(57)【要約】　　　（修正有）【課題】放射線検知手段が内側に配される球形状の容器を簡単に密閉、開放できるようにすると共に、この容器に所定の液体を容易に充填できるようにする。【解決手段】半球体に分割される球体と、この球体内に配設された放射線検知手段とを有し、この球体内に水が充填されて成る球体水ファントムであって、この球体の上側半球体１Ａの開口部側と、当該球体の下側半球体１Ｂの開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、突起部７を有して上側半球体１Ａの開口部側の内壁部に設けられた上側係着部３Ａと、この突起部７を当該球体１の壁面に沿って斜め上下方向に案内するために、ガイド溝部１１を有して下側半球体１Ｂの開口部側の内壁部に設けられた下側係着部３Ｂとからなるものである。【選択図】　　　　図７
2004024419.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半球体に分割される球形状の容器と、この容器内に配設された放射線検知手段とを有し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルであって、
前記容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、
前記係着機構は、
一方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、
前記突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなることを特徴とする線量分布測定モデル。
【請求項２】
前記突起部及び前記ガイド溝部は、球形状の容器の壁面に沿ってそれぞれ等間隔に複数設けられて成ることを特徴とする請求項１に記載の線量分布測定モデル。
【請求項３】
前記係着機構は、
一方の半球体の開口部側の壁部と、前記他方の半球体の開口部側の壁部とによって押圧されるＯリングを備えたことを特徴とする請求項１に記載の線量分布測定モデル。
【請求項４】
一方の前記半球体、又は他方の前記半球体の所定位置に設けられた空気導入部を備え、
前記空気導入部は、
所定形状の開口部と、
前記開口部に嵌設される栓部とからなることを特徴とする請求項１に記載の線量分布測定モデル。
【請求項５】
半球体に分割される球形状の容器と、この容器内に配設された放射線検知手段とを有し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルと、任意の方向から当該線量分布測定モデルに向けて放射線を照射する放射線照射手段とからなる装置であって、
前記線量分布測定モデルは、
前記容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、
前記係着機構は、
一方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、
前記突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなることを特徴とする放射線の線量分布測定装置。
【請求項６】
一対の半球体に分割される球形状の容器と、この容器の一方の半球体に設けられた貫通口と、この貫通口から容器内に嵌挿される放射線検知手段とを具備し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルであって、
前記容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、
前記係着機構は、
一方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、
前記突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の前記半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなることを特徴とする線量分布測定モデル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、人体に対する放射線治療のスケジュールを立てる際に、実際に照射される放射線の線量とその分布を予めシミュレーションする装置等に適用して好適な線量分布測定モデル及び線量分布測定装置に関するものである。
【０００２】
詳しくは、Ｘ線フィルム等の放射線検知手段が内側に配設される球形状の容器や、イオンチャンバー等の放射線検知手段が嵌挿される球形状の容器を半球体に分割される構造とし、一方の半球体の開口部側の壁部に突起部を設けると共に、この突起部を容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部にガイド溝部を設け、このガイド溝部にしたがって、球形状の容器を簡単に密閉、開放できるようにしたものである。
【０００３】
【従来の技術】
近年、人体等への放射線治療技術はますます進歩しつつある。これに伴って、放射線の治療部位が確定したときに、どの程度の放射線量を治療部位に照射すれば最適であるかどうかを、高精度にシミュレーションすることが要求されつつある。
【０００４】
このシミュレーションでは、計測モデルに放射線を照射したときの照射野パターンに基づいて、治療部位の照射線量や照射角度、あるいは走査角範囲などが設定される。そのため、この計測モデルには、できるだけ人体に近い立体モデルを使用することが要望されている。
【０００５】
この要望に応えて、各研究機関やメーカ等からさまざまな疑似モデル（ファントム）が提案されている。例えば、人体頭部の疑似モデルとして、アクリル樹脂製の球体ファントムが知られている。
【０００６】
図１４は、この種の球体ファントム９０の構成例を示す斜視図である。図１４に示した球体ファントム９０は、直径１７ｃｍ程度の無色透明なアクリル樹脂製の球体９１を有している。この球体９１が球体ファントム９０の本体である。この球体９１には、その外部から内部に至る空洞部が設けられており、この空洞部にＸ線フィルム等からなる放射線検知手段９２が配置される。
【０００７】
図１５は、球体９１の構成例を示す断面図である。図１５に示すように、この球体９１の中心を通る平面に、Ｘ線検知手段９２を差し入れて配置するための空洞部９９が設けられている。この空洞部９９は、Ｘ線検知手段９２よりも僅かに大きい面積を有するように形成されている。また、この空洞部９９の高さＨは、Ｘ線検知手段９２の出し入れに支障が生じないように、Ｘ線検知手段９２の厚みよりも大きくなされている。
【０００８】
また、図１４において、この球体９１の下半分を覆って下方から支える支持台９３は、ウレタン樹脂性である。人体頭部に放射線治療を施す際には、前もってこの支持台３１上の球体ファントム９０に向けて放射線を照射して、球体ファントム９０における任意方向横断面の線量分布を測定する。そして、この測定結果に基づいて、人体頭部の治療部位以外へ照射されてしまう放射線の線量とその分布をシミュレーションする。これにより、人体頭部に対する放射線の照射線量や照射位置等が適切か否かを判断する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来例に係る球体ファントム９０によれば、球体９１の空洞部９９に放射線検知手段９２を差し入れて配置していた。このため、図１４において球体９１をＸＹ平面に対して傾けると、空洞部９９内から放射線検知手段９２が脱落してしまうおそれがあった。また、この空洞部９９内の空気層が線量分布の測定結果に影響するという問題があった。
【００１０】
そこで、この発明はこのような問題を解決したものであって、放射線検知手段が内側に配される球形状の容器を簡単に密閉、開放できるようにすると共に、この容器に所定の液体を容易に充填できるようにした線量分布測定モデル及び線量分布測定装置の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述した課題は、半球体に分割される球形状の容器と、この容器内に配設された放射線検知手段とを有し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルであって、この容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなることを特徴とする第１の線量分布測定モデルによって解決される。
【００１２】
本発明に係る第１の線量分布測定モデルによれば、突起部は一方の半球体の開口部側の壁部に設けられ、ガイド溝部は他方の半球体の開口部側の壁部に設けられ、このガイド溝部によって突起部は容器の壁面に沿って所定方向に案内される。
【００１３】
従って、ガイド溝部の案内にしたがって、一方の半球体を他方の半球体に容易に係着させることができる。例えば、球形状の容器を水槽内に入れた状態で、この容器を簡単に密閉、開放することができる。
【００１４】
本発明に係る線量分布測定装置は、半球体に分割される球形状の容器と、この容器内に配設された放射線検知手段とを有し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルと、任意の方向から当該線量分布測定モデルに向けて放射線を照射する放射線照射手段とからなる装置であって、この線量分布測定モデルは、この容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなるものである。
【００１５】
本発明に係る線量分布測定装置によれば、上述した線量分布測定モデルが応用されるので、球体水ファントムを容易に準備することができ、人体頭部に対する放射線治療計画の正確な策定作業に貢献できる。
【００１６】
本発明に係る第２の線量分布測定モデルは、一対の半球体に分割される球形状の容器と、この容器の一方の半球体に設けられた貫通口と、この貫通口から容器内に嵌挿される放射線検知手段とを具備し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルであって、この容器の一方の半球体の開口部側と、当該容器の他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を当該容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなるものである。
【００１７】
本発明に係る第２の線量分布測定モデルによれば、第１の線量分布測定モデルと同様に、ガイド溝部の案内にしたがって、一方の半球体を他方の半球体に係着させることができる。従って、この球形状の容器に所定の液体を容易に充填することができる。
【００１８】
また、所定の液体で充填される球形状の容器に対して放射線検知手段の挿入長さを調節できるので、この線量分布測定モデルを例えば子宮への放射線照射のシミュレーションに使用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る線量分布測定モデル及び線量分布測定装置、並びに線量分布測定方法について説明する。図１は本発明の実施形態に係る線量分布測定装置２００の構成例を示す斜視図である。
【００２０】
この実施形態では、球形状の容器を構成する一方の半球体の開口部側の壁部に突起部を設けると共に、この突起部を容器の壁面に沿って所定方向に案内するために、他方の半球体の開口部側の壁部にガイド溝部を設けて、このガイド溝部の案内にしたがって、一方の半球体を他方の半球体に係着できるようにし、球形状の容器を簡単に密閉、開放できるようにすると共に、この容器に所定の液体を容易に充填できるようにしたものである。
【００２１】
図１に示す線量分布測定装置２００は、人体頭部にＸ線等の放射線を照射して、人体頭部内にある所定の患部に放射線治療を施す際に、この患部に実際に照射される放射線の線量とその分布を予めシミュレーションする装置である。
【００２２】
図１に示すように、この線量分布測定装置２００は、放射線の線量とその分布が測定（モニタ）される球体水ファントム（第１の線量分布測定モデルの一例）１００と、この球体水ファントム１００に向けて所定線量の放射線を照射する放射線照射装置（放射線照射手段の一例）１５０とを備えている。
【００２３】
始めに、この球体水ファントム１００について説明する。図１に示すように、この球体水ファントム１００は、球形状の容器（以下で、球体ともいう）１を備えている。この球体１が、球体水ファントム１００の本体部分である。この本体である球体１は、図２に示すように、例えば球体１の中心（球心）を通る平面によって上下方向に２つに等分割されるような構造を有している。
【００２４】
以下で、図２に示す球体１の上側の半球部位を上側半球体１Ａと称し、下側の半球部位を下側半球体１Ｂと称する。これらの上側半球体１Ａと、下側半球体１Ｂの各々の開口部側の内壁部には、これら両半球体を気密性高く密着させるための係着機構が設けられている。この係着機構については、後で説明する。
【００２５】
また、この球体１の内側には、放射線の線量とその分布を測定する際に放射線検知手段２０が配設される。この放射線検知手段２０が配設された状態で、球体１には、水や、精製水、又は蒸留水等（所定の液体の一例）が充填され、密封保持される。この放射線検知手段２０についても、後で説明する。
【００２６】
図２に示すように、この球体１の表面には、水平及び垂直方向に所定の目盛り線５１が設けられている。この目盛り線５１は、放射線照射装置１５０（図１参照）の放射線照射方向に対する球体１の傾き等を読みとるためのものである。図２に示すように、この目盛り線５１は、例えば水平、垂直方向にそれぞれ５°の等間隔で球体１の表面に設けられている。この球体１は、例えば無色透明のアクリル樹脂製である。
【００２７】
ところで、アクリル樹脂は比重が１に近いので、放射線の散乱特性や、吸収特性が水に近い。また、人体はそのほとんどが水分で構成されている。従って、アクリル樹脂からなる水ファントムは人体に近い放射線の散乱特性や、吸収特性を有する。人体に対する放射線治療のスケジュールを立てる際に、このアクリル樹脂で構成される水ファントムを使用することで、整合性の高いシミュレーション結果を得ることができる。
【００２８】
図３は、図２に示した球体水ファントム１００のＸ１−Ｘ２矢視断面図である。図３に示すように、この球体１は、所定の厚みを有した壁部を有しており、この壁部の内側は空洞になされている。図３において、この壁部の厚みをＴ１としたとき、Ｔ１＝２ｍｍ程度である。また、この球体１の直径（外径）をＴ２としたとき、Ｔ２＝２００ｍｍ程度である。
【００２９】
さらに、この球体１の上側半球体１Ａの開口部側と、下側半球体１Ｂの開口部側とを気密性高く密着させるために、この球体１の開口部側には係着機構が設けられている。この係着機構は、例えば上側半球体１Ａの開口部側の内壁部に取り付けられた上側係着部３Ａと、下側半球体１Ｂの開口部側の内壁部に取り付けられた下側係着部３Ｂとから構成されている。これら各々の係着部と、半球体の内壁部との取付は、所定の接着剤等によってなされている。
【００３０】
図４Ａ及びＢは係着機構３の構成例を示す拡大断面図である。図４Ａに示す上側係着部３Ａは、上側半球体１Ａの開口部側の内壁部に沿うようにリング形状を有している。この上側係着部３Ａの上面には庇（ひさし）部９が設けられている。この庇部９は、上側係着部３Ａを下側係着部に係着させる際に、ストッパとして機能するものである。この庇部９が下側係着部３Ｂの上面に接触した時点で、上側係着部３Ａと下側係着部との係着が完了するように設計されている。
【００３１】
また、図４Ａに示すように、この上側係着部３Ａの内周面には、下側係着部の所定部位に差し込まれる突起部７が設けられている。図５に示すように、この突起部７は、例えば上側係着部３Ａのリング中心に対して９０°の等間隔で、この上側係着部３Ａの内周面に４個設けられている。この突起部７の大きさは、例えば直径２ｍｍ、高さ２ｍｍ程度である。
【００３２】
もちろん、この突起部７の個数は、４個に限られるものではなく、例えば、３０°の等間隔で内周面に１２個設けられていても良い。突起部７の個数を多くするほど、上側係着部３Ａと下側係着部の密着性を高めることができる。
【００３３】
図４Ａに戻って、この上側係着部３Ａの直径（外径）をＴ３とし、高さをＴ４としたとき、例えばＴ３＝１９６ｍｍ、Ｔ４＝１３ｍｍ程度である。また、上側係着部３Ａの下面から突起部７の中心までの寸法高さをＴ５としたとき、Ｔ５＝３ｍｍ程度である。この上側係着部３Ａは、例えば無色透明のアクリル樹脂製である。
【００３４】
一方、図４Ｂに示す下側係着部３Ｂは、下側半球体１Ｂの開口部側の内壁部に沿うようにリング形状を有している。この下側半球体１Ｂの外周面には、図４Ａに示した突起部７に対応する位置にガイド溝部１１が設けられている。このガイド溝部１１は、上述した突起部７（図５参照）を球体の壁面に沿って斜め上下方向に案内するものである。図６に示すように、このガイド溝部１１は、例えば下係着部３Ｂのリング中心に対して９０°の等間隔で、この下側係着部３Ｂの外周面に４個設けられている。
【００３５】
図４Ｂに戻って、このガイド溝部１１は、例えば下側係着部３Ｂの外周上面から斜め下方向に形成された蟻溝のような形状を有している。図４Ｂにおいて、このガイド溝部１１は、突起部７が差し込まれる前部位１１Ａと、この前部位１１Ａに差し込まれて斜め下方向にガイドされた突起部７を保持する後部位７Ｂとから構成されている。
【００３６】
このガイド溝部１１の前部位１１Ａは、例えば下側係着部３Ｂの上面に対して下方に１５°程度の傾きを有し、かつ１０ｍｍ程度の溝長を有するようになされている。また、ガイド溝部１１の後部位１１Ｂは、例えば下側係着部３Ｂの上面に対して下方に２°程度の傾きを有し、かつ１５ｍｍ程度の溝長を有するようになされている。さらに、このガイド溝部３の溝幅は３ｍｍ程度、深さは２ｍｍ程度である。この溝部の寸法幅、及び寸法深さは、前部位１１Ａと後部位１１Ｂとで共通である。
【００３７】
図４Ｂにおいて、この下側係着部３Ｂの直径（外径）をＴ６とし、高さをＴ７としたとき、例えばＴ６＝１９６ｍｍ、Ｔ７＝２６ｍｍ程度である。また、下側係着部３Ｂの上面からガイド溝部１１終端の中心までの寸法高さをＴ８としたとき、Ｔ８＝５ｍｍ程度である。
【００３８】
さらに、この下側係着部３Ｂの上面には、放射線検知手段等を支持するプレート溝部１８が設けられている。図６に示すように、このプレート溝部１８は、例えば下側係着部３Ｂのリング中心に対して９０°の等間隔で、この下側係着部３Ｂの内周側の上面に４個設けられている。このプレート溝部１８の寸法幅は、例えば３ｍｍ程度であり、寸法長さは１１ｍｍ程度である。この下側係着部３Ｂは、例えば無色透明のアクリル樹脂製である。
【００３９】
また、図６に示すように、この下側係着部３Ｂの外周面側には、Ｏリング１７が設けられている。このＯリング１７の大きさは、例えば線経３．１ｍｍ、内径１８５ｍｍ程度である。このＯリング１７が上側係着部３Ａ（図４Ａ参照）と下側係着部３Ｂに押圧されることによって、球体１（図３参照）の内部が密閉（密封）される。
【００４０】
図７Ａ及びＢは係着機構３の作用例を示す概念図である。上述したように、この係着機構３は、上側半球体１Ａと下側半球体１Ｂとを気密性高く密着させて、球体１（図３参照）の内部を密閉するために、上側係着部３Ａと下側係着部３ＢとでＯリング１７を押圧するように設計されている。このＯリング１７が押圧される動作（係着機構の作用）について説明する。
【００４１】
まず、図７Ａに示すように、上側係着部３Ａの突起部７を下側係着部３Ｂのガイド溝部１１に差し込む。次に、この突起部７をガイド溝部１１に差し込んだ状態で、上側係着部３Ａを下側係着部３Ｂに対して時計回り（図７Ａにおける左方向）に回転させる。
【００４２】
すると、上側係着部３Ａは、ガイド溝部１１に沿って図７Ａの斜め下方向に移動するようになされる。そして、上側係着部３Ａを約２０ｍｍ程度時計回りに回すと、図７Ｂに示すように、上側係着部３Ａの庇部９下面が下側係着部３Ｂの上面と接触するようになされる。このとき、下側係着部３Ｂの外周面側に設けられたＯリング１７は、この下側係着部３Ｂと上側係着部３Ａとに挟まれ押圧される。上側係着部３Ａと、下側係着部３Ｂとの隙間は、この押圧されたＯリング１７によって全てシールされるので、球体１を容易に密閉できる。また、この状態で、上側係着部３Ａを下側係着部３Ｂに対して約２０ｍｍ程度反時計回りに回すことによって、上側係着部３Ａと下側係着部３Ｂとを分離することができる。
【００４３】
尚、図７Ａに示すように、ガイド溝部１１の入口（前部位）の形状を広く彎曲させておくと、このガイド溝部１１へ突起部７を簡単に差し込むことができ、便利である。
【００４４】
次に、この球体水ファントム１００は、放射線に反応して放射線量と、その分布とがモニタされる放射線検知手段を備えている。図８は放射線検知手段２０の構成例を示す斜視図である。図８に示すように、この放射線検知手段２０は、Ｘ線フィルム２１等の感光性フィルムと、このＸ線フィルム２１の上下方向に配置される一対の遮光フィルム２３Ａ及び２３Ｂと、この遮光フィルム２３Ａ及び２３Ｂを上下方向から挟んで固定する一対のプレート２５Ａ及び２５Ｂ等から構成されている。
【００４５】
これらの中で、Ｘ線フィルム２１は、例えば、矩形のハロゲン化銀フィルムである。このＸ線フィルム２１をセットした球体１（図１参照）に計画予定線量の放射線を計画予定角度から照射した後、このＸ線フィルム２１に現像処理を施すことによって、球体１（図１参照）内を透過した放射線の線量とその分布とを測定することができる。このＸ線フィルム２１の大きさは、例えば縦×横＝１０ｃｍ×１０ｃｍ程度である。尚、このＸ線フィルム２１の形状は、矩形に限定されることはなく、円形でも良い。さらに、このＸ線フィルム２１は、ハロゲン化銀フィルムに限定されることはなく、放射線に感光する性質を有するものであれば特に制限なく使用することができる。
【００４６】
また、図８に示す一対の遮光フィルム２３Ａ及び２３Ｂは、例えば、黒色の紙７２と、この黒色の紙７２を覆う耐水性のラミネートフィルム７４とからなるものである。Ｘ線フィルム２１を一対の黒色の紙７２で挟み、その後、この黒色の紙７２にラミネート処理を施すことによって、Ｘ線フィルム２１を密封でき（防水でき）、かつ可視光から保護することができる。黒色の紙７２の形状は、例えば直径１６ｃｍ程度の円形である。また、ラミネートフィルム７４の形状は、例えば直径１８ｃｍ程度の円形である。このラミネート処理には、加圧することによって粘着するようなラミネート装置等を使用する。
【００４７】
尚、このラミネート装置やラミネートフィルム７４には、静電気の発生を防止するような工夫がなされたものを使用すると良い。これにより、静電気によるＸ線フィルム２１の感光を防止することができる。
【００４８】
さらに、一対のプレート２５Ａ及び２５Ｂは、例えば無色透明のアクリル樹脂等からなるものであり、直径１９ｃｍ程度、厚さ３ｍｍの円形状を有するものである。このプレート２５Ａ及び２５Ｂの外周部には、例えば、このプレートの中心に対して９０°の等間隔で、係止部７６が設けられている。この係止部７６がプレート溝部１８（図６参照）に配置されることによって、放射線検知手段２０は球体１（図１参照）に対して位置決めされる。
【００４９】
また、このようなプレート２５Ａ及び、又は２５Ｂの所定位置には、放射線を遮蔽する金属、例えば鉛や銅が埋め込まれている。例えば、図８に示すプレート２５Ａには、プレートの中心に対して９０°の等間隔で４個の銅７８が埋め込まれている。この銅７８によって、放射線照射後のＸ線フィルム２１に座標点が４つ映し出される。それゆえ、放射線の線量分布をモニタする際に、この座標点を目印に線量分布の位置を確認できるので、便利である。図８において、プレートの中心から銅７８までの寸法距離は、例えば４ｃｍ程度である。
【００５０】
ところで、上述したプレート２５Ａ及び２５Ｂの厚みは任意に変更することが可能である。また、プレート２５Ａ及び、又は２５Ｂの厚みを変更する場合には、図８に示すようなスペーサ２６を用意する。このスペーサ２６とプレート２５Ａ及び、又は２５Ｂを任意に組み合わせることによって、球体１内で放射線検知手段２０を安定して固定できると共に、その配設位置を微調整することができる。例えば、図８において、厚さ１ｍｍのプレート２５Ａを使用すると共に、プレート２５Ｂの下方に厚さ２ｍｍのスペーサ２６を配置する。これにより、球体１の中心から２ｍｍ上方のＸＹ平面（図１参照）に放射線検知手段２０を配設でき、この２ｍｍ上方のＸＹ平面での線量分布を測定することができる。
【００５１】
このスペーサ２６は、例えば係止部を有したリング状であり、アクリル樹脂からなるものである。また、これらのスペーサ２６と、プレート２５Ａ及び２５Ｂを厚みに応じて色分けしておく。例えば、厚さ１ｍｍのプレート２５Ａ及び２５Ｂを青色透明とし、厚さ２ｍｍのスペーサ２６を黄色とする。すると、球体の外側から、スペーサ２６と、プレート２５Ａ及び２５Ｂの厚みを一目で確認できるので、便利である。
【００５２】
また、図１に示す球体水ファントム１００は、球体１を下方から支持するための支持台３１を備えている。この支持台３１は、例えば木製である。そのため支持台３１による放射線の吸収や、散乱等を抑制することができ、支持台の下方から球体１に向けて照射される放射線の線量分布を正しく測定することができる。
【００５３】
また、この支持台３１の下方を支える円盤部３３上面の所定位置には、円形状の凹部（図示せず）が複数設けられている。これらの凹部は、後で説明する目盛り台の位置を固定するためのものである。
【００５４】
さらに、この球体水ファントム１００は、所定の基準点に対する球体１の位置を補正する位置補正手段４０を備えている。図９は位置補正手段４０の構成例を示す斜視図である。図９に示すように、この位置補正手段４０は、例えば球体１を包囲可能な目盛り台４１と、球体１の内部に配置される目盛りプレート４３と、所定の方向から球体１に向けてレーザ光４５を照射する一対のサイドレーザポインタ（図示せず）とから構成されるものである。
【００５５】
この中で、目盛り台４１は、例えば、球体１の外径よりやや大きい円形状の開口部を有するリング状プレート６７と、このリング状プレート６７を所定の高さで水平に維持する脚部６９とからなるものである。図９に示すように、このリング状プレート６７の上面には、このリング状プレートの中心から５°の等間隔で目盛りが設けられている。また、脚部６９は、例えばリング状プレートの上面から下方に向けて等間隔で３つ設けられている。図９の破線矢印で示すように、この脚部６９が支持台３１の凹部内に配置される。
【００５６】
目盛りプレート４３は、前に説明したプレート２５Ａ及び２５Ｂと同様の形状を有するものである。例えば、この目盛りプレート４３は、無色透明のアクリル樹脂等からなるものであり、直径１９ｃｍ程度の円形状を有するものである。さらに、この目盛りプレート４３の外周部には、プレート２５Ａ及び２５Ｂと同様に、係止部７６が設けられている。この係止部７６によって、目盛りプレート４３は球体１に対して位置決めされ、かつ係止される
図９に示すように、この目盛りプレート４３には、例えば目盛りプレート４３の中心から４５°の等間隔で目盛り線が設けられている。また、この目盛り線の間隔は４５°に限られることはなく、例えば５°でも良い。さらに、この目盛りプレート４３の中心部には、球体１のＸ、Ｙ、Ｚ軸調整用の銅が埋め込まれている。
【００５７】
さらに、一対のサイドレーザポインタは、例えば、波長６５０ｎｍ〜８００ｎｍのレーザ光を所定方向に指向性良く照射する半導体レーザ素子を有するものである。これらのサイドレーザポインタから照射されるレーザ光が、目盛りプレート４３の中心部にある銅に当たって散乱するように球体１の位置を調整する。これにより、球体１の中心部とサイドレーザポインタから照射されるレーザ光の直交点とを重ね合わせることができる。
【００５８】
次に、図１に戻って、この球体水ファントム１００に所定線量の放射線を照射する放射線照射装置１５０について説明する。図１に示す放射線照射装置１５０は、Ｘ線等の放射線を所定方向に照射するものである。この放射線照射装置１５０は、放射線を所定方向に向けて照射する照射ヘッド１５２と、図１のＺ軸を軸にこの照射ヘッド１５２をＸＹ平面に平行に回転移動させるヘッド回転機構（図示せず）とを備えている。以下で、このヘッド回転機構によって回転移動する照射ヘッド１５２の回転の中心をｉｓｏｃｅｎｔｅｒ（放射線照射中心）ともいう。
【００５９】
例えば、図１の破線矢印で示すように、照射ヘッド１５２はヘッド回転機構によって、ｉｓｏｃｅｎｔｅｒから所定距離の軌道上を移動するようになされている。このとき、ｉｓｏｃｅｎｔｅｒとサイドレーザポインタの直交点とを一致させておくと共に、サイドレーザポインタの直交点が球体１の中心（即ち、目盛りプレート４３中心部の銅）にくるように球体１の位置を補正しておく。これにより、球体１の中心とｉｓｏｃｅｎｔｅｒとを合致させることができる。
尚、図１の照射ヘッド１５２をＸ軸を軸に、ＹＺ平面に平行に回転移動させるように、上述したヘッド回転機構を設定しても良い。
【００６０】
次に、上述した線量分布測定装置２００を用いて放射線の線量とその分布を測定する方法を説明する。まず始めに、球体水ファントム１００の位置を補正して、球体１の中心をｉｓｏｃｅｎｔｅｒに合致（照合）させる。これは、図１０に示すように、予め、目盛りプレート４３を球体１の内部にセットしておき、この球体１と目盛り台４１とを支持台３１上の所定位置に配置する。また、これと前後して、一対のサイドレーザポインタから照射されるレーザ光がｉｓｏｃｅｎｔｅｒで直交するように、球体水ファントム１００の位置を調整しておく。
【００６１】
次に、支持台３１を動かさずに、この支持台３１から球体１を取り上げる。そして、この球体１を上側半球体１Ａと、下側半球体１Ｂとに分離して、球体１内から目盛りプレート４３を取り出す。その後、精製水、又は蒸留水で満たされた水槽（図示せず）内に、上側半球体１Ａと、下側半球体１Ｂと、放射線検知手段２０とを入れ、この水槽内で球体水ファントム１００を組み立てる。
【００６２】
上述したように、突起部７（図７参照）とガイド溝部１１（図７参照）は位置が対応するようになされているので、上側半球体の開口部側と下側半球体の開口部側とを向かい合わせ、各突起部をガイド溝部に差し込み、上側半球体を下側半球体に対して約２０ｍｍ時計回りに回転させることによって、球体を容易に組み立てることができる。また、この密閉された球体１を組み立てた後に、上側半球体を下側半球体に対して約２０ｍｍ反時計回りに回転させることによって、球体を分割することもできる。
【００６３】
次に、図１０において、この水が充填された球体１を支持台３１上に載置する。そして、球体１の表面に設けられた目盛りと、目盛りプレート４３の目盛りとを対応させながら、この球体１のＸ、Ｙ、Ｚ軸に対する傾きを決定する。これにより、放射線の照射方向に対するＸ線フィルムの向きが決定される。
【００６４】
その後、支持台３１を動かさずに、この支持台３１から目盛り台４１を取り外す。そして、図１に示したように、この球体水ファントム１００に向けて照射ヘッド１５２から放射線を照射させる。球体水ファントム１００は均一な半径を有する球体なので、ｉｓｏｃｅｎｔｅｒを中心に一定速度で回転する照射線ヘッド１５２から球体水ファントム１００の中心に向けて放射線が均等に照射される。
【００６５】
図１１は放射線量分布の測定結果例である。図１１に示すように、このＸ線フィルムに撮された座標点５５Ａ〜５５Ｄと、像の濃淡とから、放射線の線量と、その分布を判断できる。ｉｓｏｃｅｎｔｅｒを中心に任意方向横断面の線量分布をモニタできるので、例えば、球体１の傾きを任意に調整しながら測定を複数回繰り返すことによって、３次元での線量分布の測定が可能である。
【００６６】
このように、本発明に係る球体水ファントム１００によれば、上側半球体１Ａの開口部側と、下側半球体１Ｂの開口部側とを係着せしめる係着機構３を備え、この係着機構３は、突起部７を有して上側半球体１Ａの開口部側の内壁部に設けられた上側係着部３Ａと、この突起部７を球体１の壁面に沿って斜め上下方向に案内するために、ガイド溝部１１を有して下側半球体１Ｂの開口部側の内壁部に設けられた下側係着部３Ｂとからなるものである。
【００６７】
従って、ガイド溝部１１の案内にしたがって、上側半球体１Ａを下側半球体１Ｂに係着させることができるので、球体１を水槽内でも簡単に密閉、開放することができる。従って、この球体１に精製水や蒸留水を容易に充填できる。
【００６８】
また、図１２に示すように、上側半球体１Ａの頭頂に空気導入部６０を設けておくと、水で充填された球体１を上側半球体１Ａと下側半球体１Ｂとに分離する際に気圧差による負荷を解消でき、便利である。また、この空気導入部６０から球体１内に蒸留水や精製水を注入することができ、かつ球体内１から蒸留水や精製水を排出させることもできる。
【００６９】
図１２に示すように、この空気導入部６０は、長径部と短経部とからなる開口部と、この開口部内に設けられた平板ゴム６１と、この開口部に嵌設される栓部６２とからなるものである。図１２に示すように、この開口部の長径部の内壁面には、所定のネジ溝が設けられている。
【００７０】
栓部６２の外周面には、長径部の内壁面に設けられたネジ溝に対応したネジが刻まれている。また、この栓部６２の上面には、線形状の溝部６３が設けられている。この溝部６３にコイン等を入れて回転させることによって、この栓部６２を締めることができ、又、緩めることができる。
【００７１】
球体水ファントム１００に放射線を照射した後に、この栓部６２を外すと、球体１の内部を大気圧下に置くことができるので、球体１の内部と外部との間で気圧差をなくすことができる。この空気導入部６０は、上側半球体１Ａに限ることはなく、下側半球体に設けても良い。
【００７２】
尚、この実施形態では、放射線検知手段にＸ線フィルム２１等を使用する場合について説明したが、これに限られることはない。例えば、図１３に示す球体水ファントム１５０（第２の線量分布測定モデル）のように、放射線検知手段として絶対線量を測定するイオンチャンバー（電離箱型測定機、または測定子ともいう）７５を用いても良い。
【００７３】
この場合には、イオンチャンバー７５を球体１内に挿入するための貫通口として、上述した空気導入部６０を使用する。この空気導入部（以下で、チャンバー挿入口ともいう）６０にイオンチャンバ６０を所定の深さだけ挿入し固定すると共に、球体１内に蒸留水や精製水を充填する。球体１内への蒸留水や精製水の充填方法は、球体水ファントム１００と同様である。
【００７４】
即ち、蒸留水や精製水等で満たされた水槽内に、イオンチャンバー７５が固定された上側半球体と、下側半球体とを入れ、この水槽内で球体１を組み立てる。この上側半球体と下側半球体には、図７に示した係着機構３が設けられているので、球体１を水槽内で簡単に密閉、開放することができる。
【００７５】
この球体水ファントム１５０は、球体１に対するイオンチャンバー７５の挿入長さを自在に調節でき、例えば子宮への放射線照射のシミュレーションを行う際に、この球体水ファントム１５０を女性の下腹部に見たてて使用することができる。それゆえ、この球体水ファントム１５０を使用することで、子宮に対する放射線の照射線量や照射位置等が適切か否かを正しく判断することができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る第１の線量分布測定モデルによれば、半球体に分割される球形状の容器と、この容器内に配設された放射線検知手段とを有したモデルであって、一方の半球体の開口部側と、他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなるものである。
【００７７】
この構成によって、ガイド溝部の案内にしたがって、一方の半球体を他方の半球体に係着させることができるので、球形状の容器を簡単に密閉、開放することができる。従って、この球形状の容器に所定の液体を容易に充填することができ、任意横断面の線量分布の正確な測定に貢献できる。
【００７８】
また、本発明に係る線量分布測定装置によれば、放射線が照射されてその線量分布が測定される線量分布測定モデルと、所定の方向からこの線量分布測定モデルに放射線を照射する放射線照射手段とからなる装置であって、この線量分布測定モデルは、一方の半球体の開口部側と、他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなるものである。
【００７９】
従って、所定の液体で満たされた球形状の線量分布測定モデルを容易に準備できるので、放射線治療計画の正確な策定作業に貢献できる。
【００８０】
さらに、本発明に係る第２の線量分布測定モデルによれば、一対の半球体に分割される球形状の容器と、この容器の一方の半球体に設けられた貫通口と、この貫通口から容器内に嵌挿される放射線検知手段とを具備し、この容器内に所定の液体が充填されて成る放射線の線量分布測定モデルであって、一方の半球体の開口部側と、他方の半球体の開口部側とを係着せしめる係着機構を備え、この係着機構は、一方の半球体の開口部側の壁部に設けられた突起部と、この突起部を容器の壁面に沿って所定方向に案内するために他方の半球体の開口部側の壁部に設けられたガイド溝部とからなるものである。
【００８１】
この構成によって、第１の線量分布測定モデルと同様に、ガイド溝部の案内にしたがって、一方の半球体を他方の半球体に係着させることができる。従って、球形状の容器を水中で簡単に密閉、開放することができ、この球形状の容器に所定の液体を容易に充填することができる。
【００８２】
また、所定の液体で充填される球形状の容器に対して放射線検知手段の挿入長さを調節でき、例えば子宮への放射線照射のシミュレーションを行う際に、この線量分布測定モデルを女性の下腹部に見たてて使用することができる。
【００８３】
この発明は、人体頭部や子宮等に対する放射線治療の計画を立てる際に、患部付近に照射される放射線の線量とその分布を予めシミュレーションする装置に適用して極めて好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る線量分布測定装置２００の構成例を示す斜視図である。
【図２】球体１の構成例を示す側面図である。
【図３】球体１の断面構造を示すＸ１−Ｘ２矢視断面図である。
【図４】Ａ及びＢは係着機構３の構成例を示す拡大断面図である。
【図５】上側係着部３Ａの構成例を示す平面図である。
【図６】下側係着部３Ｂの構成例を示す平面図である。
【図７】Ａ及びＢは係着機構３の作用を示す概念図である。
【図８】放射線検知手段２０の構成例を示す斜視図である。
【図９】位置補正手段４０の構成例を示す斜視図である。
【図１０】球体水ファントム１００の位置補正方法を示す概念図である。
【図１１】線量分布の測定結果例を示す概念図である。
【図１２】Ａ及びＢは空気導入部６０の構成例を示す概念図である。
【図１３】球体水ファントム１５０の構成例を示す斜視図である。
【図１４】従来例に係る球体ファントム９０の構成例を示す斜視図である。
【図１５】球体９１の構成例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１・・・球体、３・・・係着機構、７・・・突起部、１１・・・ガイド溝部、１７・・・Ｏリング、２０，７５・・・放射線検知手段、１００・・・球体水ファントム（第１の線量分布測定モデル）、１５０・・・球体水ファントム（第２の線量分布測定モデル）、２００・・・線量分布測定装置
【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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