
筐体8は、装置の要素をすべて含む。その目的の1つは、周囲環境からの障害に対する装置の保護およびユーザの保護である。結局、筐体は、センサに粒子の通過を可能にするいくつかのウィンドウを有する。
値から線量の値を推測することは可能である。これらの手段を以下に記載する。
我々は、検知器ユニットのアレイ1として、図2に示すように、Medipix2チップおよび700μmの厚みのシリコンのセンサ層を使用する。Medipix2チップおよびセンサ層の活性化領域は、約14mmの側面長さの正方形を有する。Medipix2チップは、256×256個の電子セルのアレイを含み、各セルは、弁別器および計算器の電子機器を含む。センサ層は、Medipix2チップの対応セルとのバンプ結合によって接触される256×256の電極を底側に備えている。2つのバンプ結合の距離は55μmである。導電層は、センサ層10の上側の全体領域を被覆し、上部電極を形成する。センサ層10にわたって電場を得るために、約50Vの電圧を、センサ層の上部電極と下部電極との間に印加する。電源ユニット6によってこの電圧を供給する。単一のMedipix2セルとその直上のセンサ層10のボリュームとの組み合わせは、バンプ結合によって接合され、検知器ユニットを形成する。センサ層10に放射線を向けるなら、単一の光子または前記放射線の単一の電子は、センサ層においてエネルギを付与してもよい。この単一の光子または電子の結果、多くの電子/ホール対が生成され、印加電場によって互いに分離される。電子およびホールの量は、衝突する光子または電子のエネルギに依存する。電子またはホールは、センサ層の底側において、電極に向けてドリフトする。電流は、Medipix2チップの電子セルの入力電極に流れている。電流パルスを積分し、調整可能な閾値Vthr,lowに比較する。積分電流パルスが、閾値を越える場合、電子検知器ユニットの計算器をインクリメントする。計算器は、2つの読み出しサイクル間で最大8000の事象を計算することができる。Medipix2チップの電子セルは、上閾値Vthr,highをさらに印加する可能性を有する。条件Vthr,low<Vthr,highを満足するなら、計算器は、対応する閾値Vthr,lowとVthr,highとの間でエネルギを付与する事象の数を計算する。これは、この場合、検知器ユニットがウィンドウ方法で操作されることを意味する。エネルギ精度は、約1KeVである。検知器ユニットは、Medipix2電子機器の256×256セル、バンプ結合ボール、バンプ結合ボールに接続された電極とセンサ層の上側との間のセンサ・ボリュームのうちの1つによって形成される。この実施形態の実施例では、計算検知器ユニットの配置は、256×256の検知器ユニットによって形成されている。
図3は、Medipix2センサの組み合わせの写真であり、全体配置が非常にコンパクトな設計を有することを示す。そのような組み合わせは、非常にコンパクトな線量計の設計を可能にする。
各検知器ユニットは、少なくとも1つの弁別器および少なくとも1つの計算器を備えている。例えば、列と行のマトリックスのように、検知器ユニットを配置することが可能である。計算器は、連続的にまたは平行に読み取ることができる。計算器の値は、計算ユニ
ットで処理することができる。制御ユニットの回路は、計算器が、規定の一時的な方法で計算することが可能である、または計算が、明確に規定された時期に禁じられることを保証する。
この広がりは、時々、2つ以上のピクセルの変換器において、閾値を超える信号をもたらす。したがって、1つの粒子は、時々、2つ以上の検知器ユニットで計算される。また、エネルギ付与は、時々、いくつかの検知器ユニットにわたって分布される。したがって、1つの検知器ユニットでのエネルギ付与の値は、付与されたエネルギの合計に反映しない。センサとしてのシンチレータ材料を使用する場合には、隣接する検知器ユニット間の光学クロストークが同様の問題を引き起こす。
ルの形式は、所望のエネルギ・スペクトルの形式に類似または等しい。線量は、以下の式によって決定される。
実施形態の容易な形式では、各検知器ユニットは、調整可能な閾値を有する弁別器と、パルスが閾値を越えた場合にパルスを計算する計算器と、を有する。想像できる配置には、弁別器の閾値に関して2つの調節方策がある。まず、検知器ユニットは、すべて、弁別器の閾値と同じ高さで動作することができる。次に、1つのグループの検知器ユニットが同じ弁別器の閾値を有するが、異なるグループが異なる閾値を有する検知器ユニットのグループを形成することができる。
まず、閾値を適度に低い値に設定する。この値のための方向は、入射放射線のエネルギ・スペクトルから分かる。付与スペクトルを得るために、閾値を超える事象を、ある時間の間、すべての検知器ユニットで計算する。この時間以降、計算器をすべて読み取り、計算器の値のすべてを計算ユニットで合計する。したがって、N1を得る。次いで、弁別器の閾値をすべての検知器ユニットのために増加する。新しい測定時間の間、検知器ユニットは、すべて、新しい閾値を超える事象を計算する。計算器をすべて読み取り、計算器の
値を合計すると、N2が付与される。閾値は、入射放射線に依存して、最も高い適正値までΔEだけ次第に増加する。各ステップ後、計算器は、閾値を超える事象の数を決定し、次いで、読み取り、計算を合計する。ある弁別器の閾値Ei+1ですべての検知器ユニットの値の合計Ni+1を、前の、次に低い閾値Eiで合計Niから引くなら、間隔[Ei;Ei+1]でのエネルギ付与で事象の数を得る。走査方法を使用するこの方法で、入射粒子エネルギのスペクトルを再構成するまたは線量の値を決定する上記の手段を使用することができる。検知器ユニットが、エネルギ付与ウィンドウで事象を計算する能力を有するなら、同様の方法を適用することができる。この方法で、ウィンドウは、エネルギ・スペクトルで変えられ、例えば、間隔の幅で固定されるが、1つの閾値の変化のために記載されるように、より低い間隔端は変えられる。
この閾値の調節方策を使用して、検知器ユニットの各グループで一定の閾値を設定し、異なるグループで異なる閾値を設定する。閾値は、時間と共に変化しない。検知器ユニットの隣接部によってグループを形成することができる。そのようなグループの選択(位置、領域および閾値)は、検知器ユニットの種類、粒子の種類およびエネルギ、全体の配置の幾何学的構成および計算器の読み出された法則に依存する。図5は、弁別器が過剰方法で動作する検知器ユニットのアレイにおいて、8つのエネルギ付与閾値の配置の実施例を示す。図6は、弁別器がウィンドウ方法で動作する検知器ユニットのアレイにおいて、エネルギ付与閾値の配置の他の実施例を示す。エネルギ範囲は、隣接するように表されているが(つまり、範囲の上閾値は、次のエネルギ範囲の下閾値に等しい)、これは、必要な状態ではない。エネルギ範囲も等しい幅である必要がなく、測定の最適化のために選択されてもよい。
ニットの異なる数を使用することがより良好とすることができる。これは、検出効率が、入射粒子のエネルギに応じて通常変化し、最大の計算器の値が、計算器の2つの読み出し間で達せられないことを確実にすることを考慮する。エネルギへの検出効率の依存性およびエネルギの予期される分光分布を、グループの領域の選択の際に考慮するべきである。半導体検出器ユニットの配置を使用するなら、高閾値のグループは、低閾値のグループより多い検知器ユニットを含むことが好ましい。
計算検知器ユニットの配置上の吸収器の設置を、個別の方法として、または上述した方法と組み合わせて使用することができ、吸収器を必要としない。空間または時間にわたる閾値やウィンドウの変化を使用して、上述の方法での吸収器の配置の組み合わせは、体系的精度を改善する可能性、測定範囲またはエネルギ・スペクトルの決定の拡大、または異なる種類の粒子に関する線量値の寄与を提示する。ある状況下で、吸収器を使用すると、全体配置の固定領域および測定時間に関する統計誤差の増加を引き起こす可能性がある。配置を薄板状に構築することができるので、吸収器の設置は、多数の検知器ユニットの配置において容易に可能である。スペクトルの低エネルギ部は、スペクトルのエネルギ部より強く減じられる。入射粒子は、吸収材料、吸収器厚み、粒子種類、エネルギおよび入射角に依存して、吸収器内で、あるエネルギ量を失う。放射線場は、吸収器によって特有のやり方で変更される。放射線に対する吸収器の影響は、パッケージROSI[4]のようなプログラムを使用して、測定またはシミュレートすることができる。十分な厚みを有する吸収材料のある選択によって、低範囲、例えば、アルファ、ベータ粒子で、例えば、粒子を吸収することが可能である。したがって、この吸収器の後ろの検知器ユニットは、これらの粒子に関する線量値の寄与を登録しない。このように、ある粒子種類の線量寄与を別々に決定することが可能である。混合された放射線場の線量の値は、すべての適切な粒子種類の線量寄与を合計することによって決定される。
線量値Dは、ある因数Kkを使用して推定することができる。これらの因数は、特性が測定されるべきスペクトルに類似するスペクトルの入射で、シミュレーションまたは測定によって測定前に決定される。それは、次のとおりである:
1つの検知器ユニットのみを配置で使用するなら、上で説明した吸収器を使用しない手段も適用可能である。付与スペクトルを決定するために、時間内に、変化する閾値やウィンドウで検知器ユニットを操作しなければならない(走査方法)、またはいくつかの異なる閾値またはウィンドウで同時に操作する、または多チャンネル・アナライザで操作する。上述するように、入射放射線のエネルギ・スペクトルや線量の値の決定のための手段を適用することができる。
実施形態の実施例として、我々は、Medipix2チップと700μmの厚みのシリコンのセンサ層との組み合わせを使用する。Medipix2チップとセンサ層との組み合わせの活性化領域は、約14mmの側面の長さを有する二次形式を有する。Medipix2チップは、弁別器および計算器の電子機器を備えた256×256の電子セルからなる。センサ層は、バンプ結合によってMedipix2チップに接触された側に、256×256の電極(変圧器)を有する。2つのバンプ結合の間の距離は、55μmである。対向側の電極は、連続電極として実現されている。電場を得るために、センサ層の電極に約250Vの電圧を供給する。電源ユニット6によってこの電圧を供給する。図2は、Medipix2チップの電子セルと変圧器の電極上方のセンサ・ボリュームとの組み合わせを1つの単一検知器ユニットと見なす場合、多くの計算検知器ユニットの配置である、ピクセルで構成された検知器の概略図を示す。図3は、Medipix2センサの組み合わせの写真であり、全体配置が、非常にコンパクトな設計を有することを示す。そのような組み合わせは、非常にコンパクトな線量計の設計を可能にする。
ドリフトしている。電流は、Medipix2チップ・ピクセル電子機器の入力電極に流れ込む。パルスを積分し、調整可能な閾値Vthr,lowと比較される。パルスが閾値を越えるなら、検知器ユニット電子機器の計算器をインクリメントする。計算器は、2つの読み出しサイクル間で、最大8000の事象を計算することができる。Medipix2チップの電子セルは、上閾値Vthr,highをさらに印加する可能性を有する。条件Vthr,low<Vthr,highを満足するなら、計算器は、対応する閾値Vthr,lowとVthr,highとの間でエネルギを付与する事象を登録する。これは、この場合、検知器ユニットが、ウィンドウ方法で操作されることを意味する。エネルギ精度は、約1keVである。
ユニットのアレイによって形成するなら、例えば、低統計誤差などの利点をもたらす場合がある。付与間隔[Ei;Ei+1]の計算のシリーズとして付与スペクトルを得るために、1つのグループの検知器ユニットの計算を、すべて、各グループのために別々に合計する。これは、すべてのグループのためになされる。グループiでは、この合計の結果は、Niであり、グループi+1では、それは、Ni+1である。間隔[Ei;Ei+1]においてエネルギ付与を有する数事象は、そのとき、Ni,i+1=Ni−Ni+1である。これを7までのすべてのiに対してなすなら、我々は、シリーズNi,i+1としてエネルギ付与スペクトルを得る。N8は、E8を超えるエネルギ付与を有する事象の数である。
する。計算器は、計算時間の間、最大8000の事象で登録することができる。したがって、256×256の検知器ユニットを含む全体の配置は、7.85*109/sまでの光子を計算することができ、それによって、我々は、光子当たりの計算の平均の数が、電荷共有により2であると保守的に考える。したがって、配置は、1時間で、2.83*1013までの光子を計算することができる。1nSvのパーソナル等価線量Hp(10)を測定することになっていれば、この実施例において、3101の光子がセンサの領域上に衝突する。2822の光子を、配置の検知器ユニットによって登録する。したがって、我々は、多かれ少なかれ、Hp(10)=10Sv/hの最大線量率を計算する。配置における1つの検知器ユニットの計算割合は、約240kHzとなり、それは、パルスの処理において問題に結びつかない。[2]の活性線量計のためにリストされた線量率値に関する値を測定する最も上限は、わずか1Sv/hである。これは、この実施形態の実施例における配置の測定範囲が、市販の線量計の測定範囲より非常に高いことを示す。
・No.1:プラスチック、例えばPMMA、1mmの厚み
・No.2:銅;0.05mmの厚み
・No.3:銅;0.5mmの厚み
・No.4:銅;1.2mmの厚み
・No.5:鉛;0.7mmの厚み
・No.6:銅;2mmの厚み
平均の入射角を決定するために吸収器6を使用することができる。
Claims (11)
- 放射線の1つ以上の特性を決定する方法であって、
1つ以上の検知器ユニットを含むセンサを使用し、検知器ユニットは、決定されたエネルギ範囲内またはエネルギ範囲を超えて、前記センサに衝突する前記放射線の光子または荷電粒子の数を計算することができ、
・以下の(i)から(v)のステップを含む較正動作を行うことと、
(i)放射線のビームkを生成するステップであって、前記ビームが公知の線量Dkを生成するとともに、前記ビームが物理的に生成されるまたはモデルでシミュレートされるステップ
(ii)エネルギ付与範囲[Ei、E’i]に含まれた前記放射線ビームの計算Nk iを決定し、前記決定は、実測または前記モデルに基づいた計算によって得られるステップ
(iii)1セットの異なるエネルギ付与範囲[Ei、E’i]に関して、i=1からi=imaxまでステップ(ii)を繰り返すステップ
(iv)放射線の一連の異なるビームkに関して、ステップ(i)、(ii)および(iii)を繰り返すステップ
(v)すべてのkに関して、結合されたセットの式(1)を解くことによって、因数Liを決定するステップ;
・式(2)によって線量を決定することとを含む、方法。
- 推定、最尤法または反復法によって、結合されたセットの式を解くステップが行なわれる、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 放射線の1つ以上の特性を決定する方法であって、
1つの検知器ユニットを含むセンサを使用し、検知器ユニットは、1つ以上の決定されたエネルギ閾値の間で、または閾値を超えて、前記センサに衝突し、時間内に前記エネルギ閾値を修正するようになされた前記放射線の光子または荷電粒子の数を計算することができ、
・(a)前記検知器の1つ以上の閾値を選択された値に設定するステップと、
・(b)時間間隔の間に、前記閾値を超えるエネルギで、検知された信号の数を計算するステップと、
・(c)前記閾値を修正するステップと、
・(d)一連のエネルギが覆われ、スペクトルが得られるまで、ステップ(b)および(c)を繰り返すステップとを含む、方法。 - 1つ以上の検知器ユニットを含む、放射線の1つ以上の特性を測定するための装置であって、
各検知器ユニットは、
・前記放射線の光子または荷電粒子に応じて電気パルスを生成するセンサであって、前記放射線が前記センサに衝突するセンサと、
・各々閾値を有し、前記電気パルスの値を前記閾値と比較し、前記閾値を越える前記電気パルスの値に応じて信号を生成するための手段を有する1つ以上の弁別器と、
・前記信号の数を計算するための前記各弁別器に関連する計算器とを含み、
前記装置は、計算器データからの前記放射線の前記特性を計算するようになされた計算ユニット(2)と、時間内に前記閾値を修正ようになされ、および/または各検知器ユニットのための制御ユニット(5)とを含む、装置。 - 前記電気パルスの値を比較するための前記手段は、前記パルスの高さを前記閾値と比較するための手段である、請求項6に記載の装置。
- 前記電気パルスの値を比較するための前記手段は、前記電気パルスを積分するための手段と、積分値を前記閾値と比較するための手段とを含む、請求項6に記載の装置。
- 放射線の前記特性は、前記放射線のエネルギ・スペクトルまたは最大放射線エネルギまたは線量を含む、請求項7〜8のいずれかに記載の装置。
- 吸収材料の層が、検知器ユニットの上方に設けられている、請求項7〜9のうちのいずれかに記載の装置。
- 吸収材料の複数の層が、1つ以上の検知器ユニットの上方に各々設けられ、各層は、異なる厚みを有しおよび/または異なる材料からなる、請求項10に記載の装置。
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