专利名称：粒子线治疗装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过向被检体照射粒子线束来进行治疗的粒子线治疗装置，特别涉及在治疗中能够监测粒子线束照射区域的粒子线治疗装置。
背景技术：
在电子枪(# > )治疗等中，有时对被检体的病变部照射放射线。在这种放射线治疗中，正在开发使用粒子线束的粒子线治疗装置(例如参照非专利文献1)。对这种粒子线治疗装置进行说明。现有的粒子线治疗装置51如图15所示，具有载置被检体M的台板52、照射粒子线束的粒子线源53、检测从被检体M的体内发出的湮灭 (消减)Y射线对的第一检测器环M、及第二检测器环阳。粒子线源53被配置于两检测器环M、55夹持的位置。而且，粒子线源53能够以被检体M的体轴为中心绕被检体M—周。 即，设于两检测器环54、55之间的间隙成为粒子线束的通路。对两检测器环M、55的构成进行说明。第一检测器环M环状地排列块状的放射线检测器61而构成。该放射线检测器61如图13所示，具备将放射线变化成荧光的闪烁体 62、和检测荧光的光电子增倍管(以下称为光检测器)63。闪烁体62为三维排列正方体状的闪烁晶体C而成的结构，光检测器63能够特定荧光从哪一闪烁晶体C发出。S卩，放射线检测器61能够特定放射线从哪一闪烁体62入射。另外，为便于说明，将闪烁体62所具有的面中距光检测器63最远的面称为入射面62a。其次，表示现有的粒子线治疗装置51的剖面图。如图14所示，现有的粒子线治疗装置51的两检测器环M、55为将放射线检测器61单纯排列而成的构成。S卩，为闪烁体62 朝向两检测器环M、55的内侧的构成。具体而言，闪烁体62成为朝向被检体M的体轴方向 A的同一位置的构成。在使用粒子线治疗装置51进行放射线治疗时，从粒子线源53对载置于台板52的被检体M照射粒子线束。粒子线源53 —边照射粒子线束一边绕被检体M的体轴一周，且一边变更照射角度一边对被检体M持续照射粒子线束。粒子线在被检体M的体内失去能量。 此时，位于粒子线失去能量的地点的原子核被变换成引起β +衰变的核种。该原子核引起 β +衰变，放出阳电子。所生成的阳电子与其附近存在的电子接触、湮灭。此时，产生彼此向 180°相反方向前进的一对湮灭Y射线对。该湮灭Y射线对贯通被检体M而由两检测器环Μ、55检测。现有的粒子线治疗装置51通过对产生了该湮灭γ射线对的部位进行特定， 而推测粒子线束失去能量的地点。在粒子线束失去的地点，其附近的细胞被破坏。这样，得知粒子线束正确地捕获了被检体M的病变部。湮灭γ射线对为来源于粒子线束的放射线的一例。为实现对产生了湮灭Y射线对的场所进行特定的目的，必须要检测湮灭Y射线对两方。通过求将检测到湮灭Y射线对的两个地点连结的线(激光反射以下适宜称为 L0R)，而特定湮灭γ射线对的产生地点。非专禾Ij文献1 “ 7 -I1 ·卜D 7° A 4 — 二工一夕D 了 ·寸4工> 7 ·〉>水。夕々工一 K (核科学讨论会会议记录)，，(Nuclear Science Symposium
Conference Record)(美国),2007 年 11 月、第 5 号、p3688_3690但是，根据现有的构成，存在以下的问题点。S卩，根据现有的构成，由于必须设置使粒子线源53通过的通路，所以存在湮灭Y 射线对的检测灵敏度不充分的问题点。即，存在必须将被检体M的病变部的体轴方向A的位置和粒子线源53总是设为同一位置的制约，所以牺牲了湮灭γ射线对的检测灵敏度。具体而言，检测器环所具有的湮灭Y射线对的检测灵敏度较强地依赖于湮灭Y射线对向检测器环入射的方向。假如对于被检体M的体轴方向A第一检测器环M和湮灭Y射线对所产生的湮灭点的位置相同，则湮灭、射线对关于体轴方向A以大致直角的角度进入第一检测器环M。 于是，如图15(a)所示，构成湮灭Y射线对的一 Y射线内的一方从闪烁体62的入射面62a 入射，朝向光检测器63。于是，使Y射线通过闪烁体62的厚壁部而直至朝向光检测器63， 因此，Y射线被可靠地变换成荧光，Y射线的检测灵敏度变高。另一方面，粒子线治疗装置51所具有的两检测器环M、55避开粒子线源53通过的通路而设置。被检体M的病变部的体轴方向A的位置和粒子线源53必须与粒子线源53 的旋转无关地总是处于同一位置，因此，被检体M的体轴方向A的粒子线束失去能量的地点和两检测器环M、55的位置彼此不同。S卩，湮灭γ射线关于体轴方向A从倾斜方向进入第一检测器环M。于是，如图15(b)所示，γ射线不限于从闪烁体62的入射面6 朝向光检测器63，也出现朝向闪烁体62的侧面的情况。于是，在构成湮灭、射线对的、射线中迂回过闪烁体62的中央部从闪烁体62的侧面射出。这样的γ射线由于未变换成荧光，所以结果不能由放射线检测器61进行检测。S卩，湮灭γ射线对关于体轴方向A从倾斜方向进入第一检测器环讨时，在闪烁体 62所具有的体轴方向A的侧端部，Y射线的前进路径上的闪烁体62的厚度不足。从闪烁体62的入射面6 入射的γ射线迂回过闪烁体62的中央部，直接朝向闪烁体62的侧面。从粒子线治疗装置51的被检体M放出的γ射线，与将放出湮灭Y射线对的放射性药剂给药到被检体M而对其分布成像的PET (Positoron Emission Tomography)装置相比，为极少量，其线量例如为PET装置的1/1000 1/100程度。即，在粒子线治疗装置51中提高湮灭Y射线对的检测灵敏度，与在被检体的病变部正确地确认产生了湮灭Y射线对这一情况相关联，在开发能够进行有效的治疗的粒子线治疗装置51方面成为重大的课题。另外，根据现有的构成，为具备两个检测器环M、55的构成。由于具有两个检测器环，所以粒子线治疗装置51的制造成本增大，这样，当将检测器环设为单一的构成时，不能检测、湮灭Y射线对两方的Y射线。S卩，在粒子线治疗装置51中，如图16所示，如果能够对在保持被检体M的体轴方向A的位置G的状态下行进的湮灭γ射线进行检测，则检测器环就可以是单一的。但是， 在粒子线治疗装置51中，由于需要设置粒子线的通路，所以不能在位置G配置放射线检测器。即，不能对在保持位置G的状态下行进的湮灭γ射线进行检测。取而代之的是，检测行进方向不沿上述位置G的湮灭γ射线对。如图16所示，这种湮灭γ射线对的Y射线的一方朝向被检体M的体轴方向A的前方行进，Y射线的另一方朝向被检体M的体轴方向A的后方行进。不能通过单一的检测器环检测这样的湮灭Y射线对。检测器环上备置的放射线检测器的位置关于被检体M的体轴方向A在同一位置。结果是，根据现有的构成，不能将检测器环设为单一的构成。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况而开发的，其目的在于提供一种在具有使粒子线束通过的通路的粒子线治疗装置中湮灭Y射线对的检测灵敏度高的粒子线治疗装置。本发明为了实现上述目的采用下面的构成。即，本发明提供一种粒子线治疗装置，其具有检测器环，该检测器环通过将具有将放射线转换成荧光并同时入射放射线的入射面的闪烁体、发送够接收荧光的光导、检测荧光的光检测器沿同一方向层叠构成放射线检测器，并将放射线检测器环状排列而构成，而且，具备插入检测器环所具有的开口的细长状的台板和照射粒子线束的粒子线照射装置， 其特征在于，具备中心轴与台板延伸的方向平行的规定的轴一致的第一环；中心轴与规定的轴一致的第二环；以规定的轴为中心，使第一环、及第二环旋转的环旋转装置；控制环旋转装置的旋转控制装置，其构成为检测器环的一端部由第一环支撑，检测器环相对于第一环倾斜，从一端部横切台板，朝向第二环延伸，检测器环的另一端部由第二环支撑，检测器环随着第一环、及第二环的旋转，以相对于第一环倾斜的状态，相对于台板旋转移动。(作用、效果)本发明的粒子线治疗装置，检测器环相对于台板旋转移动。具体而言，通过使支撑检测器环的第一环、第二环旋转，检测器环旋转。而且，检测器环相对于第一环倾斜。即，检测器环随着第一环、及第二环的旋转，以一直相对于第一环倾斜的状态旋转移动。但是，粒子线源朝向台板照射粒子线束。因此，检测器环不可以设置于妨碍该粒子线束的进行的位置。但是，根据本发明的构成，检测器环相对于台板倾斜，而且，相对于台板旋转移动。这就意味着检测器环和粒子线束的位置关系可变更。因此，根据本发明，通过使检测器环旋转，可以使检测器环从粒子线束退避，所以可以提供一边照射粒子线束，一边可以检测湮灭放射线的粒子线治疗装置。而且，湮灭放射线对由单一检测器环检测。于是，检测器环检测在其内部产生的湮灭放射线对。换言之，湮灭放射线对都以大体直角的角度入射到检测器环。因此，可以抑制图15说明的检测灵敏度降低。另外，优选所述的检测器环为以连结其一端部和另一端部的线段为长轴的椭圆形状。(作用、效果)根据所述构成，可以提供能够更可靠地导入被检体的粒子治疗装置。即，被检体被导入倾斜的检测器环。这时，如果将检测器环形成椭圆形状，则检测器环相对于台板倾斜，由此可以防止检测器环和台板接近。换言之，所述构成的检测器环能够以避开与台板干涉的方式形成向两侧延伸的椭圆形状。另外，所述检测器环在由环旋转装置旋转后，以保持该旋转角度的状态检测来自于粒子线束的放射线，故而更优选。(作用、效果)根据所述构成，可以提供湮灭放射线的检测灵敏度高的粒子线治疗装置。假想在被检体的体内，在粒子线失去能量的地点生成各种核种。它们衰变放出的放射线的能量和特性是各种各样。其中，也可能引起不是湮灭Y射线对的单一光子的放出。这种单一光子有可能由检测器环检测。它们成为使用湮灭Y射线对粒子线的作用位置进行成像时的噪声的原因。然而，根据所述构成，可以使检测器环的旋转角度形成最佳的角度。 具体而言，可以形成以保持最佳的检测器环的旋转角度的状态照射粒子线束的构成。另外，具备第一移位装置，其设置于介于检测器环的一端部和第一环的中间的位置，并且使一端部朝向第二环进退自如且使其按照圆弧状的轨迹移动；第一移位控制装置， 其控制第一移位装置；第二移位装置，其设置于介于检测器环的另一端部和第二环中间的位置，并且使另一端部朝向第一环进退自如，且使其按照圆弧状的轨迹移动；第二移位控制装置，其控制第二移位装置，第一移位装置及第二移位装置以连结一端部和另一端的线段的中点为中心，使检测器环相对于第一环倾斜移动，故而优选。(作用、效果)根据所述构成，还可以提供湮灭放射线的检测灵敏度高的粒子线治疗装置。使用湮灭Y射线使粒子线的作用位置成像时，为了最大限度地消除噪声的影响。 优选形成自由地变更台板和检测器环的位置关系的构成。根据所述构成，不仅可以变更检测器环相对于台板的旋转角度，而且也可以变更检测器环相对于台板的倾斜角度。例如，一端部向趋近第二环的方向移动时，另一端部向趋近第一环的方向移动。另外，一端部向远离第二环的方向移动时，另一端部向远离第一环的方向移动。这样，台板和检测器环的位置关系的变更自由度提高，湮灭放射线的检测灵敏度高。另外，所述检测器环在可倾斜移动的情况下，可以形成一边通过第一移位装置及第二移位装置倾斜移动，一边检测来自于所述粒子线束的放射线的构成。另外，所述检测器环在可倾斜移动的情况下，可以形成通过第一移位装置及第二移位装置倾斜移动后，在保持其倾斜角度的状态下，检测来自于粒子线束的放射线的构成。(作用、效果)根据所述构成，检测器环的倾斜能够也包含方向地形成最佳的倾斜。具体而言，根据对噪声少且在成像时最佳的台板和检测器的位置关系进行特定的目的， 也可以形成一边使检测器环倾斜移动，一边照射粒子线的构成，在确定最佳的检测器环的倾斜的情况下，也能够形成以保持倾斜角度的状态照射粒子线束的构成。本发明的粒子线治疗装置的检测器环相对于台板旋转移动。具体而言，检测器环随着以规定的轴为中心的第一环、及第二环的旋转，以一直保持相对于第一环倾斜的状态旋转移动。但是，粒子线源朝向台板照射粒子线束。因此，检测器环不能设置在妨碍该粒子线束进行的位置。根据本发明，检测器环相对于台板倾斜，而且，相对于台板旋转移动。这意味着检测器环和粒子线束的位置关系可变更。因此，根据本发明，通过使检测器环旋转， 可以使检测器环避开粒子线束，所以能够提供一种一边照射粒子线束一边检测湮灭放射线的粒子线治疗装置。
图1是实施例1的放射线检测器的立体图。图2是说明实施例1的粒子线治疗装置的构成的功能框图。图3是说明实施例1的椭圆检测器环的构成的俯视图。图4是说明实施例1的椭圆检测器环的构成的剖面图。图5是说明实施例1的椭圆检测器环的构成的剖面图。图6是说明实施例1的椭圆检测器环的旋转移动的示意图。
图7是对于实施例1的粒子线源的旋回进行说明的剖面图。图8是说明实施例1的粒子治疗装置的动作的流程图。图9是说明实施例2的粒子治疗装置的构成的剖面图。图10是说明实施例2的椭圆检测器环的倾斜移动的示意图。图11是对于本发明的1变形例的台板的构成进行说明的立体图。图12是对现有构成的粒子治疗装置的构成进行说明的立体图。图13是对现有构成的粒子治疗装置的构成进行说明的立体图。图14是对现有构成的粒子治疗装置的构成进行说明的剖面图。图15是对现有构成的粒子治疗装置的构成进行说明的剖面图。图16是对现有构成的粒子治疗装置的构成进行说明的剖面图。符号说明1放射线检测器2闪烁体3光检测器4 光导10 台板12椭圆检测器环(检测器环)12p 一端部12q 另一端部第一环13b 第二环25a第一移位机构(第一移位装置)
25b第二移位机构(第二移位装置)31粒子线源(粒子线照射装置)32环旋转机构(环旋转装置)33环旋转控制机构(环旋转控制装置)
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的粒子线治疗装置的最佳方式进行说明。另外，下面说明的Y射线为本发明的放射线的一例。实施例1首先，在说明实施例1的粒子线治疗装置之前，对实施例1的放射线检测器1的构成进行说明。图1是实施例1的放射线检测器的立体图。如图1所示，实施例1的放射线检测器1具备以闪烁晶体层2D、闪烁晶体层2C、闪烁晶体层2B、及闪烁晶体层2A的顺序在ζ方向层叠闪烁晶体层的每层而形成的闪烁体2 ；设于闪烁体2的下面且具备探测从闪烁体2发光的萤光的位置特定功能的电子增倍管(下面，称为光检测器)3 ；在介设于闪烁体2和光检测器3之间的位置发送接收萤光的光导4。因此，闪烁晶体层各层分别在朝向光检测器3的方向层叠而构成。另外，闪烁晶体层2A为闪烁体2的放射线的入射面8。换言之，闪烁体2所具有的面中与光检测器对置的面为入射面。另外，各闪烁晶体层2A、2B、2C、2D光学性耦合，在各层间设置有透射材t。作为该透射材t的材料可以使用由硅树脂构成的热固化树脂。闪烁晶体层2A成为从放射性线源放射的γ射线的受光部，为块状的闪烁晶体以闪烁晶体a(l、l)为基准在χ方向矩阵状地二维配置有32个、在y方向矩阵状地二维配置有32个而成的结构。即，闪烁晶体a(l、l) 闪烁晶体a(l、32)在y方向排列，形成闪烁晶体阵列，该闪烁晶体阵列在χ方向排列32组，形成闪烁晶体层2A。另外，对于闪烁晶体层2B、2C、及2D，也为闪烁晶体以闪烁晶体b (1、1)、c (1、1)、及d (1、1)各自为基准在χ方向矩阵状地二维配置有32个、在y方向矩阵状地二维配置有32个而成的构成。另外，各闪烁晶体层2A、2B、2C、2D中，在彼此邻接的闪烁晶体间也设有透过材料t。因此，闪烁晶体分别被透过材料t包围。该透过材料t的厚度为25 μ m程度。另外，Y射线相当于本发明的放射线。另外，在备置于闪烁体2的闪烁晶体层2A、2B、2C、2D设有沿χ方向延伸的第一反射板r和沿y方向延伸的第二反射板S。该两反射板r、s被插入到排列的闪烁晶体的间隙。闪烁体2将适用于Y射线的检测的闪烁晶体三维排列而构成。即，闪烁晶体由扩散有Ce的Lu2a_xJ2XSi05(以下称为LYS0)构成。各闪烁晶体与闪烁晶体层无关，例如形成 χ方向的长度为1. 45mm、y方向的宽度为1. 45mm、ζ方向的高度为4. 5mm的长方体。另外， 闪烁体2所具有的面中与光导4相接的4侧面由未图示的反射膜被覆。另外，光检测器3 为多阳极型，可以对入射的荧光的有关χ及y的位置进行特定。光导4为将由闪烁体2发出的荧光导入光检测器3而设置。因此，光导4与闪烁体2和光检测器3光学耦合。另外，在光检测器3的背离闪烁体2的底面设有多个连接端子3p。该连接端子3p与后述的分压单元(寸'J 一夕‘- 二 ^卜)21连接。其次，对实施例1的粒子线治疗装置9进行说明。图2是说明实施例1的粒子线治疗装置的构成的功能框图。如图2所示，实施例1的粒子线治疗装置9具备载置被检体M 的台板10、龙门架(力)卜'J ) 11、设于龙门架11的内部的椭圆检测器环12。另外，椭圆检测器环12相当于本发明的检测器环。台板10由设置于地面的支台IOe滑动自如地支撑。为确保粒子线束的通路，在龙门架11上以切断龙门架11的方式设置有环状的狭缝11a。该狭缝Ila用于将由后述的粒子线源31照射的粒子线束导入龙门架11的内部。第一环13a、及第二环13b设置于龙门架11的内部。而且，第一环13a的中心轴与台板延伸的方向(被检体M的体轴方向A)平行的基轴C 一致。同样，第二环13b的中心轴也与基轴C 一致。椭圆检测器环12由该第一环13a及第二环1 夹持。具体而言，椭圆检测器环12a的一端部由第一环13a支撑，椭圆检测器环12的另一端由第二环1 支撑。而且，椭圆检测器环12相对于第一环13a及第二环1 倾斜，第一环13a的下端和椭圆检测器环12的下端结合，第二环13b的上端和椭圆检测器环12的上端结合。这样，椭圆检测器环12相对于两环13a、1 倾斜。换言之，椭圆检测器环12以将第一环13a的下端和第二环13b的上端搭桥的方式配置，其时，姑且横切台板10。另外，基轴相当于本发明的规定的轴ο另外，粒子线治疗装置9具备使第一环13a及第二环1 旋转的环旋转机构32、控制它们的环旋转控制部33。利用环旋转机构32，第一环13a、及第二环13b向同一方向以同一速度以基轴为中心旋转。由此，椭圆检测器环12以相对于两环13a、1 倾斜的状态旋转移动。椭圆检测器环12绕台板10以基轴C为中心旋转移动。另外，环旋转机构及环旋转控制部相当于本发明的各环旋转装置及环旋转控制装置。在第一环13a的内侧设置有用于使第一环可动的第一轴承15a。而且，在第一轴承1 的内侧设置有用于支撑第一轴承1 的环状的第一支撑筒14a，它们利用筒固定工具 14c固定于地面上。同样，在第二环13b的内侧设置有用于使第二环1 可动的第二轴承 15b。而且，在第二轴承1 的内侧设置有用于支撑第二轴承1 的环状第二支撑筒14b，它们利用筒状固定工具14d固定于地面。而且，粒子线治疗装置9还设置有用于获得被检体M的断层图像的各部。具体而言，粒子线治疗装置9具备同时计数部34，其对表示来自椭圆检测器环12的γ射线的检测装置、检测强度、检测时间的Y射线检测信号进行接收，并进行湮灭Y射线对的同时计数；LOR特定部35，其根据利用同时计数部34判断出为湮灭γ射线对的两个Y射线检测数据，特定后述的LOR ；LOR校正部36，器对LOR进行校正；图像形成部37，其形成于关心部位的放射线断层图像。而且，实施例1的粒子线治疗装置9具备照射粒子线束的粒子线源31。粒子线源 31照射的粒子例如为质子、碳核，但不限于此。该粒子线源31由粒子线源驱动机构41驱动，能够以沿被检体M的体轴方向A的基轴C为中心旋转移动。该粒子线源驱动机构41由粒子线源驱动控制部42控制。另外，粒子线源31的粒子的照射由粒子线源照射控制部43 控制。而且，粒子线源31的粒子的照射方向变更，同时，粒子线源31绕被检体M的体轴旋回移动。具体而言，粒子线源31与旋转移动无关地朝向基轴C的方向照射粒子线束。艮口， 粒子线源31与旋转移动无关地朝向属于基轴C的一点照射粒子线束。由粒子线源31照射的粒子线束通过上述狭缝Ila而导入龙门架11的内部。另外，粒子线源相当于本发明的粒子线照射装置。而且，实施例1的粒子线治疗装置9还具备统一地控制各控制部的主控制部45、显示放射线断层图像的显示部46。该主控制部45由CPU构成，通过执行各种程序，实现同时计数部34、L0R特定部35、L0R校正部36、图像形成部37、粒子线源驱动控制部42及粒子线源照射控制部43。接下来，对实施例1的椭圆检测器环12的构成进行说明。椭圆检测器环12如图 3所示，椭圆检测器环12具有中心设置有椭圆型开口 12b的椭圆型的椭圆板12a。放射线检测器1沿该椭圆板1 环状排列，形成椭圆检测器环12。因此，椭圆检测器环12在中央具有椭圆型开口 12b。而且，各放射线检测器1具有的入射面全部以朝向椭圆检测器环12 具有的开口 12b的方式配置。另外，椭圆检测器环12为垂直方向纵长的椭圆形状，图中的P 表示椭圆形状的椭圆检测器环12的短轴。另外，将关于椭圆检测器环12的长轴的两端定义为一端部12p、及另一端部12q。图4是实施例1的椭圆检测器环12的剖面图。该剖面图为在沿其开口延伸的方向切断椭圆检测器环12时的剖面图。如图4所示，在放射线检测器1中附设有向其供电力的分压器单元21，第一放射线检测器和分压器单元21 —体地由L型的保持件保持。保持件 20具有用于固定分压器单元21的主板20a、用于将保持件20自身固定在椭圆板1 上的副板20b。分压器单元21经由保持件20固定于椭圆板1 上。接下来，对椭圆检测器环12、第一环13a、及第二环13b的关系进行说明。图5是说明实施例1的椭圆检测器环的构成的剖面图。如图5所示，在椭圆检测器环12的一端部12p具有从其侧面L型突出的突出(張>9出L· )部，突出部固定于第一结合部件22a。而且， 第一结合部件22a固定于第一环13a。同样，椭圆检测器环12的另一端部12q具有从其侧面L型突出的突出部，突出部固定于第二结合部件22b。而且，第二结合部22b固定于第二环 13b。接下来，对椭圆检测器环12的旋转移动进行说明。椭圆检测器环12根据环旋转控制部33的控制，只要能够顺时针旋转，则也能够逆时针旋转。图6(a)表示椭圆检测器环 12未旋转移动的初始状态。该椭圆检测器环12的状态表示图1的状态。因此，第一环13a、 及第二环13b向箭头方向旋转时，椭圆检测器环12如图6(b)。根据该状态，第一环13a、及第二环进一步向箭头方向旋转时，椭圆检测器环12为图6(c)。在该椭圆检测器环12的内部配置有被检体M,它们与粒子线接触。在被检体M的体内，在粒子线失去能量的地点，设想生成各种核种。通过它们衰变放出的放射线的能量和特性为各种各样。其中，也可能引起不是湮灭Y射线对的单一光子的放出。这种单一光子可以由椭圆检测器环12检测。这种单一光子成为想要使用湮灭Y 射线对而绘制粒子线的作用位置时的噪声的原因。然而，根据实施例1的构成，椭圆检测器环12可以自由地旋转移动，因此，根据治疗方式，以S/N比最好的方式使椭圆检测器环12 的倾斜角度变更。例如，图6(b)所示的倾斜与图6(a)所示的倾斜相比，有可能S/N比良好。另外，关于椭圆检测器环12的旋转位置，有时椭圆检测器环12存在于粒子线源31 和被检体M之间也较好。图6(b)中，粒子线源31位于垂直向上的情况下，粒子线束与椭圆检测器环12接触，不能到达被检体。但是，椭圆检测器环12的旋转位置即使为图6(b)，也可以检测到湮灭Y射线对。即，可以构成为，从粒子线源31照射粒子线束前，使椭圆检测器环12从图6(b)的状态开始旋转移动，以该状态照射粒子线束，停止粒子线束的照射后， 使椭圆检测器环12返回图6(b)的状态。由此，向被检体M照射粒子线束，可以检测湮灭γ 射线对。在粒子线失去能量的地点，生成放出湮灭Y射线的核种。但是，这不一定直接放射湮灭Y射线对。因此，放出湮灭Y射线对的核种残留时，使椭圆检测器环12返回初始状态的位置，只要开始湮灭Y射线对的检测，则有时也能够以S/N比良好的状态检测湮灭 Y射线对。接下来，对粒子线源31的旋回移动进行说明。图7是对实施例1的粒子线源的旋回进行说明的剖面图。如图7所示，粒子线源31从椭圆检测器环12的垂直向上的位置，通过旋回而可以绕被检体M的体轴旋回移动。粒子线源31可以绕被检体M的体轴一周。但是，旋回移动的期间，通常不一定照射粒子线束，粒子线源31处于粒子线束与椭圆检测器环12接触的位置时，粒子线束的照射被中止。接下来，对于这种构成的粒子线治疗装置9的操作进行说明。粒子线治疗装置9 的操作如图8所示，具备将被检体M载置于台板10的载置步骤Si、使椭圆检测器环12旋转移动的旋转步骤Si、从粒子线源31朝向被检体M照射粒子线束的照射步骤S3、检测来自粒子线束的湮灭Y线的检测步骤的各步骤。下面，对这些各步骤的详细按顺序进行说明。首先，被检体M载置于台板10 (载置步骤Si)。接着，操作员以被检体M的病变部成为从粒子线源31发出的粒子线束的通过位置的方式使台板10沿被检体M的体轴方向进退移动。接着，操作员指示椭圆检测器环12，椭圆检测器环12旋转移动到按操作者指示的旋转角度和旋转方向(旋转步骤S2)。在粒子线治疗装置9中，椭圆检测器环12为规定的倾斜角度时，许可粒子线束的照射，在操作员指示之前待机。而且，操作员指示粒子线束的照射时，粒子线束由粒子线源31照射(照射步骤S3)。而且，由椭圆检测器环12检测来自于粒子线束的湮灭Y射线对(检测步骤S4)。图像形成部37以由椭圆检测器环12发送的检测数据为基础，生成从被检体M所检测出的湮灭γ射线对的分布图。它们在显示部46 被显示，操作者可以确认粒子线束是否真正地到达病变部。这样，实施例1的粒子线治疗装置9的操作完成。另外，也可以同时进行上述的倾斜步骤S2和照射步骤S3。S卩，椭圆检测器环12也可以是一边旋转移动一边照射粒子线束的构成。接下来，参照图2对实施例1的粒子线治疗装置9的数据处理进行说明。在被检体M的内部产生的湮灭γ射线对由在椭圆检测器环12具备的放射线检测器1的任一个检测。椭圆检测器环12向同时计数部34送出检测γ射线后的检测数据。在同时计数部34， 在具有规定的时间宽度的选通信号显示窗口(夕4 A々4 > K々)中容纳来自不同的两个闪烁晶体的检测数据的情况下，将它们集聚为湮灭Y射线对，并对其次数计数。它们是计数值。在LOR特定部35中，推断出湮灭、射线对射出的方向。即，在利用同时计数部34 被认为同时的检测数据中也包含哪个闪烁晶体发出萤光这种位置的信息。在LOR特定部35 中推断连结该两个闪烁晶体的线段即LOR (Line of Response)，将LOR和与之相对应的放射线粒子数发送到LOR校正部36。作为实施例1的构成特征的构成，在椭圆检测器环12发送的检测数据中可以列举出椭圆检测器环12的旋转方向和旋转角度的信息。在LOR校正部36对LOR增加去除椭圆检测器环12的旋转的影响的校正。根据实施例1的构成，使椭圆检测器环12旋转时，椭圆检测器环12和被检体M的相对的位置关系发生变动。而且，LOR仅表示椭圆检测器环12的湮灭Y射线对的发生位置的相对的位置。形成这样的构成时，根据椭圆检测器环12的旋转角度，LOR所示的方向发生变化，所以，结果是不能特定湮灭γ射线在哪里产生。然而， 根据实施例1的构成，以包含于检测数据的椭圆检测器环12的旋转方向和旋转角度的信息为基础，进行使LOR假想地旋转的校正，因此，在由LOR校正部36发送的数据中去除椭圆检测器环12的旋转的变更产生的影响。因此，根据实施例1的构成，即使椭圆检测器环12旋转，也可以特定湮灭Y射线对的产生位置。该被校正的LOR和与之相对应的放射线粒子数发送到图像形成部37。图像形成部37以被校正的LOR和与之相对应的放射线粒子数为基础，绘制被检体 M的断层面的湮灭、射线对的产生分布。这样形成的断层图像在显示部46被显示。只要显示出湮灭Y射线对的产生分布，就可以监控被检体M的断层面的粒子线束失去能量的部位。这样，就可以确认粒子线治疗装置9的粒子线束是否确实在被检体M的病变部发生了作用。如上所述，实施例1的粒子线治疗装置9椭圆检测器环12相对于台板10旋转移动。具体而言，通过使支撑椭圆检测器环12的第一环13a、第二环1 旋转，椭圆检测器环 12旋转。而且，椭圆检测器环12相对于第一环13a倾斜。即，椭圆检测器环12随着第一环13a、及第二环1 旋转，以一直相对于第一环13a倾斜的状态旋转移动。可是，粒子线源31朝向台板10照射粒子线束。因此，椭圆检测器环12不可以设置于妨碍该粒子线束的行进的位置。根据实施例1的构成，椭圆检测器环12相对于台板10倾斜，并且，相对于台板10旋转移动。这就意味着椭圆顺环12和粒子线束的位置关系可变更。因此，根据实施例1，通过使椭圆检测器环12旋转，可以使椭圆检测器环12从粒子线束退离，所以，可以提供一种能够一边照射粒子线束一边湮灭Y射线的粒子线治疗装置9。而且，根据实施例1的构成，湮灭Y射线对由单一的椭圆检测器环12检测。于是， 椭圆检测器环12检测出在其内部生成的湮灭Y射线对。换言之，湮灭Y射线对都以大体直角角度入射到椭圆检测器环12。因此，可以抑制图15说明的检测灵敏度的降低。另外，根据实施例1的构成，可以提供能够更可靠地导入被检体M的粒子线治疗装置9。即，被检体M被导入倾斜的椭圆检测器环12。这时，如果椭圆检测器环12为椭圆形状，则椭圆检测器环12相对于台板10倾斜，所以可以防止椭圆检测器环12和台板10接近。 换言之，实施例1构成的椭圆检测器环12能够以避免与台板10的干涉的方式形成向两侧延伸的椭圆形状。实施例2下面，对实施例2的粒子线治疗装置9进行说明。实施例2为与实施例1大体相同的构成，但代替实施例1的第一结合部22a、及第二结合部22b，具有独立的构成。图9是说明实施例2的粒子线治疗装置的构成的剖面图。如图9所示，在椭圆检测器环12的一端部12p具有从其侧面L型突出的突出部，突出部固定于第一滑动部件23a。 而且，第一滑动部件2 与第一滑动部件23a抵接，第一滑动部件23a和第一滑动部件2 滑动自如。该滑动由第一移位机构2 执行。第一移位机构25由第一移位控制部26a控制。第一滑动部件2 固定于第一环13a。另外，第一移位机构相当于本发明的第一移位装置。同样，椭圆检测器环12的另一端部12q具有从其侧面L型突出的突出部，突出部固定于第二滑动部件23b。而且，第二滑动部件24b与第二滑动部件2 抵接，第二滑动部件2 和第二滑动部件24b滑动自如。该滑动由第二移位机构2 执行。第二移位机构 25b由第二移位控制部26b控制。第二滑动部件24b固定于第二环13b。另外，第二移位机构相当于本发明的第二移位装置。S卩，第一移位机构2 设置于位于椭圆检测器环12的一端部12p和第一环1 的位置之间的位置，并且使一端部12p相对于第二环1 进退自如，且使其按照圆弧状的轨迹移动。同样，第二移位机构2 设置于位于椭圆检测器环12的另一端部12q和第二环1 的中间的位置，并且使另一端部12q相对于第一环13a进退自如，且使其按照圆弧状的轨迹移动。接下来，对实施例2的独特的构成即椭圆检测器环12的倾斜进行说明。即，在实施例ι中，椭圆检测器环相对于第一环13a的倾斜角度不变，但在实施例2中，它可变化。图10是说明实施例2的椭圆检测器环的倾斜角度的变更的示意图。椭圆检测器环 12通过第一移位机构25a、及第二移位机构2 从图10(a)的状态转变为图10(b)的状态。 这时，一端部12p向远离第二环13b的方向按照圆弧状的轨迹移动。随之，另一端部12q向远离第一环13a的方向按照圆弧状的轨迹移动。另外，椭圆检测器环12通过第一移位机构25a、及第二移位机构2 从图10(b)的状态转变为图10(a)的状态。这时，一端部12p向趋近第二环13b的方向按照圆弧状的轨迹移动。随之，另一端部12q向趋近第一环13a的方向按照圆板状的轨迹移动。
S卩，第一移位机构25a、及第二移位机构25b以连结椭圆检测器环12的一端部12p 和另一端部12q的线段的中点R为中心，使椭圆检测器环12相对于第一环13a倾斜移动。接下来，对实施例2的粒子线治疗装置9的动作进行说明。这与实施例1的动作说明大体一样，但在下面的点有所不同。即，至实施例1的照射步骤S3前，使椭圆检测器环 12相对于第一环13a倾斜。由此，与在实施例1中说明的构成相比，椭圆检测器环12和被检体M的位置关系为多样化，所以能够提高以S/N比良好的状态检测湮灭Y射线对的可能性。关于若变更椭圆检测器环12和被检体M的位置关系则S/N良好的理由，已经说明。另外，实施例2的构成可以是一边变更椭圆检测器环12相对于第一环13a的倾斜一边执行照射步骤S3的构成。另外，实施例2的构成也可以是在变更椭圆检测器环12相对于第一环13a的倾斜的同时，一边使椭圆检测器环12以基轴C为中心旋转一边执行照射步骤S3 ο接下来，对实施例2的粒子线治疗装置9的数据处理进行说明。作为实施例2的构成特征的构成，可以列举出在椭圆检测器环12发送的检测数据中包含椭圆检测器环12相对于第一环13a的倾斜方向和倾斜角度的信息。使椭圆检测器环12相对于第一环13a倾斜时，椭圆检测器环12和被检体M的相对的位置关系产生变动。于是，不能特定湮灭Y射线在哪个部位产生。然而，根据实施例2的构成，以相对于包含于检测数据的椭圆检测器环 12的第一环13a的倾斜方向和倾斜角度信息为基础，进行使LOR假想相对于第一环13a倾斜的校正，所以由LOR校正部36发送的数据中去除椭圆检测器环12相对于第一环13a倾斜的变更所产生的影响。如上所述，根据实施例2的构成，可以提供湮灭Y射线检测灵敏度高的粒子治疗装置9。预想在被检体M的体内，在粒子线失去能量的地点生成各种核种。它们衰变而放出的放射线的能量和特性是各种各样的。其中，也可能引起没有湮灭Y射线对的单一光子的放出。这种单一光子有可能由椭圆检测器环12检测。它们是使用湮灭Y射线对使粒子线的作用位置成像时的噪声的原因。然而，根据实施例1的构成，可以使椭圆检测器环12的旋转角度最佳。具体而言，可以形成以保持最佳的椭圆检测器环12的旋转角度的状态照射粒子线束的构成。另外，根据实施例2的构成，还可以提供湮灭Y射线检测灵敏度高的粒子线治疗装置9。使用湮灭Y射线对使粒子线作用位置成像时，为了最大限度地去除噪声的影响，优选形成自由地变更台板10和椭圆检测器环12的位置关系的构成。根据实施例1的构成， 不仅可以变更椭圆检测器环12相对于台板10的旋转角度，还可以变更椭圆检测器环12相对于台板10的倾斜角度，所以台板10和椭圆检测器环12的位置关系的变更自由度提高， 湮灭Y射线检测灵敏度高。而且，根据实施例2的构成，椭圆检测器环12的倾斜也包含方向可以最适合。具体而言，为了特定噪声少且在成像中最佳的台板10和椭圆检测器环12的位置关系，也可以设为一边使椭圆检测器环12倾斜移动一边照射粒子线的构成。在确定最佳的椭圆检测器环12的倾斜的情况下，也可以设为以保持倾斜角度的状态照射粒子线束的构成。另外，如果设为可以使椭圆检测器环12倾斜的构成，则无需依赖于被检体M的体格就能够可靠地进行检查。在被检体M肥胖的情况下，只要能够使椭圆检测器环12倾斜，则能够以与被检体M不干涉的方式，选择相对于椭圆检测器环12的第一环13a的倾斜角度。
本发明不限于上述构成，可以实施如下的变形。(1)上述的实施例1的构成为向被检体M照射粒子线的粒子线治疗的构成，但本发明的粒子线治疗装置9也可以作为一般的PET (Positoron Emission Tomography)装置使用。即，对于被检体M，注射以阳电子放出型的放射性同位素进行标记的放射性药剂，可以对该被检体M的内部的分布进行成像。(2)上述的各实施例的闪烁晶体由LYSO构成，但在本发明中，代替其也也可以由除GSO(Gd2SiO5)等之外的材料构成闪烁晶体。根据本变形例，可以提供能得到更廉价的放射线检测器的放射线检测器的制造方法。(3)在上述的各实施例中，在闪烁体中设有四层闪烁晶体层，但本发明不限于此。 例如，也可以将由一层闪烁晶体层构成的闪烁体应用于本发明。另外，与放射检测器的用途一致，可以自如地调节闪烁晶体层的层数。(4)在上述的各实施例中，萤光检测器由光电子增倍管构成，但本发明不限于此， 也可以代替光电子增倍管，使用光电二极管及雪崩光电二极管等。(5)上述的各实施例中，例如图11所示，可以设为在台板10上设置粒子线通过的孔IOa的构成。另外，将台板10分成二部分，设有第一断片10b、第二断片10c，在第一断片 IOb及第二断片IOc之间也可以设有粒子线通过的狭缝10d。通过这样的构成，粒子线不通过台板10，而可靠地照射在被检体M上。产业上的可利用性如上所述，本发明适用于医用的放射线摄影装置。
权利要求
1.本发明公开一种粒子线治疗装置，其具有检测器环，所述检测器环通过将多个的放射线检测器排列为环状而构成，所述放射线检测器通过将把放射线转换成荧光并具有入射放射线的入射面的闪烁体、发送接收所述荧光的光导、检测所述荧光的光检测器沿同一方向层叠而构成，所述粒子线治疗装置还具备插入所述检测器环所具有的开口的细长状的台板和照射粒子线束的粒子线照射装置，其特征在于，所述粒子线治疗装置还具备第一环，其中心轴与平行于所述台板延伸方向的规定的轴一致；第二环，其中心轴与所述规定的轴一致；环旋转装置，其使所述第一环及所述第二环以所述规定的轴为中心旋转；以及旋转控制装置，其控制所述环旋转装置，所述检测器环的一端部由所述第一环支撑，所述检测器环相对于所述第一环倾斜，从所述一端部横切所述台板，朝向所述第二环延伸，所述检测器环的另一端部由所述第二环支撑，所述检测器环随着所述第一环、及所述第二环的旋转，以相对于所述第一环倾斜的状态，相对于所述台板旋转移动。
2.如权利要求1所述的粒子线治疗装置，其特征在于，所述检测器环为以连结其一端部和另一端部的线段为长轴的椭圆形状。
3.如权利要求1或2所述的粒子线治疗装置，其特征在于，所述检测器环在通过所述环旋转装置旋转后，在保持其旋转角度的状态下检测来自于所述粒子线束的放射线。
4.如权利要求1 3中任一项所述的粒子治疗装置，其特征在于，还具备第一移位装置，其设置在介于所述检测器环的一端部和所述第一环之间的位置，并且使所述一端部朝向所述第二环进退自如且沿着圆弧状的轨迹移动；第一移位控制装置，其控制所述第一移位装置；第二移位装置，其设置在介于所述检测器环的另一端部和所述第二环之间的位置，并且使所述另一端部朝向所述第一环进退自如且沿圆弧状的轨迹移动；以及第二移位控制装置，其控制所述第二移位装置，所述第一移位装置及所述第二移位装置以连结所述一端部和所述另一端的线段的中点为中心，使所述检测器环相对于所述第一环倾斜移动。
5.如权利要求4所述的粒子线治疗装置，其特征在于，所述检测器环一边通过所述第一移位装置及所述第二移位装置倾斜移动，一边检测来自于所述粒子线束的放射线。
6.如权利要求4所述的粒子线治疗装置，其特征在于，所述检测器环通过所述第一移位装置及所述第二移位装置倾斜移动后，在保持其倾斜角度的状态下，检测来自于所述粒子线束的放射线。
全文摘要
本发明提供一种粒子线治疗装置。为了提供湮灭放射线对的检测灵敏度高的粒子线治疗装置，本发明的粒子线治疗装置(9)的椭圆检测器环(12)相对于台板(10)旋转移动。具体而言，椭圆检测器环(12)随着以第一环(13a)、及第二环(13b)的基轴C为中心的旋转，一直保持相对于第一环(13a)倾斜的状态旋转移动。然而，椭圆检测器环(12)不能设置在妨碍该粒子线束的进行的位置。根据本发明的构成，可以提供一种粒子线治疗装置(9)，其椭圆检测器环(12)相对于台板(10)倾斜，并且，相对于台板(10)旋转移动。通过使椭圆检测器环(12)旋转，从而能够使椭圆检测器环(12)避开粒子线束，所以可以一边照射粒子线束一边检测湮灭放射线。
文档编号A61N5/10GK102170937SQ200880131348
公开日2011年8月31日 申请日期2008年12月16日 优先权日2008年12月16日
发明者户波宽道 申请人:株式会社岛津制作所