JP2013181756A - 放射線計測装置の較正方法及び粒子線治療装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】放射線計測装置101のセンサー部203は、複数のセンサーが粒子線のビーム方向に積層されている。ダミー吸収体208は、複数のセンサーの平均の水等価厚と等しい水等加厚を有しており、放射線の進行方向に対してセンサー部の上流側に設置される。信号処理装置205は、放射線を放射線計測装置101に照射し、各センサーで生じた電気信号を計測した第1の計測で得た計測結果と、センサー部を放射線の進行方向に移動するとともに、ダミー吸収体を設置し、第1の計測と同じ条件で放射線を照射し、各センサーで生じた電気信号を計測した第2の計測で得た計測結果とを用い、各センサーの較正係数を算出する。
【選択図】図2
Description
最初に、図1を用いて、本実施形態による放射線計測装置と粒子線治療装置の全体構成について説明する。
図1は、本発明の一実施形態による放射線計測装置と粒子線治療装置の全体構成を示すブロック図である。
図2は、本発明の一実施形態による放射線計測装置の詳細な構成を示すブロック図である。なお、図1と同一符号は、同一部分を示している。
図3は、本発明の一実施形態による粒子線治療装置の放射線計測装置に用いるセンサー部の構成を示す斜視図である。なお、図2と同一符号は、同一部分を示している。
図4は、本発明の一実施形態による放射線計測装置のセンサー部に用いる電荷収集用プリント基板の構成を示す斜視図である。なお、図3と同一符号は、同一部分を示している。
図5は、本発明の一実施形態による放射線計測装置のセンサー部に用いる高電圧印加用プリント基板の構成を示す斜視図である。なお、図3と同一符号は、同一部分を示している。
図6は、本発明の一実施形態による粒子線治療装置に用いる放射線計測装置の較正方法の説明図である。
Ql(i+1) = ql(i) … (2)
従って、電離層iに面する小電極401から得られた積算電荷に対する較正係数をCs(i)、大電極402から得られた積算電荷に対する較正係数をCl(i)とすると、本実施例の放射線計測装置101で得られた積算電荷は以下の式(3),式(4)を満たす。
Cs(i+1)×Qs(i+1) = Cs(i)×qs(i) … (3)
Cl(i+1)×Ql(i+1) = Cl(i)×ql(i) … (4)
これらの式を変形すると、Cs(i+1)、Cl(i+1)は以下の式(5),式(6)で示される。
Cs(i+1) = Cs(i)×qs(i)/Qs(i+1) … (5)
Cl(i+1) = Cl(i)×ql(i)/Ql(i+1) … (6)
さらに、Cs(1)=Cl(1)=1としてこの漸化式(5)、(6)を解くと、以下の式(7),(8)が得られる。
/( Qs(i)×Qs(i-1)×…×Qs(3)×Qs(2)) (i>1) … (7)
Cl(i) = ql(i-1)×ql(i)×…×ql(2)×ql(1)
/( Ql(i)×Ql(i-1)×…×Ql(3)×Ql(2)) (i>1) … (8)
最後に、式(7)と式(8)をそれぞれi=1からi=Nまでの平均値Csa、Claで規格化すると、真の較正係数Cs’(i)、Cl’(i)が式(9),式(10)として得られる。ここで、平均値Csa、Claは以下の式(11),式(12)で示される。
Cl'(i)=Cl(i)/Cla …(10)
Csa = ΣCs(i)/N … (11)
Cla = ΣCl(i)/N … (12)
ここで、Nは電離層の総数を示し、図6の例では6である。Cs(1)=Cl(1)=1と仮定しているため、式(7)と式(8)との比は正確ではない。しかしながら、較正係数は電離層の厚みのバラつきと信号処理装置のゲインのばらつきに比例するため、各層の小電極401と大電極402が電離層を共有しており、かつ同じ信号処理装置205に接続しているのであれば、Cs(i)とCl(i)の平均値は一致すると考えられる。従って、平均値での規格化により正しい較正係数が得られる。修得した較正係数は、主制御装置206に記録される。
また、ダミー吸収体208と等価のはたらきを、レンジシフタ201により実現することもできる。例えば、ダミー吸収体208として、水等加厚が4.0mmのものが必要な場合、水等加厚0.8mmと水等加厚3.2mmのエネルギー吸収体201Aをビーム中に挿入することでダミー吸収体208を挿入したと等価の効果が得られる。レンジシフタはエネルギー吸収体201Aの組み合わせによって複数の水等価厚を作ることができるため、水等価厚が本実施形態と異なるセンサーを積層した放射線計測装置であっても、ダミー吸収体208を専用に用意することなく、本実施形態と同様の効果を奏することができる。
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
112…線量モニタ
114…患者カウチ
116…患者カウチ駆動制御装置(センサー部駆動制御装置)
201…レンジシフタ
201A…エネルギー吸収体
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
208…ダミー吸収体
209…ダミー吸収体駆動制御装置
301…電荷収集用プリント基板
302…高電圧印加用プリント基板
303…スペーサ
304…ボルト
401…小電極(第1電極)
402…大電極(第2電極)
403…ガード電極(第3電極)
404,405,406,503,504…導線
501,603…高電圧印加電極
502…ガード電極
601…固定治具
Claims (11)
- 放射線センサーを積層したセンサー部を有する放射線計測装置であって、
前記積層された放射線センサーの平均水等価厚と等しい水等価厚を有するダミー吸収体と、
前記センサー部の計測方向の前方かつ放射線の通過線上となる位置に前記ダミー吸収体を設置するダミー吸収体駆動制御部と、
前記センサー部を前記積層された放射線センサーの平均厚と等しい距離を前記放射線の通過線上において移動させるセンサー部駆動制御装置と、
前記ダミー吸収体が前記位置に設置されるときの前記放射線計測装置の計測結果と、前記ダミー吸収体が前記位置に設置されないときの前記放射線計測装置の計測結果と、前記それぞれの計測結果を取得する間に出射された前記放射線の出射線量の積算値とに基づき前記各放射線センサーの較正係数を算出する信号処理装置と、を備えることを特徴とする放射線計測装置。 - 前記ダミー吸収体が前記位置に設置されたときの前記放射線計測装置の計測結果が、前記ダミー吸収体が前記位置に設置されないときの前記放射線計測装置の計測結果よりも先に取得される場合、
前記センサー部駆動制御装置は、前記センサー部を前記放射線の通過線上において前記放射線の進行方向と反対の方向に向かって前記移動をさせることを特徴とする請求項1に記載の放射線計測装置。 - 前記ダミー吸収体が前記位置に設置されないときの前記放射線計測装置の計測結果が、前記ダミー吸収体が前記位置に設置されるときの前記放射線計測装置の計測結果よりも先に取得される場合、
前記センサー部駆動制御装置は、前記センサー部を前記通過線上において前記放射線の進行方向に向かって前記移動をさせることを特徴とする請求項1に記載の放射線計測装置。 - 前記ダミー吸収体は前記放射線センサーと同部材であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の放射線計測装置。
- 前記ダミー吸収体を前記位置に固定するための固定治具を備え、
前記固定治具は前記放射線計測装置に据付けられることを特徴とする請求項1から請求項4に記載の放射線計測装置。 - 前記放射線計測装置は、レンジシフタと、
前記レンジシフタを駆動させるレンジシフタ駆動制御装置とを備え、
前記ダミー吸収体駆動制御部は、前記レンジシフタ駆動制御装置であって、
前記ダミー吸収体は、前記レンジシフタ駆動制御装置が前記ダミー吸収体と等しい水等価厚となるように前記レンジシフタを駆動させて実現されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放射線計測装置。 - 前記放射線計測装置は、レンジシフタと、
前記レンジシフタを駆動するレンジシフタ駆動制御装置とを備え、
前記ダミー吸収体駆動制御部は、前記レンジシフタ駆動制御装置であって、
前記レンジシフタ駆動制御装置が、前記ダミー吸収体の駆動をも制御することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放射線計測装置。 - 請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放射線計測装置を有する粒子線治療装置において、
前記出射線量の積算値は、前記粒子線治療装置の粒子線照射装置に備えられた線量モニタによって取得されることを特徴とする粒子線治療装置。 - 請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の放射線計測装置を有する粒子線治療装置において、
前記粒子線治療装置は、カウチと、
前記カウチを駆動するカウチ駆動制御装置とを備え、
前記センサー部の駆動制御装置は、前記カウチ駆動制御装置であることを特徴とする粒子線治療装置。 - 放射線センサーを積層したセンサー部を有する放射線計測装置の較正方法であって、
前記センサー部を通過する放射線を計測して第一の計測結果を取得し、
前記積層された放射線センサーの平均水等価厚と等しい水等価厚を有するダミー吸収体を、前記センサー部の計測方向の前方かつ前記放射線の通過線上に設置し、
前記センサー部を前記放射線の通過線上において前記放射線の進行方向に向かい前記積層された放射線センサーの平均厚と等しい距離を移動させ、
前記吸収体を通過した後に前記センサー部を通過する前記放射線を計測して第二の計測結果を取得し、
前記第一の計測結果と、前記第二の計測結果と、前記第一の計測結果および前記第二の計測結果を取得する間に出射された前記放射線の出射線量の積算値とに基づき前記各放射線センサーの較正係数を算出することを特徴とする較正方法。 - 放射線センサーを積層したセンサー部を有する放射線計測装置の較正方法であって、
前記複数の放射線センサーの平均水等価厚と等しい水等価厚を有するダミー吸収体を、前記センサー部の計測方向の前方かつ放射線の通過線上に設置し、
前記吸収体を通過した後に前記センサー部を通過する前記放射線を計測して第一の計測結果を取得し、
前記ダミー吸収体を前記放射線の通過線上より取り除き、
前記センサー部を前記放射線の通過線上において前記放射線の進行方向と反対の向きに前記積層された放射線センサーの平均厚と等しい距離を移動させ、
前記センサー部を通過する放射線を計測して第二の計測結果を取得し、
前記第一の計測結果と、前記第二の計測結果と、前記第一の計測結果および前記第二の計測結果を取得する間に出射された前記放射線の出射線量の積算値とに基づき前記各放射線センサーの較正係数を算出することを特徴とする較正方法。
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