(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）球状蛍光ガラス線量測定素子に放射線を照射する放射線照射工程、
（２）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状支持盤の前記半球状窪みに、放射線照射後の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を載置する載置工程、
（３）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状カバーを、放射線照射後の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を載置して担持する前記支持盤の上から重ねて、前記球状蛍光ガラス線量測定素子を前記平板状支持盤の半球状窪みと前記平板状カバーの半球状窪みとで挟むことにより、積層セットを形成する積層工程、及び
（４）前記積層セットに励起光を照射し、発光する蛍光を測定する蛍光測定工程
を含むことを特徴とする、前記球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量を測定する方法。
【請求項２】
前記放射線照射工程を、生体内に配置した球状蛍光ガラス線量測定素子に放射線を照射することによって実施する、請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
平板状支持盤及び平板状カバーが、それぞれガラス製である、請求項１又は２に記載の測定方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の測定方法に用いる球状蛍光ガラス線量測定素子。
【請求項５】
（１）球状蛍光ガラス線量測定素子と、
（２）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状支持盤と、
（３）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状カバーと
を含む、前記球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量測定用装置。
【請求項６】
平板状支持盤と平板状カバーとが、相互に同一の形状である、請求項５に記載の積算吸収線量測定用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量測定方法、球状蛍光ガラス線量測定素子、及び積算吸収線量測定用装置に関する。本発明によれば、生体内部に線量測定素子を配置した状態で生体外から放射線を照射することができるので、生体内の標的ガン組織に実際に照射された積算吸収線量を測定することが可能になる。
【背景技術】
【０００２】
放射線によるガン治療は、外科手術や抗ガン剤投与と共に、ガン療法の中で重要な役割を果たしている。放射線療法は、外科療法と同様に、ガン組織とその周辺のみを治療する局所治療である点で有利なだけでなく、外科療法のような臓器摘出が不要であり、臓器を温存することができる点で優れている。しかしながら、放射線治療においては、Ｘ線検査において画像を得るために照射する量とは比較にならないほどの大量の放射線を病巣に照射する必要があるので、副作用を軽減ないし防止するために、ガン組織に対して最適な放射線量を照射してダメージを与え、一方では周囲の正常組織に対しては照射する放射線量をできる限り少なくして損傷を抑えることが求められる。
【０００３】
例えば、放射線療法の１つである強度変調療法（Intensity Modulated Radio Therapy：ＩＭＲＴ）では、治療対象となっている患者のガン組織の位置や形状に適合させて、放射線の照射野の形状や放射線の入射方向を調整して患者のガン組織に放射線を照射し、これらの放射線照射による積算吸収線量を最適化している。従って、放射線を患部に正確に集中させて、有効に放射線治療を実施することができる。このようなＩＭＲＴを実施する際には、まず治療計画を作成し、患部に対して所定の吸収線量分布の放射線照射を正確に行うことができる照射条件を設定する必要があり、更に、このような治療計画の妥当性を、実験的に検証する必要がある。
この場合、人体内部に線量計を挿入して試験的な線量測定を行うことは、従来は事実上不可能であったので、人体等価物質から構成される人体模型、すなわち、ファントム（phantom）〔例えば、特許文献１及び２〕内に線量計を挿入して、試験的な線量測定を実施していた。
【０００４】
しかしながら、ファントムを人体と完全に同一条件で作成することは不可能であり、更に、個々の特定患者に固有のファントムを作成することも不可能であった。従って、ファントムを利用して得られる測定値は、そもそも推定値でしかなく、しかも個々の特定患者に固有の積算吸収線量を測定ないし推定することもできない。
また、治療計画に沿って放射線療法を実施した場合でも、生体内の標的ガン組織や周辺組織に実際に照射された放射線の積算吸収線量が、治療計画のとおりの積算吸収線量となっていたか否かを確認する手段は、従来は全く存在しなかった。従って、例えば、人為的ミスによる過照射事故が発生していたとしても、そのことを確定的に確認することは極めて困難な場合が多かった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−６４５３０号公報
【特許文献２】特開２００３−４７６６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の課題は、生体内の組織（例えば、標的ガン組織や周辺組織）に実際に照射された放射線の積算吸収線量を測定することのできる手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題は、本発明により、
（１）球状蛍光ガラス線量測定素子に放射線を照射し（以下、放射線照射工程と称することがある）、
（２）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状支持盤の前記半球状窪みに、放射線照射後の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を載置し（以下、載置工程と称することがある）、
（３）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状カバーを、放射線照射後の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を載置して担持する前記支持盤の上から重ねて、前記球状蛍光ガラス線量測定素子を前記平板状支持盤の半球状窪みと前記平板状カバーの半球状窪みとで挟むことにより、積層セットを形成し（以下、積層工程と称することがある）、
（４）前記積層セットに励起光を照射し、発光する蛍光を測定する（以下、蛍光測定工程と称することがある）
ことを特徴とする、前記球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量を測定する方法によって解決することができる。
【０００８】
本発明方法の好ましい態様においては、前記放射線照射工程を、生体内に配置した球状蛍光ガラス線量測定素子に放射線を照射することによって実施する。
また、本発明方法の別の好ましい態様においては、平板状支持盤及び平板状カバーが、それぞれガラス製である。
【０００９】
また、本発明は、球状の蛍光ガラス線量測定素子にも関し、本発明の好ましい球状蛍光ガラス線量測定素子は、前記積算吸収線量の測定方法に使用する。
【００１０】
更に、本発明は、
（１）球状蛍光ガラス線量測定素子と、
（２）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状支持盤と、
（３）前記球状蛍光ガラス線量測定素子の半球部分の形状に相当する半球状窪みを一方の表面に有し、もう一方の表面が平坦表面である平板状カバーと
を含む、前記球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量測定用装置にも関する。
本発明による積算吸収線量測定用装置の好ましい態様においては、平板状支持盤と平板状カバーとが、相互に同一の形状である。
【発明の効果】
【００１１】
従来の蛍光ガラス線量測定素子は、ガラス製で棒状体であるため、破損させずに生体内に装入することが極めて困難であり、しかも、生体内で破損すると生体組織を損傷させる危険性があるので、実際上、生体内に装入することは不可能であった。これに対して、本発明による球状蛍光ガラス線量測定素子は、ガラス製であっても球状であるので、例えば、カテーテルによって生体内に簡単に装入することができ、しかもその際に破損する危険性は殆ど皆無である。従って、本発明による球状蛍光ガラス線量測定素子を生体内の照射対象標的組織やその周辺組織に付着させ、配置した状態で、生体外から放射線を照射して治療を実施し、照射対象標的組織やその周辺組織に実際に照射された積算吸収線量を直接的に測定することができる。
【００１２】
こうして生体内で積算吸収線量を直接的に記録した蛍光ガラス線量測定素子を、添付図面に沿って後述するとおり、平板状支持盤と平板状カバーとによって挟むと、全体的に平板状の積層セットが形成されるので、この平板状積層セットに対して従来の蛍光測定装置を利用して簡単に蛍光を測定することができる。
【００１３】
また、本発明による球状蛍光ガラス線量測定素子は球状であるので、放射線減衰などに関する方向依存性がない。従って、放射線照射対象の標的組織やその周辺組織に付着させる場合に、放射線照射方向に対する注意が不要である。更に、本発明による球状蛍光ガラス線量測定素子は、従来法で使用されていたＸ線銀塩フィルムとは異なり、加熱滅菌が極めて容易であり、この点でも生体内への装入・配置に適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の測定方法は、前記のとおり
（１）放射線照射工程、
（２）載置工程、
（３）積層工程、及び
（４）蛍光測定工程
を含む。前記放射線照射工程（１）では球状蛍光ガラス線量測定素子を使用し、前記載置工程（２）では平板状支持盤を使用し、そして前記積層工程（３）では平板状カバーを使用するので、最初に、前記球状蛍光ガラス線量測定素子、前記平板状支持盤、及び前記平板状カバーの構造及びそれらの使用方法を、図１〜図４に示す特定の実施態様に沿って説明する。
【００１５】
図１は、平板状支持盤１の模式的斜視図であり、図２は、平板状カバー２の模式的斜視図であり、図３は、球状蛍光ガラス線量測定素子３を平板状支持盤１に載置し、その上から平板状カバー２を重ねる工程を模式的に説明する断面図であり、図４は、図３の工程によって得られる積層セット４の模式的断面図である。
【００１６】
平板状支持盤１は、図１に示すとおり、一方の載置用表面１１には平坦部１２と半球状窪み１３とを有し、図３に示すとおり、前記載置用表面１１とは反対側に、平坦表面１４を有している。また、平板状カバー２も、図２に示すとおり、一方のカバー用表面２１に平坦部２２と半球状窪み２３を有し、図３に示すとおり、前記カバー用表面２１とは反対側に、平坦表面２４を有している。
【００１７】
前記放射線照射工程（１）で放射線を照射された球状蛍光ガラス線量測定素子３は、次の前記載置工程（２）で、図３の矢印Ａに示すとおり、平板状支持盤１の載置用表面１１における半球状窪み１３に装入される。この状態では、球状蛍光ガラス線量測定素子３の下方側半球部が半球状窪み１３の内部に格納され、上方側半球部は載置用表面１１の平坦部１２から突出して露出している。
【００１８】
続いて、前記積層工程（３）では、前記球状蛍光ガラス線量測定素子３を載置して担持している平板状支持盤１の載置用表面１１の上に、図３の矢印Ｂに示すとおり、平板状カバー２をかぶせる。この際、前記球状蛍光ガラス線量測定素子３の上方側半球部が、平板状カバー２のカバー用表面２１の半球状窪み２３によって覆われ、しかも平板状カバー２のカバー用表面２１の平坦部２２と、平板状支持盤１の載置用表面１１の平坦部１２とが接触するように重ねる。こうして、図４に示すように、平板状支持盤１と平板状カバー２とが両者の平坦部１２，２２で完全に面接触状態で重なり合い、しかも球状蛍光ガラス線量測定素子３が両者の半球状窪み１３，２３によって完全に包まれた状態の積層セット４を形成することができる。
【００１９】
なお、本明細書において、平板状支持盤や平板状カバーなどに関連する上下の位置関係（例えば、「上方」又は「下方」）は、本発明の測定方法における前記載置工程（２）及び前記積層工程（３）などを実施している際の上下関係（重力方向）のみを示しており、それ以外の状態〔例えば、前記載置工程（２）前の状態や蛍光測定工程（４）での状態〕での位置関係を限定するものではない。
【００２０】
前記積層工程（３）で形成される積層セット４は、両側表面に平坦表面１４，２４を有する平板となるので、従来公知の励起光照射装置によって励起光を照射し、その励起光照射によって発光する蛍光を測定することができる。前記積層セット４は、必要により、平板状支持盤１及び平板状カバー２に設けた固定用貫通口１５，２５と適当な固定手段（図示せず）、例えば、ボルト及びナットを利用して固定することができる。固定用貫通口を設けず、適当なバインダによって固定することもできる。
【００２１】
平板状支持盤１と平板状カバー２は、それぞれ一方の表面１２，２２上に同一形状の半球状窪み１３，２３の同数個をそれぞれ同じ位置に有し、全体的な形状も一致していることが好ましい。この場合、最初に、前記球状蛍光ガラス線量測定素子を載置して担持する際に用いる部材が平板状支持盤であり、続いて、その上からかぶせるために用いる部材が平板状カバーであり、異なる部材を用いるわけではない。
【００２２】
前記平板状支持盤や前記平板状カバーは、相互に別の材料からなることもできるが、同じ材料（例えば、プラスチック材料又はガラス、好ましくはガラス）からなることが好ましい。更に、球状蛍光ガラス線量測定素子と同じ材料（例えば、銀活性リン酸塩ガラス）からなることもできる。
【００２３】
前記平板状支持盤や前記平板状カバーに設ける半球状窪みの数は、図１及び図２に示すように２つに限定されず、１つでも、３つ以上でもよい。また、前記平板状支持盤の載置用表面や前記平板状カバーのカバー用表面の形状も、図１及び図２に示すように正方形型に限定されず、例えば、長方形型、多角形型、又は円形型であることができる。更に、半球状窪みを２つ以上有する場合には、それらの寸法が相互に同一である必要はなく、複数種の異なる粒径を有する球状蛍光ガラス線量測定素子を同時に挟んで担持することもできる。
【００２４】
本発明の測定方法において、線量計として使用する球状蛍光ガラス線量測定素子は、例えば、銀活性リン酸塩ガラスからなる。銀活性リン酸塩ガラスは、従来から棒状の形態でガラス線量計として広く用いられているが、球状の形態での利用方法は従来全く知られていない。また、蛍光ガラス線量測定素子を棒状の形態で生体内に挿入することは、極めて危険性が高いので、従来は全く行われておらず、球状の形態に代えて生体内に挿入して配置し、その状態で生体外から放射線を照射する方法も従来は全く行われていない。
【００２５】
本発明者は、例えば、前記の図１〜４に示す通り、
（１）球状蛍光ガラス線量測定素子３と、
（２）前記球状蛍光ガラス線量測定素子３の半球部分の形状に相当する半球状窪み１３を一方の表面１１に有し、もう一方の表面１４が平坦表面である平板状支持盤１と、
（３）前記球状蛍光ガラス線量測定素子３の半球部分の形状に相当する半球状窪み２３を一方の表面２１に有し、もう一方の表面２４が平坦表面である平板状カバー２と
を含む、前記球状蛍光ガラス線量測定素子の積算吸収線量測定用装置を開発することによって、球状形態の蛍光ガラス線量測定素子の実際的な利用を可能にした。すなわち、球状蛍光ガラス線量測定素子と平板状支持盤と平板状カバーとから積層セットを簡単に形成させることができ、しかもこの積層セットによって従来公知の励起光照射装置、及び蛍光測定装置の利用が容易になる。
【００２６】
なお、銀活性リン酸塩ガラスを利用する積算吸収線量測定方法は、以下の原理によるものである。すなわち、銀活性リン酸塩ガラスを放射線で照射すると自由電子と正孔とが生じ、これらが銀原子に捕獲されて蛍光中心が生成される。こうして生成された蛍光中心に励起光を照射すると発光する。この現象をラジオフォトルミネッセンス（ＲＰＬ）と称している。こうして発光する蛍光強度が、被爆放射線量（すなわち、積算吸収線量）に比例するので、蛍光強度を測定することによって積算吸収線量を正確に定量することができ、例えば、従来から放射線療法の治療計画に用いられてきた。励起光としては、波長３００〜４００ｎｍの紫外線を用いることができる。例えば、約３２０ｎｍの紫外線で励起するとオレンジ色の蛍光を放出する。
【００２７】
励起光を照射することによって発光する蛍光から、任意の測定手段によって蛍光強度を測定することができる。測定手段としては、例えば、ＣＣＤカメラ、又はフォトマルチプライヤーを用いることができる。高感度ＣＣＤカメラを用いると、蛍光強度を電気信号に変えることができ、その電気信号をコンピュータで処理することができる。前記のＲＰＬ中心は、そのまま放置しても極めて安定に長期間保存され、励起光を照射して蛍光を発光させても、その処理によって消滅することがない。更に、蓄積線量も定量的に測定することができ、エネルギー依存性がない（すなわち、Ｘ線銀塩写真フィルムのように、照射放射線のエネルギーによって感度が変化することがない）ので、測定精度の点でも優れている。また、高温（例えば、約４００℃以上）での３時間程度の加熱（アニーリング）によって、蛍光中心が消滅し、新たに最初から放射線量の集積を行うことができる。
【００２８】
本発明の測定方法で用いる球状蛍光ガラス線量測定素子は、前記のとおり、高温（例えば、約４００℃）で加熱（アニーリング）することによって蛍光中心を消滅させ、新たに最初から放射線量の集積を行う。すなわち、前記球状蛍光ガラス線量測定素子は、例えば、４００℃程度に加熱することができるので、それ自体を極めて容易に滅菌処理することができる。この点でも、生体内放射線照射に適している。
【００２９】
本発明の測定方法の前記放射線照射工程（１）においては、前記球状蛍光ガラス線量測定素子を生体内に配置して、放射線を照射することができる。生体内に装入して配置する場合には、例えば、カテーテルの先端に前記球状蛍光ガラス線量測定素子を入れた状態で生体内の標的器官に導き、カテーテルから前記球状蛍光ガラス線量測定素子を放出させてその標的器官の表面又は内部に貼り付け、カテーテルを抜き出してから放射線照射を実施して、放射線照射の完了後に、再度、カテーテルを利用して前記球状蛍光ガラス線量測定素子を回収することができる。また、カテーテルの先端に前記球状蛍光ガラス線量測定素子を入れた状態で放射線照射を実施し、放射線照射の完了後に、カテーテルを抜き出し、放射線照射の終了後の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を回収することもできる。カテーテルの先端に複数個の前記球状蛍光ガラス線量測定素子を入れる場合には、個々の線量測定素子間に、適当なスペーサー（例えば、アクリル樹脂製スペーサー等）を介在させるのが好ましい。
【００３０】
本発明の測定方法においては、前記銀活性リン酸塩ガラスを、任意の粒径を有する球状体に成形して用いる。球状蛍光ガラス線量測定素子は、完全な真球体（任意の断面が真円の球体）である必要はなく、生体内への挿入・配置の際に損傷しにくい楕球体であることもできるが、照射方向に関する依存性がなくなるので、完全な真球体とすることが好ましい。球状蛍光ガラス線量測定素子の粒径は、挿入・配置すべき生体内の部位に応じて、適宜決定することができる。特には、カテーテルを利用して生体内の標的器官の表面又は内部に貼り付け、再度、カテーテルを利用して前記球状蛍光ガラス線量測定素子を回収することができる寸法であることが好ましい。
【００３１】
例えば、胃ガン患者の胃内ガン病巣にカテーテルによって前記球状蛍光ガラス線量測定素子を挿入・配置する場合には、線量測定素子の粒径を約１ｍｍ〜３ｍｍにすることが好ましく、同様に大腸ガン患者の場合には、粒径を約１ｍｍ〜３ｍｍにすることが好ましい。
【００３２】
また、舌ガン患者や膵臓ガン患者に対する放射線照射においては、カテーテルを用いないで、前記球状蛍光ガラス線量測定素子を利用することもできる。例えば、舌ガン患者の場合には、比較的大型の粒径（例えば、約２ｍｍ〜４ｍｍ）の球状蛍光ガラス線量測定素子を用意し、これをピンセットなどで舌ガン病巣表面に載置し、患者に口腔内に含ませて固定した状態で放射線照射を実施することもできる。更に、膵臓ガンの術中照射においても、比較的大型の粒径（例えば、約２ｍｍ〜４ｍｍ）の球状蛍光ガラス線量測定素子を用意して、開腹手術中の膵臓病巣部又はその近傍に配置して放射線照射を実施することができる。従来の膵臓ガンの術中照射においてもＸ線銀塩フィルムが使用されていたが、Ｘ線銀塩フィルムそれ自体を滅菌処理することができないため、滅菌したプラスチック製カバーに包んで使用する必要があった。これに対して、本発明の測定方法では、球状蛍光ガラス線量測定素子を加熱滅菌処理することができるため、この点でも便利である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の積算吸収線量測定方法は、生体内部に球状蛍光ガラス線量測定素子を配置した状態で生体外から放射線を照射することができるので、生体内の標的ガン組織に実際に照射された積算吸収線量を直接的に測定することが可能になり、正確な積算吸収線量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】平板状支持盤の模式的斜視図である。
【図２】平板状カバーの模式的斜視図である。
【図３】球状蛍光ガラス線量測定素子を平板状支持盤に載置し、その上から平板状カバーを重ねる工程を模式的に説明する断面図である。
【図４】図３の工程によって得られる積層セットの模式的断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・平板状支持盤；
２・・・平板状カバー；
３・・・球状蛍光ガラス線量測定素子；
４・・・積層セット；
１１・・・載置用表面；
１２，２２・・・平坦部；
１３，２３・・・半球状窪み；
１４，２４・・・平坦表面；
１５，２５・・・固定用貫通口；
２１・・・カバー用表面。
【図１】
0004484789.tif 000002
【図２】
0004484789.tif 000003
【図３】
0004484789.tif 000004
【図４】
0004484789.tif 000005