(57)【要約】【解決手段】処理線源から離れた少なくとも１つの定義位置において処理線源へ暴露される製品が受ける線量を決定するための方法。１つの典型的な方法は、製品上に点を定義する工程を含む。それから、固定領域および可変領域が定義される。次に、製品上の点と処理線源との間の事前計算された長さが、少なくとも１つの定義位置の各々において確認される。それから、少なくとも１つの定義位置の各々において製品上の点が受ける線量が計算される。ここで、その計算では事前計算された長さを利用する。また、製品を処理へ暴露するための装置および処理システムも提供される。【選択図】図３
2005502890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理線源から離れた少なくとも１つの定義位置において処理線源へ暴露される製品が受ける線量を決定するための方法であって、
前記製品上に点を定義する工程と、
固定領域および可変領域を定義する工程と、
前記少なくとも１つの定義位置の各々において前記製品上の点と前記処理線源との間の事前計算された長さを確認する工程と、
前記少なくとも１つの定義位置の各々において前記製品上の点が受ける線量を計算する工程とを備え、同計算では前記事前計算された長さを利用する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記処理線源はガンマ線、Ｘ線、中性子、光、拡散ガス、原子、粒子、および素粒子からなるグループから選択される方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記処理線源および前記製品は処理セル内に収容される方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法はさらに、前記処理線源と前記製品上の点との間の射線を計算する工程と、
前記計算された射線に対する前記固定領域および可変領域の影響を決定する工程とを備える方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法はさらに、前記少なくとも１つの定義位置の各々において前記点が受ける線量を積算する工程と、
前記積算された線量を提供する工程とを備える方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、前記方法の前記計算された射線に対する前記固定領域および可変領域の影響を決定する工程は、
前記少なくとも１つの位置の各々において前記点に対して計算された射線の各々に対する可変領域の数を計算する工程と、
前記少なくとも１つの位置の各々において前記点に対して計算された射線の各々に対する可変領域の数をデータ構造に記憶する工程とを含む方法。
【請求項７】
製品を処理線へ暴露するための装置であって、
製品通路を包囲するように構成された処理セルと、
前記処理セル内の処理線源と、
前記製品通路に沿って移動する間に前記処理線源からの処理線へ暴露される製品とを備え、
前記製品上の点における処理線の量はコンピュータシミュレーションによって予測可能であり、前記コンピュータシミュレーションは前記処理セルの幾何学的形状に基づき前記処理線源から前記製品上の点までの処理射線の長さを得るように構成されており、前記処理射線の長さは、前記製品通路に沿って移動する間に前記製品上の点が受ける処理の量を計算するために使用される装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、前記製品は製品トート内に配置される装置。
【請求項９】
請求項７に記載の装置において、前記処理線源は放射線である装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の装置において、前記処理セルは放射線照射セルである装置。
【請求項１１】
請求項７に記載の装置において、前記処理射線の長さはデータ構造に記憶される装置。
【請求項１２】
請求項７に記載の装置はさらに、前記製品を前記製品通路に沿って移動させる搬送機構を含む装置。
【請求項１３】
請求項８に記載の装置において、前記製品トートは前記処理線源からの処理を減衰するように構成されたシールドを含む装置。
【請求項１４】
処理システムであって、
前記処理システムの処理室と連携するロボットを制御するための汎用コンピュータを備え、前記汎用コンピュータはさらに前記処理室内に配置された製品が処理線源から受ける線量を予測するためのコードを含み、予測用するための前記コードは事前計算された製品位置パラメータを使用する処理システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、前記コードは前記処理室内に固定領域および可変領域を確認する処理システム。
【請求項１６】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、前記線量は放射線量である処理システム。
【請求項１７】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、前記製品位置パラメータは線量計、領域長さ、および線源点を含む処理システム。
【請求項１８】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、前記製品位置パラメータはデータ構造に記憶される処理システム。
【請求項１９】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、処理線源はガンマ線、Ｘ線、セシウム、中性子、光、拡散ガス、熱、原子、粒子、および素粒子の何れか１つである処理システム。
【請求項２０】
請求項１４に記載の処理システムにおいて、前記処理室は照射セルである処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、放射線照射量を予測するための方法および装置に関し、より詳しくは、照射セル内で複数個所に放射線照射される製品に関する総放射線照射量のシミュレーションに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療機器および用具、製薬またはバイオ製造用品、食品等を含む多数の製品は、放射線エネルギーへ暴露される。この暴露は、しばしば、微生物およびバクテリアの総数を許容レベルまで低減するため、あるいは製品または材質の特性を変更するために必要となる。「減菌」または「放射線照射」として参照される照射処理は、所望の結果を達成すべく、一般に、製品に対してガンマ線、Ｘ線または他の放射線源に所定期間にわたって暴露することにより達成される。結果は、一般にキログレイまたはメガラドの単位で線量（吸収量）として表され、製品の体積の表面上および／またはその内部の１箇所以上の場所で計測される。製品がより長時間にわたって放射線に暴露されるほど、その線量は増大する。
【０００３】
微生物の数量を低減する必要がある製品に関して、線量の最も少い場所が特に重要である。それは、照射後にその場所に最も多くの残余微生物が存在する可能性があるためである。これとは逆に、線量の照射が多すぎると製品の特性に悪影響を与え得る。例えば、あるプラスチックは過剰照射すると黄色に変色したり、ひび割れしたりする。従って、製造業者は、処理パラメータを特定および確認するために、最少および最大線量の位置および量に関心がある。これらの決定は極めて困難であり、時間がかかり、かつ不正確である。後述するように、これら量の決定は多数のパラメータに大きく依存し、多くのパラメータは任意の製品が放射線照射される時には未知であったり制御不能であったりする。最終結果は、照射された製品が定型の工程の間では上述した線量を受けられないことがある。実際に照射された線量は、「線量計」と呼ばれる放射線感知片を含む異なる方法を使って確認することができる。ただし、この確認は放射線照射処理の間あるいは後しか行うことができない。従って、任意の特定の処理状況にある製品に対して照射される線量を予測または推定するための指標がまったくない。予測能力が全く無い状態では、製品は照射される線量が最少または最大照射量の範囲を超えるという危険にある。
【０００４】
放射性線源に使用される材料、例えばコバルト６０から構成される放射性同位体は非常に高価かつ扱うのに危険であり得るため、処理は厚いコンクリート壁を有する特別に建設されたセル内で行われる。そのような設備を建設、所有および運営するのに係る専門知識、高額な資本および運営費によって、ほとんどの製造業者は自身の減菌施設を所有することは不可能となる。代わりに、多くの会社が委託減菌業務を開かれた市場に提供している。放射性同位体は高価であり、絶えず崩壊する（コバルト６０は５．２５年毎にその放射線物質量の半分を失う）。従って、委託減菌会社が自身のセルを設計し、放射性線源を使用するために生産進行をスケジュール管理する。一般に、セルは異なる多数の製品を同時に収容するように設計されている。加えて、日常的にセルは使用可能な最大のセル容量を満たすように手配される。典型的には、コンベヤは、中央に配置された放射性線源物質の両側に整列して連続する列を通って製品を搬送する。製品は、各位置で所定期間だけ止まりながら、連続した所定位置を通って移動する。いくつかのセル構成では、製品はセルを複数回にわたって通過し、その通過の度に異なる高さまたは高度を通る。
【０００５】
多数の列、ときには複数の高度における製品配置は、所定の製品が放射性線源を明瞭に「見る」のは、その製品が線源に最も近接する列にあるときだけであることを意味する。それ以外の場所では、その製品は、自身と線源との間にある製品および他の要素によって部分的に遮蔽されることになる。間に入る高密度な製品は、間に入る低密度な製品よりも多くの入射エネルギーを吸収する。影響は十分に深刻であるため、多くの条件下において対象製品は指定範囲外の線量を受けることになる。この受け入れ難い結果を回避するため、線量に悪影響を与え得るものと一緒に多くの製品を流すことはできない。各製品の線量測定仕様を気に留める一方、セルを効率的に満たすという要求に直面し、セル操作者は日常の生産スケジュールを進める際、ある発見的な規則を採用する。一般に、これらの規則は、製品特性（例えば、製品の密度）および対象製品で得られた特性データに依存する。特性データは、将来の処理用のパラメータを確立するために、既知の条件下においてサンプル製品で計測された線量の集積である。特性データ、製品特性および会社のスケジュール規則を与えられた状態で、製品はスケジュール管理され、設備を確認するために選択的に監視される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
多数の問題がこの取り組みから生じる。任意の所定時間に処理される製品が多数あることに起因して、製品は分類分けされたときと同じ製品の混在で行われることはめったにない。周囲の製品は、上述したように所定の製品が受ける線量に多大な影響を与えるため、いくらかの製品はそれらの処理仕様を超過し得る（即ち、指定範囲外になる）。さらに、製品が異なる条件下で処理される場合、分類分けの間に決定された最少および最大位置はずれることがあるため、製品は指定された最少線量を下回る未検出の線量を受けた可能性があった。これにより、減菌の本質的な目的は失敗となる。加えて、製品上に線量計を配置するとともに、取り扱いのためのロジスティクス、それらの値を計測および記録するのに要する時間および費用により、生産工程にある全製品を徹底的に監視することは実行不可能となる。多様な製品の混在、共通点のない処理仕様、および配送委託は、結果として生じる線量を推測するための簡単な規則のみを用いて、効率的な生産スケジュールを満足させなければならない。その結果は、高価な放射性線源の不十分な使用を招くとともに、線量が不適切に照射される可能性となる準最適スケジュールである。任意の製品に照射される線量に関する生産スケジュールの影響を予測することができない現在の生産スケジューラル管理者は、主観的な要因に頼ることになる。従って、首尾一貫した処理結果の達成は成し得ない。
【０００７】
ＱＡＤのようなパブリックドメインソフトウェアは、生産環境では使用することができない。これらのパブリックドメイン法は、古典的な斜線追跡技術を採用しているが、放射線源を通過する製品の動きをシミュレーションするために、全ての段階に関して個々の連続した幾何学的形状定義を必要とする。製品が所定位置を通って進行すると、各位置において幾何学的形状定義の新たなセットを供給するとともに徹底的に計算しなければならない。そして、斜線追跡技術は、所定位置の各々における各点に対して適用されなければならない。斜線追跡技術は、各段階において行われる徹底的な幾何学的形状の計算を含むとともに、製品が照射セルを通って移動するときに各段階において入力を提供するという負担を含む。斜線追跡技術を行うのに極端に長い時間が必要となるため、古典的な斜線追跡技術は生産現場の使用には実行不可能となる。
【０００８】
その結果、照射セル内の製品の各位置における製品上の点に対する放射線量と、照射セルを通過する製品上の各点に対して照射される総放射線量とをシミュレーションするための方法および装置を提供するという従来技術の問題を解決するというニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
概して、本発明は、照射セル内を移動する間に、照射セル内の製品が個々の点で受ける放射線量と、製品が受ける総放射線量とをシミュレーションするための方法および装置を提供することによりこれらのニーズを満たす。本発明は、プロセス、装置、システムあるいはデバイスを含む種々の方法で実施され得ることを認識されたい。本発明のいくつかの進歩的な実施の形態を以下に説明する。
【００１０】
一実施の形態において、照射セルに沿って通過する製品が受ける放射線量を決定するためのコンピュータシミュレーションが提供される。ここで、製品は規定数の位置でセル内に静止状態となる。その方法は、製品上に定義されている点で始まる。それから、セル内の規定位置の各々において、製品上の点と放射線源との間の事前計算された長さが確認される。次に、各位置において製品上の点が受けるであろう放射線量が事前計算された長さを用いて計算される。
【００１１】
別の実施の形態において、放射線を放射する放射線源を有する照射セルを横切る製品の放射線量をシミュレーションするための方法が提供される。その方法は、製品上に確認された点で始まる。それから、放射線源上に線源点が確認される。次に、照射セル内に領域が定義される。ここで、各領域は通路に沿って定義される。それから、線源点から製品へ進む放射線に与える領域の影響が計算される。次に、製品上の各点が受ける放射線量を提供するために、製品上の各点に関する影響が積算される。
【００１２】
さらに別の実施の形態において、製品上の線量計が受ける放射線量を予測するためのコンピュータシミュレーション法が提供される。ここで、製品は、セル内の規定位置で停止する間に、照射セル内の放射線源から照射される放射線へ暴露される。コンピュータは、規定位置の各々において、照射セル内の線量計の各々に関する位置を定義することで開始する。それから、放射線源上の規定数の線源点から規定位置の各々における線量計までの長さが計算される。次に、定義位置と計算された長さがデータ構造に記憶される。そして、規定位置の各々において、線量計の各々が受ける放射線量が、計算された長さを用いて決定される。
【００１３】
さらに別の実施の形態において、照射コンパートメント内の製品が受ける放射線量をシミュレーションするための方法が提供される。その方法は、照射コンパートメントの幾何学的形状の読み取りで始まる。従って、領域が確立され、各領域に関する固定領域の長さが計算され、その固定領域長さが記憶される。それから、受信点配列が定義される。受信点配列は、製品がコンパートメントを通って進むときに製品の複数位置において線量計用の規定数の入力を含む。次に、射線が計算されるとともに、各領域を通じてトレースされる。従って、製品がコンパートメントを通って進行するとき、複数の線源点の各々から製品の線量計までの間に射線が定義される。射線の各々は射線線分を定義し、射線線分は固定領域長さによって定義される長さを有する。それから、トレースされた放射線の各々に関する部分的な線量が計算される。次に、一旦、製品がコンパートメントの経路を通り抜けたら、線量計に関する総線量を提供するために、部分的な線量が積算される。それから、製品の線量計に関する総線量が提供される。
【００１４】
さらに別の実施の形態において、処理線源から照射される放射線を受ける製品に関する線量レベルをシミュレーションするための方法が提供される。その方法は、処理線源上に位置する線源点を確立することで始まる。それから、線源点の各々に関する射線長さが計算される。従って、射線長さの各々は、線源点から製品と関連する線量計までの経路を表す。次に、射線長さの各々に関する領域長さが確認される。それから、領域の材料が確認される。次に、各領域長さに関する各領域材料によって、線量計が処理線源から受ける線量レベルへの影響が計算される。それから、線源点の各々から線量計が受ける部分的な線量の合計が積算される。
【００１５】
別の実施の形態において、製品が照射セル内で断続的な停止位置を通って処理されるときに、製品が受ける線量レベルを予測するための方法が提供される。ここで、照射セルは放射線源を含み、放射線源は線源点によって定義される。方法は、照射コンパートメントの幾何学的形状の読み取りで始まる。ここで、幾何学的形状は、固定領域および可変領域として照射セルの領域を特徴付ける。それから、領域特性配列および線量計データ配列が初期化される。領域特性配列は、固定領域に関する材料組成と、可変領域に関する初期材料組成とを含む。線量計データ配列は、製品と関連する各線量計の座標を含む。次に、生産スケジュールが読み出される。生産スケジュールは、製品に対する各線量計の名前と、各停止位置に対する製品滞在時間と、可変領域に関する可変材料組成とを含む。ここで、可変材料組成は、初期材料組成に置き換えられる。それから、受信点配列が生成される。各受信点配列は、線量計配列の各線量計に対応する。各受信点配列は、製品の各停止位置に対する入力を含み、各入力は線量計の絶対座標を含む。次に、線源点配列が生成される。ここで、線源点配列の各々は、各受信点配列の各入力に対応する。各線源点配列は、固定領域の減衰を反映する固定領域の影響を含む。それから、各線源点と各線量計との間の射線のトレースが計算される。次に、領域長さ配列がアクセスされる。領域長さ配列は、各領域を通じた各射線に対する射線長さを含む。それから、可変領域に対する可変材料組成が得られる。次に、各線源点に対する各射線長さの各可変領域に対する放射線源の減衰が計算される。ここで、各射線長さが領域長さ配列から取り出される。それから、各停止位置において各射線に対する各領域を通じた線量計に関する線量レベルが積算される。次に、各停止位置から積算された線量レベルは、照射セルを通る各線量計に関する総放射線量を提供するために合計が計算される。
【００１６】
別の実施の形態において、処理室内の製品が受けるであろう放射線量を予測するための方法が提供される。方法は、製品に関する材料タイプを定義することで始まる。それから、処理室内において製品の配置場所が定義される。次に、放射線源と処理室内の各配置に対する製品との間の長さが事前に計算される。それから、事前計算された長さを利用して、処理室内の各配置位置において処理へ暴露された場合に製品が受けるであろう最終予測放射線量が計算される。
【００１７】
さらに別の実施の形態において、照射セル内の放射線源へ暴露される製品に対する線量レベルをモデル化するための方法が提供される。方法は、データファイルの読み出しで始まる。ここで、データファイルは、セルの幾何学的形状、材料組成および線量測定仕様を定義する。それから、固定領域および可変領域が定義される。次に、放射線源の線源点と製品の線量計との間の射線がトレースされる。それから、トレースされた射線が通過する固定および可変領域の各々を通じた射線の領域長さが確認される。次に、固定領域材料および可変領域材料が確認される。それから、放射線源の固定領域の減衰および可変領域の減衰が計算される。従って、照射セルを通って製品が進行するたびに、各線量計に関して、固定領域の減衰および可変領域の減衰が積算される。次に、積算された固定領域の減衰および可変領域の減衰は、各線量計に対する線量レベルを予測するために合計が計算される。
【００１８】
別の実施の形態において、処理線源から離れた少なくとも１つの定義位置において、製品が処理線源へ暴露されることにより受けるであろう線量を決定するための方法が提供される。方法は、製品上に点を定義することで始まる。次に、固定領域および可変領域が定義される。それから、少なくとも１つの定義位置の各々において、製品上の点と処理線源との間の事前に計算された長さが確認される。次に、少なくとも１つの定義位置の各々において、製品上の点が受ける処理の量が、事前計算された長さを利用して計算される。
【００１９】
さらに別の実施の形態において、照射セル内の放射線に沿って移動される製品が受ける放射線量をシミュレーションするためのプログラム命令を有するコンピュータ読取可能媒体が提供される。ここで、製品はセル内の規定数の位置で静止状態となる。コンピュータ読取可能媒体は、製品上に点を定義するプログラム命令を含む。セル内の各規定位置において、製品上の点と放射線源との間の事前計算長さを確認するためのプログラム命令が含まれる。事前計算された長さを利用して、各位置における製品上の点が受けるであろう放射線量を計算するためのプログラム命令。
【００２０】
また別の実施の形態において、製品を放射線照射するための装置が提供される。装置は、放射線を収容するように構成されたセルを含む。セル内に配置された放射線源および搬送機構もまた含まれる。搬送機構を利用してセルを通って搬送される製品が含まれる。製品は少なくとも１つの線量計と関連しており、製品および線量計は放射線源からの放射線量を受ける。放射線量は、製品がセルに進入する前にシミュレーションによって定義可能である。シミュレーションは線量計と放射線源との間における事前計算長さを確認し、線量計が受ける放射線量を決定するために事前計算長さを使用する。
【００２１】
別の実施の形態において、製品を処理へ暴露するために装置が提供される。装置は、製品の経路を包囲するように構成された処理セルを含む。処理セル内には処理線源が含まれる。製品の経路に沿って移動する間に処理線源からの処理へ暴露される製品が含まれる。ここで、製品上の点における処理の照射量は、製品が処理セルに進入する前にコンピュータシミュレーションによって予測される。コンピュータシミュレーションは、処理セルの幾何学的形状に基づき、処理線源から製品上の点までの処理射線の長さを得るように構成されている。ここで、処理射線の長さは、製品経路に沿って移動する間に、製品上の点が受ける線量を計算するために使用される。
【００２２】
また別の実施の形態において、処理システムが提供される。処理システムは、処理システムの処理室と連携するロボットを制御するための汎用コンピュータを含む。汎用コンピュータはさらに処理室内に配置された製品が処理線源から受けるであろう線量を予測するためのコードを含み、予測するためのコードは事前計算された製品位置パラメータを使用する。
【００２３】
本発明の利点は多数ある。最も注目に値するのは、セル内の製品が受ける線量の計算に繰り返し使用される領域長さを記憶することにより、製品が受ける放射線量を予測することを可能とする。これは上記の方法および装置なくしては実行不可能である。加えて、シミュレーションは、セルの構成に関わらず任意の照射セルに適用可能である。
【００２４】
本発明の他の側面および利点は、本発明の原理を例示的に示した添付の図面を参照しながら、後述の詳細な説明から明らかになるであろう。
本発明は、添付の図面を参照しながら、後述の詳細な説明によって容易に理解されるであろう。図面において同様の参照番号は同様の部材を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
製品がセルを通って進行するとき、照射セル内の製品の照射線量をシミュレーションするための装置および方法に関して、発明を説明する。しかしながら、これらの明確な詳細事項のいくらかまたは全てが無くとも本発明が実施され得ることは当業者にとって明らかである。他の例において、本発明を不必要に不明瞭にしないように、既知のプロセス処理は詳細には説明していない。
【００２６】
本発明の実施の形態は、処理を迅速にシミュレーションするとともに、任意の生産スケジュールにおいて、既知の確信として期待される線量を予測するための手段を提供する。物理的処理を行う前に、恣意的な多数の位置を十分に監視および報告することにより、本発明は、生産スケジュールにおいて全生産工程の全容器に対して、スケジュール管理者が効率的に線量エラーを阻止することを可能とする。一実施の形態において、照射セルの幾何学的形状、放射線照射されている製品の組成、および線量測定仕様はデータ構造内に提供される。もちろん、放射性線源からの放射線を安全に収容するとともに、製品の区画内外への移動を許容するように、セルは区画設計されてもよい。
【００２７】
一実施の形態において、セルの幾何学的形状および線量計の座標を通じて、射線は放射線源の線源点から製品の線量計までトレースされる。別の実施の形態において、射線の各々は種々の領域を通過し、これらの領域長さは事前計算されて記憶される。例えば、種々の製品を収容するトート（搬送箱）が、放射線軌跡の経路にあってもよい。従って、トートの壁面、トート内の製品、そして線源とトートとの間の空間は全て異なる領域を定義する。製品トートのサイズは、複数の領域に細分化することによって可変であってもよいことは明らかであると認識されたい。一実施の形態において、各線量計に対する部分線量が計算され、製品が照射セルを通じて移動するたびに各位置で積算される。漸増する線量の積算は、それから合算されて提供される。これにより、製品の各線量計で受ける線量の適時かつ正確な概算を許容する。
【００２８】
一実施の形態において、本発明は、停止位置、線量計の位置および製品トート材料の配置の繰り返し性に利点を有する。例えば、一実施の形態において、幾何学的形状の数量に沿った線量計−線源点の射線長さ（領域長さとして知られる）は、事前計算されて保存される。事前計算を容易とするために、可変および固定領域がセルの幾何学的形状に基づき確認される。例えば、トレースされた射線の各々は、各々が異なる材料を収容する多数の「領域」から進入しても出てもよい。例えば、ある領域（例えば、セル内の線源用の棚または搬送システムの機構（例えば、ステンレススティール））は、常に同一の材料、即ち固定領域材料を収容する。製品トートまたは複数のトートによって表される領域は、製品スケジュールで定義されたように製品トートの内容に基づき段階毎に変わる。この領域材料の組成は、製品が入力から読み出されるまで未知であるため、それは可変領域材料として参照される。全ての領域材料の組成は、線量の計算に強い影響を有するので、線量の計算を行う際に考慮しなければならない。一実施の形態において、領域長さを確認する間に、両固定および可変領域が確認される。別の実施の形態において、固定領域材料の影響は、事前計算されて、可変領域および領域長さを表すマーカーと共に保存される。
【００２９】
シミュレーション処理の間、情報が入力から読み出されるとき、実際の製品トート材料が可変領域マーカーと置き換えられる。従って、事前計算された領域長さおよび固定領域材料は、計算的な不利益を伴うことなく繰り返し使用される。加えて、以前に確認された可変領域マーカーにより、入力が読み出されたときにマーカーと可変領域内の実際の材料との「即座」の置き換えを容易となるため、これによりさらに計算的な不利益を回避する。従って、本発明によって使用される方法は、図２で示される例示セルよりも何倍も複雑なセルに対する数日の生産が数分で達成されるという程度まで、幾何学的形状の数量を算出するという計算的なコストを低減する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態に従う照射セルの平面図を表すブロック図１００を示す。図１の照射セルにおいて、製品トート１１０は、放射性線源１０６を有するセル１０２へ進入し、最初に入口位置１０８で停止し、所定期間そこに止まる。それから、製品トート１０８は、次の停止位置へ向かって移動する前に所定期間（同一の時間である必要はない）止まりながら、経路１１２に沿って断続的な停止位置を通って進んで行く。トートが入口位置１０８から次の位置へ移動するのと同時に、別のトートはセル１０２へ進入し、入口位置１０８で止まる。製品トート１１０が照射工程を完了して出口位置１０４で止まった後、製品トート１１０はセル１０２を出る。この処理は、セルに進入した全ての製品トートがセルを出るまで繰り返される。後述の説明において、進入および出口位置は、図１に示されたものと概念的に関連している。全てのセル構成において、充填、即ち入口位置の概念は、セル１０２内で最初に止まる場所を示し、停止、即ち出口位置はセル１０２内で最後に止まる場所を示す。照射セル１０２の他の実施の形態は、１つ以上の垂直に分割した「柵」、セルを通じた１つ以上の通路、即ちトート循環を含む。以下に証明されるように、本発明の実施の形態では、任意に配置、即ちセル１０２の幾何学的形状が収容され得る。
【００３１】
図２は、本発明の一実施の形態に従い、領域長さが表された経路１１２に沿って１８箇所の停止位置を有する照射セル１０２の平面図を表すブロック図１１４を示す。製品トート１１６は、進入し、列１２０上のセルを通じた経路を左から右へ向かって移動し始める。列１２０の終端において、製品トート１１６は列１２２へスライドする。ここで、それは列１２２の各停止位置で停止しながら、右から左へ向かって線源１０６を通過して移動する。列１２２の左端において、製品トート１１６は列１２４へスライドする。ここで、それは一度に一回停止しながら右回りで線源１０６を通過して移動する。列１２４の終端に到達した直後に、製品トート１１６は列１２６へスライドする。ここで、それはセルを出るまで一度に一回停止しながら左回りで線源１０６を通過して移動する。移動は、照射セルの設計および構成に依存して、スライドおよび／または回転の任意の順不動の組み合わせであってもよいことを認識されたい。加えて、列はセル内で異なる高さにあってもよい。上述のセル１０２を通じた動きは、限定的な意味ではなく例示的な目的としてのものである。
【００３２】
続いて図２を参照して、線量計１１８は製品トート１１６内にある。従来の技術では物理的な線量計が位置１１８において製品トート１１６に貼り付けられているであろうことを認識されたい。加えて、製品特徴付け段階によって決定されるように、他の物理的な線量計も製品トートの同一または他の位置に貼り付けられるであろう。それから、製品トート１１６に照射された線量を決定するために、線量計は製品移動の最後で目盛り調整された装置によって読み取られるであろう。本発明の一実施の形態において、線量計は全ての製品トートにおける任意の数の点でシミュレーションすることができる。さらに、シミュレーションされた移動は、セルを通じた製品トートの移動に似ている。従って、線量計１１８は、本発明によって配置されたシミュレーションされた線量計を参照する。換言すれば、線量計は本発明に関する点を参照する。
【００３３】
本発明の一実施の形態において、線量計１１８と、製品トート１１６のような製品トートに貼り付けられ得る他のものとの正確な位置は、製品トート１１６内の参照位置に関して指定される。従って、製品トート内の同じ位置に線量計を貼り付けることは再現可能な正確さで行うことができる。同様に、セル１０２のよな照射セルは、製品トート１１６が毎回セルを横切るたびに正確に同じ位置で停止するように構成および建設されている。従って、製品トート内の任意の所定の線量計は、セルを通じて同じルートを横切っているときには必ず、常に同一の絶対的なセル位置に戻ってくる。重要であるが、製品トートのサイズは一定に維持される。そのため、たとえ製品トートの内容が異なっていても、セルを通じた過去および将来の移動について、線量計は各停止位置では周囲の本体および方位を同じ数だけ「見る」であろう。
【００３４】
再度図２を参照して、線量計１１８（どのトートに貼り付けられたものかを考慮しない）は、製品トート１１６が経路１１２に沿って横切っているときには必ず、セル内の同じ正確な１８箇所の位置に常に戻って来るとともに、各停止位置において同じ幾何学環境で取り囲まれる。本発明の一実施の形態において、有用なレベルの正確さまで線量をシミュレーションするために、放射性線源は多くの線源点に分割することにより接近している。構造的形状の計算の特性の簡素化した例が図２に示される。図示の目的のため、３つの製品トート１１６および１つのトート当たり３つの領域射線１２８のみが示されている。現実には、１つの製品トート当たり１つの線量計１１８（他も割り当てられ得る）につき数百の射線が可能である。図に示すように、線量計とそれと対応する線源点との間の射線の各々が横切る経路は、多くの異なる材料を介して通過する。従って、射線の各々は独特であり、正確かつ他の全ての射線から個別に計算されなければならない。
【００３５】
ブロック図１１４の線量計１１８は、製品トート１１６内に配置されるとともに、経路１１２に沿って列１２０を左から右へ移動する。各停止位置において、線源１０６内の多数の個別の線源点の各々と線量計１１８との間において個別の射線がトレースされなければならない。例えば、線量計１１８に到達する中間の射線１２８は、線源１０６に埋設された線源材料から発する。次に、その射線は線源１０６内の支持材料を介して通過する。それから、射線は線量計１１８で終焉するまで、空気、そして位置１３４における列１２２の製品トートへ、それから空気、それから位置１３２における列１２２の製品トートへ、それから再び空気、そして最後に位置１３０における列１２０の製品トートを通って移動する。
【００３６】
一実施の形態において、図６を参照してより詳細に説明するが、各領域を介した射線の各々に関する領域長さは、事前計算されて記憶される。射線が通過する列１２０，１２２の製品トートは可変領域と考慮されるのに対して、支持材料および空気は固定領域と考慮されることを認識されたい。
【００３７】
図３は、本発明の一実施の形態に従う方法の全体の概要を表すフローチャート１３６を示す。方法は、セルの幾何学的形状、固定領域材料（例えば、トート、搬送装置、線源の棚）の材料組成、可変領域材料（例えば、放射線照射される製品）の初期材料、および各線量計に関する座標および名札について説明するデータファイルを読み出す工程１３８で始まる。従って、方法は、セルおよび製品の幾何学的形状データに対応する情報を取得する。工程は、形状が固定領域（即ち、セル構造の一部）または可変領域（即ち、製品トートの内容）に対応するかどうかを決定するために幾何学的形状を解析する。
【００３８】
本発明の一実施の形態において、固定領域によって定義される領域内の材料は、全工程、即ち停止位置に関して同一であるのに対して、可変領域内の材料は工程から工程へ、即ち停止位置から停止位置へと変化し得る。加えて、固定領域に対応する材料組成データは、領域特性配列を初期化するために得られる。一実施の形態において、可変領域に対する初期材料組成データもまた領域特性配列を初期化するために使用される。生産スケジュールが入力から読み出されたとき、可変領域の進入は、実際の製品材料組成で即座に実行中に上書きされることになる。図４〜７を参照してより詳細に説明されるように、材料組成データは線量の計算中に使用される。
【００３９】
タグ名および製品トートの基点に対する座標位置を含む線量計に関する仕様は、読み出されて、線量計データ配列を初期化するため使用される。それから、これら線量計は、工程に知られようになり、入力ファイルから読み出された線量計の有効性を決定するために使用される。一実施の形態において、ネーミングのしきたりが線量計の位置を確認するために使用される。従って、トートは幾何学的形状の数量に、即ちグリッドスケールに従って分割され得る。グリッドスケール、即ち幾何学的形状の数量における任意の点が、製品トートに対して定義され得ることを認識されたい。図６を参照してより詳細に説明するように、セルの至る所にある製品トート位置の各々における各線量計の絶対位置を算出するために、製品トートの相対座標もまた領域長さ工程の段階の間に使用される。当業者には公知であるが、ここで説明したような初期化データを記憶および取り出す方法は、コンピュータのディスク媒体、ローカルコンピュータネットワーク、インターネット等を介して成し遂げられる。同様に、入力ファイル、即ちデータストリーム内のそのようなデータを整理およびフォーマットする方法もまた当業者には公知である。例として、ここで説明した任意のデータファイル（入力として読み出される生産スケジュールを含む）は、通常のテキストエディタ、スプレッドシートプログラムを使って手動で生成されてもよいし、データベース等から自動的に生成されてもよい。
【００４０】
一旦、初期化が完了すると、方法は工程１４０へ進む。ここで、全トートにおける全ての線量計に関する部分的な線量が計算され、それらに対応する積算器で積算される。それから、出口位置における製品トートで完全に積算された線量が提供される。次に、方法は工程１４２へ進む。ここで、出口位置にある製品トートは無視され、全トートは１ポジション分だけ前進し、新規の製品トートが入力から入口位置に読み出される。それから、方法は工程１４３へ進む。ここで、全トートがセルを通じて処理されたかどうか、即ち追加の入力があるかどうか確認される。もし全てのトートが処理されていない場合、方法は工程１４４へ進む。ここで、新規のトートが入口位置に読み出されて、全てのトートが処理されるまで工程１４０，１４２および１４３が繰り返される。もし全てのトートが処理された場合、即ち入力が尽きた場合、工程は終了する。別の実施の形態において、新規の入力が入ったときに処理を継続するように、工程は活動状態に維持され、入力ストリームを監視してもよい。
【００４１】
図４は、本発明の一実施の形態に従い、全トートにおける全線量計に関する部分線量が計算され、それらの対応する積算器に積算される処理１４０のより詳細な説明であるフローチャート１４６を示す。
【００４２】
方法は、現在のトート位置が出口位置に設定されている状態の処理１４８で開始する。その処理は、現在出口位置にある製品トートが解析されることを許容する。図５の工程１４９からの入力が工程１４８へ提供される。工程１４９からの入力は、図５に関してより詳細に説明されるであろう。方法は、工程１４８の出口位置にある製品トートが有効であるかどうかを決定する工程１５０へ進む。実施の形態の最初のセルの装填において、まだ製品データはまったく入力から読み出されていない。即ち、この製品は単に初期材料を有するため、有効な製品トートではない。換言すれば、最初のセルの装填に関して、有効なトートは図１の入口位置へちょうど移動したトートのみである。本発明の実施の形態において、空のトートは有効であり得ることを認識されたい。もしトート材料が有効である場合、処理は線量計が特定されているかどうかを決定する工程１５２へ継続するであろう。しかしながら、現在のトートが有効ではないと決定された場合、処理は工程１５０から現在のトート位置が入口位置にあるかどうかをテストする工程１７０へ移行する。放射線処理がちょうど開始した実施の形態において、現在のトート位置はまだ出口位置へ向かっているため、工程１７０は方法を次のトート位置が選択される工程１７２へ移行する。それから、処理は工程１５０へ戻って、セル内の全ての製品が完全に通過するまで前のとおりに工程１７０まで継続する。出口位置に到達するとすぐに、工程１７０は処理を図５の工程１４３へ移行する。
【００４３】
図５は、製品トートが自由／段階／充填ループを介してセルを通じて進行する工程１４２のより詳細な説明であるフローチャート１４２を示す。フローチャート１４２の工程１７６において、現在のトート位置は出口位置に設定されている。次に、方法は、進行する残りのトートに対して空間を形成しながら、製品トートが廃棄される工程１７８へ進む。初期のセルの装填の直後、出口位置にある製品トートは、本発明の一実施の形態の方法を初期化する目的のためのダミートート、即ち有効ではないものであると認識されたい。それから、工程１８０において、次のトートは位置を１つ進められる。従って、出口位置の前の位置にあるトートは出口位置へ進められる。すぐ前のトートの各々は位置を１つ進められる。一実施の形態において、データ構造に記憶された線量測定仕様は、トートと一緒に進められる。別の実施の形態において、可変領域材料は、工程１８０で進められたトート位置と対応するように進められる。それから、方法は、工程１８０で進められたトートに関する組成および領域が前進される工程１８２へ移行する。当業者には公知であるが、ここで説明されるとともに図８を参照するトートおよび可変領域データのような配列データを進めるための方法は、配列の間のデータ自身を移動したり、配列データを示すインデックスを変更したり、これら技術の組み合わせ等により実行され得る。好適な実施の形態において、インデックスは配列データを進めるように変更される。それから、方法は、現在のトート位置が入口位置であるどうかを決定する決定工程１８４へ移行する。処理がちょうど開始した場合、現在のトート位置は出口位置から出口位置の以前の位置へ移動してきたことを認識されたい。従って、工程１８４は、方法を、現在のトート位置が次のトートへ進められる工程１８０へ移行する。一実施の形態において、このループは現在のトート位置が入口位置に到達するまで継続する。
【００４４】
一旦、現在のトート位置が入口位置へ到達すると、図５の方法は、全ての入力が進入したかどうかを決定する決定工程１４３へ移行する。もし全てのトートが処理された場合、即ち入力が尽きた場合、工程は終了する。もし全てのトートが処理されていない場合には、方法は、生産スケジュールが入力から読み出される工程１８８へ移行する。一実施の形態において、生産スケジュールは、製品の名前、効果的な密度、あるいは選択的にその重量および製品の寸法を表すデータを含む。別の実施の形態において、後者の選択的な情報は、線量の計算精度を向上させるための特別なステップで使用される。製品の効果的な密度は、製品のより小さく高密度な容積がより大きなトート容積に対して均質化されるときに製品が有する密度である。効果的な密度のみから得られる精度を向上させるために、選択的な重量および寸法は実際の製品寸法を考慮するために線量の計算に使用される。さらに別の実施の形態において、生産スケジュールは、製品トート内に配置される線量計の名前を含むとともに、製品トートにおいて線量が計算される場所と、照射セル内の各停止位置でこの製品トートが止まる時間の長さとを表す。トートのデータ構造、即ち線量計配列からの線量計の位置は、工程１８８で読み出されることを認識されたい。
【００４５】
引き続き図５で、方法はそれから、入口位置における製品トートに関する材料組成が読み出されるとともに、入口位置に対応する位置で可変領域特性配列に挿入される工程１９０へ移行する。線量計は線量計配列に追加され、領域長さを計算するために後々のステップで使用される、一実施の形態において、組成データ構造は、可変領域における材料の組成および減衰を提供する。工程１８８および１９０は、図３の工程１４４のより詳細な説明であることを認識されたい。それから、方法は工程１４９へ移行し、これにより図４の工程１４８へ戻る。ここで、上述したように製品トートの有効性を決定する工程は、次の有効な製品トートが工程１５０で検出されるまで、工程１５０から１７２を介して繰り返す。
【００４６】
図４に戻り、工程１４９は方法を、現在のトート位置が出口位置に設定される工程１４８へ向ける。図５の自由／充填／段階ループの完了後に、有効なトートが入口位置へ導入されたこと、そして図５の自由／充填／段階ループを通じた以前の反復の間に読み出された製品トートは進入および出口位置の間に存在することを認識されたい。従って、方法は、有効なトートを含む次の位置に到達するまで工程１５０，１７０および１７２を通じて進行する。次の有効なトート位置において一度、工程１５０は現在のトート位置にある製品が有効であることを判断し、方法はステップ１５２へ移行する。
【００４７】
引き続き図４で、工程１５２は線量計が製品トートに存在するかどうかを判断する。もし製品トートが線量計を全く含まない場合、方法は線量の計算工程を迂回して工程１７０へ分岐する。もし製品トートが線量計を含む場合、方法は、トート内の第１の線量計が選択される工程１５４へ移行する。従って、方法は後述するように製品トート内に配置された各線量計に関する線量を計算するために進行する。それから方法は、線量計配列内の対応する進入を検査する決定工程１５６へ進行する。もし、現在の線量計に対する領域長さが計算されていない場合、方法は工程１５８へ移行し、数百個あり得る線源点の各々に関して現在の線量計に対する領域長さを計算する。上述したように、線源点は放射性線源上の領域を表す。例えば、一実施の形態において、放射性線源としてコバルト棒(cobalt pencil)が使用される。コバルト棒は、７５本のコバルト棒を含む１列に配置されてもよい。各棒は、３００の全線源点と相互に作用する４つの線源点に分割されてもよい。もちろん、照射セルの構成に基づき、線源点および棒はより多くてもより少なくてもよい。工程１５８の領域長さを計算する処理は、図６を参照してより詳細に説明されるであろう。領域長さの計算が完了すると、方法は、現在の線量計に関する線量が計算され、そして現在の線量計に関する積算器で積算される工程１６０へ移行する。工程１６０に対する線量を計算する処理は、図７でより詳細に説明されるであろう。
【００４８】
それから、フローチャート１４６の方法は、現在の線量計が製品において計算される最後の線量計であるかどうかが判断される決定工程１６２へ移行する。もし別の線量計が残っている場合、次の線量計が配置される工程１６４へ移行する。もしトート内により多くの線量計が存在する場合、領域長さが事前計算され、かつ／またはその停止位置における線量計に関する線量が上述したように計算される。一実施の形態において、図８を参照してより詳細に説明されるように、線量計データ配列は、各製品トート内の線量計の各々に対するトートの相対座標を含む。もし現在の線量計が製品トート内の最後の線量計である場合、方法は、現在のトート位置が出口位置であるかどうかを判断する工程１６６へ移行する。現在のトート位置が出口位置にない場合、方法は、上述したように工程１５０で始まる計算／プリントループを継続する工程１５０へ分岐する。
【００４９】
全ての線源点から全ての位置（出口位置および入口位置を含むそれらの間における全製品トート位置の各々において線量計が占有する位置）への全ての射線が計算されたとき、線量計は計算済みとしてマークされる。この処理は、図４および図５を通じて複数回にわたって反復して行われることを認識されたい。もし工程１６６が現在のトート位置は出口位置であると判断した場合、方法は、現在のトート位置における製品トートに関する線量計の各位置に照射される全線量が提供される工程１６８へ移行する。このデータを提供する形式および方法は、種々の方法で実施可能である。例えば、その結果は、ローカルコンピュータネットワーク、インターネットを介して、コンピュータディスクファイルへ送信されたり、またはディスプレイ画面へ直接的に送信されたりしてもよい。一実施の形態において、結果は、コンピュータディスクファイルへ送られる標準の出力パイプへプリントされてもよい。一旦、全ての線量計の位置がプリントされたら、方法は、現在のトート位置が入口位置にあるかどうかを判断するためにテストされる工程１７０へ移行する。それから、図４および図５について上述したように、入力ファイルの最後まで到達して図５の工程１４３で検出されるまで、方法は残りのトートを通じて進行する。工程１４３において入力が尽きたと判断されるとすぐに、方法は進行を停止して終了する。別の実施の形態において、方法は進行を停止せず終了しないが、更なる入力のために待機して、入力を受けると処理を継続してもよいことを認識されたい。これにより、実際の物理的な処理工程と共に線量の予測が可能となる。
【００５０】
図６は、本発明の一実施の形態に従い、領域長さが事前計算される工程１５８のより詳細な説明であるフローチャート１５８を示す。フローチャート１５８を含むこの連続するステップは、線源点−線量計の間の射線の各々によって横切られる領域長さの確認および測定に関連する広範な計算を行う。一実施の形態において、方法は図４〜７のループを通じて複数回にわたる反復を行うため、事前計算された領域長さは将来の使用のために記憶される。上述したように、方法は図４の工程１５６において、現在の線量計に対応する領域長さがまだ計算されていないと判断するとき、方法は図６の工程２００へ進む。一度指定された線量計は、トートが本発明の一実施の形態におけるセルを横切るとき、全ての製品トート位置で使用されることになる。フローチャート１５８は、受信点配列が生成され、この配列における規定数の入力がセルを通じた全製品トートの各々に対して割り当てられる工程２００で開始する。受信点とはトートの特定の位置にある線量計の点を参照することを認識されたい。従って、線量計は、セルを通じた種々の停止位置における線量計からなる多数の受信点を含む。即ち、線量計はその受信点の積算である。一実施の形態において、全ての線量計に対して、受信点配列が生成される。受信点配列は、セルを通じて線量計が停止する全ての位置に対する入力を含む。ここで、入力の各々は、１つの受信点を表す。
【００５１】
それから、図６の方法は、規定数の線源点配列（受信点配列の各入力について１つ）が生成される工程２０２へ進む。そして、方法は、線源をモデル化するために使用される線源点の数に対応する新たな線源点配列の各々において規定数の入力を割り当てる。例えば、セルは１００箇所の製品トート位置、即ち停止位置と３００の線源点とを含んでもよい。処理２０２において、受信点配列は、１００セットの入力を含み、入力の各々は１つの配列について３００の入力を含む別個の線源点配列を指し示す。従って、ここまでの処理の結果として、合計３０，１００セットの入力が割り当てられることになる。上記の例は例示目的のみのために提供され限定的な意味ではないことを認識されたい。上述した種々のデータ構造は、図８を参照してより詳細に説明される。
【００５２】
続いて図６を参照して、次に方法は、射線が現在の線源点から線量計までトレースされる工程２０４へ進む。トレースの間、可変領域は計算される。上述したように、可変領域はトートからトートへ変化し得る製品を含む。一実施の形態において、可変領域はトートの外側に配置されるシールドを含む。方法は、工程２０４で得られた計算が線源点配列に保存され、領域長さ配列を割り当てるために使用される工程２０６へ進む。この配列へのポインターもまた線源点配列に保存される。一実施の形態において、領域長さ配列は、射線長さに対する入力と領域長さとを含む。処理は、第１の領域が検出される工程２０８へ移行する。次に、決定工程２１０において、方法は、ちょうど進入した領域が固定または可変材料タイプであるかどうかを判断する。もし領域が可変である場合、方法は、現在の射線が領域を通じてトレースされる長さとともに、領域番号が領域長さ配列に書き込まれる工程２１４へ進む。領域番号は、その領域を占める製品トートの材料の組成を取り出すために、図５の線量の計算で使用される。一実施の形態において、可変領域における材料の組成は、図８を参照してより詳細に説明されるように可変領域特性配列から取り出される。
【００５３】
代わりに、もし決定工程２１０の処理が、領域が固定材料タイプであると判断した場合、方法は、領域長さの減衰効果および固定領域材料が線源点配列の積算器で積算されるステップ２１２へ進む。一実施の形態において、固定領域長さおよび固定領域材料は一定である。従って、固定領域を通じた線量に対する影響は容易に計算される。別の実施の形態において、固定領域に対応する一定の影響は、図８を参照してより詳細に説明されるように線源点配列に記憶される。この固定材料の影響の事前組み合わせは、シミュレーションの実行中における計算の複雑さを簡素化することを認識されたい。工程２１２が完了するとすぐに、方法は、最後の領域に到達したかどうかを判断する工程２１６へ移行する。もしまだ領域が残っている場合、方法は、次の領域が見つかる工程２１８へ分岐する。それから、方法は、上述したように領域が固定または可変であるか確認されるステップ２１０へ戻る。領域の処理は、現在の線源点−線量計の間の射線に沿った全領域が処理されるまで繰り返す。
【００５４】
工程２１６へ戻り、もし線源点−線量計の間の射線に沿った全領域が処理されている場合、方法は、最後の線源点が処理されたかどうかを判断する決定工程２２０へ分岐する。もし、最後の線源点が処理さていない場合、方法は、次の線源点が選択される工程２２２へ分岐する。上述したように、一実施の形態において、各コバルト棒は多数の線源点に分割される。従って、線源点の各々は、新規の線源点−線量計の間の射線に対する斜線追跡（レイ・トレーシング）が始まる工程２０４を通じて処理される。この新規の射線に沿った全領域は、上述したように確認されるとともに分類される。線源点−線量計の間の射線の各々は、全ての線源点が処理されるまで順に処理される。一旦、特定の受信点に対する全ての線源点が処理されると、決定工程２２０は方法を図４の工程１６０へ戻す。ここで、方法は上述したように線量の計算を進める。
【００５５】
図７は、本発明の一実施の形態に従い、線源と線量計との間における固定および可変領域材料による影響として、線源点の各々から線量計に到達した積算線量が計算される図２の工程１６０のより詳細な説明を示すフローチャート１６０を図示する。線源点配列の入力の数に対応して、線源点−線量計の間の射線の各々に対して、図６を参照して説明したように構築された１セット処理が行われる。一旦、方法が、領域長さデータが図４の工程１５６において考慮される線量計に対して利用可能であると判断すると、方法は現在の線量計に対する線量の計算を開始するために工程２３０へ進むことを認識されたい。
【００５６】
図７の工程２３０において、方法は、現在の線量計に対応する受信点配列へのポインターを線量計配列から取り出す。図８を参照して更に説明されるが、線量計配列は、製品トート内の線量計の位置を含み、受信点配列は、セルを通じた背品トートの各停止位置におけるセル内の線量計の各々の座標を含む。方法は、工程２３２へ進む。現在のトート位置における製品トートに対応する線源点配列へのポインターが受信点配列から取り出される。一実施の形態において、線源点配列は、図６を参照して説明した事前計算された射線長さと、線源点−線量計の間の射線の各々に対する可変領域入力へのポインターとを含む。次に、方法は、領域長さおよび線量の計算が実行される工程２３４へ進む。一実施の形態において、各入力が１つの線源点−線量計の間の射線に対応する線源点配列の入力の各セットについて、方法は可変領域の総数と、対応する線源点に関する領域長さ配列の最初を示すポインターとを取得する。別の実施の形態において、領域長さ配列の入力の各セットについて、各領域を通じた線源点−線量計の間の射線の長さが得られる。さらに別の実施の形態において、方法は可変領域特性配列へのインデックスを取り出す。ここで、インデックスは、現在のトート位置における製品トートに対応する材料タイプを探す。
【００５７】
上述したように、入力から生産スケジュールが読み出されて可変領域配列の材料タイプが工程から工程へ変化しても、領域および各領域の長さは変化しない。可変領域材料タイプと丁度取得された長さとを用いて、方法はこの領域を横切るときの線源の減衰を計算する。それから、工程２３４は、現在の線源点−線量計の間の射線における各領域に対する処理を繰り返す。一旦、可変領域の数が積算されると、方法は、この線量計がこの特定の線源点から現在の停止時間の間に受けた線量に対応する部分的な合計を明確化するために、部分的な結果と固定領域の影響とを合算する。
【００５８】
続けて図７を参照して、方法は、最後の線源点−線量計の対が処理されたかどうかを判断する決定工程２３６へ進む。ここでは線源点の各々に関して同一の線量計が使用されることを認識されたい。もし線量計と対をなす線源点がまだ存在すると判断された場合、工程２３８において次の線源点が選択される。上述した工程が次の線源点−線量計の対に対して適用される。線量計に対する全ての線源点が処理された場合、製品トートの次の線量計へと進む図４の工程２３６へ分岐する。
【００５９】
図４〜７について説明した工程は、製品トートが照射セルを通じて進行するとき、各製品トートに対する各線量計に対して繰り返される。もちろん、一実施の形態において、停止位置間の距離は、セルを通じた連続的な移動に近づけるため任意に小さくしてもよい。いくらかの照射セルは、コンベア、軌道などを介してセルを通る製品の自動搬送を採用するのに対して、他のセルは手動による移動を採用することを認識されたい。加えて、製品は、コンテナ、即ち製品トート内に配置された照射セルを横切ってもよいし、あるいは製品はパレット上のセルを通って進んでもよい。上述した方法の柔軟性は、幾何学的形状および領域が確立可能である限り任意の数のセル構成を収容可能なことである。
【００６０】
図８は、本発明の一実施の形態に従う種々のデータ構造とそれら相互の関係を表すブロック図４００を示す。データ構造４１０は、線量計データ配列を表す。線量計データ構造４１０は、製品トート内の線量計の位置を含む。一実施の形態において、線量計配列４１０の入力数は、トート内の線量計の数に対応する。例えば、もしトート内に５つの線量計がある場合、線量計には５つの入力が存在する。線量計データ構造４１０は、線量計１（４１１）および線量計２（４１５）に対する入力を含む。各入力内には、トートの相対座標および受信ポインターが存在する。図示したように、トートの相対座標４１２および受信ポインター４１４は線量計１（４１１）に対応するのに対して、トートの相対座標４１６および受信ポインター４１８は線量計２に対応する。一実施の形態において、トートの相対座標は、製品トート、即ち製品構成内の線量計の位置を提供する。上述したように、多数の幾何学的形状の慣習が、トート内に特定の点を配置すべく製品トートを格子状に分割するために使用されてもよい。一実施の形態において、図８は１つの線量計配列を示すのに対して、線量計配列は、線量をシミュレーションするという要望でセル内で処理されている製品トートの各々に対して設けられる。図４について説明したように、線量計配列４１０は、製品トート内の各線量計に対して工程１６４においてアクセスされる。
【００６１】
続いてブロック図４００を参照して、受信ポインター４１４は、受信点配列４２０を指し示す。一実施の形態において、受信点配列４２０は、セルを横切るときの製品トートの各停止位置に対する入力を含む。例えば、もし図１および図２で示されたように、セルが１８箇所の停止位置を有する場合、受信点配列はセル内の各停止位置に対して１８の入力を含むであろう。もちろん、説明した例では、受信点配列は、線量計１（４１１）のようなトート内の線量計と相互に関連する。受信点配列４２０に図示したように、トート位置１（４２１）およびトート位置２（４２５）に対する入力が存在する。トート位置１（４２１）に対する入力内には、線量計の絶対座標４２２および受信データポインター４２４がある。一実施の形態において、線量計の絶対座標は、製品がセルの種々の停止位置、即ち線量計に対する受信点を通って移動するときのセル内の線量計の座標を含む。例えば、トート位置１（４２１）は製品トートの入口位置を表し得る。従って、トートがトート位置１（４２１）にある間、線量計の絶対座標４２２はセル内の線量計１（４１１）の位置を確立する。受信データポインター４２４は、線源点配列４３０を指し示す。図示したように、線源点配列は受信点配列内に含まれる各トート位置に対して生成される。図６の工程２００について上述したように、受信点配列は各製品トートの各線量計に対して生成される。
【００６２】
図８の線源点配列４３０を見ると、線源点の入力は、線源点配列４３０内に含まれる。一実施の形態において、線源点の入力は、放射性線源の各線源点に対する線源点配列４３０内に含まれる。例えば、放射線性源に対して３００の線源点が定義された場合、３００の線源点の入力が線源点配列４３０内に含まれる。線源点１（４３１）に対する入力内には、一定の影響４３２、可変領域４３４の数および可変領域ポインターが存在する。図８に図示したように、これらの入力は各線源点に対して繰り返される。一実施の形態において、一定の影響４３２は、線量計−線源点配列の間の射線に対する放射線量に与える固定領域の累積的な影響を含む。図６の工程２１２について上述したように、一実施の形態において、線源点−線量計の間の射線に関連する固定領域に対する減衰効果は、一定の影響４３２を提供するために累積器で積算される。可変領域４３４の数は、線源点１（４３４）から線量計１（４１１）までトレースされた線源点−線量計の間の射線が横切る可変領域の数と一致する。もちろん、可変領域の数は、全ての線源点配列に対する線源点入力の各々に対して計算される。同様に、一定の影響はレイトレースの各々に対して記憶される。本発明の一実施の形態において、線源点配列は図６の工程２０２で生成されるのに対して、一定の影響および可変領域の数は図６の工程２１２で計算されることを認識されたい。加えて、線源点配列４３０の線源点入力の各々は、領域長さ配列４６０を示す可変領域ポインターを含む。
【００６３】
続いて図８を参照して、図６の工程２０６で説明したように、線源点配列の各線源点の入力に対応する領域長さ配列が存在する。図８の領域長さ配列内には、各入力は、各可変領域を介した射線長さ４６２と可変領域の領域番号４６４とを含む。従って、射線長さ４６２は、１つの可変領域を通過する線源点１（４３１）から線量計１（４１１）までの線源点−線量計間の射線の一部である。図６に関して説明したように、領域における射線長さおよび領域番号は、工程２１４で領域長さ配列に書き込まれる。であることを識認されたい。射線長さおよび領域番号は、線源点−線量計間の射線が横切って通過する各可変領域に対して入力される。
【００６４】
図８の可変領域特性配列４５０は、製品トート内と関連する各可変領域に対する入力を含む。本発明の一実施の形態において、セル内の製品トートは、製品が受ける線量をさらに減衰させるシールドを含む。一実施の形態において、これらシールドは、可変領域として扱われる。可変領域特性配列４５０内には、可変領域内の材料組成と材料の減衰係数とが含まれる。１つ以上の領域からなる製品トートに関して、可変領域特性配列４５０は、製品トートに含まれる各ゾーンに対する入力を含む。一実施の形態において、可変領域番号に対するインデックスは、可変領域特性に対応する。そのため、線源点−線量計間の射線に関して、可変および固定領域を通過する放射線量に与える影響は、図７の工程２３４で説明したように計算され得る。好適な実施の形態において、可変領域特性は、照射セルを通って進行する製品の組成および順番を定義する生産スケジュールから読み出される。可変領域特性配列４５０の入力は、図５の工程１８２について説明したように、製品がセルを進行していくたびに進められる。
【００６５】
図９は、本発明の一実施の形態に従い放射線照射される製品のシミュレーションを表すブロック図５００を示す。ブロック図５００は、線源５０２を含む。線源５０２に含まれるものは、棒１（５０４）、棒２（５０６）、棒３（５０８）および棒ｎ（５１０）である。一実施の形態において、棒はコバルト棒である。放射線性源５０２の棒１（５０４）は、４つの線源点（線源点１（５１２）、線源点２（５１４）、線源点３（５１６）および線源点４（５１８））に細分化される。である各棒は任意の数の線源点に細分化されてもよく、４つ線源点というのは例示的な目的のためだけに選択されたのであって限定的な意味ではないことを認識されたい。一実施の形態において、線源点−線量計間の射線は、各線源点から各線量計までトレースされる。例えば、線源点−線量計間の射線５３６は、線源点５１２から製品トート５２０内に配置された線量計５２２まで移動する。図６の工程２０４について説明したように、トレースされた射線が横切る可変領域がここで数えられる。
【００６６】
続いて図９を参照して、射線５３６は領域長さへとさらに分割され得る。例えば、射線５３６は以下の領域長さからなる。（ａ）線源点５１２から製品トート５２０の外側のトート壁５３８までの距離からなる領域長さ１（Ｌ１）、（ｂ）外側のトート壁５３８から内側のトート壁５４０までの距離からなる領域長さ２（Ｌ２）、そして（ｃ）内側のトート壁５４０から線量計５２２までの距離からなる領域長さ３（Ｌ３）。残りの線源点（５１４，５１６および５１８）に対する領域長さは、対応する線源点−線量計間の射線（５３４，５３２および５３０）に対して同様に計算される。各棒（棒２（５０６）から棒ｎ（５１０））の線源点に対する各線源点に対する線源点−線量計間の射線の各々の領域長さは、線量計５２２に関して計算されることを認識されたい。同様に、製品トート２（５２４）から製品トートｎ（５２８）内に配置される線量計に対する領域長さも計算される。一実施の形態において、図６を参照して説明したように、領域の長さは、事前計算されるとともに記憶される。一旦、長さが分かると、図７について説明したように線量が計算される。
【００６７】
図９は、線源点−線量計間の射線の各々に対して３つの領域長さを示しているが、任意の数の領域が出くわしてもよいことを認識されたい。別の実施の形態において、例えば、他の製品トートがトレースされた射線の通り道に存在してもよい。加えて、各製品トートは１つ以上の線量計を収容可能である。さらに、別の実施の形態において、射線は複数の固定および可変領域を通過する。上述したように、製品トートは、線源点−線量計の間の射線が横切るシールドを含んでもよい。製品トート５２０がセル内の次の停止位置に進められるとき、図３〜７で説明したように方法が各停止位置について繰り返される。一旦、製品トート５２０がセルを通る経路を完了すると、セル内の各線量計に対する計算された線量が提供される。停止位置間の距離が無限小に縮まると、方法は停止位置が無く照射セルを通る連続的な流れに近似することを認識されたい。
【００６８】
一実施の形態において、本発明は装置として表され得る。図１の照射セルのような照射セルは、放射性線源を収容する。好適な実施の形態において、放射性線源はコバルト６０である。しかしながら、他の放射性線源（ガンマ線、Ｘ線、セシウム、中性子、光、拡散ガス、熱、原子、粒子、および素粒子）、即ち処理線が使用されてもよい。一実施の形態において、セルは放射性線源からの射線を収容するように構成される。一実施の形態において、例えば、セルの壁面はコンクリートから作られる。別の実施の形態において、例えば、放射性線源が光からなる場合、セルは全く無くてもよい。加えて、別の実施の形態において、放射性線源は、平面に整列され棒に含まれる。放射性線源は使用されない場合には、セルの底部においてウォーターバス内に記憶されてもよいことを認識されたい。搬送機構は、セルを通って放射性線源を通過して製品を移動させるために使用される。一実施の形態において、搬送機構は、所定位置で一定期間停止するコンベヤベルトである。別の実施の形態において、搬送機構は、連続的に移動する。上述したように、位置は均等に離間する必要はなく、即ち、停止期間は同一である必要はない。別の実施の形態において、搬送機構は、製品トートを乗せて運ぶ軌道であり、製品トートは、停止位置の間を手動で移動される。さらに別の実施の形態において、搬送機構は全く存在しない。また別の実施の形態では、１つの製品位置のみが存在する。
【００６９】
この応用の目的のために、セルは、放射性線源の効果が照射されるであろう製品のみに影響するような囲われた領域であり得る。また、セルは、処理されている製品が放射線または光源の影響へ暴露される開放された領域からなってもよい。一般に、放射性線源およびタイプは、コバルト、ガンマ線、Ｘ線、セシウム、中性子、光、拡散ガス、熱、分子、原子、粒子、および素粒子を含む。
【００７０】
一実施の形態において、照射される製品は、製品トート内の搬送機構上に配置される。コンピュータは、上述した方法に従って製品が受ける線量レベルを決定するために、セルを通過する製品の通路をシミュレーションする。図３〜９を参照して述べたように、シミュレーションは、製品が受けるであろう放射線量を決定するために、線量計と放射性線源との間の事前計算された長さを確認する。セルの幾何学的形状は、図１および図２の実施の形態に限定されないことを認識されたい。上述したように射線長さおよび領域がセル内で定義可能であれば、セルは任意の幾何学的形状に構成されてもよい。
【００７１】
さらに、装置は、処理線源を含むセルまたはコンパートメント、あるいは囲まれている必要はないが所定の領域、即ち製品が処理線源の影響へ暴露される領域であってもよい。例えば、処理線源は、光または化学薬品、あるいは両者の何らかの組み合わせであってもよい。ここで、処理は処理射線を介して製品に供給され、射線の長さは処理室または処理セルの幾何学形状に基づき事前計算可能である。一実施の形態において、汎用コンピュータが図２のコンピュータ１２１として含まれてもよい。従って、汎用コンピュータ１２１は、搬送機構、即ちコンベアのような処理セルのロボットを制御する。加えて、汎用コンピュータは、製品が処理セルを実際に横切る間に製品が処理線源から受ける処理線量を予測するための、図３〜図７を参照して説明した方法を実行するためのコードを含む。一実施の形態において、コンピュータは、製品が受ける線量を計算するために事前計算された製品位置パラメータを使用する。従って、事前計算された製品位置パラメータは、コンパートメント内の線量計およびそれらの位置と、射線に類似する処理射線に対する領域長さと、図３〜図７を参照して説明した領域長さとを含み得る。
【００７２】
上記の実施の形態を念頭において、本発明は、コンピュータシステムに記憶されたデータを伴う種々のコンピュータで実行される工程を採用し得ることを理解されたい。これらの工程は、物理的な数量の物理的な操作を必要とするものである。必要というわけではないが、通常、これら数量は、記憶、転送、結合、比較、および言い換えると操作可能な電子的または磁気的な信号の形態をとる。さらに、行われる操作は、しばしば生成、確認、決定、または比較のような用語で参照される。
【００７３】
発明の部分を形成する、ここで説明した任意の工程は、有用なコンピュータによる工程である。また、発明はこれらの工程を実行するためのデバイスまたは装置に関連する。装置は、要求される目的のために特別に構築され得る。即ち、装置は、コンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって選択的に活性化または構成される汎用コンピュータであり得る。特に、種々の汎用機がここでの教示に基づいて書かれたコンピュータプログラムとともに使用され得る。即ち、要求される工程を実行するためのより特別な装置を構築することがより便利であり得る。
【００７４】
また、発明は、コンピュータ読取可能媒体上のコンピュータ読み取り可能なコードとして実施可能である。コンピュータ読取可能媒体は、データを記憶可能であり、後にコンピュータシステムで読み取り可能な任意のデータ記憶デバイスである。コンピュータ読取可能媒体の例は、ハードディスク、ネットワークストレージ(NAS)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセス(RAM)、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、および他の光学的および非光学的データ記憶デバイスを含む。また、コンピュータ読取可能媒体は、ネットワーク接続されたコンピュータシステムを介して配信可能であるため、コンピュータ読み取り可能コードは、配信された形式で記憶および実行される。
【００７５】
上述の発明は、理解を明瞭にする目的で幾分か詳細に説明したが、添付された請求の範囲内である種の変更や改変が実施され得るであろう。従って、本実施の形態は、限定的ではなく例示的であることを留意されたい。本発明は、ここに述べた詳細事項に限定されるものではなく、添付の請求の範囲内の均等物で改変されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施の形態に従う照射セルの平面図を表すブロック図。
【図２】本発明の一実施の形態に従う領域長さが表された経路に沿った停止位置を有する照射セルの平面図を表すブロック図。
【図３】本発明の一実施の形態に従う方法の全体の概要を表すフローチャート。
【図４】本発明の一実施の形態に従い、全トートにおける全線量計に関する部分線量が計算され、それらの対応する積算器に積算される処理のより詳細な説明であるフローチャート。
【図５】製品トートが自由／段階／充填ループを介してセルを通じて進行する処理のより詳細な説明であるフローチャート。
【図６】本発明の一実施の形態に従い、領域長さが事前計算される処理のより詳細な説明であるフローチャート。
【図７】本発明の一実施の形態に従い、線源と線量計との間における固定および可変領域材料による影響として、線源点の各々から線量計に到達した積算線量が計算される処理の詳細な説明を示すフローチャート。
【図８】本発明の一実施の形態に従う種々のデータ構造とそれら相互の関係を表すブロック図。
【図９】本発明の一実施の形態に従い放射線照射される製品のシミュレーションを表すブロック図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2005502890.tif 000060