(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電離箱を用いた放射線計測装置であり、
前記電離箱は複数のチャンネルを有し、
前記電離箱へ印加する電圧を変調する電圧変調機構と、
前記電離箱の印加電圧を第１電圧値から第２電圧値に変化させた際に前記電離箱から発生する電荷を計測し、前記計測した電荷に基づいて、いずれのチャンネルが異常であるかを判定する判定機構とを備え、
前記異常判定に前記電離箱への放射線照射を利用しないことを特徴とする放射線計測装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線計測装置であり、
前記電離箱が積層電離箱であることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の放射線計測装置であり、
前記電離箱の信号収集用電極が電気的に２つ以上の領域に分割され、前記領域毎に独立に前記電荷を収集することを特徴とする放射線計測装置。
【請求項４】
請求項１に記載の放射線計測装置であり、
前記電離箱がワイヤーチェンバーであることを特徴とする放射線計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４に記載の放射線計測装置であり、
前記判定機構は、前記計測した電荷が閾値を超えたチャンネルを異常と判定することを特徴とする放射線計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５に記載の放射線計測装置であり、
前記電離箱の印加電圧を第１電圧値から第２電圧値に変化させた際に前記電離箱から発生する電荷を計測し、前記計測した電荷に基づいて、前記チャンネルの校正係数を求めることを特徴とする放射線計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線を計測する放射線計測装置に係り、特に荷電粒子ビームを計測するのに公的な放射線計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粒子線治療ではビーム照射法としてスキャニング照射法が普及しつつある。スキャニング照射法は患部を微少領域（以下、スポット）に分割し、スポット毎に細径（１σ＝３〜２０mm）のビームを照射する。スポットに既定線量が付与されると、照射を停止して次の既定スポットに向けてビームを走査する。照射スポットをビーム進行方向（以下、深部方向）に対して垂直な方向（以下、横方向）に変更する場合は、走査電磁石でビームの照射位置を変更する。ある深さについてすべてのスポットに既定線量が付与されると、照射スポットを深部方向に変更する。照射スポットを深部方向に変更する場合は、加速器もしくはレンジシフタで被照射体に対するビームの入射エネルギーを変更する。最終的に全てのスポット、即ち患部全体に一様な線量が付与される。
【０００３】
スキャニング照射法を採用する粒子線照射装置は、指示通りの位置にビームを照射できるよう調整される（位置誤差±１mm以下）。さらに、指示通りの入射エネルギーでビームを照射できるよう調整される（水中飛程誤差±１mm以下）。飛程は媒質中におけるビームの到達深度を示し、ビームの入射エネルギーに依存する。
【０００４】
粒子線照射装置の調整結果を確認するため、放射線計測装置を用いてビームの照射位置、及びブラッグカーブが計測される。ブラッグカーブは深部方向に対するＬＥＴ（線エネルギー付与：Linear Energy Transfer、単位［Ｊ／ｍ］）の分布であり、ビームの入射エネルギーに依存する。ＬＥＴは媒質中を進むビーム粒子１個が深部方向へ単位距離進む間に媒質へ付与するエネルギーである。
【０００５】
放射線計測装置は主に電離箱と信号処理装置で構成される。電離箱は２つの電極で電離層（材質は空気，希ガス等）を挟み込んだ構造を持つ。一方の電極に高電圧を印加して電離層に電場を形成し、ビーム照射時に電離層で発生した電離電荷を収集する。電離電荷量は電離層におけるビームのエネルギー損失量［ＭｅＶ／秒］に比例する。また、電離箱は構造的にコンデンサと見なす事ができ、静電容量を持つ。信号処理装置は電離箱で発生した電荷をデジタル値に変換し、ディスプレイ等に表示する。また、ハードディスクドライブ等の記録装置に記録する。
【０００６】
非特許文献１の放射線計測装置は深部方向に複数の平行平板電離箱を積層した構造を持ち、重粒子線のブラッグカーブを一度に計測できる。平行平板電離箱は２枚の板状電極で電離層を平行に挟み込んだ構造を持つ。電離層から得られた電荷量（単位［Ｃ］）に較正係数を乗じると、水中線量Ｄ（単位［Ｊ／kg］）を算出できる。線量Ｄは電離層の水等価体積で平均化した値である。水等価体積は媒質の横方向面積Ｓ×深部方向の水等価厚で表される。水等価厚とは、媒質を水で置き換えた場合に放射線に対して等しいエネルギー損失を与える厚みである。線量ＤはＤ＝ＬＥＴ×ｎ／ρ／Ｓの関係を満たす。ｎは電離層への入射粒子数、ρは媒質の密度（単位［kg／ｍ3］）である。非特許文献１の放射線計測装置は横方向に十分広い面積の電離層を持ち、全てのビーム粒子が電離層を通過する。従って、全ての層についてｎ＝一定となるため、線量Ｄの分布からＬＥＴの分布、即ちブラッグカーブを算出できる。
【０００７】
特許文献１には、２つの電極を有する放射線検出器と、この電極間に電圧を印加する電圧印加装置を備える放射線計測装置が開示される。この放射線計測装置は、この電極間に定電圧を印加して形成される電界に放射線を照射し、電極間に流れる電流を検出することによって放射線を計測する。
【０００８】
粒子線治療装置の品質管理のため、ビーム計測は定期的に実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５-２７０４０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】C.Brusasca, et al.，“A dosimetry system for fast measurement of 3D depth dose profiles in charged-particle tumor therapy with scanning techniques”Nucl. Instr. And. Meth. in Phys. Res.B 168 (2000) 578-692
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
保管中や搬送中等に、放射線計測装置が突如故障する場合がある。従って、放射線計測装置の動作確認は頻繁（例えば、ビーム計測毎）に実施されなければならない。
【００１２】
電極間に電圧を印加して形成される電界に放射線を照射し、この電極間に流れる電流を計測することで放射線を計測する放射線計測器の場合、この放射線検出器の異常を発見するためには、放射線を照射することが必要となる。しかしながら、このような放射線計測器の場合、放射線を照射する放射線源の設置等の準備に時間を要し、また放射線の計測にも時間を要することになる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は電離箱を用いた放射線計測装置であり、電離箱への印加電圧を変調する機構と、印加電圧の変調中に電離箱から発生する電荷を計測する機構とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の放射線計測装置は、短時間且つ容易に自身の健全性を確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の好適な一実施例である放射線計測装置の陽子線照射装置への適用例を示す図である。
【図２】図１に示す放射線計測装置の構成図である。
【図３】図２に示す積層電離箱の構成図である。
【図４】図３に示す電荷収集用プリント基板の構成図である。
【図５】図３に示す高電圧印加用プリント基板の構成図である。
【図６】ワイヤーチェンバーの構成図である。
【図７】図２に示す主制御装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００１７】
本発明の好適な一実施例である放射線計測装置について、図１を用いて説明する。本実施例では、まずスキャニング照射法を用いる陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価のために、放射線計測装置１０１を用いた例について説明する。本実施例の放射線計測装置１０１は陽子線照射装置１０２から照射されたビームが水中に形成するブラッグカーブを計測する。本実施例では放射線照射装置として陽子線照射装置１０２を例に説明するが、陽子より質量の重い粒子（炭素線等）を用いた重粒子線照射装置にも適用できる。また、光子線，電子線，ミュオン線，パイ中間子線，中性子線を用いた放射線照射装置にも適用できる。
【００１８】
図１へ示すように、陽子線照射装置１０２は陽子線発生装置１０３，陽子線輸送装置１０４及び回転式照射装置１０５を有する。本実施例では回転ガントリーを備える回転式照射装置１０５を例に説明するが、照射装置は固定式であってもよい。陽子線発生装置１０３は、イオン源１０６，前段加速器１０７（例えば、直線加速器）及びシンクロトロン１０８を有する。まず、イオン源１０６から発生した陽子イオンを前段加速器１０７で加速する。前段加速器１０７から出射した陽子線（以下、ビーム）は、シンクロトロン１０８で所定のエネルギーまで加速された後、出射デフレクタ１０９から陽子線輸送装置１０４に出射される。最終的に、ビームは回転式照射装置１０５を経て放射線計測装置１０１に照射される。回転式照射装置１０５は回転ガントリー（図示せず）及び照射野形成装置１１０を有する。回転ガントリーに設置された照射野形成装置１１０は回転ガントリーと共に回転する。陽子線輸送装置１０４の一部は回転ガントリーに取り付けられている。本実施例では陽子線の加速装置としてシンクロトロン１０８を採用したが、サイクロトロンや直線加速器であってもよい。
【００１９】
本実施例の照射野形成装置１１０によって実現される、スキャニング照射法の概略を説明する。スキャニング照射法では照射範囲を微少領域（スポット）に分割し、スポット毎にビームを照射する。スポットに既定線量が付与されると、照射を停止して次の既定スポットに向けてビームを走査する。照射スポットを横方向に変更する場合は照射野形成装置１１０に搭載した２対の走査電磁石（図示せず）を用いてビームの照射位置を変更する。
ある深さについてすべてのスポットに既定線量が付与されると、ビームのエネルギーをシンクロトロン１０８もしくは照射野形成装置１１０等に搭載したレンジシフタ（図示せず）で変更して照射スポットを深部方向に変更する。このような手順を繰り返して最終的に全てのスポットに一様な線量が付与される。
【００２０】
走査電磁石を励磁しない状態でビームの中心が通る直線をビーム軸と定義する。また、回転式照射装置１０５の回転軸とビーム軸との交点をアイソセンタと定義する。スキャニング照射法では、アイソセンタ付近におけるビームの横方向広がりは１σ＝３mm〜２０mmである。
【００２１】
図２を用いて放射線計測装置１０１の構造を説明する。放射線計測装置１０１は、レンジシフタ２０１，レンジシフタ駆動制御装置２０２，積層電離箱２０３，高電圧電源２０４，信号処理装置２０５及び主制御装置２０６を有する。
【００２２】
レンジシフタ２０１は積層電離箱２０３の深部方向上流に位置し、厚みの異なる複数のエネルギー吸収体２０７を持つ。本実施例では、厚さ０.２mm，０.４mm，０.８mm，１.６mm，３.２mmの５枚である。陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価の項目に応じて放射線計測装置１０１の深部方向の計測位置を変更するため、エネルギー吸収体２０７をビーム通過位置上に配置してビームのエネルギーを減衰させる。本実施例では深部方向の計測位置を最小０.２mm間隔で変更できる。変更範囲は０.２mmから６.２mmである。エネルギー吸収体２０７の素材と厚みの種類は陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価の項目に応じて任意である。本実施例ではＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（Acrylonitrile butadiene styrene）樹脂）を使用する。また、放射線に対するＡＢＳと水の阻止能の比は１とする。レンジシフタ駆動制御装置２０２は、ビーム通過位置上に所望の厚みのエネルギー吸収体２０７が配置されるよう、レンジシフタ２０１を駆動・制御する。
【００２３】
図３へ示すように、積層電離箱２０３は、電荷収集用プリント基板（以下、基板Ａ）３０１と高電圧印加用プリント基板（以下、基板Ｂ）３０２を深部方向へ交互に積層した構造である。陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価の項目に応じて、基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２の任意の積層数で構わない（ただし、各１枚ずつは最低限必要）。基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２の間にはスペーサ３０３を挿入して電離層を形成する。スペーサ３０３は絶縁体である。電離層は電離ガスで満たされる。本実施例では電離層を大気開放し、空気を電離ガスとして用いる。電離層を密封し、外部のガスポンプを用いてアルゴン等の電離ガスを循環させる構成でもよい。積層した基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２及びスペーサ３０３はボルト３０４を用いて固定する。ただし、基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２及びスペーサ３０３を安定して積層・固定できる方法であれば、この方法に限らない。
【００２４】
基板Ａ３０１と基板Ｂ３０２は深部方向と直交する面に電極を蒸着したガラスエポキシ板である。電極はニッケルと金でメッキした銅である。ただし、絶縁体であれば基板はガラスエポキシに限らない。同様に、導体であれば電極は銅，ニッケル，金に限らない。
【００２５】
図４へ示すように、基板Ａ３０１の電極は３つの領域へ電気的に分割される。基板Ａ３０１の中心を含む領域（中心領域）を小電極（第１電極）４０１、小電極４０１を取り囲む領域を大電極（第２電極）４０２、最も外側の領域をガード電極（第３電極）４０３と呼ぶ。小電極４０１は導線４０４に接続し、大電極４０２は導線４０５に接続し、ガード電極４０３は導線４０６に接続する。小電極４０１に接続する導線４０４と大電極４０２に接続する導線４０５のもう一端は、基板の内層を通って信号処理装置２０５の入力側に接続する。つまり、導線４０４が小電極４０１と信号処理装置２０５を接続し、導線４０５が大電極４０２と信号処理装置２０５を接続する。信号処理装置２０５は、既定時間中に入力した電荷を積算し、積算値を主制御装置２０６に送信する。ガード電極４０３に接続する導線４０６の一端は接地する。ガード電極４０３は基板Ｂ３０２から小電極４０１及び大電極４０２へのリーク電流を防止する。基板Ａ３０１の電極は両面対称構造であり、表面と同様に裏面に面した電離層からも電荷を収集する。なお、小電極４０１と大電極４０２が構成する電極は、放射線計測装置１０１中の散乱とドリフトによって横方向へ２次元ガウス分布状に広がったスキャニング照射法のビーム（アイソセンタで１σ＝３〜２０mm）を十分捕獲可能な面積及び形状となっている。
【００２６】
図５へ示すように、基板Ｂ３０２の電極は２つの領域へ電気的に分割される。中心領域を高電圧印加電極５０１、外側をガード電極５０２と呼ぶ。高電圧印加電極５０１は導線５０３に接続し、ガード電極５０２は導線５０４に接続する。導線５０３は高電圧印加電極５０１と高電圧電源２０４を接続し、高電圧電源２０４からの高電圧（絶対値で数千Ｖ以下）を高電圧印加電極５０１に印加する。ガード電極５０２と接続する導線５０４の一端は接地する。ガード電極５０２は基板Ｂ３０２から基板Ａ３０１の小電極４０１及び大電極４０２へのリーク電流を防止する。基板Ｂ３０２の電極は両面対称構造であり、表面と同様に裏面の高電圧印加電極にも高電圧が印加される。基板Ａの小電極４０１及び大電極４０２はほぼ０Ｖであり、電離層には電場が生じる。
【００２７】
本実施例では、基板Ａ３０１及び基板Ｂ３０２の１枚分の水等価厚を共に４.０mmとする。電離層（材質は空気）のエネルギー損失量は無視できるため、積層電離箱２０３のブラッグカーブの計測間隔は４.０mmとなる。
【００２８】
本実施例では２重同心円形状としたが、基板Ａ３０１の電極形状は陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価の項目に応じて任意である。例えば、横方向の線量分布を計測するため電極をピクセル状又はストリップ状に分割し、各セグメントから独立して電離電荷を取り出す構成としてもよい。また、陽子線照射装置１０２の調整及び性能評価項目に応じた所望の電場分布を電離層に形成可能なら、基板Ｂ３０２の電極形状も任意である。
【００２９】
図７へ示すように、主制御装置２０６にはディスプレイ２０８が備わる。ディスプレイ２０８には放射線計測装置１０１の制御用ＧＵＩ２０９が表示される。制御用ＧＵＩ２０９上には動作確認用ボタン２１０が備わる。ただし、動作確認用ボタン２１０は積層電離箱２０３や高圧電源２０４等に実体として備わっていてもよい。
【００３０】
放射線計測装置１０１の動作確認の方法を説明する。まず、操作者は陽子線照射装置１０２の照射室（図示せず）等に放射線計測装置１０１を搬送し、任意の場所に設置する。
放射線計測装置１０１を設置後、操作者は主制御装置２０６を通して高電圧電源２０４，信号処理装置２０５に電源を投入する。基板Ｂ３０２の高電圧印加電極５０１に高電圧Ｖが印加され電離層に電場が発生する。小電極４０１，大電極４０２の領域に生じる静電容量をそれぞれＣｓ，Ｃｌとすると、小電極４０１，大電極４０２の表面にはそれぞれＣｓ×Ｖ，Ｃｌ×Ｖの電荷が誘起する。Ｃｓ，ＣｌはそれぞれＣｓ＝ε０×Ｓｓ／ｄ，Ｃｓ＝ε０×Ｓｌ／ｄと示せる。ε０は空気の誘電率、Ｓｓは小電極４０１の面積、Ｓｌは大電極４０２の面積、ｄは電離層の厚みである。このようにＣｓ，Ｃｌは電離箱の構造にのみ依存するため、落下等の強い衝撃によって構造が変化しない限り一定である。
【００３１】
操作者が制御用ＧＵＩ２０９上の動作確認用ボタン２１０を押すと、主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると、信号処理装置２０５は入力電荷の積算を開始する。直後、高圧電源２０４の出力が一定量（例えば、−１００Ｖ）変化する。小電極４０１，大電極４０２の表面に誘起する電荷はＣｓ×（Ｖ−１００Ｖ），Ｃｌ×（Ｖ−１００Ｖ）となり、導線４０４と導線４０５にはＣｓ×１００Ｖ，Ｃｌ×１００Ｖの電荷が発生する。信号処理装置２０５は、導線４０４と導線４０５で発生した電荷をそれぞれ独立に積算する。高圧電源２０４の出力変化量は制御用ＧＵＩ２０９から操作者が指定できる。
【００３２】
電圧変調が完了すると、主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は自身に記録された全チャンネルの積算値をリセットする。最後に、基板Ｂ３０２への印加電圧はＶに戻る。
【００３３】
動作確認で得られた放射線計測装置１０１の出力値について、主制御装置２０６は前回の動作確認時の値からの変化率を計算し、ディスプレイ２０８に表示する。操作者は変化率に対して任意の閾値を設定できる。閾値を超える変動を見せたチャンネルに対して、主制御装置２０６はディスプレイ２０８に異常を通知する。また、主制御装置２０６は今までの動作確認で得られた記録値の推移をディスプレイ２０８に表示する。ディスプレイ２０８に表示された結果から、操作者は放射線計測装置１０１の健全性を判断する。このように本実施例によれば、放射線計測装置１０１の動作確認を少ない手間と時間で実施できる。放射線計測装置１０１の健全性を頻繁に確認できるため、より信頼性の高い線量計測が可能になる。
【００３４】
放射線計測装置１０１の出力異常は、主に積層電離箱２０３と信号処理装置２０５のどちらかの故障によって引き起こされる。このとき定電流源（図示せず）を用いて信号処理装置２０５に一定の電流を入力すれば、どちらが異常の原因であるか特定できる。入力電荷に対して信号処理装置２０５からの出力値が予想値と一致すれば、積層電離箱２０３側の故障と判断できる。ここで、予想値（単位［count］）＝入力電荷×信号処理装置の設計ゲイン（単位［count／Ｃ］）である。不一致であれば、信号処理装置２０５側の故障と判断できる。この作業は動作確認時に異常と判明したチャンネルについてのみ実施すればよいため、汎用の定電流源を用いたとしても少ない手間と時間で異常原因を特定できる。またこれにより、ビームを照射せずに電離箱の故障の有無を特定できる。
【００３５】
積層電離箱２０３を図６に示すワイヤーチェンバー６０１で置き換えた場合も本実施例と同様の効果が得られる。ワイヤーチェンバー６０１はビームの通過位置と幅を計測可能な多チャンネルの電離箱で、複数のワイヤー６０２を電離層中に平行に並べた構造を持つ。ワイヤー６０２間は電気的に独立で、それぞれ信号処理装置２０５に接続している。電圧はほぼ０Ｖである。ワイヤー６０２を挟むように配置した２枚の高電圧印加電極６０３に高電圧を印加し、電離層に電場を形成する。ビームの通過によって電離層に電離電荷が発生すると、電離電荷は発生位置から最も近いワイヤー６０２までドリフトし、ワイヤー６０２の一端に取り付けられた導線（図示せず）を伝って信号処理装置２０５に入力する。ワイヤー６０２毎の出力電荷の分布から、ビームの通過位置と幅を算出できる。
【００３６】
本実施例の放射線計測装置１０１を用いてブラッグカーブ計測する手順を説明する。まず、陽子線照射装置１０２の照射室に放射線計測装置１０１を搬送し、患者カウチ（図示せず）上に固定する。次に、患者位置決め用レーザーマーカを参考に患者カウチを可動させて放射線計測装置１０１を位置決めする。本実施例では、ビーム軸が各層の小電極４０１の中心を通過するように位置決めする。患者カウチの替わりに放射線計測装置１０１専用の位置決め用可動冶具を製作し、用いても良い。
【００３７】
位置決め完了後、操作者は照射室から制御室（図示せず）に移動する。制御室では、主制御装置２０６を用いて放射線計測装置１０１の計測制御と陽子線照射装置１０２のビーム照射制御を行う。まず、操作者は主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２，高電圧電源２０４，信号処理装置２０５に電源を投入する。基板Ｂ３０２の高電圧印加電極５０１に高電圧が印加され電離層に電場が発生する。本実施例では接地０Ｖに対して負極の高電圧を高電圧印加電極５０１に印加する。レンジシフタ２０１の全てのエネルギー吸収体２０７はビーム通過位置から外れた状態で待機する。
【００３８】
操作者は、主制御装置２０６に所望の計測間隔を設定する。本実施例では、ビームの入射エネルギーが高い条件でのブラッグカーブ計測を想定して１.０mmに設定する。操作者は主制御装置２０６から陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー，照射スポット位置，照射スポット数等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。ブラッグカーブ計測ではビーム軸上のスポットに対してビームを照射するため、走査電磁石は励磁されない。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると、信号処理装置２０５は入力電荷の積算を開始する。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て回転式照射装置１０５に出射し、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測装置１０１にビームが照射される。
【００３９】
ビームが電離層を通過すると電離層中のビーム線量に比例した数のイオン対、即ち正イオンと電離電子のペアが生成する。生成したイオン対は電場の向きと平行にドリフトする。ビーム軸が各層の小電極４０１の中心を通過するように放射線計測装置１０１を位置決めしているため、ビーム軸からの距離が小電極４０１半径未満の位置で生成した電離電子は小電極４０１に到達し、ビーム軸からの距離が小電極４０１半径以上大電極４０２半径未満の位置で生成した電離電子は大電極４０２に到達する。小電極４０１及び大電極４０２へ到達した電子の数に比例して、それぞれに接続した導線４０４と導線４０５に電荷が発生する。信号処理装置２０５はビーム照射中に入力した電荷、即ち基板Ａ３０１の小電極４０１に接続する導線４０４で発生した電荷と、大電極４０２に接続する導線４０５で発生した電荷を、それぞれ独立に積算する。
【００４０】
操作者の設定した条件に従ってビーム照射を完了すると陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると、主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ記録する。
記録完了後、信号処理装置２０５は自身に記録された全チャンネルの積算値をリセットする。
【００４１】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。本実施例では、まず厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７を挿入する。エネルギー吸収体２０７の挿入が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度ビーム照射開始を指示する。ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した最初の計測と同様に、放射線計測装置１０１は電離層で発生した電荷を信号処理装置２０５で積算する。ビーム照射完了後に信号処理装置２０５が計測完了信号を受信すると、電荷の積算を停止して積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ新たに記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。
【００４２】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２に厚さ０.４mmと１.６mmエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７はビーム通過位置から排出される。エネルギー吸収体２０７の挿入・排出が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度ビーム照射開始を指示する。計測間隔１.０mmでブラッグカーブを計測するためには、このようにビーム軸上に挿入したエネルギー吸収体２０７の合計厚みを０.０mm（ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した状態），１.０mm，２.０mm，３.０mmと４回変更して計測を繰り返す。
【００４３】
挿入したエネルギー吸収体２０７の厚みがｒのとき、積層電離箱２０３の表面から数えてｉ番目の電離層（以下、電離層ｉ）に面する小電極４０１で得られた積算電荷をＱｓ（ｉ，ｒ）、大電極４０２で得られた積算電荷をＱｌ（ｉ，ｒ）とする。エネルギー吸収体２０７の厚みを変更した全計測が完了すると、主制御装置２０６はＱｓ（ｉ，ｒ）とＱｌ（ｉ，ｒ）を加算してＱ（ｉ，ｒ）を得る。即ち、Ｑ（ｉ，ｒ）＝Ｑｓ（ｉ，ｒ）＋Ｑｌ（ｉ，ｒ）である。基板Ａ３０１，基板Ｂ３０２，電離層及びエネルギー吸収体２０７の水等価厚は事前に計測されており、この情報に基づいて主制御装置２０６はＱ（ｉ，ｒ）をＱ（ｘ）に変換する。ｘは水面からの深さである。さらに、主制御装置２０６は較正係数を乗じてＱ（ｘ）を水中線量Ｄ（ｘ）に換算する。
【００４４】
小電極４０１と大電極４０２が構成する電極は、横方向へ２次元ガウス分布状に広がったスキャニング照射法のビームを全て捕獲できる。従って、小電極４０１と大電極４０２に接する電離層へ入射するビームの粒子数ｎは一定である。Ｄ（ｘ）＝ＬＥＴ（ｘ）×ｎ／Ｓ／ρより、Ｄ（ｘ）は最終的にＬＥＴ（ｘ）へ変換される。Ｓは小電極４０１と大電極４０２が構成する電極の面積である。ｎは加速器の蓄積電荷から概算できるが、仮にｎが不明の場合でもＬＥＴ（ｘ）の相対的な分布が得られる。主制御装置２０６は得られたｘについてのＬＥＴ（ｘ）の分布、即ちブラッグカーブをディスプレイ２０８に表示する。ディスプレイ２０８に表示されたブラッグカーブを確認して操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。
【００４５】
以下に、放射線計測装置１０１の校正方法を説明する。放射線計測装置１０１へのビーム照射時に、上流から数えてｉ番目の電離層（以下、電離層ｉ）の小電極４０１及び大電極４０２に生じた電離電荷をそれぞれＱｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）とする。各電離層に対して同じ量且つ同じエネルギーのビームを照射しても、電離電荷Ｑｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）にはバラつきが生じる。電離層の厚みｄ（ｉ）には工作精度によってバラつき（例えば、±０.１mm）が生じるためである。Ｑｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）は電離層中でのビームのエネルギー損失量に比例するため、同じ量且つ同じエネルギーのビームを照射しても、電離層の厚みｄ（ｉ）に比例してＱｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）は増減する。
【００４６】
こうした電離電荷Ｑｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）のバラつきを補正するためには、電離層毎に校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）が必要である。Ｑｓ′（ｉ）＝Ｋｓ（ｉ）×Ｑｓ（ｉ），Ｑｌ′（ｉ）＝Ｋｌ（ｉ）×Ｑｌ（ｉ）とすると、Ｑｓ′（ｉ），Ｑｌ′（ｉ）は以下の式（１）及び式（２）を満たす。ただし、ｎは放射線計測装置１０１における電離層の総数を示す。
Ｑｓ′（ｉ）＝Ｑｓ′（１）＝Ｑｓ′（２）＝…＝Ｑｓ′（ｉ）＝…＝Ｑｓ′（ｎ）                                                                      …（式１）
Ｑｌ′（ｉ）＝Ｑｌ′（１）＝Ｑｌ′（２）＝…＝Ｑｌ′（ｉ）＝…＝Ｑｌ′（ｎ）                                                                      …（式２）
従来、校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）は、同じ量且つ同じエネルギーの放射線を発生する線源を用いて電離層毎にＱｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）を計測し、算出する必要があった。このような作業には多くの時間と操作者の労力を必要とした。
【００４７】
本実施例によれば、多チャンネルの電離箱、例えば積層電離箱の校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）を短時間且つ一度に取得できる。また、校正係数の取得時において放射線計測器への放射線照射も不要である。以下に、放射線計測器１０１を例として多チャンネルの電離箱における校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）の取得手順を説明する。
【００４８】
まず、操作者は主制御装置２０６を通して高電圧電源２０４，信号処理装置２０５に電源を投入する。高電圧印加電極５０１に高電圧Ｖが印加され、電離層に電場が生じる。電離層ｉの小電極４０１，大電極４０２にはそれぞれＣｓ（ｉ）×Ｖ，Ｃｌ（ｉ）×Ｖの電荷が誘起される。Ｃｓ（ｉ），Ｃｌ（ｉ）は電離層ｉの小電極４０１及び大電極４０２が持つ静電容量であり、それぞれ（式３）及び（式４）を満たす。
【００４９】
Ｃｓ（ｉ）＝ε×Ｓｓ／ｄ（ｉ）                                    …（式３）
Ｃｌ（ｉ）＝ε×Ｓｌ／ｄ（ｉ）                                    …（式４）
【００５０】
εは電離層を満たす材質（本実施例では、空気）の誘電率、Ｓｓは小電極４０１の面積、Ｓｌは大電極４０２の面積である。
【００５１】
操作者が制御用ＧＵＩ２０９上の校正係数取得ボタン（図示せず）を押すと、主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると、信号処理装置２０５は入力電荷の積算を開始する。直後、高圧電源２０４の出力がｄＶ（例えば、−１００Ｖ）だけ変化する。小電極４０１及び大電極４０２に誘起される電荷はそれぞれＣｓ（ｉ）×（Ｖ＋ｄＶ），Ｃｌ（ｉ）×（Ｖ＋ｄＶ）となり、信号処理装置２０５には導線４０４と導線４０５を介してＣｓ（ｉ）×ｄＶ，Ｃｌ（ｉ）×ｄＶの電荷が検出される。信号処理装置２０５はこれらの電荷を独立に積算する。高圧電源２０４の出力変化量ｄＶは制御用ＧＵＩ２０９から操作者が指定できる。
【００５２】
電圧の変調が完了すると、主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算結果をデジタル値に変換して主制御装置２０６に送信する。主制御装置は、受信した積算電荷量のデジタル値を記録する。信号処理装置２０５は、自身に記録された積算値を全てリセットする。最後に、基板Ｂ３０２への印加電圧は再びＶに戻る。
【００５３】
次に、主制御装置は記録された電荷量Ｃｓ（ｉ）×ｄＶ，Ｃｌ（ｉ）×ｄＶのデジタル値を校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）として登録する。即ち、（式５）及び（式６）である。
【００５４】
Ｋｓ（ｉ）＝Ｃｓ（ｉ）×ｄＶ                                      …（式５）
Ｋｌ（ｉ）＝Ｃｌ（ｉ）×ｄＶ                                      …（式６）
【００５５】
（式３）及び（式４）が示すようにＣｓ（ｉ），Ｃｌ（ｉ）はｄ（ｉ）に反比例するため、校正係数Ｋｓ（ｉ），Ｋｌ（ｉ）をＱｓ（ｉ），Ｑｌ（ｉ）に乗じることで厚みｄ（ｉ）の影響を打ち消すことができる。
【００５６】
本実施例ではスキャニング照射法に用いる陽子線照射装置１０１の調整及び性能評価のために放射線計測装置１０１を用いる例を示したが、本実施例の放射線計測装置１０１を用いれば体積照射時の陽子線治療装置１０１から出射されるビームの深部線量分布も計測できる。体積照射とは、スキャニング照射法の手順に従って被照射体の任意の領域（患部）へ一様線量を付与することである。体積照射時の深部線量分布を放射線計測装置１０１で計測する方法について、以下説明する。
【００５７】
ブラッグカーブ計測の場合と同様に、操作者は照射室に放射線計測装置１０１を搬送し患者カウチ上に固定する。次に、レーザーマーカを参考にカウチを可動させ、放射線計測装置１０１を位置決めする。本実施例では、ビーム軸が各層の小電極４０１の中心を通過するように位置決めする。位置決め完了後、操作者は照射室から制御室に移動する。まず、操作者は主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２，高電圧電源２０４，信号処理装置２０５に電源を投入する。操作者は主制御装置２０６に所望の計測間隔を設定する。本実施例では１.０mmに設定する。
【００５８】
ブラッグカーブ計測と同様の手順で計測を開始する。操作者は、主制御装置２０６から体積照射用の陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー，照射スポット位置，照射スポット数等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。体積照射時の横方向の照射範囲は小電極４０１に対して十分大きいものとする。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると、主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると信号処理装置２０５は入力側で発生する電荷を積算し始める。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て、回転式照射装置１０５に出射する。最終的に、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測装置１０１へビームが照射される。
【００５９】
あるスポットに既定線量が付与されると、照射を停止して次の既定スポットに向けてビームを走査する。照射スポットを横方向に変更する場合は走査電磁石でビームの照射位置を変更する。ある深さについてすべてのスポットに既定線量が付与されると、照射スポットを深部方向に変更する。照射スポットを深部方向に変更する場合は、ビームのエネルギーをシンクロトロン１０８もしくは照射野形成装置１１０等に搭載したレンジシフタ（図示せず）で変更する。最終的に全てのスポットに一様な線量が付与される。
【００６０】
操作者の設定した条件に従って体積照射が完了すると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると、主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ記録する。
記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。
【００６１】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。本実施例では、まず厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７を挿入する。エネルギー吸収体２０７の挿入が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度体積照射開始を指示する。ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した最初の計測と同様に、放射線計測装置１０１は電離層で発生した電荷を信号処理装置２０５で積算する。ビーム照射完了後に信号処理装置２０５が計測完了信号を受信すると、電荷の積算を停止して積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ新たに記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。
【００６２】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２に厚さ０.４mmと１.６mmエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７はビーム通過位置から排出される。エネルギー吸収体２０７の挿入・排出が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度ビーム照射開始を指示する。計測間隔１.０mmで深部線量分布を計測するためには、このようにビーム軸上に挿入したエネルギー吸収体２０７の合計厚みを０.０mm（ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した状態），１.０mm，２.０mm，３.０mmと４回変更して計測を繰り返す。
【００６３】
ブラッグカーブ計測と同様に、主制御装置２０６は計測結果からＱｓ（ｘ）を算出する。主制御装置２０６はＱｓ（ｘ）を水中線量Ｄｓ（ｘ）に換算し、ｘについてディスプレイ２０８へ表示する。小電極４０１の面積は体積照射時の横方向の照射範囲と比べて十分小さく、計測で得られた線量は放射線計測装置１０１中における小電極４０１中心の局所的な線量と等価である。ディスプレイ２０８に表示された深部線量分布を確認して、操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。
【００６４】
本実施例ではスキャニング照射法に用いる陽子線照射装置１０１の調整及び性能評価のために放射線計測装置１０１を用いる例を示したが、本実施の放射線計測装置１０１は、散乱体照射法によって水中に形成する深部線量分布も計測できる。本実施例の陽子線照射装置は、実施例１の陽子線照射装置１０２とほぼ同じ構造である。照射野形成装置１１０の構造のみ若干異なる。
【００６５】
本実施例の照射野形成装置１１０によって実現される散乱体照射法の概略を、散乱体照射法の代表的例であるウォブラー照射法を用いて以下に説明する。実施例１と同様に照射野形成装置１１０は走査電磁石を有する。加えて、本実施例の照射野形成装置１１０は散乱体，コリメータ，ボーラス，拡大ブラッグピーク形成フィルタ（図示せず）を有する。
【００６６】
横方向に均一な線量分布を形成するための手段を説明する。患部領域とビームの入射エネルギーに応じて走査電磁石電源（図示せず）から適切な時間変化量を持った電流が供給される。走査電磁石電源からは、ビームを円形に走査するため周期的に正負が反転し、走査電磁石毎に位相が９０度ずれ、最大電流値の等しい交流電流が供給される。このときの最大電流値がビームの走査範囲を決めている。また、ビームの散乱量をコントロールするため、ビーム径路には散乱体が設置される。コリメータは患部形状に合わせて適切な形に可動し、患部領域外への被曝量を低減する。この結果、設定された患部領域において照射線量が集中し、可能な限り均一な線量分布の照射野を形成する。横方向に均一な線量分布を形成する手段としては走査電磁石の替わりに２つの散乱体をビーム経路上に配置した二重散乱体法も有効である。
【００６７】
次に、深部方向へ均一な線量分布を形成するための手段を説明する。まず、患部の深さに応じてビームエネルギーを変更し、ビームの到達深度を患部領域と一致させる。ビームのエネルギーは、シンクロトロン１０８もしくは照射野形成装置１１０等に搭載したレンジシフタ（図示せず）で変更する。次に、ボーラスは患部形状に合わせて適切なものが選択される。患部領域とビームの入射エネルギーに応じて適切な拡大ブラッグピーク形成フィルタ（以下、ＳＯＢＰ（Spread Out Bragg Peak）フィルタと略す）を選択する。ＳＯＢＰフィルタはビーム径路上に設置される。
【００６８】
ＳＯＢＰフィルタの機能を説明する。ＳＯＢＰフィルタはビームが通過する面に厚みの異なる階段状の構造を持つ。ビームがＳＯＢＰフィルタの各段を適切な配分で通過することで単一エネルギーのビームに適切な配分のエネルギー分布を与え、単一エネルギーの粒子線が深部方向へ形成する鋭いブラッグピークを患部形状に合わせて拡大する。このようなＳＯＢＰフィルタをリッジフィルタという。本実施例では、以上のようにＳＯＢＰフィルタとしてリッジフィルタを用いる例を示したが、このリッジフィルタに替えて飛程変調ホイールを用いる事もできる。
【００６９】
散乱体照射法の深部線量分布を放射線計測装置１０１で計測する方法について、以下説明する。実施例１と同様に、操作者は照射室に放射線計測装置１０１を搬送し患者カウチ上に固定する。次に、レーザーマーカを参考にカウチを可動させ、放射線計測装置１０１を位置決めする。本実施例ではビーム軸と小電極４０１の中心が一致するように位置決めする。位置決め完了後、操作者は照射室から制御室に移動する。制御室では、主制御装置２０６を用いて放射線計測装置１０１の計測制御と陽子線照射装置１０２のビーム照射制御を行う。まず、操作者は主制御装置２０６を通してレンジシフタ駆動制御装置２０２，高電圧電源２０４，信号処理装置２０５に電源を投入する。操作者は主制御装置２０６に所望の計測間隔を設定する。本実施例では１.０mmに設定する。
【００７０】
実施例１の体積照射と同様の手順でビームの深部線量分布を計測する。操作者は、主制御装置２０６から陽子線照射装置１０２の照射条件（ビームエネルギー，拡大ブラッグピーク幅，コリメータ形状，散乱体の厚み等）を設定し、ビーム照射開始を指示する。照射野形成装置１１０内のビーム経路上に、設定条件に対応した散乱体，コリメータ，拡大ブラッグピーク形成フィルタが挿入される。ボーラスを用いる場合は操作者が直接照射野形成装置１１０に取り付ける。照射範囲とビームエネルギーに応じて、走査電磁石電源から適切な時間変化量を持った交流電流が走査電磁石に供給される。横方向の照射範囲は小電極４０１に対して十分大きいものとする。ビーム照射開始の指示を受けると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に対して照射開始信号を送信する。照射開始信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５へ計測開始信号を送信する。計測開始信号を受信すると信号処理装置２０５は入力側で発生する電荷を積算し始める。直後、シンクロトロン１０８で加速されたビームは陽子線輸送装置１０４を経て回転式照射装置１０５に出射し、操作者が主制御装置２０６に設定した条件に従って放射線計測装置１０１へビーム照射される。
【００７１】
操作者の設定した条件に従って照射が完了すると、陽子線照射装置１０２は主制御装置２０６に照射完了信号を送信する。照射完了信号を受信すると主制御装置２０６は信号処理装置２０５に計測完了信号を送信する。計測完了信号を受信すると、信号処理装置２０５は電荷の積算を停止し、積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。
【００７２】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２にエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。本実施例では、まず厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７を挿入する。エネルギー吸収体２０７の挿入が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度照射開始を指示する。ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した最初の計測と同様に、放射線計測装置１０１は電離層で発生した電荷を信号処理装置２０５で積算する。ビーム照射完了後に信号処理装置２０５が計測完了信号を受信すると、電荷の積算を停止して積算値をチャンネル毎に主制御装置２０６へ新たに記録する。記録完了後、信号処理装置２０５は全チャンネルの積算値をリセットする。
【００７３】
積算値を記録すると主制御装置２０６はレンジシフタ駆動制御装置２０２に厚さ０.４mmと１.６mmエネルギー吸収体２０７の挿入を指示する。厚さ０.２mmと０.８mmのエネルギー吸収体２０７はビーム通過位置から排出される。エネルギー吸収体２０７の挿入・排出が完了すると、主制御装置２０６は最初に操作者が設定した照射条件で陽子線照射装置１０２に再度ビーム照射開始を指示する。計測間隔１.０mmで深部線量分布を計測するためには、このようにビーム軸上に挿入したエネルギー吸収体２０７の合計厚みを０.０mm（ビーム通過位置からエネルギー吸収体２０７を全て外した状態），１.０mm，２.０mm，３.０mmと４回変更して計測を繰り返す。
【００７４】
実施例１と同様に、主制御装置２０６は計測結果からＱｓ（ｘ）を算出する。主制御装置２０６はＱｓ（ｘ）を水中線量Ｄｓ（ｘ）に換算し、ｘについてディスプレイ２０８へ表示する。小電極４０１の面積は横方向の照射範囲と比べて十分小さく、計測で得られた線量は放射線計測装置１０１中における小電極４０１中心の局所的な線量と等価である。
ディスプレイ２０８に表示された深部線量分布を確認して、操作者は陽子線照射装置１０２の調整結果及び性能を評価する。
【００７５】
本実施例の放射線計測装置によれば、短時間且つ容易に自身の健全性を確認することができる。本実施例の放射線計測装置に異常が発生した場合は、その異常がいずれのチャンネルで発生したかを短時間且つ容易に特定できる。ここで、チャンネルとは、放射線計測装置において放射線を計測するために必要な一連の回路構成を示す。本実施例の放射線計測装置１０１の場合、積層電離箱２０３を構成する各電極につながるいずれの信号処理装置に異常が発生したかを、短時間かつ容易に判断することができる。また、放射線計測装置に対してビーム（放射線）を照射することなく不具合を発見できるため、試験時間の損失を防ぐことができる。このように、本実施例では、放射線計測装置１０１の動作確認を少ない手間と時間で実施できる。放射線計測装置１０１の健全性を頻繁に確認できるため、より信頼性の高い線量計測が可能になる。また、健全性の判定だけでなく異常原因の特定も少ない手間と時間で実施できる。
【符号の説明】
【００７６】
１０１  放射線計測装置
１０２  陽子線照射装置
１０３  陽子線発生装置
１０４  陽子線輸送装置
１０５  回転式照射装置
１０６  イオン源
１０７  前段加速器
１０８  シンクロトロン
１０９  出射デフレクタ
１１０  照射野形成装置
２０１  レンジシフタ
２０２  レンジシフタ駆動制御装置
２０３  積層電離箱
２０４  高電圧電源
２０５  信号処理装置
２０６  主制御装置
２０７  エネルギー吸収体
２０８  ディスプレイ
２０９  制御用ＧＵＩ
２１０  動作確認用ボタン
３０１  電荷収集用プリント基板（基板Ａ）
３０２  高電圧印加用プリント基板（基板Ｂ）
３０３  スペーサ
３０４  ボルト
４０１  小電極（第１電極）
４０２  大電極（第２電極）
４０３  ガード電極（第３電極）
４０４，４０５，４０６，５０３，５０４  導線
５０１，６０３  高電圧印加電極
５０２  ガード電極
６０１  ワイヤーチェンバー
６０２  ワイヤー
【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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