JPH11514440A - 放射線量分布を測定するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は局所領域を放射線により処置するために使用する近距離処置装置により生成される放射線量分布を測定するための模擬装置１０に関する。近距離処置装置１０は所定位置の周りに所定の放射線量を生成できる挿入可能なプローブ２４を具備している。模擬装置１０は処置すべき局所領域の放射学的に等価な特性を有する媒体を収容したタンク１２を含む。模擬装置１０はさらに放射線量を測定するための放射線センサー３２を具備し、プローブ２４を放射線センサー３２に対して移動させる位置付け手段を有する。放射線センサー３２はまたセンサー３２を最適な線量測定値を得るように指向させるための位置付け手段５０を有する。模擬装置１０はプローブ２４と放射線センサー３２の運動を調和させて衝突を回避するための制御装置１６０を有する。制御装置１６０はプローブ２４を放射線センサー３２の周りの所定の経路に沿って移動させ、該経路に沿った所定位置における線量を記録する。センサー３２の安定化時間を減少するために、経路はプローブ２４の放射線量分布の等線量輪郭に一致するように選択する。

Description

【発明の詳細な説明】 放射線量分布を測定するための方法及び装置 発明の背景 本発明は放射線源からの放射線量分布を測定するための方法及び装置に関する 。より具体的には、本発明は中央位置の周りに所定のパターンで放射線を生成す る放射線源により形成される放射線量分布を測定する方法及び装置に関する。 放射線は医療分野で患者の診断、治療及び緩和処置等の処置に使用されている 。この目的で使用される従来の医療用放射線源は大型の固定装置と小型の可搬式 放射線発生プローブとを具備している。従来のこの種の処置装置は適正な処置の ための検証を要するような複雑な処置計画を実施するためにコンピュータを使用 している。 所望する処置線量及び処置体積を与えることができるように、放射線源からの 放射線パターンを正確に測定することにより放射線源の較正を行う必要がある。 放射線量は照射される体積部分の密度に依存し、物質の密度が高いほど多い放射 線が吸収されるので、照射されるべき体積をモデル化するとともに、このような モデルを用いて較正を行う必要がある。また、このようなモデルに基づいて処置 計画を立て、所望の放射線量分布が得られることを確認することが望まれる。 医療的な処置に使用されるＬＩＮＡＣ等の従来の放射線処置装置は離隔した大 電力放射線源を用い、その放射線を患者の体内の腫瘍等の標的領域に差し向ける 。この方式による処置は放射線源がある一定の距離（例えば標的から約１ｍ程度 ）に位置しているため離隔処置法（テレセラピー）と呼ばれる。この処置方式は 放射線源と標的領域との間に位置している組織が放射線に曝される欠点を有する 。 処置の実行に先立ち、隔離処置装置は放射線源から離れた放射線ビーム通路に 沿って配置される電離室を用いて較正される。電離室は大型の水タンク内に配置 される。この水タンク内の水は生体組織の放射線密度に近似すると共に、患者の 体のモデルとなる（以下水模擬体(phantom)と称する）。較正中に、電離室は水 模擬体内で移動され、水模擬体中の所定の複数の点（位置）での個々の放射線量 測定値が集積される。各線量測定値は三次元線量分布を較正することにより較正 パターン及び／又は適用される放射線処置を指示する。 点状の放射線源を利用する他の方式が本出願人が所有する米国特許第５１５３ ９００号に記載されている。この装置は所定位置の周りの予め定めた放射線輪郭 内に低エネルギー放射を生成できる小型の挿入可能なプローブを具備している。 この方式では、線量が処置を受ける領域の内部又は近傍に位置しているので、近 接処置法と呼ばれる。この近接処置方式の利点は放射線が主として近接体積内の 組織を照射し、その周りの体積内の組織には影響をしないことである。 処置に先立ち、近接処置装置は放射線量の分布を検証するための較正を行わな ければならない。従来の水模擬電離式の較正技術は、電離室を模擬体内の諸点に 配置される放射線源に常に指向させておく方法がないので、近接処置装置の線量 分布を測定する際に有効に使用できない。高分解能の線量測定値を得るには電離 室の方向付けが必要である。さらに近接処置は線源に近い組織にのみ適用される ので、電離室は放射線源に非常に近接させなければならないため（具体的には５ ｃｍ）、電離室の移動はプローブと衝突しないように調整しなければならない。 従って、本発明の目的は放射線源の周りの放射線量分布を測定するための方法 及び装置を提供することである。 本発明の他の目的は標的体積内の一か所以上の個所において放射線源の周りの 放射線量分布を測定する方法及び装置を提供することである。 本発明の他の目的は放射線測定要素を放射線源へ指向（orient）させることが できる、放射線源周りの放射線量分布を測定する方法及び装置を提供することで ある。 発明の概要 本発明は、米国特許第５１５３９００号に記載されている小型低エネルギーＸ 線源等の近接処置装置を較正するために使用する模擬装置に関する。この低エネ ルギー放射線源はハウジングと、ハウジングから延び出してプローブ軸線に沿っ て先端まで延びている細長いプローブを有する。この装置はプローブ先端の周り の所定の線量分形空間の広い範囲にわたり低エネルギー放射線を発生することが できる。ある形態では、放射線源はほぼ点状の放射線源として挙動して先端の周 りの小さい体積部分または点から四方に放射線を発生することができる。 模擬装置は、放射線により処理すべき体積部分に等価な放射線吸収媒体を収容 しているタンクを具備している。例えば媒体は水である。模擬装置はさらに模擬 装置内に収容されている媒体中の所定の１以上の位置で放射線量を測定するため の放射線測定要素と、媒体内でプローブを支持し且つそれを放射線測定要素に対 して位置付けする位置付け装置を具備している。放射線測定要素に対する所定位 置へ向けて放射線源を所定の経路に沿って相対移動させるために制御装置が使用 される。制御装置は各所定位置に対して放射線測定要素より測定される線量を記 録し、そのデータを使用して放射線量分布の二次元的及び三次元的な表示を行う 。 正確な放射線量測定値を得るためには、放射線測定要素を放射線源から伝播す る放射線と整列させる必要がある。放射線測定要素はその方向を放射線量の最適 測定に適した方向に調整することを可能にする位置付け装置に結合することがで きる。これに関して、制御装置は放射線測定装置の位置と方向を制御すると共に 、放射線源と放射線測定要素の運動を調和させて両者の衝突を回避するようにす ることが可能である。制御装置は放射線源の経路を放射線測定要素の位置と比較 して、もしもそれらが互いに交差するか或いは所定の安全でない距離に接近した かどうかを決定する。もしも衝突と決定されたら、制御装置は補正された経路を プロットして衝突を回避させる。別法として、制御装置は衝突を回避するように 曲座標に従って運動をネストしてもよい。 制御装置は、正確な放射線測定値を得るために、プローブを所定の経路に沿っ て所定の複数の位置へ移動させ、また放射線測定要素を移動させて入射放射線と 整列させる。制御装置はプローブの経路を調整することにより放射線測定要素と の衝突を回避させる。ある点から他の点への経路を決定する際に、制御装置はプ ローブを放射線測定要素からほぼ一定の距離に維持するよう経路を決定し、それ により放射線測定要素の安定化（settling）時間を短縮することができる。予想 される線量分布がプローブの先端の周りで非対称ならば、制御装置は予想される 放射線量の同一線量軌跡に沿った経路を決定することにより、放射線測定要素の 移動時間を短縮することができる。 ある形態では、模擬装置は、放射線遮蔽構造を有する頂部カバーを有すること ができ、この場合、プローブは頂部カバーを通して挿入され、この頂部カバーに より放射線の漏出を安全レベルに制限しながら、水平及び垂直方向に移動可能と される。遮蔽構造は横スロットを有するカバー板と、プローブとほぼ同一の断面 形状を有する開口を備えた遮蔽板とを有する。プローブは遮蔽板の開口及び頂部 カバーの横スロットを通して挿入される。遮蔽板はプローブと一緒に移動するよ うに位置付け装置に結合され、スロット内のプローブの位置に拘らずスロットを 被覆するに充分な大きさを有し、それにより放射線がスロットから漏れないよう にしている。 ある実施の形態では、プローブは剛性の片持ち梁式の腕により支持される。こ の腕は放射線測定素子をプローブの軸線に整列させるように伸縮することができ る。 上記の及び本発明の他の目的、及び構成は、添付図面を参照しながら発明の詳 細な説明を参照することにより、より完全に理解されるであろう。 図面の簡単な説明 図１は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の正面図である。 図２は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の放射線測定組立体の詳細図 である。 図３は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の右側面図である。 図４は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の平面図である。 図５は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の左側面図である。 図６は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の制御装置の該略図である。 図７Ａは本発明の実施例に従ってプローブに対して放射線センサーが移動する 軌跡を示す、放射線生成プローブの先端の該略図である。 図７Ｂは本発明の他の実施例に従ってプローブに対して放射線センサーが移動 する軌跡を示す、放射線生成プローブの先端の該略図である。 図８は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の頂部カバーと放射線遮蔽組 立体の詳細図である。 図９は本発明を具体化した放射線量分布測定装置の支持腕の詳細図である。 好ましい実施例の詳細な説明 本発明は放射線源の放射線量分布を測定し、決定する方法及び装置を提供する 。好ましい実施例においては、放射線源はＸ線源であり、電子ビームが細長いプ ローブに沿ってその先端のターゲットに差し向けられる。入射電子に応じて、Ｘ 線放射が実質的に全方向に向けて放出され、それにより点状放射源が形成される 。他のＸ線源の構造および放射パターンも使用できる。プローブは患者の診断、 治療および緩和処置に使用されている医学目的のものが使用できる。例示の目的 で本発明ではプローブが医療分野で使用されているものに関連して説明する。当 業者にはプローブおよび本発明が電磁放射線の制御された照射が必要な他の分野 でも使用できることを理解するであろう。 広くは、本発明の装置は放射線により処置される物質と放射学的に等価な媒体 を収容する内部領域を有するタンク又は容器を具備している。例示した実施例で は、水が生体組織に対する放射学的に等価な媒体を形成する。タンクは組織に等 価な媒体内に放射線を放出する先端が配置されるように、外部から当てられるＸ 線源を受け入れる。 放射線測定要素は媒体の中央位置に配置される。放射線測定要素は、媒体内の 位置に照射される放射線量を測定することができるセンサーを含んでいる。一般 にセンサーは入射放射線がそれに沿って測定されるような感知軸線を有すること が好ましい。 本発明の装置はまた放射線源を放射線測定要素に対して位置付けし、また指向 させる装置と、放射線センサーを生体組織に等価な媒体の所定の体積に対して位 置付けし且つ指向させる装置を備えている。制御装置はこれらの放射線源の位置 付け・指向装置と、放射線センサーの位置付け・指向装置を制御する。制御装置 は放射線源と放射線射センサーとの相対的な運動を互いに調和させ、感知軸線を 放射線源に向けさせ、またこれらの要素が相対移動中の衝突することを回避させ る。制御装置はまた放射線センサーが１つの所定位置から次の所定位置への移動 中に、放射線源と放射線センサーとの運動を調和させ、それにより放射線センサ ーの移動時間を短縮する。 図１は本発明を具体化する模擬装置１０と放射線源２０を組み合わせを示す。 放射線源２０はプローブ軸２８に沿ってハウジング２２から延びる細長いプロー ブ２４を有する。放射線源２０は細長いプローブ２４の先端に点状の放射線源２ ６を有する。 模擬装置１０は水１１を収容した液密ハウジングまたはタンク１２と、タンク １２内の中央位置に配置された放射線測定組立体３０を有する。放射線源２０と 放射線測定組立体３０の相対位置は、制御装置１６０の指示の下に、以下で説明 する各種の電動機構により制御される。 図２に示したように、放射線測定組立体３０は管状の延長部材３６の端部に配 置された囲壁３４の内部に取りつけられた放射線センサー３２を具備している。 管状延長部材３６はタンク１２の側壁１４の孔を貫通し、放射線センサーの回転 作動子４２に結合されている。回転作動子４２は放射線測定組立体３０を指向軸 線４８の周りの選択された角度だけ回転させることができる。好ましい実施例で は、回転作動子４２は制御装置１６０により制御されるサーボモータ４４を含む 。ワイヤが放射線センサー３２から管状延長部材３６を通して延び、孔３５を通 り、側面カバー４０を経て、外部に出て、制御装置１６０に接続されている。回 転シール３８が設けられて管状延長部材３６が孔３５との間に水漏れしないよう にして回転できるようにしている。 好ましい実施例では、放射線センサー３２は感知軸線３２ａを有する電離室で ある。電離室は、放射線が放射線源から感知軸線３２ａに沿って電離室まで伝播 する際に、放射線量の非常に正確な測定値を得ることができる。電離室は周囲圧 力と温度に敏感なので、側面カバー４０は電離室３２を周囲圧力と温度に露出さ せるように外気に通じている。好ましくは囲壁３４は「固形水」材料で構成する 。固形水とは与えられた種類の放射線に対して水と放射的に均等なように設計さ れたプラスチック材料である。放射線源が５０ＫｅＶまでのエネルギーを有する Ｘ線放射を発生するような好ましい実施例では、４５７型固形水が使用される。 この材料は米国ウイスコンシン州Ｍｉｄｄｌｅｔｏｎ所在のＲａｄｉａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ社より市販されている。 プローブ位置付け装置５０はタンク１２の側壁１６に取りつけられている。プ ローブ位置付け装置５０は水平作動機構６０、垂直作動機構７０、及び回転作動 機構１１０を含み、それにより放射線源２０に水平、垂直及び回転運動をそれぞ れ付与する。制御装置１６０は放射線源２０の運動を放射線センサー３２の運動 と調和させる。 図１及び図３に示したように、水平作動機構６０は側壁１６に固定された一対 の細長い水平ガイド６６と、水平ガイド６６に係合する水平台６８を有し、それ により水平台６８の運動をタンク１２に対してＹ軸方向の運動を規制する。好ま しい実施例では、細長い水平ガイド６６は水平台６８の軌道に係合するボール軸 受を有し、それにより水平台６８を水平方向に実質的に無摩擦運動させるととも に、他の方向への運動を実質的に阻止する。水平作動機構用のモータ６２が側壁 １６に取りつけられ、自在継ぎ手（図示せず）を介して親ねじ６４に結合されて いる。親ねじ６４は駆動ナット６５に噛み合い、駆動ナット６５は水平台６８に 結合され、それにより水平台６８を水平Ｙ軸方向に移動させまた位置付ける。好 ましい実施例においては、水平作動機構用のモータ６２は制御装置１６０により 制御されるサーボモータである。 図１及び図３に示したように、垂直作動機構７０は水平台６８に結合された垂 直ガイド７６と、垂直ガイド７６に係合する垂直台７８とを有し、それにより垂 直台７８の水平台６８に対する垂直（Ｚ軸）運動を規制する。好ましい実施例で は、垂直ガイド７６は垂直台７８の軌道に係合するボール軸受を有し、それによ り垂直台７８を垂直方向に実質的に無摩擦運動させるとともに、他の方向への運 動を実質的に阻止する。垂直作動機構用のモータ７２が水平台６８に取りつけら れ、自在継ぎ手７２を介して親ねじ７４に結合されている。親ねじ７４は駆動ナ ット７５に噛み合い、駆動ナット７５は垂直台７８に結合され、それにより垂直 台７８を垂直Ｚ軸方向に移動させまた位置付ける。この軸はプローブ２４の軸線 ２８にほぼ平行である。好ましい実施例においては、水平作動機構用のモータ６ ２は制御装置１６０により制御されるサーボモータである。 図１及び図４に示したように、支持腕８０が、作動機構１１０及びプローブを タンク１２内部に位置付けている放射線源２０を支持している。支持腕８０の一 端は垂直台７８に固定され、そこから片持ち梁式にタンク１２の上に延びている 。好ましくは、支持腕８０は指向軸線４８に平行で、Ｙ軸に沿う水平台６８の運 動方向に実質的に垂直な方向で、しかもＺ軸方向に沿う垂直台７８の運動方向に 実質的に垂直な方向に延びている。支持腕８０はまた片持ち梁式の自由端８８に 近接して放射線源回転作動機構１１０を有する。放射線源２０のハウジング２２ は放射線源回転作動機構１１０に取りつけられて、点源２６のプローブ軸線２８ のＭ周りの回転を可能にする。放射線源回転作動機構１１０は制御装置１６０に より制御されるサーボモータ１１２により回転運動を確保する。支持腕８０は水 平台６８に取りつけた垂直台７８に結合されているので、模擬装置１０はセンサ ー３２に対する放射線源２０のＸ、Ｙ、Ｚ軸方向の運動を与える。 図５は衝突回避装置の連動機構を説明する。この装置は、模擬プローブ支持部 材１２２に取りつけられた模擬プローブ１２０と、タンク１２の外面の放射線測 定組立体３０のカバー４０に取りつけられた模擬センサー１３０を有する。模擬 プローブ１２０及び模擬センサー１３０はプローブ２４と放射線源３２の関係と ほぼ同一の関係で配置されている。好ましくは、模擬プローブ１２０はプローブ の軸線２８にほぼ平行に延び、また模擬センサー１３０は指向軸線４８に沿って 延びている。模擬プローブ１２０はプローブ支持部材８０に結合しているので、 模擬プローブ１２０はプローブ２４の軌跡に平行な軌跡を移動する。模擬センサ ー１３０は放射線センサ３２及び固形水囲壁３４より少しだけ大きく、そのため 、衝突しそうな場合に放射線プローブ２４が囲壁３４に接触する前に模擬プロー ブ１２０が模擬センサー１３０に接触する。好ましくは模擬プローブ１２０及び 模擬センサー１３０は制御装置１６０に接続された導電性外表面を有することが できる。 図６に示したように、制御装置１６０は関連したメモリー１７４と入出力装置 １７６とを有するＣＰＵ１７２を含む汎用マイクロコンピュータ１７０、運動制 御装置１８０、及びデータ取得装置１９０を含む。運動制御装置１８０は水平作 動機構６０を制御するための水平運動制御装置１８４と、垂直作動機構７０を制 御するための垂直運動制御装置１８４と、放射線源回転作動機構１１０を制御す るための放射線源回転運動制御装置１８６と、放射線源回転作動機構４２を制御 するための放射線源回転運動制御装置１８８とを含む。データ取得装置１９０は 、放射線量分布の画像を生成するために、制御装置１６０のソフトウエアにより 使用される放射線量データを取得する。 動作において、プローブ２４及びセンサー３２は図１に示されているように位 置付けられる。次にセンサー組立体３０が軸線４８の周りに回転され、それによ りセンサー３２はその感知軸線３２ａが常に放射線源の点２６を指向しながら図 ７Ａの経路２００を効果的に移動する。この運動が生じると、模擬装置１０は経 路２００（プローブ軸２８を含むＹ−Ｚ面内の経路）に沿った所定数の角度位置 で放射線量を測定する。図７Ａは放射線センサー３２が球面状放射線分布を得る ために点状放射線源２６の周りに描く軌跡または経路２００に沿った一連の位置 Ｐ１〜Ｐ７を示している。放射線源２０は次に所定角度だけ軸線２８の周りに割 り出し移動され、測定が反復される。放射線源２０はさらに１８０度回転される まで軸線２８の周りに割り出し移動される。工程のこの時点で、制御装置１６０ は放射線源２６の周りの球面に対する放射線量の測定値を有することになる。電 離室３２と点状放射線源の距離を一定に維持することにより電離室の移動時間を 最低にすることができる。 工程は一連の同心球に対して反復され、線量分布の三次元マップを生成する。 放射線量分布が非球形の場合には、模擬装置１０は非球形に近似する経路に沿っ た線量分布の等線量輪郭上の点を選択することができる。例えば、もしも線量分 布がプローブ軸線の周りで円筒形状であるとか、さらには非対称形状となるなら ば、制御装置１６０は与えられた等線量分布の輪郭に沿うようにプログラムする ことができる。 制御装置１６０は、放射線源２０を電離室３２に対して位置付けし、次いで電 離室３２を放射線源２０の先端の点状放射線源２６へ直接指向させることにより この工程を実行し、それにより、測定軸線３２ａが点状放射線源２６と交差する 経路に沿って延びるようにする。制御装置１６０は次に電離室３２により測定さ れた線量を記録し、次いで、放射線源２０と電離室３２を次の測定位置に位置付 ける。好ましい実施例においては、回転作動機構４２は電離室３２を指向軸線４ ８の周りに回転させ、電離室３２の開口を指向軸線４８上に配置させる。これは 制御装置の計算を簡単にする。なぜなら点状放射線源から電離室３２までの距離 は電離室３２の回転角度に関係なく一定だからである。好ましい実施例では、制 御装置１６０は電離室３２を所定回数サンプリングしてその平均値を記憶する。 好ましくは、サンプリング速度は１秒当たり３回であり、記憶される値は６個の 値の平均値である。 制御装置１６０はまた入力線量分布形状に基づいてプローブ２４の軌跡をプロ ットする。プローブ２４を所定の点に移動する前に、制御装置１６０はプローブ ２４のセンサー３２位置に対する経路を評価することにより、それらが互いに交 差するか或いは所定の危険距離にあるかどうか、つまり衝突の危険があるかどう かを決定する。衝突が予測されるなら、制御装置１６０は衝突を避けるための新 たな経路を決定する。 図７Ｂは本発明の好ましい実施例による他の経路２００を示す。装置は放射線 源２０の周りの経路２００に沿った所定の点Ｐ１〜Ｐ２８で線量を測定する。こ の実施例では経路２００は放射線プローブ２４の点状放射線源２６の周りで定義 されている極座標系に対する入力パラメータにより決定される。座標は半径、セ ンサー角度、及び点状放射線源角度を含む。半径は点状放射線源２６から電離室 ３２までの半径経路Ｒ１〜Ｒ７に沿った距離である。センサー角度は点状放射線 源２６の周りの放射線センサーの角度、すなわちプローブ軸線２８と共通の平面 内の半径経路の角度である。放射線源角度はプローブ軸線２８の周りの放射線源 ２４の角度である。各座標に対する入力パラメータは始点、停止点、及び増分で ある。例えば図７Ｂにおいて、半径座標はＰ１〜Ｐ４で（Ｐ４−Ｐ１）／３での 増分を有し、センサー角度はＲ１〜Ｒ７で４５度の増分を有し、放射線源角度は 図示しないが０〜１８０度で４５度の増分を有する。好ましい実施例では、半径 座標は０．３ｃｍ〜０．５ｍｍの増分を有し、センサー角度は１９０度〜９０ど の範囲で１５度の増分を有し、放射線源角度は０〜１８０度で１５度の増分を有 する。 点状放射線源２６の周りのＰ１〜Ｐ２８の電離室３２の経路２００は、座標系 の各座標に関して運動をネストすること（一方を他方の内部に限定すること）に より得られる。最も内側のネスト運動は例えば半径方向の運動であり、それによ りセンサーはＰ１からＰ４に移動する。次のネスト運動はセンサー角度が変えら れて例えばＲ１からＲ２に動かされる。次いで半径位置はＰ１と同一の半径位置 にあるＰ５から開始し、各センサー角度に対して同じ半径運動を繰り返す。セン サー角度Ｒ７までの運動が完了すると、電離室はＰ１に戻り、次いでプローブ２ ４は軸２８の周りに回転され、以下同様にして、最後にプローブ２４が１８０度 回転されるまで運動が反復される。その結果３次元空間内の線量分布を表す一組 の点が得られる。 電離室３２が一つの点から次の点に移動したら、装置は電離室３２が安定する （settle）まで待って線量値を記録しなければならない。好ましい装置では、装 置は電離室３２は線量値が前の線量値の１％に達するまで連続的に読み取る。装 置はこの読みを記録し、次の位置に移動する。 好ましい実施例では、各運動は電離室３２がプローブ２４に衝突しないように 調和されている。これは、第１点から第２点への経路が、すべての座標軸に沿っ て実質的に同時に移動するとともに、電離室３２とプローブ２４の間の半径方向 距離がセンサー角度に無関係に第２点の半径方向距離以上となるように維持する 場合に得られる。例えば、図７Ｂでは、点Ｐ２８からＰ１への移動経路が、電離 室３２とプローブ２４の半径距離がどんなセンサー角度に対しても放射線源２６ から点Ｐ１までの距離以上の距離を有するような軌跡となっている。 図８に示したように、水模擬体の頂部カバーは放射線遮蔽構造１４０を含み、 この遮蔽構造は、放射線が頂部カバーから放射線が漏出しないように有効に遮蔽 しながら、プローブがそこを貫通して挿入でき且つ放射線センサー３２に対して 位置付けされるようにしている。遮蔽構造１４０は横長スロット１４４を有する 頂部カバー板１４２を有し、プローブ２４がそこを通してタンク内に挿入され、 しかもスロット１４４で規定される領域内を移動可能にしている。第１遮蔽板１ ４６がスロット１４４を覆うように設けられており、プローブが挿入されるよう にプローブと同一の断面形状を有する孔１４８が形成されている。第１遮蔽板１ ４６はプローブ２４と共に移動するように位置付け装置に結合されている。第１ 遮蔽板はスロット１４４内のプローブ２４の位置にかかわりなくスロットを覆う ように充分に大きい寸法を有し、それにより放射線の漏洩を防いでいる。 好ましい実施例では、支持腕８０はプローブ軸線２８の位置がセンサー組立体 ３０の指向軸線４８に沿って調整できるように調整可能部分８４を有する。好ま しくは、プローブ軸線２８は放射線センサー３２の中心と交差する平面内に設け るべきである。好ましい実施例では、この平面は電離室の開口の中心に交差すべ きである。これは指向軸線４８に沿ったプローブ軸線２８の位置を手動でまたは 自動で調整して放射センサー３２のピーク出力を得るようにすることで達成でき る。 図９は支持腕軸線８２に沿って延びる支持腕８０の詳細を例示する。支持腕８ ０は調整可能部分８４により自由端８８（放射源２０が取りつけられている個所 ）から離れた垂直第７８に固定された基部端８６を有する。好ましい実施例では 、調整可能部分８４は可撓部９６により基部延長部材９０に横支持リンク９４に 結合されている。基部延長部材９０は基部端８６から支持腕軸線８２に平行に延 長し、自由端延長部材９２は自由端８８から支持腕軸線８２に平行に延長してい る。通常の位置では、横支持リンク９４は基部延長部材９０と自由端延長部材９ ２にほぼ直角に延びている。横支持リンク９４及び可撓部９６は、自由端８８及 び自由端延長部９２が支持腕軸８２に平行に延長することを可能にしている。 好ましい実施例において、調整は切欠９８ａの両側に設けた一対の支持ブロッ ク１０４Ａ及び１０４Ｂに取りつけられた調整車１００により行われる。調整車 １００は両側に延びるねじ軸１０２を有する。調整車１００の片側には右おねじ １０２Ａが切られ、支持ブロック１０４Ａに切られた右めねじにかみ合っている 。調整車１００の反対側には左おねじ１０２Ｂが切られ、支持ブロック１０４Ｂ に切られた左めねじにかみ合っている。調整車１００を時計方向に（右ねじ１０ ２Ａの方向に見た場合）回転させると、ねじ軸は支持ブロック１０４Ａ、１０４ Ｂを互いに離間する方向に押し、支持軸線８２に沿って自由端８８を基部端８６ から遠ざける。調整車１００を反時計方向に回転させると、支持ブロック１０４ Ａ、１０４Ｂは近付けられ、自由端８８を基部端８６に接近させる。他の例では 、ねじ軸１０２は制御装置１６０により制御されるサーボモータに結合され、指 向軸線４８に沿って放射線源２０の調整を自動的に行う。 他の実施例では、放射線源２０はタンク１２の頂部に取りつけた台型（gantry ）位置付け装置により位置付けすることができる。この装置は例えばタンク１２ の頂部に取りつけた水平台と、その上に取りつけた垂直な回転作動子とよりなり それにより、垂直、水平、及び回転運動を付与する。さらに他の例では、放射線 源２０はロボット腕に取り受けてもよい。 本発明の範囲内で他の具体的な形態が可能である。本発明の実施例はそれ故例 示と考えるべきであり限定と考えてはならず、本発明の範囲内で多くの変形例が 可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 スミス，ドナルド オー. アメリカ合衆国 02173 マサチューセッ ツ，レクシントン，デューイー ロード 16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．組織に等価な流体媒体を収容する内部領域を有する容器手段と、 前記内部領域内に配置されて感知軸線に沿って入射する放射線を測定する放射 線測定手段と、 前記内部領域に放射線源を選択的に位置付ける放射線源位置付け手段と、 前記放射線測定手段を前記領域内に選択的に位置付けるセンサー位置付け手段 と、 前記感知軸線が前記放射線源の周りの所定の複数の配向を取る時に前記放射線 源に対してほぼ指向されるように前記センサー位置付け手段と前記線源位置付け 手段とを制御して、前記放射線源を前記放射線測定装置に対して相対的に位置付 けする制御手段と、 よりなる組織に等価な体積内に配置された放射線源の周りの複数の位置で放射線 量分布を測定するための装置。 ２．前記放射線測定手段は第１軸線に沿って配置され、前記センサー位置付け 手段は前記放射線測定手段を前記第１軸線の周りに回転させる第１回転手段を有 している請求項１の装置。 ３．前記制御手段は、前記放射線測定手段を回転させるために前記センサー位 置付け手段に動作結合され、前記放射線源の前記放射線測定手段に対する相対的 な運動を制御するために前記放射線源位置付け手段に動作結合され、さらに前記 放射線源を所定の第１位置から所定の第２位置まで所定の経路に沿って移動させ るように前記放射線測定装置に対して相対運動させるために前記放射線源位置付 け手段を制御するものである請求項２の装置。 ４．前記制御手段はさらに、前記所定の各位置で前記センサー軸線を前記放射 線測定手段から前記放射線源に向けて延びるように配向させるように、前記放射 線測定装置を回転させる手段を含んでいる請求項３の装置。 ５．前記制御手段はさらに、前記放射線測定手段を極座標系の所定の経路に沿 って移動させる手段を具備した、前記放射線測定手段と前記放射線源の衝突を回 避する手段を含んでいる請求項３の装置。 ６．前記制御手段はさらに、前記放射線測定手段に対する前記放射線源の前記 所定の経路を比較して、前記所定の経路と前記放射線測定手段の交差を決定する 比較手段と、交差の決定に基づいて前記所定の経路を修正する手段とを含んでい る請求項３の装置。 ７．前記放射線源を前記第１軸線に対してほぼ平行な軸線に位置付ける第３の 位置付け手段を有する請求項２の装置。 ８．前記放射線源を前記放射線源位置付け手段に結合する前記第３の位置付け 手段は、前記放射線源位置付け手段に結合された基部端部分と、調整可能部によ り前記基部端部分から第２軸線に沿って離隔されている自由端部とを含み、前記 調整可能部分は、前記自由端部から前記第２軸線に平行な方向に延びた基部延長 部と、前記自由端部から前記第２軸線に平行な方向に延びた自由端延長部と、前 記基部延長部と前記自由端延長部にほぼ直角に延びた一対の平行なリンクとを含 み、前記一対の平行なリンクは、前記基部延長部と前記自由端延長部とに自在継 ぎ手手段により結合されて前記リンクの各々が前記自在継ぎ手手段の周りに枢動 し得るようにされ、それにより、前記基部延長部と前記自由端延長部が前記第２ 軸に平行な方向に運動できるようにされ、さらに前記自由端部分を前記基部部分 に対して移動させる手段を有する、請求項７の装置。 ９．前記放射線源位置付け手段は前記放射線源を線源軸線の周りで回転させる ための第２回転手段を有する請求項１の装置。 １０．前記放射線源位置付け手段は前記放射線源を少なくとも一つの水平方向及 び垂直方向に移動させる手段を有する請求項１の装置。 １１．前記容器手段の頂部の一部を覆うカバー手段を含み、該カバー手段は、前 記放射線源の一部が前記カバー手段を通して前記液体媒体に延びるようにする開 口手段と、前記開口手段を通して漏出する放射線を阻止するためのカバー遮蔽手 段とを有する、請求項１の装置。 １２．前記遮蔽手段は前記放射線源位置付け手段に結合されて前記放射線源と共 に移動可能である請求項１１の装置。 １３．前記制御手段は前記放射線源の前記放射線源測定手段に関する移動を制御 するように前記放射線現位置付け手段に動作結合されており、前記制御手段はさ らに前記放射線源を前記放射線測定手段に対して所定の第１位置から所定の第２ 位置への所定の経路に沿って相対移動させるために前記放射線測定手段を制御す る手段を含んでいる請求項１の装置。 １４．前記放射線測定装置は前記流体媒体の前記部分の前記位置に印加される放 射線量を表す信号を発生し、前記制御手段はさらに前記所定経路に沿った前記所 定の位置において前記放射線測定手段の前記信号を記録する手段を有する請求項 １２の装置。 １５．前記制御手段はさらに前記放射線源の前記放射線測定手段に対する前記所 定の第１位置から前記所定の第２位置への所定経路に沿った運動を制御する手段 と、前記所定の第１位置から前記所定の第２位置への所定経路に沿った前記放射 線源の移動中に前記放射線源と前記放射線測定手段との距離をほぼ一定に維持す る手段とを有する請求項１４の装置。 １６．さらに前記放射線源と前記放射線測定手段との間の衝突を防止する衝突防 止手段を含み、前記衝突防止手段は、前記放射線源に結合され且つ前記放射線源 に対してほぼ平行に延びる模擬放射線源と、前記放射線測定装置に結合され且つ 一つの共通軸線に沿って延びる模擬放射線測定手段とを具備し、前記模擬放射線 測定手段は前記放射線測定手段よりも充分に大きく、それにより、衝突の際に、 前記放射線測定装置と前記放射線源が衝突する前に前記模擬放射線源が前記模擬 放射線測定手段に衝突するようになっており、さらに、前記模擬放射線源と前記 模擬放射線測定手段は、前記制御手段に電気接続された電位導体外表面を有し、 また前記制御手段は前記模擬放射線測定手段と前記模擬放射線源との間の電気的 な短絡を検出して前記第１及び前記放射線源位置付け手段を停止させ、衝突を防 止するようにした請求項１の装置。 １７．所定の放射線量を標的領域に照射するために使用する放射線源の放射線量 分布を測定する方法において、前記放射線源は前記標的領域における所定位置に 関する所定の放射線量分布形状を提供する手段を含み、次の工程 Ａ）放射線測定装置と前記放射線源を前記標的領域と等価な放射線特性を有する 媒質中に配置し、 Ｂ）前記放射線源を所定の第１位置から所定の少なくとも１つの他の位置に向け て所定の経路に沿って相対移動させ、 Ｃ）前記所定の各位置における放射線量を測定し、 Ｄ）前記放射線源の周りにおける放射線量分布の表示を得ること、 よりなる、所定の放射線量を標的領域に照射するために使用する放射線源の放射 線量分布を測定する方法。 １８．前記工程Ｂ）がさらに １）前記放射線源を前記放射線源の予想される放射線量分布形状に対応した所 定の経路に沿って前記放射線測定装置に対して相対移動させる工程を含む請求項 １７の方法。 １９．前記所定の経路は前記放射線量分布の等放射線量輪郭に沿うものである請 求項１８の方法。 ２０．前記所定の経路は前記放射線測定手段を前記放射線源からほぼ一定の距離 に維持するものである請求項１８の方法。