(57)【要約】  本発明は、新規な単結晶ダイヤモンド線量計およびその使用に関する。【選択図】図９Ｂ
2016519304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  縁部（３）、および該縁部の高さに相当する厚さ（３'）で隔てられている２つの平行平面側面（１、２）を与え、約０．０６ｍｍ3から約０．２７ｍｍ3の結晶体積を示す単結晶ダイヤモンド、
−  各電極セットが前記単結晶ダイヤモンドの各側面（１、２）に堆積され、各電極セットが相互に独立して前記側面の少なくとも７５％の表面を被覆している２つの電極セット（４、４'）
により構成される検出器を含み、
その有効容積が約０．０６ｍｍ3から約０．２ｍｍ3であり、
前記単結晶ダイヤモンドの縁部（３）が実質的に電極材料を欠きかつ前記電極セットがガードリングに囲まれていない、
特にダイヤモンド防水線量計である、ダイヤモンド線量計。
【請求項２】
前記２つの平面側面が、同一である請求項１に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項３】
前記２つの平面側面が約０．３０ｍｍ2から約１ｍｍ2まで、特に１ｍｍ2の表面を有する請求項１または２に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項４】
前記２つの平面側面が、約１ｍｍ2の表面を有しかつ６０μｍから約２００μｍの、特に約８８から約２００μｍの、特別に１００μｍから約１６５μｍの、より特別には１６５μｍの厚さで隔てられている請求項３に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項５】
前記各電極セットが実質的に各平面側面の１００％を被覆し、かつ特に前記２つの平行平面側面が長方形、円形または正方形である請求項１〜４のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計。
【請求項６】
前記電極セットの材料が約５から約２８のＺを有し、かつ特に前記各電極セットが約０．０１μｍから約１００μｍ、好ましくは約０．０１μｍから約１０μｍ、より好ましくは約０．０１μｍから約０．５μｍ、特に約０．１μｍの厚さを有する請求項１〜５のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計。
【請求項７】
前記電極セットの材料が導電性の非晶質炭素または非組織化炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、導電性ダイヤモンド（Ｐ型ドーピング、Ｎ型ドーピング、注入ダイヤモンドまたは欠陥ダイヤモンド）、グラファイトからなる群から選択される炭素であるか、あるいは前記電極セットの材料がＡｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択される金属、特にＡｌである請求項６に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項８】
前記電極セットの材料が２８より高いＺを有し、特にＡｇ、ＡｕまたはＰｔであり、特に前記各電極セットが約０．０１μｍから約１μｍ、好ましくは約０．０２μｍから約１μｍ、特に約０．２μｍの厚さを有し、特に前記電極セットが電極の積み重ね、特にＴｉ／Ａｕのそれぞれの厚さが約２ｎｍおよび約５０ｎｍの積み重ねまたはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのそれぞれの厚さが約５〜１０ｎｍ、５０ｎｍおよび５００ｎｍの積み重ねで構成される請求項１〜７のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計。
【請求項９】
前記電極セットを三軸ケーブル（６）に接続する２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、また三軸ケーブル自体は中央コア（７）およびガード（８）を含み得る請求項１〜８のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１０】
前記２つの導電性ワイヤの材料がアルミニウム、シリコン、カーボン、ニッケルおよびこれらの合金であり、特に前記導電性ワイヤが１００μｍ未満の厚さ、特に約２０μｍから約１００μｍの厚さを有する請求項９に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１１】
前記２つの導電性ワイヤが導電性接着剤から選択される、特にグラファイト、グラファイト荷電エポキシ樹脂、カーボン荷電エポキシ樹脂、カーボン導電性ペーストからなる群から選択される接続手段またはボンディングで前記単結晶ダイヤモンドに接続され、特に前記ワイヤの１つはその上端で前記単結晶ダイヤモンドの第１の電極セットに接続され、その下端で前記三軸ケーブルに接続され、かつ第２のワイヤはその上端で前記単結晶ダイヤモンドの第２の電極セットに接続され、その下端で三軸ケーブルの中央コアに接続され、および特に前記単結晶ダイヤモンドが取り付けられた支持体をさらに含み、特に前記単結晶ダイヤモンドの平行平面側面が正方形である請求項９または１０に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１２】
前記支持体が２つの部分：
−  前記単結晶ダイヤモンドおよび前記２つの電極セットを含む上方部分
−  前記三軸ケーブルを含む下方部分
で構成され、
前記上方部分および下方部分が連続し、上方部分の底部が下方部分の頂部に隣接しており、
導電性ワイヤは、前記２つの電極セットに接続された上端から前記支持体の下方部分を通って延び、特に前記単結晶ダイヤモンドが前記支持体の対称軸に取付けられ、かつ前記上方部分内の単結晶ダイヤモンドの長さが約０．２ｍｍから約１．２ｍｍであり、特に前記支持体の上方部分が前記第１のポリマー、特にポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）で構成され、但し前記第１のポリマーが接続手段と適合可能であり、特に前記支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なり、特に組織等価性に可能な限り近い材料からなる群から、つまりポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）、架橋ポリスチレン、固体水（ＳＷ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、仮想水から選択される第２のポリマーで構成される、
請求項１１に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１３】
前記支持体または支持体の上方部分および下方部分が円筒形状であり、特にその直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、特に前記単結晶ダイヤモンドが支持体または上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１．６ｍｍの、特に約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、特に前記単結晶ダイヤモンドの底部と前記三軸ケーブルの頂部との間の距離が１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間である請求項１１または１２に記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１４】
前記第１および第２のポリマーの円筒形状の全周に、特にコロイド状グラファイト、ラッカー、染料、グラファイトエポキシ樹脂またはカーボン荷電エポキシ樹脂、またはカーボン導電性ペーストを有する電気絶縁をさらに含み、かつ前記ガードが前記絶縁ワイヤで前記第１のポリマーと接続されている請求項１１〜１３のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計。
【請求項１５】
放射線治療法、好ましくは小さなビームを使用した放射線治療、特に定位放射線治療、定位的状態での放射線治療および強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）の実施のための請求項１〜１４のいずれか１つに記載のダイヤモンド線量計の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な単結晶ダイヤモンド線量計およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療は、癌治療における最有力技術の１つである。現在、腫瘍へ照射中に起こる健常組織の損傷を少量で済ますために、特定の臨床目的の極めて特定の技法が使用されている。定位治療に発達により直径が３ｍｍから４０ｍｍの範囲の小さいＸ線ビームの使用が増大している。この高度技術は、良性および悪性の治療、また（２０ｃｍ3未満の）頭蓋内および頭蓋外での小さな腫瘍の治療に使用されている。定位放射線手術では高線量が１回照射で行われる（例えば、三叉神経痛の患者への９０Ｇｙの照射：D. Kondziolka, L. D. Lunsford, et J. C. Flickinger,「Gamma Knife Radiosurgery as the First Surgery for Trigeminal Neuralgia」, Stereotactic and Functional Neurosurgery, vol.70, no.Suppl. 1, p.187-191, 1998；D. Kondziolka, L. D. Lunsford, et J. C. Flickinger,「Stereotactic radiosurgery for the treatment of trigeminal neuralgia」, Clin J Pain, vol.18, no.1, p.42-47, February 2002）；定位放射線療法ではより低い線量（１．８Ｇｙ〜４Ｇｙ）の多分割照射が使用される（I. J. Das, M. B. Downes, A. Kassaee, et Z. Tochner,「Choice of Radiation Detector in Dosimetry of Stereotactic Radiosurgery-Radiotherapy」, Journal of Radiosurgery, vol.3, no.4, p.177-186, 2000）。
【０００３】
複雑なビーム弾道および実現化により定位技法には重大なリスクがあり、患者の位置決めと線量送達で高度な精度が要求される。患者の位置決めは先進型イメージング様式の開発および定位フレームへの患者の固定により向上する（F. Baba, Y. Shibamoto, N. Tomita, C. Ikeya-Hashizume, K. Oda, S. Ayakawa, H. Ogino, et C. Sugie,「Stereotactic body radiotherapy for stage I lung cancer and small lung metastasis: evaluation of an immobilization system for suppression of respiratory tumor movement and preliminary results」, Radiat Oncol, vol.4, p.15, 2009；J. Wulf, U. Hadinger, U. Oppitz, B. Olshausen, et M. Flentje,「Stereotactic radiotherapy of extracranial targets: CT-simulation and accuracy of treatment in the stereotactic body frame」, Radiother Oncol, vol.57, no.2, p.225-236, November 2000）。
【０００４】
小さいビームの線量測定は正確に制御できず、主要な問題としては出力因子（ＯＦs）がある。複数の著作者は、異なる市販の検出器および小さいビームでのモンテカルロシミュレーションを比較している（I. J. Das, M. B. Downes, A. Kassaee, et Z. Tochner,「Choice of Radiation Detector in Dosimetry of Stereotactic Radiosurgery-Radiotherapy」, Journal of Radiosurgery, vol.3, no.4, p.177-186, 2000；A. J. D. Scott, A. E. Nahum, et J. D. Fenwick,「Using a Monte Carlo model to predict dosimetric properties of small radiotherapy photon fields」, Med Phys, vol.35, no.10, p.4671-4684, October 2008；W. U. Laub et T. Wong,「The volume effect of detectors in the dosimetry of small fields used in IMR」, Med Phys, vol.30, no.3, p.341-347, March 2003；I. J. Das, G. X. Ding, et A. Ahnesjo,「Small fields: Nonequilibrium radiation dosimetry」, Medical Physics, vol.35, no.1, p.206-215, 2008；F. Verhaegen, I. J. Das, et H. Palmans,「Monte Carlo dosimetry study of a 6 MV stereotactic radiosurgery unit」, Phys Med Biol, vol.43, no.10, p.2755-2768, October 1998）。これらの研究により、３ｃｍ×３ｃｍ未満の場において、イオンチェンバー（ionization chambers）、シリコンダイオード、フィルム、熱ルミネセンス検出器（TLD）および天然ダイヤモンドで測定されたＯＦsに大きな違いの有ることが示された。これら広範な結果の主たる原因としては、検出器の大きなアクティブボリューム、非組織等価性および側方電子平衡の欠如が挙げられる。
【０００５】
最近の複数の論文には、ダイヤモンドは小さいビーム線量計の候補であると記載されている（W. U. Laub et T. Wong,「The volume effect of detectors in the dosimetry of small fields used in IMRT」, Med Phys, vol.30, no.3, p.341-347, March 2003；D. Tromson, M. Rebisz-Pomorska, N. Tranchant, A. Isambert, F. Moignau, A. Moussier, B. Marczewska, et P. Bergonzo,「Single crystal CVD diamond detector for high resolution dose measurement for IMRT and novel radiation therapy needs」, in Diamond and related materials, vol.19, p.1012-1016；S. Almaviva, I. Ciancaglioni, R. Consorti, F. De Notaristefani, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Petrucci, G. Prestopino, C. Verona, et G. Verona-Rinati,「Synthetic single crystal diamond dosimeters for Intensity Modulated Radiation Therapy applications」, Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, vol.608, no.1, p.191-194；I. Ciancaglioni, M. Marinelli, E. Milani, G. Prestopino, C. Verona, G. Verona-Rinati, R. Consorti, A. Petrucci, et F. De Notaristefani,「Dosimetric characterization of a synthetic single crystal diamond detector in clinical radiation therapy small photon beams」, Med Phys, vol.39, no.7, p.4493-4501, July 2012；G. T. Betzel, S. P. Lansley, F. Baluti, L. Reinisch, et J. Meyer,「Clinical investigations of a CVD diamond detector for radiotherapy dosimetry」, Phys Med, vol.28, no.2, p.144-152, April 2012）。
【０００６】
ダイヤモンド原子番号（Ｚ＝６）はヒト組織の実効原子番号（Ｚeff〜７．４２）に近いので、ダイヤモンドはほぼ組織等価である。ダイヤモンド検出器の小さなアクティブボリュームにより線量測定の高空間分解能が可能になり、格子中の原子の高密度（１０23atoms．ｃｍ-3）が高い信号対雑音比を維持して、ダイヤモンドの電子的性質で速い検出器応答達成が可能になる。多くの著作者がＰＴＷの製品化された天然ダイヤモンド線量計を研究してきている（A. Fidanzio, L. Azario, R. Miceli, A. Russo, et A. Piermattei,「PTW-diamond detector: dose rate and particle type dependence」, Med Phys, vol.27, no.11, p.2589-2593, November 2000；P. W. Hoban, M. Heydarian, W. A. Beckham, et A. H. Beddoe,「Dose rate dependence of a PTW diamond detector in the dosimetry of a 6 MV photon beam」, Phys Med Biol, vol.39, no.8, p.1219-1229, August 1994；C.D. Angelis, S. Onori, M. Pacilio, G.A.P.  Cirrone, G. Cuttone, L. Raffaele, M. Bucciolini, S. Mazzocchi.「An investigation of the operating characteristics of two PTW diamond detectors in photon and electron beams」, Med. Phys., vol.29, p.248-254, 2002）。
したがって、これらの検出器については、装置間の再現性なし、高いコストおよび長い納期が大きな欠点である。
【０００７】
合成ダイヤモンドは、再現可能でかつ最適な成長条件が良好な電子的性質を有するダイヤモンドの取得を可能にして不純物混入を防止するので代替物としては好ましい。このようなＸ線検出器用の合成単結晶ＣＶＤの性能については多くの著作者の論文がある（S. Almaviva, I. Ciancaglioni, R. Consorti, F. De Notaristefani, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Petrucci, G. Prestopino, C. Verona, et G. Verona-Rinati,「Synthetic single crystal diamond dosimeters for Intensity Modulated Radiation Therapy applications」, Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, vol.608, no.1, p.191-194；G. T. Betzel, S. P. Lansley, F. Baluti, L. Reinisch, et J. Meyer,「Clinical investigations of a CVD diamond detector for radiotherapy dosimetry」, Phys Med, vol.28, no.2, p.144-152, April 2012；N. Tranchant, D. Tromson, C. Descamps, A. Isambert, H. Hamrita, P. Bergonzo, et M. Nesladek,「High mobility single crystal diamond detectors for dosimetry: Application to radiotherapy」, Diamond and Related Materials, vol.17, no.7-10, p.1297-1301, July 2008；Y. Garino, A. Lo Giudice, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Tucciarone, et G. Verona-Rinati,「Performances of homoepitaxial single crystal diamond in diagnostic x-ray dosimetry」, Applied Physics Letters, vol.88, no.15, p.151901-151901-3, April 2006；F. Schirru, K. Kisielewicz, T. Nowak, et B. Marczewska,「Single crystal diamond detector for radiotherapy」, Journal of Physics D: Applied Physics, vol.43, no.26, p.265101, July 2010）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】D. Kondziolka, L. D. Lunsford, et J. C. Flickinger,「Gamma Knife Radiosurgery as the First Surgery for Trigeminal Neuralgia」, Stereotactic and Functional Neurosurgery, vol.70, no.Suppl. 1, p.187-191, 1998
【非特許文献２】D. Kondziolka, L. D. Lunsford, et J. C. Flickinger,「Stereotactic radiosurgery for the treatment of trigeminal neuralgia」, Clin J Pain, vol.18, no.1, p.42-47, February 2002
【非特許文献３】I. J. Das, M. B. Downes, A. Kassaee, et Z. Tochner,「Choice of Radiation Detector in Dosimetry of Stereotactic Radiosurgery-Radiotherapy」, Journal of Radiosurgery, vol.3, no.4, p.177-186, 2000
【０００９】
【非特許文献４】F. Baba, Y. Shibamoto, N. Tomita, C. Ikeya-Hashizume, K. Oda, S. Ayakawa, H. Ogino, et C. Sugie,「Stereotactic body radiotherapy for stage I lung cancer and small lung metastasis: evaluation of an immobilization system for suppression of respiratory tumor movement and preliminary results」, Radiat Oncol, vol.4, p.15, 2009
【非特許文献５】J. Wulf, U. Hadinger, U. Oppitz, B. Olshausen, et M. Flentje,「Stereotactic radiotherapy of extracranial targets: CT-simulation and accuracy of treatment in the stereotactic body frame」, Radiother Oncol, vol.57, no.2, p.225-236, November 2000
【非特許文献６】I. J. Das, M. B. Downes, A. Kassaee, et Z. Tochner,「Choice of Radiation Detector in Dosimetry of Stereotactic Radiosurgery-Radiotherapy」, Journal of Radiosurgery, vol.3, no.4, p.177-186, 2000
【非特許文献７】A. J. D. Scott, A. E. Nahum, et J. D. Fenwick,「Using a Monte Carlo model to predict dosimetric properties of small radiotherapy photon fields」, Med Phys, vol.35, no.10, p.4671-4684, October 2008
【非特許文献８】W. U. Laub et T. Wong,「The volume effect of detectors in the dosimetry of small fields used in IMR」, Med Phys, vol.30, no.3, p.341-347, March 2003
【非特許文献９】I. J. Das, G. X. Ding, et A. Ahnesjo,「Small fields: Nonequilibrium radiation dosimetry」, Medical Physics, vol.35, no.1, p.206-215, 2008
【非特許文献１０】F. Verhaegen, I. J. Das, et H. Palmans,「Monte Carlo dosimetry study of a 6 MV stereotactic radiosurgery unit」, Phys Med Biol, vol.43, no.10, p.2755-2768, October 1998
【００１０】
【非特許文献１１】W. U. Laub et T. Wong,「The volume effect of detectors in the dosimetry of small fields used in IMRT」, Med Phys, vol.30, no.3, p.341-347, March 2003
【非特許文献１２】D. Tromson, M. Rebisz-Pomorska, N. Tranchant, A. Isambert, F. Moignau, A. Moussier, B. Marczewska, et P. Bergonzo,「Single crystal CVD diamond detector for high resolution dose measurement for IMRT and novel radiation therapy needs」, in Diamond and related materials, vol.19, p.1012-1016
【非特許文献１３】S. Almaviva, I. Ciancaglioni, R. Consorti, F. De Notaristefani, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Petrucci, G. Prestopino, C. Verona, et G. Verona-Rinati,「Synthetic single crystal diamond dosimeters for Intensity Modulated Radiation Therapy applications」, Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, vol.608, no.1, p.191-194
【非特許文献１４】I. Ciancaglioni, M. Marinelli, E. Milani, G. Prestopino, C. Verona, G. Verona-Rinati, R. Consorti, A. Petrucci, et F. De Notaristefani,「Dosimetric characterization of a synthetic single crystal diamond detector in clinical radiation therapy small photon beams」, Med Phys, vol.39, no.7, p.4493-4501, July 2012
【非特許文献１５】G. T. Betzel, S. P. Lansley, F. Baluti, L. Reinisch, et J. Meyer,「Clinical investigations of a CVD diamond detector for radiotherapy dosimetry」, Phys Med, vol.28, no.2, p.144-152, April 2012
【００１１】
【非特許文献１６】A. Fidanzio, L. Azario, R. Miceli, A. Russo, et A. Piermattei,「PTW-diamond detector: dose rate and particle type dependence」, Med Phys, vol.27, no.11, p.2589-2593, November 2000
【非特許文献１７】P. W. Hoban, M. Heydarian, W. A. Beckham, et A. H. Beddoe,「Dose rate dependence of a PTW diamond detector in the dosimetry of a 6 MV photon beam」, Phys Med Biol, vol.39, no.8, p.1219-1229, August 1994
【非特許文献１８】C.D. Angelis, S. Onori, M. Pacilio, G.A.P.  Cirrone, G. Cuttone, L. Raffaele, M. Bucciolini, S. Mazzocchi.「An investigation of the operating characteristics of two PTW diamond detectors in photon and electron beams」, Med. Phys., vol.29, p.248-254, 2002
【００１２】
【非特許文献１９】S. Almaviva, I. Ciancaglioni, R. Consorti, F. De Notaristefani, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Petrucci, G. Prestopino, C. Verona, et G. Verona-Rinati,「Synthetic single crystal diamond dosimeters for Intensity Modulated Radiation Therapy applications」, Nuclear instruments & methods in physics research. Section A, Accelerators, spectrometers, detectors and associated equipment, vol.608, no.1, p.191-194
【非特許文献２０】G. T. Betzel, S. P. Lansley, F. Baluti, L. Reinisch, et J. Meyer,「Clinical investigations of a CVD diamond detector for radiotherapy dosimetry」, Phys Med, vol.28, no.2, p.144-152, April 2012
【非特許文献２１】N. Tranchant, D. Tromson, C. Descamps, A. Isambert, H. Hamrita, P. Bergonzo, et M. Nesladek,「High mobility single crystal diamond detectors for dosimetry: Application to radiotherapy」, Diamond and Related Materials, vol.17, no.7-10, p.1297-1301, July 2008
【非特許文献２２】Y. Garino, A. Lo Giudice, C. Manfredotti, M. Marinelli, E. Milani, A. Tucciarone, et G. Verona-Rinati,「Performances of homoepitaxial single crystal diamond in diagnostic x-ray dosimetry」, Applied Physics Letters, vol.88, no.15, p.151901-151901-3, April 2006
【非特許文献２３】F. Schirru, K. Kisielewicz, T. Nowak, et B. Marczewska,「Single crystal diamond detector for radiotherapy」, Journal of Physics D: Applied Physics, vol.43, no.26, p.265101, July 2010
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、装置についての非最適化バイアス適用時には、小さいビームによる線量計応答エラーが発生し、かつ古典的なダイヤモンド線量計でみられるようにダイヤモンド有効容積が高い時に、水のものと比較したダイヤモンド密度（３．５１）からも線量計応答エラーが出る。
【００１４】
本発明の目的の１つは、照射場のサイズとの比較で小さな有効容積を有する最適化単結晶ダイヤモンド線量計（ＳＣＤＤｏ）の提供であり、これにより古典的なダイヤモンド線量計による線量過小評価、つまり高い信号雑音比を避けて、かつ速い検出器応答達成が可能になる。
本発明の別の目的は、正確性と精度、線形性、線量依存性、線量率依存性および空間分解能の適切な特性を有する防水ダイヤモンド線量計の提供であり、これにより吸収された照射に関する知識を得ることができる。
本発明の別の目的は、小さなビームによる定位放射線療法のための線量計の使用である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
発明者らは、各電極セットによるそれぞれの側面の被覆が少なくとも７５％であることとダイヤモンド厚さの縮小との組合せで、ダイヤモンド密度が原因のバイアスで起こる線量計応答の過剰評価のような古典的なダイヤモンド線量計に関する問題がなくなることを予想外に見出した。
【００１６】
本発明は、
−  縁部（３）、および該縁部の高さに相当する厚さ（３'）で隔てられている２つの平行平面側面（１、２）を与え、約０．０６ｍｍ3から約０．２７ｍｍ3の結晶体積を示す単結晶ダイヤモンド、
−  各電極セットが前記単結晶ダイヤモンドの各側面（１、２）に堆積され、各電極セットが相互に独立して前記側面の少なくとも７５％の表面を被覆している２つの電極セット（４、４'）
により構成される検出器を含み、
その有効容積が約０．０６ｍｍ3から約０．２ｍｍ3であり、
前記単結晶ダイヤモンドの縁部（３）が実質的に電極材料を欠きかつ前記電極セットがガードリングに囲まれていない、
ダイヤモンド線量計に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、縁部（３）の高さに相当する厚さ（３'）で隔てられている２つの平行平面側面（１）および（２）を示す任意の形状のダイヤモンド線量計の一般的な例を表す。
【図２】図２は、側面（１）上にある第１の電極セットの（４）の被覆の例を表す。
【図３】図３は、各側面（１）および（２）が長方形である線量計の例を表す。
【図４】図４は、各側面（１）および（２）が円形である線量計の例を表す。
【図５】各側面（１）および（２）が正方形である線量計の例を表す。
【図６】図６Ａから６Ｇは、ダイヤモンド線量計の各製造工程を表す。
【図７】図７Ａから７Ｇは、支持体の構成要素を詳細に示したダイヤモンド線量計の各製造工程を表す。
【図８】図８Ａから８Ｄは、図６および７上のダイヤモンド線量計製造における各パーツ寸法を支持体の構成の大きさと共に表す。
【図９Ａ】図９Ａは、一体型の支持体での本発明の水等価ＳＣＤＤｏの構成を表す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、上方部分および下方部分とを有する支持体での本発明の水等価ＳＣＤＤｏの構成を表す。
【図９Ｃ】図９Ｃは、図９（Ｂ）のＸ線検査を表す。
【図１０】６ＭＶ光子ビームで測定されたＳＣＤＤｏのＩ−Ｖ特性を表す。
【図１１】４００ＭＵ．ｍｉｎ-1の線量率での１０×１０ｃｍ2の場におけるＳＣＤＤｏ（実施例２）応答の線量直線性を表す。
【図１２】図１２Ａおよび１２Ｂは、パルス当たり線量変更（ＳＳＤ変更）で１０×１０ｃｍ2場におけるＳＣＤＤｏ応答の線量率依存性を表す。
【図１３】図１３Ａおよび１３Ｂは、パルス繰返し周波数を変化させる時の１０×１０ｃｍ2場におけるＳＣＤＤｏ応答の線量率依存性を表す。
【図１４Ａ】図１４Ａは、６ＭＶ光子ビームでの本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）（菱形）、ＰＴＷ６００１７ダイオード（正方形）、ＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバー（三角形）およびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器（星形）における、Varian Clinac ２１００ Ｃ linacで測定された交差面線量プロファイルを表す。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、６ＭＶ光子ビームでの本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）（ダイヤモンド）、ＰＴＷ６００１７ダイオード（正方形）、ＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバー（三角形）およびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器（星形）における、μＭＬＣ ｍ3で測定された交差面線量プロファイルを表す。
【図１５】図１５は、６ＭＶ光子ビーム、照射野０．６×０．６ｃｍ2および１０×１０ｃｍ2についての本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）（菱形）、ＰＴＷ６００１７ダイオード（正方形）およびＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバー（三角形）におけるVarian Clinac ２１００ Ｃ linacおよびμＭＬＣ ｍ3で測定した深度線量曲線を表す。
【図１６Ａ】図１６Ａは、６ＭＶ光子ビームでの本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）およびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド線量計（星形）におけるVarian Clinac ２１００ Ｃ linacおよびμＭＬＣ ｍ3で測定した出力因子を表す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書において、ダイヤモンドの１つの側面に堆積させた電極セットにより被覆される表面を「被覆表面」という。
発明者らは、線量計、特に小さいビーム用の線量計の分野における通常の実践に反して、ダイヤモンドを被覆する各電極セットの表面とダイヤモンド側面の表面との比率は、約７５％を超えなければならないことを予想外に見出した。
この比率が７５％未満である場合には、電極の近傍で発生する全電荷が必ずしも捕集されず、捕集された電荷の比率はダイヤモンドに印加したバイアスに依存する。このことは最適化バイアスが印加されない場合には、電荷測定でのエラーを意味する。
更には、発明者らは、検出器の分野における通常の実践に反して、本発明のダイヤモンド線量計は小さいビーム用に使用されるが、ガードリングは本発明のダイヤモンド線量計では必要がないことを予想外に見出した。
【００１９】
「線量計」は、Ｘ線、アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線、陽子、ハドロン、中性子および物質との電離放射線の相互作用に関わる全ての粒子などの電離放射線を検出し、測定または評価し記録する計測装置である。
特にダイヤモンド線量計とは、ダイヤモンド基板上にエピタキシャル層を有する合成ダイヤモンド、または特にイリジウム、シリコン、炭化ケイ素などのヘテロ基板（つまり、その上でダイヤモンド成長が生じる、ダイヤモンドではない基板）上にエピタキシャル層を有する合成ダイヤモンドである。
【００２０】
用語「検出器」は、Ｘ線、アルファ粒子、ベータ粒子、ガンマ線、または線量計を構成する物質との電離放射線の相互作用により誘導される粒子などの電離放射線を検出し、測定しかつ記録する手段をいう。
用語「単結晶ダイヤモンド」とは、個々の結晶間での合体および粒界を有する数千以上の結晶ダイヤモンドで構成される多結晶ダイヤモンドと対照的である個々の結晶で構成されるダイヤモンドをいう。
単結晶ダイヤモンドは、平面状で平行な２つの側面（１、２）を有することを条件とする任意の可能な形状を有することができ、前記２つの平面状で平行な側面の間の縁部（３）の高さが前記形状の厚さを構成する３Ｄのダイヤモンドである。２つの平行平面側面および縁部で画定される体積は空の空間ではなく、フルボリューム（full volume）である。
この２つの平面側面は異なるか同一である。
【００２１】
図１は、形状の例である（図示されているものに限定されない）が、縁部（３）で隔てられている平面状で平行な側面（１）および（２）を示している。
このダイヤモンド結晶の体積は、約０．０６ｍｍ3から約０．２７ｍｍ3、特に０．０６ｍｍ3から０．２７ｍｍ3、より特別には０．０６ｍｍ3から０．２７ｍｍ3未満までである。
体積が０．０６ｍｍ3未満の場合、特定の小さいビーム線量測定またはＩＭＲＴ（強度変調放射線治療）または低線量率の従来型放射線療法分野においては、線量計のサイズは低線量率の測定には小さすぎる。
【００２２】
線量計応答は、電位計による電荷の直接的な測定で得るか、または電位計と関連データ収集システムによる時間の関数での電流測定値の積分で得られる。
体積が０．２７ｍｍ3を超える場合、ダイヤモンドは上記の欠点を有する。
用語「電極」は、導体または半導体または導電性材料をいう。
用語「電極セット」は、１つの電極または電極の積み重ねをいう。
この電極は、１つの材料で構成され得（１つの電極材料に相当する）または異なる材料の積み重ねで構成され得る（電極材料の積み重ねに相当する）。
【００２３】
用語「堆積させた」とは、電極材料がダイヤモンド平行平面側面の１つと安定的に接触し、かつこの接触が当業者に周知のプロセスで達成されることを意味する。
用語「各電極セットが相互に独立してダイヤモンド側面の少なくとも表面の７５％を被覆している」とは、各電極セットがダイヤモンドの側面の少なくとも７５％を被覆していることを条件として、ダイヤモンドの各面が２つの異なる表面を有する電極セットで被覆されていることを意味する。言い換えれば、側面と電極セットの表面との比率が少なくとも７５％であることを意味する。
【００２４】
図２は、側面（１）上の第１の電極セット（４）による被覆表面の例を示す。他方、側面（２）上では、第２の電極セット（４'）が側面（４'）を被覆する。
例として、電極セット（４）の側面（１）の８０％表面被覆と電極セット（４'）の側面（２）の９０％表面被覆を挙げるが限定されるものではない。あるいは、電極セット（４）は側面（１）の９０％の表面を被覆でき、電極セット（４'）は側面（２）の８０％の表面を被覆できる。
また、各電極セット（４）および（４’）はそれぞれの側面上で同一の被覆表面を有することができる。
【００２５】
用語「有効容積」とは、両方の電極セット（４）および（４'）間で画定されるダイヤモンドの体積をいう。
言い換えると、これは少なくとも９０％、特に１００％の電荷を収集できる体積に相当する。
電極セットによる７５％の表面被覆から、少なくとも９０％、特に１００％の照射ビームの電荷を収集できる。
両方の電極が類似する表面を有する場合、有効容積は、電極セット（４）または（４'）の被覆表面と縁部（３）の高さとの積の結果に相当する。
各電極セットが異なる表面を示す場合には、このことは印加電界が電荷収集に十分に高いとする体積に相当する。
本明細書中において、用語「有効容積」および「アクティブボリューム」を使用するが同一の意味を持つ。
【００２６】
「有効容積が約０．０６ｍｍ3から約０．２ｍｍ3である」とは、最大有効容積がダイヤモンドの総体積に相当することを意味する。この場合、各電極セットは、ダイヤモンドの各側面を実質的に１００％被覆している。
各電極セットがダイヤモンドの各側面を７５％だけ被覆している場合、０．２ｍｍに等しい厚さに対して少なくとも０．０６ｍｍ3の有効容積を有するには、ダイヤモンド結晶体積の最小値は０．０８ｍｍ3である。
体積が０．０６ｍｍ3未満の場合、低線量率であれば線量計で誘導される信号を測定するには有効容積が小さすぎる。
有効容積が０．２０ｍｍ3を超える場合、ダイヤモンドは上記の欠点がある。
【００２７】
用語「実質的に電極材料を欠き」とは、ダイヤモンドの縁部（３）が電極セット（４、４'）で被覆されていないことを意味する。
また、この用語は、堆積させた各電極材料を分離する距離が少なくとも２０μｍであることを条件として、縁部が各側面（１、２）上に堆積させた電極により部分的に被覆されていることを意味する。この距離が２０μｍ未満である場合、２つの電極セットの間で短絡が起こるので線量計は機能しない。
ダイヤモンドの形状に関係なく、ダイヤモンドの縁部上には電極材料は存在しない（または電極材料は０％）ことが有利である。
例として、ダイヤモンドが４つの縁部を有する平行六面体である場合、４つの縁部では電極材料が０％である。
【００２８】
用語「電極セットがガードリングに囲まれていない」とは、ダイヤモンドがガードリングを全く有していないことを意味する。
したがって、本発明の利点の１つは、上記の特性がある非常に小さい有効容積を示すダイヤモンドであるが、この場合には小さなビーム寸法のために考えられないガードリングの取り囲みを回避しているダイヤモンドの提供である。
【００２９】
有利な実施形態では、上記のダイヤモンド線量計の有効容積は、約０．０６ｍｍ3から約０．１ｍｍ3まで、特に約０．１ｍｍ3から約０．２ｍｍ3までである。
有利な実施形態では、本発明は、信号対雑音比が４００毎分モニター単位（ＭＵ／ｍｉｎ）の古典的速度について１０００より高い上記のダイヤモンド線量計に関する。
有利な実施形態では、本発明は厚さが約０．０６ｍｍから約０．２ｍｍの間で変化する上記のダイヤモンド線量計に関する。
有利な実施形態では、本発明は、実質的に（ｐＡ範囲での）漏れ電流のない、側方電子平衡（lateral electronic equilibrium）の欠如下での追加の摂動を避けて、約４００ＭＵ／ｍｉｎの古典的速度に対して少なくとも１０００の信号対雑音比を示し、かつ３〜４ｍｍから２０ｍｍまでの照射野についてＯＦ測定が可能な上記のダイヤモンド線量計に関する。
【００３０】
出力因子は、基準条件下での測定に対する与えられた非基準条件下で測定された補正線量計読み取り値の比率として測定される。典型的には、これらの測定は、最大線量の深度または基準の深度で実施される。
漏れ電流とは、本来の回路、つまり２つのダイヤモンド電極セット間または導電性三軸コンダクター間から流れ出る電流である。電磁波で生じた信号摂動（変動）を最低化するために、保護グラウンドを堆積させるかまたはグラウンド導体に接続する。接地接続がされていない場合に、信号は安定的でなく、時間に応じて振動して間違った線量読み取りに到る。
【００３１】
小さなビームでは側方電子平衡（ＥＬＥ）欠如があり、この場合、非組織等価性（密度および組成）のために、二次電子により検出器に堆積した線量は正しくない可能性がある。ヒト組織のものに近い原子番号を有するダイヤモンドであれば、この問題は最低化する。出力因子（ＯＦ）に小さく影響して、かつ約１０００の高い信号対雑音比を維持するためには、ダイヤモンドの寸法は最適化されなければならない。
ダイヤモンドの厚さとその横方向寸法との間の妥協を見出さねばならないが、本発明のもう一つの利点はこのような妥協を示すダイヤモンドの提供であって、上記の約０．０６ｍｍ3から約０．２７ｍｍ3の体積により３〜４ｍｍから２０ｍｍまでの照射野についてＯＦ値測定が可能である（リーフ（leaves）幅で３ｍｍおよび円形場で４ｍｍ）。
したがって、本発明のダイヤモンドは、ダイヤモンド密度の影響が低下した測定の実施および小さなビーム線量計での使用に必要な空間分解能への到達を可能にする。
【００３２】
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が同一である上記のダイヤモンド線量計に関する。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約０．３０ｍｍ2から約１ｍｍ2まで、特に１ｍｍ2の表面を有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
小さなビームの場合には、線量計を構成する全ての要素は、照射で誘導される実測電荷の測定に影響がある。
「真の」線量と比較した実測線量の過小評価のような患者に到達する照射線量の計算エラーが過剰な線量投与を起こす。このような欠点が起きないようにするために、ダイヤモンドの寸法は、照射場と比較して大き過ぎないようにする（例えば、０．３ｃｍ3の線量計ボリュームは３０ｍｍに等しい直径の照射野と比較して大きすぎる）。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約０．３０ｍｍ2から約１ｍｍ2まで、特に１ｍｍ2の表面を有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの側面は、約６０μｍから約２００μｍの、特に約８８μｍから約２００μの厚さで隔てられている。
【００３３】
発明者らは、当業者が信号対雑音比を１０００より高く維持するために、厚さ増加に意欲的である一方で、４００毎分モニター単位（ＭＵ／ｍｉｎ）の古典的線量率について信号対雑音比を１０００より高く維持するためには、ダイヤモンドが可能な限り小さい（特に、表面が約０．３０ｍｍ2から約１ｍｍ2、特に１ｍｍ2の）側面（１、２）の表面と組み合わせて、約０．０６ｍｍ3から約０．２ｍｍ3までのボリュームを有しなければならないだけでなく、約６０μｍから約２００μｍ、特に約８８μｍから約２００μｍの縁部（３）の厚さ（高さ）を持たなければならないことを予想外に見出した。
また、最低の厚さは、側面面積の関数として定義できる。
下記の表１は、発明者らが定める４００毎分モニター単位（ＭＵ／ｍｉｎ）の古典的線量率について１０００より高い信号対雑音比を得るダイヤモンド縁部（３）の最低限の高さ（つまり、厚さ）を示す。したがって、この厚さは、最低限であり、規定された側面面積に対して示された数より大きい数も可能である。
【００３４】
【表１】
2016519304.tif 000003
【００３５】
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面がそれぞれ約０．３０ｍｍ2から約１ｍｍ2まで、特に１ｍｍ2の表面を有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの平面側面は、約６０μｍから約１００μｍの、特に約１００μｍから約１５０μｍの、より特別には約１５０μｍから約２００μｍの厚さで隔てられている。
有利な実施形態では、本発明は、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの平面側面は、約１ｍｍ2の表面を有しかつ６０μｍから約２００μｍの、特別に１００μｍから約１６５μｍの、より特別に１６５μｍの厚さで隔てられている。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約１ｍｍ2の表面を有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの平面側面は、約６０μｍの厚さで隔てられている。
有利な実施形態では、本発明は、各電極セットが少なくとも８０％の、特に少なくとも９０％の、より特別には少なくとも９５％の各平面側面を被覆する上記のダイヤモンド線量計に関する。
【００３６】
発明者らは、特に小さいビームについて線量計の分野に関する通常の方法に反して、ダイヤモンドを被覆する電極セットの表面とダイヤモンド側面の表面との比率は約８０％を超え、特に９０％を超え、より特別には約９５％を超えなければならないことを予想外に見出した。
電極セットによる平面側面の被覆が増えると、収集される電荷の割合が増加する。
言い換えると、各電極セットの表面が最大であれば、電場がより均一となり、電荷測定でのエラーが低く、かつ線量率依存性が低くなる。
【００３７】
また、発明者らは、各電極セットの被覆表面を、できる限り小さくすべきダイヤモンドの体積と組み合わせて、できる限り大きくすべきであることを予想外に見出した。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約１ｍｍ2であり、かつ約６０μｍの厚さで隔てられている、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、各電極セットは少なくとも８０％の各平面側面を、特に少なくとも９０％の各平面を、より特別には少なくとも９５％の各平面側面を被覆する。
有利な実施形態では、本発明は、各電極セットが実質的に１００％の各平面側面を被覆する上記のダイヤモンド線量計に関する。
用語「実質的に」とは、各電極セットの被覆表面に関して、各電極セットがダイヤモンド側面の９５％から１００％を被覆することを意味する。
好ましくは、電極セットは、検出器の線量率依存性におけるバイアス効果を低下させるために、ダイヤモンド側面のほぼ全体あるいは全体を完全に被覆する。
１００％の被覆により容易に飽和Ｉ（Ｖ）特性を得て、照射ビームで線量計内に誘導された１００％の電荷を収集する。
【００３８】
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約１ｍｍ2であり、かつ約６０μｍの厚さで隔てられている、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、各電極セットが実質的に１００％の各平面側面を被覆する。
１００％の被覆により容易に飽和Ｉ（Ｖ）特性を得て、照射ビームで線量計内に誘導された１００％の電荷を収集する。
【００３９】
有利な実施形態では、本発明は、２つの平行平面側面が長方形である上記のダイヤモンド線量計に関する。
図３は、このような線量計の例を示すが、これに限定されるものではない。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平行平面側面が円形である上記のダイヤモンド線量計に関する。
図４、このような線量計の例を示すが、これに限定されるものではない。
有利な実施形態では、本発明は、２つの平行平面側面が正方形である上記のダイヤモンド線量計に関する。
図５、このような線量計の例を示すが、これに限定されるものではない。
正方形であることの利点の１つは、正方形の形で市販のホモエピタキシャル基板にあり、このことによりダイヤモンドの相似的成長中に正方形の形成が可能となる。
別の利点は、線量計製造中の正方形の扱いやすさである。
平面側面が正方形である場合、正方形の辺の長さは上記定義の厚さよりも大きいことに留意すべきである。
【００４０】
有利な実施形態では、本発明は、２つの平面側面が約１ｍｍ2であり、かつ約６０μｍの厚さで隔てられている、上記のダイヤモンド線量計に関し、かつ各電極セットが実質的に１００％の各平面側面を被覆する。
ここで、２つの平行平面側面は正方形である。
有利な実施形態では、本発明は、電極セットの材料が約５から約２８のＺを有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
この文字「Ｚ」は、原子番号をいう。
線量計の全ての構成材料は照射線量の測定に影響するので、電極セットの材料の原子番号はヒト組織のものに近くなければならない。
番号が２８を超える場合、電極セットの厚さは、水と比べたダイヤモンド上の電極セットの密度の差で起こる問題を回避するように適合させる。
【００４１】
有利な実施形態では、本発明は、各電極セットが約０．０１μｍから約１００μｍ、好ましくは約０．０１μｍから約１０μｍ、より好ましくは約０．０１μｍから約０．５μｍ、  特に約０．１μｍの厚さを有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
低い原子番号（Ｚ）の電極材料の場合で、電極セットの厚さが１００μｍを超えなければ、その厚みは線量の測定に重大な影響を持たない。
【００４２】
有利な実施形態では、本発明は、各電極セットが約１０μｍから約１００μｍまでの厚みを有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
電極セットの厚みが線量の測定に影響を与えるが、厚みを最高で１００μｍまで増加させて実測線量に重大な影響を与えないようにできる。
１００μｍを超える場合、厚みは高すぎて線量測定に重大な影響を与える。
【００４３】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットの材料が約５から約２８のＺを有し、かつ各電極セットが約０．０１μｍから約１００μｍ、好ましくは約０．０１μｍから約１０μｍ、より好ましくは約０．０１μｍから約０．５μｍ、特に約０．１μｍの厚さを有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、電極セットの材料は、導電性の非晶質炭素または非組織化炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、導電性ダイヤモンド（Ｐ型ドーピング、Ｎ型ドーピング、注入ダイヤモンドまたは欠陥ダイヤモンド）、グラファイト、非組織化グラファイト、アモルファス窒化炭素（ａＣＮｘ）、ガラス状炭素、導電性カーボンインク、導電性ポリマーからなる群から選択される炭素であるか、あるいは電極セットの材料は、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉからなる群から選択される金属、特にＡｌである。
【００４４】
用語「導電性の非晶質炭素」は、電流を通す結晶構造を持たない遊離した反応性の炭素である。
「ダイヤモンドライクカーボン」は、ダイヤモンドの一部の典型的な特性を示す非晶質炭素材料の別の形で存在する。
ダイヤモンドは、天然では非導電性であり、半導体特性を示すにはドープまたは損傷しなければならない。ドーピングは当業者に周知の技術で実施できる。
グラファイトは、電気導体である炭素の同素体である。
各側面（１、２）に堆積された各電極セット（４、４'）の材料は、類似するかまたは異なってもよい。
【００４５】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットの材料が２８より高いＺを有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
有利な実施形態では、本発明は、電極セットの材料が２８より高いＺを有し、特にＡｇ、ＡｕまたはＰｔである上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、各電極セットは、約０．０１μｍから約１μｍ、好ましくは約０．０２μｍから約１μｍ、特に約０．２μｍの厚さを有し、特に電極セットは電極の積み重ねで構成され、特にＴｉ／Ａｕのそれぞれの厚さが約２ｎｍおよび約５０ｎｍの積み重ねで、またはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのそれぞれの厚さが約５〜１０ｎｍ、５０ｎｍおよび５００ｎｍの積み重ねで構成される。
高い原子番号（Ｚ）である電極材料の場合、厚さが１μｍを超えると電極セットの厚さは線量の測定に重大な影響を与える。
特に、電極セットが金で構成される。
特に、電極セットがＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）で構成される。
ＩＴＯは、酸化インジウム(III)（Ｉｎ2Ｏ3）および酸化スズ(IV)（ＳｎＯ2）の混合物で、特に重量で９０％のＩｎ2Ｏ3と１０％のＳｎＯ2である。
電極セットは通常１つの層でダイヤモンドに堆積させる。
しかしながら、これらについては全てが２８を超えるＺを有する異なる材料で構成され、また全体の厚みが０．０１μｍから１μｍであることを条件とする異なる厚みを有する２つまたは３つの電極層の積み重ねでも堆積が可能である。
各側面（１、２）に堆積された各電極セット（４、４'）の材料は類似または異なってもよい。
【００４６】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが類似する形を有し、かつその材料が同じ、
特に導電性の非晶質炭素または非組織化炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、導電性ダイヤモンド（Ｐ型ドーピング、Ｎ型ドーピング、注入ダイヤモンドまたは欠陥ダイヤモンド）、グラファイト、非組織化グラファイト、アモルファス窒化炭素（ａＣＮｘ）、ガラス状炭素、導電性カーボンインク、導電性ポリマーからなる群から選択される炭素であるか、あるいは電極セットの材料はＡｌ、Ｃ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｎｉからなる群から選択され、特にＡｌである、または
特に電極セットは電極の積み重ねで構成されるが、特に積み重ねの各厚みが約２ｎｍおよび約５０ｎｍのＴｉ／ＡｕまたはＣｒ／Ａｕであるか、積み重ねの各厚みが５〜１０ｎｍ、５０ｎｍ、５００ｎｍのＴｉ／Ｐｔ／Ａｕであるか、あるいは特にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）で構成される、上記のダイヤモンド線量計に関する。
この実施形態では、両方の電極セットは厳密に類似する。
【００４７】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが類似する形を有し、かつそれぞれの２つの異なる材料が特に金−ニッケル、クロム−ニッケル、銀−ニッケルから選択される上記のダイヤモンド線量計に関する。
この実施形態では、両方の電極セットは、ブロッキング接触またはダイヤモンド線量計に対してダイオード特性を提供する２つの異なる材料で構成される。
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが類似する形を有し、かつ
電極セットの一方が約５から約２８のＺを有しかつ約０．０１μｍから約１００μｍ、好ましくは約０．０１μｍから約１０μｍ、より好ましくは約０．０１μｍから約０．５μｍ、特に約０．１μｍの厚さを有し、
電極セットの他方が２８より高いＺを有し、かつ約０．０１μｍから約１μｍ、好ましくは約０．０２μｍから約１μｍ、特に約０．２μｍの厚さを有し、特に他方の電極セットが電極の積み重ねで構成され、特にＴｉ／Ａｕのそれぞれの厚さが約２ｎｍおよび約５０ｎｍの積み重ねで、またはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕのそれぞれの厚さが約５〜１０ｎｍ、５０ｎｍおよび５００ｎｍの積み重ねで構成され、特にＩＴＯで構成される、上記のダイヤモンド線量計に関する。
【００４８】
各電極セットの材料は上記に定義されている。
有利な実施形態では、本発明は、電極セットを三軸ケーブル（６）に接続する２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含む上記のダイヤモンド線量計に関する。
三軸ケーブルは（管状（tubular）絶縁層、管状導電性シールド、プラスチックで囲まれた内部導体を有する）同軸ケーブルに似た電導ケーブルの一種であるが、追加の絶縁層および追加の導電性シースを有している。これは同軸ケーブルと比較すると帯域幅および干渉の除去に優れている。
電極セットは電流または電荷を測定して照射線量を測定する装置に接続されている三軸ケーブルに接続しなければならない。
【００４９】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが三軸ケーブル（６）に接続している２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、三軸ケーブル（６）が中央コア（７）およびガード（８）を含む、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ガード（８）は、外的遮蔽として機能する。
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが三軸ケーブル（６）に接続している２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、この三軸ケーブルが中央コア（７）およびガード（８）を含む、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの導電性ワイヤの材料は、アルミニウム、シリコン、カーボン、ニッケルおよびこれらの合金である。
【００５０】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが三軸ケーブル（６）に接続している２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、三軸ケーブルが中央コア（７）およびガード（８）を含む、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、導電性ワイヤは、１００μｍ未満の厚さ、特に約２０μｍから約１００μｍの厚さを有する。
線量計を構成する全ての要素は、線量測定に重要であるので、ワイヤの厚さは制御されなければならない。
ワイヤの厚さが２０μｍ未満の場合には、小さすぎて扱いにくい。
ワイヤの厚さが１００μｍを超える場合には、厚すぎて線量測定に影響する。
【００５１】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが三軸ケーブル（６）に接続している２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、三軸ケーブルが中央コア（７）およびガード（８）を含む、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、２つの導電性ワイヤは、導電性接着剤、特にグラファイト、グラファイト荷電エポキシ樹脂またはカーボン荷電エポキシ樹脂、カーボン導電性ペーストからなる群から選択される接続手段で、またはボンディングにより結晶ダイヤモンドに接続される。
【００５２】
有利な実施形態では、本発明は、電極セットが三軸ケーブル（６）に接続している２つの導電性ワイヤ（５、５'）を含み、三軸ケーブルが中央コア（７）およびガード（８）を含み、２つの導電性ワイヤが導電性接着剤、特にグラファイトまたはグラファイト荷電エポキシ樹脂、カーボン荷電エポキシ樹脂、カーボン導電性ペーストからなる群から選択される接続手段、またはボンディングにより結晶ダイヤモンドに接続される、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、ワイヤの１つは上端で単結晶ダイヤモンドの第１の電極セットに接続して、下端で三軸ケーブルに接続しており、かつ第２のワイヤは上端で単結晶ダイヤモンドの第２の電極セットに接続して、下端で三軸ケーブルの中央コアに接続している。
ワイヤの１つは、第１の電極セットから中央コアまでを接続する。
第２のワイヤは、第２の電極セットから三軸ケーブルの外部物質までを接続する。
【００５３】
有利な実施形態では、本発明は単結晶ダイヤモンドが取り付けられた支持体をさらに含む上記のダイヤモンド線量計に関する。
支持体はその他の要素および低電流と適合可能な材料で構成される。支持体も線量測定に影響を与えるので組織等価性に可能な限り近い材料で構成されなければならない。
用語「組織等価」とは、臨床的に用いられる選択された範囲での光子または電子エネルギーに関してヒト組織と同じ吸収および散乱特性である材料という意味である。
例えば、支持体は、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）、架橋ポリスチレン、固体水（ＳＷ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、仮想水であり得る。
支持体としては１つのユニークな材料か、または２つの材料のように別個の材料でできている。
例えば、図９Ａは、支持体を有するダイヤモンド線量計を示す。
【００５４】
有利な実施形態では、本発明は、
支持体が下記の２つの部分：
−  単結晶ダイヤモンドおよび電極セットを含む上方部分
−  三軸ケーブルを含む下方部分
で構成され、
上方部分および下方部分が連続し、上方部分の底部が下方部分の頂部に隣接しており、
導電性ワイヤが電極セットに接続されている上端から支持体の下方部分を通って延びている、上記のダイヤモンド線量計に関する。
用語「２つの上方部分および下方部分が連続し隣接する」は、上方部分と下方部分とを別けている付加部分がなく結合されていることを意味する。
例えば、このような事例は、支持体が２つの別個の材料で作られており、その各材料がそれぞれ上記の上方部分および下方部分に相当する状態に相当する。
例えば図９Ｂは、２つの部分の支持体を有するダイヤモンド線量計を示す。
【００５５】
有利な実施形態では、本発明は、線量計が防水である上記のダイヤモンド線量計に関する。
放射線療法分野では線量計は、防水でなければならない。
有利な実施形態では、本発明は、単結晶ダイヤモンドの全体が支持体の上方部分に取り付けられた上記のダイヤモンド線量計に関する。
この実施形態では、ダイヤモンド線量計は、上方部分のみに局在し、下方部分は実質的に、または、完全にダイヤモンド線量計から離れている。
【００５６】
有利な実施形態では、本発明は、単結晶ダイヤモンドの第１部分が支持体の上方部分に、かつ単結晶ダイヤモンドの残り部分が、支持体の下方部分に取り付けられた上記のダイヤモンド線量計に関する。
この実施形態では、ダイヤモンドは、上方部分に部分的に局在し、ダイヤモンドの他の部分は支持体の下方部分にある。
有利には、上方部分にある部分は、ダイヤモンド線量計の寸法に依存し、線量計の長さの１／３から２／３である。
【００５７】
有利な実施形態では、本発明は、対称軸を有する上記のダイヤモンド線量計に関する。
対称軸は、当業者に周知である。
有利な実施形態では、本発明は、単結晶ダイヤモンドが支持体の対称軸に取付けられ、かつ上方部分内の単結晶ダイヤモンドの長さが約０．２ｍｍから約１．２ｍｍである、上記のダイヤモンド線量計に関する。
したがって、ダイヤモンド線量計は、ダイヤモンド線量計のＸおよびＹ軸に従って中央揃えされる。
【００５８】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマー、特にポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）で構成されるが、但し第１のポリマーが接続手段と適合可能である、上記のダイヤモンド線量計に関する。
用語「第１のポリマーが接続手段と適合可能である」は、ポリマーが重合反応による高温で接続手段、特に接着剤と反応するものではなく、または接続手段、特に接着剤と融合しないことを意味する。
特に、第１のポリマーは、ＰＭＭＡとは異なる。
本明細書において、ＰＢｚＭＡおよびＰＢｎＭＡを使用でき、かつ同じ化合物をいう。
【００５９】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成される、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、支持体の下方部分は、第１のポリマーと同一または異なり、特に組織等価性に可能な限り近い材料からなる群から、つまりポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）、架橋ポリスチレン、固体水（ＳＷ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、仮想水から選択される第２のポリマーで構成される。
【００６０】
スチレンは、別のモノマーと共重合できるが、例えばジビニルベンゼンは、ポリスチレン鎖の架橋に使用できる。
固体水（登録商標）（ＣＮＭＣ、米国、３７２１７、テネシー、ナッシュビル、イースタンガン  ドライブ、８６５の商品）は、広範囲にわたるエネルギーの水の吸収特性を模倣するものであり、市販されている。
用語「仮想水」は、広範囲にわたるエネルギーの水の吸収特性を模倣するものであり、例えばＣＮＭＣ、米国、３７２１７、テネシー、ナッシュビル、イースタンガン  ドライブ、８６５が販売している。
【００６１】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成される、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、支持体または支持体の上方部分および下方部分は、円筒形状である。
【００６２】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の上方部分および下方部分は円筒形状である、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、支持体の直径、または支持体の下方部分および上方部分の直径は、約２ｍｍから約６ｍｍである。
直径が２ｍｍ未満では、小さすぎて電極セット付きダイヤモンドおよびワイヤを支持体に導入できない。
直径が６ｍｍを超えると、通常の線量計のサイズと比べて大きすぎるので使用している支持体に適合できない。
【００６３】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍである、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、単結晶ダイヤモンドは、支持体または上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１．６ｍｍの位置に、特に約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にある。
１．６ｍｍを超えると、測定した電荷の減衰が深度線量曲線において過度なほど重要になる。
【００６４】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にある、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との間の距離は、１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間である。
１ｃｍを下回ると、三軸ケーブルは、三軸ケーブルの金属ワイヤが高いＺを示すために、実測線量を乱してしまう。
４ｃｍを超えると、全般的な線量計の硬さは低くなりすぎる。したがって、線量計取り扱い時に線量計が三軸ケーブルから外れる可能性が有る。
【００６５】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の上方部分および下方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との距離が１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間である、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで、三軸ケーブルのガードは、支持体に戻して外的遮蔽を行う。
【００６６】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との距離は１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間である、上記のダイヤモンド線量計に関する。
ここで特に三軸ケーブルのガードは、支持体に戻しておらず、支持体には外的遮蔽がない。
【００６７】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との距離が１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間であり、三軸ケーブルのガードは支持体に戻して外的遮蔽を行い、これには第１および第２のポリマーの円筒形状の全周に、特にコロイド状グラファイト、ラッカー、染料、グラファイトエポキシ樹脂またはカーボン荷電エポキシ樹脂またはカーボン導電性ペーストを有する電気絶縁をさらに含み、かつガードが前記絶縁ワイヤで第１のポリマーと接続されている、上記のダイヤモンド線量計に関する。
外的絶縁は、本発明の線量計の有利な実施形態である。
【００６８】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との距離が１ｃｍから３ｃｍを超え、三軸ケーブルのガードが支持体に戻して外的遮蔽を行い、ダイヤモンド線量計が水等価である、上記のダイヤモンド線量計に関する。
用語「水等価」は、臨床的に用いられる選択された範囲での光子または電子エネルギーに関して水分特性に近い吸収および散乱特性を示す材料をいう。
【００６９】
有利な実施形態では、本発明は、支持体の上方部分が第１のポリマーで構成され、支持体の下方部分が第１のポリマーと同一または異なる第２のポリマーで構成され、支持体の下方部分および上方部分が円筒形状であり、支持体の下方部分および上方部分の直径が約２ｍｍから約６ｍｍであり、単結晶ダイヤモンドが上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にあり、単結晶ダイヤモンドの底部と三軸ケーブルの頂部との距離が１ｃｍから３ｃｍを超え、三軸ケーブルのガードが支持体に戻して外的遮蔽を行い、ダイヤモンド線量計が組織等価に近い、上記のダイヤモンド線量計に関する。
したがって、ダイヤモンド線量計は、ヒト組織のものに近い吸収および散乱特性を示す。
【００７０】
別の態様では、本発明は、放射線治療法、好ましくは小さなビームを使用した放射線治療、特に定位放射線治療、定位的状態での放射線治療、強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）、特にＰＢＳモード（ペンシルビーム走査モード）における陽子線治療、ハドロンテラピーの実施のための、上記のダイヤモンド線量計の使用に関する。
定位的放射線療法（ＳＲＴ）は、フレームベースおよびフレームレス技術を応用している多重で、非共平面の光子放射ビームを使用し、かつ定位的に局所化した病変へ多量放射線を送る高精度照射技術を含む。この病変は元々、主に脳に局在しているが、数多くの頭蓋外悪性腫瘍（extra-cranial malignancies）をも含む。線量分割に関しては、ＳＲＴは全線量が単一の治療セッションで送られる定位放射線手術と、標準放射線治療と同じように多分割で送られる定位放射線手術の２つに分けられる。
【００７１】
用語「定位的状態での放射線治療」は、別のタイプの放射線治療が近くにある健康な組織に影響を与える可能性が大きいのに対して、異常部位を良好に標的することに特徴をもつ身体の小面積に放射線を当てる放射線治療の一形態である。
用語「強度変調放射線治療」は、悪性腫瘍または腫瘍内の特定部位に正確な放射線線量を送るためにコンピュータ制御の線形加速器を使用した高精度放射線治療の先進的モードをいう。
【００７２】
図面の簡単な説明
本発明を図と実施例でさらに説明する。
図１は、縁部（３）の高さに相当する厚さ（３'）で隔てられている２つの平行平面側面（１）および（２）を示す任意の形状のダイヤモンド線量計の一般的な例を表す。
図２は、側面（１）上にある第１の電極セットの（４）の被覆の例を表す。
別の側面（２）では、第２の電極セット（４'）が側面（２）を被覆している。電極セット（４）および（４'）の被覆表面は、同一でも異なってもよい。電極セット（４）および（４'）の被覆表面が異なる場合、電極セット（４）の被覆表面は、電極セット（４'）の被覆表面と比較して長いか、または短いかである。
【００７３】
図３は、各側面（１）および（２）が長方形である線量計の例を表す。したがって、線量計は直方体である。
図４は、各側面（１）および（２）が円形である線量計の例を表す。したがって、線量計は円筒状である。
図５は、各側面（１）および（２）が正方形である線量計の例を表す。したがって、線量計は直方体である。
【００７４】
図６Ａから６Ｇは、ダイヤモンド線量計の各製造工程を表す。
図７Ａから７Ｇは、支持体の構成要素を詳細に示したダイヤモンド線量計の各製造工程を表す。
図８Ａから８Ｄは、図６および７上のダイヤモンド線量計製造における各パーツ寸法を支持体の構成の大きさと共に表す。
図９Ａから９Ｂは、（Ａ）一体型の支持体と（Ｂ）上方部分および下方部分とを有する支持体での本発明の水等価ＳＣＤＤｏの構成を表す。
図９Ｃは、図９（Ｂ）のＸ線検査を表す。
【００７５】
図１０は、６ＭＶ光子ビームで測定されたＳＣＤＤｏのＩ−Ｖ特性を表す。
Ｘ軸：電圧（Ｖ）
Ｙ軸：電流（Ａ）
【００７６】
図１１は、４００ＭＵ．ｍｉｎ-1の線量率での１０×１０ｃｍ2場におけるＳＣＤＤｏ（実施例２）応答の線量直線性を表す。エラーバーは、データポイント（■）の高さより低い。線形フィッティング（linear fit）が実線でプロットされる。
Ｘ軸：線量（ＭＵ）
Ｙ軸：収集された電荷（ｎＣ）
【００７７】
図１２Ａおよび１２Ｂは、パルス当たり線量変更（ＳＳＤ変更）で１０×１０ｃｍ2場におけるＳＣＤＤｏ応答の線量率依存性を表す。
（ａ）１００ｃｍのＳＳＤでの値に対して正規化された測定電荷の百分率変動。エラーバーは、データポイント（■）の高さより低い。
Ｘ軸：線量率（ｃＧｙ．ｍｉｎ-1）
Ｙ軸：電流（ｎＡ）
（ｂ）フォーラー（Fowler）モデルでの分析。フォーラー方程式のフィッティングを実線でプロットする。Δ＝０．９７７±０．０１７．
Ｘ軸：線量率（ｃＧｙ．ｍｉｎ-1）
Ｙ軸：（Ｑ／ＱDSP100cm−１）
【００７８】
図１３Ａおよび１３Ｂは、パルス繰返し周波数を変化させる時の１０×１０ｃｍ2場におけるＳＣＤＤｏ応答の線量率依存性を表す。
（ａ）４００ＭＵ．ｍｉｎ-1での値に対して正規化された測定電荷の百分率変動。エラーバーはデータポイント（■）の高さより低い。
Ｘ軸：線量率（ｃＧｙ．ｍｉｎ-1）
Ｙ軸：電流（ｎＡ）
（ｂ）フォーラーモデルでの分析。フォーラー方程式のフィッティングを実線でプロットする。Δ＝０．９９７±０．００５
Ｘ軸：線量率（ｃＧｙ．ｍｉｎ-1）
Ｙ軸：電流（Ｑ／Ｑ400MU.min-1−１）×１００
【００７９】
図１４Ａおよび１４Ｂは、６ＭＶ光子ビームでの本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）（菱形）、ＰＴＷ６００１７ダイオード（正方形）、ＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバー（三角形）およびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器（星形）における、Varian Clinac ２１００ Ｃ linacおよびμＭＬＣ ｍ3で測定された交差面線量プロファイルを表す。測定深度：水中１０ｃｍ。ＳＳＤ＝１００ｃｍ。ビーム軸上で正規化。
(a)０．６×０．６ｃｍ2ビームサイズ
Ｘ軸：Ｘ（ｍｍ）
Ｙ軸：相対的線量（％）
(b)１０×１０ｃｍ2ビームサイズ
Ｘ軸：Ｙ（ｍｍ）
Ｙ軸：相対的線量（％）
【００８０】
図１５は、６ＭＶ光子ビーム、照射野０．６×０．６ｃｍ2および１０×１０ｃｍ2についての本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）（菱形）、ＰＴＷ６００１７ダイオード（正方形）およびＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバー（三角形）におけるVarian Clinac ２１００ Ｃ linacおよびμＭＬＣ ｍ3で測定した深度線量曲線を表す。ＳＳＤ＝１００ｃｍ．ｄmaxでの正規化。
Ｘ軸：Ｚ（ｍｍ）
Ｙ軸：相対的線量（％）
【００８１】
図１６Ａは、６ＭＶ光子ビームでの本発明のＳＣＤＤｏ（実施例２）およびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド線量計（星形）におけるVarian Clinac ２１００ Ｃ linacおよびμＭＬＣ ｍ3で測定した出力因子を表す。測定深度：水中１０ｃｍ。ＳＳＤ＝１００ｃｍ
Ｘ軸：照射野（ｍｍ）
Ｙ軸：出力因子
【実施例】
【００８２】
実施例
実施例１：本発明の単結晶ダイヤモンド線量計（ＳＣＤＤｏ）の一般的な製造
ダイヤモンド基板上のエピタキシャル層を有する合成ダイヤモンド（単結晶ダイヤモンド）をレーザーで切断し、その厚さと比較して縦寸法および横寸法を最適化して、信号対雑音比１０００を得るために研磨する。また、カットしたダイヤモンドを酸温水浴（ＫＮＯ3／Ｈ2ＳＯ4）で化学洗浄する。
洗浄ステップは電極セットを堆積させる清浄表面を得るために不可欠である。
【００８３】
低いＺの材料（非晶質炭素または非組織化炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、導電性ダイヤモンド（Ｐ型ドーピング、Ｎ型ドーピング、注入ダイヤモンドまたは欠陥ダイヤモンド）、グラファイト、非組織化グラファイト、アモルファス窒化炭素（ａＣＮｘ）、ガラス状炭素、導電性カーボンインク、導電性ポリマーからなる群から選択される炭素であるか、またはＡｌ、Ｃｒ−Ａｕ、Ｔｉ、Ｃ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＡｇあるいはＩＴＯのような化合物からなる群から選択される材料）からなる電極セットを厚さが最大で１μｍまでダイヤモンド上に堆積させる。
堆積のプロセスは当業者に周知であり、例えば電子銃での蒸着、物理蒸着法（ＰＶＤ）、熱蒸着であり得る。
検出器の照射下における電圧−電流特性により、材料の少なくとも一方向の分極における１００％近い電荷収集効率を確認すれば電極セットが動作可能であるかの検証が可能である。この特性は高、中、低エネルギーＸ線用のラボ（lab）Ｘ線管を用いて実施できる。
【００８４】
ダイヤモンドは支持体に取付けるが、その材料は組織等価性の最も近くなるように選択する。
ダイヤモンドはダイヤモンドを受け入れることができる穴を有する形状のポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、特に最大直径が６ｍｍのＰＭＭＡ円柱に挿入するが、その内部には１００μｍ以下か等しい直径のアルミニウムワイヤまたはＺが低く組織等価性に近い他の任意の材料を入れる。アルミニウムワイヤは下記の方法で三軸ケーブルに接続する：
【００８５】
ワイヤの１つは中央コア（９）に接続して、別の１つは三軸ケーブルの外部物質に接続する（図９Ａ）。
ガード（８）はダイヤモンドに接続していないがＰＭＭＡ支持体に戻して外的遮蔽をする（図９Ａ）。図９Ａの実施例にあるようにダイヤモンドは円柱の長軸に取付ける。次に、アルミニウムワイヤの上方部分はグラファイト導電性接着剤またはグラファイト荷電エポキシ樹脂のような接着剤で電極セットの表面に接続する。接続手段での接続ポイントはダイヤモンドを被覆せず、したがって、許容され得る最大サイズで電極セットを被覆する。
【００８６】
ダイヤモンド周囲のＰＢｚＭＡ円柱の上方部分径は約２から６ｍｍである。ダイヤモンドは線量計の上方部分の頂部から約０．５ｍｍから約１．６ｍｍ、特に約０．５ｍｍから約１ｍｍの位置にある。
三軸ケーブルはダイヤモンドが１ｃｍから３ｃｍを超え、特に３ｃｍから４ｃｍの間の距離で接続して測定線量のトラブルを避ける。任意には、グラファイトコロイドによる最終的電気絶縁を、三軸ケーブルのガードをこの絶縁でＰＭＭＡの外部支持体に接続して線量計の全周に行う。絶縁はグラファイトコロイド、ラッカー、染料、グラファイトエポキシ樹脂で構成することができる。
【００８７】
実施例２：本発明の具体的な単結晶ダイヤモンド線量計（ＳＣＤＤｏ）および市販の検出器
実施例１にあるElement Six 社の電子グレード合成単結晶ダイヤモンドを使用して水等価ＳＣＤＤｏ（図９Ａ）を開発した。試料寸法は１ｍｍ×１ｍｍ×１６５μｍとした。蒸着装置を用いて厚さが１００ｎｍであるアルミニウム電極セットをダイヤモンドの両面に堆積させた。取付けられた検出器は小さいビーム線量測定で要求される約０．１６５ｍｍ3の小さな検出体積を示す。この検出器に存在する材料は小さいビーム線量測定について低いＺ要求を尊重するためと、ほぼ水等価検出器を得るために最適化したが、それらはアルミニウム電極セット、直径１００μｍのアルミニウムワイヤ、導電性グラファイト接着剤、ポリメタクリル酸ベンジル（ＰＢｚＭＡ）およびポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）封止である。三軸ケーブルはダイヤモンド中の蓄積線量（deposited dose）の摂動を避けるために３ｃｍを超える距離で接続した。
【００８８】
最後に、環境雑音を低下させるために、導電性コロイド状グラファイトで装置を被膜し、接地させた。水等価ハウジング中の検出体積の位置はＸ線検査で検証した。ダイヤモンドはハウジング上面下の１．６ｍｍの位置であった。
この研究で、ＳＣＤＤｏ（実施例２に関連する図でＳＣＤＤｏと名付ける）と他の商業用検出器との比較を行った。無遮蔽６００１７ダイオード（ＰＴＷ, Freiburg, Germany）はＰ型シリコンダイオードであり、動作は０Ｖであり、ディスク形有効容積は検出器軸に垂直である。この検出体積の寸法は直径が０．６ｍｍおよび厚さが３０μｍである。基準点は検出器軸上に検出器チップから０．７７ｍｍの位置にある。
【００８９】
小さいビーム測定分野の多くの著者が新しい無遮蔽ダイオードおよびその従来モデル（ＰＴＷ６００１２）の優れた性能を観察している（Y. Dzierma, N. Licht, F. Nuesken, C. Ruebe,「Beam properties and stability of a flattening-  filter free 7 MV beam-An overview」, Med. Phys., vol.39, p.2595-2602, 2012；I. Griessbach, M. Lapp, J. Bohsung, G. Gademann, D. Harder,「Dosimetric characteristics of a new unshielded silicon diode and its application in clinical photon and electron beams」, Med. Phys. vol.32, p.3750-3754, 2005；C. Scherf, C. Peter, J. Moog, J. Licher, E. Kara, K. Zink, C. Rodel, U. Ramm,「Silicon diodes as an alternative to diamond detectors for depth dose curves and profile measurements of photon and electron radiation」, Strahlenther Onkol, vol.185, p.530-536, 2009）。
【００９０】
ＰＴＷ３１０１４のピンポイントイオンチェンバー（ＰＴＷが販売）は、商業用の小さいビームの小型化したイオンチェンバーであり、３×３ｃｍ2から１０×１０ｃｍ2までのビームサイズで良好な基準検出器として知られる（A. J. D. Scott, A. E. Nahum, et J. D. Fenwick,「Using a Monte Carlo model to predict dosimetric properties of small radiotherapy photon fields」, Med Phys, vol.35, no.10, p.4671-4684, October 2008；W. U. Laub et T. Wong,「The volume effect of detectors in the dosimetry of small fields used in IMRT」, Med Phys, vol.30, no.3, p.341-347, March 2003；C. Martens, C. De Wagter, et W. De Neve,「The value of the PinPoint ion chamber for characterization of small field segments used in intensity-modulated radiotherapy」, Phys Med Biol, vol.45, no.9, p.2519-2530, September 2000）。
これは、公称電圧４００Ｖで運用され、容量の大きい１５ｍｍ3（２ｍｍ直径、５ｍｍ長さ）を示す。
ＰＴＷ天然ダイヤモンド検出器は＋１００Ｖで分極し、有効容積寸法は１〜６ｍｍ3である。そのアクティブボリュームはハウジング上面下の１ｍｍの検出器軸上に位置する。
【００９１】
実施例３：放射ビームおよび実験装置
Varian Clinac ２１００Ｃ医用線形加速器（Varianが販売）により発生させる光子ビームの下で、臨床環境測定をLa Pitie Salpetriere Hospital（パリ、フランス）でＳＣＤＤｏを用いて実施した。この加速器には定位治療用のミクロマルチリーフコリメータシステム（μＭＬＣ ｍ3, BrainLab）を取り付けた。
１００ｃｍの線源表面間距離（ＳＳＤ）でＰＴＷ  ＭＰ３モータ式水ファントム（ＰＴＷが販売）で測定を行った。ＳＣＤＤｏは水タンクに位置するが、そのケーブルはビーム軸に平行で、かつ交差面方向にダイヤモンド検出体積（１６５μｍ厚さ）は最小寸法である。全ての測定は６ＭＶ光子ビームで行ったが、エネルギー依存性の実験は除いた。
【００９２】
ＳＣＤＤｏ応答に関する電流−電圧特性（Ｉ−Ｖ）、再現性および線量直線性を水深１０ｃｍにおける１０×１０ｃｍ2場で４００ＭＵ．ｍｉｎ-1線量率を用いて実験した。これらの条件下での較正済ＰＴＷ３１００３チェンバーで測定した絶対線量は０．６６０５ ｃＧｙ．ＭＵ-1であった。最大電荷収集のための最適動作電圧を測定するために、この装置の電流−電圧特性を検討した。遠隔制御されるKeithley ６５１７Ａ電位計を使用してＩ−Ｖ曲線をバイアス電圧について０から１００Ｖの間を１０Ｖステップで測定した。再現性を、１００ＭＵの一定線量を用いて１０回の連続照射で変動係数（平均電荷に対する標準偏差の百分率）を測定して調べた。１０から８００ＭＵの線量範囲で検出器を照射でＳＣＤＤｏ応答の線量依存性を測定した。
【００９３】
次に、水深１０ｃｍにおける１０×１０ｃｍ2場で、パルス当たり線量およびパルス繰返し周波数を変化させることにより検出器応答の線量率依存性を調べた。第１の方法ではＳＳＤを１０７ｃｍから８３ｃｍまで変化させる。参照チェンバで測定された線量率は２．３４から３．６４Ｇｙ／分まで変化した。測定は１Ｇｙの一定線量を各ＳＳＤでＳＣＤＤｏに照射して行った。
線量率範囲を拡大させるために、第２の方法はパルス繰返し周波数を８０ＭＵ．ｍｉｎ-1から４００ＭＵ．ｍｉｎ-1まで 変化させるが、これは線量率変動の０．５３から２．６４Ｇｙ．ｍｉｎ-1までに対応する。測定は１．３２Ｇｙの一定線量ので各パルス繰返し周波数でＳＣＤＤｏに照射して行った。
実験では検出器応答のエネルギー依存性を水深１０ｃｍにおける１０×１０ｃｍ2場での加速器で利用可能な、つまり６ＭＶおよび１８ＭＶ光子ビームのビーム品質について０．６６Ｇｙの線量をＳＣＤＤｏに照射して調べた。
【００９４】
検出器の再現性、線量直線性、線量率およびエネルギー依存性は、線量測定でＳＣＤＤｏを通常使用されるＰＴＷ  ＵＮＩＤＯＳ電位計に接続して実験した。
側方線量プロファイルおよび深度線量曲線は、μＭＬＣ ｍ3（０．６×０．６ｃｍ2）で入手可能な最小照射野および１０×１０ｃｍ2レファレンス場に関してＳＣＤＤｏで測定した。水深１０ｃｍで測定した線量プロファイルを３つの市販されている検出器、つまり優れた空間分解能を提供するシリコンダイオード（ＰＴＷ６００１７）、ＰＴＷ３１０１４のピンポイントイオンチェンバー、および正確なアクティブボリュームが不明であるＰＴＷ天然ダイヤモンド検出器で得られたプロファイルと比較した。線量プロファイルはビーム軸上での１００％で正規化し、２０％〜８０％の半影は全ての検出器について評価した。照射野０．６×０．６ｃｍ2と１０×１０ｃｍ2についてＳＣＤＤｏで測定した深度線量曲線をＰＴＷ６００１７シリコンダイオードおよびピンポイントイオンチェンバーで得た深度線量曲線と比較した。深度線量曲線は最大線量の深度（ｄmax）で正規化した。全ての検出器について入射表面線量（Ｄｅ）、ｄmaxの値、水中１０ｃｍでの深度量百分率（ＰＤＤ）を分析した。側方線量プロファイルおよび深度線量曲線の測定に関して、全ての検出器を垂直に配置しステムおよびケーブルをビームと整合させて照射を均一にして、これらをメフィスト（Mephysto）ソフトウエアで制御するＰＴＷタンデムデュアルチャンネル電位計に接続した。
出力因子（ＯＦ）測定値は、照射野０．６×０．６ｃｍ2から１０×１０ｃｍ2までの間について、ＳＣＤＤｏで行ってＰＴＷ６０００３ダイヤモンド線量計で得た測定値と比較した。検出器はＰＴＷ  ＵＮＩＤＯＳ電位計に接続し、かつ垂直に配置した。ＯＦ測定の前に照射野０．６×０．６ｃｍ2についてビーム軸上の検出器基準点の精密位置決めを側方線量プロファイル取得で行った。
【００９５】
実施例４：結果と考察
ＳＣＤＤｏで得られた６ＭＶ光子ビームを用いた予備的なＩ−Ｖ曲線を、０Ｖから１００Ｖまでについて図１０に示す。ダイヤモンド検出器信号は電流値１．９５ｎＡで２０Ｖ超のバイアス電圧に対して飽和する。この飽和電流（ＩR）については下記の式で記載される理論電流値ＩPと比較した（P. W. Hoban, M. Heydarian, W. A. Beckham, et A. H. Beddoe,「Dose rate dependence of a PTW diamond detector in the dosimetry of a 6 MV photon beam」, Phys Med Biol, vol.39, no.8, p.1219-1229, August 1994；F. Schirru, K. Kisielewicz, T. Nowak, et B. Marczewska,「Single crystal diamond detector for radiotherapy」, Journal of Physics D: Applied Physics, vol.43, no.26, p.265101, July 2010）。
【００９６】
【数１】
2016519304.tif 000004
【００９７】
比率Ｇ＝ＩR／ＩPを利得因子または電荷回収効率と定義する。線量率Ｄ＝２．６４Ｇｙ．ｍｉｎ-1（較正済イオンチェンバーで測定）、ダイヤモンドの密度ρ＝３．５１ｇ．ｃｍ-3、電荷ｅ＝１．６×１０-19Ｃ、ＳＣＤＤｏ有効容積Ｖ＝１．６５×１０-4ｃｍ3およびダイヤモンド中で電子−正孔対を生成するために必要なエネルギーｗ＝１３eＶの仮定において、我々はＩP＝１．９６ｎＡを得る。このことは高品質のダイヤモンド材料および電気的接触により、２０Ｖより高いバイアス電圧での１００％電荷収集効率を確認する。
【００９８】
下記の実験は５０Ｖのバイアス電圧で行った。５Ｇｙの前照射後、ＳＣＤＤｏを１０回の一定線量０．６６Ｇｙ連続照射して測定される変動係数は０．０６％であり、ＳＣＤＤｏ応答の優れた再現性を確認した。この測定値から４４．５ｎＣ．Ｇｙ-1の感度が推論される。ＳＣＤＤｏの線量直線性は、１０から８００ＭＵの線量範囲での検出器の照射で照射野１０×１０ｃｍ2について検証した。線量直線性は、１に等しい線形係数Ｒ2で観測された（図１１）。
【００９９】
ＳＣＤＤｏ応答の線量率依存性は図１２および図１３に示す。１００ｃｍのＳＳＤおよび４００ＭＵ．ｍｉｎ-1で測定された電荷に関する測定電荷の百分率偏差を図１２．a および１３．aに表す。０．５％未満の偏差はパルス当たり線量を変更させて調べられる線量率範囲（２．３４から３．６４Ｇｙ．ｍｉｎ-1までの線量率）で観測し、１％の最大偏差はパルス繰返し周波数を変化（０．５３から２．６４Ｇｙ．ｍｉｎ-1までの線量率）させて取得する。
【０１００】
線量率によるＳＣＤＤｏ状態は、下記の式：
Ｉ＝Ｉ0＋Ｒ．ＤΔ
（式中、ＩはＳＣＤＤｏの電流、Ｉ0は暗電流、Δは線形性からの偏差を表すフィッティングパラメータである）で表される、フォーラーモデル（J．F． Fowler, Radiation dosimetry, in: F．H． Attix, W．C． Roesch (Eds.), Academic, New York, １９６６）で分析した。この最後のパラメータは、検出器応答に線量率に従う線形性を持たせるために１にできるだけ近いことが必要である。図１２．ｂおよび図１３．bは、線量率の関数としてのＳＣＤＤｏ電流とフォーラー方程式に従う対応するフィッティング曲線とを示すが、それぞれパルス当たり線量変動およびパルス繰返し周波数変更に関するものであり、またフィッティングの結果として得られるΔ値はそれぞれ０．９７７±０．０１７および０．９９７±０．００５である。この結果はＰＴＷ線量計の天然ダイヤモンドで得られた値とよく一致しており（P. W. Hoban, M. Heydarian, W. A. Beckham, et A. H. Beddoe,「Dose rate dependence of a PTW diamond detector in the dosimetry of a 6 MV photon beam」, Phys Med Biol, vol.39, no.8, p.1219-1229, August 1994；C.D. Angelis, S. Onori, M. Pacilio, G.A.P.  Cirrone, G. Cuttone, L. Raffaele, M. Bucciolini, S. Mazzocchi.「An investigation of the operating characteristics of two PTW diamond detectors in photon and electron beams」, Med. Phys., vol.29, p.248-254, 2002）、また別の合成単結晶ダイヤモンドとも一致しており（F. Schirru, K. Kisielewicz, T. Nowak, et B. Marczewska,「Single crystal diamond detector for radiotherapy」, Journal of Physics D: Applied Physics, vol.43, no.26, p.265101, July 2010；D. Tromson, C. Descamps, N. Tranchant, P. Bergonzo, M. Nesladek, A. Isambert,「Investigations of high mobility single crystal chemical vapor deposition diamond for radiotherapy photon beam monitoring」, J. Appl. Phys. 103 (2008) 54512-54516)）、ＳＣＤＤｏの低線量率依存性を確認している。したがって、ＳＣＤＤｏで測定した深度線量曲線は線量率に関する補正係数を必要としない。
【０１０１】
検出器応答のエネルギー依存性は、水深１０ｃｍにおける１０×１０ｃｍ2場で、６ＭＶおよび１８ＭＶの光子ビームについて測定した。ＳＣＤＤｏの電流は両方のビーム品質について一定線量の０．６６Ｇｙで測定した。ダイヤモンド応答の変動は僅か約１．２％であった。
【０１０２】
ＳＣＤＤｏおよび市販の検出器で測定された交差面線量プロファイルを０．６×０．６ｃｍ2および１０×１０ｃｍ2場について図１４Ａおよび１４Ｂに示す。２０％〜８０％の半影は、交差面および面内線量プロファイルについて表IIに示す。ＳＣＤＤｏの半影は小さいビーム用として優れた空間分解能がある市販検出器と考えられているＰＴＷ６００１７ダイオードで得た半影と比べて僅かに良好である。ＳＣＤＤｏの半影は、体積平均効果によりＰＴＷ３１０１４チェンバーおよびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器で測定した半影と比べてより優れている。また表IIは厚みが小さい配向により面内方向と比べた交差面方向でのＳＣＤＤｏの最もよい空間分解能を確認する。この半影の値は小さな検出体積によりＳＣＤＤｏが有する優れた空間分解能を確認する。
【０１０３】
【表２】
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【０１０４】
０．６×０．６ｃｍ2および１０×１０ｃｍ2場についてＳＣＤＤｏ、無遮蔽ダイオード（ＰＴＷ６００１７）、ピンポイントイオンチェンバー（ＰＴＷ３１０１４）で測定した深度線量プロファイルを図１５に示す。調査している２つのフィールドサイズについて入射表面線量（Ｄｅ）、最大線量深度（ｄmax）および深度１０ｃｍでの深度線量百分率（ＰＤＤ）を表IIIに示した。
表IIIに示したＤｅ値を除き、１０×１０ｃｍ2参照照射野について全ての検出器はよく一致している。アクティブボリュームがダイオードおよびＳＣＤＤｏのハウジング上面下のそれぞれ０．７７ｍｍと１．６ｍｍに位置しているので、ＳＣＤＤｏのビルドアップ厚（build up thickness）はダイオードのビルドアップ厚と比べてより重要であり、このことは両検出器の入射表面線量（Ｄｅ）の違いを説明するものである。
ピンポイントチェンバーはそのケーブルがビーム軸に平行に位置付けされ、かつアクティブボリュームがこの配向で５ｍｍの長さを有するので、ピンポイントチェンバーで得られた入射表面線量はダイオードの入射表面線量と比べても高いが、平均効果が入射表面線量に影響して深度線量曲線の測定での大きな不確実性に繋がる。
【０１０５】
照射野０．６×０．６ｃｍ2では上記に説明したのと同じ理由で入射表面線量を除き、ＳＣＤＤｏの深度線量曲線とダイオードのものとの間に優れた一致が観測される。この小さなビームの場合、ピンポイントチェンバーでの１０ｃｍで測定されたＰＤＤはＳＣＤＤｏおよびダイオードと比べて大きい。この最後の結果に関しての理由は、ピンポイントチェンバーを用いたｄmaxでの線量過小評価である。なぜならば、検出体積がこの水深でのビームサイズと比べると大きすぎ、かつイオンチェンバー内の空気の存在が側方電子平衡の欠如を増大し、ビーム軸上で測定される線量を減少させるからである。しかし水深が大きい場合には、照射野が増大して側方電子非平衡が減少し、ピンポイントチェンバーを用いて測定された線量は期待値に徐々に近い値になる。深度線量曲線はｄmaxで正規化されるので、より深い深度でのＰＤＤはイオンチェンバーで僅かに過大評価される。
【０１０６】
【表３】
2016519304.tif 000006
【０１０７】
実施例２のＳＣＤＤｏおよびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器で測定され１０×１０ｃｍ2場で正規化されたＯＦsを図１６Ａに表示する。ＰＴＷダイヤモンド検出器とＳＣＤＤｏとを比較してみると、ＰＴＷダイヤモンド検出器のアクティブボリュームは実施例２のＳＣＤＤｏのアクティブボリューム（０．１５ｍｍ3）と比べて大きいので、３．８％の最大偏差としてＰＴＷダイヤモンド検出器で測定されたＯＦsは実施例２のＳＣＤＤｏで得たＯＦsと比べて小さい。これらの結果は、市販のＰＴＷダイヤモンド線量計で得られたものと比べるとＳＣＤＤｏによるＯＦs測定は有意に向上していることを明らかに示している。
【０１０８】
結論
水等価ダイヤモンド線量計は、Element Six社が販売する単結晶を使用して開発された。臨床環境測定を実施して、この装置の小さいビーム線量測定についての適否を評価した。検出器は５０Ｖで分極させて最大電荷収集を得た。
このバイアス電圧をＳＣＤＤｏに印加することで４４．５ nC．Ｇｙ-1の高感度が得られた。この装置により優れた再現性（０．０６％）が観察された。ＳＣＤＤｏ応答の線量直線性は大きな線量範囲について６ＭＶ光子ビームで検証した。１に近いフォーラーΔ値のＳＣＤＤｏ応答に関する低い線量率依存性（１％未満）がパルス当たり線量およびパルス繰返し周波数の変更で観察された。最終的にダイヤモンド応答に関する１．２％の低いエネルギー依存性が６ＭＶと１８ＭＶとの間のビーム品質で観察された。
【０１０９】
μＭＬＣ ｍ3（０．６ｃｍ×０．６ｃｍ）で入手可能な最小照射野および１０×１０ｃｍ2基準照射野についてＳＣＤＤｏで測定した側方線量プロファイルは、小さな検出体積（０．１５ｍｍ3）により優れた空間分解能を示す。ＳＣＤＤｏで測定した２０％〜８０％の半影は、優れた空間分解能のＰＴＷ６００１７ダイオード、ＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバーおよびＰＴＷ６０００３ダイヤモンド検出器での測定よりも小さい。ＳＣＤＤｏで測定した深度線量曲線は、照射野１０×１０ｃｍ2についてはＰＴＷ６００１７ダイオードおよびＰＴＷ３１０１４ピンポイントチェンバーで得た深度線量曲線とよく一致する。
最小照射野（０．６×０．６ｃｍ2）でのダイオードとＳＣＤＤｏの深度線量曲線はよく一致する。空気の大きな検出体積の結果としてピンポイントのＰＤＤは別の検出器で得たＰＤＤと比べて僅かに高い。
１．８×１．８ｃｍ2未満の照射野についてＳＣＤＤｏで測定した出力因子を、ＰＴＷ６０００３ダイヤモンド線量計で測定した出力因子と比較する。その結果、実施例２のＳＣＤＤｏでは明白な向上を示した。
【０１１０】
実施例５：電極材料の変更
実施例２のＳＣＤＤｏは種々の電極材料を用いて変更させた。
１００ナノメートル前後の厚さを有する組織等価性にできる限り近い原子番号を有する電極セットの材料について実験した。
１００ナノメートル前後の厚さを有する組織等価性にできる限り近い原子番号を有する材料について試験した。導電性の非晶質炭素または非組織化炭素、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、導電性ダイヤモンド（Ｐ型ドーピング、Ｎ型ドーピング、注入ダイヤモンドまたは欠陥ダイヤモンド）、グラファイト、非組織化グラファイト、アモルファス窒化炭素（ａＣＮｘ）、ガラス状炭素、導電性カーボンインク、導電性ポリマー、および更にはインジウムスズ酸化物について上記のアルミニウムコンタクトと同一構造で試験を行った。試験した電極セットが低い原子番号であるためにＯＦ測定以外の結果には有意な変化はなかった。最も重要なことは１００％の荷電収集である。
【０１１１】
実施例６：封止の変更
実施例２のＳＣＤＤｏを下記：
−  封止材の種々の直径を試験し、および／または
−  支持体の上方部分を変更し、および／または
−  封止材内部のダイヤモンドの位置を変更する、
のように変更した。
外部封止材の直径を１ｍｍのステップで６ｍｍから４ｍｍまで変化させた。変更は封止ダイヤモンドを有する部分について実施した後に、グローバルデバイスについて実施した。
さらに深度線量プロファイルに対する影響を最小化させるために支持体の上方部分をダイヤモンド寸法にできる限り近く縮小した。
ビルトアップ厚を縮小させてハウジング上面下の１．６ｍｍに位置するダイヤモンドのアクティブボリュームを５００ミクロンに位置させた結果、入射表面線量の測定が向上した。
その結果、異なるダイヤモンド寸法に関しては、深度線量プロファイルに対する影響を最小化させるために、支持体の上方部分をダイヤモンド寸法にできる限り近くなるように縮小した。
【０１１２】
実施例７：電極セットの幾何形状の変更
実施例２におけるＳＣＤＤｏの電極セットの形状を変更して他の比較例を提供する。
電極セットの形状をダイヤモンド表面の完全な被覆から円形へ変更した。典型的には、２ｍｍ×２ｍｍ×１５０ミクロンの厚さについて１ｍｍの円形の電極セットを試験した。病院において、バイアス影響測定を行い、完全にダイヤモンド表面を被覆した電極セットで得られた測定値と比較した。測定した不飽和Ｉ（Ｖ）曲線は測定実施の困難さを示唆している。
また、１ｍｍの電極セットを有する特に大きく厚いダイヤモンド（４ｍｍ×４ｍｍ×５００μｍ）、適合厚さのダイヤモンド（１ｍｍ×１ｍｍ×５００ミクロン）および大型で薄いダイヤモンド（２ｍｍ×２ｍｍ×１５０μｍ）の形状試験を行った。１００％電荷収集効率を得るためにはＳＣＤＤｏはバイアスされてもよい。病院におけるこれらの測定は、完全被覆電極と薄いダイヤモンド厚さとの組み合わせにより実施例２のＳＣＤＤｏが革新的であることの実証の過程にある。厚さが重要すぎる場合は、出力因子（ＯＦ）測定値はシフトする。電極表面による被覆がほぼない場合は、線量率依存性および検出器バイアス依存性が観察される。
【０１１３】
実施例８：ダイヤモンド表面の変更
電極セットの堆積をさせる前に実施例２のＳＣＤＤｏダイヤモンド表面を変更をした。
最初に（非導電性ダイヤモンド表面を得るために）化学処理とオゾン処理によりダイヤモンド表面の酸化が実施され、次に電極セットをダイヤモンド表面全体に堆積させた。電極セットの堆積前に全表面および両面に対して（ダイヤモンド表面を導電層にするために）ダイヤモンド表面水素化も実施する。
更に、電極セットの別の堆積法はダイヤモンド−電極セット界面効果に対して特別の注意を払って実施した。この界面は種々の堆積レシピおよびＰＶＤ、ｅ−ビーム等の種々の堆積技術に試験より同調可能である。
【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】
2016519304.tif 000013
【図８】
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【図９Ａ】
2016519304.tif 000015
【図９Ｂ】
2016519304.tif 000016
【図９Ｃ】
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【図１０】
2016519304.tif 000018
【図１１】
2016519304.tif 000019
【図１２】
2016519304.tif 000020
【図１３】
2016519304.tif 000021
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【国際調査報告】
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