JP2012002526A - 放射線計測器 - Google Patents

Abstract

【課題】諸要因により製作した計測器の放射線阻止能が必ずしも水と一致しない場合でも、製作後において、放射線阻止能を水と一致するよう調整できる放射線計測器を提供する。
【解決手段】ヒンジ部材駆動機構９００がスペーサ３０３のヒンジ部材３１０を駆動すると、ヒンジ部材３１０は長穴６０３に沿って摺動する。このとき、全てのヒンジ部材３１０は常にZ方向の同じ位置に維持され、全てのスペーサ３０３は同じ角度だけ開かれるため、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との深部方向の間隔（電離層の厚み）は、等間隔を維持する。これにより、電離箱（センサー）１層の照射方向寸法を調整する。放射線計測器（積層電離箱）１０１は電離箱が隙間なく積層されたものであり、電離箱の寸法が放射線計測器１０１の計測間隔となる。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。
【選択図】図１０

Description

本発明は放射線の照射方向（深部方向）に多数の線量計を積層した放射線計測器に関する。

放射線治療は、放射線を腫瘍部位に照射して腫瘍細胞のＤＮＡを損傷することにより治療を行うものである。患者への照射の前に、放射線照射装置が所定の照射方向の線量分布を形成できるかを確認する。

従来技術として、線量分布の計測手段として、内部に小型の線量計を備えた水ファントム（水ファントム計測器）がある。本来の照射対象が人体のため、被照射体として人体の主な構成である水を用いる。水ファントム計測器は線量計を走査して１点ずつ水中の線量分布を計測する。線量に対する計測値の線形性を考慮して、線量計には主に電離箱や半導体検出器を用いる。

水ファントム計測器は線量計の走査に伴う計測作業の長時間化という課題があった。この課題に対し、非特許文献１には深部方向に多数の電離箱を積層した放射線計測器（積層電離箱）が開示されている。非特許文献１に係る積層電離箱は、多点同時計測により、水ファントム計測器と比較して深部方向の線量分布の計測時間を短縮できる。

ところで、積層電離箱で得られた計測結果は最終的に水中の線量分布に変換する。照射装置から発生するビームはコーンビームであり、線源の位置、即ち円錐の頂点から離れるほど単位面積当たりの通過粒子数（フルエンス）は低下する。ある計測点について計測器表面からの深さと水等価に換算した深さが異なる場合、フルエンスの差を考慮した補正が必要である。水等価に換算した深さとは、計測器を水で置き換えた場合に放射線に対して等しいエネルギー損失を与える（光子線の場合、等しい減衰率となる）深さである。

フルエンス補正をする際、誤差が生じる可能性がある。これをなくすためには、フルエンス補正自体を不要とするのがよい。すなわち、実際の計測深さと水等価に換算した深さが一致すれば、フルエンス補正は不要となる。例えば、非特許文献１に係る積層電離箱は、電離箱を構成するプリント基板と電離層の厚みを調整し、深部方向の放射線阻止能を水（水の放射線阻止能）と一致させている。

M.Shimbo, et al. Development of Multi-layer Ion Chamber for Measurement of Depth Dose Distributions of Heavy-ion Therapeutic Beam for Individual Patients Nihon Igaku Hoshasen Gakkai zasshi. Nippon acta radiologica 60 issue.5 274-279 (2000)

上述のとおり、積層電離箱の放射線阻止能を水と一致させることが好ましい。このためには、計算機シミュレーション等を用いて基板と電離層の放射線阻止能を計算し、計算結果を参考にそれぞれの厚みを適切に選択しなくてはならない。ところが、基板の組成を厳密に把握できない事、計算誤差及び製作誤差など諸要因により、製作した計測器の放射線阻止能が必ずしも水と一致しない（実際の計測深さと水等価に換算した深さが一致しない）可能性がある。このような場合、計測器の作り直しを要する。

本発明は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、製作後においても放射線阻止能を水と一致するよう調整できる放射線計測器を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、放射線の照射方向の線量を計測する放射線計測器であって、照射方向に複数のセンサーが積層されて構成される計測手段と、前記計測手段の計測間隔を調整する計測間隔調整手段と、を備える。

放射線計測器はその放射線阻止能を水と一致させることが好ましい。言い換えると、実際の計測深さと水等価に換算した計測深さが一致することが好ましい。更に言い換えると、実際の計測間隔と水等価に換算した計測間隔が一致することが好ましい。しかし、諸要因により一致しない場合がある。一方、製作した放射線計測器の水等価に換算した計測間隔を調整することは難しい。

本発明においては、計測間隔調整手段が、計測手段の実際の計測間隔を調整することにより、実際の計測間隔と水等価に換算した計測間隔が一致する。これにより、製作後においても放射線阻止能を水と一致するよう調整できる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記計測間隔調整手段は、センサー内部の照射方向寸法を調整する。

センサーが隙間なく積層されている場合、センサーの照射方向寸法が計測間隔となる。センサーの照射方向寸法を調整することにより、計測手段の実際の計測間隔を調整することができる。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記センサーは、第１センサー部材と第２センサー部材を有し、前記計測間隔調整手段は、２つの板部と、この２つの板部を回動可能に連結するヒンジとを有し、一の板部の端部は前記第１センサー部材端部と回動可能に接続し、他の板部の端部は前記第２センサー部材端部と回動可能に接続し、２つの板部の開閉により前記第１センサー部材と前記第２センサー部材との間隔を調整するように構成された、少なくとも１つの蝶番部材と、前記ヒンジを照射方向と直角方向に駆動するヒンジ駆動手段と、を有する。

ヒンジ駆動手段がヒンジを駆動することにより、蝶番部材は開閉し、第１センサー部材と第２センサー部材との間隔を調整する。これにより、センサーの照射方向寸法を調整することができる。

（４）上記（２）において、好ましくは、前記センサーは、第１センサー部材と第２センサー部材を有し、前記計測間隔調整手段は、前記第１センサー部材と前記第２センサー部材との間に介挿される弾性部材と、前記弾性部材を押圧する押圧手段と、を有する。

押圧手段が弾性部材を伸縮することにより、弾性部材は第１センサー部材と第２センサー部材との間隔を調整する。これにより、センサーの照射方向寸法を調整することができる。

（５）上記（２）において、好ましくは、前記センサーは、電離箱である。

（６）上記（１）において、好ましくは、前記計測間隔調整手段は、センサー間隔を調整する。

センサーが隙間を有し積層されている場合、センサー間隔が計測間隔となる。センサー間隔を調整することにより、計測手段の実際の計測間隔を調整することができる。

（７）上記（６）において、好ましくは、前記計測間隔調整手段は、２つの板部と、この２つの板部を回動可能に連結するヒンジとを有し、一の板部の端部は一のセンサーと回動可能に接続し、他の板部の端部はこのセンサーの隣のセンサーと回動可能に接続し、２つの板部の開閉により前記センサー間隔を調整するように構成された、少なくとも１つの蝶番部材と、前記ヒンジを照射方向と直角方向に駆動するヒンジ駆動手段と、を有する。

ヒンジ駆動手段がヒンジを駆動することにより、蝶番部材は開閉し、センサー間隔を調整することができる。

（８）上記（６）において、好ましくは、前記計測間隔調整手段は、一のセンサーとこのセンサーの隣のセンサーとの間に介挿される弾性部材と、前記弾性部材を押圧する押圧手段と、を有する。

押圧手段が弾性部材を伸縮することにより、弾性部材はセンサー間隔を調整することができる。

（９）上記（６）において、好ましくは、前記センサーは、シンチレーションカウンタである。

（１０）上記（６）において、好ましくは、前記センサーは、半導体検出器である。

本発明によれば、諸要因により製作した計測器の放射線阻止能が必ずしも水と一致しない場合でも、製作後において、放射線阻止能を水と一致するよう調整できる放射線計測器を提供することにある。

放射線照射装置の全体構成図である。 放射線計測器１０１の概略構成図である（第１実施形態）。 センサー部２０３の詳細構成図である。 基板Ａ３０１の概略図である。 基板Ｂ３０２の概略図である。 スペーサ３０３の構造と機能を説明する図である。 ヒンジ部材駆動機構９００の概略図である。 計測間隔を狭くするように調整するときの、筐体６０２外でのヒンジ部材駆動機構９００の動作を示す図である。 計測間隔を狭くするように調整するときの、筐体６０２内でのスペーサ３０３の動作を示す図である。 計測間隔を広くするように調整するときの、筐体６０２外でのヒンジ部材駆動機構９００の動作を示す図である。 計測間隔を広くするように調整するときの、筐体６０２内でのスペーサ３０３の動作を示す図である。 第１実施形態の効果を説明する図である。 計測間隔を狭くするように調整するときの、バネ３２０およびバネ押圧機構９５０の動作を示す図である（第２実施形態）。 計測間隔を広くするように調整するときの、バネ３２０およびバネ押圧機構９５０の動作を示す図である。 固定ボルト９５４の動作を示す図である。 センサー部２０３の概略構成図である（第３実施形態）。 センサー部２０３の概略構成図である（第４実施形態）。

<第１実施形態>
以下、本発明の放射線計測器の実施形態を図面を参照しつつ説明する。

〜構成〜
図１は本実施形態に係る放射線計測器の計測対象である放射線を照射する放射線照射装置の全体構成図である。陽子線照射装置１０２は放射線照射装置の１種だが、その他の線種を用いた放射線照射装置でもよい。陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価のため、放射線計測器１０１は陽子線照射装置１０２が形成する線量分布を深部方向について計測する。

陽子線照射装置１０２は陽子線発生装置１０３、陽子線輸送装置１０４及び回転式照射装置１０５を有する。なお、固定式の照射装置でもよい。

陽子線発生装置１０３はイオン源１０６，前段加速器１０７（例えば、直線加速器）及びシンクロトロン１０８から成る。シンクロトロン１０８はサイクロトロンや直線加速器で代用できる。イオン源１０６で発生した陽子イオンは前段加速器１０７で加速され、シンクロトロン１０８に入射する。シンクロトロン１０８中で所定のエネルギーまで加速した陽子線（ビーム）は出射デフレクタ１０９によって陽子線輸送装置１０４へ出射する。

陽子線輸送装置１０４を経て、ビームは回転式照射装置１０５に達する。回転式照射装置１０５は回転ガントリー（図示せず）及び照射野形成装置１１０を有する。照射野形成装置１１０は回転ガントリーと共に回転する。陽子線輸送装置１０４の一部は回転ガントリーに取り付けられている。照射野形成装置１１０からビームが患者に照射される。

なお、陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価のため、患者への照射の前に放射線計測器１０１に照射する。放射線計測器１０１は陽子線照射装置１０２が形成する線量分布を深部方向について計測する（後述）。

照射野形成装置１１０によって実現されるスキャニング照射法及び散乱体照射法の概略を説明する。

スキャニング照射法では照射範囲を微少領域(スポット)に分割し、スポット毎にビームを照射する。スポットに既定線量が付与されると、照射を停止して次の既定スポットに向けてビームを走査する。照射スポットを深部方向と垂直な方向（横方向）に変更する場合は照射野形成装置１１０に搭載した２対の走査電磁石（図示せず）を用いてビームの照射位置を変更する。ある深さについてすべてのスポットに既定線量が付与されると、ビームのエネルギーを変更して深部方向に照射スポットを変更する。深い位置のスポットほど高エネルギーを要する。ビームエネルギーはシンクロトロン１０８もしくはビーム経路上に挿入したレンジシフタ（図示せず）で変更する。上記手順を繰り返して最終的に全てのスポットに一様な線量が付与される。走査電磁石を励磁しない状態でビームが通過する直線をビーム軸と呼ぶ。また、回転式照射装置１０５の回転軸とビーム軸との交点をアイソセンタと呼ぶ。

散乱体照射法の概要をウォブラー法を例として説明する。ウォブラー法ではガウス分布状に広がったビームを円形走査し、横方向に均一な線量分布を形成する。照射野形成装置１１０は走査電磁石、散乱体、コリメータ、ボーラス、拡大ブラッグピーク形成フィルタを有する。走査電磁石の電源は９０度位相のずれた最大値の等しい交流電流を供給する。最大電流値はビームの走査範囲を決める。ビームの分散を調整するため、ビームエネルギーと走査範囲に応じて適切な厚みの散乱体を挿入する。患部形状に合わせてコリメータを変形し、患部領域外への被曝を防ぐ。横方向に均一な線量分布を形成する手段としては二重散乱体法も有効である。

深部方向については、患部の最も深い領域にビームが到達するよう、適切なビームエネルギーを選択する。また、患部の大きさに応じて適切な拡大ブラッグピーク形成フィルタ（以下、SOBP（Spread Out Bragg Peak）フィルタと略す）を配置する。SOBPフィルタは場所毎に異なる厚みを持ち、通過位置によってビームは様々なエネルギー損失を受ける。シンクロトロン１０８から出射したモノエネルギーのビームは飛程終端に鋭いピーク（ブラッグピーク）を持った深部線量分布を形成するが、SOBPフィルタはビームのエネルギー分布を変調し、患部形状に合わせてブラッグピークを拡大する。飛程変調ホイールを用いた場合にもSOBPフィルタと同様の効果が得られる。飛程変調ホイールはビーム通過位置の厚みを時間変化させてエネルギー分布を変調する。ボーラスは患部形状に沿ってビーム飛程を調整する。以上の手順及び機器により、設定された患部領域に照射線量が集中し、均一な線量分布を形成する。

図２は放射線計測器１０１の概略構成図である。上述したように、陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価のため、患者への照射の前に放射線計測器１０１に照射する。放射線計測器１０１は陽子線照射装置１０２が形成する線量分布を深部方向について計測する。

放射線計測器１０１はレンジシフタ２０１とレンジシフタ駆動制御機構２０２とセンサー部２０３と高電圧電源２０４と信号処理装置２０５と主制御装置２０６を有する。

レンジシフタ２０１は深部方向に対してセンサー部２０３よりも上流側に配置され、陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価項目に応じて放射線計測器１０１の計測位置を深部方向に変更する。レンジシフタ２０１は厚さが異なる複数のエネルギー吸収体２０７、例えば厚み０.１mm，０.２mm，０.４mm，０.８mm，１.６mm，３.２mm，６.４mmの７つのエネルギー吸収体２０７を有する。１つ又は複数のエネルギー吸収体２０７をビーム通過位置に配置してエネルギーを減衰させ、放射線計測器１０１の計測位置を深部方向に変更する。計測位置を０．３mm変更する場合、０．１mmのエネルギー吸収体と０．２mmのエネルギー吸収体とを組み合わせて配置する。計測位置を２．０mm変更する場合、０.４mmのエネルギー吸収体と１.６mmのエネルギー吸収体とを組み合わせて配置する。このように、０．１mm間隔で深部方向に０.１mm〜１２.７mmの変更範囲で計測位置を変更できる。

エネルギー吸収体２０７の素材と厚みは陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価項目に応じて任意である。本実施形態ではＡＢＳ（Acrylonitrile butadiene styrene：アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）を使用する。また、水に対するＡＢＳの放射線阻止能比は１．０とする（ＡＢＳの放射線阻止能と水の放射線阻止能とが一致する）。

レンジシフタ駆動制御装置２０２は、深部方向についてセンサー部２０３上流に所望の厚みのエネルギー吸収体２０７が配置されるようにレンジシフタ２０１を駆動・制御する。

センサー部２０３は、深部方向に対してレンジシフタ２０１の下流側に配置され、複数のセンサーが等間隔に積層されて構成される。各センサー位置からレンジシフタ２０１により変更した位置が計測位置となる。以下、説明の便宜の為、本実施形態においてレンジシフタ２０１による変更はないものとする。

高電圧電源２０４、信号処理装置２０５、主制御装置２０６については後述する。

図３はセンサー部２０３の詳細構成図である。センサー部２０３は電荷収集用プリント基板（以下、基板Ａ）３０１と高電圧印加用プリント基板（以下、基板Ｂ）３０２を深部方向へ交互に積層した構造であり、電離箱の原理でビームの線量を計測する。基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２は深部方向と直交する両面に電極を蒸着したガラスエポキシ板である。電極はニッケルと金でメッキした銅箔である。絶縁体であれば基板はガラスエポキシに限らない。また、導体であれば電極は銅に限らない。

基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２は、四隅にそれぞれボルト穴３０４を設けており、それぞれのボルト穴３０４には、長ボルト３０５が深部方向に貫通している。これにより、基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２は、長ボルト３０５上に摺動可能に支持されるとともに、深部方向以外への動きを拘束される。

図４は、基板Ａ３０１の概略図である。基板Ａ３０１の電極は３つの領域へ電気的に分割される。本実施形態では中心領域を小電極４０１、小電極４０１を取り囲む領域を大電極４０２、最も外側の領域をガード電極４０３と呼ぶ。各領域は導線４０４、４０５、４０６とそれぞれ独立に接続する。導線４０４、４０５は基板の内層を通って小電極４０１、大電極４０２に接続する。導線４０４、４０５のもう一端は信号処理装置２０５（図２参照）に接続する。信号処理装置２０５は既定時間中に入力した電荷を積算し、積算値を主制御装置２０６（図２参照）に送信する。ガード電極４０３に接続する導線４０６の一端は接地する。ガード電極４０３は基板Ｂ３０２から小電極４０１及び大電極４０２へのリーク電流を防止する。基板Ａ３０１の電極は両面対称構造であり、表面と同様に裏面に面した電離層からも電荷を収集する。小電極４０１と大電極４０２が構成する電極は散乱とドリフトによって横方向に広がったビームをほぼ全て捕獲できる面積及び形状を備える。本実施形態では基板Ａ３０１の電極を二重同心円状に分割したが、任意の形状、数への分割及び分割無しの場合でも本実施形態と同様の効果が得られる。

図５は、基板Ｂ３０２の概略図である。基板Ｂ３０２の電極は２つの領域へ電気的に分割される。本実施形態では中心領域を高電圧印加電極５０１、外側をガード電極５０２と呼ぶ。各領域は導線５０３、５０４とそれぞれ独立に接続する。高電圧印加電極５０１と接続する導線５０３の一端は高電圧電源２０４（図２参照）に接続し、高電圧印加電極５０１に高電圧（絶対値数千Ｖ以下）を印加する。ガード電極５０２と接続する導線５０４の一端は接地する。ガード電極５０２は基板Ｂ３０２から基板Ａ３０１の小電極４０１及び大電極４０２へのリーク電流を防止する。基板Ｂ３０２の電極は両面対称構造であり、表面と同様に裏面の高電圧印加電極にも高電圧が印加される。

図３において、ヒンジ部材３１０を持つ蝶番形状のスペーサ３０３は、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２の間に電離層（＝放射線有感領域）を形成する。電離層は電離ガスで満たされる。本実施形態では電離層を大気開放し、空気を電離ガスとする。電離層を密封しガスポンプを用いてアルゴン等の電離ガスを循環させる構成でも同様の効果が得られる。

基板Ｂ３０２に高電圧が印加されると、基板Ａ３０１の小電極４０１及び大電極４０２はほぼ０Ｖのため、電離層には電場が生じる。この状態において、ビームが通過すると電離層内の電離ガスが電離され、基板Ａ３０１を介して電荷が積算される。

本実施形態では基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２共に１枚当りの厚みを０．５mm、水等価に換算した厚み（以下、水等価厚）を１．０mm（阻止能比２．０＝１．０ｍｍ／０．５ｍｍ）とする。基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２は両面対称構造であり、電離箱１層は、基板Ａ３０１半分と電離層と基板Ｂ３０２半分とから構成される。電離層の水等価厚は実質的に０．０mmなので、電離箱１層あたりの水等価厚は１．０mmとなる。この電離箱が隙間なく積層されるので、放射線計測器１０１の深部線量分布の計測間隔は１．０mmである。

なお、上記説明は電離箱の概念を説明するための便宜上の説明であり、より詳細には、１層目の電離箱は、基板Ａ３０１と、電極４０１，４０２と、電離層と、電極５０１とから構成され、２層目の電離箱は、電極５０１と、基板Ｂ３０２と、電離層と、電極４０１，４０２とから構成される。ただし、放射線計測器１０１の計測間隔が１．０mmである点には変わりない。

図６は、本実施形態の特徴的構成であるスペーサ３０３の構造と機能を説明する図である。スペーサ３０３は、板部３１１と板部３１２（図３参照）と、この２つの板部端部を回動可能に連結するヒンジ部材３１０とを有する蝶番部材である。板部３１１の一端部は基板Ａ３０１の端部と回動可能に接続し、板部３１２の一端部は基板Ｂ３０２の端部と回動可能に接続している。スペーサ３０３は、板部３１１と板部３１２との開閉により基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との間隔を調整する。

本実施形態において、説明の便宜のため、深部方向に直行する一方向をＺ方向とし、図示（図３、図６）矢印の向きを上方向、矢尻側方向を下方向とする。

複数のスペーサ３０３が、積層された基盤Ａ３０１と基板Ｂ３０２の間に連設される。本実施形態では上側と下側に複数のスペーサ３０３が連設されている。以下、上下対称の構成とし、下側の構成の符号を省略する。なお、上側または下側の一方のみでもよく、左右両側、左右片側のみでもよい。

センサー部２０３（図３参照）は、深部方向に積層された基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２の左右両側に筐体６０２を有している。筐体６０２は複数の長穴６０３を設けている。長穴６０３は、Z方向の任意の位置において、長穴６０３同士の間隔が全て等しくなるように設計されている。

スペーサ３０３のヒンジ部材３１０は、長穴６０３を貫通し、長穴６０３に沿って摺動可能に軸支されている。ヒンジ部材３１０は、筐体６０２の外側において貫通孔３１３を設けている。それぞれの貫通孔３１３には、貫通ロット部材９０１（図７）が貫通している。

図７は、ヒンジ部材３１０を上下方向に駆動するヒンジ部材駆動機構９００の概略図である。ヒンジ部材駆動機構９００は、貫通ロット部材９０１と、ボールネジ機構９０２と、モータ９０３と、ヒンジ部材駆動制御装置９０４とを有している。貫通ロット部材９０１は、貫通孔３１３を貫通することにより、全てのヒンジ部材３１０を連結し、常にZ方向の任意の同じ位置に維持する。ボールネジ機構９０２は、筐体６０２の深部方向両端部に設けられ、貫通ロット部材９０１の両端部を支持する。モータ９０３は、ボールネジ機構９０２を駆動することにより、貫通ロット部材９０１を介してヒンジ部材３１０を上下方向（深部方向と直角方向）に駆動する。これらの駆動制御を行うヒンジ部材駆動制御装置９０４は、主制御装置２０６（図２参照）の一機能であり、ＧＵＩとしてのディスプレイ９０５とキーボード９０６を有している。

〜請求項との対応関係〜
以上において、センサー部２０３は、照射方向に複数のセンサー（基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２で１つのセンサーを構成する）が積層されて構成される計測手段を構成し、ヒンジ部材３１０を持つ蝶番形状のスペーサ３０３とヒンジ部材駆動機構９００は、センサー部２０３の計測間隔を調整する計測間隔調整手段を構成する。

〜動作〜
図８〜図１１を用いて、スペーサ３０３およびヒンジ部材駆動機構９００の動作について説明する。

図８は、計測間隔を狭くするように調整するときの、筐体６０２外でのヒンジ部材駆動機構９００の動作を示す図である。図９は、計測間隔を狭くするように調整するときの、筐体６０２内でのスペーサ３０３の動作を示す図である。

操作者が現在の計測間隔より狭い計測間隔をヒンジ部材駆動制御装置９０４に入力すると、ヒンジ部材駆動制御装置９０４（図７参照）は、モータ９０３を駆動し、ボールネジ機構９０２を介して、上側の貫通ロット部材９０１をＺ方向に上昇させる。貫通ロット部材９０１の上昇に伴い、センサー部２０３の上側に連設されたスペーサ３０３のヒンジ部材３１０は長穴６０３に沿って上方に摺動する。

このとき、全てのヒンジ部材３１０は常にZ方向の同じ位置に維持され、全ての板部３１１と板部３１２とは同じ角度だけ閉じられるため、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との深部方向の間隔は、等間隔を維持しながら、狭くなる。

なお、センサー部２０３の下側に連設されたスペーサ（符号省略）の動作は、上記上側のスペーサ３０３の動作と上下対称である。

図１０は、計測間隔を広くするように調整するときの、筐体６０２外でのヒンジ部材駆動機構９００の動作を示す図である。図１１は、計測間隔を広くするように調整するときの、筐体６０２内でのスペーサ３０３の動作を示す図である。

操作者が現在の計測間隔より広い計測間隔をヒンジ部材駆動制御装置９０４に入力すると、ヒンジ部材駆動制御装置９０４（図７参照）は、モータ９０３を駆動し、ボールネジ機構９０２を介して、上側の貫通ロット部材９０１をＺ方向に下降させる。貫通ロット部材９０１の下降に伴い、センサー部２０３の上側に連設されたスペーサ３０３のヒンジ部材３１０は長穴６０３に沿って下方に摺動する。

このとき、全てのヒンジ部材３１０は常にZ方向の同じ位置に維持され、全ての板部３１１と板部３１２とは同じ角度だけ開かれるため、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との深部方向の間隔は、等間隔を維持しながら、広くなる。

なお、センサー部２０３の上側に連設されたスペーサ（符号省略）の動作は、上記上側のスペーサ３０３の動作と上下対称である。

基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との間隔は、電離層を形成する。センサーとしての電離箱は、基板Ａ３０１の半分と電離層と基板Ｂ３０２の半分とから構成される。基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との間隔、すなわち電離層の厚みを調整することにより、電離箱（センサー）１層の照射方向寸法を調整する。放射線計測器（積層電離箱）１０１は電離箱が隙間なく積層されたものであり、電離箱の寸法が放射線計測器１０１の計測間隔となる。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

〜効果〜
本実施形態の効果について説明する。図１２は、本実施形態の効果を説明する図である。

放射線計測器（積層電離箱）１０１は、その放射線阻止能を水と一致させることが好ましい。言い換えると、実際の計測間隔と水等価に換算した計測間隔が一致することが好ましい。

本実施形態では、設計段階において、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２の阻止能比を２．０として、水等価に換算した計測間隔を１．０ｍｍとする。

すなわち、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２共に１枚当りの厚みを０．５mm、水等価厚を１．０mm（＝０．５ｍｍ＊阻止能比２．０）とする。基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２は両面対称構造であり、電離箱１層は、基板Ａ３０１半分と電離層と基板Ｂ３０２半分とから構成される。電離層の水等価厚は実質的に０．０mmなので、電離箱１層あたりの水等価厚は１．０mm（＝０．５ｍｍ＋０．０ｍｍ＋０．５ｍｍ）となる。

実際の電離箱の深部方向寸法を１．０mmとするには、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２共に半分の厚みは０．２５mmであるので、実際の電離層の厚みは０．５ｍｍになるように設計される（１．０mm＝０．２５ｍｍ＋０．５ｍｍ＋０．２５ｍｍ）。

この電離箱が積層されるので、放射線計測器１０１の深部線量分布の実際の計測間隔および水等価に換算した計測間隔とも１．０mmである。すなわち、設計上、積層電離箱１０１の放射線阻止能は水と一致している（図１２Ａ参照）。

ところが、実際には、基板の組成を厳密に把握できない事、計算誤差及び製作誤差など諸要因により、製作した積層電離箱１０１の放射線阻止能が必ずしも水と一致しない可能性がある。例えば、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２の阻止能比を２．０として設計していたが、実際は、２．４であったと仮定する。なお、基板及び電離層の厚みについては設計通りだったとする。

この場合、実際の計測間隔は設計どおり１．０mm（＝０．２５ｍｍ＋０．５ｍｍ＋０．２５ｍｍ）である。一方、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２共に１枚当り水等価厚は１．２mm（＝０．５ｍｍ＊阻止能比２．４）となり、電離箱１層あたりの水等価厚は１．２mm（＝０．６ｍｍ＋０．０ｍｍ＋０．６ｍｍ）となる。すなわち、水等価に換算した計測間隔は１．２mmとなり、実際の計測間隔１．０mmと一致しない（図１２Ｂ参照）。

従来技術においては、基板Ａ３０１、基板Ｂ３０２の阻止能比を２．０となるように、基板の組成を見直し、放射線計測器１０１を作り直す必要があった。

本実施形態では、動作で述べたように、電離層の厚みを調整することで、実際の計測間隔を調整できる。例えば、放射線計測器１０１製作後に、放射線計測器１０１の水等価に換算した計測間隔が１．２mmであることが判明したと仮定する。操作者は、計測間隔１．２mmをヒンジ部材駆動制御装置９０４に入力すると、ヒンジ部材駆動制御装置９０４は、電離層の厚みを現在の０．５ｍｍから０．２ｍｍ広げて０．７ｍｍとすることで、計測間隔が１．２ｍｍ（＝０．２５ｍｍ＋０．７ｍｍ＋０．２５ｍｍ）となると判断し、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との間隔を０．２ｍｍ広げるように、モータ９０３を駆動する。

これにより、放射線計測器１０１の深部線量分布の実際の計測間隔および水等価に換算した計測間隔とも１．２mmとなる。すなわち、製作後において、放射線計測器１０１の放射線阻止能を水と一致するよう調整できる（図１２Ｃ参照）。

<第２実施形態>
〜構成〜
第１実施形態において、ヒンジ部材３１０を持つ蝶番形状のスペーサ３０３とヒンジ部材駆動機構９００が、センサー部２０３の計測間隔を調整する計測間隔調整手段を構成したが、計測間隔調整手段はこれに限られるものではない。第２実施形態において、バネ３２０と、バネ押圧機構９５０が、センサー部２０３の計測間隔を調整する計測間隔調整手段を構成する。

放射線計測器１０１のセンサー部２０３等の基本構成は第１実施形態と同じである。すなわち、センサー部２０３は基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２を深部方向へ交互に積層した構造である。基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２のボルト穴３０４には、長ボルト３０５が深部方向に貫通し、これにより、基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２は、長ボルト３０５上に摺動可能に支持されるとともに、深部方向以外への動きを拘束される。

ただし、深部方向最上流側に配置された基板Ａ３０１のみは筐体６０２に固定され、深部方向への動きも拘束される。

バネ３２０は基板Ａ３０１及び基板Ｂ３０２との間に介挿され、バネ３２０の一端は基板Ａ３０１に固定され、他端は基板Ｂ３０２に固定される。各バネ３２０のバネ係数ｋは全て等しい。

バネ押圧機構９５０は、モータ９５１とモータ駆動制御装置９５２とを有している。モータ９５１は、深部方向最下流側に配置された基板Ａ３０１に固定され、この基板Ａ３０１を介してバネ３２０を押圧する。モータ９５１の駆動制御を行うモータ駆動制御装置９５２は、主制御装置２０６（図２参照）の一機能である。

〜動作・効果〜
図１３、図１４を用いて、バネ３２０およびバネ押圧機構９５０の動作について説明する。

図１３は、計測間隔を狭くするように調整するときの、バネ３２０およびバネ押圧機構９５０の動作を示す図である。操作者が現在の計測間隔より狭い計測間隔をモータ駆動制御装置９５２（図示省略）に入力すると、モータ駆動制御装置９５２は、モータ９５１を駆動する。モータ９５１がＦ(N)の力で押すと、バネ３２０はｄlだけ縮められる。ただし、力Ｆとバネ係数ｋと変化量ｄlの間にはF＝-ｋ＊ｄlの関係が成り立つ。

このとき、全てのバネ３２０は常に同じ変位量だけ縮められるので、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との深部方向の間隔は、等間隔を維持しながら、狭くなる。

図１４は、計測間隔を広くするように調整するときの、バネ３２０およびバネ押圧機構９５０の動作を示す図である。操作者が現在の計測間隔より広い計測間隔をモータ駆動制御装置９５２に入力すると、モータ駆動制御装置９５２は、モータ９５１を駆動する。モータ９５１がＦ(N)の力で引くと、バネ３２０はｄlだけ伸ばされる。

このとき、全てのバネ３２０は常に同じ変位量だけ伸ばされるので、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との深部方向の間隔は、等間隔を維持しながら、広くなる。

基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２との間隔、すなわち電離層の厚みを調整することにより、電離箱（センサー）１層の照射方向寸法を調整して、放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

これにより、第１実施形態と同様に、製作後において、放射線計測器１０１の放射線阻止能を水と一致するよう調整できる。

〜付加構成〜
ただし、第２実施形態において、地面と垂直にビーム照射する場合には重力の影響でバネ３０２が伸縮し、電離層の厚みが変わってしまうという課題がある。

この課題に対し、本実施形態では更に、固定ボルト９５４を備える。

図１５は、固定ボルト９５４の動作を示す図である。まず、重力の影響のない状態で、モータ９５１を駆動し、所望の電離層の厚みに調整する。この状態で、筐体６０２側面および基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２の側面にボルト穴を設け、このボルト穴に固定ボルト９５４を係合させる。

これにより、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２は筐体６０２に固定され、地面と垂直にビーム照射する場合でも、重力による影響を受けず、電離層の厚みは維持される。

<第３実施形態>
第１実施形態および第２実施形態において、センサーは、基板Ａ３０１の半分と電離層と基板Ｂ３０２の半分とから構成される電離箱であったが、半導体検出器１４０１でもよい。

図１６は、第３実施形態のセンサー部２０３の概略構成図である。センサー部２０３は半導体検出器１４０１を深部方向へ交互に積層した構造となっている。各半導体検出器１４０１は導線を介して信号処理装置２０５（図２参照）に接続される。

半導体検出器１４０１はｐ型半導体１４０２とｎ型半導体１４０３を接合した半導体素子である。線量計として使用する場合、素子に逆電圧を印加して接合部の空乏層１４０４を拡大させる。空乏層１４０４は有感領域の役割を示し、陽子線が入射するとエネルギー損失量に比例した数の正孔・電子対を生成する。正孔・電子対は素子内の電場の向きに従ってドリフトし、ｎ型半導体１４０３に接続した電極から電荷として信号処理装置２０５へ出力する。

本実施形態においても、複数のスペーサ３０３が、積層された半導体検出器１４０１の間に連設される。スペーサ３０３の基本構成は第１実施形態と同じである。また、スペーサ３０３のヒンジ部材３１０はヒンジ部材駆動機構９００（図７参照）により駆動される。

本実施形態において、板部３１１（図３参照）の一端部は一の半導体検出器１４０１と回動可能に接続し、板部３１２（図３参照）の一端部は隣の半導体検出器１４０１と回動可能に接続している。スペーサ３０３は、板部３１１と板部３１２との開閉により半導体検出器１４０１の間隔を調整する。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果が得られる。

本実施形態の変形例において、センサー部２０３の計測間隔を調整する計測間隔調整手段として、第２実施形態と同様にバネ３２０と、バネ押圧機構９５０を用いてもよい。バネ３２０は積層された半導体検出器１４０１の間に介挿され、バネ３２０の一端は一の半導体検出器１４０１に固定され、他端は隣の半導体検出器１４０１に固定される。バネ３２０はバネ押圧機構９５０により伸縮し、半導体検出器１４０１の間隔を調整する。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

この変形例においても、第２実施形態（第１実施形態）と同様な効果が得られる。

<第４実施形態>
図１７は、第４実施形態のセンサー部２０３の概略構成図である。センサー部２０３はシンチレーションカウンタ１５０１を深部方向へ交互に積層した構造となっている。シンチレーションカウンタ１５０１は導線を介して信号処理装置２０５（図２参照）に接続される。

シンチレーションカウンタ１５０１は、蛍光物質１５０２（例えば、NaI結晶、GSO結晶、有機EL等）と光検出器１５０３で構成される線量計である。蛍光物質１５０２は有感領域の役割を示し、陽子線が入射するとエネルギー損失量に比例した量の蛍光を発する。ライトガイド１５０４は光を光検出器１５０３に伝送する。光検出器１５０３は発光量に比例した電荷を生成し、信号処理装置２０５へ出力する。

本実施形態においても、複数のスペーサ３０３が、積層されたシンチレーションカウンタ１５０１の間に連設される。スペーサ３０３の基本構成は第１実施形態と同じである。また、スペーサ３０３のヒンジ部材３１０はヒンジ部材駆動機構９００（図７参照）により駆動される。

本実施形態において、板部３１１の一端部は一のシンチレーションカウンタ１５０１と回動可能に接続し、板部３１２の一端部は隣のシンチレーションカウンタ１５０１と回動可能に接続している。スペーサ３０３は、板部３１１と板部３１２との開閉によりシンチレーションカウンタ１５０１の間隔を調整する。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

本実施形態においても、第１実施形態と同様な効果が得られる。

本実施形態の変形例において、センサー部２０３の計測間隔を調整する計測間隔調整手段として、第２実施形態と同様にバネ３２０と、バネ押圧機構９５０を用いてもよい。バネ３２０は積層されたシンチレーションカウンタ１５０１の間に介挿され、バネ３２０の一端は一のシンチレーションカウンタ１５０１に固定され、他端は隣のシンチレーションカウンタ１５０１に固定される。バネ３２０はバネ押圧機構９５０により伸縮し、シンチレーションカウンタ１５０１の間隔を調整する。このように放射線計測器１０１の計測間隔を調整できる。

この変形例においても、第２実施形態（第１実施形態）と同様な効果が得られる。

<計測間隔調整後の動作>
上述の放射線計測器１０１の使用例について説明する。

（１）放射線計測器１０１を用いたスキャニング照射法のブラッグカーブ計測の手順を説明する。ブラッグカーブとは深部方向に対するLET(線エネルギー付与:Linear Energy Transfer、単位[J/m])の分布である。LETは媒質中を進むビーム粒子１個が深部方向へ単位距離進む時に媒質へ付与するエネルギーである。

まず、操作者は陽子線照射装置１０２の照射室（図示せず）に放射線計測器１０１を搬送し患者カウチ（図示せず）上に固定する。次に、患者位置決め用レーザーマーカを参考にカウチを可動させて放射線計測器１０１を位置決めする。本実施例ではビーム軸と小電極４０１の中心が一致するように位置決めする。放射線計測器１０１専用に位置決め用の可動冶具を製作し、患者カウチの替わりに用いても良い。

位置決め完了後、操作者は照射室から制御室（図示せず）に移動する。制御室では、主制御装置２０６を用いて放射線計測器１０１の計測制御と陽子線照射装置１０２のビーム照射制御を行う。まず、操作者は主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２、高電圧電源２０４、信号処理装置２０５に電源を投入する。基板Ｂ３０２の高電圧印加電極５０１に高電圧が印加され電離層に電場が発生する。本実施例では負極の高電圧を高電圧印加電極５０１に印加する。レンジシフタ２０１の全てのエネルギー吸収体２０７はビーム経路上から外れた位置で待機する。

操作者は主制御装置２０６に所望の計測間隔を設定する。本実施例では、ビームエネルギーが低い条件でのブラッグカーブ計測を想定して0.2mmに設定する。操作者は主制御装置２０６から陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー、照射スポット位置、照射スポット数等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。ブラッグカーブはビーム軸上のスポットに対してビーム照射した条件で計測する。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると信号処理装置２０５は入力した電荷の積算を開始する。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て、回転式照射装置１０５に出射する。最終的に、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測器１０１にビームが照射される。

ビームが電離層を通過すると電離層中のビーム線量に比例した数のイオン対（電離電子と陽イオン）が生成する。生成したイオン対は電場に沿ってドリフトする。本実施例ではビーム軸が小電極４０１の中心を通過するように放射線計測器１０１を位置決めしたので、ビーム軸からの距離が小電極４０１半径未満の位置で生成した電子は小電極４０１に到達し、ビーム軸からの距離が小電極４０１半径以上大電極４０２半径未満の位置で生成した電子は大電極４０２に到達する。小電極４０１及び大電極４０２へ到達した電子の数に比例して、それぞれに接続した導線４０４及び４０５に電荷が発生する。信号処理装置２０５は発生した電荷を電極毎に独立して積算する。信号処理装置２０５は電離層1層あたり２つの入力チャンネルを要する。

操作者の設定した条件に従ってビーム照射を完了すると陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、主制御装置２０６へチャンネル毎に積算値を記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。

積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。本実施例では、まず厚さ0.2mmのエネルギー吸収体２０７を挿入する。エネルギー吸収体２０７の挿入が完了すると、再度主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２にビーム照射開始を指示する。最初の計測と同様に、放射線計測器１０１は発生した電荷を信号処理装置２０５で積算する。ビーム照射完了後に信号処理装置２０５が計測完了信号を受信すると、電荷の積算を停止して主制御装置２０６へチャンネル毎の積算値を新規記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。積算値を記録すると主制御装置２０６は厚さ0.4mmのエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。厚さ0.2mmのエネルギー吸収体２０７はビーム通過位置から外される。計測間隔0.2mmでのブラッグカーブ計測では、エネルギー吸収体２０７の厚みを0.0mm(ビーム軸上から全てのエネルギー吸収体２０７を外した状態)、0.2mm、0.4mm、0.6mm(0.2mmと0.4mmのエネルギー吸収体を２枚挿入した状態)、0.8mmと変更して5回計測を繰り返す。

挿入したエネルギー吸収体２０７の厚みがrのときにセンサー部２０３の表面からi番目の電離層（以下、電離層i）に面する小電極４０１で得られた積算電荷をQs(i,r)、大電極４０２で得られた積算電荷をQl(i,r)とする。エネルギー吸収体２０７の厚みを変更した全計測が完了すると、主制御装置２０６はQs(i,r)とQl(i,r)を加算してQ(i,r)を得る。即ち、Q(i,r)=Qs(i,r)+Ql(i,r)である。

上記のように、放射線計測器１０１が直接計測できる物理量はビームによって装置の有感領域に生じる電離量Q(単位[C])である。電離箱の有感領域は電離層である。主制御装置２０６は電離量Qに較正係数を乗じて水中線量D(単位[J/kg])を算出する。得られた線量Dは有感領域の水等価体積(＝横方向の実面積S＊深部方向の水等価厚)で平均化した値である。水等価厚とはある物体を水で置き換えた場合に放射線に対して等しいエネルギー損失を与える（光子線の場合、等しい減衰率となる）厚みを示す。

基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２の水等価厚は1.0mm、電離層の水等価厚は0mm、エネルギー吸収体２０７の水等価厚比は1.0である。これらの情報に基づき、主制御装置２０６はD(i,r)をD(x)に変換する。ｘは計測器表面からの深さであり、x=i＊1.0mm＋rである。センサー部２０３の陽子線阻止能は深部方向について水等価なので、得られたD(x)へのフルエンス補正は不要である。

線量DはD＝LET＊有感領域へ入射する粒子の平均密度(単位[1/m2])/水の密度(単位[kg/m3])の関係を満たす。有感領域への入射粒子数をnとすると、粒子の平均密度はnを電極面積Sで除したものである。Sは小電極４０１と大電極４０２が構成する電極の面積である。小電極４０１と大電極４０２が構成する電極は散乱によって横方向に広がったビームをほぼ全て捕獲可能な面積及び形状を備えるのでn＝一定である。上記条件から、D(x)からLET(x)を導く事ができる。nは加速器の蓄積電荷から概算できるが、仮にnが不明の場合でもLET(x)の相対的な分布が得られる。主制御装置２０６はxについてのLET(x)の分布、即ちブラッグカーブをディスプレイ（図示せず）に表示する。ディスプレイに表示されたブラッグカーブの形状から、操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。

（２）放射線計測器１０１を用いた体積照射時の深部線量分布計測の手順を説明する。体積照射とは、スキャニング照射法の手順に従って被照射体の任意の領域へ一様線量を付与する事である。ブラッグカーブ計測と同様に、操作者は照射室に放射線計測器１０１を搬送し患者カウチ上に固定する。次に、レーザーマーカを参考にカウチを可動させ、放射線計測器１０１を位置決めする。本実施例ではビーム軸と小電極４０１の中心が一致するように位置決めする。ビーム軸と平行な異なる軸上の深部線量分布を計測する場合、位置決め完了後に患者カウチを横方向へ平行に可動させる。操作者は位置決め完了後に照射室から制御室へ移動し、主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２、高電圧電源２０４、信号処理装置２０５に電源を投入する。

操作者は主制御装置２０６に所望の計測間隔、本実施例では0.2mmを設定する。さらに、主制御装置２０６から体積照射用の陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー、照射スポット位置、照射スポット数等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。体積照射時の横方向の照射範囲は小電極４０１に対して十分大きいものとする。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると信号処理装置２０５は入力した電荷の積算を開始する。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て回転式照射装置１０５に出射し、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測器１０１に照射される。あるスポットに既定線量が付与されると、照射を停止して次の既定スポットに向けてビームを走査する。最終的に全てのスポットに一様な線量が付与される。

操作者の設定した条件に従って体積照射が完了すると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、主制御装置２０６へチャンネル毎に積算値を記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入出を指示する。計測間隔0.2mmで深部線量分布を計測するため、エネルギー吸収体２０７の厚みを0.0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mmと5回変更して計測を繰り返す。

小電極４０１からの出力結果Qs(i,r)より、主制御装置２０６はQs(x)を算出する。主制御装置２０６はQs(x)を水中線量Ds(x)に換算し、xについてディスプレイへ表示する。小電極４０１の面積は体積照射時の横方向の照射範囲と比べて十分小さいため、線量Ds(x)は小電極４０１中心近傍の局所線量とほぼ等価である。ディスプレイに表示された深部線量分布を確認して、操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。

（３）放射線計測器１０１を用いた散乱体照射法が形成する深部線量分布計測について説明する。操作者は照射室に放射線計測器１０１を搬送し患者カウチ上に固定する。次に、レーザーマーカを参考にカウチを可動させ、放射線計測器１０１を位置決めする。本実施例ではビーム軸と小電極４０１の中心が一致するように位置決めする。位置決め完了後に操作者は照射室から制御室へ移動し、主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２、高電圧電源２０４、信号処理装置２０５に電源を投入する。

操作者は主制御装置２０６に所望の計測間隔を設定する。本実施例では0.2mmに設定する。さらに、主制御装置２０６から陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー、SOBP幅、コリメータ形状、散乱体の厚み等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。照射野形成装置１１０内のビーム経路上に設定条件の散乱体、コリメータ、SOBPフィルタが挿入される。ボーラスは操作者が直接照射野形成装置１１０に取り付ける。照射範囲とビームエネルギーに応じて、走査電磁石電源から適切な時間変化量を持った交流電流が走査電磁石に供給される。横方向の照射範囲は小電極４０１に対して十分大きいものとする。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると信号処理装置２０５は入力した電荷の積算を開始する。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て回転式照射装置１０５に出射し、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測器１０１に照射される。

操作者の設定した条件に従って照射が完了すると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入出を指示する。計測間隔0.2mmで深部線量分布を計測するため、エネルギー吸収体２０７の厚みを0.0mm、0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mmと5回変更して計測を繰り返す。

小電極４０１からの出力結果Qs(i,r)より、主制御装置２０６はQs(x)を算出する。主制御装置２０６はQs(x)を水中線量Ds(x)に換算し、xについてディスプレイへ表示する。小電極４０１の面積は横方向の照射範囲と比べて十分小さいため、線量Ds(x)は小電極４０１中心近傍の局所線量と等価である。ディスプレイに表示された深部線量分布を確認して、操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。

１０１ 放射線計測装置
１０２ 陽子線照射装置
１０３ 陽子線発生装置
１０４ 陽子線輸送装置
１０５ 回転式照射装置
１０６ イオン源
１０７ 前段加速器
１０８ シンクロトロン
１０９ 出射デフレクタ
１１０ 照射野形成装置
２０１ レンジシフタ
２０２ レンジシフタ駆動制御装置
２０３ センサー部
２０４ 高電圧電源
２０５ 信号処理装置
２０６ 主制御装置
２０７ エネルギー吸収体
３０１ 電荷収集用プリント基板（基板Ａ）
３０２ 高電圧印加用プリント基板（基板Ｂ）
３０３ スペーサ
３０４ ボルト穴
３０５ 長ボルト
３１０ ヒンジ部材
３１１，３１２ 板部
３１３ 貫通孔
３２０ バネ
４０１ 小電極
４０２ 大電極
４０３ ガード電極
４０４ 導線（小電極、信号処理装置と接続）
４０５ 導線（大電極、信号処理装置と接続）
４０６ 導線（ガード電極と接続）
５０１ 高電圧印加用電極
５０２ ガード電極
５０３ 導線（高電圧印加用電極、高電圧電源と接続）
５０４ 導線（ガード電極と接続）
６０２ 筐体
６０３ 長穴
３１３ 貫通孔
９００ ヒンジ部材駆動機構
９０１ 貫通ロット部材
９０２ ボールネジ機構
９０３ モータ
９０４ ヒンジ部材駆動制御装置
９０５ ディスプレイ
９０６ キーボード
９５０ バネ押圧機構
９５１ モータ
９５２ モータ駆動制御装置
９５４ 固定ボルト
１４０１ 半導体検出器
１４０２ ｐ型半導体
１４０３ ｎ型半導体
１４０４ 空乏層
１５０１ シンチレーションカウンタ
１５０２ 蛍光物質
１５０３ 光検出器

Claims (10)

1. 放射線の照射方向の線量を計測する放射線計測器であって、
   照射方向に複数のセンサーが積層されて構成される計測手段と、
   前記計測手段の計測間隔を調整する計測間隔調整手段と、
   を備えることを特徴とする放射線計測器。
2. 請求項１記載の放射線計測器において、
   前記計測間隔調整手段は、センサー内部の照射方向寸法を調整する
   ことを特徴とする放射線計測器。
3. 請求項２記載の放射線計測器において、
   前記センサーは、第１センサー部材と第２センサー部材を有し、
   前記計測間隔調整手段は、
   ２つの板部と、この２つの板部を回動可能に連結するヒンジとを有し、一の板部の端部は前記第１センサー部材端部と回動可能に接続し、他の板部の端部は前記第２センサー部材端部と回動可能に接続し、２つの板部の開閉により前記第１センサー部材と前記第２センサー部材との間隔を調整するように構成された、少なくとも１つの蝶番部材と、
   前記ヒンジを照射方向と直角方向に駆動するヒンジ駆動手段と、
   を有することを特徴とする放射線計測器。
4. 請求項２記載の放射線計測器において、
   前記センサーは、第１センサー部材と第２センサー部材を有し、
   前記計測間隔調整手段は、
   前記第１センサー部材と前記第２センサー部材との間に介挿される弾性部材と、
   前記弾性部材を押圧する押圧手段と、
   を有することを特徴とする放射線計測器。
5. 請求項２記載の放射線計測器において、
   前記センサーは、電離箱である
   ことを特徴とする放射線計測器。
6. 請求項１記載の放射線計測器において、
   前記計測間隔調整手段は、センサー間隔を調整する
   ことを特徴とする放射線計測器
7. 請求項６記載の放射線計測器において、
   前記計測間隔調整手段は、
   ２つの板部と、この２つの板部を回動可能に連結するヒンジとを有し、一の板部の端部は一のセンサーと回動可能に接続し、他の板部の端部はこのセンサーの隣のセンサーと回動可能に接続し、２つの板部の開閉により前記センサー間隔を調整するように構成された、少なくとも１つの蝶番部材と、
   前記ヒンジを照射方向と直角方向に駆動するヒンジ駆動手段と、
   を有することを特徴とする放射線計測器。
8. 請求項６記載の放射線計測器において、
   前記計測間隔調整手段は、
   一のセンサーとこのセンサーの隣のセンサーとの間に介挿される弾性部材と、
   前記弾性部材を押圧する押圧手段と、
   を有することを特徴とする放射線計測器。
9. 請求項６記載の放射線計測器において、
   前記センサーは、シンチレーションカウンタである
   ことを特徴とする放射線計測器。
10. 請求項６記載の放射線計測器において、
    前記センサーは、半導体検出器である
    ことを特徴とする放射線計測器。

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