CN102164635B - 粒子线治疗装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有使粒子线束通过的通路的粒子线治疗装置，即使粒子线束失去能量的地点和检测器环的位置在被检体(M)的体轴方向(A)彼此不同，湮灭放射线对的检测灵敏度也高。为解决这样的课题，本发明的粒子线治疗装置(9)具有能够反转自如地倾斜，并且在垂直方向为纵长的椭圆检测器环(12)。由此，湮灭γ射线对通过单一的椭圆检测器环(12)进行检测。于是，能够检测在椭圆检测器环(12)的内部产生的湮灭γ射线对。换言之，湮灭γ射线对的任一个均以大致直角的角度入射到单一的椭圆检测器环(12)。因此，抑制的检测灵敏度的降低。

Description

粒子线治疗装置

技术领域

本发明涉及通过将粒子线束向被检体照射而进行治疗的粒子线治疗装置，特别是涉及在治疗中能够监视粒子线束的照射区域的粒子线治疗装置。

背景技术

在癌症治疗等中，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)γ射线对的第一检测器环54、及第二检测器环55。粒子线源53配置于被两检测器环54、55夹持的位置。而且，粒子线源53可以以被检体M的体轴为中心绕被检体M一周。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54、55的构成进行说明。第一检测器环54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16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(シンチレ一タ)62为三维排列长方体状的闪烁晶体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。即，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。

接下来，表示现有的粒子线治疗装置51的剖面图。如图17所示，现有的粒子线治疗装置51的两检测器环54、55为将放射线检测器61单纯排列而成的构成。即，为闪烁体62朝向两检测器环54、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53一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碰撞(当たる)、湮灭。此时，产生彼此向180°相反方向前进的一对湮灭γ射线对。该湮灭γ射线对贯通被检体M由两检测器环54、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，得知粒子线束是否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之一例。

为了实现对产生了湮灭γ射线对的场所进行特定的目的，必须要检测湮灭γ射线对两方。通过求出将检测到湮灭γ射线对的两个地点连结的线(激光反射：以下适宜称为LOR)，而特定湮灭γ射线对的产生地点。

非专利文献1：“アイ·トリプルイ一·ニユ一クリア·サイエンス·シンポジウム·コンフエレンス·レコ一ド”(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。

即，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γ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γ射线对的检测灵敏度主要依赖于湮灭γ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54和湮灭γ射线对所产生的湮灭点的位置相同，则湮灭γ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54。于是，如图18(a)所示，构成湮灭γ射线对的对的一γ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，由于使壁厚的闪烁体62通过直至γ射线朝向光检测器63，因此，γ射线被可靠地变换成荧光，γ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54、55避开粒子线源53通过的通路设置。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54、55的位置彼此不同。即，湮灭γ射线对在体轴方向A从倾斜方向进入第一检测器环54。于是，如图18(b)所示，γ射线不限于从闪烁体62的入射面62a朝向光检测器63，呈现出朝向闪烁体62的侧面。于是，发现在构成湮灭γ射线对的γ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。

即，湮灭γ射线对在体轴方向A从倾斜方向进入第一检测器环54时，在闪烁体62所具有的体轴方向A的侧端部，γ射线的进路上的闪烁体62的厚度不足。这是因为从闪烁体62的入射面62a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的侧面的缘故。

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γ射线对的放射性药剂给药到被检体M并对其分布进行成像的PET(PositoronEmission 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γ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γ射线对一起，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54、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γ射线对的两方的γ射线。

即，在粒子线治疗装置51中，只要能够如图19所示对在保持被检体M的体轴方向A的位置G的状态下行进的湮灭γ射线进行测定，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，对行进方向不沿上述位置G的湮灭γ射线对进行检测。如图19所示，这种湮灭γ射线对的γ射线的一方朝向被检体M的体轴方向A的前方行进，γ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γ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提出的，其目的在于，提供一种具有使粒子线束通过的通路的粒子线治疗装置，即使粒子线束失去能量的地点和检测器环的位置在被检体M的体轴方向A彼此不同，湮灭放射线对的检测灵敏度也高。

本发明为实现这样的目的而采用如下构成。

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、授受荧光的光导、检测荧光的光检测器沿同一方向层叠构成放射线检测器，并将这些放射线检测器环状排列而构成，而且，具备***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机构，其特征在于，还具备使检测器环相对于台板反转自如地倾斜的检测器环倾斜机构，通过检测器环倾斜机构，使检测器环的上端朝向台板的延伸方向的一方向倾斜，同时，使检测器环的下端朝向台板的延伸方向的一方向的相反方向倾斜。

[作用·效果]根据本发明的构成，具备使检测器环反转自如地倾斜的检测器环倾斜机构。由此，检测器环相对于台板倾斜。更具体而言，检测器环的上端朝向台板的延伸方向的一方向倾斜。另外，检测器环的下端朝向台板的延伸方向的一方向的相反方向倾斜。粒子线源朝向台板照射粒子线束。因此，检测器环不能设于对该粒子线束的行进造成影响的位置。根据本发明的构成，可以使检测器环相对于台板倾斜。这也意味着检测器环和粒子线束的位置关系可进行变更。因此，根据本发明，通过使检测器环倾斜，可以使检测器环避开粒子线束，因此，可以提供能够边照射粒子线束边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的检测器环进行检测。于是，检测器环能够检测在其内部产生的湮灭放射线对。换言之，湮灭放射线对的任一个以大致直角的角度向检测器环入射。因此，抑制了图18所说明的检测灵敏度的降低。

另外，根据本发明，检测器环的上端和下端以彼此为反方向的方式倾斜。由此，能够与检测器环的倾斜无关地使规定的区域(被检体的病变部区域)总是位于检测器环的开口的内部。粒子线治疗装置可以在检测器环的开口的内部生成湮灭放射线对的发生分布的图。与检测器环的倾斜无关地使被检体的病变部区域位于检测器环的开口的内部时，在照射粒子线时也能够取得被检体的病变部区域的湮灭放射线对的发生分布。即，根据本发明，不需要如目前那样设置两个检测器环，仅设置单一的检测器环即可充分地检测湮灭放射线对。由于粒子线治疗装置的制造成本主要依赖于检测器环上搭载的放射线检测器的个数，所以可以提供制造成本相比目前大幅湮灭了的粒子线治疗装置。

另外，所述检测器环形成椭圆形状，在检测器环倾斜至规定的倾斜角度时，检测器环所具有的放射线检测器沿着伸出方向与所述台板相一致的假设的圆筒，这样是更理想的。

另外，换言之，检测器环如果在垂直方向为纵长则更理想。

[作用·效果]根据上述构成，检测器环形成在垂直方向为纵长的椭圆形状。而且，在所定的倾斜角度下，检测器环所具有的放射线检测器具有特征上的排列。即，放射线检测器沿着假设的圆筒。这为伸出的方向与台板相一致的圆筒，将该圆筒倾斜切断时的形状与检测器环的椭圆形状相一致。而且，检测器环上备置的放射线检测器的排列也沿着该假设的圆筒。随着使检测器环倾斜，检测器环的上部和下部接近台板。但是，根据所述构成，检测器环由于在垂直方向为纵长，所以能够可靠地使检测器环不与被检体发生干涉。

另外，所述检测器环倾斜机构以成为椭圆形状的所述检测器环的短轴为中心轴使所述检测器环倾斜，与所述检测器环的倾斜无关，检测器环的短轴的位置为一定，这样是更理想的。

[作用·效果]根据上述构成，可提供不仅使被检体的病变部和检测器环的短轴相一致，而且能够可靠地对被检体的病变部进行成像的粒子线治疗装置。即，根据上述构成，与检测器环的倾斜无关，检测器环的短轴的位置为一定，因此，检测器环的短轴与倾斜无关地总是位于检测器环的开口的内部。因此，根据上述构成，可以提供能够更简单且可靠地对被检体的病变部进行成像的粒子线治疗装置。

另外，也可以为下述构成，所述检测器环边通过所述检测器环倾斜机构倾斜移动边检测来源于粒子线束的放射线。

另外，也可以为下述构成，所述检测器环在通过所述检测器环倾斜机构倾斜后，以保持其倾斜角度的状态检测来源于粒子线束的放射线。

[作用·效果]根据上述构成，可以提供湮灭放射线的检测灵敏度高的粒子线治疗装置。在被检体的体内，在粒子线失去能量的地点，预想生成各种核种。它们衰变而放出的放射线的能量和特性各种各样。其中，也可能放出不是湮灭γ射线对的单一光子。这样的单一光子可通过检测器环进行检测。这成为使用湮灭γ射线对对粒子线的作用位置进行成像时的噪声的原因。但是，根据上述构成，可以设为检测器环的倾斜也包含方向是适合的。具体而言，为了决定检测器环的倾斜，也可以设为边使检测器环倾斜移动边照射粒子线的构成，在确定了适合的检测器环的倾斜的情况下，也可以设为以保持倾斜角度的状态照射粒子线束的构成。

根据本发明的构成，具备使检测器环反转自如地倾斜的检测器环倾斜机构。由此，检测器环相对于台板倾斜。粒子线源朝向台板照射粒子线束。根据本发明的构成，可以使检测器环相对于台板倾斜。因此，根据本发明，通过使检测器环倾斜，可以使检测器环避开粒子线束，因此，可以提供能够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。

另外，可以在检测器环的开口的内部生成湮灭放射线对的发生分布的图。通过使检测器环倾斜，即使在照射粒子线束时，也能够使被检体的病变部位于检测器环的开口的内侧。根据本发明，不需要如目前那样设置两个检测器环，只要设置单一的检测器环即可充分检测湮灭放射线对。

附图说明

图1是实施例1的放射线检测器的立体图。

图2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平面图。

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的构成的粒子线治疗装置的构成的剖面图。

图6是说明实施例1的构成的粒子线治疗装置的构成的剖面图。

图7是说明实施例1的构成的粒子线治疗装置的构成的剖面图。

图8是对实施例1的粒子线源的旋转进行说明的剖面图。

图9是对实施例1的龙门架(ガントリ)的构成进行说明的立体图。

图10是对实施例1的椭圆检测器环进行说明的立体图。

图11是对实施例1的椭圆检测器环进行说明的立体图。

图12是对实施例1的粒子线治疗装置的动作进行说明的流程图。

图13是对本发明1变形例的龙门架的构成进行说明的立体图。

图14是对本发明1变形例的台板的构成进行说明的立体图。

图15是对现有构成的粒子线治疗装置的构成进行说明的立体图。

图16是对现有构成的粒子线治疗装置的构成进行说明的立体图。

图17是对现有构成的粒子线治疗装置的构成进行说明的剖面图。

图18是对现有构成的粒子线治疗装置的构成进行说明的剖面图。

图19是对现有构成的粒子线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

9 粒子线治疗装置

10 台板

12 椭圆检测器环(检测器环)

13 粒子线源(粒子线照射机构)

15 倾斜控制部(检测器环倾斜机构)

具体实施方式

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，以下的说明中的γ射线为本发明的放射线之一例。

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的顺序将闪烁晶体层分别在z方向层叠形成的闪烁体2；设于闪烁体2的下面且具备对从闪烁体2发出的荧光进行检测的位置特定功能的光电子增倍管(以下称为光检测器)3；在介设于闪烁体2和光检测器3之间的位置对荧光进行发送接收的光导4。因此，闪烁晶体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成为闪烁体2的放射线的入射面14。换言之，闪烁体2所具有的面中与光检测器3相面对的面成为入射面。另外，各闪烁晶体层2A、2B、2C、2D光学性耦合，在各层间设有透过材料t。作为该透过材料t的材料，可使用由硅树脂构成的热固化性树脂。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(1、1)为基准在x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。即，闪烁晶体a(1、1)～闪烁晶体a(1、32)在y方向排列，形成闪烁晶体阵列，将该闪烁晶体阵列在x方向排列32个而形成闪烁晶体层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)的每个为基准在x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25μm程度。另外，γ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x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***在排列好的闪烁晶体的间隙。

闪烁体2将适用于γ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Lu_2(1-X)Y_2XSiO₅(以下称为LYSO)构成。各闪烁晶体与闪烁晶体层无关，例如形成x方向的长度为1.45mm、y方向的宽度为1.45mm、z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，能够对关于入射的荧光的x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与后述的分压器单元16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。

在龙门架11上，为确保粒子线束的通路而设有狭缝11a。该狭缝11a的详细后述。

另外，粒子线治疗装置9进一步还设有用于取得被检体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24，其对表示来自椭圆检测器环12的γ射线的检测位置、检测强度、检测时间的γ射线检测信号进行接收，并对湮灭γ射线对进行同时计数；LOR特定部25，其通过由同时计数部24判断为湮灭γ射线对的两个γ射线检测数据，特定后述的LOR；LOR校正部26，其对LOR实施校正；图像形成部27，其形成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13。粒子线源13所照射的粒子例如为质子、碳核，但不限于此。该粒子线源13由粒子线源驱动机构31驱动，以沿被检体M的体轴方向A的基轴C为中心可旋转移动。具体来说，该粒子线源驱动机构31由粒子线源驱动控制部32控制。另外，粒子线源13的粒子的照射由粒子线源照射控制部33控制。而且，粒子线源13的粒子的照射方向变更的同时，粒子线源13绕被检体M的体轴旋转移动。具体而言，粒子线源13与旋转移动无关向朝向基轴C的方向照射粒子线束。即，粒子线源13与旋转移动无关地朝向属于基轴C的1点照射粒子线束。从粒子线源13照射的粒子线束通过上述的狭缝11a，由此被导入龙门架11的内部。

而且，实施例1的粒子线治疗装置9具备使椭圆检测器环12倾斜的倾斜机构14、和对该倾斜机构14进行控制的倾斜控制部15。另外，倾斜控制部相当于本发明的检测器环倾斜机构。

而且，实施例1的粒子线治疗装置9具备统一控制各种控制部的主控制部35、和显示放射线断层图像的显示部36。该主控制部35由CPU构成，通过执行各种程序而实现同时计数部24、LOR特定部25、LOR校正部26、图像形成部27、粒子线源驱动控制部32、及粒子线源照射控制部33。

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具有在中心设有椭圆型的贯通孔的椭圆型的椭圆板12a。放射线检测器1沿该椭圆板12a环状地排列，形成椭圆检测器环12。因此，椭圆检测器环12在中央具有椭圆型的开口12b。而且，各放射线检测器1所具有的入射面全部以朝向椭圆检测器环12所具有的开口12b的方式配置。另外，椭圆检测器环12形成在垂直方向纵长的椭圆形状，图中的P表示形成椭圆形状的椭圆检测器环12的短轴。

图4是实施例1的椭圆检测器环12的剖面图。该剖面图为将椭圆检测器环12沿其开口的伸长方向切断时的剖面图。如图4所示，在放射线检测器1上附设对其供给电力的分压器单元(ブリ一ダユニツト)16，第一放射线检测器和分压器单元16一体地由L型的保持件20保持。保持件20具有用于固定分压器单元16的主板20a、和用于将保持件20自身固定于椭圆板12a的副板20b。分压器单元16经由保持件20固定于椭圆板12a上。

其次，对实施例1的构成的粒子线治疗装置9的最大的特征即椭圆检测器环12的倾斜变更进行说明。椭圆检测器环12可变更倾斜角度。图5表示使用实施例1的构成的粒子线治疗装置9前的初始状态。此时，椭圆检测器环12不倾斜，而椭圆检测器环12所具备的放射线检测器1的被检体M的体轴方向A的位置完全同一。未倾斜的状态的椭圆检测器环12的位置例如正好与粒子线源13照射的粒子线束B的前进路径相一致。即，初始状态下，不从粒子线源13照射粒子线束B。

从该初始状态，根据倾斜控制部15的控制，椭圆检测器环12如图6所示使椭圆检测器环12的上端12p朝向被检体M的体轴方向A的前方倾斜。而且，椭圆检测器环12的下端12q朝向被检体M的体轴方向A的后方倾斜。另外，被检体M的体轴方向A与实施例1的台板10的延伸方向一致。如果为该状态，则粒子线源13和椭圆检测器环12的位置关系从初始状态变更，在粒子线源13照射的粒子线束B的前进路径上不存在椭圆检测器环12。如果为这种状态，则从粒子线源13照射的粒子线束B绕过椭圆检测器环12到达被检体M。另外，此时的椭圆检测器环12的上端12p朝向被检体M的体轴方向A的前方倾斜。为方便说明，将该方向的倾斜称为顺方向的倾斜。

粒子线束在被检体M的体内变换为湮灭γ射线对r。构成该湮灭γ射线对的γ射线各自的行进方向成180°相反方向，因此，例如有时γ射线的一方行进至台板10的前方、且上侧，γ射线的另一方行进至台板10的后方、且下侧。这样，若为实施例1的构成，则成为椭圆检测器环12相对于粒子线束倾斜的状态，因此，即使不像现有构成那样准备两个检测器环，也能够检测到湮灭γ射线对。

而且，如将图6和现有构成的图17比较可知，根据实施例1的构成，湮灭γ射线对r以接近直角的角度向检测器环入射。由于为这样的构成，所以向检测器环入射的湮灭γ射线对r可靠地通过放射线检测器1所具有的闪烁体2的中央部，因此，相比以往构成，实施例1的构成其γ射线的检测灵敏度高。

另外，椭圆检测器环12如图7所示，根据倾斜控制部15的控制，椭圆检测器环12的上端12p可以朝向被检体M的体轴方向A的后方倾斜。该情况下，椭圆检测器环12的下端12q朝向被检体M的体轴方向A的前方倾斜。这样，倾斜控制部15也可以为朝向逆方向的倾斜。

在被检体M的体内，在粒子线失去能量的地点，预想到生成各种核种。因它们衰变而放出的放射线的能量和特性多种多样。其中，也可能引起不是湮灭γ射线对的单一光子的放出。这种单一光子能够由椭圆检测器环12进行检测。这种单一光子成为使用湮灭γ射线对绘制粒子线的作用位置时的噪声的原因。但是，根据实施例1的构成，椭圆检测器环12的倾斜能够也包含倾斜方向自如变更，因此，根据治疗的方式，能够以S/N比为最良好的方式变更椭圆检测器环12的倾斜角度。例如，图6所示的倾斜一方与图7所示的倾斜相比，有可能S/N比良好。

另外，可以说也有图6的状态和图7的状态的中间的状态S/N比良好的可能性。另外，例如也可能有倾斜角度在初始状态较为良好的情况。如果倾斜角度在初始状态，则如图5所示，粒子线束B不到达被检体。但是，即使倾斜角度为初始状态，也能够检测湮灭γ射线对。即，能够使得成为如下构成：即在从粒子线源13照射粒子线束B之前，使椭圆检测器环12倾斜，在该状态下照射粒子线束B，在停止粒子线束B的照射后，椭圆检测器环12返回初始状态的位置。由此，可以一边对被检体M照射粒子线束B一边检测湮灭γ射线对。在粒子线失去能量的地点，生成放出湮灭γ射线的核种。但是，不能马上放射湮灭γ射线对。因此，如果在放出湮灭γ射线对的核种残存时使椭圆检测器环12返回初始状态的位置而开始湮灭γ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γ射线对。

在上述的说明中，是使椭圆检测器环12移动到规定的位置而检测湮灭γ射线对的构成，但实施例1的构成不限于此。即，也可以为一边使椭圆检测器环12倾斜移动一边照射粒子线束B，而检测湮灭γ射线对的构成。实施例1的粒子线治疗装置9中，当椭圆检测器环12达到规定的禁止角度时，禁止粒子线束B从粒子线源13的照射。由此，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束B，而检测湮灭γ射线对的构成。

另外，图3表示椭圆检测器环12的短轴P。该短轴P成为椭圆检测器环12的倾斜的中心轴。即，在维持短轴P的位置的同时使椭圆检测器环12倾斜。附带说明一下，椭圆检测器环12的长轴追随椭圆检测器环12的倾斜而倾斜。

其次，对粒子线源13的旋转移动进行说明。图8是对实施例1的粒子线源的旋转进行说明的剖面图。如图8所示，粒子线源13通过从椭圆检测器环12的垂直向上的位置开始旋转，可以绕被检体M的体轴旋转移动。粒子线源13可以绕被检体M的体轴一周。但是，在旋转移动的期间中，不能持续照射粒子线束。

当使椭圆检测器环12倾斜时，随之椭圆检测器环12的上端12p、下端12q移动长的距离。但是，椭圆检测器环12的被检体M的体侧方向A上的两侧端12r仅进行旋转而不移动。即，通过使椭圆检测器环12倾斜而变更椭圆检测器环12的位置的效果随着接近被检体M的体侧方向A的两侧端12r而减小。当使粒子线源13旋转移动至椭圆检测器环12的短轴P的附近时，粒子线源13照射的粒子线束B几乎与椭圆检测器环12发生干涉。因此，粒子线源13成为旋转到椭圆检测器环12的长轴附近时照射粒子线的构成。

伴随该粒子线束B的旋转移动，在龙门架11上设有狭缝11a。即，如图9所示，在龙门架11上设有以绕被检体M的体轴的方式延伸的狭缝11a。该狭缝11a的形状与进行旋转移动的粒子线束B的轨迹相一致。

另外，椭圆检测器环12成为满足规定条件的形状。接下来，对椭圆检测器环12所采用的椭圆的条件进行说明。图10是对实施例1的椭圆检测器环进行说明的立体图。图10中表示椭圆检测器环12倾斜至最大的角度的状态。此时，椭圆检测器环12的侧缘包含于伸出方向与被检体M的体轴方向A相一致的假想的圆筒40的表面。此时，从圆筒40的正面观察椭圆检测器环12时，如图11所示，椭圆检测器环12成为正圆的形状。

配备于椭圆检测器环12上的放射线检测器1沿椭圆检测器环12的形状排列，因此，在使椭圆检测器环12倾斜至最大的角度时，配备于椭圆检测器环12的放射线检测器1分别沿着上述的圆筒40。

通过设为这种构成，即使在使椭圆检测器环12倾斜至最大的倾斜角度时，椭圆检测器环12也不会与被检体M发生干涉。当使椭圆检测器环12倾斜时，椭圆检测器环12的上部下降，接近被检体M。但是，如上所述，即使在使椭圆检测器环12倾斜至最大的倾斜角度的情况下，如上所述，也能够以假设的圆筒40为基准，只要设定椭圆检测器环12的形状或最大倾斜角度，则椭圆检测器环12就不会与被检体M发生干涉。

接下来，对这样构成的粒子线治疗装置9的操作进行说明。如图12所示，粒子线治疗装置9的操作具备与如下步骤相联系的各步骤：即，将被检体M载置于台板10上的载置步骤S1、使椭圆检测器环12倾斜的倾斜步骤S2、从粒子线源13向被检体M照射粒子线束B的照射步骤S3、检测粒子线束由来的湮灭γ射线的检测步骤S4相关的各步骤。之后，按顺序对这些各步骤的详细进行说明。

首先，将被检体M载置于台板10上(载置步骤S1)。而且，操作员以被检体M的病变部成为从粒子线源13发出的粒子线束B的通过位置的方式使台板10沿被检体M的体轴方向A进退移动。接着，操作员进行椭圆检测器环12的指示，使椭圆检测器环12倾斜至按操作员的指示的倾斜角度和倾斜方向(倾斜步骤S2)。在粒子线治疗装置9中，使椭圆检测器环12成为规定的倾斜角度，许可粒子线束B的照射，待机直至有操作员的指示。而且，当操作员指示粒子线束的照射时，粒子线束B从粒子线源13进行照射(照射步骤S3)。而且，来源于粒子线束B的湮灭γ射线对被椭圆检测器环12所检测(检测步骤S4)。图像形成部27基于由椭圆检测器环12送出的检测数据生成从被检体M检测到的湮灭γ射线的分布图。将其在显示部36进行显示，操作员能够确认粒子线束B是否可靠地到达病变部。这样，实施例1的粒子线治疗装置9的操作结束。另外，也可以同时进行上述的倾斜步骤S2、照射步骤S3。即，椭圆检测器环12也可以成为一边倾斜移动一边照射粒子线束B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射线对通过椭圆检测器环12所具备的放射线检测器1的任一个进行检测。椭圆检测器环12将检测到γ射线的所谓的检测数据发送到同时计数部24。在同时计数部24，在具有规定的时间幅度的选通信号显示窗口(タイムウインドウ)中存在从不同的两个闪烁晶体由来的检测数据的情况下，其取决于湮灭γ射线对，对其转速进行计数。这为计数值。

在LOR特定部25，计算射出湮灭γ射线对的方向。即，在通过同时计数部24同时看到的检测数据中也包含哪一闪烁晶体发出荧光的位置的信息。在LOR特定部25，计算将该两个闪烁晶体连结的线段LOR(LineofResponse)，将LOR和与其对应的计数值发送到LOR校正部26。

作为实施例1的构成的特征性构成，列举在椭圆检测器环12发送的检测数据中包含椭圆检测器环12的倾斜方向和倾斜角度的信息。在LOR校正部26，对LOR增加除去椭圆检测器环12的倾斜的影响的校正。根据实施例1的构成，在使椭圆检测器环12倾斜时，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γ射线对的发生位置的相对的位置。如果设为这种构成，则LOR显示的方向因椭圆检测器环12的倾斜角度而发生变化，因此，结果是不能够特定湮灭γ射线在哪产生。但是，根据实施例1的构成，基于检测数据中包含的椭圆检测器环12的倾斜方向和倾斜角度的信息进行使LOR假想地倾斜的校正，因此，在从LOR校正部26送出的数据中除去了椭圆检测器环12的倾斜变更带来的影响。因此，根据实施例1的构成，即使椭圆检测器环12发生倾斜，也能够特定湮灭γ射线对的发生位置。该校正后的LOR和与其相对应的计数值被送到图像形成部27。

图像形成部27基于校正后的LOR和与其对应的计数值绘制被检体M的断层面的湮灭γ射线对的发生分布。这样形成的断层图像由显示部36进行显示。如果显示湮灭γ射线对的发生分布，则能够监视被检体M的断层面的粒子线束失去能量的部位。这样，能够确认粒子线治疗装置9的粒子线束是否确实在被检体M的病变部发生作用。

如上，根据实施例1的构成，具备使椭圆检测器环12反转自如地倾斜的倾斜控制部15。由此，椭圆检测器环12相对于台板10倾斜。更具体而言，椭圆检测器环12的上端12p朝向台板10的延伸方向的一方向倾斜。另外，椭圆检测器环12的下端12q朝向与台板10的延伸方向的一方向相反的方向倾斜。粒子线源13使粒子线束B向台板10照射。因此，椭圆检测器环12不能设置在妨碍该粒子线束B的行进的位置。根据实施例1的构成，能够使椭圆检测器环12相对于台板10倾斜。这意味着椭圆检测器环12和粒子线束B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倾斜，能够使椭圆检测器环12避开粒子线束B，因此，可以提供能够一边照射粒子线束B一边检测湮灭放射线的粒子线治疗装置9。

而且，湮灭γ射线对由单一的椭圆检测器环12检测。于是，能够检测在椭圆检测器环12的内部产生的湮灭γ射线对。这样，湮灭γ射线对的任一个可以以大致直角的角度向单一的椭圆检测器环12入射。因此，抑制了使用图18说明的检测灵敏度的降低。

另外，根据实施例1，椭圆检测器环12的上端12p和下端12q以彼此朝向反方向的方式倾斜。由此，与椭圆检测器环12的倾斜无关，能够使规定区域(被检体M的病变部区域)总是位于椭圆检测器环12的开口的内部。粒子线治疗装置9可以在椭圆检测器环12的开口的内部生成湮灭γ射线对的发生分布的图(マツプ)。与椭圆检测器环12的倾斜无关，使被检体M的病变部区域位于椭圆检测器环12的开口的内部，可以在照射粒子线时也取得被检体M的病变部区域的湮灭γ射线对的发生分布。即，根据实施例1的构成，不需要如以往那样设置两个检测器环，仅设置单一的椭圆检测器环12即可充分地检测湮灭γ射线对。由于粒子线治疗装置9的制造成本主要依赖于椭圆检测器环12上搭载的放射线检测器1的个数，所以可以提供制造成本相比于以往大幅湮灭的粒子线治疗装置9。

另外，根据实施例1的构成，椭圆检测器环12形成为在垂直方向纵长的椭圆形状。而且，在规定的倾斜角度，椭圆检测器环12所具有的放射线检测器1具有特征性排列。即，放射线检测器1沿着假想的圆筒40。这是将伸出方向与台板10一致的圆筒40倾斜切断时的形状与椭圆检测器环12的椭圆形状一致。而且，椭圆检测器环12上备置的放射线检测器1的排列也沿着该假想的圆筒40排列。随着使椭圆检测器环12倾斜，椭圆检测器环12的上部和下部接近台板10。但是，根据实施例1的构成，椭圆检测器环12成为垂直方向为纵长，因此，不使椭圆检测器环12可靠地与被检体M发生干涉。

另外，根据实施例1的构成，可提供一种仅使被检体M的病变部和椭圆检测器环12的短轴P相一致即可可靠地对被检体M的病变部成像的粒子线治疗装置9。即，根据实施例1的构成，与椭圆检测器环12的倾斜无关，椭圆检测器环12的短轴P的位置为一定，因此，椭圆检测器环12的短轴与倾斜无关地总是位于椭圆检测器环12的开口的内部。因此，根据实施例1的构成，可提供能够更简单且可靠地对被检体M的病变部进行成像的粒子线治疗装置9。

而且，根据实施例1的构成，可提供湮灭γ射线对的检测灵敏度高的粒子线治疗装置9。在被检体M的体内，在粒子线失去能量的地点，预想生成各种核种。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，也可能引起不是湮灭γ射线对的单一光子的放出。可能这种单一光子由椭圆检测器环12进行检测。这成为想要使用湮灭γ射线对对粒子线的作用位置成像时的噪声的原因。但是，根据实施例1的构成，适合的是椭圆检测器环12的倾斜也包含方向。具体而言，为了决定椭圆检测器环12的倾斜，也可以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，在确定了合适的椭圆检测器环12的倾斜的情况下，也可以为在保持着倾斜角度的状态下照射粒子线束B的构成。

本发明不限于上述构成，可如下变形实施。

(1)上述的实施例1的构成是关于向被检体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也可以作为通常的PET(Positoron Emission Tomography)装置使用。即，可以对被检体M注射给药由阳电子放出型的放射性同位素标记的放射性药剂，而对该被检体M的内部的分布进行成像。

(2)上述的实施例中所说的闪烁晶体由LYSO构成，但本发明中，也可以代替其由GSO(Gd₂SiO₅)等之外的材料构成闪烁晶体。根据本变形例，能够提供一种放射线检测器的制造方法，其能够制造更廉价的放射线检测器。

(3)在上述的实施例中，在闪烁体上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适用于本发明。另外，可以根据放射线检测器的用途自如调节闪烁晶体层的层数。

(4)在上述的实施例中，荧光检测器由光电子增倍管构成，但本发明不限于此。代替光电子增倍管也可以使用光敏二极管或雪崩光敏二极管等。

(5)在上述的实施例中，龙门架11具有单一的狭缝，但本发明不限于此。例如图13所示，可以设为在龙门架11的上下具备两个狭缝11a的构成。由此，即使在粒子线源13移动到台板10的下侧的情况下，也可以向被检体M照射粒子线。另外，该情况下，如图14所示，也可以设为在台板10上设置粒子线通过的孔10a的构成。另外，也可以将台板10对分，设置第一断片10b、第二断片10c，且在第一断片10b、及第二断片10c之间设置粒子线通过的狭缝10d。通过这样构成，粒子线不通过台板10而可靠地对被检体M进行照射。

产业上的可利用性

如上，本发明适用于医用的放射线摄影装置。

Claims (6)

1.一种粒子线治疗装置，其具有检测器环，所述检测器环通过将多个放射线检测器排列为环状而构成，所述放射线检测器通过把将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、和检测所述荧光的光检测器在同一方向上层叠而构成，并且所述粒子线治疗装置具备***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机构，其特征在于，

所述粒子线治疗装置还具备使所述检测器环相对于所述台板翻转自如地倾斜的检测器环倾斜机构，

通过所述检测器环倾斜机构，使所述检测器环的上端朝向所述台板的延伸方向的一方向倾斜，并且使所述检测器环的下端朝向所述台板的延伸方向的与一方向相反的方向倾斜。

2.如权利要求1所述的粒子线治疗装置，其特征在于，

所述检测器环呈椭圆形状，

在所述检测器环倾斜至规定的倾斜角度时，所述检测器环所具有的所述放射线检测器沿着延伸方向与所述台板相一致的假想的圆筒。

3.如权利要求1所述的粒子线治疗装置，其特征在于，

所述检测器环在垂直方向为纵长。

4.如权利要求2所述的粒子线治疗装置，其特征在于，

所述检测器环倾斜机构以成为椭圆形状的所述检测器环的短轴为中心轴使所述检测器环倾斜，

所述检测器环的短轴的位置与所述检测器环的倾斜无关而为固定。

5.如权利要求1～4中任一项所述的粒子线治疗装置，其特征在于，

所述检测器环一边被所述检测器环倾斜机构所倾斜移动，一边检测来源于所述粒子线束的放射线。

6.如权利要求1～4中任一项所述的粒子线治疗装置，其特征在于，

所述检测器环在被所述检测器环倾斜机构倾斜后，以保持其倾斜角度的状态检测来源于所述粒子线束的放射线。

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