JPS5824744B2 - ホウシヤセンエネルギ− モニタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、イオン・チェンバー１こより放射線の線量
をモニタすると同時１こ放射線のエネルギー・モニタを
も行うよう１こした放射線エネルギー・モニタ１こ関す
るものである。

従来例として医療用１こ、用Ｇ、）られている電子加速
装置：（Ｗｐ ＝、、’７’ ”、ンーンン奢４’＞で
説明する。

籐１１．蓄４医儂禰Ｑ、電イ潰遣鯖置の一例を示スモ９
・で、２１は脅５ま−た、歇耐−，！、Ｘ線または電子
線であ、る。

１は加遍賃りよゆ１論潰された電子ビームで、１ターγ
・ゲツ゛トま、たは、入キ１ヤフタリング・フオイ・東
（゛衡突・す番こと（よ、赫−１，放１．．を線１を発
生する。

３は電子銃、４は加速管への入射ビームの制御系、５は
加速管、６は前記加速された電子ビーム２をターゲット
またはスキャツタリンク・フォイルまで誘導する偏向電
磁石系であり、単一の電磁石１こよる９０°偏向、複雑
な電磁石１こより１１０°偏向あるいは２７０＠偏向等
の任意の偏向を行うものであるが、低エネルギーの放射
線の場合ｌこはこの偏向電磁石系がなく、加速管５の中
心軸と発生放射線の線束中心軸が同一軸上１こあること
もある。

７は放射線の発生源であり、Ｘ線の場合１こはターゲッ
トおよびフラットネス・フィルタであり、電子線の場合
はスキャツタリング・フォイルである。

８は前記加速管５１こおける加速用のマイクロ波源、９
および１０はＸ線または電子線を測定するための透過形
イオン・チェンバーで、９を一次チェンバー、１０を二
次チェンバーと称すること］こする。

１１は前記−次および二次チェンバー９，１０１こよる
電離電流の増幅回路と線量率および積算線量の表示系で
ある。

一次および二次チェンバー９，１０はいずれも第２図ａ
、ｂのような構造となっている。

すなわち、第２図１こおいて、１３は放射線１こより電
離されたイオン集電極１こ泳動させるための高圧電極、
１４は絶縁物表面１こよる漏洩電流を防止するためのシ
ールド板で電位的１こはアースである。

１５は電離電流の集電極、１６はアース電極となってお
り、１３〜１６の各電極は絶縁物１こより保持されてい
る。

そして、放射線１は方向１２１こ照射される。

一次および二次チエンバー９，１０の集電極１５］こ流
れる電流１こより放射線の線量をモニタしている。

このよう）こ、従来の電子加速装置では、一次および二
次チェンバー９．１０１こおいて線量モニタを行ってい
たが、これ（こよりエネルギー・モニタを行う方式は存
在しなかった。

すなわち、従来は加速電圧、マイクロ波電力、偏向電磁
石電流等のパラメータＩこよりエネルギーを推測するよ
う１こし、微少変動はマイクロ波川波数、加速管５の入
射電子ビーム）こより調節し、通常エネルギーの測定は
機器の調整時（こ行われているものであった。

しかし、ビームエネルギーまたは放射線エネルギーは放
射線治療Ｉこおける最も重要なパラメータであり、これ
を常１こ監視できるシステムが要望されていた。

この発明は上述の点１こかんがみなされたもので電子ラ
イナックなどの放射線発生装置で発生する放射線の線量
率を測定する場合、測定媒体が有限な厚さと質量を有す
るため、ビルド・アップ効果を示すので、放射線の線束
中心軸上（こおかれた２個の独立なイオン・チェンバー
１こは異なった電離電流が流れ、しかも前記ビルド・ア
ップ効果１こよれば、各々の電離電流はエネルギー１こ
対する特性曲線の傾きが異なる。

そこで、前者の比をとってエネルギーを測定するよう）
こしたのがこの発明である。

以下この発明Ｉこついて詳細１こ説明する。第３図ａは
Ｘ線の水中深度の深部率曲線を示す。

各曲線Ａ、Ｂ、Ｃは６ＭｅＶ、８ＭｅＶおよび１０Ｍｅ
Ｖのエネルギー１こよる曲線を表わしている。

これらの図は水中１こ放射線が入射した場合ビルド・ア
ップ効果があることを示し、ビルド・アップ効果最大と
なる点より浅い層１こおいても深部率曲線はエネルギー
１こよって異なった値となることを表わしている。

通常、透過形イオン・チェンバーは０．１〜０．２ｍｕ
厚のＡ［板１こより構成されるが、Ａ−、ｌの比重２．
６９を考慮すれば、０．２朋厚のＡ７は水等側深度は０
．５３８ｍｍに相当することＩこなる。

第２図のような２個の一次および二次チェンバー９，１
０を線量モニタとすると、一次チェンバー９の電離空間
Ｉこ至るまで、放射線１は２枚のＡ［板を通過し、二次
チェンバー１０の場合Ｉこは一次チェンバー９の分、お
よび両チェンバーの仕切りを含めて７枚のＡ［板を通過
すること（こなるｌ板１枚を０．２朋厚とすれば、一次
チェンバー９では水等側深度１こて１．０７６ｍｍ、二
次チェンバー１０では３．７６６ｍｍの深さの線量を測
定していることＩこ相当する。

第３、図ａおよび第４図ａ１こおいて、ｄｌはこの水等
側深度の１．０７６朋、ｄ２は３．７６６ｙｎｍを表わ
している。

ここでｄおよびｄ２の深さ１こおいて、エネルギ−（こ
対して深部率曲線上の点をプロットしたのがＸ線の場合
第３図ｂ１電子線の場合第４図すとなっている。

第３図ｂ１こおいて、曲線には第３図ａのｄ、 ｌこお
ける関係、曲線りはｄ２１こおける関係である。

また、第４図すの曲線に′は第４図ａのｄｌ、曲線Ｌ′
はｄ２における関係である。

この発明１こおいては、ｄｌおよびｄ２１こおいて深部
Ｒ量ｆ：）’エネルギー１こ対して異なった傾きを持つ
こと１こ着目している。

しかも、第３図ａ１第４図ａの各曲線は測定される電離
電流の絶対値でなく、ビルド・アップ効果最大となる時
の値］こ対する百分率で表わされているため、ｄｌまた
はｄ２のいずれか一方のみ）こおける線量測定では決し
てエネルギー・モニタＩこならないこと１こ注目しなけ
ればならない。

そこで、この発明では次のよう１こしてこの問題点を克
服している。

すなわち、ｄｌｌこおける線量をＤｌ、ｄ２における線
量をＤ２、ビルド・アップ効果最大の点でＤｍａｘとす
る。

今、線量Ｄ１とＤ２の比としてＤＲを考えれば、 ］こおける深部率曲線上の点）こ他ならない。

線量測定Ｉこおいて、百分率深部率曲線はあるエネルギ
ーの放射線）こ関しては一義的Ｉこ決定されるのである
から、この百分率深部基油線上の値をモニタしていれば
エネルギー測定が可能となるのである。

ｄｌおよびｄ２１こおける線量の信号を得て、両者の比
をとることは第（１）式から明らかなよう１こ百分率深
部基油線上の点を測定していること（こ等しく、線量Ｄ
１．Ｄ２が変化してもエネルギーが一定であれば比ＤＲ
は常に一定の値となっており、しかもエネルギーが変化
した時は第３図すまたは第４図すから明らかなようＩこ
第（１）式Ｉこおける比ＤＲの値は変化する。

したがって、比ＤＲの値が放射線のエネルギーを表わす
量としてみなすことができ、エネルギーのモニタが可能
となるのである。

この様子を第５図ａおよび第５図ｂｌこ示す。

第５図ａの曲線ＷはＸ線、第５図すの曲線Ｗは電子線の
場合を示している。

この図ではエネルギーの低い領域では比ＤＲが減少関数
となり、エネルギーのある値より高い領域で比ＤＲが増
加関数となる。

電子ビームを加速して得る放射線のエネルギーは通常３
Ｍ ｅ Ｖ以上のエネルギーが多く、第５図の比ＤＲ
が増加関数となっている領域に相当し、この領域では比
ＤＲとエネルギーとの関係は一義的１こ定められるので
、この発明１こよるエネルギー・モニタができる。

第（１）式の比ＤＲを電気回路）こより計算する場合、
線量Ｄ１またはＤ２のいずれかの曲線を第３図すまたは
第４図すのグラフの縦軸にそって平行移動させれば任意
１こ比ＤＲの大きさを定めることができ、比ＤＦＬのエ
ネルギーに対する傾きが最も急］こなる関係を求めるこ
とができる。

第６図は上記原理（こ基づくこの発明の一実施例を示す
ブロック図である。

第６図１こおいて、２０は一次チェンバー９の電離電流
の電圧変換および増幅回路、２１は二次チェンバー１０
の電離電流Ｉこ関し前記増幅回路２０と同じ機能を持つ
増幅回路、２２は前記増幅回路２０の出力レベルを平行
移動させるためのレベル変換器で、増幅回路２１の出力
側！こ接続されてもよい。

２３は前記増幅回路２１よりレベル変換器２２の出力の
比をとるための割算回路および必要であれば増幅回路で
あり、Ｘ線または電子線の場合１こよって適宜出力レベ
ルを調整できるものとする。

２４はエネルギーを表示するメータまたはこれＩこ類す
る表示系である。

この構成ｌこよれば、一次チェンバー９と二次チェンバ
ー１０の電離電流の比が得られるので、その値から放射
線エネルギーを測定することができる。

近時、医療用リニアツクでは２個の透過形イオン・チェ
ンバーを使用する例が増えているが、この発明のような
医療用リニアツクは勿論、医療用ベータトロンの他、そ
れらの非破壊検査機器のうち電子を加速する機能を有す
る放射線発生装置］こ広く利用できる。

以上詳細Ｉこ説明したように、この発明は放射線発生装
置に線量測定用１こ設けられた２個の透過形イオン・チ
ェンバーを用い、それらの計測した電離電流の比をとっ
て放射線のエネルギーを測定するよう１こしたので、放
射線のエネルギーが容易１こモニタできるので、異常の
発見１こ役立ち安心して放射線発生装置を利用できる。

また、従来は放射線を発生しながら随時その放射線エネ
ルギーを測定することができなかったため、稼動中の重
要なパラメータを知ることができず、機械の特性を把握
できなかったが、この発明１こよれば、常１こ放射線の
エネルギーをモニタすることができる。

したがって、エネルギーの安定化を行う制御方式の確立
が容易である等の画期的な作用効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の医療用電子加速装置の一例を示す構成略
図、第２図ａ、ｂは第１図中の透過形イオン・チェンバ
ーの詳細を示す断面図および平面図、第３図ａはＸ線の
水中深度の深部率特性図、第３図すはＸ線のエネルギー
１こ対する百分率深部線量の関係を示す図、第４図ａ、
ｂは電子線の場合の第３図ａ、ｂと同様な図、第５図ａ
はＸ線エネルギーｌこ対する２個の透過形イオン・チェ
ンバーの出力の比関係を示す図、第６図はこの発明の一
実施例を示すブロック図である。 図中、９は一次チェンバー、１０は二次チェンバー、２
０は電圧変換および増幅回路、２１は増幅回路、２２は
レベル変換器、２３は割算回路、２４は表示系である。 なお、図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子ビームを加速して放射線を発生するととも１こ
   、二重安全方式１こよる２個の透過形イオン・チェンバ
   ーを備えた放射線発生装置］こおいて、前記放射線発生
   装置の放射線の線束中心軸上１こ設置された前記２個の
   独立なイオン・チェノバーの電離電流の比をとり放射線
   エネルギーを得る回路を具備せしめたことを特徴とする
   放射線エネルギー・モニタ。