(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、
前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、
前記水容器を支持する支持台と、
前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、
前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、
前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、
前記水面形成手段は、前記側壁の開放側縁部が前記水の中に配置されて、前記水面形成手段の内部に前記水が充満された状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっていることを特徴とする水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項２】
放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、
前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、
前記水容器を支持する支持台と、
前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、
前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、
前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、
前記水面形成手段は、前記水面形成手段の前記平板側が前記水の中に押し込まれて、前記水面形成手段の外部に前記水を押しのけた状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっていることを特徴とする水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項３】
前記放射線測定センサと接続され、前記水容器内で前記放射線測定センサを三次元的に移動可能とするセンサ移動手段を備え、
前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項４】
前記センサ移動手段は、前記放射線照射ノズルに取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項５】
前記放射線測定センサは、前記水容器内に固定されており、
前記水容器が前記支持台とともに三次元的に移動可能となっていることにより、
前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項６】
前記支持台は、放射線治療を行う治療台であることを特徴とする請求項５に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項７】
前記水容器と前記水面形成手段とは、一体となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項８】
前記側壁は、伸縮自在の蛇腹形状となっており、
前記平板が前記水容器に対して移動可能となっていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れかに記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項９】
前記水が充満された前記水容器には、前記水容器と連通し、前記水容器内の水圧を一定に維持する圧力吸収手段が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項１０】
前記圧力吸収手段は、伸縮自在の袋であることを特徴とする請求項９に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【請求項１１】
前記圧力吸収手段は、前記水容器と連通した可撓性の管状部と、前記管状部に接続され、前記水容器より高い位置に開放された貯水部とを有していることを特徴とする請求項９に記載の水ファントム型線量分布測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、荷電粒子ビームによる治療前に、実際の荷電粒子ビームの線量分布を確認するために水中で線量分布を測定する水ファントム型線量分布測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から癌等の治療は、陽子線等の荷電粒子ビームを病巣に照射する放射線治療により行われている。このような癌等の治療は、身体の病巣周辺の正常組織に比較的障害を与えずに治療するために、照射する荷電粒子ビームの線量が病巣部分で大きくなるように体内での線量分布を調整して行われる。そのため、治療に先立って、人体に見立てた水に実際に荷電粒子ビームを照射して水中での線量分布を測定する水ファントム型線量分布測定装置により、体内での線量分布の確認を行っている。
【０００３】
図１２は、従来の水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図において、水ファントム型線量分布測定装置１０１は、放射線照射ノズル１０３から照射された荷電粒子ビーム１０２の線量分布を水１０４の中で測定する装置であり、この水１０４が溜められた水容器１０５と、水容器１０５内の水１０４中に配置された放射線測定センサ１０６と、水容器１０５を支持する支持台１０７とを備えている。
【０００４】
放射線照射ノズル１０３は、荷電粒子ビーム１０２が水１０４の水面に垂直に入射するように水容器１０５に向かって配置されている。
【０００５】
水容器１０５は、アクリルあるいはポリエチレン等の荷電粒子ビーム１０２が通過しうる材質で作製された容器である。また、水容器１０５の形状は、上部が開放された直方体となっている。
【０００６】
放射線測定センサ１０６は、図示していないが水容器１０５に固定された駆動機構に取り付けられており、水容器１０５内の水１０４中で三次元的に移動可能となっている。
【０００７】
この水ファントム型線量分布測定装置１０１では、放射線照射ノズル１０３から照射された荷電粒子ビーム１０２が水容器１０５内の水１０４にその水面に垂直に入射し、その入射した荷電粒子ビーム１０２の水１０４中での線量が放射線測定センサ１０６により測定される。放射線測定センサ１０６は、水１０４中を三次元的に移動可能であるので、入射した荷電粒子ビーム１０２の水１０４中での線量分布が測定できる。また、図の点線で示すように、放射線照射ノズル１０３’から荷電粒子ビーム１０２’を水平方向に照射させて容器側壁に垂直に水１０４中に入射させることにより線量分布を測定することも可能である。この場合は、水容器１０５の材質を水に換算して線量分布を求める。
【０００８】
ここで、この測定は、荷電粒子ビーム１０２が水１０４の水面に入射してから水１０４の中を通過した距離によって荷電粒子ビーム１０２の線量がどのように変化しているのかを調べるための測定であるので、荷電粒子ビーム１０２が水１０４の水面に入射してからの距離とその距離での線量とが正確に測定されることが必要となる。しかし、荷電粒子ビーム１０２は、病巣の大きさ等をカバーするために幅を有しており、荷電粒子ビーム１０２が水１０４の水面に傾斜して入射する場合には、水１０４の水面から一定の深さにおいて、荷電粒子ビーム１０２の幅の中の各部分によって水１０４を通過した距離が異なり、また荷電粒子ビーム１０２の幅の中で各部分同士が影響し合うこともある。従って、水１０４の水面からの深さに対応した荷電粒子ビーム１０２の線量分布を測定するのは困難で、補正したとしても誤差を発生しやすい。そのため、荷電粒子ビーム１０２は、水面に対して垂直に入射される必要がある。
【０００９】
図１３は、従来の他の水ファントム線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図において、水ファントム線量分布測定装置１１１は、同様に放射線照射ノズル１１２からの荷電粒子ビーム１０２の線量分布を水１０４の中で測定する装置であり、水１０４が充満密閉された密閉水槽１１３と、密閉水槽１１３内の水１０４中に配置された放射線測定センサ１０６と、密閉水槽１１３及び放射線測定センサ１０６を放射線照射ノズル１１２に着脱自在に取り付けられた取付フレーム１１４とを備えている。
【００１０】
放射線照射ノズル１１２は、患者用ベッド（図示しない）の周囲に設けられた回転ガントリ照射室１１５に取り付けられており、この回転ガントリ照射室１１５に沿って回転可能となっている。
【００１１】
密閉水槽１１３は、アクリル等により円柱状に形成された密閉容器であり、この密閉水槽１１３の一面に荷電粒子ビーム１０２が垂直に入射するように取付フレーム１１４により放射線照射ノズル１１２に取り付けられている。また、密閉容器１１３は、荷電粒子１０２の入射方向に垂直な方向に取付フレーム１１４に設けられた図示しない駆動機構により移動可能となっている。
【００１２】
放射線測定センサ１０６は、密閉水槽１１３内で荷電粒子ビーム１０２の入射方向に往復移動可能となっている。
【００１３】
従って、水ファントム型線量分布測定装置１１１は、放射線照射ノズル１１２からの荷電粒子ビーム１０２の照射方向が患者用ベッドに対してどのような角度をとっても、放射線照射ノズル１１２自体に密閉水槽１１３が取付フレーム１１４により取り付けられているので、密閉水槽１１３に対しては常に垂直となっている。このことから、荷電粒子ビーム１０２の水面入射角度が測定結果に及ぼす影響は無くなる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の水ファントム型線量分布測定装置１１１は、荷電粒子ビーム１０２の照射方向がどのような角度をとっても放射線線量を測定可能だが、放射線照射ノズル１１２に密閉水槽１１３、取付フレーム１１４及び放射線測定センサ１０６等が取り付けられているため、これらの重量により取付フレーム１１４にたわみ等が生じる。実際の治療時では、これら密閉水槽１１３等が取り付けられていない状態で治療を行うため、この取付フレーム１１４のたわみ等により放射線線量分布の測定時の条件が実際の治療時の条件と異なり、正確な線量分布の測定結果を得られなかったり、このたわみ等を考慮した補正をする必要が生じるという問題点があった。
【００１５】
また、上記密閉水槽１１３等の重量が放射線分布測定に及ぼす影響を無くすために、この密閉水槽１１３等を放射線照射ノズル１１２に取り付けるのではなく、別に支持駆動機構を単独で備え、この支持駆動機構に密閉水槽１１３等の重量物を取り付けて放射線照射ノズル１１２とともにこれら密閉水槽１１３等を回転させる方法があるが、この場合には、この密閉水槽１１３等を放射線照射ノズル１１２とともに回転させ、荷電粒子ビーム１０２の照射方向に密閉水槽１１３の面を垂直にする制御等の管理が必要となり、コスト及び調整時間が増加するという問題点があった。
【００１６】
そこでこの発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするもので、荷電粒子ビームの照射方向が患者用ベッドに対して自由に角度を変えて移動できる放射線照射ノズルに対しても、容易に、かつ、正確に荷電粒子ビームの線量分布を測定できる水ファントム型線量分布測定装置を得ることを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る水ファントム型線量分布測定装置は、放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、前記水容器を支持する支持台と、前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、前記水面形成手段は、前記側壁の開放側縁部が前記水の中に配置されて、前記水面形成手段の内部に前記水が充満された状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっている。
【００１９】
また、この発明に係る水ファントム型線量分布測定装置は、放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、前記水容器を支持する支持台と、前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、前記水面形成手段は、前記水面形成手段の前記平板側が前記水の中に押し込まれて、前記水面形成手段の外部に前記水を押しのけた状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっている。
【００２０】
また、前記放射線測定センサと接続され、前記水容器内で前記放射線測定センサを三次元的に移動可能とするセンサ移動手段を備え、前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっている。
【００２１】
また、前記センサ移動手段は、前記放射線照射ノズルに取り付けられている。
【００２２】
また、前記放射線測定センサは、前記水容器内に固定されており、前記水容器が前記支持台とともに三次元的に移動可能となっていることにより、前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっている。
【００２３】
また、前記支持台は、放射線治療を行う治療台である。
【００２４】
また、前記水容器と前記水面形成手段とは、一体となっている。
【００２５】
また、前記側壁は、伸縮自在の蛇腹形状となっており、前記平板が前記水容器に対して移動可能となっている。
【００２６】
また、前記水が充満された前記水容器には、前記水容器と連通し、前記水容器内の水圧を一定に維持する圧力吸収手段が設けられている。
【００２７】
また、前記圧力吸収手段は、伸縮自在の袋である。
【００２８】
また、前記圧力吸収手段は、前記水容器と連通した可撓性の管状部と、前記管状部に接続され、前記水容器より高い位置に開放された貯水部とを有している。
【００２９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。また、図２は、図１の水ファントム型線量分布測定装置の原理について説明する模式図である。図１及び図２において、水ファントム型線量分布測定装置１は、放射線照射ノズル２から照射された放射線である陽子等の荷電粒子ビーム３の線量分布を水４の中で放射線測定センサ５により測定する装置である。この水ファントム型線量分布測定装置１は、水４の中に配置された放射線測定センサ５を内部に収納した水容器６と、この水容器６を支持する支持台７と、荷電粒子ビーム３を通過しうる平板８及びこの平板８の周縁から平板８にほぼ垂直に延在した側壁９を有した水面形成手段１０と、この水面形成手段１０を平板８が荷電粒子ビーム３の照射方向に対して垂直に配置されるように放射線照射ノズルに取り付ける取付手段である取付フレーム１１とを備えている。
【００３０】
水容器６は、上部が開放されており、この開放された側に放射線照射ノズル２が配置され、この放射線照射ノズル２から荷電粒子ビーム３が水容器６に向けて照射されるようになっている。また、水容器６の開放側縁部には、放射線測定センサ５に接続されたセンサ移動手段１２が取り付けられている。このセンサ移動手段１２は、例えばモータ等の駆動部１３と、この駆動部１３の駆動力を伝達する伝達機構部１４とを有しており、駆動部１３からの駆動力を伝達機構部１４を介して放射線測定センサ５に伝達し、この放射線測定センサ５を水４の中で移動させるようになっている。従って、放射線測定センサ５は三次元的に移動可能となっている。
【００３１】
水面形成手段１０は、平板８と側壁９とにより形成されたコップ状の容器であり、平板８が放射線照射ノズル２に向けて配置されている。この水面形成手段１０は、取付フレーム１１を介して放射線照射ノズル２に取り付けられており、放射線照射ノズル２と相対的な位置が変化しないようになっている。
【００３２】
取付フレーム１１は、水面形成手段１０と放射線照射ノズル２との相対的な位置関係が変化しなければ、１本であってもよいが、確実に取り付けるためには２本以上で取り付けるのが望ましい。図では取付フレーム１１が２本取り付けられているものが示されている。また、取付フレーム１１は、放射線照射ノズル２に着脱可能に取り付けられている。
【００３３】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、以下のような原理によって水４の中における線量分布の測定をする。即ち、図２に示すように、水面形成手段１０はコップ状の容器であるため、水容器６内の水４の中で水面形成手段１０の内部から空気を排出しその内部に水４を充満させて平板８を水面から引き出しても、水面形成手段１０の内部に充満された水４は、空気が水面形成手段１０の内部に入り込まない限り、水面形成手段１０内部から流れ落ちずにそのまま充満された状態で持ち上がる。従って、水４は水面形成手段１０の内面に密着した状態で保持され、このことから水４の水面形状は水面形成手段１０の内面の形状と同一形状に形成される。この水面形成手段１０の平板８は放射線照射ノズル２からの荷電粒子ビーム３の照射方向に垂直に取付フレーム１１によって放射線照射ノズル２に取り付けられているので、水面形成手段１０の内面形状と同一形状に形成された水４もその水面が荷電粒子ビーム３の照射方向に垂直になっている。
【００３４】
従って、放射線照射ノズル２から照射された荷電粒子ビーム３は水４の水面に垂直に入射し、その照射方向上に放射線測定センサ５を配置しておけば正確な荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができる。
【００３５】
また、図１に示すように、水４、水容器６及びセンサ移動手段１２等の重量を支持台７が支持し、取付フレーム１１が水４が充満された水面形成手段１０のみを支持するので、取付フレーム１１が支持する重量が低減し取付フレーム１１のたわみの発生は抑えられる。
【００３６】
また、放射線照射ノズル２が回転ガントリ照射室１１５に取り付けられている場合では、放射線照射ノズル２はそれ自体が移動するが、放射線照射ノズル２が移動して荷電粒子ビーム３の照射方向が変化しても、水面形成手段１０の内部に水４が充満されている限り荷電粒子ビーム３は常に水４に垂直に入射するので、荷電粒子ビーム３が水面に入射する角度が傾斜していることによる測定誤差は無くなる。
【００３７】
なお、水面形成手段１０の平板８は、治療の対象となる病巣の広さをカバーできる大きさであることが望ましい。
【００３８】
以下に他の実施の形態について説明するが、実施の形態１のものと同一又は同等部材、部位は、同一符号を付して説明する。
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図３において、水面形成手段１０は、側壁９の平板８で塞がれていない開放側を放射線照射ノズル２に向けて配置されている。この開放側で側壁９に取付フレーム１１が取り付けられており、平板８が荷電粒子ビーム３の照射方向に常に垂直に配置されるようになっている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００３９】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、水面形成手段１０が取付フレーム１１を介して放射線照射ノズル２に取り付けられた状態で、平板８が水４に押し込まれて線量分布が測定される。即ち、水面形成手段１０の平板８が水に押し込まれることによって水面形成手段１０の外面に水４が密着した状態で水４を押しのける。押しのけられた水４は、その水面が水面形成手段１０の外形と同一の形状となる。平板８は荷電粒子ビーム３の照射方向に常に垂直に配置されているので、平板８の外面と同一形状の水面も荷電粒子ビーム３の照射方向に常に垂直となっている。従って、荷電粒子ビーム３は水面に常に垂直に入射し、荷電粒子ビーム３の入射角度の傾斜による線量分布の測定誤差は無くなり、正確な線量分布を測定することができる。
【００４０】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、水面形成手段１０が水４に押し込まれて水４を押しのけるので、その分浮力を生じ実施の形態１よりもさらに取付フレーム１１にかかる重量が軽減され、取付フレーム１１のたわみ等による悪影響も抑制される。
【００４１】
また、水面形成手段１０が水４を押しのけるだけでよいので、実施の形態１のようにあらかじめ水面形成手段１０に水４を充満させておく必要がない。
【００４２】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図４において、放射線測定センサ５は水容器６の内部で固定されている。支持台７は、水容器６を支持する支持板２０と、支持板２０を三次元的に移動させうる駆動機構部２１とを有しており、支持板２０が駆動機構部２１により移動することによって水容器４及び放射線測定センサ５がともに三次元的に移動するようになっている。他の構成は実施の形態２と同様となっている。
【００４３】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態２と同様に水面形成手段１０を水４に押し込んで荷電粒子ビーム３の線量分布が測定されるが、この線量分布を測定する際に放射線測定センサ５のみを水容器６内で移動させるのではなく、支持板２０を駆動機構部２１によって三次元的に移動させることにより水容器６ごと移動させて、結果的に水面形成手段１０の平板８と放射線測定センサ５との相対的な位置関係を変化させて線量分布を測定する。
【００４４】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態２と同様の効果を奏するとともに、水容器６の開放側に放射線測定センサ５のみを移動させるセンサ移動手段１２を設ける必要がないので、センサ移動手段１２の配置スペースだけ水容器６の大きさを小さくすることができ、また、放射線照射ノズル２の回転ガントリ照射室１１５による移動距離を大きくすることができる。
【００４５】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図５において、図４に示す水容器６を支持する支持台７は実際に患者を支持する治療台２２であってもよい。治療台２２は支持台７と同様に三次元的に移動可能となっている。この場合、水容器６を治療台２２から着脱可能とするために、水容器取付治具２３により水容器６が治療台２２に取付固定されている。他の構成は実施の形態３と同様である。
【００４６】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態３と同様の動作により荷電粒子ビーム３の線量分布を測定するが、治療台２２を三次元的に水容器６ごと移動させて、結果的に水面形成手段１０の平板８と放射線測定センサ５との相対的な位置関係を変化させて線量分布を測定する。
【００４７】
実施の形態３と同様の効果を奏するとともに、実際の治療台２２に水容器６が支持されることにより実際の治療条件に近い状態で線量分布を測定できる。
【００４８】
実施の形態５．
図６は、この発明の実施の形態５に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図６において、センサ移動手段１２は、取付フレーム１１を介して放射線照射ノズル２に取り付けられている。センサ移動手段１２は、実施の形態２と同様に、駆動力を発生する駆動部１３と放射線測定センサ５に接続され駆動部１３の駆動力を放射線測定センサ５に伝達する伝達機構部１４とを有しており、三次元的に移動可能で、水面形成手段１０の平板８と放射線測定センサ５との相対的な位置関係が変化するようになっている。他の構成は実施の形態２と同様である。
【００４９】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、水４が溜められた水容器６の水４に水面形成手段１０の平板８が押し込まれてこの水面形成手段１０の外部に水４を押しのけた状態とすることにより、放射線測定センサ５も水４の中に配置される。その後は実施の形態２の動作と同様にして放射線測定センサ５をセンサ移動手段１２によって水４の中で移動させることにより、荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができる。
【００５０】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態２と同様の効果を奏するとともに、放射線測定センサ５が取付フレーム１１を介して放射線照射ノズル２に取り付けられているので、水容器６には水４を溜めておけばよく、放射線測定センサ５を取り付けた専用の水容器６を用いる必要はない。また、水面形成手段１０と放射線測定センサ５とは、取付フレーム１１及びセンサ移動手段１２を介して互いに接続固定されているので、水面形成手段１０の平板８と放射線測定センサ５との位置関係があらかじめ設定されており、容易に線量分布測定の準備を行うことができる。
【００５１】
実施の形態６．
図７は、この発明の実施の形態６に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図７において、水容器６と水面形成手段１０とが一体となっている。即ち、水容器６の底壁の一部が水面形成手段１０となっている。この水面形成手段１０の平板８は水容器６の内部に入り込んでおり、この平板８の周縁部と水容器６の底壁及び水面形成手段１０の境界部分との間に側壁９が介在している。また、側壁９は伸縮自在の蛇腹形状となっており、平板８が側壁９の伸縮により移動可能となっている。さらに、取付フレーム１１は、側壁９にではなく平板８に取り付けられており、平板８と放射線照射ノズル２との相対的な位置関係が変化しないようになっている。図７では、支持台７及びセンサ移動手段１２を図示していないが、他の構成は実施の形態２と同様になっている。
【００５２】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、放射線照射ノズル２が水容器６の底壁側にある場合に、実施の形態２の動作と同様にして荷電粒子ビーム３の線量分布を測定する。
【００５３】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、水面形成手段１０が水４を押しのけることによる浮力により重量を軽減する効果は無いが、水面形成手段１０が水容器６と一体となっていることにより、支持台７が水面形成手段１０も支持するので、取付フレーム１１にかかる重量を軽減することができ、またその他は実施の形態２と同様の効果を奏する。さらに、水面形成手段１０が水容器６の底壁に設けられているので、水容器６の底壁側に放射線照射ノズル２が配置されて荷電粒子ビーム３が水容器６に向けて照射される場合でも、水４を水容器６から漏らすことなくこの荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができる。
【００５４】
なお、水容器６の側面側に放射線照射ノズル２がある場合に、照射される荷電粒子ビーム３の線量分布を測定するために、水容器６の側壁の一部が水面形成手段１０となっていても構わない。
【００５５】
実施の形態７．
図８は、この発明の実施の形態７に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図８において、水容器６と水面形成手段１０とが一体となっている。即ち、水容器６の一部が水面形成手段１０となっている。この水面形成手段１０の平板８は水容器６の外部に配置されており、この平板８の周縁部と水容器６及び水面形成手段１０の境界部分との間に側壁９が介在している。また、側壁９は伸縮自在の蛇腹形状となっており、平板８が側壁９の伸縮により移動可能となっている。
【００５６】
また、水容器６には、この水容器６に連通し、水容器６内の水圧を一定に維持する圧力吸収手段３０が設けられている。この圧力吸収手段３０は、水容器６に連通しているホース等の可撓性の管状部３１と、この管状部３１に接続され、水容器６より高い位置に開放された貯水部３２とを有している。従って、水４は水容器６、管状部３１及び貯水部３２内を移動可能になっており、また外部に開放されているのは、貯水部３２に溜まった水４の水面のみとなっている。さらに、取付フレーム１１には、モータ等の駆動部を有したフレーム移動手段３３が取り付けられており、このフレーム移動手段３３は、放射線照射ノズル２に固定されている。フレーム移動手段３３は、取付フレーム１１を荷電粒子ビーム３の照射方向と平行に移動させるようになっている。従って、平板８は荷電粒子ビーム３の照射方向に対して常に垂直の状態を保ったまま移動するようになっている。
【００５７】
放射線測定センサ５は、図では示されていないが、水容器６に支持部材を介して固定されている。また、支持台７は、実施の形態３に示されている支持板２０が駆動機構部２１により三次元的に移動可能な支持台７が用いられている。他の構成は実施の形態１と同様である。
【００５８】
このような構成の水ファントム型線量分布測定装置１は、水面形成手段１０の蛇腹形状の側壁９を縮めた状態で水４が水容器６に貯水部３２から注入され、水容器６及び水面形成手段１０の内部に空気が入らないように水４が充満される。このとき、圧力吸収手段３０の内部にも、少なくとも水面形成手段１０の側壁９が最大限伸びたときの水面形成手段１０の内部体積分の水４を注入しておく。これにより、フレーム移動手段３３により取付フレーム１１及び平板８を荷電粒子ビーム３の照射方向に移動させたときの水面形成手段１０の内部の水４の体積変化を圧力吸収手段３０により吸収することができる。従って、フレーム移動手段３３で取付フレーム１１を荷電粒子ビーム３の照射方向に移動させ、及び支持台７の支持板２０を荷電粒子ビーム３の照射方向と垂直な平面上で二次元的に移動させることにより、平板８と放射線測定センサ５との相対的な位置関係を変化させ線量分布を測定することができる。
【００５９】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態１と同様の効果を奏するとともに、図９に示すように、図８に示す水容器６を時計回りに回転させて倒すことにより、放射線照射ノズル２が水容器６の横にある場合にも、荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができ、またもう一度時計回りに倒すと、放射線照射ノズル２が水容器６の下側にある場合にも線量分布を測定することができるので、水容器６の周囲のどの位置に放射線照射ノズル２がある場合でも荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができる。ただし、圧力吸収手段３０の貯水部３２は常に水容器６より高い位置に配置しておくことが必要であり、支持板２０は荷電粒子ビーム３の照射方向に垂直の方向に移動可能となっている。
【００６０】
なお、支持台７の支持板２０を三次元的に移動すれば、フレーム移動手段３３によって取付フレーム１１を移動させなくても荷電粒子ビーム３の線量分布を測定できる。
【００６１】
実施の形態８．
図１０は、この発明の実施の形態８に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。図１０において、圧力吸収手段３０は、伸縮自在の袋である。この袋は風船のような伸縮性のある材質で作製されたものでも、蛇腹形状等のように伸縮できる構造となったものでもよい。また、水容器６には、水４を供給あるいは排出するコック付給排管３５が設けられている。他の構成は実施の形態７と同様である。
【００６２】
このように構成された水ファントム型線量分布測定装置１は、実施の形態７と同様の動作により荷電粒子ビーム３の線量分布を測定するが、水面形成手段１０の内部容積の変化による水４の体積変化は、圧力吸収手段３０の袋に水４が出入りしてこの袋が収縮あるいは膨張することにより吸収される。
【００６３】
従って、この水ファントム型線量分布測定装置１は、例えば図１１に示すように、放射線照射ノズル２が水容器６の周囲のどの位置にあっても、荷電粒子ビーム３の線量分布を測定することができるので、実施の形態７と同様の効果を奏するとともに、実施の形態７に示す貯水部３２を水容器６より高い位置に配置する必要がなく、取り扱いが容易となる。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、この発明に係る水ファントム型線量分布測定装置は、放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、前記水容器を支持する支持台と、前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、前記水面形成手段は、前記側壁の開放側縁部が前記水の中に配置されて、前記水面形成手段の内部に前記水が充満された状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっているので、前記放射線が前記水に傾斜して入射することによって発生する測定誤差が発生せず、容易に正確な前記放射線の線量分布を測定することができる。また、前記取付手段は前記水を充満した前記水面形成手段を支持すればよく、前記取付手段の負荷を軽くして確実に前記平板が前記照射方向に垂直となるようにできる。
【００６６】
また、この発明に係る水ファントム型線量分布測定装置は、放射線照射ノズルから照射された放射線の線量分布を水の中で放射線測定センサにより測定する水ファントム型線量分布測定装置であって、前記水の中に配置された前記放射線測定センサを内部に収納した水容器と、前記水容器を支持する支持台と、前記放射線を通過しうる平板及び前記平板の周縁から前記平板に垂直に延在した側壁を有した水面形成手段と、前記水面形成手段を前記平板が前記放射線の照射方向に対して垂直に配置されるように前記放射線照射ノズルに取り付ける取付手段とを備え、前記水容器の重量が前記取付手段を避けて前記支持台に支持されるように前記支持台と前記取付手段とが互いに独立して設けられ、前記水面形成手段は、前記水面形成手段の前記平板側が前記水の中に押し込まれて、前記水面形成手段の外部に前記水を押しのけた状態を保つことにより、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着するようになっており、前記平板が前記放射線測定センサ側で前記水に密着することにより、前記放射線が前記水に垂直に入射するようになっているので、前記放射線が前記水に傾斜して入射することによって発生する測定誤差が発生せず、容易に正確な前記放射線の線量分布を測定することができる。また、前記水面形成手段が前記水の中に押し込まれることによる浮力が発生し、さらに前記取付手段の負荷が軽減される。
【００６７】
また、前記放射線測定センサと接続され、前記水容器内で前記放射線測定センサを三次元的に移動可能とするセンサ移動手段を備え、前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっているので、前記放射線測定センサを容易に前記水の中で移動させることができ前記放射線の線量分布を測定することができる。
【００６８】
また、前記センサ移動手段は、前記放射線照射ノズルに取り付けられているので、前記放射線測定センサと前記放射線照射ノズルとの相対的な位置関係を容易に設定でき、また前記水容器には前記水を溜めておくだけでよく取り扱いが簡単になる。
【００６９】
また、前記放射線測定センサは、前記水容器内に固定されており、前記水容器が前記支持台とともに三次元的に移動可能となっていることにより、前記水面形成手段と前記放射線測定センサとの相対的な位置関係を変化させるようになっているので、前記水容器で前記放射線測定センサを移動させる手段を前記水の中に配置する必要はなく、前記水による例えば発錆、漏電等の弊害を防止することができる。
【００７０】
また、前記支持台は、放射線治療を行う治療台であるので、実際の治療条件に近い測定を可能とし、より正確な前記放射線の線量分布を測定できる。
【００７１】
また、前記水容器と前記水面形成手段とは、一体となっているので、前記水面形成手段を前記支持台により支持でき、前記取付手段の負荷がより軽減でき、前記水容器の周囲のどの位置に前記放射線照射ノズルがあっても前記放射線の線量分布を測定できる。
【００７２】
また、前記側壁は、伸縮自在の蛇腹形状となっており、前記平板が前記水容器に対して移動可能となっているので、前記平板は前記水容器内で固定された前記放射線測定センサに対する相対的な位置を変化させることができる。
【００７３】
また、前記水が充満された前記水容器には、前記水容器と連通し、前記水容器内の水圧を一定に維持する圧力吸収手段が設けられているので、前記平板が移動して前記水面形成手段の内部容積が変化しても前記水容器内の水圧は変化せず、前記平板が速やかに移動することができ、また前記水容器あるいは前記水面形成手段等を水圧により破壊することを防止できる。
【００７４】
また、前記圧力吸収手段は、伸縮自在の袋であるので、簡単な構成で水圧の変化をさせず、前記水を漏らすこともない。
【００７５】
また、前記圧力吸収手段は、前記水容器と連通した可撓性の管状部と、前記管状部に接続され、前記水容器より高い位置に開放された貯水部とを有しているので、前記水圧を容易に変化させず、前記水の供給あるいは排出が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図２】  図１の水ファントム型線量分布測定装置の原理について説明する模式図である。
【図３】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図４】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図５】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図６】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図７】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図８】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図９】  図８の水ファントム型線量分布測定装置を時計回りに倒した状態を示す模式図である。
【図１０】  この発明の実施の形態１に係る水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図１１】  図１０の水ファントム型線量分布測定装置を倒して下側に水面形成手段が位置するようになった状態を示す模式図である。
【図１２】  従来の水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【図１３】  従来の他の水ファントム型線量分布測定装置の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  水ファントム型線量分布測定装置、２  放射線照射ノズル、３  荷電粒子ビーム（放射線）、４  水、５  放射線測定センサ、６  水容器、７  支持台、８  平板、９  側壁、１０  水面形成手段、１１  取付フレーム（取付手段）、１２  センサ移動手段、２２  治療台、３０  圧力吸収手段、３１  管状部、３２  貯水部。
【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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