(57)【要約】  消滅放射線対の検出感度が高い粒子線治療装置を提供するために、本発明に係る粒子線治療装置９の楕円検出器リング１２は、天板１０に対して回転移動する。具体的には、楕円検出器リング１２は、第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂの基軸Ｃを中心とする回転に伴って、第１リング１３ａに対して傾斜された状態のまま、回転移動することになる。ところで、楕円検出器リング１２は、この粒子線ビームの進行を邪魔する位置に設けることができない。本発明の構成によれば楕円検出器リング１２が天板１０に対して傾斜しており、しかも、天板１０に対して回転移動する。楕円検出器リング１２を回転させることで、楕円検出器リング１２を粒子線ビームから退避させることができるので、粒子線ビームを照射しながら消滅放射線を検出できる粒子線治療装置９が提供できる。
2010070737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を蛍光に変換するとともに放射線を入射させる入射面を有するシンチレータと、前記蛍光を授受するライトガイドと、前記蛍光を検出する光検出器とが同一方向に積層されて放射線検出器が構成され、それらが環状に配列されて構成される検出器環を有し、これに加えて、前記検出器環の有する開口に挿入された細長状の天板と、粒子線ビームを照射する粒子線照射手段とを備えた粒子線治療装置において、
中心軸が前記天板の伸びる方向に平行な所定の軸と一致した第１リングと、
中心軸が前記所定の軸と一致した第２リングと、
前記所定の軸を中心に前記第１リング、および前記第２リングを回転させるリング回転手段と、
前記リング回転手段を制御するリング回転制御手段とを備え、
前記検出器環の一端部は、前記第１リングに支持され、
前記検出器環は、前記第１リングに対して傾斜しており、前記一端部から前記天板を横切って前記第２リングに向けて伸び、
前記検出器環の他端部は、前記第２リングに支持される構成となっており、
前記検出器環は、前記第１リング、および前記第２リングの回転に伴って、前記第１リングに対して傾斜された状態で、前記天板に対して回転移動することを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粒子線治療装置において、前記検出器環は、その一端部と他端部とを結ぶ線分を長軸とした楕円形状となっていることを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の粒子線治療装置において、前記検出器環は、前記リング回転手段によって回転された後、その回転角度が保持された状態で前記粒子線ビームに由来する放射線を検出することを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の粒子線治療装置において、
前記検出器環の一端部と前記第１リングとの介する位置に設けられるとともに前記一端部を前記第２リングに向けて進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる第１シフト手段と、
これを制御する第１シフト制御手段と、
前記検出器環の他端部と前記第２リングとの介する位置に設けられるとともに前記他端部を前記第１リングに向けて進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる第２シフト手段と、
これを制御する第２シフト制御手段とを備え、
前記第１シフト手段、および前記第２シフト手段は、前記一端部と前記他端部とを結ぶ線分の中点を中心として前記検出器環を前記第１リングに対して傾斜移動させることを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粒子線治療装置において、前記検出器環は、前記第１シフト手段、および前記第２シフト手段によって傾斜移動されながら前記粒子線ビームに由来する放射線を検出することを特徴とする粒子線治療装置。
【請求項６】
請求項４に記載の粒子線治療装置において、前記検出器環は、前記第１シフト手段、および前記第２シフト手段によって傾斜移動された後、その傾斜角度が保持された状態で前記粒子線ビームに由来する放射線を検出することを特徴とする粒子線治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粒子線ビームを被検体に照射することで治療を行う粒子線治療装置に関し、特に治療中において、粒子線ビームの照射領域をモニタリングすることができる粒子線治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガン治療などでは、被検体の病変部に放射線を照射することがある。この様な放射線治療において、粒子線ビームを使用した粒子線治療装置が開発されてきている（例えば、非特許文献１参照）。【０００３】
このような粒子線治療装置について説明する。従来の粒子線治療装置５１は、図１２に示すように、被検体Ｍを載置させる天板５２と、粒子線ビームを照射する粒子線源５３と、被検体Ｍの体内から発する消滅γ線対を検出する第１検出器リング５４，および第２検出器リング５５とを有している。粒子線源５３は、両検出器リング５４，５５の挟まれる位置に配置している。そして、粒子線源５３は、被検体Ｍの体軸を中心に被検体Ｍの周りを一周できるようになっている。すなわち、両検出器リング５４，５５の間に設けられた間隙は、粒子線ビームの通路となっている。【０００４】
両検出器リング５４，５５の構成について説明する。第１検出器リング５４は、ブロック状の放射線検出器６１がリング状に配列されて構成される。この放射線検出器６１は、図１３に示すように、放射線を蛍光に変換するシンチレータ６２と、蛍光を検出する光電子増倍管（以下、光検出器と呼ぶ）６３を備えている。シンチレータ６２は、直方体状のシンチレータ結晶Ｃが３次元的に配列されたものであり、光検出器６３は、蛍光がいずれのシンチレータ結晶Ｃから発したものであるのか特定できるようになっている。すなわち、放射線検出器６１は、放射線がシンチレータ６２のどこに入射したのか特定ができるようになっている。なお、シンチレータ６２の有する面のうち、光検出器６３から最も離れた面を便宜上、入射面６２ａと呼ぶことする。【０００５】
次に、従来の粒子線治療装置５１の断面図を示す。図１４に示すように、従来の粒子線治療装置５１における両検出器リング５４，５５は、放射線検出器６１を単純に配列した構成となっている。すなわち、シンチレータ６２が両検出器リング５４，５５の内側を向く構成となっている。具体的には、シンチレータ６２は、被検体Ｍの体軸方向Ａにおける同一位置を向くような構成となっている。【０００６】
粒子線治療装置５１を用いて放射線治療を行うときは、天板５２に載置された被検体Ｍに対して粒子線源５３から粒子線ビームが照射される。粒子線源５３は、粒子線ビームを照射しながら被検体Ｍの体軸周りを一周し、照射角度を変更しながら粒子線ビームを被検体Ｍに対して照射し続ける。粒子線は、被検体Ｍの体内でエネルギーを失う。その際に、粒子線がエネルギーを失った地点に位置する原子核は、β+崩壊を起こす核種に変換される。この原子核は、β+崩壊を起こし、陽電子を放出する。生じた陽電子は、その近傍に存在する電子に当たり、消滅する。そのときに、互いに１８０°反対方向に進む一対の消滅γ線対が生じる。この消滅γ線対は、被検体Ｍを貫通して両検出器リング５４，５５にて検出される。従来の粒子線治療装置５１は、この消滅γ線対が生じた場所を特定することで、粒子線ビームがエネルギーを失った地点を推測する。粒子線ビームがエネルギーを失った地点では、その付近の細胞は破壊されていることになる。こうして、粒子線ビームが正確に被検体Ｍの病変部を狙っているかがわかる。消滅γ線対は、粒子線ビームに由来する放射線の一例である。【０００７】
消滅γ線対が生じた場所を特定するという目的を達成するには、消滅γ線対の両方を検出しなけらばならない。消滅γ線対が検出された２つの地点を結んだ線（ライン・オブ・レスポンス：以下、適宜、ＬＯＲと呼ぶ）を求めることで消滅γ線対の発生地点を特定するからである。
【非特許文献１】「アイ・トリプルイー・ニュークリア・サイエンス・シンポジウム・コンフェレンス・レコード」(Nuclear Science Symposium Conference Record)（米国）、２００７年１１月、第５号、ｐ３６８８−３６９０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の構成によれば、以下のような問題点がある。
すなわち、従来の構成によれば、粒子線源５３を通過させる通路を設ける必要があるので、消滅γ線対の検出感度が十分でないという問題点がある。すなわち、被検体Ｍの病変部の体軸方向Ａにおける位置と、粒子線源５３とは常に同一位置としなければならないという制約があるために、消滅γ線対の検出感度が犠牲となる。具体的には、検出器リングが有する消滅γ線対の検出感度は、消滅γ線対が検出器リングに入射した方向に強く依存する。【０００９】
仮に、被検体Ｍの体軸方向Ａについて第１検出器リング５４と消滅γ線対が生じた消滅点との位置が同一であれば、消滅γ線対は、体軸方向Ａについて略直角の角度で第１検出器リング５４に進入する。すると、図１５（ａ）に示すように、消滅γ線対の対をなす一γ線の内の一方は、シンチレータ６２の入射面６２ａから入射し、光検出器６３に向かう。すると、γ線が光検出器６３に向かうまでにシンチレータ６２の肉厚部を通過するので、γ線は、確実に蛍光に変換され、γ線の検出感度は、高いものとなる。【００１０】
一方、粒子線治療装置５１が有する両検出器リング５４，５５は、粒子線源５３の通過する通路を避けて設けられている。被検体Ｍの病変部の体軸方向Ａにおける位置と、粒子線源５３とは、粒子線源５３の回転に係らず常に同一位置としなければならないので、被検体Ｍの体軸方向Ａにおける粒子線ビームがエネルギーを失う地点と、両検出器リング５４，５５の位置とは互いに異なっている。つまり、消滅γ線対は、体軸方向Ａについて斜め方向から第１検出器リング５４に進入する。すると、図１５（ｂ）に示すように、γ線は、シンチレータ６２の入射面６２ａから光検出器６３に向かうとは限らず、シンチレータ６２の側面に向かうものが現れる。すると、消滅γ線対を構成するγ線の中には、シンチレータ６２の肉厚部を迂回してシンチレータ６２の側面から出射するものが現れる。この様なγ線は、蛍光に変換されることがないので、結局、放射線検出器６１で検出されることはない。【００１１】
つまり、消滅γ線対が体軸方向Ａについて斜め方向から第１検出器リング５４に進入すると、シンチレータ６２が有する体軸方向Ａの側端部においては、γ線の進路上のシンチレータ６２の厚みが不足する。シンチレータ６２の入射面６２ａから入射したγ線は、シンチレータ６２の中央部を迂回し、直ちにシンチレータ６２の側面に向かうからである。【００１２】
粒子線治療装置５１における被検体Ｍから放出されるγ線は、消滅γ線対を放出させるような放射性薬剤を被検体Ｍに投与して、その分布をイメージングするＰＥＴ(Positoron Emission Tomography)装置と比べると、ごく僅かで、その線量は、例えば、ＰＥＴ装置の１／１０００〜１／１００程度である。【００１３】
つまり、粒子線治療装置５１において消滅γ線対の検出感度を向上させることは、被検体の病変部において消滅γ線対が生じていることを正確に確認することにつながり、有効な治療を行うことのできる粒子線治療装置５１を開発する上で、重大な課題となる。【００１４】
また、従来の構成によれば、２つの検出器リング５４，５５が備えられた構成となっている。検出器リングを２つ有することに起因して、粒子線治療装置５１の製造コストは、増大することになる。かといって、検出器リングを単一なものとすると、消滅γ線対の両方のγ線を検出することができなくなる。【００１５】
つまり、粒子線治療装置５１においては、図１６に示すように、被検体Ｍの体軸方向Ａにおける位置Ｇを保った状態で進行する消滅γ線を測定することができれば、検出器リングは単一でよい。ところが、粒子線治療装置５１においては、粒子線の通路を設ける必要があるので、位置Ｇに放射線検出器を配置することができない。つまり、位置Ｇを保った状態で進行する消滅γ線を検出することができない。これに代わって、進行方向が上記位置Ｇに沿わない消滅γ線対を検出することになる。図１６に示すように、このような消滅γ線対のγ線の一方は、被検体Ｍの体軸方向Ａにおける前方に向かって進行し、γ線の他方は、被検体Ｍの体軸方向Ａにおける後方に向かって進行する。この様な消滅γ線対を単一の検出器リングで検出することは不可能である。検出器リングに備えられた放射線検出器の位置は、被検体Ｍの体軸方向Ａについては、同一の位置となっているからである。結局、従来の構成によれば、検出器リングを単一なものとすることができない。【００１６】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、粒子線ビームを通過させる通路を有する粒子線治療装置において、消滅放射線対の検出感度が高い粒子線治療装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は上述の目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る粒子線治療装置は、放射線を蛍光に変換するとともに放射線を入射させる入射面を有するシンチレータと、蛍光を授受するライトガイドと、蛍光を検出する光検出器とが同一方向に積層されて放射線検出器が構成され、それらが環状に配列されて構成される検出器環を有し、これに加えて、検出器環の有する開口に挿入された細長状の天板と、粒子線ビームを照射する粒子線照射手段とを備えた粒子線治療装置において、中心軸が天板の伸びる方向に平行な所定の軸と一致した第１リングと、中心軸が所定の軸と一致した第２リングと、所定の軸を中心に第１リング、および第２リングを回転させるリング回転手段と、リング回転手段を制御するリング回転制御手段とを備え、検出器環の一端部は、第１リングに支持され、検出器環は、第１リングに対して傾斜しており、一端部から天板を横切って第２リングに向けて伸び、検出器環の他端部は、第２リングに支持される構成となっており、検出器環は、第１リング、および第２リングの回転に伴って、第１リングに対して傾斜された状態のまま、天板に対して回転移動することを特徴とするものである。【００１８】
［作用・効果］本発明に係る粒子線治療装置は、検出器環は、天板に対して回転移動する。具体的には、検出器環を支持する第１リングと、第２リングとを回転させることで検出器環が回転される。しかも、検出器環は、第１リングに対して傾斜している。つまり、検出器環は、第１リング、および第２リングの回転に伴って、第１リングに対して傾斜された状態のまま、回転移動することになる。ところで、粒子線源は、粒子線ビームを天板に向けて照射する。したがって、検出器環は、この粒子線ビームの進行を邪魔する位置に設けることができない。ところが、本発明の構成によれば、検出器環が天板に対して傾斜しており、しかも、天板に対して回転移動する。このことは、検出器環と粒子線ビームとの位置関係が変更可能であることも意味する。したがって本発明によれば、検出器環を回転させることで、検出器環を粒子線ビームから退避させることができるので、粒子線ビームを照射しながら消滅放射線を検出できる粒子線治療装置が提供できるのである。【００１９】
しかも、消滅放射線対は、単一の検出器環で検出される。すると、検出器環は、その内部で生じた消滅放射線対を検出することになる。いいかえれば、消滅放射線対のいずれも略直角な角度で検出器環に入射することになる。したがって、図１５で説明した検出感度の低下が抑制される。【００２０】
また、上述の検出器環は、その一端部と他端部とを結ぶ線分を長軸とした楕円形状となっていればより望ましい。【００２１】
［作用・効果］上述の構成によれば、より確実に被検体を導入することができる粒子線治療装置が提供できる。すなわち、被検体は、傾斜された検出器環に導入される。このとき、検出器環を楕円形状とすれば、検出器環が天板に対して傾斜されることで、検出器環と天板とが接近してしまうことを防ぐことができる。言い換えれば、上記構成による検出器環は、天板に干渉することを避けるように、両側に伸びた楕円形状とすることができる。【００２２】
また、上述の検出器環は、リング回転手段によって回転された後、その回転角度が保持された状態で粒子線ビームに由来する放射線を検出すればより望ましい。【００２３】
［作用・効果］上記構成によれば、消滅放射線の検出感度が高い粒子線治療装置が提供できる。被検体の体内において、粒子線がエネルギーを失った地点では、様々な核種が生成されることが予想される。それらが崩壊して放出する放射線のエネルギーと特性は様々である。中には、消滅γ線対でない、単一光子の放出も起こりえる。このような単一光子が検出器環で検出される可能性がある。これは、消滅γ線対を用いて粒子線の作用位置をイメージングしようとするときのノイズの原因となる。しかしながら、上記構成によれば、検出器環の回転角度を好適なものとすることができる。具体的には、好適な検出器環の回転角度が保持された状態で粒子線ビームを照射する構成とすることができる。【００２４】
また、上述の検出器環の一端部と第１リングとの介する位置に設けられるとともに一端部を第２リングに向けて進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる第１シフト手段と、これを制御する第１シフト制御手段と、検出器環の他端部と第２リングとの介する位置に設けられるとともに他端部を第１リングに向けて進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる第２シフト手段と、これを制御する第２シフト制御手段とを備え、第１シフト手段、および第２シフト手段は、一端部と他端部とを結ぶ線分の中点を中心として検出器環を第１リングに対して傾斜移動させればより望ましい。【００２５】
［作用・効果］上記構成によれば、さらに消滅放射線の検出感度が高い粒子線治療装置が提供できる。消滅γ線対を用いて粒子線の作用位置をイメージングしようとするとき、ノイズの影響を可能な限り除くには、天板と、検出器環との位置関係を自由に変更する構成とすることが望ましい。上記構成によれば、検出器環の天板に対する回転角度のみならず、検出器環の天板に対する傾斜角度をも変更することができる。たとえば、一端部が第２リングに近づく方向に移動されたとき、他端部は、第１リングに近づく方向に移動される。また、一端部が第２リングに遠ざかる方向に移動されたとき、他端部は、第１リングに遠ざかる方向に移動される。この様にして、天板と検出器環との位置関係の変更の自由度が向上し、消滅放射線の検出感度は、高いものとなる。【００２６】
また、上述の検出器環は、傾斜移動可能となっている場合、第１シフト手段、および第２シフト手段によって傾斜移動されながら粒子線ビームに由来する放射線を検出する構成とすることができる。【００２７】
また、上述の検出器環は、傾斜移動可能となっている場合、第１シフト手段、および第２シフト手段によって傾斜移動された後、その傾斜角度が保持された状態で粒子線ビームに由来する放射線を検出する構成とすることができる。【００２８】
［作用・効果］上記構成によれば、検出器環の傾斜が方向も含めて好適なものとすることができる。具体的には、ノイズが少なくイメージングに好適な天板と検出器環との位置関係を特定する目的で、検出器環を傾斜移動させながら粒子線を照射する構成としてもよいし、好適な検出器環の傾斜が定まっている場合は、傾斜角度が保持された状態で粒子線ビームを照射する構成としてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係る粒子線治療装置は、検出器環は、天板に対して回転移動する。具体的には、検出器環は、所定の軸を中心とする第１リング、および第２リングの回転に伴って、第１リングに対して傾斜された状態のまま、回転移動することになる。ところで、粒子線源は、粒子線ビームを天板に向けて照射する。したがって、検出器環は、この粒子線ビームの進行を邪魔する位置に設けることができない。本発明の構成によれば検出器環は、天板に対して傾斜しており、しかも、天板に対して回転移動する。このことは、検出器環と粒子線ビームとの位置関係が変更可能であることも意味する。したがって本発明によれば、検出器環を回転させることで、検出器環を粒子線ビームから退避させることができるので、粒子線ビームを照射しながら消滅放射線を検出できる粒子線治療装置が提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。
【図２】実施例１に係る粒子線治療装置の構成を説明する機能ブロック図である。
【図３】実施例１に係る楕円検出器リングの構成を説明する平面図である。
【図４】実施例１に係る楕円検出器リングの構成を説明する断面図である。
【図５】実施例１に係る楕円検出器リングの構成を説明する断面図である。
【図６】実施例１に係る楕円検出器リングの回転移動を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る粒子線源の旋回について説明する断面図である。
【図８】実施例１に係る粒子線治療装置の動作を説明するフローチャートである。
【図９】実施例２に係る粒子線治療装置の構成を説明する断面図である。
【図１０】実施例２に係る楕円検出器リングの傾斜移動を説明する模式図である。
【図１１】本発明の１変形例に係る天板の構成について説明する斜視図である。
【図１２】従来構成の粒子線治療装置の構成について説明する斜視図である。
【図１３】従来構成の粒子線治療装置の構成について説明する斜視図である。
【図１４】従来構成の粒子線治療装置の構成について説明する断面図である。
【図１５】従来構成の粒子線治療装置の構成について説明する断面図である。
【図１６】従来構成の粒子線治療装置の構成について説明する断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１     放射線検出器
２     シンチレータ
３     光検出器
４     ライトガイド
１０   天板
１２   楕円検出器リング（検出器環）
１２ｐ 一端部
１２ｑ 他端部
１３ａ 第１リング
１３ｂ 第２リング
２５ａ 第１シフト機構（第１シフト手段）
２５ｂ 第２シフト機構（第２シフト手段）
３１   粒子線源（粒子線照射手段）
３２   リング回転機構（リング回転手段）
３３   リング回転制御部（リング回転制御手段）
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明に係る粒子線治療装置の最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明におけるγ線は、本発明の放射線の一例である。
【実施例１】
【００３３】
まず、実施例１に係る粒子線治療装置の説明に先立って、実施例１に係る放射線検出器１の構成について説明する。図１は、実施例１に係る放射線検出器の斜視図である。図１に示すように、実施例１に係る放射線検出器１は、シンチレータ結晶層２Ｄ，シンチレータ結晶層２Ｃ，シンチレータ結晶層２Ｂ，およびシンチレータ結晶層２Ａの順にシンチレータ結晶層の各々がｚ方向に積層されて形成されたシンチレータ２と、シンチレータ２の下面に設けられ、シンチレータ２から発する蛍光を検知する位置特定機能を備えた光電子増倍管（以下、光検出器とよぶ）３と、シンチレータ２と光検出器３との間に介在する位置には、蛍光を授受するライトガイド４とを備える。したがって、シンチレータ結晶層の各々は、光検出器３に向かう方向に積層されて構成されている。また、シンチレータ結晶層２Ａは、シンチレータ２における放射線の入射面８となっている。言い換えれば、シンチレータ２の有する面のうち、光検出器３と対向する面が入射面となっている。なお、各々のシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄは、光学的に結合され、各々の層間には、透過材ｔが設けられている。この透過材ｔの材料としては、シリコン樹脂からなる熱硬化性樹脂が使用できる。シンチレータ結晶層２Ａは、放射性線源から放射されるγ線の受光部となっており、ブロック状のシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ａ（１，１）を基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。すなわち、シンチレータ結晶ａ（１，１）〜シンチレータ結晶ａ（１，３２）がｙ方向に配列して、シンチレータ結晶アレイを形成し、このシンチレータ結晶アレイがｘ方向に３２本配列してシンチレータ結晶層２Ａが形成される。なお、シンチレータ結晶層２Ｂ，２Ｃ，および２Ｄについてもシンチレータ結晶がシンチレータ結晶ｂ（１，１）、ｃ（１，１）、およびｄ（１，１）のそれぞれを基準としてｘ方向に３２個、ｙ方向に３２個マトリックス状に二次元配置された構成となっている。なお、シンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄの各々において、透過材ｔが互いに隣接するシンチレータ結晶の間にも設けられている。したがって、シンチレータ結晶の各々は、透過材ｔに取り囲まれていることになる。この透過材ｔの厚さは、２５μｍ程度である。なお、γ線は、本発明の放射線に相当する。【００３４】
また、シンチレータ２に備えられたシンチレータ結晶層２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄには、ｘ方向に伸びた第１反射板ｒと、ｙ方向に伸びた第２反射板ｓとが設けられている。この両反射板ｒ，ｓは、配列されたシンチレータ結晶の隙間に挿入されている。【００３５】
シンチレータ２は、γ線の検出に適したシンチレータ結晶が３次元的に配列されて構成されている。すなわち、シンチレータ結晶は、Ｃｅが拡散したＬｕ2(1-X)Ｙ2XＳｉＯ5（以下、ＬＹＳＯとよぶ）によって構成されている。シンチレータ結晶の各々は、シンチレータ結晶層に係らず、例えば、ｘ方向の長さが１．４５ｍｍ，ｙ方向の幅が１．４５ｍｍ，ｚ方向の高さが４．５ｍｍの直方体をしている。また、シンチレータ２が有する面のうち、ライトガイド４に接する４側面は、図示しない反射膜で被覆されている。また、光検出器３は、マルチアノードタイプであり、入射した蛍光のｘ，およびｙについての位置を特定することができる。【００３６】
ライトガイド４は、シンチレータ２で発した蛍光を光検出器３に導くために設けられている。したがって、ライトガイド４は、シンチレータ２と光検出器３とに光学的に結合されている。また、光検出器３のシンチレータ２に離反した底面には、複数の接続端子３ｐが設けられている。この接続端子３ｐは、後述のブリーダユニット２１に接続される。【００３７】
次に、実施例１に係る粒子線治療装置９について説明する。図２は、実施例１に係る粒子線治療装置の構成を説明する機能ブロック図である。図２に示すように、実施例１に係る粒子線治療装置９は、被検体Ｍを載置する天板１０と、ガントリ１１と、ガントリ１１の内部に設けられた楕円検出器リング１２とを備えている。なお、楕円検出器リング１２は、本発明の検出器環に相当する。天板１０は、床面に設置された支台１０ｅによって摺動自在に支持される。【００３８】
ガントリ１１には、粒子線ビームの通路を確保する目的で、ガントリ１１を分断するように、リング状のスリット１１ａが設けられている。このスリット１１ａは、後述の粒子線源３１から照射される粒子線ビームをガントリ１１の内部に導入するためのものである。【００３９】
第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂは、ガントリ１１の内部に設けられている。そして、第１リング１３ａの中心軸は、天板の伸びる方向（被検体Ｍの体軸方向Ａ）に平行な基軸Ｃに一致している。同様に、第２リング１３ｂの中心軸も、基軸Ｃに一致している。楕円検出器リング１２は、これら第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂに挟まれて支持される。具体的には、楕円検出器リング１２ａの一端部は、第１リング１３ａに支持され、楕円検出器リング１２の他端部は、第２リング１３ｂに支持される。しかも、楕円検出器リング１２は、第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂに対して傾斜しており、第１リング１３ａの下端と楕円検出器リング１２の下端が結合され、第２リング１３ｂの上端と楕円検出器リング１２の上端が結合される。こうして、楕円検出器リング１２は、両リング１３ａ，１３ｂに対して傾斜している。言い換えれば、楕円検出器リング１２は、第１リング１３ａの下端と第２リング１３ｂの上端とを架橋するように配置され、その際、いったん天板１０を横切る。なお、基軸は、本発明の所定の軸に相当する。【００４０】
また、粒子線治療装置９は、第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂを回転させるリング回転機構３２と、これを制御するリング回転制御部３３とを備えている。リング回転機構３２により、第１リング１３ａ，および、第２リング１３ｂは、同一方向に、同一速度で以って、基軸Ｃを中心に回転する。これに伴って、楕円検出器リング１２は、両リング１３ａ，１３ｂに対して傾斜された状態で、回転移動する。楕円検出器リング１２は、天板１０周りに、基軸Ｃを中心として回転移動する。なお、リング回転機構、およびリング回転制御部は、本発明のリング回転手段、およびリング回転制御手段の各々に相当する。【００４１】
第１リング１３ａの内側には、第１リング１３ａを可動とするための第１ベアリング１５ａが設けられている。そして、第１ベアリング１５ａの内側には第１ベアリング１５ａを支持するためのリング状の第１支持筒１４ａが設けられ、これは、筒固定具１４ｃによって床面に固定されている。同様に、第２リング１３ｂの内側には、第２リング１３ｂを可動とするための第２ベアリング１５ｂが設けられている。そして、第２ベアリング１５ｂの内側には第２ベアリング１５ｂを支持するためのリング状の第２支持筒１４ｂが設けられ、これは、筒固定具１４ｄによって床面に固定されている。【００４２】
そして、粒子線治療装置９は、さらに被検体Ｍの断層画像を取得するための各部が更に設けられている。具体的には、粒子線治療装置９は、楕円検出器リング１２からのγ線の検出位置、検出強度、検出時間を表すγ線検出信号を受信し、消滅γ線対の同時計数を行う同時計数部３４と、同時計数部３４にて消滅γ線対であると判断された２つのγ線検出データから後述のＬＯＲを特定するＬＯＲ特定部３５と、ＬＯＲに補正を施すＬＯＲ補正部３６と、関心部位の放射線断層画像を形成する画像形成部３７とを備えている。【００４３】
そして、実施例１に係る粒子線治療装置９は、粒子線ビームを照射する粒子線源３１を備える。粒子線源３１が照射する粒子は、例えば陽子、炭素核であるが、これに限られるものではない。この粒子線源３１は、粒子線源駆動機構４１によって駆動され、被検体Ｍの体軸方向Ａに沿った基軸Ｃを中心として旋回移動が可能となっている。この粒子線源駆動機構４１は、粒子線源駆動制御部４２によって制御される。また、粒子線源３１の粒子の照射は、粒子線源照射制御部４３によって制御される。そして、粒子線源３１の粒子の照射の方向は、変更されながら、粒子線源３１は、被検体Ｍの体軸周りに旋回移動される。具体的には、粒子線源３１は、旋回移動に係らず基軸Ｃに向かう方向に粒子線ビームを照射する。つまり、粒子線源３１は、旋回移動に係らず基軸Ｃに属する１点に向けて粒子線ビームを照射することになる。粒子線源３１から照射された粒子線ビームは、上述のスリット１１ａを通過することにより、ガントリ１１の内部に導入されるのである。なお、粒子線源は、本発明の粒子線照射手段に相当する。【００４４】
そしてさらに、実施例１に係る粒子線治療装置９は、種々の制御部を統括的に制御する主制御部４５と、放射線断層画像を表示する表示部４６とを備えている。この主制御部４５は、ＣＰＵによって構成され、各種のプログラムを実行することにより同時計数部３４，ＬＯＲ特定部３５，ＬＯＲ補正部３６，画像形成部３７，粒子線源駆動制御部４２，および粒子線源照射制御部４３とを実現している。【００４５】
次に、実施例１に係る楕円検出器リング１２の構成について説明する。楕円検出器リング１２は、図３に示すように、楕円検出器リング１２は、中心に楕円型の開口１２ｂが設けられた楕円型の楕円板１２ａを有している。放射線検出器１は、この楕円板１２ａに沿って環状に配列されて楕円検出器リング１２を形成する。したがって、楕円検出器リング１２は、中央に楕円型の開口１２ｂを有している。そして、各放射線検出器１の有する入射面は、全て、楕円検出器リング１２が有する開口１２ｂに向くように配置されている。なお、楕円検出器リング１２は、鉛直方向に縦長の楕円形状となっており、図中のＰは、楕円形状となっている楕円検出器リング１２の短軸を表している。また、楕円検出器リング１２における長軸についての両端を一端部１２ｐ，および他端部１２ｑと定義する。【００４６】
図４は、実施例１に係る楕円検出器リング１２の断面図である。この断面図は、楕円検出器リング１２をその開口の伸びる方向に沿って切断したときの断面図となっている。図４に示すように、放射線検出器１には、それに電力を供給するブリーダユニット２１が付属され、第１放射線検出器とブリーダユニット２１とは、一体的にＬ型の保持具２０により保持される。保持具２０は、ブリーダユニット２１を固定するための主板２０ａと、保持具２０自体を楕円板１２ａに固定するための副板２０ｂとを有している。ブリーダユニット２１は、保持具２０を介して楕円板１２ａに固定されるのである。【００４７】
次に、楕円検出器リング１２，第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂの関係を説明する。図５は、実施例１に係る楕円検出器リングの構成を説明する断面図である。図５に示すように、楕円検出器リング１２の一端部１２ｐには、その側面からＬ型に張り出した張り出し部を有し、張り出し部は、第１結合部材２２ａに固定されている。そして、第１結合部材２２ａは、第１リング１３ａに固定されている。同様に、楕円検出器リング１２の他端部１２ｑには、その側面からＬ型に張り出した張り出し部を有し、張り出し部は、第２結合部材２２ｂに固定されている。そして、第２結合部材２２ｂは、第２リング１３ｂに固定されている。【００４８】
続いて、楕円検出器リング１２の回転移動について説明する。楕円検出器リング１２は、リング回転制御部３３の制御に従って、時計回りに回転することができれば、その反対周りに回転することができる。図６（ａ）は、楕円検出器リング１２が回転移動していない初期状態を示している。この楕円検出器リング１２の状態は、図１の状態を意味している。これから、第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂが矢印方向に回転されると、楕円検出器リング１２は、図６（ｂ）のようになる。この状態から、更に第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂが矢印方向に回転されると、楕円検出器リング１２は、図６（ｃ）のようになるのである。この楕円検出器リング１２の内部に被検体Ｍが配置され、それに粒子線が当てられる。【００４９】
被検体Ｍの体内において、粒子線がエネルギーを失った地点では、様々な核種が生成されることが予想される。それらが崩壊することにより放出される放射線のエネルギーと特性は様々である。中には、消滅γ線対でない、単一光子の放出も起こりえる。このような単一光子が楕円検出器リング１２で検出される可能性がある。このような単一光子は、消滅γ線対を用いて粒子線の作用位置をマッピングしようとするときのノイズの原因となる。しかしながら、実施例１の構成によれば、楕円検出器リング１２が自由に回転移動できるので、治療の様式に応じて、Ｓ／Ｎ比が最も良好となるように楕円検出器リング１２の傾斜角度を変更させることができる。例えば、図６（ｂ）で示した傾斜の方が、図６（ａ）で示した傾斜よりも、Ｓ／Ｎ比が良好である可能性がある。【００５０】
更にいえば、楕円検出器リング１２の回転位置は、粒子線源３１と被検体Ｍとの間に楕円検出器リング１２が存している場合の方がよい場合もある。図６（ｂ）において、粒子線源３１が鉛直上向きに位置する場合、粒子線ビームが楕円検出器リング１２に当たり、被検体に到達しないことになる。しかし、楕円検出器リング１２の回転位置が図６（ｂ）であっても、消滅γ線対を検出することができる。すなわち、粒子線源３１から粒子線ビームを照射する前に、楕円検出器リング１２を図６（ｂ）の状態から回転移動させておき、この状態で粒子線ビームを照射し、粒子線ビームの照射を停止した後、楕円検出器リング１２を図６（ｂ）の状態に戻す構成とさせることができる。これにより、被検体Ｍに粒子線ビームを照射させつつ、消滅γ線対を検出できる。粒子線がエネルギーを失った地点では、消滅γ線を放出する核種が生成される。しかし、これが直ちに消滅γ線対を放射するわけではないのである。したがって、消滅γ線対を放出する核種が残存している間に楕円検出器リング１２を初期状態の位置に戻して、消滅γ線対の検出を開始すれば、Ｓ／Ｎ比が良好な状態で消滅γ線対を検出することができる場合もある。【００５１】
次に、粒子線源３１の旋回移動について説明する。図７は、実施例１に係る粒子線源の旋回について説明する断面図である。図７に示すように粒子線源３１は、楕円検出器リング１２の鉛直上向きの位置から、旋回することにより、被検体Ｍの体軸周りに旋回移動が可能となっている。粒子線源３１は、被検体Ｍの体軸周りに一周することができる。しかし、旋回移動の期間中、常に粒子線ビームを照射するわけではなく、粒子線源３１は、粒子線ビームが楕円検出器リング１２に当たるような位置にあるときは、粒子線ビームの照射は、中止される。【００５２】
次に、この様な構成の粒子線治療装置９の操作について説明する。粒子線治療装置９の操作は、図８に示すように、被検体Ｍを天板１０に載置する載置ステップＳ１と、楕円検出器リング１２を回転移動させる回転ステップＳ２と、粒子線源３１から被検体Ｍに向けて粒子線ビームを照射する照射ステップＳ３と、粒子線ビームに由来する消滅γ線を検出する検出ステップＳ４とに係る各ステップを備えている。以降、これらの各ステップの詳細について、順を追って説明する。【００５３】
まず、被検体Ｍが天板１０に載置される（載置ステップＳ１）。そして、オペレータは、被検体Ｍの病変部が粒子線源３１から発せられる粒子線ビームの通過位置となるように天板１０を被検体Ｍの体軸方向Ａに沿って進退移動させる。次に、オペレータは、楕円検出器リング１２の指示を行い、楕円検出器リング１２は、オペレータの指示どおりの回転角度と回転方向まで回転移動される（回転ステップＳ２）。粒子線治療装置９においては、楕円検出器リング１２が所定の傾斜角度となったところで、粒子線ビームの照射が許可されて、オペレータの指示があるまで待機する。そして、オペレータが粒子線ビームの照射を指示すると、粒子線ビームが粒子線源３１から照射される（照射ステップＳ３）。そして、粒子線ビームに由来する消滅γ線対が楕円検出器リング１２によって検出される（検出ステップＳ４）。画像形成部３７は、楕円検出器リング１２によって送出された検出データを基に、被検体Ｍから検出された消滅γ線の分布マップを生成する。これが表示部４６に表示されることになり、オペレータは、粒子線ビームが的確に病変部に到達しているかを確認することができる。この様にして、実施例１に係る粒子線治療装置９の操作は終了となる。なお、上述の傾斜ステップＳ２と、照射ステップＳ３を同時に行ってもよい。すなわち、楕円検出器リング１２は、回転移動されながら粒子線ビームを照射させる構成としてもよい。【００５４】
次に、実施例１に係る粒子線治療装置９のデータ処理について図２を参照しながら説明する。被検体Ｍの内部で生じた消滅γ線対は、楕円検出器リング１２に備えられた放射線検出器１のいずれかで検出されることになる。楕円検出器リング１２は、γ線を検出したという検出データを同時計数部３４に送出する。同時計数部３４では、所定の時間的な幅を有するタイムウィンドウの中に、異なる２つのシンチレータ結晶から由来する検出データが収まった場合、これを消滅γ線対によるものであるとし、この回数をカウントする。これが、カウント数である。【００５５】
ＬＯＲ特定部３５においては、消滅γ線対の出射された方向を割り出す。すなわち、同時計数部３４によって同時と見なされた検出データには、どのシンチレータ結晶が蛍光を発したかという位置的な情報も含まれている。ＬＯＲ特定部３５では、この２つのシンチレータ結晶を結ぶ線分であるＬＯＲ(Line of Response)を割り出し、ＬＯＲと、これに対応するカウント数をＬＯＲ補正部３６に送出する。【００５６】
実施例１の構成の特徴的な構成として、楕円検出器リング１２が送出する検出データには、楕円検出器リング１２の回転方向と、回転角度の情報が含まれていることが挙げられる。ＬＯＲ補正部３６において、ＬＯＲに対して、楕円検出器リング１２の回転の影響を除去する補正が加えられる。実施例１の構成によれば、楕円検出器リング１２を回転させると、楕円検出器リング１２と被検体Ｍとの相対的な位置関係は、変動してしまう。しかも、ＬＯＲは、楕円検出器リング１２における消滅γ線対の発生位置の相対的な位置を示すのみである。この様な構成となっていると、楕円検出器リング１２の回転角度に応じて、ＬＯＲが示す方向が変化するので、結局、消滅γ線がどこで生じたか特定することができない。しかしながら、実施例１の構成によれば、検出データに含まれる楕円検出器リング１２の回転方向と回転角度の情報を基に、ＬＯＲを仮想的に回転させる補正を行うので、ＬＯＲ補正部３６から送出されたデータには、楕円検出器リング１２の回転の変更による影響が除去されている。したがって、実施例１の構成によれば、楕円検出器リング１２が回転したとしても、消滅γ線対の発生位置が特定できるのである。この補正されたＬＯＲと、これに対応するカウント数は、画像形成部３７に送出される。【００５７】
画像形成部３７は、補正されたＬＯＲと、これに対応するカウント数を基に、被検体Ｍの断層面における消滅γ線対の発生分布をマッピングする。こうして形成された断層画像は、表示部４６にて表示される。消滅γ線対の発生分布を表示すれば、被検体Ｍの断層面における粒子線ビームがエネルギーを失った部位をモニタリングすることができる。こうして、粒子線治療装置９における粒子線ビームが確実に被検体Ｍの病変部で作用しているかどうかが確認できるのである。【００５８】
以上のように、実施例１に係る粒子線治療装置９は、楕円検出器リング１２は、天板１０に対して回転移動する。具体的には、楕円検出器リング１２を支持する第１リング１３ａと、第２リング１３ｂとを回転させることで楕円検出器リング１２が回転される。しかも、楕円検出器リング１２は、第１リング１３ａに対して傾斜している。つまり、楕円検出器リング１２は、第１リング１３ａ，および第２リング１３ｂの回転に伴って、第１リング１３ａに対して傾斜された状態のまま、回転移動することになる。ところで、粒子線源３１は、粒子線ビームを天板１０に向けて照射する。したがって、楕円検出器リング１２は、この粒子線ビームの進行を邪魔する位置に設けることができない。実施例１の構成によれば楕円検出器リング１２が天板１０に対して傾斜しており、しかも、天板１０に対して回転移動する。このことは、楕円検出器リング１２と粒子線ビームとの位置関係が変更可能であることも意味する。したがって実施例１によれば、楕円検出器リング１２を回転させることで、楕円検出器リング１２を粒子線ビームから退避させることができるので、粒子線ビームを照射しながら消滅γ線を検出できる粒子線治療装置９が提供できるのである。【００５９】
しかも、実施例１の構成によれば、消滅γ線対は、単一の楕円検出器リング１２で検出される。すると、楕円検出器リング１２は、その内部で生じた消滅γ線対を検出することになる。いいかえれば、消滅γ線対のいずれも略直角な角度で楕円検出器リング１２に入射することになる。したがって、図１５で説明した検出感度の低下が抑制される。【００６０】
また、実施例１の構成によれば、より確実に被検体Ｍを導入することができる粒子線治療装置９が提供できる。すなわち、被検体Ｍは、傾斜された楕円検出器リング１２に導入される。このとき、楕円検出器リング１２が楕円形状となっていれば、楕円検出器リング１２が天板１０に対して傾斜されることで、楕円検出器リング１２と天板１０とが接近してしまうことを防ぐことができる。言い換えれば、実施例１の構成による楕円検出器リング１２は、天板１０に干渉することを避けるように、両側に伸びた楕円形状とすることができる。
【実施例２】
【００６１】
次に、実施例２に係る粒子線治療装置９について説明する。実施例２は、実施例１と略同一の構成となっているが、実施例１における第１結合部材２２ａ，および第２結合部材２２ｂに代わって、独自の構成を有している。【００６２】
図９は、実施例２に係る粒子線治療装置の構成を説明する断面図である。図９に示すように、楕円検出器リング１２の一端部１２ｐには、その側面からＬ型に張り出した張り出し部を有し、張り出し部は、第１スライド部材２３ａに固定されている。そして、第１スライド部材２３ａには、第１レール部材２４ａが当接されており、第１スライド部材２３ａと、第１レール部材２４ａは、摺動自在となっている。この摺動は、第１シフト機構２５ａが実行する。第１シフト機構２５ａは、第１シフト制御部２６ａによって制御される。第１レール部材２４ａは、第１リング１３ａに固定されている。なお、第１シフト機構は、本発明の第１シフト手段に相当する。【００６３】
同様に、楕円検出器リング１２の他端部１２ｑには、その側面からＬ型に張り出した張り出し部を有し、張り出し部は、第２スライド部材２３ｂに固定されている。そして、第２スライド部材２３ｂには、第２レール部材２４ｂが当接されており、第２スライド部材２３ｂと、第２レール部材２４ｂは、摺動自在となっている。この摺動は、第２シフト機構２５ｂが実行する。第２シフト機構２５ｂは、第２シフト制御部２６ｂによって制御される。第２レール部材２４ｂは、第２リング１３ｂに固定されている。なお、第２シフト機構は、本発明の第２シフト手段に相当する。【００６４】
すなわち、第１シフト機構２５ａは、楕円検出器リング１２の一端部１２ｐと第１リング１３ａとの介する位置に設けられるとともに一端部１２ｐを第２リング１３ｂに対して進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる。同様に、第２シフト機構２５ｂは、楕円検出器リング１２の他端部１２ｑと第２リング１３ｂとの介する位置に設けられるとともに他端部１２ｑを第１リング１３ａに対して進退自在かつ、円弧状の軌跡を辿って移動させる。【００６５】
次に、実施例２における独特の構成である楕円検出器リング１２の傾斜について説明する。すなわち、実施例１においては、第１リング１３ａに対する楕円検出器リング１２の傾斜角度は不変であったが、実施例２においては、これが可変となっている。【００６６】
図１０は、実施例２に係る楕円検出器リングの傾斜角度の変更を説明する模式図である。楕円検出器リング１２は、第１シフト機構２５ａ，および第２シフト機構２５ｂにより、図１０（ａ）の状態から図１０（ｂ）の状態とされる。このとき、一端部１２ｐは、第２リング１３ｂから遠ざかる方向に円弧状の軌跡を辿って移動される。これに伴って、他端部１２ｑは、第１リング１３ａから遠ざかる方向に円弧状の軌跡を辿って移動される。【００６７】
また、楕円検出器リング１２は、第１シフト機構２５ａ，および第２シフト機構２５ｂにより、図１０（ｂ）の状態から図１０（ａ）の状態とされる。このとき、一端部１２ｐは、第２リング１３ｂに近づく方向に円弧状の軌跡を辿って移動される。これに伴って、他端部１２ｑは、第１リング１３ａに近づく方向に円弧状の軌跡を辿って移動される。【００６８】
つまりは、第１シフト機構２５ａ，および第２シフト機構２５ｂは、楕円検出器リング１２の一端部１２ｐと他端部１２ｑとを結ぶ線分の中点Ｒを中心として楕円検出器リング１２を第１リング１３ａに対して傾斜移動させる。【００６９】
次に、実施例２に係る粒子線治療装置９の動作について説明する。それは、実施例１の動作説明と略同様であるが、次の点で異なる。すなわち、実施例１の照射ステップＳ３に至る前に、楕円検出器リング１２を第１リング１３ａに対して傾斜させる。これにより、実施例１で説明した構成よりも、楕円検出器リング１２と被検体Ｍとの位置関係が多様なものとなるので、Ｓ／Ｎ比が良好な状態で消滅γ線対を検出することができる可能性が高まる。楕円検出器リング１２と被検体Ｍとの位置関係を変更すると、Ｓ／Ｎ比が良好なものとなる理由については、既に説明済みである。【００７０】
なお、実施例２の構成は、第１リング１３ａに対する楕円検出器リング１２の傾斜を変更させながら照射ステップＳ３を実行させるものとしてもよい。また、実施例２の構成は、第１リング１３ａに対する楕円検出器リング１２の傾斜を変更させつつ、楕円検出器リング１２を基軸Ｃを中心として回転させながら照射ステップＳ３を実行させるものとしてもよい。【００７１】
続いて、実施例２に係る粒子線治療装置９のデータ処理について説明する。実施例２の構成の特徴的な構成として、楕円検出器リング１２が送出する検出データには、楕円検出器リング１２の第１リング１３ａに対する傾斜方向と、傾斜角度の情報が含まれていることが挙げられる。楕円検出器リング１２を第１リング１３ａに対して傾斜させると、楕円検出器リング１２と被検体Ｍとの相対的な位置関係は、変動してしまう。すると、消滅γ線がどこで生じたか特定することができない。しかしながら、実施例２の構成によれば、検出データに含まれる楕円検出器リング１２の第１リング１３ａに対する傾斜方向と傾斜角度の情報を基に、ＬＯＲを仮想的に第１リング１３ａに対して傾斜させる補正を行うので、ＬＯＲ補正部３６から送出されたデータには、楕円検出器リング１２の第１リング１３ａに対して傾斜の変更による影響が除去されている。【００７２】
以上のように、実施例２の構成によれば、消滅γ線の検出感度が高い粒子線治療装置９が提供できる。被検体Ｍの体内において、粒子線がエネルギーを失った地点では、様々な核種が生成されることが予想される。それらが崩壊して放出する放射線のエネルギーと特性は様々である。中には、消滅γ線対でない、単一光子の放出も起こりえる。このような単一光子が楕円検出器リング１２で検出される可能性がある。これは、消滅γ線対を用いて粒子線の作用位置をイメージングしようとするときのノイズの原因となる。しかしながら、実施例１の構成によれば、楕円検出器リング１２の回転角度を好適なものとすることができる。具体的には、好適な楕円検出器リング１２の回転角度が保持された状態で粒子線ビームを照射する構成とすることができる。【００７３】
また、実施例２の構成によれば、さらに消滅γ線の検出感度が高い粒子線治療装置９が提供できる。消滅γ線対を用いて粒子線の作用位置をイメージングしようとするとき、ノイズの影響を可能な限り除くには、天板１０と、楕円検出器リング１２との位置関係を自由に変更する構成とすることが望ましい。実施例１の構成によれば、楕円検出器リング１２の天板１０に対する回転角度のみならず、楕円検出器リング１２の天板１０に対する傾斜角度をも変更することができるので天板１０と楕円検出器リング１２との位置関係の変更の自由度が向上し、消滅γ線の検出感度は、高いものとなる。【００７４】
そして、実施例２の構成によれば、楕円検出器リング１２の傾斜が方向も含めて好適なものとすることができる。具体的には、ノイズが少なくイメージングに好適な天板１０と楕円検出器リング１２との位置関係を特定する目的で、楕円検出器リング１２を傾斜移動させながら粒子線を照射する構成としてもよいし、好適な楕円検出器リング１２の傾斜が定まっている場合は、傾斜角度が保持された状態で粒子線ビームを照射する構成としてもよい。【００７５】
また、楕円検出器リング１２を傾斜できる構成とすると、被検体Ｍの体格によらず確実に検査を行うことができるようになる。被検体Ｍが肥満している場合において、楕円検出器リング１２を傾斜させることができれば、被検体Ｍに干渉しないように楕円検出器リング１２の第１リング１３ａに対する傾斜角度を選択することができるのである。【００７６】
本発明は、上記構成に限られず、下記のように変形実施することが可能である。【００７７】
（１）上述した実施例１の構成は、被検体Ｍに粒子線を照射する粒子線治療に係るものであったが、本発明の粒子線治療装置９は、一般的なＰＥＴ(Positoron Emission Tomography)装置としても使用できる。すなわち、被検体Ｍに対して、陽電子放出型の放射性同位体でラベルした放射性薬剤を注射投与し、それの被検体Ｍの内部における分布をイメージングさせることができる。【００７８】
（２）上述した各実施例のいうシンチレータ結晶は、ＬＹＳＯで構成されていたが、本発明においては、その代わりに、ＧＳＯ（Ｇｄ2ＳｉＯ5）などのほかの材料でシンチレータ結晶を構成してもよい。本変形例によれば、より安価な放射線検出器が提供できる放射線検出器の製造方法が提供できる。【００７９】
（３）上述した各実施例において、シンチレータには、シンチレータ結晶層が４層設けられていたが、本発明はこれに限らない。例えば、１層のシンチレータ結晶層で構成されるシンチレータを本発明に適応してもよい。その他、放射線検出器の用途に合わせて、自在にシンチレータ結晶層の層数を調節することができる。【００８０】
（４）上述した各実施例において、蛍光検出器は、光電子増倍管で構成されていたが、本発明はこれに限らない。光電子増倍管に代わって、フォトダイオードやアバランシェフォトダイオードなどを用いていもよい。【００８１】
（５）上述した各実施例において、例えば図１１に示すように、天板１０に粒子線が通過する穴１０ａを設ける構成とすることができる。また、天板１０を２分割して、第１断片１０ｂ，第２断片１０ｃを設け、第１断片１０ｂ，および第２断片１０ｃの間に粒子線が通過するスリット１０ｄを設けてもよい。この様に構成することで、粒子線は、天板１０を通過せずに確実に被検体Ｍに照射されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
以上のように、本発明は、医用の放射線撮影装置に適している。
【図１】
2010070737.tif 000003
【図２】
2010070737.tif 000004
【図３】
2010070737.tif 000005
【図４】
2010070737.tif 000006
【図５】
2010070737.tif 000007
【図６】
2010070737.tif 000008
【図７】
2010070737.tif 000009
【図８】
2010070737.tif 000010
【図９】
2010070737.tif 000011
【図１０】
2010070737.tif 000012
【図１１】
2010070737.tif 000013
【図１２】
2010070737.tif 000014
【図１３】
2010070737.tif 000015
【図１４】
2010070737.tif 000016
【図１５】
2010070737.tif 000017
【図１６】
2010070737.tif 000018
【国際調査報告】
2010070737.tif 000019
2010070737.tif 000020
2010070737.tif 000021
2010070737.tif 000022