JP2014504736A - 受動型線量測定のための感受性チャージ部、このような感受性チャージ部を含む線量計、およびこのような感受性チャージ部の照射による読み取りシステム - Google Patents

Abstract

線量計ケーシングの内部にスタックされるように設計され、それにより照射によるその読み取りを別々に行うことが可能な放射線光ルミネセンス材料の放射線感受性層を各々が含む、複数の輝尽性可撓性スクリーン３を含む、受動型線量計の感受性チャージ部１であって、これらのスクリーンは２つの構成、すなわちスクリーンが互いに重なり合った折り畳み検出構成と、これらのスクリーンが担体の同じ面に隣り合って設けられた展開読み取り構成とを有する折り畳み可能担体２と一体である感受性チャージ部１。補強／吸収効果を有する挿入シート４も、これらのスクリーンと交互にこの担体に固定することができる。これらのスクリーンは、２つの折り目５によって隣接スクリーンから分離され、これらのシートは２つの折り目によって隣接シートから分離される。

Description

本発明は、受動型線量計感受性チャージ部、このような感受性チャージ部を含む受動型線量計、およびこのような感受性チャージ部を読み取るようになっているリーダに関する。

これは具体的には、環境保全調査、個人の放射線防護、電離放射線照射装置（放射線源、原子炉、Ｘ線発生装置、粒子加速器など）の特徴評価、放射線診断、または放射線治療、ならびに電離放射線を採用するその他いずれかの技術の調査における、異なる種類の放射線（Ｘ、ガンマ、中性子、陽子、電子など）の定量化を対象とする。

電離放射線においては、２つの測定単位、すなわち「吸収線量」（すなわち標的物質の質量単位あたりで吸収されるエネルギー）を定めるグレイ（Ｇｙと略される）、および対応する「実効線量」（実効線量は放射線の性質および標的物質の性質に応じた、所定の吸収線量の効果に対応すると言ってもよい）を定めるシーベルト（Ｓｖ）が、主に使用される。

実際、電離放射線によって単位質量の物質に伝達されるエネルギーの量（たとえば、入射光子によって、これらの光子による運動を受ける二次電子に伝達される、単位質量あたりのエネルギー）を表す、カーマ（Ｋｅｒｍａ）（「単位質量あたりの放出運動エネルギー（Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｌｅａｓｅｄ ｐｅｒ ｕｎｉｔ Ｍａｓｓ）」もしくは「物質中に放出される運動エネルギー（Ｋｉｎｅｔｉｃ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎ Ｍａｔｔｅｒ）」の略）の概念も、使用される。カーマもまたグレイの単位で測定される。

線量計の受動性はその構造を簡素化させることができることは容易に理解されるが、具体的にはその感受性チャージ部について、これはひいては受動素子のみを含むからである。遅延読み取りの概念については、これは線量計感受性チャージ部に対する放射線の効果の収集が遅延されることを意味する。

遅延読み取りを用いる受動型線量測定の旧式の技術は、その上に紙、プラスチック材料、または金属の吸収シートが適用されることもある、銀ベースのフィルムを含む感受性チャージ部（つまり写真乳剤）を利用する。これは「ｄｏｓｉｆｉｌｍ」と称されることもある。その実施は、単回使用でありながら要求が厳しく複雑であり、一方でその反応は多くのパラメータに依存する。これらのフィルムは、少なくとも０．３ｍＧｙの検出閾値を有し、最大２０Ｇｙまでの線量を測定することができる。したがって、（フランスでは）２００４年１２月３１日の指令が０．１ｍＳｖ（または０．１ｍＧｙのＸおよびガンマ放射線）の検出閾値を設定したので、これらのフィルムは個々の線量測定に関する現在の需要を満たしていない。

１９５０年代に出現した別の技術は、熱ルミネセンス感受性チャージ部を用いる線量計、すなわち、マグネシウム添加フッ化リチウム（ＬｉＦ：Ｍｇと略されるが、より一般的には「ＦＬｉ」と称される）、アルミナ、マンガン活性フッ化カルシウム（Ｆ_２Ｃａ（Ｍｎ）、具体的にはＴＬＤ４００の品名で商品化されている）、ホウ化リチウム（具体的にはＴＬＤ８００の品名で商品化されている）、天然蛍石などを使用する熱ルミネセンス線量計（ＴＬＤと略す）を採用している。ＴＬＤの読み取りは１回しかできないが、再利用可能である。これは、１０μＧｙから数Ｇｙの間の累積線量を測定することができる。米国特許第５０８３０３１号明細書は、入射電離放射線の性質を区別するために吸収フィルタの原理を利用した、個人用熱ルミネセンス線量計を記載している。米国特許第３５８２６５３号明細書は、交互に配置されたＦＬｉと、スクリーンの背後で吸収された線量に比例する量を測定するフィルタスクリーンのカプセルとに基づくＸ線分光計を記載しており、数学的操作によってそこからの入射放射線のスペクトルを推定する。

別の技術は、放射線光ルミネセンス感受性チャージ部を用いる線量計を、すなわち特定のカテゴリのドープガラスを用いるということ、および色中心と呼ばれる欠陥中心に閉じ込められた電子の放射性再結合が紫外線領域の光刺激によって、具体的には（１９８０年代の時点では）レーザによって誘発されるということにおいて、ＴＬＤとは差別化された放射線光ルミネセンス線量計（ＲＰＬと略す）を、採用している。ＩＲＳＮ（フランス語のＩｎｓｔｉｔｕｔ ｄｅ Ｒａｄｉｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅ Ｓｕｒｅｔｅ Ｎｕｃｌｅａｉｒｅの略、英語ではＮｕｃｌｅａｒ Ｓａｆｅｔｙ ａｎｄ Ｒａｄｉｏｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（原子力安全および放射線防護研究所））によって提供されたこのタイプの線量計は、銀ベースの組成物が添加されたガラスを使用し、ガラスと（プラスチックおよび金属の）フィルタとの３つの重複層を含んでおり、これは、分析読み取りにおいて１５（日常使用では５つ）の測定範囲を提供し、関連する電離還元のエネルギーの性質に関する表示を提供する（光子に関しては１０ｋｅＶから１０ＭｅＶ）。読み取りは非破壊的であり、所定の線量によって放射された同じ感受性チャージ部のいくつかの読み取り、あるいは対象の放射線に対する長時間の曝露における中間測定を、可能にする。実際には、最小感度閾値は２０μＧｙであり、測定線量は最大１０Ｇｙであってもよい。

別の技術は、その感受性チャージ部の活性成分が放射線光ルミネセンス材料のファミリに属する、１９９０年代の終わりに出現した、光刺激ルミネセンス（または略してＯＳＬ）を用いる線量計を採用している。実際には、これは炭素添加アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３：Ｃ）である。放射線の下で、電子は、炭素原子によって形成された結晶欠陥中心に閉じ込められる。周囲温度において、電荷は数日間閉じ込められたままであるかも知れない。累積エネルギーの遅延読み取りは、緑色光を発するフラッシュによる光刺激によって実行され、特徴的な青色光ピークの強度は累積エネルギーに比例する。この線量計は、加熱または光照射により、リセット後に再利用されてもよい。その測定範囲は１０μＧｙから１０Ｇｙの間である。米国特許第７４２０１８７号明細書は、個々の線量計として、その例示的実施形態を記載している。

より新しい別の技術は、放射線光ルミネセンス材料、具体的には、一般的に「輝尽性蛍光体プレート」またはＰＳＰプレートと称される、可撓性放射線画像スクリーンの製造に用いられる、（ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋）タイプの、ユーロピウム添加バリウムフッ化ハライドに基づいている。これらのスクリーンは、「輝尽性記憶蛍光体プレート」とも称される。このように、ＰＳＰプレートは、特に医療分野の放射線撮影に、一般的に使用されている。これらは、増感スクリーンに結合される場合もある（「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｅｇａｖｏｌｔ ｐｈｏｔｏｎ ｂｅａｍ ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ」Ｏｌｃｈら、Ｍｅｄ Ｐｈｙｓ ３２（９），２００５年９月，２９８７−２９９９参照）。ＰＳＰプレート撮像装置の信号対雑音比および検出閾値は、「金属シート／ＰＳＰプレート」ペアによって個別に構成されたいくつかのセルのスタックを使用することによって改善されるだろう（具体的には、「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｄｕａｌ−ｓｃｒｅｅｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ」Ｓｈａｗら、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．２４，１９９７，１２９３−１３０２参照）。このようなペアのスタックを受容するようになっているカセットが、国際公開第２００９／０３０８３３号に記載されている。異なるセルにおける放射線画像記録の冗長性に起因する画像の追加は、結果的に得られる画像において信号対雑音比を増加させることができる。得られた信号レベルは使用されるスクリーンの数ｎにほぼ比例するが、その一方で雑音レベルはこのスクリーンの数の平方根に比例する（「Ｌａ ｍｅｓｕｒｅ ｅｎ ｄｅｔｏｎｉｑｕｅ；Ｒ＆Ｄ ｅｎ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｅ ｅｃｌａｉｒ ＡＩＲＩＸ」Ａｂｒａｈａｍら、Ｃｈｏｃｓ ｊｏｕｒｎａｌ Ｎｏ．３８ ｂｙ ｔｈｅ ＣＥＡ−ＤＡＭ ｐｐ １８−２８（２０１０）参照）。しかしながら、ＰＳＰプレートは、可能であればスクリーンを交互配置させて、互いに対して注意深く位置決めされなければならないので、この技術の適用は、実現するには複雑である。これらはその後次々に走査されなければならない。そして最後に、画像は互いに対して間違いなく空間的に再調整されなければならない。これらの操作のすべては長く、自動化するのは困難であり、誤りの危険性が高くなる。このためこの技術は、現在は研究所によってほんの時折利用されるだけであり、産業用途を生み出してはいない。

ＰＳＰプレート、ＲＰＬ、およびＯＳＬは共通して放射線光ルミネセンス材料の実装を有しているものの、これらは可撓性のＰＳＰプレートの材料によって区別され、何らかの担体、具体的にはプラスチックまたは紙などに蒸着または接合され得る極薄層（一般的には１００μｍ程度）の形態で製造されることが可能である。

既存の線量計（ＴＬＤ、ＯＳＬ、ＲＰＬ、またはＰＳＰプレート）のいずれも現在の需要のすべてを満たしていない。

このため、ＭｅＶより高いエネルギーの光子ビームでは、線量の確実な定量化はこれらを電子平衡に、すなわち放射線のエネルギースペクトルに完全に適合した密度および厚みのファントム材料中に置く必要がある。後者は周知のはずだが、必ずしもそうとは限らない。さらに、これらの感度閾値は、自然環境に対応する線量の迅速な測定にはまだ高すぎる。十分な測定を得るためにはしばしば数日間の曝露が必要とされるが、これはたとえば放射能汚染が疑われる危機的状況において非常に大きな欠点となり得る。さらに、これは線量計を設定してこれらを読み取りに戻るため、現場への複数の介入作業を必要とする。「公式」の線量限度は通常０．５μＳｖ／ｈ（平均設置作業時間２０００ｈ／年を基準として８０μＳｖ／月）である。このため、検査との関連で線量計の検出閾値を超えるには数時間の設置作業を行う必要があり、このため通常線量を超過したか否かを知る必要がある。

さらに、放射線の線量の正確な測定（カーマ単位での粒子および線量のエネルギー）を得ることは、困難である。これは、放射線にフィルタをかけて電子平衡に到達するために、異なる厚みの材料を交互配置させて、互いに対して並置されるかまたは互いに前後に配置された１組の線量計を設定することを、必要とする。各線量計の位置を特定してその結果を分析することは面倒であり、操作が行われるときに誤りを生じやすくなる（具体的には、論文「Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ ｓｐｅｃｔｒａ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｐｔｈ−ｄｏｓｅ ｄａｔａ」Ｏｔｔｏ Ｓａｕｅｒら、Ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ ａｎｄ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ １８，Ｉｓｓｕｅ １，１９９０年５月，ｐｐ３９−４７、または論文「Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ６ ＭＶ ｐｈｏｔｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｆｒｏｍ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｎｅｒｇｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」Ｃｏｌｉｎ Ｒ Ｂａｋｅｒら、Ｐｈｙｓ Ｍｅｄ Ｂｉｏｌ ４２，ｐｐ ２０４１−２０５１（１９９７）、または論文「Ｒｏｂｕｓｔ ｍｅｇａｖｏｌｔａｇｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒａ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」Ｍａｒｉａｎ Ｍａｎｃｉｕら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘ−ｒａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１７ ｐｐ ８５−９９（２００９）参照）。

ＰＳＰプレートリーダに関しては、高性能画像デジタル化システム（レーザによるスクリーンの２Ｄ読み取り）が市販されている。これらのシステムはすべて、線量計を構成するＰＳＰプレートのものと比較して比較的大きいサイズの画像のデジタル化を可能にする、微調整された光学および光電子素子で構成されている。このためこれらのシステムは、現場に適応させるために運搬するのが困難であり、ユーザが線量計を使用するだけの場合にはサイズが大きすぎで費用もかさむ。

米国特許第５０８３０３１号明細書 米国特許第３５８２６５３号明細書 米国特許第７４２０１８７号明細書 国際公開第２００９／０３０８３３号

「Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｍｅｇａｖｏｌｔ ｐｈｏｔｏｎ ｂｅａｍ ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ」Ｏｌｃｈら、Ｍｅｄ Ｐｈｙｓ ３２（９），２００５年９月，２９８７−２９９９ 「Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ａｎｄ ｃｏｎｔｒａｓｔ−ｔｏ−ｎｏｉｓｅ ｒａｔｉｏｓ ｉｎ ｄｕａｌ−ｓｃｒｅｅｎ ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ」Ｓｈａｗら、Ｍｅｄ．Ｐｈｙｓ．２４，１９９７，１２９３−１３０２ Ｌａ ｍｅｓｕｒｅ ｅｎ ｄｅｔｏｎｉｑｕｅ；Ｒ＆Ｄ ｅｎ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｅ ｅｃｌａｉｒ ＡＩＲＩＸ」Ａｂｒａｈａｍら、Ｃｈｏｃｓ ｊｏｕｒｎａｌ Ｎｏ．３８ ｂｙ ｔｈｅ ＣＥＡ−ＤＡＭ ｐｐ １８−２８（２０１０） 「Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ ｂｒｅｍｓｓｔｒａｈｌｕｎｇ ｓｐｅｃｔｒａ ｂｙ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｄｅｐｔｈ−ｄｏｓｅ ｄａｔａ」Ｏｔｔｏ Ｓａｕｅｒら、Ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ ａｎｄ Ｏｎｃｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ １８，Ｉｓｓｕｅ １，１９９０年５月，ｐｐ３９−４７ 「Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ６ ＭＶ ｐｈｏｔｏｎ ｓｐｅｃｔｒａ ｆｒｏｍ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｍａｘｉｍｕｍ ｅｎｅｒｇｙ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」Ｃｏｌｉｎ Ｒ Ｂａｋｅｒら、Ｐｈｙｓ Ｍｅｄ Ｂｉｏｌ ４２，ｐｐ ２０４１−２０５１（１９９７） 「Ｒｏｂｕｓｔ ｍｅｇａｖｏｌｔａｇｅ Ｘ−ｒａｙ ｓｐｅｃｔｒａ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｒｏｍ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」Ｍａｒｉａｎ Ｍａｎｃｉｕら、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｘ−ｒａｙ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１７ ｐｐ ８５−９９（２００９））。

本発明は、ＰＳＰプレートのスタックを採用してその小型構造により使いやすくした、そして電離放射線に適合したファントム材料の存在を必要とせずにその検出閾値が既存の線量計よりも非常に低い（そのため３Ｄ線量計機能を有する）、その一方でその放射線の性質およびエネルギーを容易に区別すること、およびそのスペクトルの決定にアクセスすること（およびこれにより分光計機能を有すること）が可能であり、また有利なことに既存のリーダよりも単純なリーダの使用を可能にする寸法を有する、受動型線量計の感受性チャージ部に関する。

この目的のため、本発明は、線量計ケーシングの内部にスタックされるようになっており、照射によるその読み取りがこのように遅延可能な放射線光ルミネセンス材料の放射線感受性層を各々が含む、複数の輝尽性可撓性スクリーンを含む受動型線量計の感受性チャージ部を提供し、これらのスクリーンは２つの構成、すなわちスクリーンが互いに重なり合った折り畳み検出構成と、これらのスクリーンが担体の同じ面に隣り合って設けられた展開読み取り構成とを有する、可撓性担体に取り付けられている。

好ましくは、スクリーンはＢａＦ（Ｂｒ，Ｉ）：Ｅｕ^２＋タイプのユーロピウム添加バリウムフッ化ハライドで形成されている。しかしながら、その他の放射線光ルミネセンス材料が使用されてもよく、具体的には、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ^２＋、ＢａＦＩ：Ｅｕ^２＋、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ^２＋など、ＸをハロゲンとするＢａＦＸ：Ｅｕ^２＋タイプのその他のフッ化ハライドであるが、これらに限定されるものではない。

後述されるように、スクリーンは、増感および／または吸収および／またはフィルタリング効果（これらの概念は実際には非常に近い意味である）を伴って交互配置シートと交互に線量計ケーシングの内部にスタックされてもよい。

検出構成において、スクリーンは、特性化すべき放射線に対して直角に配置される。

このため、スクリーンが担体の折り目に対して担体上に正確に位置決めされていればそして担体のこれらの折り目が互いに対して正確に画定されていれば、折り畳み構成における、互いに重なるスクリーンの正確な位置決めは容易に得られる。さらに、これらのスクリーンは担体に取り付けられているので、これらの相対的な厚みは、たとえば蒸着によって、使用される締結法に応じて、非常に正確に画定されるだろう。これらはまた接合によって締結されてもよい。ケーシング内のスタックの実装は、スクリーンの正確な相対位置決めを保証しながら特に問題なく実行されることは、理解されてもよい。読み取りに関しては、これは担体を単純に展開した後に、そして各スクリーンの連続的照射によって、たとえば単一パスで行われてもよく、このため読み取り時にはまだ担体に取り付けられているので、スクリーンの読み取り順の誤りを生じる危険を伴わずに、単純かつ迅速に行われる。

折り畳みストリップを含む線量計の原理はこのように周知であるが、しかし文脈中および線量測定原理に関しては、これは本発明とは大きく異なっている。

このため、１９５０年代に、米国特許第２６８９３０７号明細書（Ｆａｉｒｂａｎｋ）は、感受性層、転写層、および感受性層上に形成された画像の転写層への転写を誘発することが可能な液体を収容するバッグ／小袋を収容するエンベロープで形成された線量計を保管および処理できる装置を提案した。転写による画像の現像は液体を収容するバッグの破裂を伴い、これは互いに押し合わせられた２つの部材の間のエンベロープの強制通過によって行われる。アコーディオン式に折り畳まれた同じ担体によって実行される、複数の単一の線量計の取り扱いの可能性も、言及されている。しかしながら、これは照射による遅延読み取りを伴わず、本発明とは大きく異なるタイプの線量測定である。また、特にこれは液体バッグの強制破裂の後に個別の各線量計を分離するために提供されるので、これらの単一の線量計が重複構成において印刷されるように指定するものは何もなく、これらの線量計は互いに独立していると見なされることを意味している。特に、それぞれの画像を読み取るときはそうである（液体バッグの強制破裂のかなり後）。この文献はこのように、交互配置シートを介在させてスタック状態で放射線に曝される感受性素子のスタックを、記述も示唆もしておらず、しかしこれは折り目の位置における破裂を伴わない、展開後の遅延読み取りの問題であろう。

さらに、米国特許第５７３１５８９（Ｓｉｅｆら）は、２つの要素、すなわち生物膜および保護シートが重ね合わせられている、紫外線放射線量計を記載している。しかしながら、この生物膜は２つの異なる役割を有する２つの部分を呈するように折られており、そのうちの１つは保護シートの２つの部分に挟まれた較正部である。なお、生物膜は固定微生物から形成されることに注意する。したがってこれは、本発明とは異なるタイプの線量測定である。いずれにせよ、この文献は、展開後の遅延読み取りの対象である感受性素子のスタックを、記載も提案もしていない。

米国特許第６１９８１０８号明細書（Ｓｃｈｗｅｉｔｚｅｒら）については、これは折り目によって分割された３つの領域でストリップを折ることによって形成される、個人用線量計バッジを記載している。動作構成において、末端領域は他の２つの領域の間に挟まれており、この末端領域のみが放射線感受性素子を含む。このため、感受性素子のスタックはない。この文献は、展開後の遅延読み取りの対象となり得る感受性素子のスタックを、記載も提案もしていない。

上記タイプの感受性チャージ部を含む、すなわち複数の輝尽性スクリーンを担持する折り畳み式担体で形成された受動型線量計の内部において、交互配置シートは有利なことに、これらのスクリーンの担体の折り畳み構成においてこれらスクリーンの間に交互配置され、測定すべき放射線に関する線量計の阻止能を向上し（吸収機能）、それによりＰＳＰプレートによって記録された信号を強化する（強化機能）機能を有する。使用されるＰＳＰプレートおよびシートの数は、放射線の吸収により、事前調査を伴わずに、ＰＳＰプレートおよびこれに続く高エネルギー放射線の１つにおいて電子平衡に到達して超過し、空気または環境中で測定された線量に対する測定線量および入射放射線の実効エネルギーを精密に予測し、最後に連続するＰＳＰプレートの記録（すなわち読み取り画像）を統合することにより、測定値の信号対雑音比、およびひいては検出閾値を改善することを、可能にする。通常、線量計は５から２０の輝尽性ＰＳＰプレートを含む。

なお、担体の同じ面に設けられたすべてのスクリーンは、これらが向かい合っているか（交互配置シートの対辺上で）または背中合わせかに応じて２つの連続するスクリーンの間の空間にわずかな差をもたらすが、これは第一のケースでは空間は挟まれたシートの厚みに対応するに過ぎず、その一方で第二のケースではこれに加えて空間が担体の厚みの２倍を考慮に入れているためであることは、特筆すべきである。しかしながらこの差は、十分に小さい厚みの担体が選択されれば、無視されてもよい。

しかしながら有利なことに、スクリーンが連続するスクリーンの間に２つの折り目を備えて配置されていれば、つまりスタック中でスクリーンはすべて同じ方向に向けて配置されていれば、空間におけるこの差はゼロになる。

交互配置シートに関して、これらもまた、スクリーンと同様に、蒸着または接合によって形成されることで、たとえば輝尽性スクリーンを交互配置して、担体に取り付けられてもよい。このような交互ケースにおいて、スクリーンは２つの折り目によって互いに分割され、これにより２つの連続するスクリーンの間の同じ空間を保証する。

変形例として、これらの交互配置シートは、スクリーンを担持するのと反対側の担体の面に形成されてもよい。さらに別の変形例によれば、これらは特性化すべき放射線への曝露時に、その担体の折りの間に交互配置されながら、折り畳み式担体とは無関係であってもよい。場合により、折り畳み式であってもなくても、これらのシートはそれ自体が別の担体に取り付けられてもよい。

スクリーン（および担体に取り付けられている場合には交互配置シートさえも）が固定される折り畳み式担体は、平行な折り目を有する直線ストリップ（すなわち全体的に長方形）であってもよい。変形例として、この担体は、円弧の中心を通過する折り目を有する、円弧であってもよい。担体はまた、このような形状の組み合わせであってもよい。

折り畳み式担体がどんな形状であれ、折り目は有利なことに等距離である。変形例として、これらの折り目は、縮小する空間を有するかまたはスクリーンが正確に重ね合わせられるように正常に縮小しているが、しかし折り目の間には、徐々に短くなるかまたは反対に徐々に長くなる寸法を有している。

一般的に、各プレート（スクリーンまたは交互配置シート）の寸法は、数ｃｍ^２程度の面積に対応する。この面積は、目的とする用途に応じて適合するようになっていてもよい。異なる検出平面内およびこのため線量計の深度内の放射線の線量の空間的変動を判断するために、各スクリーンの二次元情報を使用することも可能である。この場合、線量計が３Ｄ線量測定撮像装置になることは、容易に理解される。

担体は有利なことに、連続的な折り畳みおよび展開に耐えられる一方で、測定が低エネルギーの放射線を網羅できるようにするために、厚みが小さい低吸収の材料から製造される。輝尽性スクリーンは照射によってリセットされ得ること、すなわち連続使用には同じスタックのスクリーン（およびシート）が利用され得ることは、想起されるべきである。機械的強度の高い紙またはプラスチックフィルムが、非常に適している。市場で入手可能な基本的に大型のＰＳＰプレートまたは輝尽性スクリーンの薄い放射線感受性層は、従来（たとえばポリエチレンテレフタレートまたはＰＥＴの）プラスチック担体上に蒸着されている。このようなプラスチック担体は、並置されたスクリーンに対応する放射線感受性層をその上に局所的かつ直接的に蒸着することによって本発明において使用されてもよいが、その一方で、適切であれば、後にその位置に交互配置（増感／吸収）シートを配置するために、連続するスクリーンの間に十分な空間を有利に残す。

これらの増感／吸収交互配置シートは、放射線との相互作用が、続く輝尽性スクリーンによって容易に阻止される粒子のシャワーを作り出すと同時にこれを減衰するのに十分なほど高くなるようなやり方で、異なる放射線吸収材料から製造されてもよい（放射線の透過方向に対して）。３００ｋｅＶ程度より高いエネルギーのＸ線またはガンマ線量測定では、タンタル、銅、または鉛などの金属材料が有利に使用される。高密度を有するタンタルは、小さい厚みでも高い阻止能を有し、そのためそれ自体が線量計の厚みを増加させることはないので、このエネルギー領域に非常に適している。交互配置シートの厚みが実際には測定すべき放射線のエネルギー領域に依存していることは、理解され得る。タンタルの場合、および１０ＭｅＶ未満のエネルギーの単色Ｘ線放射の場合には、シートは１００から５００μｍの間の厚みであってもよい。より高いエネルギーでは、タンタルの厚みは数ミリメートルであってもよい。対照的に、３００ｋｅｖ未満のエネルギーでは金属シートは不要である。そのような場合には、交互配置シートは担体で構成されるだけでよい（このため非常に低い吸収／増感力である）。言い換えると、感受性チャージ部において、スクリーンおよび担体の部分以外の層はなくてもよい。

その他の放射線（中性子、陽子、電子など）の線量測定では、交互配置シートの材料は、想定される放射線に対して較正された減衰を保証し、ＰＳＰプレートの厚みの範囲内で粒子のエネルギーの吸収を最適化するように、選択されてもよい。中性子の測定では、たとえばガドリニウムベースのＰＳＰプレートが（たとえば富士フイルム（Ｒ）よりＢＡＳ−ＮＢの品番で入手可能）、水素化材料の交互配置シートまたは標準ＰＳＰプレートまたはカドミウムもしくはガドリニウムのシートに結合されたガドリニウムのＰＳＰプレートと組み合わせて、使用されてもよい。

混合放射線の場合、それぞれ異なる放射線に対応する、同じケーシング内の２つの感受性チャージ部（たとえば１つの感受性チャージ部はＸ／ガンマ放射線に対応し、他方は中性子に対応）の使用（または２つの線量計の使用でもよい）、あるいは２種類のスクリーン／シートのペアの混合によって構成される１つの感受性チャージ部の使用は、評価すべき放射線の相対的寄与を可能にするだろう。正確には、同じ感受性チャージ部の、または線量計内の複数の感受性チャージ部の様々なスクリーン、およびこの同じ線量計の全ての交互配置シートは、いくつかのタイプであってもよい。当然ながら、放射線を特性化するために、同じ線量計またはいくつかの線量計に割り当てられる重複感受性チャージ部は、いくつあってもよい。

より厚いシートが必要となりそうなときは、これらのシートはスクリーンを担持する担体から独立していてもよい。スクリーンの搬送システムと光ガイドとの間の空間は通常２ｍｍ程度であり、交互配置シートよりも大きい可能性のある厚みを考慮する必要なくスクリーンの容易な読み取りを可能にするので、これは市販の読み取り装置でＰＳＰプレートが読み取られるのを可能にする。一例として、一旦折り畳まれると、様々なスクリーンが設けられた担体は櫛形の形状を有する。これは、交互配置シートが同じ側面で互いに結合されることを前提としていてもよく、櫛を形成するようにもなっている。すると線量計の形成は、単純に２つの櫛の噛み合いを伴うことになる。このような構成は、数ミリメートルから数センチメートルの間の個々の厚みを有する交互配置シートを含む線量計が形成されることを、可能にする。

本発明はまた、上記タイプの少なくとも１つの感受性チャージ部を含む線量計も提供する。

本発明は、このような感受性チャージ部を照射することによって読み取る方法を提供し、感受性チャージ部の展開構成での担体のためのキャリア部材と、照射源と、照射源の作用に曝されたスクリーンの反応を検知するようになっている読み取りセンサと、を含み、キャリア部材は、展開された担体に取り付けられたスクリーンを、照射源および読み取りセンサの作用領域内に連続的に搬送する。

上記で示されたように、スクリーンが折り畳み式担体に取り付けられると、これらのスクリーンの間の相対位置決めが正確にわかり、これは原則的にいつも同じである。交互配置シートにも、特にこれらのシートがやはり折り畳み式担体によって搬送される場合には、同じことが該当する。放射線への曝露のための小型構成におけるスクリーンの位置と展開構成におけるその位置との間には、単純な、またはいかなる場合にも周知の関係がある。これにより、曝露されたときに同じ放射線を受ける様々なスクリーンの画素を、容易におよび明確に関連づけることができるようになる。周知のスタックの面倒な操作は、これにより回避される。さらに、各ＰＳＰプレートの照射による読み取りおよびリセットは、放射線への露出のための構成に対してスクリーンの順番を変更する危険性を伴わずに、単一パス（またはいずれの場合も少数のパス）で実行されてもよい。この結果、信頼性、再現性、持続性、および採用しやすさが、改善される。

展開位置における線量計は、スタック構成で存在するものから正確に知られているであろう、スクリーンの相対的構成を有するので、様々な連続するスクリーンのそれぞれのデジタル記録の空間的な再調整は容易に自動化されるだろう。さらに、毎回の測定において、この幾何形状は一定である。記録の分析を容易にするために、放射線が透過する、スタック中の、たとえば第一スクリーンなどの最終スクリーンのマーキングを提供することが、可能である。すると後に、読み取り段階で、これをただちに識別することが容易である（ソフトウェアは、このマーキングを位置特定し、必要であれば画像を１８０°回転させるように設計されてもよい）。このマーキングは、対象のスクリーンの角の単純な刻み目によって得られてもよい。ソフトウェアアプリケーションは、デジタルスタッキング（または記録の統合）などの開発および分析のタスクを自動的かつ定期的に実行し、すべてのＰＳＰプレート内のエネルギーの蓄積の３Ｄグラフ表示を提供してもよく、結果的に、線量計の厚みを通過する間の放射線のエネルギー蓄積の軌跡曲線、ならびに実効エネルギーまたは放射線のスペクトルの判定をもたらし、空気中の線量に対するエネルギー蓄積曲線を予測し、空気中のカーマへの変換のためにスペクトル応答の作用を考慮に入れるなどしてもよい。

本発明の目的、特徴、および利点は、以下の添付図面を参照して示される、以下の説明より明らかになるだろう。

平面構成における、本発明による受動型線量計の感受性チャージ部の模式図である。 アコーディオン式折り畳みの経過における図である。 受動型線量計を構成するためのケーシング内のスタック構成の図である。 アコーディオン式に折り畳まれる経過における、本発明による別の受動型線量計の感受性チャージ部の模式図である。 平面構成における、受動型線量計の別の感受性チャージ部の模式図である。 図５の感受性チャージ部のアコーディオン式折り畳みの経過における図である。 交互配置シートのスタックと組み合わせたスタック構成における、その斜視図である。 円弧として形成された、受動型線量計の別の感受性チャージ部の上面図である。 具体的には図１から図７の例による感受性チャージ部を読み取るシステムの概観図である。 図８の例による感受性チャージ部を読み取る別のシステムの概観図である。 図８の例による感受性チャージ部を読み取る別のシステムの概観図である。 透過された（カーマ単位）または吸収された（線量）エネルギーを材料中の深度と相関させた、Ｘ線放射または電子のビームに曝露した線量計の厚さの範囲内のエネルギー蓄積の典型的曲線を示すグラフである。 電離放射線のエネルギーの性質に応じた材料の厚みの範囲内のエネルギー蓄積の典型的曲線を示すグラフである。 スタックされて所定の放射線（ここでは電子のビーム）に曝された、３つの感受性チャージ部から読み取られた画像および水平プロファイルを示すグラフである。

図１から図８は、本発明による受動型線量計の感受性チャージ部の様々な例の様々な構成を示す。線量計は基本的にこのような感受性チャージ部およびこのチャージ部を収容するケーシングを含むので、このような感受性チャージ部は一般的に、簡素化して線量計と称される。

図１は、各々が少なくとも１つの折り目５によって隣のスクリーンから分離されている複数の輝尽性スクリーン３を同じ面に担持する折り畳み式担体２を含む、感受性チャージ部１を示す。さらに、担体２は輝尽性スクリーン３を担持するのと同じ面に、感受性チャージ部が測定するようになっている放射線の増感または吸収効果を有する複数の交互配置シート４を担持する。これらの交互配置シートは、折り目５によって各隣接スクリーンから分離されながら、スクリーンと交互になっている。これに続いて、各スクリーンは２つの折り目５によって隣接スクリーンから分離され、各交互配置シートも２つの折り目によって隣接シートから分離される。

展開状態の平面構成で図１に示される折り畳み式シート２は、図３に示される別の構成を有する。図１の平面構成から図３の小型構成への移行はアコーディオン式折り畳みに対応し、すなわち折り畳み方向が折り目ごとに反転する。図２は、折り畳みの経過におけるこの担体を示す。スクリーンは平坦な展開反転状態の担体の上で交互配置シートと交互になっているので（図１）、これらは図３のスタック構成でも交互になっている。

スクリーン３および交互配置シート４はそれぞれ２つの折り目５によって隣接スクリーンまたはシートから分離されているので、すべてのスクリーン３はすべて同じ方向（図２の左方向）に向けられた担体の部分に位置し、その一方ですべての交互配置シート４はすべて違う方向（図２の右方向）に向けられた担体２の別の部分に位置していることは、特筆されてもよい。続いて、担体が一定の厚みである場合には、図３のスタック内でスクリーンが互いに等距離となり、これは実際にはストリップ状の担体の場合である。同様に、交互配置シートもこのスタック中で互いに等距離である。また、担体を折り畳む際に、各交互配置シートは、対向するＰＳＰプレートの放射線感受性層の全面に対して密接かつ直接的に押しつけられることになる。

図３において、感受性チャージ部１は、たとえば前出の国際公開第２００９／０３０８３３号の教示による、いずれか適切な周知のタイプの、参照番号６が付されたフレームによって模式的に示されたケーシングの中に配置されている。このように形成された線量計はその後、ここでは参照符号「Ｘ」が付された矢印によって模式的に示される放射線に、曝される。

ここで検討される例において、スクリーン３および交互配置シート４が締結される担体２の部分は、同じ寸法の長方形の形状であり、スクリーンおよびシートが正確にこれらの部分で中心を合わせていれば、これは図３のスタックにおけるスクリーンおよび交互配置シートの正確な重ね合わせを保証する。折り畳み構成においてスクリーンの全面の適切な被覆を容易に保証するために、長さおよび幅において、交互配置シートのサイズがスクリーンよりも大きいことも、前提とされるだろう。変形例として、長手寸法（すなわち担体の大きい寸法と平行であって、折り目５に対して直角）が、次のものの部分と等しい量だけ減少または増加して、規則的に変化することも想定され、これもまたスタック中のスクリーンおよびシートの正確な重ね合わせを可能にする。しかしながら、このような変形例において、スタックの全体的形状が、長平行四辺形の形状ではなく台形構造を有することは、理解されるだろう（図３参照）。

図４は、交互配置シートが実装されていない変形実施形態を示す。

この図４は、各々が少なくとも１つの折り目１５によって隣接スクリーンから分離されている複数の輝尽性スクリーン１３を同じ面に担持する担体１２を含む、感受性チャージ部１１を示す。先の例のように、スクリーンは実際には２つの折り目によって隣接スクリーンから分離されている。様々な折り目が、すべて長方形であって、先の例のように同じサイズの、担体の部分を画定している。

図１から図３の感受性チャージ部とは対照的に、担体１２は交互配置シートを担持していない。さらに、これは各折り目１５の間を中心とする、窓と称される陥凹１７を含む。窓１７の表面は、スクリーンを担体１２と接合させるためにフレームを保持するように、スクリーン１３の表面よりもわずかに下にある。これらの折り目によって画定される領域があるので、担体は同じ数の窓１７を含む。その結果、感受性チャージ部１１がスタック構成にあるとき、各スクリーンの大部分が厚みを持たない担体または交互配置シートがないことによって隣接スクリーンから分離されることが、理解されるだろう。このような感受性チャージ部はスクリーンのスタックのみで形成されるものとして分析され、これは担体内で過剰に吸収される可能性のある非常に低いエネルギーの放射線の検出を、可能にする（通常は、低吸収のＰＳＰプレートを用いて数ＫｅＶ、および百ＫｅＶ程度）。

図５から図７は、全体として参照番号２１が付された感受性チャージ部の変形例を示す。図１から図３の部分に対応するこの感受性チャージ部の部分は、２０を加えることによってこれらの図の参照番号から推測されてもよい参照番号で指定されている。

感受性チャージ部２１は、各々が少なくとも１つの折り目２５（１８０°にわたる折り畳み）によって、より具体的には２つの折り目２５によって、隣接スクリーンから分離されている複数の輝尽性スクリーン２３を同じ面に担持する折り畳み式担体２２を含む。この感受性チャージ部２１は複数の交互配置シート２４をさらに含むが、しかし図１から図３の例とは対照的に、これらの交互配置シートは担体から独立している。より具体的には、これらのシートは、その歯がこれらの交互配置シートによって形成される櫛２８を形成するように、互いに取り付けられている。折り畳みの後、スクリーンを互いに対して押しつけるための力が印加されない限り、担体２２もまた参照番号２９の下で図示される櫛を形成し、その歯はスクリーンおよびこれらを担持する担体の部分によって構成される。このため、これら２つの櫛を図７に示されるように噛み合わせることが可能である。担体２２は、必要に応じて、独立した交互配置シートとともにまたはこれを伴わずに使用されてもよい。交互配置シートを独立させるということは特に、スクリーンよりもはるかに大きい厚みの交互配置シートが使用され得るようにするという利点を有する。

なお、担体２２がスクリーン２３（および交互配置シートのない領域）と交互になっている細いストリップ２６を含むことは、特筆されてもよい。これらの細いストリップは、櫛２９の「歯」の間隔、およびひいては交互配置シートの最大厚みを定義する。スタック中において、細いストリップ２６に沿って通る折り目２５’は、このような細いストリップ２６がこれら隣の折り目２５’と一緒になって図１から図４の意味での折り目（またはスクリーン２３と交互配置シートのない領域との間の折り目２５）の同等物となるように、（１８０°ではなく）９０°しか折り畳まれない。

これら独立した交互配置シートによって形成された櫛は、アコーディオン式に折り畳まれたシート上にこれらのシートを接合することによって形成されてもよい。しかしながら、好ましくは、特に厚みの大きい交互配置シートの場合には、これらのシートはキャリア部材に対して同じ向きのエッジによって実装される（図７に破線で示される）。

図８は、本発明による受動型線量測定のための感受性チャージ部の別の例を示す。同図において、図１から図３のものと類似の要素は、３０を加えることによってこれらの図の参照番号から推測されてもよい参照番号で指定されている。

参照番号３１が付されているこの感受性チャージ部は、主に担体３２が直線的形状ではなく一定の曲率半径、およびこの曲線担体の（実際には仮想の）中心に向かって集中する折り目３５を有する曲線的形状を有するということによって、図１から図３の感受性チャージ部１とは異なっている。図１から図３の場合と同様に、担体３２は、各々が少なくとも１つの折り目３５によって、より具体的には２つのこのような折り目によって、隣接スクリーンから分離されている複数の輝尽性スクリーン３３と、やはり２つの折り目によって隣接する交互配置シートから分離されながらこれらのスクリーンと交互になっている、増感または吸収効果を有する複数の交互配置シート３４とを、同じ面に担持する。しかしながら、担体は直線的ではなく円弧の形状（したがって単一の中心を有する）であるということのため、スクリーンまたは交互配置シートのいずれかを担持する様々な部分は長方形ではなく、２つの同心円弧および２つの放射状線によって画定された形状を有する。しかしながら、スクリーンおよび交互配置シートは、図１から図３の例のように、長方形の形状であってもよい。このため、スタックした後、図３のように、スクリーンおよび交互配置シートの正確な重ね合わせが得られる。実際、この担体は得られた感受性チャージ部の性能に対して目立った影響を及ぼさないので、担体のキャリア部分が長方形であるか否かはあまり関係ない。

当然ながら、図１から図３の例の可能な変形例に関してなされたコメントは、図８の全体的に曲線状の構成にも該当する。

図９から図１２は、たとえば上記のタイプのうちの１つの、本発明による感受性チャージ部のスクリーンの照射によって読み取るようになっているシステムを示す。

図９のシステム５０は、照射源５１と、照射源５１の作用領域に存在するスクリーン３の照射の結果を検知するようになっているセンサ５２と、展開構成において折り畳み式担体２を搬送し、担体に取り付けられた順番でスクリーンを連続的にこの作用領域内に運び込むようになっている、コンベヤ５３とを含む。図面の左側には、開放状態の図３のものによる線量計のケーシング６が示され、展開しながら特性化すべき放射線に曝された感受性チャージ部が出てくる、展開領域５４が図示されている。右側では矢印が、担体がそのスクリーンとともに出てくるコンベヤからの出口を図示している。参照番号５５は全体として、照射ビームおよび結果的なビームを通過させる光学システムを指定している。システムの様々な構成要素の制御のために、制御部５６が提供されてもよい。

図１０は、図８による感受性チャージ部３１の照射による読み取りに適したアナログシステムを示す。図９のものと類似の部分は、１０を加えることによって図９のものから推測可能な参照符号によって、指定されている。

したがってこのシステム６０は、照射源６１と、源６１の作用領域に存在するスクリーン３３の照射の結果を検知するようになっているセンサ６２と、円弧状に展開された構成において折り畳み式担体３２を搬送し、この担体に取り付けられた順番でスクリーン３３を連続的にこの作用領域内に運び込むようになっている、担持部６３とを含む。図示される例において、このシステムは、光学システム６５および制御部６６も含む。

図１１は、図１０のこのシステムの変形例を示す。図１０のものと類似の部分は、１０を加えることによって図１０のものから推測可能な参照符号によって、指定されている。

このためシステム７０は、ここでは図９および図１０のものよりもはるかに集中しており、可動部材７１から発せられるレーザビームから構成される、照射源７１と、担体３１の回転を可能にするプレート７３と、センサ７２と、を含む。プレートの回転および部材７１の可動性（特に半径方向の）は、スクリーンの全面を、点ごとにおよび連続的にこのレーザ源と対向するようになっている。ビームの点への照射源の高集中により、レーザはＣＤまたはＤＶＤ読み取りビームのようにスクリーンの部分のみを連続的に読み取るが、しかしいくつかのパスでは、部材７１の可動性のおかげで互いに半径方向にオフセットされ、これによりこれらのスクリーンの異なる補完的部分が読み取られることを可能にする。これは、特定回数の回転後に、その信号がサンプリングされるセンサが、これらの部分からなる読み取りから完全な画像を再構成できるようにする。

この図１１には、その読み取りの後にＰＳＰプレートをリセットするための照射源７７も図示されている。

感受性チャージ部は周知で不変の幾何形状なので、ＰＳＰプレートによって生成されてセンサによって検出された信号のデジタル記録の空間的な再調整は容易に自動化され得る。ソフトウェアアプリケーションは、これらの記録の統合を保証するため、および可能であればスタック状態で感受性チャージ部内に貯蔵されたエネルギーの３Ｄ画像を生成するために望ましいすべての開発を、そこから取得してもよい。実際、ＰＳＰプレートを読み取るための周知のソフトウェアアプリケーションを連続するスクリーンの間で本発明が保証する単純な幾何学的関係を考慮に入れるために適合させることは、当業者の能力の範囲内である。

このソフトウェアアプリケーションは結果的に、線量計の厚みを通るその前進の間の放射線のエネルギー蓄積曲線の軌跡、ならびに放射線のエネルギーまたはスペクトルの決定をそこから予測してもよく、空気中のその線量に対する曲線の推定、空気中のカーマへの線量の変換のためにスペクトル応答関数を考慮に入れるなどしてもよい。

実際のところ、自動分析が行われたときに得られる情報は、事前に確立されてデータベース内に配置されたモンテカルロシミュレーションまたはモデルを用いるエネルギー蓄積曲線の比較分析を通じて、放射線の性質およびエネルギーへのアクセスを提供する。図１２は、高エネルギー光子放射線（＞１ＭｅＶ）を用いて得られた典型的曲線を示す。線量計のこの「分光計」機能は可能であれば、文献に示される数学アルゴリズムに基づいて電離放射線のスペクトルを再構成するように拡張されてもよい（たとえば、ＰＳＰプレートに関連して上記で特定された、Ｓａｕｅｒら、Ｂａｋｅｒら、またはＭａｎｃｉｕらによる論文を参照のこと）。エネルギー蓄積曲線は、測定がなされたときに電子平衡が達成されたことを検証できるようにし、特に「ビルドアップ」領域と称される場所において、可能性のある散乱放射線の存在を明らかにする。指数回帰関数上で整合しなければならない、タヴェルニエ最大値（Ｔａｖｅｒｎｉｅｒ ｍａｘｉｍｕｍ）の後に取得された測定点の一貫性は、空気中の線量に対する推定の精緻化を可能にする。最後に、タヴェルニエ最大値の位置は、入射放射線の特定のエネルギーを有する荷電粒子の範囲Ｒに対応し、実際には、電子平衡における曲線の領域内で決定される放射線の透過と一致していなければならない。このすべては、得られた測定の有効性および測定すべき放射線に対する線量計の適切な適応（そのエネルギーの性質に応じて）を保証する係数を提供する。

簡素化された読み取り装置５０、６０、および７０を用いると、少なくとも所定の線量計の中にある感受性チャージ部と同じだけの読み取りサイクルがある。放射線撮像専用の市販のデジタイザを用いると、いくつかの感受性チャージ部が単一のパスにおいて読み取られる。

本発明による線量計の内容は、異なるタイプの放射線（Ｘ、ガンマ、中性子、陽子、電子など）に適合可能である。ＰＳＰプレート（数および厚み）、ならびに交互配置シートの性質および厚みを適合させることによって、各ファミリの放射線向けに異なるバージョンが実際に構築されてもよい。このような線量計は、電子ビームまたはその他の電離粒子（陽子線治療、ハドロン治療）を用いる外部放射線治療において特に有用であることが証明され、組織の厚みの範囲内のタヴェルニエ最大値またはブラッグピーク（Ｂｒａｇｇ ｐｅａｋ）の位置（図１３参照）を正確かつ自動的に判定し、それによって患者の被爆の前にビームパラメータを実証するという、利点を伴うだろう。

この文脈において、線量測定撮像機能は、狭ビームの幾何学的特性（位置、寸法、空間分布）を確認し、厚みの範囲内でその弾道予測を決定できるようにするだろう。図１４は、取り付けられたＰＳＰプレートを用いる３つの感受性チャージ部（または簡略化すると「線量計」）のスタックを備える、１７ＭｅＶの「イメージ化された」電子ビームの場合を示す。第一の装置は交互配置シートを備えず（Ｄｏｓｉ０）、第二は１００μｍ厚のタンタルシートを備え（Ｄｏｓｉ１００）、最後は５００μｍ厚のタンタルシートを備える（Ｄｏｓｉ５００）。

このような線量計は、非常に高感度である。スタックされたＰＳＰプレートの数に比例するその検出閾値は、８つのＰＳＰプレートのスタックでは０．５μＧｙ未満である。これは、６Ｇｙまで、またはそれ以上の線形応答を維持する（Ｏｌｃｈらによる上記論文によれば１００Ｇｙ）。このためこの線量計は、７桁（１０^７）を越える記録に対して線形的に動作してもよい。これらの特性は、これを特に魅力的にする。このため、曝露時間は他の受動型線量計と比較して５倍から２０倍も減少するので、これは低レベルの放射線の測定に特に適している。このため、環境測定、放射線防護検査、放射線診断検査などにおいて、その読み取りが事実上リアルタイムまたはわずかに遅延する線量計が可能である。その広範な利用は、たとえば放射線施設全体（原子力発電所、放射線治療施設など）、およびその環境を同じ手段および同じ方法論で特性化することを究極的に可能にする、高放射線レベルの測定、すなわちダイレクトストリームでの測定にも適合することを意味している。好ましくは、装置５０、６０、７０または市販のデジタイザを用いた非常に高い線量に曝されたＰＳＰプレートの読み取りは、センサの眩惑および飽和を回避するために、センサの供給電圧を制限することによって、または前方の中性光学密度を挿入することによって、実行される。

最後に、この（再利用可能な）線量計の使いやすさおよび低コストは、線量測定の統計的精度、放射線の空間的またはスペクトル分布の知識を精緻化するため、あるいは検出閾値をさらに低下させるために、測定点の数を増加させることができる。

アコーディオン幾何形状の線量計の例示的実施形態
図１の幾何形状による一例として、受動型線量測定の感受性チャージ部は、８つのＰＳＰプレートおよび（そのうちの１つを除いて）９つのわずかに大きい金属シートによって構成され、これらは黒キャンソン１６０ｇ／ｍ^２長方形紙担体（寸法：３４×３×０．２２ｃｍ^３、重量１．７ｇ）の同じ面に交互に接合されている。

８つのＰＳＰプレート（寸法：１．５×２×０．４８６ｃｍ^３、重量＝３２５ｍｇ）が、富士フイルムによって商品化されたＭＳタイプのスクリーンから切り出される。９つの金属シート（１．２５×２．５ｃｍ^２）は、Ｇｏｏｄｆｅｌｌｏｗによって商品化されたタンタルシートから取り出される。１２５μｍ、２００μｍ、または５３０μｍの厚みの３つのグループのタンタルシートが構成される。第一の感受性チャージ部はタンタルシートから切り出され、他の３つの感受性チャージ部は上記グループのシートのうちの１つを用いて構成される。これらの感受性チャージ部は各々が線量計を形成する。これらの線量計はＤｏｓｉＥＲＬＭと名付けられ、使用されるタンタルの厚みに応じてＤｏｓｉ０、Ｄｏｓｉ１００、Ｄｏｓｉ２００、またはＤｏｓｉ５００として提供される。このためこれらは、ガンマおよびＸ線放射線および電子ビームの検出に、非常に適している。線量計の総重量は、４．３ｇ（Ｄｏｓｉ０）から３３．５ｇ（Ｄｏｓｉ５００）の間である。

紙担体は、各ＰＳＰプレートを金属シートに対面させて配置するように、「アコーディオン式」に折り畳まれる。ＰＳＰプレートの間の空間は、折り畳みの際に適切な重ね合わせを取得するために、一定である。ソフトウェアアプリケーションを用いるデータの利用は、これにより簡素化される。このためこのアセンブリは、８つの紙／Ｔａ／ＰＳＰプレート／紙セルで最後にタンタルのシートが来るスタックを構成する（図１および図２参照）。

密集した場所に折り畳まれたアセンブリは、測定すべき放射線の減衰を制限するために厚みの薄いプラスチックケーシング内に配置されるが、これは照射領域における照射中に貯蔵されたエネルギーの早期消失を回避するために遮光性であり、金属シートに対して適切にＰＳＰプレートを押しつけることを意図してわずかな圧力を印加するために、その内面で、可能であれば裏面に接合された泡の厚みを有する。この例で使用されるケーシングは、小型ゲームディスケットを収容するために、任天堂によって商品化されている。ケーシングの重量は８ｇである。変形例として、適切な厚みの同じケーシング内に、いくつかの感受性チャージ部が実装されてもよい。

これらの線量計は、Ｘおよびガンマ放射線源に関連してテストされた。最も重要な結果が、以下に提供される。

線量計は、その「前」面を放射線源に対して直角に向けて、そのまま放射線に曝露される（この面は、線量計およびケーシングの両方において明確に識別される）。

（制動放射型の）多重エネルギー放射線では、金属シートおよび担体を構成する材料の性質および厚みに関して、高エネルギーで電子平衡に到達するのに十分な基本重量を維持しながら低エネルギー成分に対して十分に「透過性」であるために、妥協しなければならない。ここで検討される例では、５０ｋｅＶから１．５ＭｅＶの範囲内の低エネルギーの放射線を検出するために、構成されたとおりの（金属スクリーンなしの）線量計Ｄｏｓｉ０が使用される。このエネルギー閾値は、放射線感受性層の下の１つまたは複数の担体の厚みおよび密度を下げることによって、ならびに担体から窓を切り取ることによって、減少されてもよい（図４参照）。

「線量計」モードにおけるその他の線量計の動作範囲は、以下の範囲とした：
Ｄｏｓｉ１００で１００ＫｅＶから７ＭｅＶ
Ｄｏｓｉ２００で２００ＫｅＶから１０ＭｅＶ
Ｄｏｓｉ５００で２００ＫｅＶから２０ＭｅＶ

実際には「線量計」モードにおいて、Ｄｏｓｉ０およびＤｏｓｉ５００はその間に、一般的に見られる光子放射線のエネルギー領域全体をほぼ網羅することが、理解され得る。

製造およびテストされた線量計の詳細な構成は、以下のとおりである。表の最後の４列は、使用されたＭＳタイプの「富士フイルム（Ｒ）」ＰＳＰプレートの構成に対応する。

曝露の後、線量計は読み取り構成で配置され、ＢＡＳ２５００またはＦＬＡ７０００（富士フイルム（Ｒ）範囲）タイプのＰＳＰプレートリーダまたはその他の同等リーダにおいて、単一パスで走査される。曝露後の自然消失によって誘発されるいかなる信号損失（フェーディング）も回避することが望ましい場合には、曝露に続く数時間の間にＰＳＰプレートを読み取ることが推奨される。しかしながらこれらの損失は、周囲温度でＭＳタイプのスクリーンを用いると非常に小さい。これらは１日の遅延後で１０％、１ヶ月後で４０％である。市販のリーダで読み取り可能にするために、８つの窓を８つのＰＳＰプレートと一致させながらその下にチャージ部用担体が平らに押しつけられる８つの窓を形成することによって、標準サイズのＰＳＰプレート内にマスクが形成されてもよい。このマスクは富士フイルム（Ｒ）リーダの内部で線量計を搬送するために使用されてもよい（これはベルト、またはフェライトを含むＰＳＰプレートの裏面が押しつけられる可動磁性プレートを備えている。そのケーシングからの線量計の取り出しとリーダ内への導入との間に行われる手動操作は、放射中に貯蔵されたエネルギーの早期消失を回避するために、低照射（１０ルクス推奨）の下で有利に行われる。デジタル化ステップサイズは通常１００μｍ、ラティチュードは５、そしてリーダの感度は最大値（１００００）に設定される。
得られたデジタル画像は、Ｍａｔｌａｂ（Ｒ）型環境で実行されてもよいアルゴリズムを用いて、数秒のうちに、定期的に処理される。処理例は、以下のとおりである。

１−デジタル画像から、単位面積あたりで受け取った光子の光強度（ＰＳＬ／ｍｍ^２）への変換。この変換は一般的に、スキャナによって自動的に実行される。このステップは、特定の装置上で利用可能な感度を低下させるモードで使用される場合に、より精巧になるだろう。

２−リーダの内部雑音の除去、および同じ線量計を用いて連続的に行われたデジタル化の回数に応じたレベルの補正。測定された線量が強すぎて測定装置を飽和させてしまうときには、（実際にはこれらのリーダで使用される光電子増倍管の供給電圧を減少させることによって）リーダの感度を低減すること、ならびに光電子増倍管の光電陰極の前に較正済み中性光学密度を配置することさえも、推奨される。高レベルの線量（通常は１０ｍＧｙから数グレイ）において、２．６程度の中性密度が用いられる。実施プログラムは、この標準化密度を考慮に入れている。線量が読み取り装置をわずかに飽和させるのみであれば、リーダのダイナミック範囲に適応する信号レベルが得られるまで、いくつかの連続読み取りが行われてもよい。連続読み取りから生じる信号損失は再現性があるので、飽和せずに最初の読み取りで得られたであろう信号の真値を得るために、事前準備された補正を加えるだけでよい。

３−線量計の幾何形状の自動認識、および（等距離の）各ＰＳＰプレートの位置の特定。

４−エッジ効果を回避するための、各ＰＳＰプレートの画像の中央部の抽出。

５−中央部における画素の強度の平均値および標準偏差（ＳＤ）の計算。

６−リーダによって導入された空間的均一性の欠陥、およびＰＳＰプレートの応答の差（再現性）を考慮に入れるための、先のステップで計算された平均値の補正。補正係数は、展開された線量計を均一な放射線に曝露することによって事前に測定された、各ＰＳＰプレートに対応する。

７−セルごとの放射線の透過係数の計算。セルは「担体／Ｔａ／ＰＳＰプレート／担体の組み合わせによって構成される。透過係数は、そのＰＳＰプレートで測定された平均強度（ｎ＋１）を複数のＰＳＰプレートで測定された平均強度（ｎ）で割ることによって得られる。ＰＳＰプレートは、放射線源に向いているものから開始して増加する順番で、付番される。

８−使用された線量計および単色放射線の異なるエネルギーについてセルごとの透過係数を表にした論理データベースと透過係数との比較によって、単色放射線の同じ透過率を得るための「エネルギー等価」と称される、入射放射線の実効平均エネルギーを計算する。このステップにおいて、疑似電子平衡領域が存在することを保証するために、３番から７番までのＰＳＰプレートのみが実施される（また、ＰＳＰプレート１、２、および８は、低エネルギーのため低い透過能力しかない散乱および後方散乱放射線、ならびにストリーム減衰の指数関数の軌跡には不適切とする、測定すべき直接放射線の影響を受ける場合がある：下記のタスク１０参照）。たとえば存在する場合にはタヴェルニエ最大値の位置にしたがって、電子平衡においてＰＳＰプレートを自動的に選択することも、可能である。減衰を計算するための式の例は、以下のとおりである：
Ａｔｔ_{ｔｈｅｏ（ｔ）}＝ｅｘｐ（（μ_{Ｔａ（Ｅ）}＊Ｘ_Ｔａ）＋（−μ_{ＰＳＰプレート（Ｅ）}＊Ｘ_{ＰＳＰプレート}）＋（−μ_紙（Ｅ）＊Ｘ_紙））（Ｉ）
ここでμ_Ｔａ、μ_紙、μ_{ＰＳＰプレート}（ｃｍ^３単位）はそれぞれ、タンタル、紙担体、およびＰＳＰプレート中の光子の線形減衰係数である（この式のテフロン（登録商標）との第一近似として適合）。変数Ｘは、異なる材料の厚み（ｃｍ単位）を現わす。

分析モデルとモンテカルロシミュレーションとの間に、特に７００ｋｅＶから、差異が出た。これらは原則的に、セル内で散乱した放射線、および分析モデルで考慮されていないタンタルシートの増感効果に起因していた。

産業および医療用放射線撮影に特化された最も移動性の高いＸ線発生装置の動作に対応する、ＭｅＶ未満のエネルギー領域において、放射線のエネルギーとともに迅速に透過が生じるので、比較的簡単に照合が行われる。ＭｅＶを超えると、ペアの作成の効果の下での減少の前に、透過は「平坦域」に到達する。特に薄いタンタルを有するＤｏｓｉＥＲＬＭを用いると、「等価」エネルギーは正確に判定することが困難になる。このエネルギー領域において、５ｍｍ厚のタンタルのシートで構成された線量計は、入射放射線のエネルギーを区別するのにより良く適合するだろう（Ｄｏｓｉ５０００）。これらの理由により、各線量計の「分光計」モードでの使用範囲は、有利なことに以下のとおりである：
Ｄｏｓｉ０で５０ｋｅＶから３００ｋｅＶ
Ｄｏｓｉ１００で最大８００ｋｅＶまで
Ｄｏｓｉ２００で最大１ＭｅＶまで
Ｄｏｓｉ５００で最大１．５ＭｅＶまで
Ｄｏｓｉ５０００で１．５ＭｅＶ超。

「分光計」モードでのこれらの使用範囲は、たとえばタヴェルニエ最大値の位置を、またはとりわけ典型的なスペクトル向けに事前準備されたモンテカルロシミュレーションとの比較のためのエネルギー蓄積曲線の全体形状を考慮に入れることによって、高エネルギーに向かってより拡張された、「線量測定」モードの範囲に拡大されるだろう。

９−Ｃｏ^６０の線量計の較正から推定された感度値に基づく、ＰＳＬ／ｍｍ^２から「Ｃｏ^６０等価線量」への変換。

得られた線量はその後、線量計を通過した基本重量（ｇ／ｃｍ^２単位）にしたがって、自動的にグラフに示される。各点はＰＳＰプレートに対応する。通過した基本重量は、スタック中のＰＳＰプレートのランクとともに増加する。

１０−ＰＳＰプレート３から７を用いて得られた点上の指数回帰曲線の計算（分析式（Ｉ）による）、およびｙ軸との交点からの推定。この点のレベルはＣｏ^６０等価線量_空気に対応する。

１１−対象のＰＳＰプレートに先立つセルにおける放射線の減衰のための補正の後の、８つのＰＳＰプレート画像の数値的画素単位加算（数値的スタッキングまたは統合とも称される）（−７−で計算された透過の平均値より推定）。

１２−統合から生じる画像中の画素の強度の標準偏差の計算、その後ＰＳＬ／ｍｍ^２から「Ｃｏ^６０等価線量」への変換。Ｃｏ^６０等価線量_空気の値はこうして画像統合の後に得られる。

１３−線量計のスペクトル応答関数は、ＭＣＰＮコードを用いて計算されてきた。ステップ−１０−および−１２−に続いて、Ｃｏ^６０等価における線量は、空気中のカーマを得るための関数を用いて補正される。補正は、操作者がスペクトルの詳細な知識を有している場合には操作者によって、あるいは−７−で決定された平均エネルギーに基づくプログラムによって、もしくは連続スペクトルのタイプまたは放射線のエネルギー（たとえば単色源）について知らされている場合にはプログラムによってより精密に、行われる。プログラムデータ表は現時点で、５０ｋｅＶから１０ＭｅＶの間の単一エネルギー放射線、または４ＭｅＶから２０ＭｅＶの間の制動放射線、ならびに特定質量を有する物体によってフィルタリングされた制動放射線スペクトルの、様々なスペクトル応答を含む。

使用後に、線量計は、ＰＳＰプレートの放射線感受性面を強力な白色光源、たとえばフラッシュ、ネオン管のストリップ、１つ以上のハロゲンランプ、日光など、に曝すことによって、リセットされる。

長期保管の後は、保管期間中に貯蔵された自然放射線のエネルギーを消去するために、線量計の使用前にこれらをリセットする必要がある。１から１５μＧｙ／日（フランス国内の場所による）の割合で、線量計がその検出閾値（０．５μＧｙ）に近い新たな曝露を測定しなければならない場合に、この放射線は特に問題となる。このため線量計は、低曝露レベルでの使用の直前にリセットされなければならない。これはまた、ＰＳＰプレートで構成されている場合には、マスクにも適用される。

特定リーダの例示的実施形態
上記のコメントは、マスクによってわずかに適合された市販のリーダの使用から生じている。このように進化した高価な二次元読み取り装置の取得を回避するために、操作者が他の用途を有していない場合には、線量測定のみに特化された、より単純な装置が構築されてもよい。

一例として、図９のリーダは、以下の構成要素によって構成される。５００ｎｍハイパスフィルタを備える白色ランプ（たとえばハロゲンランプまたはネオン）によって形成された照射源５１、４００ｎｍを中心とする干渉フィルタに結合された光電子倍増管から形成されたセンサ５２、照射源を監視するためのフォトダイオード５６、光信号を伝送する装置を形成する光学システム５５（レンズ、内視鏡、光ファイバ、または光ガイド）、フレーム、制御および記録システム、外付けであってもよいデジタル処理ユニット、ならびに電池であってもよい電力源である。

各ＰＳＰプレートの輝度の平均強度値は、このように直接的に得られる。さらに、コンマ数ミリメートルの精度の位置決めで十分なので、ケーシングからのＰＳＰプレートのストリップの取り出しは自動化されてもよく、ランプに向かってＰＳＰプレートを搬送するシステムはむしろそこそこであってもよい（現在のリーダのようにモータやマイクロメトリックエンジンを必要としない）。この装置は読み取り装置をかなり簡素化することができ、搬送しやすくし、また低コスト化もする。これは研究所（安全、民間、ＤＤＥ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔａｌ Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ａｕｔｈｏｒｉｔｉｅｓのフランス語の略）、原子力発電所、ウラン鉱山など）の外での環境線量測定および操作に、特に適している。

装置内の線量計の水平搬送は、円形ＰＳＰプレートの場合にはターンテーブル６３に置き換えられてもよい（この担体もアコーディオン式に折り畳まれる）−これは図１０に示されている。

操作者が本発明の機能性のすべてを、特にたとえば狭ビームを特性化するための線量測定撮影へのアクセスを維持したいと望む場合には、ハロゲンランプによるＰＳＰプレートの照射は、部品の脱励起に適した波長のレーザダイオードのものに、有利に置き換えられる（これは図１１の例に対応する）。読み取りの間、これはＰＳＰプレートの高さをカバーするラティチュードに亘るターンテーブルの中心に向かって駆動される。部品の脱励起の期間に適合する速度でのターンテーブルの回転は、同心走査を可能にする。レーザダイオードの低速運動と組み合わせて、走査は螺旋状になり、ＣＤプレーヤと同じように、ターンテーブルの全領域が網羅されるようにする。解放されたルミネセンスの光子はその後、干渉フィルタに結合された光電子倍増管によって検出され、従来通りに処理される（増幅、サンプリング、およびアナログ／デジタル変換）。そして画像はマトリクス形式で再構築され、外部または内部コンピュータ手段によって保存および処理される。走査の後、第二の読み取りが必要とされない場合でも、１つから３つのハロゲンランプは、線量計を迅速にリセットできるようにする。

Claims (15)

1. 線量計ケーシングの内部にスタックされるようになっており、照射によるその読み取りがこのように遅延可能な放射線光ルミネセンス材料の放射線感受性層を各々が含む、複数の輝尽性可撓性スクリーン（３、１３、２３、３３）を含む、受動型線量計の感受性チャージ部（１、１１、２１、３１）であって、これらのスクリーンは２つの構成、すなわちスクリーンが互いに重なり合った折り畳み検出構成と、これらのスクリーンが担体の同じ面に隣り合って設けられた展開読み取り構成とを有する可撓性担体（２、１２、２２、３２）に取り付けられている、感受性チャージ部。
2. スクリーンが連続するスクリーンの間に２つの折り目（５、１５、２５、３５）を備えて配置され、それにより、折り畳み構成において、スクリーンはすべて同じ方向に向けて配置される、請求項１に記載の感受性チャージ部。
3. ５から２０の輝尽性スクリーンを含む、請求項１または２に記載の感受性チャージ部。
4. スクリーンが締結される折り畳み式担体が、平行な折り目（５、１５、２５）を備える、長方形の全体的形状（２、１２、２２）の直線ストリップである、請求項１から３のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
5. スクリーンが締結される折り畳み式担体が、円弧の中心を通過する折り目（３５）を備える円弧（３２）である、請求項１から３のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
6. 折り目が等距離である、請求項４または５のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
7. 担体が、高機械強度の紙、またはプラスチックフィルムで形成されている、請求項１から６のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
8. そのスクリーンがユーロピウム添加バリウムフッ化ハライドで形成されている、請求項１から７のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
9. その担体が、輝尽性スクリーンと交互になった、担体に取り付けられた増感／吸収交互配置シート（４、１４、２４）をさらに担持し、スクリーンは、交互配置シートが２つの折り目によって互いに分離されているのと同じように２つの折り目によって互いに分離されている、請求項１から８のいずれか１つに記載の感受性チャージ部。
10. その交互配置シートが、タンタル、銅、または鉛などの金属材料から、あるいはカドミウム、ガドリニウム、または水素化材料より選択された材料から製造される、請求項９に記載の感受性チャージ部。
11. 輝尽性スクリーンと交互になった、折り畳み式担体の折り畳み構造において、増感／吸収効果を有する交互配置シートが設けられている、請求項１から８のいずれか１つに記載の少なくとも１つの感受性チャージ部を含む、受動型線量計。
12. 交互配置シート（２８）が折り畳み式担体から独立している、請求項１１に記載の受動型線量計。
13. これらの交互配置シートが別の担体（２８）に取り付けられている、請求項１２に記載の受動型線量計。
14. 交互配置シートが、やはり櫛（２８）を形成するように、同じ側面で互いに結合されている、請求項１３に記載の受動型線量計。
15. 請求項１から１０のいずれか１つに記載の感受性チャージ部の照射による読み取り方法であって、感受性チャージ部の展開構成での担体のためのキャリア部材（５３、６３、７３）と、照射源（５１、６１、７１）と、照射源の作用に曝されたスクリーンの反応を検知するようになっている読み取りセンサ（５２、６２、７２）と、を含み、キャリア部材は、展開された担体に取り付けられたスクリーンを、照射源および読み取りセンサの作用領域内に連続的に搬送する、方法。

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