(57)【要約】【課題】  本発明の課題は、放射線治療時の体内線量率分布を取得可能な放射線治療モニタを提供することにある。【解決手段】  上記課題を解決するため、本発明の放射線治療モニタは、入射した放射線を検出して光を発する発光部と、発光部を有する放射線発光素子２と、放出された光を伝送する光ファイバ３と、伝送された光を検出し、電気パルス信号に変換する光検出器４と、光検出器４から出力された電気パルス信号を計数するカウンタ５と、カウンタ５で計数された電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算する解析・表示装置６を備え、カウンタで計数された電気パルス信号の計数率から入射された放射線の線量率または線量率分布の少なくとも一方を求めることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線を検出して光を発する発光部と、
前記発光部を有する放射線発光素子と、
前記発光部に接続され、放出された光を伝送する光ファイバと、
前記光ファイバに接続され、伝送された前記光を検出し、電気パルス信号に変換する光検出器と、
前記光検出器に接続され、前記光検出器から出力された前記電気パルス信号を計数するカウンタと、
前記カウンタに接続され、前記カウンタで計数された前記電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算する解析・表示装置を備え、
前記カウンタで計数された前記電気パルス信号の計数率から前記入射された放射線の線量率または線量率分布の少なくとも一方を求めることを特徴とする放射線治療モニタ。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線治療モニタおいて、
前記放射線発光素子は、面状に配置された複数の前記発光部を有し、
前記カウンタで計数された前記電気パルス信号の計数率から前記入射された放射線の線量率分布を求めることを特徴とする放射線治療モニタ。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線治療モニタおいて、
前記放射線発光素子は、三次元配置された複数の前記発光部を有し、
前記カウンタで計数された前記電気パルス信号の計数率から放射線の線量率分布を求めることを特徴とする放射線治療モニタ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線治療モニタおいて、
体内へ挿入するプローブと、
前記プローブの内部に前記放射線発光素子を有することを特徴とする放射線治療モニタ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線治療モニタにおいて、
体内へ挿入し、膨張および収縮が可能なバルーン部を有するプローブと、
前記バルーン部に前記発光部を有することを特徴とする放射線治療モニタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線治療モニタにおいて、
密度1.3 g/cm3以上の材料を含有する前記発光部を有する前記放射線治療モニタと、
放射線発生装置を備え、
前記放射線発生装置から放出された放射線を測定することで前記放射線発光素子の位置を特定することを特徴とする放射線治療システム。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線治療モニタにおいて、
前記電気パルス信号と時間情報を計数する前記カウンタと、
放射線照射時間に基づいて補正値を算出する補正値算出機構を有する前記解析・表示装置を備え、
前記補正値から放射線の線量率を換算することを特徴とする放射線治療システム。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線治療モニタと、
超音波検査装置または核磁気共鳴画像装置の少なくとも一方を備え、
前記超音波検査装置または核磁気共鳴画像装置の少なくとも一方の画像に基づいて、前記放射線発光素子の位置を特定することを特徴とする放射線治療システム。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線治療モニタと、
放射線放出核種を含有する前記発光部を有する前記放射線治療モニタと、
前記発光部から放出された放射線を測定することで前記放射線発光素子の位置を特定することを特徴とする放射線治療システム。
【請求項１０】
光ファイバから伝送された単一光子を検出し、電気パルス信号に変換する光検出器と、
前記光検出器に接続され、前記光検出器から出力された前記電気パルス信号を計数するカウンタと、
前記カウンタに接続され、前記カウンタで計数された前記電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算する解析・表示装置を備える放射線治療モニタによる放射線計測方法であって、
前記カウンタで計数された前記単一光子の計数率から放射線の線量率に換算することを特徴とする放射線計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療モニタ、放射線治療システム及び放射線計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療は、体内組織の放射線に対する感受性の差を利用して腫瘍組織を細胞死させることでがんを治療する先進医療である。放射線感受性は筋肉、脳、脊髄などに対して低く、選択的に患部を治療可能である。また、低強度の放射線を多方向から数十回に分割して照射することで標的患部に近接する組織の損傷回避と修復を図り、正常組織の損傷を最小限に低減可能となる。その治療効果の高さと侵襲性の低さから、世界中で放射線治療装置の導入が進んでいる。
【０００３】
近年、放射線治療装置の発展は目覚ましく、強度を変調した線束の利用や組織の時間的変動を追従する技術が開発されている。正常組織を避けながら標的患部を集中的に治療可能となるため、放射線強度を向上させることにより更なる治療効果の向上が期待される。これは、同時に治療期間の短縮に繋がり、患者への負担軽減が見込まれる。
【０００４】
放射線治療装置の高線量化に伴い、治療時における体内線量率の高精度測定が、今後要求される。従来、放射線治療は実際の治療姿勢で取得したCT画像を用いて治療計画を立案し、これを元に体内を模擬したファントムを用いて線量率を測定することで、照射放射線に対する体内線量率の整合性を得ている。しかし、放射線治療によって標的患部に照射された線量率、あるいは患部に近接する正常組織の線量率分布を測定により実際に確認する技術は確立されていない。
【０００５】
そこで、放射線検出器を生体内に取り付けることで治療時の体内線量率をリアルタイムで測定する技術が開発されている。放射線の線量率を測定するモニタとしては、シンチレーション検出器や電離箱、半導体検出器等がある。特に放射線治療においては再現性が良く、安定性の高い電離箱が広く使用されている。しかし、その検出原理から小型化は難しく生体内への取り付けは困難である。また、半導体検出器は高電圧を印加する必要があり生体内への適用は実用的でない。
【０００６】
これらの背景からシンチレーション検出器を生体内に取り付ける試みが進められている。シンチレーション検出器は放射線の入射によって発光結晶の内部で生成した光を、光電子増倍管等を用いて電圧パルスとして測定し、その電圧パルスの計数率から線量率を導出する。発光結晶の小型化は容易なため生体内に取り付け可能である。例えば、特許文献１では、人体に対して透過率の高い800 nmから1100 nmの近赤外線領域の発光波長を有する発光結晶を用いることで、体外からの線量率測定を図っている。また、特許文献２では、シンチレータを体内患部に取り付け、生成した光を光ファイバ等を介して体外から検出することで患部の放射線量をリアルタイムでモニタリングすることを図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2014-94996号公報
【特許文献２】特開2013-183756号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
放射線治療時に体内線量率を測定するためには、治療対象である患部に近接する正常組織の線量率分布を取得する必要がある。また、線量率分布を取得する際、体内正常組織に取り付けられた発光結晶の位置を正確に把握することが必要である。しかしながら、特許文献１および２では、体内の線量率分布を取得することは困難であるだけでなく、正確に体内の発光結晶位置を特定することは難しい。また、体外へ透過した近赤外線領域の光を用いる線量率測定手法は、発光結晶を体内に遺失する危険を伴う。
【０００９】
以上より、本発明の課題は、放射線治療時の体内線量率分布の取得と体内での発光結晶位置の正確な特定を可能とする放射線治療モニタ及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線治療モニタは、上記課題を解決するため、入射した放射線を検出して光を発する発光部と、発光部を有する放射線発光素子と、発光部に接続され、放出された光を伝送する光ファイバと、光ファイバに接続され、伝送された光を検出し、電気パルス信号に変換する光検出器と、光検出器に接続され、光検出器から出力された電気パルス信号を計数するカウンタと、カウンタに接続され、カウンタで計数された電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算する解析・表示装置を備え、カウンタで計数された電気パルス信号の計数率から前記入射された放射線の線量率または線量率分布の少なくとも一方を求めることを特徴とするものである。
【００１１】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、生体内に取り付けられた放射線発光素子を光ファイバと接続し、発光部から発生した光を生体外に設置された光検出器で検出してもよい。
【００１２】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、放射線発光素子が面状に配置された複数の発光部を有し、カウンタで計数された電気パルス信号の計数率から入射された放射線の線量率分布を求める構成であってもよい。
【００１３】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、放射線発光素子が三次元配置された複数の発光部を有し、カウンタで計数された電気パルス信号の計数率から放射線の線量率分布を求める構成であってもよい。
【００１４】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、発光部が少なくも１種の稀土類元素を含有していてもよい。
【００１５】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、発光部がハウジングに収納され、発光部が面状に配置される構成であってもよい。
【００１６】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、発光部がハウジングに収納され、発光部が立体状に三次元配置される構成であってもよい。
【００１７】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、体内へ挿入するプローブと、プローブの内部に放射線発光素子を有する構成であってもより。
【００１８】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、体内へ挿入し、膨張および収縮が可能なバルーン部を有するプローブと、バルーン部に発光部を有する構成であってもよい。
【００１９】
より好ましくは、当該放射線治療モニタは、電気パルス信号と時間情報を計数するカウンタと、放射線照射時間に基づいて補正値を算出する補正値算出機構を有する解析・表示装置を備え、補正値から放射線の線量率を換算する機能を有してもよい。
【００２０】
より好ましくは、密度1.3 g/cm3以上の材料を含有する発光部を有する放射線治療モニタと、放射線発生装置を備え、放射線発生装置から放出された放射線を測定することで体内の放射線発光素子の位置を特定する機能を有してもよい。
【００２１】
より好ましくは、前述の放射線治療モニタと、超音波検査装置または核磁気共鳴画像装置の少なくとも一方を備え、放射線発光素子の位置を特定する放射線治療システムであってもよい。
【００２２】
より好ましくは、前述の放射線治療モニタと、放射線放出核種を含有する発光部を有する放射線治療モニタと、発光部から放出された放射線を測定することで放射線発光素子の位置を特定する機能を有する放射線治療システムであってもよい。
【００２３】
なお、本明細書において「電気パルス信号の計数率」とは、単位時間あたりに測定された電気パルス信号の数を意味している。また、本明細において、「線量率分布」とは、放射線発光素子内に含まれる、一つ一つの検知部で測定された空間線量率の分布を表す。また、本明細において、「プローブ」とは、体内へ挿入可能な器具を意味している。また、本明細において、「バルーン部」とは、体内へ挿入可能で膨張および収縮可能な部位を意味している。
【発明の効果】
【００２４】
正常組織の体内線量率分布を取得可能とするもので、さらに、体内のプローブ位置を正確に特定する放射線治療モニタ及び放射線治療のモニタ方法を提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の放射線治療モニタの第１の実施例を示す概略ブロック図。
【図２】図１の放射線治療モニタにおける放射線発光素子の概略拡大図。
【図３】図２の放射線発光素子における検知部の概略拡大断面図。
【図４】図３の発光部における光スイッチの概略拡大図。
【図５】本発明の放射線治療モニタの第２の実施例における発光部が三次元配置された放射線発光素子の一例を示す概略図。
【図６】本発明の放射線治療モニタの第２の実施例における発光部が三次元配置された放射線発光素子の一例を示す概略図。
【図７】本発明の放射線治療モニタの第３の実施例におけるプローブの内部に設置された放射線発光素子の概略図。
【図８】本発明の放射線治療モニタの第４の実施例におけるバルーン部を有するプローブ内に設置された放射線発光素子の概略図。
【図９】図８のプローブにおけるバルーン部の概略拡大図。
【図１０】本発明の放射線治療モニタの第５の実施例における放射線治療システムの概略図。
【図１１】本発明の放射線治療モニタの第６の実施例における放射線治療システムの概略図。
【図１２】本発明の放射線治療モニタの第７の実施例における放射線治療システムの概略図。
【図１３】本発明の放射線治療モニタの第８の実施例における放射線治療システムの概略ブロック図。
【図１４】本発明の放射線治療モニタの第８の実施例における補正値算出機構の制御手順を示すフォローチャート。
【図１５】本発明の放射線治療モニタの第９の実施例における放射線治療システムの概略ブロック図。
【図１６】本発明の放射線治療モニタの第９の実施例における警告表示機構の制御手順を示すフォローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態の放射線治療モニタについて図面に基づいて説明するが、本発明は、当該図面に記載の実施態様にのみ限定されるものではない。
【実施例１】
【００２７】
以下、本発明の一実施例を図１から図４に沿って説明する。
【００２８】
図１は、本発明の放射線治療モニタの第１の実施例を示す概略ブロック図である。当該放射線治療モニタ１は、図１に示すように、概略的に、放射線発光素子２と、光ファイバ３と、光検出器４と、カウンタ５と、解析・表示装置６とを備えている。なお、当該放射線治療モニタ１で計測することができる放射線としては、例えば、X線、γ線などの電磁波と、α線、β線、中性子線、電子線、陽子線、重粒子線などが挙げられる。
【００２９】
放射線発光素子２は、総排出腔、子宮腔、口腔、耳腔、鼻腔などの腔内７へ挿入され、放射線入射によって放射線発光素子２で発生した光は光ファイバ３を伝送し、光検出器４で電気パルス信号として検出される。電気パルス信号は、カウンタ５で計数され、解析・表示装置６は計数された電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算し、放射線の線量率分布を出力する。なお、放射線発光素子２の挿入口は、腔内７に限定されるものではなく、針や外科手術による挿入法などを適用できる。
【００３０】
光検出器４は、光ファイバ３に接続され、光ファイバ３から伝送された光子を電気パルス信号に変換する検出器である。光検出器４としては、例えば、光電子増倍管、アバランシェフォトダイオード等を採用することができる。これら光電子増倍管等を用いることで、放射線発光素子２で発生した光子を電流増幅された一つの電流パルス信号として検出できる。
【００３１】
カウンタ５は、光検出器４に接続され、光検出器４から入力された電気パルス信号を計数する装置である。カウンタ５としては、例えば、デジタルシグナルプロセッサ等を採用することができる。
【００３２】
解析・表示装置６は、カウンタ５に接続され、カウンタ５で計数された電気パルス信号の計数率を放射線の線量率に換算し、その値および線量率分布を表示する装置である。また、解析・表示装置７は、電気パルス信号の計数率と放射線の線量率を対応付けるデータベースを保有している記憶装置と、上記データベースを用いて電気パルス信号の計数率から放射線の線量率を換算する演算装置と、換算した放射線の線量率を表示する表示装置を備えている。解析・表示装置７としては、例えば、上述した機能を有するパーソナルコンピュータ等を採用することができる。
【００３３】
図２は、図１の放射線治療モニタにおける放射線発光素子の概略拡大図である。図２に示すように、放射線発光素子２は、概略的に、検知部８と、光ファイバ３と、光スイッチ９と、面状シート１０とを備えている。検知部８は、面状シート１０に面状に配置され、各々の検知部８における線量率から線量率分布を計測できる。
【００３４】
図３は、図２の放射線発光素子における検知部の概略拡大断面図である。図３に示すように、検知部８は、入射した放射線の線量率に対応する強度の光を発する発光部１１と、ハウジング１２と、光ファイバ３とを有する素子である。
【００３５】
発光部１１は、少なくとも１種の稀土類元素を含有している。具体的には、発光部１１は、例えば、母材としてNaI、LiI、SrI2、BGO、CdWO4、PbWO4、ZnS、CaF2、LuAG、LuAP、YAG、YAP、LSO、LYSO、YSO、GSO、BaF2、CeF3、CeBr3、CsF、CsI、LiF、Gd2O2S、LaBr3、Gd3Al2Ga3O12、Cs2LiYCl6、ScTaO4、LaTaO4、LuTaO4、GdTaO4、YTaO4などの光透過性材料と、この光透過性材料中に含有されたCe、Pr、Nd、Eu、Yb、Yなどの希土類元素またはTl、Na、Ag、W、CO3などで形成されている。
【００３６】
このように、発光部１１が少なくとも１種の希土類元素を含有していることで、発光部１１に入射した放射線の線量率と光の強度の線形性を向上させることができ、当該放射線治療モニタ１は、線量率の高い放射線が入射する場合においても、放射線の線量率をより正確に計測することができる。
【００３７】
ハウジング１２は、発光部１１を収納する容器である。ハウジング１２を構成する材料としては、計測対象の放射線を透過可能なものであれば特に限定されず、例えば、アルミニウム等を採用することができる。
【００３８】
光ファイバ３は、発光部１１に接続され、発光部１１から放出された光を伝送する。この光ファイバ３は、体外に設置された光検出器４と接続されている。光ファイバ３を構成する材料としては、例えば、石英、プラスチック等が挙げられる。
【００３９】
光ファイバ３の外装表面は、目盛または標識などを表示可能である。これにより、放射線発光素子２の体内挿入長を計測することができる。また、光ファイバ３の挿入または抜去により、放射線発光素子２の体内挿入位置を調節可能である。また、挿入方向を軸として光ファイバ３を回転することにより、放射線発光素子２の体内患部に対する接地角度を調節可能である。
【００４０】
図４は、図２の放射線発光素子における光スイッチの概略拡大図である。図４に示すように、光スイッチ９は、検知部８から伝送された光を集約または分岐可能なものであれば特に限定されず、例えば、光カプラ、光スプリッタなどを採用することができる。なお、光スイッチ９を用いずに、光ファイバ３を束ねて使用することも可能である。
【００４１】
また、当該放射線治療モニタ１は、光ファイバ３から伝送された単一光子を、光検出器４で測定することができる。この単一光子をカウンタ５で計数し、解析・表示装置６で測定した単一光子の計数率を放射線の線量率に換算する。これにより、放射線の線量率を幅広いダイナミックレンジで正確に計測することができる。
【００４２】
このように、当該放射線治療モニタ１は、体内に放射線発光素子２を挿入し、光ファイバ３を介して光検出器４と、カウンタ５と、解析・表示装置６とを接続することで体外から線量率を測定可能である。また、放射線発光素子２内に複数の発光部１１を面状に配置することにより、体外から体内の線量率分布を計測可能である。これにより、例えば、放射線治療時の体内線量率分布をリアルタイムで取得可能である。
【実施例２】
【００４３】
本発明の実施例２を図５および図６を用いて説明する。
【００４４】
図５は、本発明の放射線治療モニタの第２の実施例における発光部が三次元配置された放射線発光素子の一例を示す概略図である。実施例１では、放射線発光素子内に複数の発光部を面状に配置した例としたが、実施例２は、検知部８を３つ以上有し、三次元配置されている構成を例に説明する。なお、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００４５】
図５に示すように、放射線発光素子２は、概略的に、検知部８と、光ファイバ３と、立体シート２０とを備えている。検知部８は、立体シート２０に三次元的に配置され、各々の検知部８における線量率から体内線量率の三次元分布を計測できる。
【００４６】
また、図６は、検知部８が、立体シート２０に三次元設置された第二の配置である。なお、これらの配置に限定されるものではなく、３つ以上の検知部８が三次元的に設置された配置を適用できる。例えば、前立腺がんの治療計画は、直腸の断面中心部の積算線量を一つの指標に立案されるため、放射線治療時に直腸断面の線量率分布を測定することにより、治療計画との整合性を精度良く確認できる。
【００４７】
このように、当該放射線治療モニタ１は、立体シート２０に三次元配置された検知部８を有する放射線発光素子２を用いることで、体内線量率の三次元分布を計測可能である。これにより、例えば、放射線治療時の三次元体内線量率分布をリアルタイムで高精度に取得可能である。
【実施例３】
【００４８】
本発明の実施例３を、図７を用いて説明する。
【００４９】
図７は、本発明の放射線治療モニタの第３の実施例におけるプローブの内部に設置された放射線発光素子の概略図である。実施例３は、放射線発光素子２が、体内へ挿入するプローブ２１内に設置されている点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。また、放射線発光素子２は、検知部８の数に限定されるものではなく、入射した放射線の線量率に対応する強度の光を発する発光部１１を、少なくとも１つ以上有するものであれば、適用可能である。
【００５０】
図７に示すように、放射線発光素子２は、プローブ２１内に設置され、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６と接続されている。プローブ２１は、体内に挿入可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、内視鏡、膀胱鏡、腎盂尿管鏡、気管支鏡、喉頭鏡、耳鏡、関節鏡、腹腔鏡、結腸用内視鏡、胃腸用内視鏡、ガイドワイヤー、コイル、カテーテルなどを適用可能である。
【００５１】
このように、当該放射線治療モニタ１は、放射線発光素子２をプローブ２１の内部に設置することにより、低侵襲で、放射線発光素子２を容易に体内へ挿入可能であり、放射線治療時の体内線量率および三次元体内線量率分布をリアルタイムで取得可能である。
【実施例４】
【００５２】
本発明の実施例４を、図８および図９を用いて説明する。
【００５３】
図８は、本発明の放射線治療モニタの第４の実施例におけるバルーン部を有するプローブ内に設置された放射線発光素子の概略図である。実施例４は、体内へ挿入するプローブ２１が、バルーン部２２を有し、放射線発光素子２がバルーン部２２の内部に設置されている点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図８に示すように、放射線発光素子２は、バルーン部２２の内部に設置され、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６と接続されている。バルーン部２２は、体内に挿入可能で、膨張および収縮可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、バルーンカテーテルなどを適用可能である。
【００５５】
図９は、図８のプローブにおけるバルーン部の概略拡大図である。図９に示すように、放射線発光素子２は、検知部８を有し、検知部８はバルーン部２２の内部に設置されている。放射線発光素子２は、検知部８の設置数に限定されるものではなく、入射した放射線の線量率に対応する強度の光を発する発光部１１を、少なくとも１つ以上有するものであれば、適用可能である。
【００５６】
このように、当該放射線治療モニタ１は、放射線発光素子２をバルーン部２２の内部に設置することにより、低侵襲で、放射線発光素子２を体内組織表面に容易に密着可能である。これにより、放射線治療時の体内線量率および三次元体内線量率分布をリアルタイムで正確に取得可能である。
【実施例５】
【００５７】
本発明の実施例５を、図１０を用いて説明する。
【００５８】
図１０は、本発明の放射線治療モニタの第５の実施例における放射線治療システムの概略図である。実施例５は、放射線治療システム３０が、放射線発生装置４０と、放射線計測装置４１と、治療計画CT画像４２と、比較判断装置４３を有している点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、放射線発光素子２、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１、第２、第３、および第４の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００５９】
図１０に示すように、放射線治療システム３０は、被検体３２の内部に放射線発光素子２を挿入し、放射線発生装置４０から放出された放射線３１を、放射線計測装置４１を用いて体外から計測する。放射線発光素子２に含まれる検知部８は、密度が1.3 g/cm3以上の材料を含有することが望ましい。これにより、体内で最も高密度である骨（1.25 g/cm3）と比較して、容易に放射線発光素子２の位置特定が可能である。
【００６０】
比較判断装置４３は、放射線計測装置４１から得た体内CT画像と、事前に取得された治療計画CT画像４２を比較し、解析・表示装置６へ出力する。比較判断装置４３は、例えば、骨などの体内骨格を基準とすることで、複数CT画像の重ね合わせ、及び比較が可能である。また、光ファイバ３の挿入または抜去、及び挿入方向を軸とした光ファイバ３の回転により、放射線発光素子２の体内挿入位置及び接地角度を調節可能である。これにより、放射線発光素子２の位置特定が高精度に可能である。
【００６１】
なお、当該放射線治療システム３０で使用可能な放射線３１としては、例えば、X線、γ線などの電磁波と、中性子線、電子線、陽子線、重粒子線などが挙げられる。また、放射線発生装置４０は放射線３１を発生可能なものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、X線管や、サイクロトロン、シンクロトロン、リニアックなどの加速器を適用可能である。また、放射線計測装置４０は、放射線との相互作用が生じるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、半導体検出器、シンチレータ、イメージングプレートなどを適用可能である。
【００６２】
このように、当該放射線治療システム３０は、放射線発生装置４０と、放射線計測装置４１を用いて被検体３２を透過した放射線３１を計測することにより、放射線３１の強度分布から体内に挿入された放射線発光素子２の位置を特定できる。したがって、放射線治療時の体内線量率分布とその正確な位置情報をリアルタイムで取得可能である。
【実施例６】
【００６３】
本発明の実施例６を、図１１を用いて説明する。
【００６４】
図１１は、本発明の放射線治療モニタの第６の実施例における放射線治療システムの概略図である。実施例６は、放射線治療システム３０が、超音波検査装置３３と、治療計画CT画像４２と、比較判断装置４３を有している点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、放射線発光素子２、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１、第２、第３、および第４の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
図１１に示すように、放射線治療システム３０は、被検体３２の内部に放射線発光素子２を挿入し、被検体３２の表面に設置された超音波検査装置３３から、体内へ送信および反射された超音波３４を計測する。
【００６６】
比較判断装置４３は、超音波検査装置３３から得た超音波画像と、事前に取得された治療計画CT画像４２を比較し、解析・表示装置６へ出力する。比較判断装置４３は、例えば、超音波画像から得た3点以上の体内骨格位置と放射線発光素子２の距離と、治療計画CT画像４２から得た体内骨格位置情報の比較が可能である。また、光ファイバ３の挿入または抜去、及び挿入方向を軸とした光ファイバ３の回転により、放射線発光素子２の体内挿入位置及び接地角度を調節可能である。これにより、放射線発光素子２の位置特定が高精度に可能である。
【００６７】
このように、当該放射線治療システム３０は、超音波検査装置３３を用いて被検体３２へ送信および反射された超音波３４を計測することにより、体内に挿入された放射線発光素子２の位置を特定できる。したがって、放射線治療時の体内線量率分布とその正確な位置情報をリアルタイムで取得可能である。
【実施例７】
【００６８】
本発明の実施例７を、図１２を用いて説明する。
【００６９】
図１２は、本発明の放射線治療モニタの第７の実施例における放射線治療システムの概略図である。実施例７は、放射線発光素子２が放射線３１を放出する核種を含有し、放射線計測装置４１、治療計画CT画像４２と、比較判断装置４３を有している点で、実施例と異なる構成を有する。なお、光ファイバ３、光検出器４、カウンタ５、および解析・表示装置６は、第１、第２、第３、および第４の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
図１２に示すように、放射線治療システム３０は、被検体３２の内部に放射線発光素子２を挿入し、放射線発光素子２の内部に含有させた放射性核種から放出される放射線３１を体外に設置された放射線計測装置４１で測定する。なお、放射性核種は放射線３１を放出するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、11C、13N、15O、18F、62Cu、68Ga、82Rbなどの陽電子放出核種を適用することにより電子・陽電子対消滅γ線を体外から計測可能である。また、放射線計測装置４０は、放射線との相互作用が生じるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、半導体検出器、シンチレータ、イメージングプレートなどを適用可能である。
【００７１】
比較判断装置４３は、放射線計測装置４１から得た体内放射性核種分布画像と、事前に取得された治療計画CT画像４２を比較し、解析・表示装置６へ出力する。比較判断装置４３は、例えば、骨などの体内骨格を基準とすることで、複数CT画像の重ね合わせ、及び比較が可能である。また、光ファイバ３の挿入または抜去、及び挿入方向を軸とした光ファイバ３の回転により、放射線発光素子２の体内挿入位置及び接地角度を調節可能である。これにより、放射線発光素子２の位置特定が高精度に可能である。
【００７２】
このように、当該放射線治療システム３０は、放射線発光素子２から放出される放射線３１を体外から計測することにより、体内に挿入された放射線発光素子２の位置を特定できる。したがって、放射線治療時の体内線量率分布とその正確な位置情報をリアルタイムで取得可能である。
【実施例８】
【００７３】
本発明の実施例８を、図１３および図１４を用いて説明する。
【００７４】
図１３は、本発明の放射線治療モニタの第８の実施例における放射線治療システムの概略ブロック図である。実施例８は、解析・表示装置６が、補正値算出機構３５を有する点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、放射線発光素子２、光ファイバ３、光検出器４、およびカウンタ５は、第１、第２、第３、および第４の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００７５】
図１４は、本発明の放射線治療モニタの第８の実施例における補正値算出機構の制御手順を示すフォローチャートである。図１４に示すように、補正値算出機構３５は、治療用の放射線照射時間に応じて、測定した計数率情報を抽出し、計数率から放射線の線量率を換算する。
【００７６】
また、測定した計数率から放射線の線量率換算に用いる測定時間は、特に限定されず、例えば、照射開始から照射終了までの全ての測定時間から線量率、または積算線量を換算できる。また、照射開始から照射終了までの測定時間を分割し、測定時間毎の線量率、積算線量を換算しリアルタイムに解析・表示装置６で表示可能である。
【００７７】
このように、当該放射線治療モニタ１は、放射線照射時間に応じて測定した計数率を補正することにより、放射線治療時の体内線量率分布をリアルタイムで正確に取得可能である。
【実施例９】
【００７８】
本発明の実施例９を、図１５および図１６を用いて説明する。
【００７９】
図１５は、本発明の放射線治療モニタの第９の実施例における放射線治療システムの概略ブロック図である。実施例９は、解析・表示装置６が、閾値判断装置３６を有する点で、実施例１と異なる構成を有する。なお、放射線発光素子２、光ファイバ３、光検出器４、およびカウンタ５は、第１、第２、第３、および第４の実施例と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
図１６は、本発明の放射線治療モニタの第９の実施例における閾値判断装置３６の制御手順を示すフォローチャートである。図１６に示すように、閾値判断装置３６は、換算した放射線の線量率が、予め設定した閾値以上または以下であるかを判断する。線量率が閾値以下の場合は治療を継続し、線量率が閾値以上の場合は解析・表示装置６で警告を表示する。また、閾値判断装置３６と放射線治療装置を接続し、線量率が閾値以上の場合に放射線治療装置の緊急停止が可能である。
【００８１】
当該放射線治療モニタ１によれば放射線治療時の体内線量率分布をリアルタイムで正確に取得可能である。
【００８２】
さらに、当該放射線治療モニタ１は、閾値に応じて警告表示、または緊急停止することにより、被検体３２の被ばく線量管理、及び安全性の向上が可能である。
【符号の説明】
【００８３】
１  放射線治療モニタ 
２  放射線発光素子
３  光ファイバ
４  光検出器 
５  カウンタ 
６  解析・表示装置 
７  腔内 
８  検知部 
９  光スイッチ 
１０  面状シート 
１１  発光部 
１２  ハウジング 
２０  立体シート 
２１  プローブ 
２２  バルーン部 
３０  放射線治療システム 
３１  放射線 
３２  被検体 
３３  超音波検査装置 
３４  超音波 
３５  補正値算出機構 
４０  放射線発生装置 
４１  放射線計測装置
４２  治療計画CT画像 
４３  比較判断装置 
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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