JPH0611573A - 放射線プローブ - Google Patents

放射線プローブ

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JPH0611573A
JPH0611573A JP5091780A JP9178093A JPH0611573A JP H0611573 A JPH0611573 A JP H0611573A JP 5091780 A JP5091780 A JP 5091780A JP 9178093 A JP9178093 A JP 9178093A JP H0611573 A JPH0611573 A JP H0611573A
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radiation
sensor
optical fiber
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JP5091780A
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リン ジョーンズ バーバラ
Tom L Nam
レオング ナム トム
Shawn Araikum
アライクム ショウン
Rex J Keddy
ジェームズ ケディ レックス
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De Beers Industrial Diamond Division Pty Ltd
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
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  • Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 核放射線の監視方法、放射線監視センサーお
よび装置を提供する。 【構成】 核放射線監視方法は１５０ｎｍよりも低い窒
素不純物濃度のダイヤモンド放射線センサー素子（１
０）を設けることを含む。センサー素子は核放射線を受
けるとともに、紫外線または近紫外線の選択された波長
または複数の波長範囲の光により刺激され、センサー素
子から光の放射を生じさせる。センサー素子は通常光学
ファイバー（１２）の端部に固定され、このファイバー
の遠隔端部が刺激光をセンサー素子に伝達し、センサー
素子から得られる光の放射をフォトマルチプライアー管
（２０）に送る。本発明はこの方法を実施する装置を含
んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は核放射線を監視する方法
およびこのような放射線を監視するためのセンサーおよ
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば癌患者のような患者を選択された
放射線源からの核放射線によって処理することは一般に
行われるようになって来た。このような処理の効果を最
大にして、その副作用を最少にするために、供給される
放射線量を監視し、またこのような供給量が正しい場所
に与えられるのを確実にすることが重要である。
【０００３】また医薬品の殺菌において、また貯蔵寿命
を増加させるための食料品の処理において、Ｃｏ源から
の放射線および電子ビームを使用することが益々一般的
になって来た。このような処理の効果を最大にするため
には、それぞれの製品または包装品に供給される放射線
量を監視し、また包装品の内部の総ての製品に与えられ
る量が国際的に許容されている規定された限界内にある
ことを確認することが重要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の放射
線監視方法および装置の欠点を排除して、効率のよい優
れた核放射線監視方法および放射線監視センサーおよび
装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】本発明による核放射線監視
方法は、１５０ｐｐｍよりも低い窒素不純物濃度を有す
るダイヤモンド放射線センサー素子を設け、このセンサ
ー素子に核放射線を当て、前記センサー素子を選択され
た波長または複数の波長範囲の光によって刺激させ、前
記センサー素子から得られた光の放射を監視する、こと
を含んでいる。
【０００６】このような方法は、センサー素子を刺激さ
せ、これから得られた光の放射を共通の光導管を介して
監視することを含むようになすのが望ましい。
【０００７】この共通の光導管は光学ファイバーになす
ことができ、前記センサー素子はこのファイバーの第１
の端部に配置され、刺激する光がこのファイバーの第２
の端部に与えられ、得られた光の放射がまたこのファイ
バーの前記第２の端部にて監視されるようになし得る。
【０００８】前記ファイバーの第２の端部は入力部およ
び出力部を有し、刺激する光がこの入力部に与えられ、
得られた光の放射が前記出力部を経て監視されるように
なすのが望ましい。
【０００９】得られた光の放射は得られることを期待さ
れる光の放射のスペクトル範囲に対応する予め定められ
たスペクトル範囲の光を通すように選択された光学フィ
ルターを通されるようになすことができる。
【００１０】濾波された、得られた光の放射はフォトマ
ルチプライアー手段によって増幅されて、この放射の強
度に対応する電子信号を形成するようになすことがで
き、この電子信号が処理されて、センサーに入射する放
射線の強度の指示を導き出すようになされる。
【００１１】このセンサー素子は生体内放射線センサー
として使用されることができ、その場合、センサー素子
は放射線を受ける場所に配置される。
【００１２】センサー素子は例えば経皮的に患者の体内
に、または体の開口部内にそにされることができる。
【００１３】センサー素子は患者の体内に挿入される第
１の針またはカテーテル内に挿入されることができる。
【００１４】少なくとも１つの核放射線源素子が前記第
１の針またはカテーテルに隣接して患者の体内に挿入さ
れる第２の針またはカテーテル内に挿入されるようにな
すことができる。
【００１５】この方法は、少なくとも１つの放射線源素
子の位置を前記センサー素子に対して相対的に調節し
て、所望の全体的な放射線量および投与のパターンを与
えるようになすことをさらに含むことができる。
【００１６】この方法の他の実施例においては、センサ
ー素子は照射される対象物上に配置されるか、またはこ
れに取付けられることができる。例えば、センサー素子
は接着剤によって対象物に取付けられることができる。
【００１７】この方法は、予め定められた基準に従って
センサー素子からの監視された光の放射に応答して与え
られる核放射線の持続時間、強度または照射場所を調節
する工程を含むことができる。
【００１８】さらに、本発明によって、核放射線を監視
するセンサーは、１５０ｐｐｍよりも低い窒素不純物濃
度を有するように選択されたダイヤモンド放射線センサ
ー素子と、このセンサー素子に取付けられ、またはこれ
に隣接して保持されるようになされ、このセンサー素子
を刺激するように選択された波長または複数の波長範囲
の光を与えられ得る入力部およびこのセンサー素子から
得られた放射を監視手段に指向させ得る出力部を有する
光導管と、を含んでいる。
【００１９】この光導管は、前記センサー素子に対する
接触場所に固定されるか、またはこれに隣接して保持さ
れる第１の端部と、前記センサーの入力部および出力部
を形成するように分岐された第２の端部とを有する光学
ファイバーになされるのが望ましい。
【００２０】前記光学ファイバーは例えば接着剤または
緊締装置によって前記センサー素子に対する接触場所に
固定され、またはこれに隣接して保持される第１の端部
と、前記センサーの入力部および出力部を形成するよう
に分岐された第２の端部とを有することができる。
【００２１】本発明の他の実施例によって、核放射線を
監視するセンサーは、１５０ｐｐｍよりも低い窒素不純
物濃度を有するように選択されたダイヤモンド放射線セ
ンサー素子と、前記センサー素子が内部に支持される空
所を形成する光密のハウジングと、前記ハウジング内の
前記空所に係合可能で、前記センサー素子を刺激するよ
うに選択された波長または複数の波長範囲の光を与えら
れ得る入力部および前記センサー素子から得られた光の
放射を監視手段に指向させ得る出力部を有する少なくと
も１つの光導管を含むプローブと、を含んでいる。
【００２２】このプローブは選択された波長または複数
の波長範囲の光を与えられ得る入力部およびこの光をセ
ンサー素子に指向させてこれを刺激させる出力部を有す
る少なくとも１つの第１の光学ファイバーと、前記セン
サー素子から得られた光の放射を受入れる入力部および
この光の放射を監視手段に指向させる出力部を有する第
２の光学ファイバーとを支持するようになすのが望まし
い。
【００２３】このプローブは前記第２の光学ファイバー
が内部に軸線方向に配置され、また多数の前記第１の光
学ファイバーがこの第２の光学ファイバーの廻りにこれ
に平行に配置されるようになされた管状本体を含み、前
記第１の光学ファイバーの出力部からの光が、使用され
ているセンサー素子の外側の範囲に指向され、このセン
サー素子の内部の範囲からの光の放射が、使用されてい
る第２の光学ファイバーの入力部によって受取られるよ
うになされることができる。
【００２４】前記光密のハウジングの前記空所は、プロ
ーブがこの空所に係合された時にプローブの先端部によ
って刺通され得る膜によって閉じられることができる。
【００２５】この光密のハウジングはこれを１つの面に
固定するために接着剤裏打ち材のような緊締手段を含む
ことができる。
【００２６】センサー素子は１０から１５０ｐｐｍまで
の間、最も望ましくは１０から６０ｐｐｍまでの間の窒
素不純物濃度を有するように選択されるのが望ましい。
【００２７】このセンサー素子はまた０．１から１０ｐ
ｐｍまでの範囲のホウ素濃度を有するように選択される
ことができる。
【００２８】さらにまた本発明により、核放射線を監視
する装置は、上述のように構成されたセンサーと、選択
された波長または複数の波長範囲の光を発生させる光源
と、前記センサーからの光の放射を受取る監視手段とを
含んでいる。
【００２９】この光源は水銀ランプのようなランプ、発
光ダイオードまたは紫外線または近紫外線の範囲の強力
な出力を発生するレーザー装置を含むことができる。
【００３０】前記監視手段はフォトマルチプライアー管
またはその他の光増幅手段を含むことができる。
【００３１】このフォトマルチプライアー管はセンサー
素子からの得られることを期待される光の放射のスペク
トル範囲に対応する予め定められたスペクトル範囲の光
を通すが、前記光源からの光を受付けないように選択さ
れたフィルターを設けられることができる。
【００３２】このフィルターは４２０から５５０ｎｍま
での間の波長を有する光を通すように選択されるのが望
ましい。
【００３３】さらに、このフィルターは５１６から５３
６ｎｍまでの間の波長を有する光を通すように選択され
るのが望ましい。
【００３４】前記監視手段は前記フォトマルチプライア
ー管の出力を増幅する増幅手段およびこの増幅手段から
前記センサー素子に対して入射する放射線の強度の指示
を導き出す処理手段を含むことができる。
【００３５】
【実施例】患者の腫瘍を照射する核放射線源を使用する
時には多くの問題が生じる。さらに詳しくは、放射線が
深い部位に投与される場合には投与される放射線量の生
体内での測定を行うのが甚だ困難である。
【００３６】図１の（ａ）には、放射線センサーが示さ
れているが、このセンサーは光学ファイバー１２の端部
にある小さいダイヤモンドセンサー素子１０を含んでい
る。図示のセンサー素子１０は平らな接触場所を有し、
この接触場所が光学ファイバーの端部に当接または隣接
して保持され、これらの２つの部分の間の良好な光の伝
達を行い得るようになっている。センサー素子１０は通
常直径が１ｍｍ以下であって、光学ファイバー１２も同
様の直径を有する。センサー素子は光学ファイバーに対
して相対的に定位置に機械的に保持または緊締される
か、または適当な接着剤または接合剤によって定位置に
固定されることができる。
【００３７】このダイヤモンドセンサー素子は熱ルミネ
ッセンス作用検出装置として使用されるセンサー素子の
特性と同様の特性を有するように選択されている。この
ダイヤモンドは１５０ｐｐｍよりも低く、望ましくは１
０から１５０ｐｐｍまでの間の窒素不純物濃度を有する
ように選択される。最も望ましい窒素不純物範囲は１０
から６０ｐｐｍまでの間である。このようなダイヤモン
ドは低位から中位までの窒素濃度を有するものとして分
類されている。理想的には、センサー素子はまた０．１
から１０ｐｐｍまでの間の低いホウ素不純物濃度を含
み、このことがセンサーの応答作用の直線性を改善す
る。
【００３８】ダイヤモンドセンサー素子は選ばれた天然
ダイヤモンドになし得るが、通常は普通の技術を利用し
て製造される。例えば、センサー素子は合成ダイヤモン
ドの結晶になし得るが、または化学的蒸着（ＣＶＤ）に
よって基体上に沈着される結晶または多結晶ダイヤモン
ドの層を含むことができる。後者の場合、光学ファイバ
ー１２の端部に容易に取付けられる平らな面を有するセ
ンサー素子を得るのが比較的容易である。
【００３９】センサー素子１０から遠い方の光学ファイ
バーの端部は入力部１４および出力部１６に分岐されて
いる。入力部１４は使用状態で紫外線の放射線に富んだ
出力を与える水銀ランプ１８に連結される。出力部１６
は光学フィルター２２を介してフォトマルチプライアー
管２０に連結される。フォトマルチプライアー管２０の
出力は増幅器２４を介して監視回路２６に接続される。
光学ファイバーはかなり長く、例えば２５から５０ｃｍ
までの間の長さになすことができ、閉じた端部および約
１ｍｍまたはそれ以下の内径を有する中空の皮下注射針
２８内に挿入されることができる。センサーを患者の体
内に挿入するために、針２８が選択された場所で必要な
深さまで挿入され、次いでセンサーが針の露出されてい
る端部からこの針内に挿入されることができる。
【００４０】図１の（ｂ）には針２８に隣接した第２の
針３０が示されている。間隔をおかれた放射線源素子３
４を長さ部分に沿って支持している細いアルミニウムま
たは鋼のワイヤー３２より成る核放射線源ストリングが
針３０内に挿入されている。例えば、この放射線源素子
３４はβおよびγ源であるイリジウム（アイソトープ１
９２）を含むことができる。それぞれの放射線源素子３
４は直径が大体０．５ｍｍで長さが数ｍｍである。実際
上、放射線源を内蔵できる数個の針が一度に挿入される
ことができる。例えば、１８個の針まで１つの場所に使
用されることができる。核放射線源ストトリングは通常
予め定められた順序で選択された針の中に挿入される。
【００４１】図１の（ｃ）は図１の（ｂ）の配置の変形
形態を示している。この配置において、針３０は前述の
ものと同様であるが、細いアルミニウムまたは鋼のワイ
ヤー３２がその端部に単一の放射線源素子３４を支持し
ている。使用に際し、針３０は、複数の放射線センサー
素子１０を含む多数の針２８が予め定められたパターン
でその周囲に配置されるようにして患者の体内に挿入さ
れる。放射線源素子３４は針３０内に完全に、または予
め定められた深さまで挿入され、次いで選択された停滞
時間の間針３０の長さに沿って順次予め定められた複数
の点に保持されるように調時された工程で引出される。
このようにして所望の投与パターンを有する予め定めら
れた放射線投与量が与えられる。針３０の廻りの針２８
内のセンサー素子１０は投与される供給量の正確な監視
を可能になす。これと異なり、瞬間的な測定投与量が監
視されることができ、単一の針または複数の針３０の位
置および（または）針３０内の放射線源素子３４の位置
が変化されて、所望の全体的な放射線投与量および投与
パターンを与えるようになし得る。このような投与量お
よび投与パターンは通常患者の体の腫瘍またはその他の
目標区域が予め定められた放射線投与量を受取るように
計算される。
【００４２】剛性的な針２８および３０の代りに、放射
線センサー素子１０および放射線源素子３４に順応する
ように可撓性のカテーテルを使用することも可能であ
る。若干の応用面においては、可撓性のカテーテルを使
用することが望ましい。
【００４３】ダイヤモンドセンサー素子は隣接する照射
針内の放射線源ストリングからの放射線を受けるように
なされる。従って、センサー素子は実際の時間に特定の
場所における放射線投与量を監視するのに使用できる。
センサー素子が紫外線光（または、他の波長の光も可
能）による照射を受ける場合、センサー素子は刺激され
てこれに入射する放射線の強度および型式に対して強度
およびスペクトルが関係するようになされた光を放射す
る。このようにして選択された場所における放射線の強
度を監視するために、センサー素子は予め定められた期
間の間ランプ１８からの光によって照明され、センサー
素子から得られる光の放射が光学ファイバーの出力部お
よび光学フィルター２２を介してフォトマルチプライア
ー管２０に送られる。光学フィルター２２は５１６から
５３６ｎｍまでの範囲の光の放射を通すように選択され
る。何故ならばセンサー素子の放射スペクトルは約２９
６ｎｍの波長の紫外線光によって刺激された時に４２０
から５５０ｎｍまでの範囲の強いルミネッセンスを発す
るからである。勿論、４２０から５５０ｎｍまでの関連
範囲内の若干異なる透過帯域を有するフィルターも使用
でき、このようなフィルターの目的はダイヤモンドセン
サー素子によって放射される光を通すけれども刺激光は
受付けないようにすることである。図３はγ放射線によ
って照射され、次いで２９６ｎｍの紫外線光によって刺
激された本発明の原型に使用されたダイヤモンドセンサ
ー素子の応答特性を示している。図４は種々の照射期間
に対するセンサー素子の応答を示している。
【００４４】フォトマルチプライアー管の出力は増幅器
２４に送られ、こゝから監視回路２６に送られてさらに
処理されるようになすことができる。この監視回路２６
は単に何れの特定の時間においてもセンサー素子１０に
入射する放射線の強度を指示する指示装置になすことが
できる。しかし、この装置のさらに巧妙な形態において
は、監視回路２６は時間の関数として測定された放射線
レベルを記録する組合されるメモリーを有する処理回路
を含むようになされる。この装置は多数のセンサーの出
力を受取る多数の入力チャンネルを有する。この装置は
また直接または間接に患者の照射を制御する出力を与え
るように配置されることができる。
【００４５】水銀ランプ１８の代りに紫外線レーザー、
発光ダイオードまたはその他の光源を使用することがで
きる。照射されたダイヤモンドセンサー素子から有用な
光の放射を励起させる何れの光源も使用できる。約２９
６ｎｍの波長を有する紫外線光が望ましいが、約４００
ｎｍよりも短い波長を有する近紫外線範囲の光も使用で
きる。若干の場合には、可視光もまた使用できる。図５
は照射されたダイヤモンドセンサー素子によって放射さ
れた光の強度（ダイヤモンドセンサー素子の質量に対し
て相対的な）を示している。図５における左方の曲線は
４０５ｎｍの波長の近紫外線光に対するセンサーの応答
を示すとともに、右方の曲線は２９６ｎｍの波長を有す
る紫外線光に対する応答を示している。長い波長の光は
ダイヤモンドセンサー素子の比較的浅いトラップと相互
作用を行い、キャリヤーによるトラップの集団化（ｐｏ
ｐｕｌａｔｉｏｎ）が比較的少ない照射投与量によって
得られるが、短い波長の光は大なる放射線投与量によっ
て生じる深いトラップのキャリヤーによる集団化を生じ
させる。これらの両者の場合、放射線投与量および放射
される光の強度の間の関係が広い範囲にわたって実質的
に直線形になされることが判る。一般に、励起する光源
はセンサーによって放射されることが期待される光より
も短い波長の光を発生しなければならない。フォトマル
チプライアー管２０およびこれに組合される光学フィル
ター２２は他の光受感性装置によって置換えられること
ができる。
【００４６】本発明は、たとえ放射線が患者の体内の深
い場所に与えられる場合でも、患者に与えられる放射線
投与量の生体における正確な監視を可能になす。ダイヤ
モンドセンサー素子の良好な組織との同等性は放射線測
定の信頼性を改善する。
【００４７】本発明は種々の他の応用面が可能である。
例えば本発明によるセンサーはプラスティックの処理お
よび食品の包装／処理の応用面に使用できる。これらの
両方の場合、熱的読出し（ｔｈｅｒｍａｌ ｒｅａｄｏ
ｕｔ）は実際的でなく、プラスティック処理の場合に
は、大なる放射線のレベル（１００００Ｇｙ）が含まれ
る。原子力発電工業においては、本発明によるセンサー
が休止時間の間および発電状態の間に放射線のレベルの
測定を行うのに使用できる。この場合センサー内に導電
体がなく、光学ファイバーが放射線に対する抵抗力を有
することが価値がある。本発明によるプローブの比較的
小さい寸法および使用の便利さおよび生体における読出
しを行うために適当なことがまた本発明のプローブを放
射線漏洩の追跡のために有用用になす。
【００４８】図２の（ａ）および図２の（ｂ）は本発明
の第２の実施例を示している。図２の（ａ）には読出し
ヘッドまたはプローブが示されているが、この読出しヘ
ッドまたはプローブはその表面に沿って軸線方向に配置
される１組の光学ファイバー３２’を有する外側金属管
３０’を含む。光学ファイバー３２’は入力ファイバー
３４’に連結されていて、この入力ファイバーは水銀ラ
ンプ３６または同様のものから、選択された波長の光を
与えられるようになっている。この読出しヘッドまたは
プローブはまたさらに他の光学ファイバー４０を収容す
る中央の金属管３８を含んでいる。光学ファイバー４０
は図にて読出しヘッドの最も左方の端部にある入力部お
よびこの入力部によって検出された光をフォトマルチプ
ライアー管４４または同様のものに指向させるように配
置された出力部４２を有する。
【００４９】図１の（ａ）、図１の（ｂ）および図１の
（ｃ）の実施例におけると同様に、フォトマルチプライ
アー管は光学フィルター４６に組合わされ、増幅器４８
および監視回路５０に対する出力を与える。
【００５０】図２の（ｂ）には放射線センサー素子が示
されている。このセンサーは光密のハウジング５２を含
み、このハウジングは、照射される製品または包装品に
このハウジングを固定するための両面接着テープまたは
その他の接着材料５４の層を下側に有する。このセンサ
ー内にはダイヤモンドセンサー素子５６が配置され、こ
のダイヤモンドセンサー素子は平らな面を有し、通常直
径が１ｍｍよりも小さい。その他の点では、このセンサ
ー素子５６は図１の（ａ）のセンサー素子１０と同様で
ある。このセンサーのハウジングの頂部５８はゴムによ
って作られていて、プローブの頂部によって刺通され得
るようになっている。センサーはボタン型セルバッテリ
ーのように小さくなし得る。
【００５１】このセンサーを使用するために、センサー
は両面テープ５４を使用して、選択された製品または包
装品に取付けられる。照射工程の後で、プローブの頂部
または読出しヘッドがゴムの部分５８内に押込まれてセ
ンサー素子５６を保護するようになされて、読出しヘッ
ドの端部がセンサー素子に当接するようになされる。ラ
ンプ３６が点灯され、光学ファイバー３２’の出力端部
を介して予め定められた時間の間センサー素子５６を照
射し、このセンサー素子から得られた光の放射が光学フ
ァイバー４０の入力部によって検出されてその出力部４
２を経て、光学フィルター４６を介してフォトマルチプ
ライアー管４４に送られる。
【００５２】この装置の比較的簡単な形態においては、
監視回路５０は単にセンサー素子５６により受取られる
放射線投与量の指示を与える指示装置になすことができ
る。しかし、この装置のさらに巧妙な形態においては、
監視回路５０は測定された放射線投与量をバーコードリ
ーダーからの入力信号に関係させるように配置され、品
質管理のために放射線投与量がバーコードを記された特
定の製品または包装品に関係させられるようになすこと
ができる。
【００５３】本発明の実施例は電波殺菌および電波処理
工業に使用されるものゝような大なる放射線投与量を監
視するのに特に有用である。小型のセンサー５２は製品
の表面でもこれの内部でもそれに無関係に製品に対して
選択された場所で与えられる放射線の監視を可能にな
す。
【００５４】２９６ｎｍの波長を有する励起光を使用す
ることはダイヤモンドセンサー素子の内部の、主として
比較的大なる放射線投与量に感じる甚だ深いトラップ位
置に達する。６に等しいダイヤモンドの原子数は上述の
種類のセンサーの使用を特に皮下注射器、食品および若
干の薬剤品のような原子数の少ない材料または製品に応
用される放射線の監視に適するようになす。
【００５５】
【発明の効果】本発明は上述のように構成されているか
ら、従来技術の欠点を排除した、性能の優れた核放射線
の監視方法、放射線監視センサーおよび装置を提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置の１つの実施例の概略的説明
図。
【図２】他の実施例の概略的説明図。
【図３】本発明の放射線センサー素子の応答を示す線
図。
【図４】本発明の放射線センサー素子の応答を示す線
図。
【図５】本発明の放射線センサー素子の応答を示す線
図。
【符号の説明】
１０ ダイヤモンドセンサー素子 １２ 光学ファイバー １４ 光学ファイバー１２の端部にある入力部 １６ 光学ファイバー１２の端部にある出力部 １８ 水銀ランプ ２０ フォトマルチプライアー管 ２２ 光学フィルター ２４ 増幅器 ２６ 監視回路 ２８ 皮下注射針 ３０ 第２の針 ３０’ 外側金属管 ３２ ワイヤー ３２’ 光学ファイバー ３４ 核放射線源ストリング ３４’ 入力ファイバー ３６ 水銀ランプ ３８ 中央の金属管 ４０ 光学ファイバー ４２ 出力部 ４４ フォトマルチプライアー管 ４６ 光学フィルター ４８ 増幅器 ５０ 監視回路 ５２ 光密のハウジング ５４ 両面接着テープその他の接着材料 ５６ センサー素子 ５８ ハウジング５２のゴムの部分になされた頂部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トム レオング ナム 南アフリカ国トランスバール，ベズ バレ ィ，シックスス アベニュー 114 (72)発明者 ショウン アライクム 南アフリカ国ナタル，ダーバン，シィデン ハム，フーゴ ロード 55 (72)発明者 レックス ジェームズ ケディ 南アフリカ国トランスバール，リボニア, ベバン ロード ３

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 １５０ｐｐｍよりも低い窒素不純物濃度
    を有するダイヤモンド放射線センサー素子を設け、 前記センサー素子に核放射線を当て、 前記センサー素子を選択された波長または複数の波長範
    囲の光により刺激し、 前記センサー素子から得られる光の放射を監視する、こ
    とを含んでいる核放射線を監視する方法。
  2. 【請求項２】 共通の光導管を経て前記センサー素子を
    刺激し、これから得られる光の放射を監視することを含
    んでいる請求項１に記載された方法。
  3. 【請求項３】 前記共通の光導管が光学ファイバーであ
    って、前記センサー素子がこのファイバーの第１の端部
    に配置され、前記刺激する光が前記ファイバーの第２の
    端部に与えられ、得られた光の放射がまた前記ファイバ
    ーの前記第２の端部にて監視されるようになされている
    請求項２に記載された方法。
  4. 【請求項４】 前記ファイバーの前記第２の端部が入力
    部および出力部を有し、前記刺激する光が前記入力部に
    与えられ、得られた光の放射が前記出力部を経て監視さ
    れるようになされている請求項３に記載された方法。
  5. 【請求項５】 前記得られた光の放射が得られることを
    期待される光の放射のスペクトル範囲に対応する予め定
    められたスペクトル範囲の光を通すように選択された光
    学ファイバーを通されるようになされている請求項３ま
    たは請求項４に記載された方法。
  6. 【請求項６】 濾波された得られた光の放射がフォトマ
    ルチプライアー手段によって増幅されて、前記放射の強
    度に対応する電子信号を形成し、この電子信号が処理さ
    れて前記センサー素子に入射する放射線の強度の指示を
    導き出すようになされている請求項５に記載された方
    法。
  7. 【請求項７】 前記センサー素子が患者の体内に挿入さ
    れる第１の針またはカテーテル内に挿入されるようにな
    されている請求項１から請求項６までの何れか１項に記
    載された方法。
  8. 【請求項８】 少なくとも１つの核放射線源素子が前記
    第１の針またはカテーテルに隣接して患者の体内に挿入
    された第２の針またはカテーテル内に挿入されるように
    なされている請求項７に記載された方法。
  9. 【請求項９】 前記センサー素子が核放射線を受ける対
    象物上に配置されるか、またはこれに取付けられるよう
    になされている請求項１から請求項６までの何れか１項
    に記載された方法。
  10. 【請求項１０】 予め定められた基準に従って前記セン
    サー素子からの監視された光の放射に応答して、与えら
    れる核放射線の持続時間、強度または適用場所を調節す
    る工程を含んでいる請求項１から請求項９までの何れか
    １項に記載された方法。
  11. 【請求項１１】 前記センサー素子に対して相対的に少
    なくとも１つの放射線源素子の位置を調節して、所望の
    全体的放射線投与量および投与のパターンを与えること
    を含んでいる請求項１０に記載された方法。
  12. 【請求項１２】 １５０ｐｐｍよりも低い窒素不純物濃
    度を有するように選択されたダイヤモンド放射線センサ
    ー素子と、 前記センサー素子に取付けられ、またはこれに隣接して
    保持され、選択された波長または複数の波長範囲の光を
    与えられることができて、前記センサー素子を刺激する
    入力部および前記センサー素子から得られた光の放射を
    監視手段に指向させ得る出力部を有する光導管と、を含
    んでいる核放射線を監視するセンサー。
  13. 【請求項１３】 前記光導管が前記センサー素子に固定
    され、またはこのセンサー素子に対する接触場所に隣接
    して保持される第１の端部および前記センサーの前記入
    力部および前記出力部を形成するように分岐された第２
    の端部を有する光学ファイバーになされている請求項１
    ２に記載されたセンサー。
  14. 【請求項１４】 前記センサー素子が接着剤により前記
    光学ファイバーの前記第１の端部に固定されるようにな
    されている請求項１３に記載されたセンサー。
  15. 【請求項１５】 前記センサー素子および前記光学ファ
    イバーの前記第１の端部が機械的緊締手段によって接触
    状態に保持されるようになされている請求項１３に記載
    されたセンサー。
  16. 【請求項１６】 １５０ｐｐｍよりも低い窒素不純物濃
    度を有するように選択されたダイヤモンド放射線センサ
    ー素子と、 前記センサー素子を内部に保持する空所を形成された光
    密のハウジングと、 前記ハウジング内の前記空所に係合可能で、選択された
    波長または複数の波長範囲の光を与えられて前記センサ
    ー素子を刺激し得るようになされた入力部および前記セ
    ンサー素子から得られた光の放射を監視手段に指向させ
    得る出力部を有する少なくとも１つの光導管を含んてい
    るプローブと、を含んでいる核放射線を監視するセンサ
    ー。
  17. 【請求項１７】 前記プローブが、選択された波長また
    は複数の波長範囲の光を与えられ得る入力部および前記
    光を前記センサー素子に指向させて、これを刺激する出
    力部を有する少なくとも１つの第１の光学ファイバー
    と、前記センサー素子から得られた光の放射を受入れる
    入力部および前記光の放射を監視手段に指向させる出力
    部を有する第２の光学ファイバーとを支持するようにな
    されている請求項１６に記載されたセンサー。
  18. 【請求項１８】 前記プローブが、軸線方向に配置され
    た前記第２の光学ファイバーを内部に有する管状本体を
    含んでいて、多数の第１の光学ファイバーが前記第２の
    光学ファイバーの廻りにこれに平行に配置されて、前記
    第１の光学ファイバーの前記出力部からの光が、使用状
    態の前記センサー素子の外側の範囲に指向され、前記セ
    ンサー素子の内側の範囲からの光の放射が、使用状態の
    前記第２の光学ファイバーの前記入力部に受入れられる
    ようになされている請求項１７に記載されたセンサー。
  19. 【請求項１９】 前記光密のハウジングの前記空所が、
    前記プローブがこの空所に係合される時にこのプローブ
    の先端部により刺通され得る膜によって閉鎖されるよう
    になされている請求項１７または請求項１８に記載され
    たセンサー。
  20. 【請求項２０】 前記光密のハウジングがこのハウジン
    グを１つの面に固定するための緊締手段を含んでいる請
    求項１７から請求項１９までの何れか１項に記載された
    センサー。
  21. 【請求項２１】 前記ダイヤモンドセンサー素子が１０
    から１５０ｐｐｍまでの間の窒素不純物濃度を有するよ
    うに選択されている請求項１２から請求項２０までの何
    れか１項に記載されたセンサー。
  22. 【請求項２２】 前記センサー素子が１０から６０ｐｐ
    ｍまでの間の窒素不純物濃度を有するように選択されて
    いる請求項２１に記載されたセンサー。
  23. 【請求項２３】 前記センサー素子が０．１から１０ｐ
    ｐｍまでの範囲のホウ素濃度を有するように選択されて
    いる請求項２１または請求項２２に記載されたセンサ
    ー。
  24. 【請求項２４】 請求項１２から請求項２３までの何れ
    か１項に記載されたセンサーと、選択された波長または
    複数の波長範囲の光を発生させる光源と、前記センサー
    から得られた光の放射を受入れるための監視手段を含ん
    でいる核放射線を監視する装置。
  25. 【請求項２５】 前記光源が紫外線または近紫外線の範
    囲の強力な出力を供給するようになされている請求項２
    ４に記載された装置。
  26. 【請求項２６】 前記光源が水銀ランプ、発光ダイオー
    ドまたはレーザー装置である請求項２５に記載された装
    置。
  27. 【請求項２７】 前記監視手段がフォトマルチプライア
    ー手段を含むようになされている請求項２４から請求項
    ２６までの何れか１項に記載された装置。
  28. 【請求項２８】 前記フォトマルチプライアー手段が前
    記センサー素子からの得られることを期待される光の放
    射のスペクトル範囲に対応する予め定められたスペクト
    ル範囲の光を通すように選択されたフィルターを設けら
    れている請求項２７に記載された装置。
  29. 【請求項２９】 前記フィルターが４２０から５５０ｎ
    ｍまでの間の波長を有する光を通過すように選択されて
    いる請求項２８に記載された装置。
  30. 【請求項３０】 前記フィルターが５１６から５３６ｎ
    ｍまでの間の波長を有する光を通すように選択されてい
    る請求項２９に記載された装置。
  31. 【請求項３１】 前記監視手段が前記フォトマルチプラ
    イアー手段の出力を増幅するための増幅手段およびこの
    増幅手段から前記センサー素子上に入射される放射線の
    強度の指示を導き出すための処理手段を含むようになさ
    れている請求項２４から請求項３０までの何れか１項に
    記載された装置。
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