JPH10153663A - 深部線量測定装置 - Google Patents

深部線量測定装置

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JPH10153663A
JPH10153663A JP8315028A JP31502896A JPH10153663A JP H10153663 A JPH10153663 A JP H10153663A JP 8315028 A JP8315028 A JP 8315028A JP 31502896 A JP31502896 A JP 31502896A JP H10153663 A JPH10153663 A JP H10153663A
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邦雄 真殿
Eisaku Teratani
英作 寺谷
Satoshi Senoo
聡 妹尾
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    • G01T1/22—Measuring radiation intensity with Cerenkov detectors

Abstract

(57)【要約】 【課題】 深部線量を短時間にかつ高精度に測定する深
部線量測定装置を得る。 【解決手段】 シンチレーションファイバを束ねてブロ
ック状にした検出部端面からの光を分光器を用いてシン
チレーションファイバの発光スペクトルに応じた波長の
光量を測定し、シンチレーション光とチェレンコフ光の
混在する発光分布から、シンチレーション光のみの発光
分布を測定するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子やＸ線その
他粒子線を用いたがん治療装置の運転条件を決めるため
の人体の深部線量を測定する深部線量測定装置に係わる
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は従来の深部線量分布の測定方法を
示す図である。従来の深部線量測定装置は、水ファント
ム１０４中に配置している電離箱１０２でその地点での
吸収線量を測定し、電離箱を深さ方向およびビーム軸の
水平方向に移動させて吸収線量分布を測定する構造にな
っている。
【０００３】従来の深部線量測定装置は上記のように構
成され、粒子線１０１が水ファントム１０４中の電離箱
１０２内の空気を電離し、その電離量を増幅器１０３等
により増幅して測定している。吸収線量分布を測定する
ためには、電離箱１０２を移動して、その都度電離量を
測定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】深部線量分布を測定す
るためには、水ファントム１０４中にある電離箱１０２
を測定のたびに移動させているため、測定に非常に多く
の時間と手間を要した。さらに３次元の空間線量分布を
測定するためには、膨大な時間と手間を要していた。ま
た、電子線やＸ線などの粒子線照射装置に出力変動が生
じた場合、もう一度はじめから、深部線量を測定しなけ
ればならず、非常に多くの労力を必要とした。
【０００５】この発明は上記の問題を解決するためにな
されたものであり、深部線量分布を短時間にかつ高精度
に測定できる深部線量測定装置を提供することを目的と
している。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の第１の構成に
係わる深部線量測定装置は、シンチレーションファイバ
を束ねてブロック状にした検出部端面からの光を分光器
を用いてシンチレーションファイバの発光スペクトルに
応じた波長の光量を測定するものである。
【０００７】この発明の第２の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項１において検出部端面からの光を、シ
ンチレーションファイバの発光波長に応じたバンドパス
フィルタを用いて光量を測定するものである。
【０００８】この発明の第３の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項１においてシンチレーションファイバ
と通常の光ファイバを交互に配置したファイバブロック
を検出部とし、１端からはシンチレーションファイバの
みからの光が出るようにし、他の１端からは通常のファ
イバのみからの光が出るようにして、測定系を２系統つ
くり両者の信号を差分するものである。
【０００９】この発明の第４の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項３において片端からシンチレーション
ファイバと通常の光ファイバの両方の光が出るようにし
て、その輝度分をカメラ等の画像計測器で測定して、シ
ンチレーションファイバの光と通常のファイバの光を画
像処理により差分をとるものである。
【００１０】この発明の第５の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項１において検出部を通常の光ファイバ
を束ねてブロックをとし、端面からの光を測定するもの
である。
【００１１】この発明の第６の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項１において検出部を長さの短いシンチ
レーションファイバブロックの両端に透明プラスティッ
クブロックを配置したものである。
【００１２】この発明の第７の構成に係わる深部線量測
定装置は、請求項６において透明プラスティックブロッ
クの寸法をシンチレーションファイバブロックの寸法よ
り１ｃｍ程度大きくしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．以下、この発明の実施の形態を図につい
て説明する。図１はこの発明の実施の形態１における深
部線量測定装置の構成を示す図である。図において、２
０１は電子、Ｘ線、陽子、重粒子などの粒子線、２０２
はシンチレーションファイバを束ねてブロック状にした
検出部、２０３はレンズやテーパファイバ（ライトガイ
ド）などの光学系、２０４は検出部からの光２０８を分
光する分光器、２０５はＣＣＤカメラなどの画像計測
器、２０６は取り込んだ画像を処理する画像処理装置、
２０７は画像処理した結果すなわち吸収線量分布を表示
する表示装置である。
【００１４】次に上記のように構成された実施例１の深
部線量測定装置の動作について説明する。まず、粒子線
２０１が検出部２０２に入射し、検出部２０２内で発光
する。この光を検出部の端面に伝送し光学系２０３、分
光器２０４、画像計測器２０５、画像処理装置２０６を
経由して吸収線量分布を表示装置に表示する。検出部２
０２内では、検出部に吸収されたエネルギーに比例した
量のシンチレーション光と、粒子線が検出器内を通過す
る速度に応じたチェレンコフ光を発する。吸収線量を正
確に測定するためには、チェレンコフ光を除去しシンチ
レーション光のみを測定する必要がある。
【００１５】シンチレーション光はシンチレータに応じ
た波長の光を発する一方、チェレンコフ光の波長分布は
波長の２乗に反比例し、紫外領域から青色領域までの連
続分布を持っている。青色領域より長い波長領域、例え
ば緑色領域の光を発するシンチレータを選択すると、シ
ンチレーション光とチェレンコフ光の波長が違うため、
分光器２０４で容易に弁別することができる。その結
果、深部線量分布を正確に測定することができる。
【００１６】また、シンチレータの発光波長が青色領域
の場合でも、シンチレータの発光波長領域の近傍でシン
チレータの光量とチェレンコフ光の光量を比較して、シ
ンチレータの光量からチェレンコフ光の光量を差し引く
ことにより、シンチレーション光の光量のみを取り出す
ことができる。その結果、深部線量分布を正確に測定す
ることができる。
【００１７】実施の形態２ 図２はこの発明の実施の形態２における深部線量測定装
置の構成を示す図である。図において、上記実施の形態
１と同様の部分は同一符号を付して個々の説明は省略す
る。上記実施の形態１と異なる部分は、２０９が検出部
のシンチレータの発光波長領域に合致した波長領域の光
のみを透過するバンドパスフィルタで構成されている点
である。
【００１８】上記のように構成された深部線量測定装置
は、検出部で発光した光のうちシンチレーション光のみ
が画像計測器に入射するので、深部線量分布を正確に測
定することができる。
【００１９】実施の形態３．図３はこの発明の実施の形
態３における深部線量測定装置の構成を示す図である。
図において、検出部２０２は、通常の光ファイバ２１１
とシンチレーションファイバ２１２を交互に束ねたファ
イバブロックである。通常の光ファイバ２１１とシンチ
レーションファイバ２１２の材質は同じもので、蛍光材
が添加されているか否かが異なるだけである。検出部２
０２の一端は遮光膜２１０により通常の光ファイバのみ
の端面を遮光してシンチレーションファイバからの光の
みを画像計測装置２０５ａで計測し、もう一端は遮光膜
２１０よりシンチレーションファイバのみの端面を遮光
して通常の光ファイバからの光のみを画像計測装置２０
５ｂで計測する。２０５ａおよび２０５ｂの画像出力を
画像差分装置２１３により、シンチレーションファイバ
からの光からチェレンコフ光を差し引くことで、シンチ
レーション光のみを計測することができる。その結果、
深部線量分布を正確に測定することができる。
【００２０】実施の形態４．図４はこの発明の実施の形
態４における深部線量測定装置の構成を示す図である。
図において、検出部２０２は通常の光ファイバ２１１と
シンチレーションファイバ２１２を交互に束ねたファイ
バブロックである。検出部２０２の端面からの光を画像
計測器２０５で計測する。その結果、シンチレーション
ファイバの位置における発光量と通常のファイバの位置
における発光量に違いが生じ、その違いが画像上の表示
位置の違いとなり表示される。シンチレーションファイ
バの部分での発光量から、その近傍の通常のファイバの
部分の発光量を画像処理装置２０６で差し引くことによ
り、シンチレーションファイバからの光からチェレンコ
フ光を除去することができる。その結果、深部線量分布
を正確に測定することができる。
【００２１】実施の形態５．図５はこの発明の実施の形
態５における深部線量測定装置の構成を示す図である。
図において、上記実施の形態１と同様の部分は同一符号
を付して個々の説明は省略する。２１４は通常の光ファ
イバを束ねてブロック状とした検出部である。
【００２２】上記のように構成された実施の形態５の深
部線量測定装置は、チェレンコフ光のみを計測すること
になり、チェレンコフ光の深部分布を測定する。チェレ
ンコフ光の分布からあらかじめ求めておいたチェレンコ
フ光分布と深部吸収線量分布の相関関係より、チェレン
コフ光の分布から深部線量分布を求めることができ、検
出部の材料コストを低減できる。
【００２３】実施の形態６．図６はこの発明の実施の形
態６における深部線量測定装置の構成を示す図である。
図において、２０５は画像計測器であり、検出部が長さ
の短いシンチレーションファイバブロック２１５および
透明プラスティックブロック２１６より構成されてい
る。透明プラスティックブロック２１６の材質はシンチ
レーションファイバブロック２１５の材質と同じで、検
出部２０２全体として均質である。シンチレーションフ
ァイバブロック２１５の端面の光を、透明プラスティッ
クブロックを介して画像計測器２０５で測定する。シン
チレーションファイバブロック２１５の長さが短いので
吸収線量の位置分解能が向上し、かつシンチレーション
ファイバブロックの材料コストを低減することができ
る。シンチレーションファイバブロック２１５の長さが
短くても両側に透明アクリルブロックが配置されている
ので、電子平衡状態が保たれていることはいうまでもな
い。
【００２４】実施の形態７．図７はこの発明の実施の形
態７における深部線量測定装置の検出部を示す図であ
る。図において、２１５はシンチレーションファイバブ
ロック、２１６は透明プラスティックブロックである。
シンチレーションファイバブロック２１５の端面からの
光をカメラなどの画像計測器で測定する場合に、この光
が透明プラスティックブロック２１６の側面に反射する
成分がある。透明プラスティックブロック２１６の寸法
をシンチレーションファイバブロックより１ｃｍ程度大
きくすることにより、その反射成分がカメラなどの画像
計測器で撮影したときに撮影領域から離れるので反射成
分を除去して測定することができる。その結果、深部線
量分布を正確に測定することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、シンチレーションファイバを束ねてロック状にし
た検出部端面からの光を分光器を用いてシンチレーショ
ンファイバの発光スペクトルに応じた波長の光量を測定
しているので、チェレンコフ光を除去することができ、
深部線量分布を高精度に測定することができる。
【００２６】また、この発明の請求項２によれば、検出
部端面からの光を、シンチレーションファイバの発光波
長に応じたバンドパスフィルタを用いて光量を測定して
いるので、チェレンコフ光を除去することができ、深部
線量分布を高精度に測定することができる。
【００２７】また、この発明の請求項３によれば、シン
チレーションファイバと通常の光ファイバを交互に配置
したファイバブロックを検出部とし、１端からはシンチ
レーションファイバのみからの光が出るようにし、他の
１端からは通常のファイバのみからの光が出るようにし
て、測定系を２系統つくり両者の信号を差分しているの
で、チェレンコフ光を除去することができ、深部線量分
布を高精度に測定することができる。
【００２８】また、この発明の請求項４によれば、片端
からシンチレーションファイバと通常のファイバの両方
の光が出るようにして、その輝度分布をカメラなどの画
像計測器で測定して、シンチレーションファイバの光と
通常のファイバの光を画像処理により差分をとるので、
チェレンコフ光を除去することができ、深部線量分布を
高精度に測定することができる。
【００２９】また、この発明の請求項５によれば、検出
部を通常の光ファイバを束ねてブロックとし、端面から
の光を測定しているので、チェレンコフ光の分布を測定
し、チェレンコフ光分布と深部線量分布の相関を利用し
て深部線量分布を測定しているので、検出部の材料コス
トが低減できる。
【００３０】また、この発明の請求項６によれば、検出
部を長さの短いシンチレーションファイバブロックの両
端に透明プラスティックブロックを配置しているので、
吸収線量の位置分解能が向上し、かつシンチレーション
ファイバブロックの材料コストを低減することができ
る。
【００３１】また、この発明の請求項７によれば、透明
プラスティックブロックの寸法をシンチレーションファ
イバブロックの寸法より１ｃｍ程度大きくしているの
で、透明プラスティックブロックによる反射成分を除去
して測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態２における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態３における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図４】 この発明の実施の形態４における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態５における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図６】 この発明の実施の形態６における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態７における深部線量測
定装置の構成を示す図である。
【図８】 従来の深部線量測定装置の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０１、２０１ 粒子線、１０２ 電離箱、１０３ 増
幅器、１０４ 水ファントム、２０２ 分光器、２０３
光学系、２０４ 分光器、２０５、２０５ａ、２０５
ｂ 画像計測器、２０６ 画像処理装置、２０７ 表示
装置、２０８ 光、２０９ バンドパスフィルター、２
１０ 遮光膜、２１１ 通常の光ファイバ、２１２ シ
ンチレーションファイバ、２１３ 画像差分装置、２１
４ 通常の光ファイバを束ねてつくったブロック、２１
５ シンチレーションファイバブロック、２１６ 透明
プラスティックブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺谷 英作 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 妹尾 聡 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シンチレーションファイバを束ねてブロ
    ック状にした検出部と、光を検出する光検出器、光検出
    器の信号を処理する信号処理回路、信号処理した結果す
    なわち吸収線量分を表示する表示装置を備え、検出部端
    面からの光を分光器を用いてシンチレーションファイバ
    の発光スペクトルに応じた波長の光量を測定する深部線
    量測定装置。
  2. 【請求項２】 検出部端面からの光を、シンチレーショ
    ンファイバの発光波長に応じたバンドパスフィルタを用
    いて光量を測定することを特徴とする請求項１に記載の
    深部線量測定装置。
  3. 【請求項３】 シンチレーションファイバと通常の光フ
    ァイバを交互に配置したファイバブロックを検出部と
    し、１端からはシンチレーションファイバのみからの光
    が出るようにし、他の１端からは通常のファイバのみか
    らの光が出るようにして、測定系を２系統つくり両者の
    信号を差分することを特徴とする請求項１に記載の深部
    線量測定装置。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の検出部において、片端
    からシンチレーションファイバと通常の光ファイバの両
    方の光が出るようにして、その輝度分布をカメラ等の画
    像計測器で測定して、シンチレーションファイバの光と
    通常のファイバの光を画像処理により差分をとることを
    特徴とする請求項１に記載の深部線量測定装置。
  5. 【請求項５】 検出部を通常の光ファイバを束ねてブロ
    ックをとし、端面からの光を測定することを特徴とする
    請求項１に記載の深部線量測定装置。
  6. 【請求項６】 検出部を長さの短いシンチレーションフ
    ァイバブロックの両端に透明プラスティックブロックを
    配置したことを特徴とする請求項１に記載の深部線量測
    定装置。
  7. 【請求項７】 検出部が請求項６の配置において、透明
    プラスティックブロックの寸法をシンチレーションファ
    イバブロックの寸法より１ｃｍ程度大きくしたことを特
    徴とする請求項１に記載の深部線量測定装置。
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