(57)【要約】【課題】放射線治療を行う前の線量分布確認が簡単に行えるようにする。【解決手段】ポリマーゲルシートが内部に配置され、透明樹脂より成形され、上下に重ねて配置するためのスタッキング用機構部を有する透明保持部材よりなる放射線照射範囲検出器１を複数個用意する。そして、複数個の放射線照射範囲検出器１をスタッキング用機構部で重ねた状態で、放射線を照射する。このとき、ポリマーゲルシートは、放射線の照射状態に対応して白濁する。この白濁した放射線照射範囲検出器１を目視で確認する。あるいは、複数の放射線照射範囲検出器１を、１個ごとに分離した状態でスキャナーで読み取り、読み取ったそれぞれのポリマーゲルシートの白濁状態から、放射線照射状態の検出を行う。【選択図】図６
2016061735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の照射により透明状態から白濁状態に変化するポリマーゲルシートと、
前記ポリマーゲルシートが配置される配置部を有し、透明樹脂より成形された透明保持部材と、
透明保持部材を重ねて配置するためのスタッキング用機構部とを備えた
放射線照射範囲検出器。
【請求項２】
前記ポリマーゲルシートが配置された前記透明保持部材の配置部は、透明シートにより蓋をするようにした
請求項１記載の放射線照射範囲検出器。
【請求項３】
前記スタッキング用機構部は、前記透明保持部材の上側と下側の一方の面に設けた段差部と、他方の面に設けた、前記段差部に対応した形状の凹部とを備えた
請求項１又は２に記載の放射線照射範囲検出器。
【請求項４】
前記ポリマーゲルシートは、円形形状とし、
前記透明保持部材の前記配置部についても、前記円形形状のポリマーゲルシートが配置
請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線照射範囲検出器。
【請求項５】
放射線の照射により透明状態から白濁状態に変化するポリマーゲルシートが内部に配置され、透明樹脂より成形され、上下に重ねて配置するためのスタッキング用機構部を有する透明保持部材よりなる放射線照射範囲検出器を複数個用意し、
前記複数個の放射線照射範囲検出器を前記スタッキング用機構部で重ねた状態で、放射線を照射した後、
前記複数の放射線照射範囲検出器を、１個ごとに分離した状態で、スキャナーで読み取り、
前記読み取ったそれぞれのポリマーゲルシートの白濁状態を画像処理して、放射線照射状態の検出を行うようにした
放射線照射範囲検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線治療計画の確認などに使用される放射線照射範囲検出器、及びその放射線照射範囲検出器を使った放射線照射範囲検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
がん患者に対する治療法として、放射線治療法が普及している。放射線治療法には、患者の病巣部に放射線を照射する放射線治療装置が使用される。放射線治療装置を使用して、患者の病巣部に放射線を照射することで、病巣部のがん細胞が破壊され、治療につながる。
【０００３】
通常、放射線治療を行う場合には、以下のステップ１からステップ４の順序で治療が行われる。
・ステップ１：病巣部の確認
ＣＴスキャナーやＭＲＩ装置を利用して、患者の病巣部の大きさ、位置、形状を三次元的に把握する処理が行われる。
・ステップ２：治療計画
ステップ１で確認した大きさ及び形状の病巣部に放射線を照射する際の、方向、強さ、位置、範囲などを、コンピュータ装置上で専用のソフトウェアを使用して決める。
・ステップ３：線量分布確認
ステップ１で確認した病巣部に対して、ステップ２で作成した治療計画で放射線を患部に照射したときの照射状態を確かめるために、人体などの模型に線量計を取付け、その模型に放射線を照射する。
・ステップ４：放射線治療の開始
ステップ３の線量分布確認で放射線の照射状態に問題なければ、ステップ２で作成した治療計画で、患者の病巣部に放射線の照射を行う。この放射線の照射は、病巣部の大きさやがんの進行状況に応じて、数回から数十回程度行われる。
【０００４】
ここで、ステップ４での治療を的確に行う上で、ステップ３の線量分布確認が重要になる。すなわち、ステップ２での治療計画で決めた照射計画で病巣部に照射したとき、事前に計算した通りに、病巣部の全ての箇所に対して適切な強さで放射線が照射されるかを確認する必要がある。また、病巣部でない箇所への放射線の照射が最小限であるかについても同様に確認する必要がある。病巣部でない箇所に放射線が照射されると、正常細胞を破壊してしまい、病巣部の治療を行う上で好ましくない。
【０００５】
この線量分布を確認するための手法として、フィルム線量計が知られている。フィルム線量計は、放射線が照射された箇所のフィルムの色を変色させる。この変色状態を判断することで、放射線治療を行う医師や技師は、放射線の照射状態を確認することができる。但し、従来から知られたフィルム線量計は、変色状態が目視では分かりにくく、スキャナーでフィルム線量計の画像をコンピュータ装置に取り込んだ上で、画像処理で変色状態を強調して、医師や技師が確認していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のフィルム線量計では、目視で放射線の照射状態を確認するのが困難であり、目視で放射線の照射状態を容易に確認できるようにするための線量計として、ポリマーゲル線量計が開発されている。特許文献１には、このポリマーゲル線量計の例が記載されている。
ポリマーゲル線量計は、モノマーをゲル内に分散させたものであり、放射線を照射するとモノマーが重合してポリマーが生成され、これによってゲルが白濁し、その白濁の度合いから線量を測定する線量計である。ゲルが白濁するため、実際に放射線が照射された領域を可視化することができる。また、放射線量に比例して形成されるポリマーが増加し、ゲルの白濁度が増加するため、このゲルの白濁度を測定することで、放射線量を測定することができる。
【０００８】
ところで、上述したフィルム線量計やポリマーゲル線量計は、シート状の線量計であり、放射線の照射状態を平面的に見ることは可能であるが、立体的に照射状態を確認することは困難であった。
ポリマーゲル線量計の場合には、固形状の物質であるため、ある程度の大きさのブロック状に形成することも可能である。しかし、ブロック状に形成したポリマーゲル線量計を使用して、線量分布確認の作業を行った場合、病巣部の内部の照射状態が目視では分からないという問題が生じる。
例えば、治療計画が作成された状態で、放射線治療装置が、ブロック状のポリマーゲル線量計に放射線を照射することで、病巣部の外形形状とほぼ一致する形状の白濁部が得られたとする。このとき、病巣部の表面の照射状態が正しいことは白濁部の形状から分かるが、病巣部の内部の各部に均一に放射線が照射されているかどうかは、外形形状からは全く分からない。つまり、白濁部の内部が均一して白濁しているかどうかは目視では分からず、ポリマーゲル線量計を使用したとしても、目視で簡単に治療計画が正しいかどうかは分からなかった。
【０００９】
本発明は、放射線治療を行う前の線量分布確認を簡単に行うことができる放射線照射範囲検出器及び放射線照射範囲検出方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線照射範囲検出器は、放射線の照射により透明状態から白濁状態に変化するポリマーゲルシートと、ポリマーゲルシートが配置される配置部を有し透明樹脂より成形された透明保持部材と、透明保持部材を重ねて配置するためのスタッキング用機構部とを備える。
【００１１】
また、本発明の放射線照射範囲検出方法は、放射線の照射により透明状態から白濁状態に変化するポリマーゲルシートが内部に配置され、透明樹脂より成形され、上下に重ねて配置するためのスタッキング用機構部を有する透明保持部材よりなる放射線照射範囲検出器を複数個用意する。そして、複数個の放射線照射範囲検出器をスタッキング用機構部で重ねた状態で、放射線を照射した後、複数の放射線照射範囲検出器を、１個ごとに分離した状態でスキャナーで読み取り、読み取ったそれぞれのポリマーゲルシートの白濁状態から、放射線照射状態の検出を行うようにしている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によると、ポリマーゲルシートが配置された透明保持部材を、複数個重ねて配置した上で放射線を照射するため、ポリマーゲルシートの変化で、放射線の照射状態を立体的に目視で確認できるようになる。したがって、例えば放射線治療を行う前の確認が、簡単にできるようになるという作用効果を奏する。
また、放射線の照射後の複数の放射線照射範囲検出器を、１個ごとに分離してスキャナーで読み取らせるので、読み取った画像から、放射線照射状態の立体的な検出ができようになり、これによって放射線照射状態の確認がコンピュータ装置を使用して簡単にできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態例による放射線照射範囲検出器の斜視図である。
【図２】本発明の一実施の形態例による放射線照射範囲検出器の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施の形態例による放射線照射範囲検出器の分解側面図である。
【図４】本発明の一実施の形態例による放射線照射範囲検出器の側面図である。
【図５】本発明の一実施の形態例による放射線照射範囲検出器の積層例を示す側面図である。
【図６】本発明の一実施の形態例による検出処理手順の例を示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態例による検出状態の例を示す側面図である。
【図８】本発明の一実施の形態例による検出画像を取り込む例を示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態の変形例による放射線照射範囲検出器の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［１．放射線照射範囲検出器の構成例］
以下、本発明の一実施の形態例（以下、「本例」と称する。）の放射線照射範囲検出器を、添付図面を参照して説明する。
図１は本例の放射線照射範囲検出器１を示す斜視図であり、図２は分解斜視図である。また、図３は本例の放射線照射範囲検出器１を分解した状態の側面図であり、図４は組み立てた状態の側面図である。
放射線照射範囲検出器１は、透明な樹脂で成形された薄型の四角形状の透明保持部材１０を備える。透明保持部材１０は、例えばアクリル樹脂やポリカーボネート樹脂などの透明な樹脂よりなる。この透明保持部材１０は、図２に示すように、上側にポリマーゲル配置部１１を備える。ポリマーゲル配置部１１には、ポリマーゲルシート２０が配置される。
【００１５】
ポリマーゲルシート２０は、放射線が照射されない状態ではほぼ透明であり、放射線が照射されることで、その照射箇所が白濁するシートである。すなわち、ポリマーゲルシート２０は、モノマーをゲル内に分散させたシートであり、放射線が照射されると、モノマーが重合してポリマーが生成され、これによってゲルが白濁化する。この白濁化により、実際に放射線が照射された領域を可視化することができる。ポリマーゲルシート２０の白濁状態は、放射線の線量に比例してほぼ直線的に変化し、放射線量が高い程、白濁状態が強くなる。但し、放射線量と白濁状態との相関関係は、ポリマーゲルシート２０の組成によって変化し、ほぼ直線的に白濁状態が変化するのは一例である。
ここでは、ポリマーゲルシート２０は、厚さが１mmから数mm程度の比較的薄いシートとする。なお、ポリマーゲルシート２０の組成については、例えば先に示した特許文献１に開示されている。また、この特許文献１などに開示された組成以外にも、様々な組成のものが知られており、放射線の照射により白濁状態のように透明度が変化するものであれば、ポリマーゲルシート２０として、各種組成のものが適用可能である。
【００１６】
透明保持部材１０のポリマーゲル配置部１１は、ポリマーゲルシート２０の厚さに対応して、上端部１２から数ミリ凹んだ形状である。このポリマーゲル配置部１１にポリマーゲルシート２０が配置された状態で、上端部１２は、透明シート３０により蓋がされ、ポリマーゲルシート２０が密閉された状態に保持される。透明シート３０は、接着剤などにより上端部１２に固定される。
【００１７】
透明保持部材１０のポリマーゲル配置部１１の周囲の上面側には、上側の側壁の厚さが薄くなった段差部１３が形成される。また、図３に示すように、透明保持部材１０の下面側には、スタッキング用凹部１４が形成される。これらの段差部１３とスタッキング用凹部１４は、複数個の透明保持部材１０を上下に積み重ねるためのスタッキング用機構部として機能する。
すなわち、図３に示すように、複数個の透明保持部材１０を用意したとき、透明保持部材１０の上面側の段差部１３が、別の透明保持部材１０の下面側のスタッキング用凹部１４に嵌る形状としてある。このように積み重ねた状態のとき、段差部１３の直立面１３ａと、スタッキング用凹部１４の直立面１４ａとが接触した状態になる。
【００１８】
図５は、放射線照射範囲検出器１を積み重ねた状態の例を示す。
図５の例では、１０個の放射線照射範囲検出器１を用意して、上下に積み重ねた状態を示している。ここでは、それぞれの透明保持部材１０の上面側の段差部１３が、別の透明保持部材１０の下面側のスタッキング用凹部１４に嵌ることで、透明保持部材１０が積み重ねられる。
この図５に示すように積み重ねた状態では、それぞれの放射線照射範囲検出器１に配置されたポリマーゲルシート２０が、１０枚積層配置された状態になる。
【００１９】
［２．放射線照射範囲を検出する処理例］
図６は、放射線照射範囲を検出する処理例を示す図である。ここでは、がん患者に対して放射線治療法を行う際の、治療計画で決められた放射線照射状態での、線量分布確認を行う例について説明する。
【００２０】
まず、図６Ａに示すように、放射線照射範囲検出器１は、複数個用意して積層される。このとき、それぞれの透明保持部材１０は、上面側の段差部１３が別の透明保持部材１０の下面側のスタッキング用凹部１４に嵌まることによって積層される。放射線照射範囲検出器１を積み重ねる数は、検出する放射線照射範囲の高さに依存する。例えば、確認したい病巣部のサイズが、直径５cm程度であれば、それよりも若干大きな高さとなるように、複数個の放射線照射範囲検出器１を積層させる。積層された放射線照射範囲検出器１は、透明保持部材１０が透明であると共に、内部に保持されたポリマーゲルシート２０もほぼ透明であり、内部が透き通って見える状態になっている。
【００２１】
次に、放射線治療装置を使用して、事前に治療計画で決められた放射線照射状態で、積層された放射線照射範囲検出器１に対して放射線を照射する。放射線を照射することで、図６Ｂに示すように、放射線照射範囲検出器１内のポリマーゲルシート２０は、放射線が強く照射された箇所ａが白濁する。この白濁箇所ａの形状は、事前の治療計画が適正であれば、事前に確認した病巣部の形状とほぼ一致する。
したがって、放射線治療を行う医師や技師は、このまま目視で白濁箇所ａの形状を確認することで、事前の治療計画が適正であるか否かが判断できるようになる。
【００２２】
図６Ｂに示した積層状態で、目視により確認できる白濁箇所ａの形状は、白濁箇所ａの外形形状である。そして、白濁箇所ａの内部の放射線照射範囲が適正か否かの判断は、積層された放射線照射範囲検出器１を分離して行う。
例えば、図６Ｃに示すように、画像読み取りを行うスキャナー１３０を用意する。そして、そのスキャナー１３０の読み取り台１３１の上に、放射線照射範囲検出器１を１個ずつ並べて、スキャナー１３０が放射線照射範囲検出器１のポリマーゲルシート２０の白濁状態を画像として読み取る。スキャナー１３０が複数個の放射線照射範囲検出器１を一度に読み取るのは１つの例であり、スキャナー１３０が１個ずつの放射線照射範囲検出器１を順にスキャナー１３０で読み取るようにしてもよい。
【００２３】
そして、図６Ｄに示すように、コンピュータ装置１００内の画像処理部１１０が、スキャナー１３０で読み取った画像データを３Ｄ画像として解析処理し、この解析結果がディスプレイ１２０上に表示される。例えば、白濁箇所ａがディスプレイ１２０上に様々な角度から立体的に表示される。また、スキャナー１３０が読み取った個々の放射線照射範囲検出器１のポリマーゲルシート２０の白濁状態を、画像として表示するようにしてもよい。
【００２４】
さらに、コンピュータ装置１００は、ＣＴスキャナーやＭＲＩ装置を利用して得た患者の病巣部の画像と、スキャナー１３０で読み取った画像データとを比較して、放射線照射範囲が適正か否かの判断を自動的に行うようにしてもよい。
なお、コンピュータ装置１００を使用して画像解析を行うのは１つの例であり、例えば図６Ｃに示すように１個ずつに分離した放射線照射範囲検出器１のポリマーゲルシート２０の白濁状態を、医者や技師が目視で確認して、病巣部の内部の放射線照射状態が適切か否かを判断してもよい。
【００２５】
次に、図７を参照して、積み重ねた状態の放射線照射範囲検出器１を使用して、放射線を照射したときに白濁箇所ａが生じる具体的な例を説明する。
この図７の例では、１０個の放射線照射範囲検出器１を積み重ねた状態を示す。この積み重ねた放射線照射範囲検出器１の内部に放射線を照射したとき、その照射箇所が白濁する。ここで、ポリマーゲルシート２０は、透明保持部材１０で保持する厚さの分だけ、１枚ごとに隙間が空いた状態で配置される。したがって、例えば図７に示すように８枚のポリマーゲルシート２０に白濁箇所ａ１〜ａ８が分かれ、それぞれの白濁箇所ａ１〜ａ８は、若干の透明な隙間が生じる。この隙間は極力少ないことが好ましく、例えば１mm以下の厚さとすることが好ましい。但し、このような隙間があることは、放射線の照射範囲を解析する上では、問題がない。
【００２６】
図８は、放射線を照射した複数個の放射線照射範囲検出器１を分離して示した例である。
この図８に示すように、それぞれの放射線照射範囲検出器１のポリマーゲルシート２０には、放射線の照射範囲を示す白濁箇所ａ１，ａ２，ａ３，・・・が、断面状に現れる。
放射線治療を行う医師や技師が、この断面状の白濁箇所ａ１，ａ２，ａ３，・・・を見て、内部が均一に白濁しているかどうかを見ることで、病巣部の内部の各部に均一に放射線が照射されているかどうかが目視で分かるようになる。もし、白濁箇所ａ１，ａ２，ａ３，・・・の内部で白濁していない箇所、あるいは、白濁していても、その白濁状態がたの箇所よりも薄い場合には、その箇所への放射線の照射が足りないことが分かる。
したがって、本例の放射線照射範囲検出器１を使用することで、放射線治療計画が適正か否かが、目視から簡単に分かるようになる。
また、図６Ｃ及び図６Ｄに示すように、スキャナー１３０が接続されたコンピュータ装置１００を用意して、そのコンピュータ装置１００で読み取った画像を解析することで、コンピュータ装置１００が自動的に放射線治療計画の良否を判断できるようになる。
【００２７】
［３．変形例］
図９は、円筒形状とした放射線照射範囲検出器１′の例である。この放射線照射範囲検出器１′は、透明保持部材１０を円筒形状とし、この透明保持部材１０に配置されるポリマーゲルシート２０や、上端に蓋をする透明シート３０についても円形とする。透明保持部材１０の周囲の段差部１３などのスタッキング用機構部についても、円形形状とする。
放射線照射範囲検出器１′を円筒形状とすることで、放射線照射後のポリマーゲルシート２０の白濁状態が、どの角度からも見やすくなる。また、放射線治療を行う際の確認用に適用したとき、円形のポリマーゲルシート２０は、実際の病巣部の形状に近い形状であることが考えられ、効率のよい放射線量の確認ができるようになる。なお、確認を行う人体の部位に対応して、放射線照射範囲検出器１′を楕円形状としてもよい。例えば、胴体内の臓器が病巣部である場合には、胴体の横断面に相当するサイズの楕円形状などの様々な形状やサイズの放射線照射範囲検出器１′としてもよい。
【００２８】
また、上述した実施の形態例では、透明保持部材１０が備えるスタッキング用機構部として、上面側の段差部と下面側の凹部とが嵌る形状とした。これに対して、その他の形状のスタッキング用機構部としてもよい。この場合、スタッキング用機構部として、例えば積み重ねる際に、左右の方向が定まるような、左右で非対称の形状としてもよい。
また、上述した実施の形態例では、透明保持部材１０のポリマーゲル配置部１１に配置されたポリマーゲルシート２０の上に、透明シート３０を配置して、ポリマーゲルシート２０が密閉構造で保持されるようにした。これに対して、例えば透明シート３０を省略してもよい。但し、透明シート３０が配置された放射線照射範囲検出器１の方が、取り扱い性などに優れており、放射線照射範囲検出器１は、透明シート３０を備えるのが好ましい。
【００２９】
さらに、上述した実施の形態例では、放射線照射範囲検出器１は、放射線治療の治療計画の確認用に使用した。これに対して、放射線照射範囲検出器１は、その他の放射線照射状態の確認用に使用してもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１，１′…放射線照射範囲検出器、１０…透明保持部材、１１…ポリマーゲル配置部、１２…上端部、１３…段差部、１３ａ…直立面、１４…スタッキング用凹部、１４ａ…直立面、２０…ポリマーゲルシート、３０…透明シート、１００…コンピュータ装置、１１０…画像処理部、１２０…ディスプレイ、１２１…解析画像、１３０…スキャナー、１３１…読み取り台
【図１】
2016061735.tif 000003
【図２】
2016061735.tif 000004
【図３】
2016061735.tif 000005
【図４】
2016061735.tif 000006
【図５】
2016061735.tif 000007
【図６】
2016061735.tif 000008
【図７】
2016061735.tif 000009
【図８】
2016061735.tif 000010
【図９】
2016061735.tif 000011