JP2015524914A - 微細加工シンチレーション検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
(b)分離層を形成するステップ、
(c)上記隣接流路部分の第1のセットを覆うように上記分離層を上記第1の開流路層の上に配置し、上記分離層を上記第1の開流路層に結合するステップ、ならびに
(d)上記隣接流路部分の第2のセットを覆うように上記第2の開流路層を上記分離層上に上下反対に配置し、上記分離層を上記第2の開流路層に結合し、それによって上記第1および第2の開流路層を一体的に連結するステップ。
12 コリメータグリッド
14 発光物質層
16 発光物質の柱
18 光検出器マトリクス
20 粒子軌道
22 シンチレーションフラッシュ
24 本発明のシンチレーション検出器
26 流路構造
28 バルク材料を示す破線
30 隣接流路部分の第1のセット
32 流路部分
34 第1の層
36 隣接流路部分の第2のセット
38 流路部分
40 第2の層
42 分離層
44 縦方向の流路部分
46 入口
48 出口
50 粒子軌道
52 シンチレーション光
54 光検出器
56 流路側壁
56a 流路側壁56の外側部分
56b 流路側壁56の中空部分
58 光検出器54の信号
60 流路部分32の底面
62 リブ様構造
63 患者
64 粒子ビーム
65 ビームパイプ
66 基板
68 犠牲材料層
70 構造材料層
72 第1の開流路層
74 第2の開流路層
Claims (26)
- 液体シンチレータ材料を収容し、前記液体シンチレータ材料を流すための流路構造(26)であって、
前記流路構造(26)は、第1の層(34)に配置された、相互に流体連通する隣接流路部分(32)の第1のセット(30)と、
第2の層(40)に配置された、相互に流体連通する隣接流路部分(38)の第2のセット(36)であって、前記隣接流路部分(32)の第1のセット(30)に対して交差するように向けられている前記隣接流路部分(38)の第2のセット(36)とを備え、
前記第1および第2の層(34、40)は分離層(42)を間に挟んで相互に積み重ねられており、前記分離層(42)は前記第1および第2の層(34、40)を一体的に連結しているものであり、
前記流路構造(26)は同時に、前記隣接流路部分(32、38)における放射線(50)と前記液体シンチレータ材料との相互作用時に生成されるシンチレーション光(52)を、前記対応する流路部分(32、38)の長手方向端部へ向けて誘導するための導光構造を形成するものである前記流路構造(26)を備え、
前記シンチレーション光(50)を受けるように配置された複数の光検出器(54)をさらに備える
微細加工シンチレーション検出器(24)。 - 前記隣接流路部分の第1のセット(30)内の前記隣接流路部分(32)は前記第1の層(40)において相互に平行に配置されており、かつ/または前記隣接流路部分(38)の第2のセット(36)内の前記隣接流路部分(38)は前記第2の層において相互に平行に配置されており、
前記隣接流路部分(38)の第2のセット(36)は前記隣接流路部分(32)の第1のセット(30)に対して直角に向けられている
請求項1に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。 - 前記複数の光検出器(54)は、前記隣接流路部分(32、38)の前記長手方向端部に近接して配置されており、
または導波手段、特に光ファイバによって前記隣接流路部分(32、38)の前記長手方向端部に近接した位置と結合されている、請求項1または2に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。 - 前記隣接流路部分(34、38)の第1および第2のセット(30、36)は相互に流体連通する、請求項1から3のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記隣接流路部分(32、38)の第1および第2のセット(30、36)の各々の隣接流路部分(32、38)は、対応する蛇行形状の流路の一部であり、前記蛇行形状の流路では隣り合う流路部分(32、38)が前記流路部分の長手方向端部の1つで交互に連結されている、請求項1から4のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記第1および第2の層(34、40)に形成された前記S字状流路は、前記第1および第2の層(34、40)を通る単一の流路を形成するように前記分離層(42)を通過する縦方向の流路部分(44)によって連結されている、請求項5に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記第1および第2の層(34、40)内の前記隣接流路部分(32、38)を隔てる前記分離層(42)の厚さは150μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは60μm以下、最も好ましくは30μm以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記隣接流路部分(32、38)の幅は500μm以下、好ましくは300μm以下である、請求項1から7のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記隣接流路部分(32、38)の高さは1000μm以下、好ましくは100μm以下である、請求項1から8のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 隣接流路部分(32、38)の流路幅:流路高さの比は≧0.5、好ましくは≧1.0、最も好ましくは≧1.5である、請求項1から9のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記複数の光検出器(54)は、前記隣接流路部分(32、38)の第1および第2のセット(30、36)内の前記対応する流路部分(32、38)と同じピッチを有する光検出器(54)のアレイによって形成されている、請求項1から10のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- それぞれ、第3および第4の層に配置された隣接流路部分の第3および/または第4のセットをさらに備え、
前記隣接流路部分の第3/第4のセット内の前記流路部分は、前記隣接流路部分(32、38)の第1/第2のセット(30、36)内の前記流路部分(32、38)と平行に、前記流路部分(32、38)に対して互い違いに配置されている、請求項1から11のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。 - 前記隣接流路部分(32、38)を定義する流路壁(56)が、前記シンチレーション検出器(24)で使用されるべき液体シンチレータの発光スペクトルにおいて、前記液体シンチレータの屈折率より低い屈折率、特に1.47以下、より好ましくは1.35以下、最も好ましくは1.30以下の屈折率を有する誘電材料、特にパイレックスガラス、NOA13685、NOA1375、ペルフルオロアルコキシまたはフッ化(エチレン−シクロオキシ脂肪族置換エチレン)共重合体のうちの1もしくは複数で作られ、または覆われている、請求項1から12のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 流路壁(56)が反射コーティング、特に金属コーティング、好ましくはアルミニウムまたは金コーティングで覆われている、請求項1から10のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 動作に際して前記液体シンチレータにさらされる流路規定材料の少なくとも一部が前記微細加工シンチレーション検出器(24)で使用されるべき前記液体シンチレータの屈折率より高い屈折率を有し、前記高屈折率の材料は、シンチレーション光を取り込み、前記シンチレーション光を対応する光検出器(54)へ誘導するための光導体として機能する、請求項1から10のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 光導体として機能する前記流路規定材料は隣り合う流路部分(32、38)を隔てる側壁(56)によって形成されており、
前記光検出器(54)は、前記それぞれの側壁(56)を通して誘導されたシンチレーション光(52)を受けるように前記側壁(56)のそれぞれと関連付けられており、
前記シンチレーション検出器(24)は、同じ流路部分(32、38)を規定する隣接した側壁に対応する同時の信号(58)を検出するのに適した読み出し手段をさらに備える
請求項13に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。 - 光導体として機能する前記流路規定材料は前記隣接流路部分(32、38)の底(60)に設けられたリブ様構造(62)によって形成されている、請求項13に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 前記流路側壁(56)は、動作に際して前記シンチレータ液にさらされ、前記検出器(24)で使用されるべき前記シンチレータ液の屈折率と同様の、または前記シンチレータ液の屈折率より高い屈折率を有する外側部分(56a)と、前記シンチレータ液の屈折率より低い屈折率を有する内側部分(56b)、特に中空部分(56b)とを有する、請求項1から12のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)。
- 医療用ビーム(64)、特にハドロンビームの放射線プロファイルをモニタするためのビームプロファイラであって、
請求項1から18のいずれか一項に記載の微細加工シンチレーション検出器(24)と、光検出器(54)から信号を受け取り、前記信号からビームプロファイル情報を計算するための読み出し手段とを備えるビームプロファイラ。 - 請求項19に記載のビームプロファイラを用いた治療時に医療用放射線ビーム(64)、特にハドロンビームをモニタするように構成されている放射線治療装置。
- シンチレーション検出器(24)を製造する方法であって、
(a)第1および第2の開流路層(72、74)を形成するステップであって、前記第1および第2の開流路層は各々、第1/第2の底層(70)および第1/第2の流路側壁(56)を備え、前記第1/第2の流路側壁(56)は前記第1/第2の底層(70)上に隣接して配置された隣接流路部分(32、38)の第1/第2のセット(30、36)を定義するものである、前記第1および第2の開流路層を形成するステップと、
(b)分離層(42)を形成するステップと、
(c)前記隣接流路部分(32)の第1のセット(30)を覆うように前記分離層(42)を前記第1の開流路層(72)の上に配置し、前記分離層(42)を前記第1の開流路層(72)に結合するステップと、
(d)前記隣接流路部分(38)の第2のセット(36)を覆うように前記第2の開流路層(74)を前記分離層(42)上に上下反対に配置し、前記分離層(42)を前記第2の開流路層(74)に結合し、それによって前記第1および第2の開流路層(72、74)を一体的に連結するステップと
を含む方法。 - 前記第1の開流路層(72)、
前記第2の開流路層(74)、および
前記分離層(42)
のうちの1もしくは複数数が、キャリア基板(66)上に設けられた犠牲材料層(68)の上に別々に形成され、前記キャリア基板(66)は前記犠牲材料層(68)を除去することによって外される、請求項21に記載の方法。 - 前記第1および/もしくは第2の開流路層(72、74)の前記底層(70)、
前記第1および/もしくは第2の開流路層(72、74)の前記側壁(56)、または
前記分離層(42)
の1もしくは複数がSU−8で作られる、請求項21または22に記載の方法。 - 前記第1/第2の流路側壁(56)が形成されるときに前記隣接流路部分(32、38)内に位置するように、前記第1/第2の流路側壁(56)を形成する前に、前記第1/第2の底層(70)上にリブ様構造(62)を形成するステップをさらに含む、請求項21から23のいずれか一項に記載の方法。
- ステップ(a)および/またはステップ(b)は、前記第1および第2の流路層(72、74)ならびに/または前記分離層(42)に光学コーティングを施すステップを含み、
前記光学コーティングは、
反射金属コーティング、特にアルミニウムもしくは金コーティング、または
前記シンチレーション検出器(24)で使用されるべき液体シンチレータの発光スペクトルにおいて、前記液体シンチレータの屈折率より低い屈折率、特に1.47以下、より好ましくは1.35以下、最も好ましくは1.30以下の屈折率を有する誘電材料、特にパイレックスガラス、NOA13685、NOA1375、ペルフルオロアルコキシまたはフッ化(エチレン−シクロオキシ脂肪族置換エチレン)共重合体のうちの1もしくは複数
のうちの1もしくは複数を含む、請求項19から21のいずれか一項に記載の方法。 - 1もしくは複数の追加の開流路層を形成するステップであって、各追加の開流路層は底層(70)、および前記底層の上に隣接流路部分のセットを定義する流路側壁(56)を備えるものである、前記追加の開流路層を形成するステップと、
前記追加の開流路層を、前記第1の、前記第2の、または別の追加の開流路層(72、74)のうちの1つの前記底層(70)の裏側に上下反対に配置し、結合するステップ
をさらに含む、請求項21から25のいずれか一項に記載の方法。
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