(57)【要約】  小型プローブ（１）と、ルミネッセンス検出システム（１４）とを具備する生体内線量測定用の装置であって、小型プローブが、放射線ルミネッセンス物質（３）であり、該物質を照射する高エネルギー放射線の関数である強度を有する放射線ルミネッセンス信号を放射する放射線ルミネッセンス物質（３）と、ルミネッセンス信号を受け取り、そのルミネッセンス信号をルミネッセンス検出システム（１４）に伝送する光ファイバ（４、１６）とを少なくとも備える装置において、放射線ルミネッセンス物質（３）が、少なくともナローバンドＢＥ内でルミネッセンス信号を放射する窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、ルミネッセンス検出システム（１４）が、窒化ガリウムのナロー放射バンドを選択することができる光学装置（１８）を備えることを特徴とする装置。【選択図】  図１
2010517027.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
小型プローブ（１）と、
ルミネッセンス検出システム（１４）と
を具備し、
前記小型プローブ（１）が、
放射線ルミネッセンス物質（３）であって、該物質を照射する高エネルギー放射線の関数である強度を有する放射線ルミネッセンス信号を放射する放射線ルミネッセンス物質（３）と、
前記ルミネッセンス信号を受け取り、そのルミネッセンス信号をルミネッセンス検出システム（１４）に伝送する光ファイバ（４、１６）と
を少なくとも備える、生体内線量測定用の装置において、
前記放射線ルミネッセンス物質（３）が、少なくともナローバンド（ＢＥ）内でルミネッセンス信号を放射する窒化ガリウム（ＧａＮ）であり、前記ルミネッセンス検出システム（１４）が、前記窒化ガリウムのナロー放射バンドＢＥを選択することができる光学装置（１８）を備えることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記ＧａＮ放射線ルミネッセンス物質が、本質的に前記ナロー放射バンド（ＢＥ）内で放射するように特別に不純物を添加されていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
侵襲性プローブを形成するために、前記ＧａＮ放射線ルミネッセンス物質が、光ファイバの端部に装着された、又は光ファイバの１つの端部に作られた検出空洞（６）内に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記光ファイバ（４）が、前記光ファイバのコア（９）を中に入れる光学クラッディング（８）を保護する管状被覆（７）を備え、前記放射線ルミネッセンス物質（３）を受け入れる前記空洞（６）を構成するために、前記ファイバのコア（９）及び任意選択的に前記クラッディング（８）が、前記光ファイバの端の一部分に亘って除去され、その空洞が保護材（１０）によって封鎖されていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記プローブ（１）が、前記ルミネッセンス物質（３）に接続されている前記ファイバ（４）と同一であるが、放射線ルミネッセンス物質には全く接続されていない基準光ファイバ（４１）を備え、前記光ファイバ（４）及び前記基準光ファイバ（４１）が、前記光学選択装置（１８）を介して、２つの同一な光電子増倍管（１７、１７１）に接続され、それによって、差分測定を行うことができることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
各光ファイバ（４、４１）が、１つ又は複数の中継光ファイバ（１６、１６１）を介して前記ルミネッセンス検出システム（１４）に接続されたコネクタ（１５）に接続されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記ルミネッセンス検出システム（１４）が、少なくとも２つの検出チャネルを２つの異なるスペクトルバンド上に備え、それらスペクトルバンドの１つが前記ＧａＮ物質のナローバンド（ＢＥ）であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記ルミネッセンス検出システム（１４）が、１つ又は複数の光電子増倍管を備える光検出器ユニット（１７）を前記光学選択装置（１８）の下流に具備することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記光学選択装置（１８）が、前記ＧａＮ物質（３）のナローバンド（ＢＥ）内の放射ピークに中心を置くバンドパス光フィルタを備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記光学選択装置（１８）が、前記信号のスペクトル成分を、少なくとも２つの光電子増倍管（１７）を用いた２つの異なるスペクトルチャネルで検出する前に、分離することができる分散又は回折光学システム（２２）を備え、前記光電子増倍管の１つが、前記ナローバンド（ＢＥ）を検出するように働き、好ましくは、細いスリット（２４）を備えることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学選択装置（１８）が、好ましくは、コリメータレンズ（２５）と、多チャネル光電子増倍管を用いて製作された前記光電変換器ユニット（１７）へ前記信号を送出する分散又は回折光学システム（２２）とによって構成されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記ルミネッセンス検出システム（１４）が、放射線療法処置に関する高エネルギーパルス発射（ｔ）に時間窓（Ｆ）を同調させる手段を備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部放射線療法又はＸ線診断法に関する侵襲性又は非侵襲性生体内線量測定の技術分野に関する。
【０００２】
本発明は、より正確には、高エネルギー放射の線量を測定するように働く小型プローブを有する線量測定装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
放射線療法での生体内線量測定の好ましい分野では、意図的に照射される解剖学的領域、及び／又は放射に感応する周辺の解剖学的領域に生じる高エネルギー放射量を測定する必要がある。この生体内測定は、送出線量の検証、及び／又は照射領域の周囲における高エネルギー放射の影響の評価を行う働きをする。
【０００４】
現況技術では、半導体タイプの第１のカテゴリの線量測定法が既知であり、その線量測定法は、例えば、米国特許第５９５９０７５号明細書、米国特許第５５８７１９９号明細書、又は現況技術を要約した文献、題名「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ  ｉｎ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｔｈｅｒａｐｙ」（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ、第４１巻、補遣１、２００６年１２月１日、Ｓ１３４〜Ｓ１５３頁）に記載されている。このタイプの線量測定法では、高エネルギーの光量子又は粒子を電子に変換することができるダイオード又は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体デバイスを含む検出セルを備える。ラジオエレクトリックタイプの変換器セルを使用すると、小型化及び耐電磁擾乱性の点で極めて不利である電気的相互接続を行う必要がある。更に、そのタイプの線量測定法には、高エネルギービームに対する検出セルの向きに過敏であるという欠点がある。
【０００５】
絶縁発光物質に基づいた第２のカテゴリの線量計も又、特に、仏国特許第２８２２２３９号明細書及び現況技術を要約した文献、題名「Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｕｓｅ  ｉｎ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ」（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ、第４１巻、補遣１、２００６年１２月１日、Ｓ７８〜Ｓ９９頁）から既知である。検出セルとして、そのタイプの線量計は、高エネルギー光量子又は粒子を紫外線、可視光線、又は赤外線であり得る光量子に変換する絶縁発光物質を備える。その絶縁発光物質によって放射されたルミネッセンス信号は、光電変換を行う光検出器へ光ファイバによって伝送される。高エネルギー光量子又は粒子を紫外線、可視光線、又は赤外線光量子に変換すると、禁制帯内の放射再結合中心を使用することになり、それにより、変換効率が比較的低くなることが認められるであろう。この変換効率を増加させるために、熱的又は光学的刺激に頼ることが知られている。しかしながら、熱的又は光学的刺激の実施は、線量計の構成をより複雑にし、そのような線量計の小型化を妨げる。
【０００６】
現況技術には又、特に、題名「Ｐｌａｓｔｉｃ  ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ  ｄｏｓｉｍｅｔｒｙ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ」（Ｒａｄｉａｔｉｏｎ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ、第４１巻、補遣１、２００６年１２月１日、Ｓ１２４〜Ｓ１３３頁）の文献に見られるように、光学的又は熱的刺激に頼ることなしに検出を達成することができる発光ファイバに基づく線量測定プローブがある。しかしながら、ルミネッセンスの効率が低いことにより、発光要素に関して限定的な小型化しか達成することができない。
【０００７】
別の技術分野では、特に米国特許第６６４３５３８号明細書に、ＩＩ−ＶＩ族半導体物質ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＨｇＩ２が、それらの発光特性によって外科用内視鏡プローブを放射標識化チューブへ導くのに使用されることが記載されている。そのプローブは、プローブの直径を増加させてしまう光学チャネルを有し、それにより、プローブの小型化の達成が妨げられている。更に、提案されている半導体物質が大きな原子番号を有し、それが、発光物質近傍の照射線量の一様性を擾乱し、それによって、ｉｎ−ｓｉｔｕ生体内線量測定に関する該物質の利点が限定的になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、低コストであり、正確な測定を行うのに適した小型プローブを備える、生体内線量測定用の新規な装置を提案することによって、従来技術の欠点を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するために、本発明は、
小型プローブと、
ルミネッセンス検出システムと
を具備する生体内線量測定用の装置であって、
前記プローブが、
放射線ルミネッセンス物質であり、該物質を照射する高エネルギー放射線の関数である強度を有する放射線ルミネッセンス信号を放射する放射線ルミネッセンス物質と、
ルミネッセンス信号を受け取り、そのルミネッセンス信号をルミネッセンス検出システムに伝送する光ファイバと
を少なくとも備える、生体内線量測定用の装置を提供する。
【００１０】
本発明によれば、放射線ルミネッセンス物質が、少なくともナローバンド内でルミネッセンス信号を放射する窒化ガリウムであり、ルミネッセンス検出システムが、窒化ガリウムのナロー放射バンドを選択することができる光学装置を備える。
【００１１】
有利な実施形態では、ＧａＮ放射線ルミネッセンス物質が、本質的にナロー放射バンド（ＢＥ）内で放射するように特別に不純物を添加されている。
【００１２】
一実施形態では、侵襲性プローブを形成するために、ＧａＮ放射線ルミネッセンス物質が、光ファイバの端部に装着された、又は光ファイバの１つの端部に作られた検出空洞内に配置されている。
【００１３】
別の実施形態では、光ファイバが、光ファイバのコアを中に入れる光学クラッディングを保護する管状被覆を備え、放射線ルミネッセンス物質を受け入れる空洞を構成するために、ファイバのコア及び任意選択的にクラッディングが、光ファイバの端の一部分に亘って除去され、その空洞が保護材によって封鎖されている。
【００１４】
差分測定を行うために、プローブが、ルミネッセンス物質に接続されているファイバと同一であるが、放射線ルミネッセンス物質には全く接続されていない基準光ファイバを備え、光ファイバ及び基準光ファイバが、光学選択装置を介して、２つの同一な光電子増倍管に接続されており、それによって、差分測定を行うことができる。
【００１５】
好ましくは、各光ファイバが、１つ又は複数の中継光ファイバを介してルミネッセンス検出システムに接続されたコネクタに接続されている。
【００１６】
有利には、ルミネッセンス検出システムが、少なくとも２つの検出チャネルを２つの異なるスペクトルバンド上に備え、それらスペクトルバンドの１つがＧａＮ物質のナローバンド（ＢＥ）である。
【００１７】
本発明の特徴によれば、ルミネッセンス検出システムが、１つ又は複数の光電子増倍管を備える光検出器ユニットを光学選択装置の下流に具備する。
【００１８】
変形実施形態では、光学選択装置が、ＧａＮ物質のナローバンド（ＢＥ）内の放射ピークに中心を置くバンドパス光フィルタを備える。
【００１９】
別の実施形態では、光学選択装置が、信号のスペクトル成分を、少なくとも２つの光電子増倍管を用いた２つの異なるスペクトルチャネルで検出する前に、分離することができる分散又は回折光学システムを備え、光電子増倍管の１つが、ナローバンド（ＢＥ）を検出するように働き、好ましくは、細いスリットを備える。
【００２０】
別の実施形態では、光学選択装置が、好ましくは、コリメータレンズと、多チャネル光電子増倍管を用いて製作された光電変換器ユニットへ信号を送出する分散又は回折光学システムとによって構成される。
【００２１】
好ましい適用形態では、ルミネッセンス検出システムが、放射線療法処置に関する高エネルギーパルス発射に時間窓を同調させる手段を備える。
【００２２】
様々な他の特徴が、本発明の様々な実施形態を非限定的例として示す添付図面を参照して以下に述べる説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による小型化プローブを示すブロック図である。
【図２Ａ】様々なシリコン添加レベルに対するｎタイプＧａＮの典型的フォトルミネッセンス放射スペクトル（ナノメートルでの波長λの関数としてのルミネッセンスの相対強度ＩＰＬ）の図である。
【図２Ｂ】高分子被覆石英ガラス光ファイバ（ＥＴＦＢ）の放射線ルミネッセンススペクトル（ナノメートルでの波長λの関数としての放射線ルミネッセンスの強度ＩＲＬ）を示す図である。
【図３Ａ】本発明による小型化プローブに窒化ガリウム（ＧａＮ）を包み込む一態様を示す図である。
【図３Ｂ】本発明による小型化プローブに窒化ガリウム（ＧａＮ）を包み込む一態様を示す図である。
【図３Ｃ】本発明による小型化プローブに窒化ガリウム（ＧａＮ）を包み込む一態様を示す図である。
【図４】化学線形加速器から来る照射発射のパルスに対する放射線ルミネッセンスの応答時間を示す図である。
【図５Ａ】本発明による測定装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５Ｂ】本発明による測定装置の一実施形態を示す構成図である。
【図５Ｃ】本発明による測定装置の一実施形態を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１により明瞭に見ることができるように、本発明は、Ｘ線、ガンマ線、電子、陽電子、及び他の高エネルギー粒子などの高エネルギー放射線Ｍを測定するように働く線量測定装置Ｉの一部を形成する小型化プローブ１に関する。プローブ１は、放射線ルミネッセンス物質３を含む変換器セル２を有し、放射線ルミネッセンス物質３は、該物質を照射する高エネルギー放射線Ｍの関数である強度を有するルミネッセンス信号を放射する。ルミネッセンス信号は、少なくとも１つの光ファイバ４によって回収される。
【００２５】
本発明によれば、放射線ルミネッセンス物質３は、窒化ガリウムＧａＮ、即ち、生体組織の原子番号に近い原子番号（Ｚ＝１９）の直接ギャップＩＩＩ−Ｖ族半導体（３００ＫでギャップエネルギーＥｇ≒３．４電子ボルト（ｅＶ）を有する）である。この真性又は意図的不純物添加の行われていない単結晶物質は、通常、大気温度で、２つの異なるスペクトルバンド、即ちナロー放射バンド又はバンド端（ＢＥ）、及びブロードバンド又はイエロバンド（ＹＢ）にルミネッセンススペクトルを有する。
【００２６】
ＧａＮ物質が高エネルギー放射を受けると、物質中に電子正孔対が生成される。複数のチャネルを介するこれらキャリヤの放射再結合が支配的であり、ＧａＮに関して良好な放射線ルミネッセンス及び極めて短い（ナノセカンド程度の）応答時間を保証する。物質のバンドギャップに対応するナローバンドＢＥ内の放射ピークは、波長３６５ナノメートル（ｎｍ）付近に中心があり（図２Ａ）、他方、物質の欠陥によるブロードバンド（ＹＢ）放射は、より長い波長で生じ、目的とする用途では最小限に抑える必要がある。とりわけＢＥバンド内の放射線ルミネッセンスの放射が、図２Ｂに示される光ファイバ４のブロードバンド放射に比較して、有用信号のスペクトル識別の実施を容易にする。その結果、プローブ１は、有利には、放射線ルミネッセンス放射が本質的にＧａＮ物質のナローバンドＢＥ内に位置するように特別に不純物を添加されたＧａＮ物質を使用することによって製作される。例えば、ＧａＮ物質は、シリコンによって高度に不純物添加された（１立方センチメートル（ｃｍ３）当たり１０１９原子より大きなドーパント密度）、ｎタイプのものである。図２Ａに見ることができるように、ＧａＮの２つの放射バンド（ＢＥ及びＹＢ）内のルミネッセンス放射の分布は、物質の不純物添加レベルに依存する。即ち、大気温度では、本質的に不純物が添加されていない、又はシリコン不純物添加のレベルが低い物質は、カーブＡに似た形のルミネッセンススペクトルを有し、他方、中間レベル（≒１ｃｍ３当たり１０１８原子）及び高レベル（≒１ｃｍ３当たり１０１９原子）の不純物添加が行われた物質は、それぞれほぼカーブＢ及びカーブＣによって示される様相を有するスペクトルを示す。
【００２７】
第１の変形実施形態では、ＧａＮ物質３は、放射線療法及びＸ線診断法目的のための生体内線量測定に特に十分に適した侵襲性プローブを構成するように、光ファイバ４の端部の１つに装着された変換器セル２内に包み込まれている。例えば、変換器セル２には、ＧａＮ物質３を光ファイバの端部に機械的に固定するように適合されたコーティング５が施されている。コーティング５用に選択される物質では、用途に関連した制約（例えば、医療線量測定のための生体適合性）、及び光ファイバによる放射線ルミネッセンス信号の収集の最適化に関する制約を考慮に入れることもある。例としては、コーティング５は、ＥＴＦＥ、ポリアミド、ＰＥＥＫ、又は侵襲性医療装置に一般的に使用される他の任意のコーティング材製である。
【００２８】
図３Ａ〜３Ｃは、光ファイバ４の端部へＧａＮ物質３を装着する様々な他の態様を示す。
【００２９】
図３Ａ及び３Ｂに示された例では、ＧａＮ物質３は、光ファイバ４の光学クラッディング８を取り巻く管状保護被覆７を有する光ファイバ４の端部に形成された空洞６内に収容されている。このクラッディング８は、光ファイバ４のコア９に接触している。図３Ａに示された例では、空洞６は、湿式若しくは乾式エッチング、又は他の任意の適切な方法によって光ファイバ４のコア９内に直接形成されている。従って、光ファイバ４のコア９は、ファイバの自由端から所定の長さに亘って取り除かれ、クラッディング８及び保護被覆７は、光ファイバ４の自由端まで全てに亘ってそのまま残される。それにより、ＧａＮ物質３の面全体が、光ファイバ４のコア９に接触する。この構成では、クラッディング８は、ＧａＮ物質３を取り巻き、その結果、光ファイバ４がルミネッセンス信号を収集する効率を向上させる。
【００３０】
図３Ｂに示される実施形態では、光ファイバ４のコア９及びクラッディング８が、ファイバの自由端から所定の長さに亘って取り除かれ、保護被覆７が、光ファイバの自由端までそのまま残される。この例では、ＧａＮ物質３は、コア９の端部及びクラッディング８と接触している。
【００３１】
図３Ａ及び３Ｂに記載された例では、空洞６は、保護材１０が光ファイバ４の端部に挿入され、そこを封鎖することができるように、ＧａＮ物質３より長い長さ（光ファイバ４の軸に沿って）を有することが認められるであろう。この生体適合タイプの保護材１０は、クラッディング８（図３Ａ）又は保護被覆７（図３Ｂ）の端部に挿入されることによって、ＧａＮ物質３を空洞６内に閉じ込めて保持するように働く。
【００３２】
これら変形実施形態では、光ファイバ４の外径を増加させることなしに、ＧａＮ物質３を光ファイバと整列させて封止状態で装着することができる。例えば、生体内線量測定のために、プローブの外径は、８００マイクロメートル（μｍ）未満であり得る。
【００３３】
図３Ｃは、ＧａＮ物質３を受け入れる空洞６が、光ファイバの端部を覆ってクラッディング８上に挿入され、保護被覆１０によって封鎖されたチューブ１１によって構成される別の実施形態を示す。チューブ１１及び被覆７は、保護外被１２の内側に挿入されてもよい。
【００３４】
ＧａＮ物質３と光ファイバ４の端部との間の境界面は、例えば屈折率整合ゲル及び／又は屈折率分布（ＧＲＩＮ）レンズなど、光学的結合効率を最適化するのに適した手段を有することができる。
【００３５】
光ファイバ４は、ＧａＮ物質３が放射した放射線ルミネッセンス信号を受け取り、それをエレクトロルミネッセンス検出システム１４へ伝送する。
【００３６】
一実施形態の特徴によれば、光ファイバ４は、コネクタ１５を介して、ルミネッセンス検出システム１４に接続されている中継光ファイバ１６に接続されている。従って、光ファイバ４を有するプローブ１は、廃棄することのできる使い捨て装置を形成する。中継光ファイバ１６は、数１０メートルの長さにすることができ、ルミネッセンス検出システム１４を測定プローブ１、従って照射領域から遠く離しておくように働く。
【００３７】
ルミネッセンス検出システム１４は、放射線療法処置の放射パルスの発射に時間窓Ｆを同期させる手段を備える。それにより、図４に見られるように、ルミネッセンス信号Ｓは、対象の処置領域を照射する高エネルギー発射ｔの開始時点から取り込まれる。通常、各高エネルギー発射ｔは、持続時間が５マイクロセカンド（μｓ）である。各時間窓Ｆは、放射線ルミネッセンス信号Ｓを、各発射ｔの開始時点ｔｉで取り込み、各発射ｔの継続中を通して取り込むことができるようにする。この時間窓操作により、放射線ルミネッセンス検出の信号対ノイズ比が著しく改善され得、従って、測定精度が改善され得る。例えば、高速である検出システムと連携して時間を掛けて放射線ルミネッセンスを解析することにより、ルミネッセンスへの様々な寄与成分間の識別が、それらの時間特性に基づいて可能になり得、遅行寄生発光の影響を受けなくなり得る。
【００３８】
従来の態様では、ルミネッセンス検出システム１４は、ルミネッセンス信号の光電変換を行う光検出器ユニット１７を備え、それによって、ＧａＮ物質３を照射する高エネルギー放射線を測定することができる。本発明の特徴によれば、光検出器ユニット１７は、１つ又は複数の経路を有する１つ又は複数の光電子増倍管（多陽極真空管）を備える。光検出器として光電子増倍管を用いる利点は、高い検出感度及び短い応答時間を達成し、それにより、検出信号に関して良好な時間分解能を得ることである。
【００３９】
本発明の別の特徴によれば、ルミネッセンス検出システム１４は、ＧａＮ物質３のナロー放射バンドＢＥを選択するように機能する光学装置１８を備える。この光学装置１８は、任意の適切な光学手段によって実現され、光検出器ユニット１７の上流に配置される。
【００４０】
一実施形態では、光学選択装置１８は、中継光ファイバ１６によって伝送されたルミネッセンス信号を受け取るバンドパス光フィルタによって構成されている。バンドパス光フィルタは、ＧａＮ物質３のＢＥバンドの放射ピーク、即ち３６５ｎｍに中心を置いている。このようにしてフィルタを掛けられた信号が、光電子増倍管によって構成される光検出器ユニット１７によって検出される。
【００４１】
この実装形態は、ＧａＮ物質のＢＥ放射バンド内での寄生寄与成分が無視し得るとき、例えば高度に局所的な照射（弱い場）に対して、有利に適用できる。この構成では、照射される光ファイバの体積は、付随する放射線ルミネッセンスの放射が、フィルタの通過帯域において、ＧａＮ物質からの放射線ルミネッセンスに比較して無視し得ることを保証するのに十分な小ささである。
【００４２】
図５Ａは、中継光ファイバ１６によって伝送された放射線ルミネッセンスを検出するシステム１４の別の実施形態を示す。ルミネッセンス信号は、分散若しくは回折光学システム２２（回折格子、プリズムなど）、又は、図示されるように、凹面反射挌子によって形成された光学選択装置１８に向かって導かれる。そのような光学システム２２によって空間的に分離された信号のスペクトル成分は、２つの異なったスペクトルチャネル上で少なくとも２つの光電子増倍管１７を使用して検出される。有利には、有用な成分（ＧａＮのＢＥバンド）を検出するために使用される光電子増倍管１７の前側には、スペクトル分離度を向上させる働きをする細いスリット２４を配置することが可能である。この変形形態は、ＢＥバンド中のＧａＮ物質のルミネッセンスを測定する共に、個々のスペクトルバンド内の寄生ルミネッセンスの寄与成分を評価する働きもする。
【００４３】
図５Ｂは、ルミネッセンス検出システム１４の別の変形実施形態を示す。光ファイバ１６によって伝送されたルミネッセンス信号は、好ましくは、コリメータレンズ２５と、多チャネル（多陽極）光電子増倍管を使用して製作された光検出器ユニット１７へ信号を送る分散又は回折光学システム２２とによって構成された光学選択装置１８へ導かれる。この構成によって、プローブから来るルミネッセンス信号のスペクトルを得ることができる。このスペクトル情報に基づいて、寄生寄与成分を差し引くことによってＧａＮ物質のルミネッセンスの強度を評価することが可能になる。このスペクトル解析によって、図５Ａに示される２チャネルを使用した方法に比較して、有用信号及び寄生信号の様々な寄与成分の評価を改善することが可能になる。
【００４４】
上記の実施形態では、１つだけの光ファイバチャネルを使用し、スペクトル領域の情報を使用することによって寄生ルミネッセンス寄与成分を排除することができることが認められるであろう。その手法は、小型プローブの製作に効果的に適用できるという利点を有する。
【００４５】
図５Ｃは、差分測定を行うことができる別の実施形態を示す。この実施形態では、装置は、光ファイバ４及び中継光ファイバ１６とそれぞれ同一の基準光ファイバ４１及び基準中継光ファイバ１６１を有する。基準光ファイバ４１は放射線ルミネッセンス物質には全く接続されていないが、基準中継光ファイバ１６１は、光電子増倍管１７と同一の光電子増倍管１７１に接続されている。当然、光電子増倍管１７及び１７１の上流には、光学選択装置１８の実施形態のどれか１つが挿入されている。
【００４６】
図５Ｃに記載された実施形態の利点の１つは、その実施形態では、測定の精度及び安定性を向上させるために、有用な信号から寄生寄与成分を差し引くことができることである。
【００４７】
本発明によるプローブ１は、本発明によりＧａＮ物質を本質的に備える検出セルをその端部に配置した光ファイバから本質的に製作される限りにおいて小型化することができると考えられたい。このプローブは、安価であり、従って廃棄可能にすることができる。該プローブは、使い捨ての侵襲性プローブを構成するのに特に適している。そのような装置の別の利点は、高エネルギー放射線量を実時間で測定可能であることにある。そのような装置は、検出セル２と光電子増倍管１７との間に電気的接続部を有するのを回避することを可能にする。
【００４８】
本発明は、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更をそれらに加えることができるので、記述され図示された例に限定されるものではない。
【図１】
2010517027.tif 000003
【図２Ａ】
2010517027.tif 000004
【図２Ｂ】
2010517027.tif 000005
【図３Ａ】
2010517027.tif 000006
【図３Ｂ】
2010517027.tif 000007
【図３Ｃ】
2010517027.tif 000008
【図４】
2010517027.tif 000009
【図５Ａ】
2010517027.tif 000010
【図５Ｂ】
2010517027.tif 000011
【図５Ｃ】
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【国際調査報告】
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