多目的ファントム及びその使用方法
【課題】診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能な多目的ファントム及びその多目的ファントムの使用方法を得る。
【解決手段】密閉蓋２０は複数の取付孔２６を密閉した状態でファントム容器１２を密閉することができる。取付孔２６には、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能となっている。また、密閉蓋２０の内側に取り付け可能な器具用基板３０には、人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器４０が取り付け可能であると共に、密閉蓋２０に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通穴３２が設けられている。
【解決手段】密閉蓋２０は複数の取付孔２６を密閉した状態でファントム容器１２を密閉することができる。取付孔２６には、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能となっている。また、密閉蓋２０の内側に取り付け可能な器具用基板３０には、人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器４０が取り付け可能であると共に、密閉蓋２０に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通穴３２が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線治療や放射線診断に従事するユーザーは、放射線治療で必要とされるパラメータの取得、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ等での画質評価等でそれぞれの目的に応じてファントムを用意してきた。例えば、放射線治療では、患者体内の不均質な状態を均質媒質へ置き換え、体内での放射線の線量分布を計算して治療計画を立案している。この際、予め撮影された患部を含むＣＴ画像が用いられ、そのＣＴ画像より得られるＣＴ値を用いて均質媒質への換算を行っている。このように、ＣＴ画像より得られるＣＴ値を用いて不均質媒質を均質媒質へ置き換えるためには、患者体内で想定される様々な物質の「電子密度とＣＴ値の相関テーブル」が必要になる。そのために、電子密度ファントムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
電子密度ファントム内には、人体を構成する様々な物質（組織等価物質）が封入されている。組織等価物質の例としては、筋肉等価物質（水）、肺等価物質（空気）、骨等価物質（リン酸水素二カリウム水溶液）、及び脂質等価物質（エタノール）等が挙げられる。この電子密度ファントムのＣＴ画像より各々の物質のＣＴ値を測定し、物質の電子密度と関連付けることで、電子密度とＣＴ値の相関テーブルが作成される。
【０００４】
近年の放射線治療は、強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）、トモセラピー、サイバーナイフ、及び粒子線治療等、従来の放射線治療と比べて高度化が進み、一連の治療プロセスが複雑化してきている。そのため、治療計画装置等で多種多様に亘る計算を行い、治療計画を立案している。この過程は複雑、かつ、その一部がブラックボックスとなっているため、ユーザーはＣＴ撮影等の診断から治療までの一連のプロセスを、物理学的かつ生物学的に総合評価する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１５９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の電子密度ファントムや画質評価を目的としたＪＩＳファントム（ＪＩＳ Ｚ４９２３規格準拠品）等は、既に製品として販売されている。しかし、これらのファントムは独立した一つの製品となっているため、同一の幾何学的条件下で物理学的かつ生物学的に総合評価することができない。すなわち、現在製品として販売されているファントムは、それぞれの用途に特化したファントムとなっており、診断から治療までのすべてをカバーするファントムは存在しない。また、放射線治療効果の検証・評価には生物学的な評価が欠かせないが、そのような生物学的な評価を行うためにファントム内で細胞照射を実現するようなファントムは存在しない。
【０００７】
本発明は、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能な多目的ファントム及びその多目的ファントムの使用方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の多目的ファントムは、密閉可能な密閉容器と、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、を含んで構成されている。
【０００９】
複数の収納容器としては、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を用いることができる。これらの収納容器にそれぞれの組織等価物質が収納された状態で、器具用基板を介して密閉蓋の内側に収納容器を取り付けた後、密閉蓋で密閉容器が密閉された状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得すれば、そのＣＴ断層画像を、放射線照射位置の決定及び放射線量の理論計算に用いる計算機（治療計画装置）内へ取り込むことにより、密閉容器内の放射線照射位置の決定、及びその照射位置での放射線量を計算することが可能となる。
【００１０】
また、使用目的に応じた器具としては、密閉容器内に照射された放射線量を計測する放射線計測器、及び放射線が照射される試料を収納した試料容器を支持する支持具を用いることができる。このため、密閉蓋の取付孔に放射線計測器を取り付けることで、密閉容器内において所定の放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量が計測可能となる。また、放射線計測器を取り付けた取付孔に、放射線計測器に代えて、放射線が照射される試料が収納された試料容器を支持する支持具が取り付けられ、放射線照射位置に試料を位置させた状態で試料に放射線が照射されることにより、生物学的効果を評価することが可能となる。
【００１１】
また、密閉蓋の内側にジグ取付用基板が取り付け可能になっており、ジグ取付用基板には複数の座標確認用ジグが取り付け可能になっている。このため、密閉容器の任意の位置に、複数の座標確認用ジグが配置可能になっている。
【００１２】
本発明の多目的ファントムの使用方法は、密閉可能な密閉容器と、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む複数の収納容器と、前記複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、を含む多目的ファントムの使用方法であって、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器が取り付けられた前記器具用基板を前記密閉蓋の内側に取り付けると共に、前記密閉容器に筋肉等価物質を収納し、前記密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器を浸漬して前記密閉蓋で前記密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第１ステップと、前記第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、前記密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する第２ステップと、前記密閉蓋の前記取付孔に前記放射線計測器を取り付け、前記第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する第３ステップと、前記放射線計測器を取り外した前記取付孔に、前記放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、前記放射線照射位置に前記細胞を位置させた状態で前記細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する第４ステップと、を含んでいる。
【００１３】
すなわち、第１ステップでは、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器が取り付けられた器具用基板を密閉蓋の内側に取り付けると共に、密閉容器に筋肉等価物質を収納し、密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器を浸漬して密閉蓋で密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する。第２ステップでは、第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する。第３ステップでは、密閉蓋の取付孔に放射線計測器を取り付け、第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する。第４ステップでは、放射線計測器を取り外した取付孔に、放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、放射線照射位置に細胞を位置させた状態で細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する。このように、多目的ファントムは診断から治療までの多用途に兼用される。
【００１４】
また、多目的ファントムの使用方法は、前記多目的ファントムに、複数の座標確認用ジグと、前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、を設け、前記複数の座標確認用ジグが取り付けられた前記ジグ取付用基板を前記密閉蓋の内側に取り付け、前記密閉蓋で前記密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第５ステップと、前記第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を前記治療計画装置内へ取り込み、前記治療計画装置が持つ座標系と、前記ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する第６ステップと、前記治療計画装置によって計算された前記放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場（治療室等）が持つ座標系の一致を確認する第７ステップと、をさらに含んでもよい。
【００１５】
すなわち、第５ステップでは、複数の座標確認用ジグが取り付けられたジグ取付用基板を密閉蓋の内側に取り付け、密閉蓋で密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する。第６ステップでは、第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、治療計画装置が持つ座標系と、ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する。第７ステップでは、治療計画装置によって計算された放射線照射位置の座標と、実際に放射線を照射する治療室等が持つ座標系の一致を確認する。これにより、診断に該当するＣＴ撮影装置から治療に該当する放射線照射場（治療室等）までの一連プロセスの位置座標が確認される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法によれば、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能になるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの密閉蓋を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの器具用基板を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムを収納容器が取り付けられた状態で示す図である。図４（Ａ）は縦断面図（図４（Ｂ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図）である。図４（Ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの放射線計測器ジグを示す図である。図５（Ａ）は平面図（図５（Ｂ）の矢印５Ａ方向視の図）である。図５（Ｂ）は縦断面図（図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの密閉蓋へ放射線計測器が取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの照射ジグによる細胞収納用容器の支持状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムに器具等が取り付けられた状態を示す縦断面図である。図８（Ａ）は収納容器及び放射線計測器等が取り付けられた状態を示す。図８（Ｂ）は収納容器及び照射ジグ等が取り付けられた状態を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムを座標確認用ジグが取り付けられた状態で示す図である。図９（Ａ）は縦断面図（図９（Ｂ）の９Ａ−９Ａ線に沿った断面図）である。図９（Ｂ）は平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムのジグ取付用基板を示す平面図である。
【図１１】図９の座標確認用ジグをＸ線撮影した場合の撮影イメージ図である。図１１（Ａ）は側面側より撮影した場合の図である。図１１（Ｂ）は図９（Ａ）の下方側から撮影した場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法について図１〜図１１を用いて説明する。
【００１９】
（多目的ファントムの構成）
図１には、多目的ファントムの概略構成が分解斜視図で示されている。なお、図１では詳細部を一部簡略化ないし省略して図示している。また、図４には、収納容器が取り付けられた状態の多目的ファントムが示されており、図４（Ａ）は縦断面図（図４（Ｂ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図）、図４（Ｂ）は平面図でそれぞれ示されている。なお、図４（Ａ）において二点鎖線で示された構成要素は図４（Ａ）の切断面より手前側に配置された構成要素である。
【００２０】
これらの図に示されるように、多目的ファントム１０は、密閉可能な密閉容器としてのファントム容器１２を備えている。ファントム容器１２は、例えば、放射線の透過率が高い透明なプラスチック（本実施形態ではアクリル樹脂）で構成され、有底の略円筒形状に形成されている。多目的ファントム１０が例えば電子密度ファントムとして用いられる場合、ファントム容器１２内には、人体を構成する筋肉の等価物質（筋肉等価物質）の水が充填される。
【００２１】
ファントム容器１２には、その開口部１４からは開口外側へ延設されたフランジ部１６が形成されている。フランジ部１６の上面には、Ｏリング取付溝１６Ａが形成されており、このＯリング取付溝１６Ａは、フランジ部１６の外周に沿って全周に亘る環状に形成されている。Ｏリング取付溝１６Ａには、Ｏリング１８（ゴムパッキン、広義には「シール手段」として把握される要素である。）が嵌め込まれて装着されている。
【００２２】
ファントム容器１２を密閉するための密閉蓋２０は、全体としては略円板状に形成され、図４（Ａ）に示されるように、密閉蓋２０の外周端部はファントム容器１２のフランジ部１６に重ね合わせられてボルト２２Ａ及びナット２２Ｂによって固定される。なお、ファントム容器１２のフランジ部１６と密閉蓋２０との間にＯリング１８を配設する構成が採用されることで、ファントム容器１２及び密閉蓋２０に多少変形（所謂ソリ）が生じても、密閉蓋２０を閉める際にＯリング１８は閉まり性の妨げにはならず、密閉蓋２０の閉めやすさへの影響は殆どない。
【００２３】
密閉蓋２０の外周端部側の外面の所定部位には、気泡収集ケース部２４が形成されており、ファントム容器１２を密閉蓋２０で密閉した状態で、気泡収集ケース部２４の内室２４Ａがファントム容器１２の本体室１２Ａに連通するようになっている。これによって、ファントム容器１２内で発生した気泡を気泡収集ケース部２４の内室２４Ａに収集することが可能である。
【００２４】
図２には、密閉蓋２０が平面図にて示されている。図１及び図２に示されるように、密閉蓋２０の中央部に複数の（本実施形態では五個の）取付孔２６が穿設（板厚方向に貫通形成）されている。これらの取付孔２６は、タップ加工が施されたネジ孔として形成されており、取付孔２６の内面には雌ネジ部２６Ａ（図１参照）が形成されている。雌ネジ部２６Ａによって、取付孔２６には、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能とされている。使用目的に応じた器具には、詳細後述する放射線計測器４２（図８（Ａ）参照）、支持具としての照射ジグ５２（図８（Ｂ）参照）が含まれる。図６に示されるように、取付孔２６には、密閉蓋２０の外面側（図中上側）に座繰り部２６Ｂが形成されている。
【００２５】
また、図４に示されるように、取付孔２６に使用目的に応じた器具を取り付けない場合には、取付孔密閉用のネジキャップ（ジグ）２５の雄ネジ部２５Ａ（図１参照）が取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図１参照）に螺合される。ここで、図１に示されるネジキャップ２５の軸部回りの頭部２５Ｂ寄りにはシール材としてのＯリング２５Ｃが配置されており、ネジキャップ２５の雄ネジ部２５Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合されることで、取付孔２６が密閉される。取付孔２６を密閉することによって、密閉蓋２０で複数の取付孔２６を密閉した状態でファントム容器１２を密閉することが可能となっている。
【００２６】
図４（Ａ）に示されるように、密閉蓋２０の内側（内面側）には、複数のナット２８Ａが埋設されて固着されており、ボルト２８Ｂによって器具用基板（器具用ブラケット）３０が取り付け可能とされている。すなわち、図１に示される器具用基板３０のボルト挿通孔３０Ａを貫通するボルト２８Ｂがワッシャ２８Ｃに挿通されてナット２８Ａに螺合されることで、密閉蓋２０の内面側に器具用基板３０が取り付けられる構成になっている。なお、ナット２８Ａに代えて、密閉蓋２０の内側（内面側）にネジ穴部が直接形成されていてもよい。
【００２７】
図３には、器具用基板３０が平面図にて示されている。図３に示されるように、器具用基板３０は略円板状とされ、中央部側にクロス状（十字状）の貫通穴３２が形成されている。なお、本実施形態では、一例として、中央部側にクロス状の貫通穴３２を形成したが、貫通穴（貫通部）の加工位置およびその形状は他の形状としてもよい。図４（Ｂ）に示されるように、この貫通穴３２は、密閉蓋２０の複数の取付孔２６の位置に対応する領域に形成されている。これによって、密閉蓋２０に取り付けられた使用目的に応じた器具が貫通穴３２を貫通するようになっている。
【００２８】
また、図３に示されるように、器具用基板３０には、複数の設置孔３４が貫通穴３２を除くほぼ全域の縦横方向に等間隔に形成されている。図１に示されるように、設置孔３４は、ボルト挿通孔とされており、ボルト３６によって、複数の収納容器４０が器具用基板３０の目的とする位置に取り付け可能とされている。すなわち、図４（Ａ）に示されるように、収納容器４０は容器部１４０とキャップ部２４０とで構成されると共にキャップ部２４０にネジ穴部が形成され、ボルト３６が器具用基板３０の設置孔３４を貫通して収納容器４０の前記ネジ穴部の雌ネジ部に螺合されれば、収納容器４０は器具用基板３０に取り付けられる。
【００２９】
多目的ファントム１０が電子密度ファントムとして用いられる場合、収納容器４０内には人体組織と等価な組織等価物質（ＣＴ値測定試料）が収納される。組織等価物質の例として、肺等価物質（例えば、空気）、骨等価物質（例えば、リン酸水素二カリウム水溶液）、脂質等価物質（例えば、エタノール）等が挙げられる。前述した複数の収納容器４０としては、図１に示されるように、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器４０Ｃを挙げることができる。
【００３０】
一方、図８（Ａ）には、多目的ファントム１０に放射線計測器４２等を取り付けた状態が図４（Ａ）と同様の位置で切断した断面図にて示されている。図８（Ａ）に示される放射線計測器４２は、ファントム容器１２内に照射された放射線量を計測する計測器であり、放射線計測器ジグ４４を介して、密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられる。図５には放射線計測器ジグ４４が示されており、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は縦断面図（図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図）である。
【００３１】
これらの図に示されるように、放射線計測器ジグ４４は、貫通孔４６が形成された略筒状に形成され、図５（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６へ挿入されて取り付けられる挿入部４４Ａを備えている。挿入部４４Ａの外周面には、密閉蓋２０の取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合可能な雄ネジ部１４４Ａが形成されており、この雄ネジ部１４４Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合することで、放射線計測器ジグ４４の挿入部４４Ａが密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられる。
【００３２】
また、放射線計測器ジグ４４の挿入部４４Ａの軸線方向一端側には、拡径部４４Ｂが設けられている。拡径部４４Ｂは、挿入部４４Ａよりも外径が大きく形成されると共に、密閉蓋２０におけるファントム容器１２（図８（Ａ）参照）側とは反対側に配置される。この拡径部４４Ｂと挿入部４４Ａとの境界部には、平面視で環状のＯリング取付溝４４Ｃが形成され、このＯリング取付溝４４ＣにＯリング４８Ａが装着されている。
【００３３】
また、拡径部４４Ｂには、挿入部４４Ａ側とは反対側に貫通孔４６の一端側を構成する座繰り孔４６Ａが形成されている。座繰り孔４６Ａの底面の径方向外側の部位には、Ｏリング取付溝４６Ｚが形成されており、このＯリング取付溝４６ＺにＯリング４８Ｂが装着されている。座繰り孔４６Ａの内周面には雌ネジ部１４６Ａが形成されており、放射線計測器４２（図６参照）の取付用となっている。
【００３４】
図６に示されるように、放射線計測器４２は、長尺状の本体部に電離箱４２Ａを備え、電離箱４２Ａに隣接して取付部４２Ｂを備えると共に、取付部４２Ｂに対して電離箱４２Ａとは反対側に取付部４２Ｂよりも小径で放射線計測器ジグ４４の貫通孔４６からファントム容器１２（図８（Ａ）参照）内に挿入される棒状の挿入部４２Ｃを備えている。取付部４２Ｂの外周面には、雄ネジ部１４２Ｂが形成されており、雄ネジ部１４２Ｂは、放射線計測器ジグ４４の雌ネジ部１４６Ａに螺合可能とされている。
【００３５】
以上により、図８（Ａ）に示されるように、放射線計測器４２は、放射線計測器ジグ４４によってファントム容器１２内に配置可能とされている。これにより、ＣＴ断層画像撮影により得られるＣＴ断層画像を基に、放射線量の理論計算を行うソフトウェア（治療計画計算機）上で求められた照射位置での放射線量を、放射線計測器４２での計測により確認することができる。換言すれば、多目的ファントム１０は、放射線量の理論計算を行うソフトウェア（治療計画計算機）での計算結果を、放射線計測器４２による実測にて検証可能なファントムとして用いることができ、後述の細胞照射時の放射線量を正確に求めることが可能なファントムである。
【００３６】
また、図８（Ｂ）には、多目的ファントム１０に照射ジグ５２等を取り付けた状態が図８（Ａ）と同様の位置で切断した断面図にて示されている。図８（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６の一つには、照射ジグ５２を介して試料容器としての細胞収納用容器５０が取り付けられる。細胞収納用容器５０は、容器部１５０とキャップ部２５０とで構成され、細胞収納用容器５０の容器部１５０内には、放射線が照射される試料としての細胞（生物試料）が収納される。なお、本実施形態では、細胞を収納した細胞収納用容器５０が照射ジグ５２を介して密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられるが、細胞収納用容器５０と同様の構造の試料容器が化合物や試薬等の化学試料、Ｘ線フィルム等の材料を収納した状態で照射ジグ５２を介して密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられてもよい。
【００３７】
図７には、照射ジグ５２が細胞収納用容器５０を支持する状態が斜視図にて示されている。図７に示されるように、照射ジグ５２は、短柱状の頭部５４を備えると共に、この頭部５４の軸線方向一端側から同軸的かつ一体に延設された取付部５６を備えている。この取付部５６は、頭部５４に比べて小径とされた短円柱状に形成されており、図８（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６へ挿入されて取り付けられる。取付部５６の外周面には、取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図６参照）に螺合可能な雄ネジ部５６Ａが形成されている。この雄ネジ部５６Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図６参照）に螺合することで、照射ジグ５２が密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられるようになっている。なお、取付部５６と頭部５４との境界部にシール部材（Ｏリング）を設ける構成にすることが好ましい。
【００３８】
また、照射ジグ５２においては、細胞収納用容器５０を挟持可能な支持具本体５８が取付部５６に一体的に設けられており、照射ジグ５２が密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられた状態では、支持具本体５８がファントム容器１２内に配置されるようになっている。図７に示されるように、支持具本体５８は、可撓性を備えると共に、基端部５８Ａ側（取付部５６側）を除く部位が先端部５８Ｂ側へ向けて枝分かれするように複数本延出されており、枝分かれした先端部５８Ｂで細胞収納用容器５０のキャップ部２５０を挟持可能となっている。支持具本体５８を構成する材料（材質）としては、本実施形態ではアクリルが適用される。但し、支持具本体５８を構成する材料（材質）は、アクリルに代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の合成樹脂材や金属類が適用されてもよい。
【００３９】
支持具本体５８の外周側には、Ｏリング６０が配設されており、このＯリング６０の内径は、支持具本体５８の基端部５８Ａ側よりも若干大径に設定されている。Ｏリング６０は、支持具本体５８の先端部５８Ｂが細胞収納用容器５０を挟持した状態では、支持具本体５８の長手方向中間部（基端部５８Ａと先端部５８Ｂとの間）に配置されて支持具本体５８の先端部５８Ｂの撓み変形を抑制するストッパ（固定具）として機能している。なお、Ｏリング６０に代えて、針金や輪ゴム等のような他のストッパ（固定具）を適用してもよい。
【００４０】
以上により、図８（Ｂ）に示されるように、細胞収納用容器５０は、照射ジグ５２によって支持可能とされ、照射ジグ５２を介してファントム容器１２内に配置可能とされている。換言すれば、多目的ファントム１０は、ファントム容器１２内での細胞照射を実現するファントムとして用いることが可能になっている。なお、ファントム容器１２内での細胞照射は、生物学的な評価を行うための照射である。そして、生物学的な評価は放射線治療効果の検証・評価には欠かせないものといえる。
【００４１】
一方、図９には、複数の座標確認用ジグ７０がジグ取付用基板（ジグ取付用ブラケット）６４を介して密閉蓋２０に取り付けられた状態が示されている。図９（Ａ）は縦断面図（図９（Ｂ）の９Ａ−９Ａ線に沿った断面図）であり、図９（Ｂ）は平面図である。
【００４２】
図９に示されるように、密閉蓋２０の内側（内面側）には、ボルト２８Ｄによってジグ取付用基板６４が取り付け可能とされている。すなわち、ジグ取付用基板６４のボルト挿通孔６４Ａ（図１０参照）を貫通するボルト２８Ｄがワッシャ２８Ｅに挿通されてウエルドナット２８Ａ（雌ネジ部）に螺合されることで、密閉蓋２０の内面側にジグ取付用基板６４が取り付けられる構成になっている。
【００４３】
図１０には、ジグ取付用基板６４が平面図にて示されている。図１０に示されるように、ジグ取付用基板６４は、略円板状とされており、複数の設置孔６６がほぼ全域に貫通形成されて放射状に配列されている。
【００４４】
図９（Ａ）に示されるように、設置孔６６は、ボルト挿通孔とされており、ボルト６８によって、複数の座標確認用ジグ７０がジグ取付用基板６４に取り付け可能とされている。すなわち、座標確認用ジグ７０が円柱形状に形成されると共にその底部（ジグ取付用基板６４に取り付けられる側の部位）にネジ穴部７０Ａが形成され、ボルト６８がジグ取付用基板６４の設置孔６６を貫通して座標確認用ジグ７０のネジ穴部７０Ａの雌ネジ部に螺合されれば、座標確認用ジグ７０はジグ取付用基板６４に取り付けられる。
【００４５】
座標確認用ジグ７０は、ＣＴ撮影装置（診断装置）、治療計画装置（放射線量の理論計算を行う治療計画計算機）、及び治療室（実際に照射する照射場）等のすべての座標系を確認するためのジグである。座標確認用ジグ７０は、本実施形態ではアクリル製とされ、種々の高さに設定されてその頂部（取付状態における突出先端部）に位置確認用の金属球７２が取り付けられている。なお、座標確認用ジグ７０を構成する材料（材質）は、アクリルに代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の合成樹脂材、シリコン、木材、金属等が適用されてもよい。また、金属球７２に代えて、高密度の樹脂で構成された小球が適用されてもよい。
【００４６】
図１１は、座標確認用ジグ７０をＸ線撮影した場合の撮影イメージ図であり、図１１（Ａ）は側面側から撮影した状態を示し、図１１（Ｂ）は図９（Ａ）の下方側から撮影した状態を示す。図１１に示されるように、座標確認用ジグ７０をＸ線撮影すると、金属球７２が画像上に映し出される。これらの金属球７２の座標がＣＴ撮影装置、治療計画装置、治療室での撮影装置等で読み取られることによって、それぞれの座標系が確認される。
【００４７】
（多目的ファントムの使用方法）
放射線治療システムは、ＣＴ断層画像を撮影するためのＣＴ撮影装置、被検体（患者）の治療部に放射線を照射して治療するための放射線治療装置、及び放射線の照射位置及び照射線量等の治療計画を立案するためのコンピュータで構成された治療計画装置を組合せて構成されている。
【００４８】
以下、本実施の形態の多目的ファントム１０を用いて、放射線治療装置の幾何学的な位置精度を検証する場合の多目的ファントム１０の使用方法について説明する。
【００４９】
まず、図９に示される複数の座標確認用ジグ７０をジグ取付用基板６４に取り付けた後、複数の座標確認用ジグ７０が取り付けられたジグ取付用基板６４を密閉蓋２０の内面側に取り付ける。次に、複数の座標確認用ジグ７０がファントム容器１２内に収納されるように、複数の座標確認用ジグ７０及びジグ取付用基板６４が取り付けられた密閉蓋２０によって、ファントム容器１２の開口部１４を閉鎖する。これによって、ファントム容器１２の内部に複数の座標確認用ジグ７０が収納された座標確認用のファントムとして組み立てられる。
【００５０】
ＣＴ撮影装置の寝台テーブルに上記のように組み立てた座標確認用のファントム（多目的ファントム１０）をセットし、放射線治療計画を行う手順と同様の手順で多目的ファントム１０をスキャンしながら、ＣＴ撮影を行い、ＣＴ断層画像を取得する。次に、取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置に取り込み、ＣＴ断層画像を表示させ、マウスでのプロッティングなどにより、治療計画装置上での金属球７２の座標を取得する。取得した治療計画装置上での座標を、実物のファントム容器１２内における金属球７２の幾何学的な座標と比較することで、両者の一致を確かめる（すなわち、治療計画装置が持つ座標系と、ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する）。両者の一致を確認した後に、治療計画を立案する。
【００５１】
立案した治療計画データを放射線治療装置に転送し、治療室内に設置されたＸ線撮影装置により座標確認用のファントム（多目的ファントム）１０を撮影しながら治療用位置決め装置を用いて治療計画画像と同様の画像が得られる位置になるように座標確認用のファントム（多目的ファントム）１０を移動させ、位置決めを行う。位置決めが行われた状態で得られるＸ線撮影画像と治療計画画像とを照合することで、放射線治療システムの幾何学的位置を確認することができる。これにより、治療計画装置によって計算された放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場が持つ座標系の一致が確認される。なお、照合した結果、Ｘ線撮影画像と治療計画画像とがずれている場合には、Ｘ線撮影画像と治療計画画像とが一致するように放射線治療システムのキャリブレーションを行う。
【００５２】
次に、本実施の形態の多目的ファントム１０を用いて、放射線照射部位の生物学的評価を行う場合の多目的ファントム１０の使用方法について説明する。
【００５３】
この場合には、まず、図４（Ａ）に示されるように、肺等価物質（例えば、空気）が収納された肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質（例えば、リン酸水素二カリウム水溶液）が収納された骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質（例えば、エタノール）が収納された脂肪等価物質収納容器４０Ｃを器具用基板３０に取り付け、肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質収納容器４０Ｃが取り付けられた器具用基板３０を密閉蓋２０の内側に取り付ける。
【００５４】
一方、ファントム容器１２には、筋肉等価物質（例えば、水）を収納する。続いて、ファントム容器１２内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器４０Ｃが浸漬されるように、密閉蓋２０によってファントム容器１２の開口部１４を閉鎖し、複数のボルト２２Ａをそれぞれナット２２Ｂに螺合させて密閉蓋２０でファントム容器１２を密閉して、生物学的効果確認用のファントムとして組み立てる。なお、密閉蓋２０に穿設された取付孔２６には、取付孔密閉用のネジキャップ２５を取り付け、全ての取付孔２６を密閉しておく。
【００５５】
上記の使用方法と同様に、ＣＴ撮影装置の寝台テーブルに生物学的効果確認用のファントム（多目的ファントム１０）をセットし、放射線治療計画を行う手順と同様の手順で生物学的効果確認用のファントム（多目的ファントム）１０をスキャンしながら、ＣＴ撮影を行い、ＣＴ断層画像を取得する。次に、取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置に取り込み、そのＣＴ断層画像に基づいて、ファントム１０のファントム容器１２内の放射線を照射する放射線照射位置を決定し、その照射位置での放射線量を計算する（治療計画の立案）。
【００５６】
次に、多目的ファントム１０については、放射線照射位置に対応する取付孔密閉用のネジキャップ２５の一つを取り外し、取付孔密閉用のネジキャップ２５を取り外した密閉蓋２０の取付孔２６に、図８（Ａ）に示されるように、放射線計測器ジグ４４を用いて放射線計測器４２を取り付け、前述のように決定された放射線照射位置に放射線計測部位が一致するようにセットする。そして、放射線計測器４２が取り付けられた多目的ファントム１０を治療室内に設置されたＸ線撮影装置を用いて放射線治療装置にセットする。
【００５７】
一方、治療計画装置で立案した治療計画データを放射線治療装置に転送し、放射線計測器４２が取り付けられた多目的ファントム１０を治療室内に設置されたＸ線撮影装置により撮影しながら、治療用位置決め装置を用いて多目的ファントム１０の放射線照射位置が放射線の照射位置となるように多目的ファントム１０を移動させて位置決めを行う。そして、位置決めされた多目的ファントム１０に放射線を照射して、前記放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を放射線計測器４２により計測し、治療計画装置での計算値と比較する。
【００５８】
放射線量を計測した後、放射線治療装置から多目的ファントム１０を降ろして、放射線計測器４２を取り外し、放射線計測器４２が取り付けられていた取付孔２６に、放射線計測器４２に代えて、図８（Ｂ）に示されるように、放射線が照射される細胞を収納した細胞収納用容器５０を支持した照射ジグ５２を取り付ける。照射ジグ５２を取り付ける際、細胞収納用容器５０に収納した細胞が、上記のようにして決定された放射線照射位置に位置するように取り付ける。そして、細胞を収納した細胞収納用容器５０が内部に支持された多目的ファントム１０を放射線治療装置にセットする。
【００５９】
次に、放射線量を計測する際に使用した治療計画データを用いて、細胞を収納した細胞収納用容器５０が内部に支持された多目的ファントム１０を、治療室内に設置されたＸ線撮影装置により撮影しながら、治療用位置決め装置を用いて多目的ファントム１０内の細胞に放射線を照射できる位置に移動させ位置決めを行う。そして、位置決めされた多目的ファントム１０内の細胞に放射線を照射し、放射線が照射された細胞を用いて生物学的効果を評価する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係る多目的ファントム１０及び多目的ファントムの使用方法によれば、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能になる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、図１に示される密閉蓋２０の取付孔２６が円形状のネジ孔とされた例について説明したが、取付孔は、円形状のネジ孔に代えて、三角形、四角形（台形等）、その他の多角形等のような様々な形状の孔であってもよく、これらの孔に挿入された器具が、ピン留め、ロック式による固定、接着剤等による固定等で取り付けられてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、図５に示される放射線計測器ジグ４４が平面視で外形が円形状（略円筒状）とされているが、放射線計測器ジグは、平面視での外形が四角形（矩形や台形）、その他の多角形等の様々な形状に置き換えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 多目的ファントム
１２ ファントム容器（密閉容器）
２０ 密閉蓋
２６ 取付孔
３０ 器具用基板
３２ 貫通穴（貫通部）
４０ 収納容器
４０Ａ 肺等価物質収納容器
４０Ｂ 骨等価物質収納容器
４０Ｃ 脂肪等価物質収納容器
４２ 放射線計測器（使用目的に応じた器具）
５０ 細胞収納用容器（試料容器）
５２ 照射ジグ（支持具（使用目的に応じた器具））
６４ ジグ取付用基板
７０ 座標確認用ジグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線治療や放射線診断に従事するユーザーは、放射線治療で必要とされるパラメータの取得、ＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴ等での画質評価等でそれぞれの目的に応じてファントムを用意してきた。例えば、放射線治療では、患者体内の不均質な状態を均質媒質へ置き換え、体内での放射線の線量分布を計算して治療計画を立案している。この際、予め撮影された患部を含むＣＴ画像が用いられ、そのＣＴ画像より得られるＣＴ値を用いて均質媒質への換算を行っている。このように、ＣＴ画像より得られるＣＴ値を用いて不均質媒質を均質媒質へ置き換えるためには、患者体内で想定される様々な物質の「電子密度とＣＴ値の相関テーブル」が必要になる。そのために、電子密度ファントムが用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
電子密度ファントム内には、人体を構成する様々な物質（組織等価物質）が封入されている。組織等価物質の例としては、筋肉等価物質（水）、肺等価物質（空気）、骨等価物質（リン酸水素二カリウム水溶液）、及び脂質等価物質（エタノール）等が挙げられる。この電子密度ファントムのＣＴ画像より各々の物質のＣＴ値を測定し、物質の電子密度と関連付けることで、電子密度とＣＴ値の相関テーブルが作成される。
【０００４】
近年の放射線治療は、強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）、トモセラピー、サイバーナイフ、及び粒子線治療等、従来の放射線治療と比べて高度化が進み、一連の治療プロセスが複雑化してきている。そのため、治療計画装置等で多種多様に亘る計算を行い、治療計画を立案している。この過程は複雑、かつ、その一部がブラックボックスとなっているため、ユーザーはＣＴ撮影等の診断から治療までの一連のプロセスを、物理学的かつ生物学的に総合評価する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６０−１５９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の電子密度ファントムや画質評価を目的としたＪＩＳファントム（ＪＩＳ Ｚ４９２３規格準拠品）等は、既に製品として販売されている。しかし、これらのファントムは独立した一つの製品となっているため、同一の幾何学的条件下で物理学的かつ生物学的に総合評価することができない。すなわち、現在製品として販売されているファントムは、それぞれの用途に特化したファントムとなっており、診断から治療までのすべてをカバーするファントムは存在しない。また、放射線治療効果の検証・評価には生物学的な評価が欠かせないが、そのような生物学的な評価を行うためにファントム内で細胞照射を実現するようなファントムは存在しない。
【０００７】
本発明は、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能な多目的ファントム及びその多目的ファントムの使用方法を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の多目的ファントムは、密閉可能な密閉容器と、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、を含んで構成されている。
【０００９】
複数の収納容器としては、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を用いることができる。これらの収納容器にそれぞれの組織等価物質が収納された状態で、器具用基板を介して密閉蓋の内側に収納容器を取り付けた後、密閉蓋で密閉容器が密閉された状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得すれば、そのＣＴ断層画像を、放射線照射位置の決定及び放射線量の理論計算に用いる計算機（治療計画装置）内へ取り込むことにより、密閉容器内の放射線照射位置の決定、及びその照射位置での放射線量を計算することが可能となる。
【００１０】
また、使用目的に応じた器具としては、密閉容器内に照射された放射線量を計測する放射線計測器、及び放射線が照射される試料を収納した試料容器を支持する支持具を用いることができる。このため、密閉蓋の取付孔に放射線計測器を取り付けることで、密閉容器内において所定の放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量が計測可能となる。また、放射線計測器を取り付けた取付孔に、放射線計測器に代えて、放射線が照射される試料が収納された試料容器を支持する支持具が取り付けられ、放射線照射位置に試料を位置させた状態で試料に放射線が照射されることにより、生物学的効果を評価することが可能となる。
【００１１】
また、密閉蓋の内側にジグ取付用基板が取り付け可能になっており、ジグ取付用基板には複数の座標確認用ジグが取り付け可能になっている。このため、密閉容器の任意の位置に、複数の座標確認用ジグが配置可能になっている。
【００１２】
本発明の多目的ファントムの使用方法は、密閉可能な密閉容器と、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む複数の収納容器と、前記複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、を含む多目的ファントムの使用方法であって、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器が取り付けられた前記器具用基板を前記密閉蓋の内側に取り付けると共に、前記密閉容器に筋肉等価物質を収納し、前記密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器を浸漬して前記密閉蓋で前記密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第１ステップと、前記第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、前記密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する第２ステップと、前記密閉蓋の前記取付孔に前記放射線計測器を取り付け、前記第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する第３ステップと、前記放射線計測器を取り外した前記取付孔に、前記放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、前記放射線照射位置に前記細胞を位置させた状態で前記細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する第４ステップと、を含んでいる。
【００１３】
すなわち、第１ステップでは、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器が取り付けられた器具用基板を密閉蓋の内側に取り付けると共に、密閉容器に筋肉等価物質を収納し、密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器を浸漬して密閉蓋で密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する。第２ステップでは、第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する。第３ステップでは、密閉蓋の取付孔に放射線計測器を取り付け、第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する。第４ステップでは、放射線計測器を取り外した取付孔に、放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、放射線照射位置に細胞を位置させた状態で細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する。このように、多目的ファントムは診断から治療までの多用途に兼用される。
【００１４】
また、多目的ファントムの使用方法は、前記多目的ファントムに、複数の座標確認用ジグと、前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、を設け、前記複数の座標確認用ジグが取り付けられた前記ジグ取付用基板を前記密閉蓋の内側に取り付け、前記密閉蓋で前記密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第５ステップと、前記第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を前記治療計画装置内へ取り込み、前記治療計画装置が持つ座標系と、前記ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する第６ステップと、前記治療計画装置によって計算された前記放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場（治療室等）が持つ座標系の一致を確認する第７ステップと、をさらに含んでもよい。
【００１５】
すなわち、第５ステップでは、複数の座標確認用ジグが取り付けられたジグ取付用基板を密閉蓋の内側に取り付け、密閉蓋で密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する。第６ステップでは、第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、治療計画装置が持つ座標系と、ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する。第７ステップでは、治療計画装置によって計算された放射線照射位置の座標と、実際に放射線を照射する治療室等が持つ座標系の一致を確認する。これにより、診断に該当するＣＴ撮影装置から治療に該当する放射線照射場（治療室等）までの一連プロセスの位置座標が確認される。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明の多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法によれば、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能になるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの密閉蓋を示す平面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの器具用基板を示す平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムを収納容器が取り付けられた状態で示す図である。図４（Ａ）は縦断面図（図４（Ｂ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図）である。図４（Ｂ）は平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの放射線計測器ジグを示す図である。図５（Ａ）は平面図（図５（Ｂ）の矢印５Ａ方向視の図）である。図５（Ｂ）は縦断面図（図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図）である。
【図６】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの密閉蓋へ放射線計測器が取り付けられた状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムの照射ジグによる細胞収納用容器の支持状態を示す斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムに器具等が取り付けられた状態を示す縦断面図である。図８（Ａ）は収納容器及び放射線計測器等が取り付けられた状態を示す。図８（Ｂ）は収納容器及び照射ジグ等が取り付けられた状態を示す。
【図９】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムを座標確認用ジグが取り付けられた状態で示す図である。図９（Ａ）は縦断面図（図９（Ｂ）の９Ａ−９Ａ線に沿った断面図）である。図９（Ｂ）は平面図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る多目的ファントムのジグ取付用基板を示す平面図である。
【図１１】図９の座標確認用ジグをＸ線撮影した場合の撮影イメージ図である。図１１（Ａ）は側面側より撮影した場合の図である。図１１（Ｂ）は図９（Ａ）の下方側から撮影した場合の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の一実施形態に係る多目的ファントム及び多目的ファントムの使用方法について図１〜図１１を用いて説明する。
【００１９】
（多目的ファントムの構成）
図１には、多目的ファントムの概略構成が分解斜視図で示されている。なお、図１では詳細部を一部簡略化ないし省略して図示している。また、図４には、収納容器が取り付けられた状態の多目的ファントムが示されており、図４（Ａ）は縦断面図（図４（Ｂ）の４Ａ−４Ａ線に沿った断面図）、図４（Ｂ）は平面図でそれぞれ示されている。なお、図４（Ａ）において二点鎖線で示された構成要素は図４（Ａ）の切断面より手前側に配置された構成要素である。
【００２０】
これらの図に示されるように、多目的ファントム１０は、密閉可能な密閉容器としてのファントム容器１２を備えている。ファントム容器１２は、例えば、放射線の透過率が高い透明なプラスチック（本実施形態ではアクリル樹脂）で構成され、有底の略円筒形状に形成されている。多目的ファントム１０が例えば電子密度ファントムとして用いられる場合、ファントム容器１２内には、人体を構成する筋肉の等価物質（筋肉等価物質）の水が充填される。
【００２１】
ファントム容器１２には、その開口部１４からは開口外側へ延設されたフランジ部１６が形成されている。フランジ部１６の上面には、Ｏリング取付溝１６Ａが形成されており、このＯリング取付溝１６Ａは、フランジ部１６の外周に沿って全周に亘る環状に形成されている。Ｏリング取付溝１６Ａには、Ｏリング１８（ゴムパッキン、広義には「シール手段」として把握される要素である。）が嵌め込まれて装着されている。
【００２２】
ファントム容器１２を密閉するための密閉蓋２０は、全体としては略円板状に形成され、図４（Ａ）に示されるように、密閉蓋２０の外周端部はファントム容器１２のフランジ部１６に重ね合わせられてボルト２２Ａ及びナット２２Ｂによって固定される。なお、ファントム容器１２のフランジ部１６と密閉蓋２０との間にＯリング１８を配設する構成が採用されることで、ファントム容器１２及び密閉蓋２０に多少変形（所謂ソリ）が生じても、密閉蓋２０を閉める際にＯリング１８は閉まり性の妨げにはならず、密閉蓋２０の閉めやすさへの影響は殆どない。
【００２３】
密閉蓋２０の外周端部側の外面の所定部位には、気泡収集ケース部２４が形成されており、ファントム容器１２を密閉蓋２０で密閉した状態で、気泡収集ケース部２４の内室２４Ａがファントム容器１２の本体室１２Ａに連通するようになっている。これによって、ファントム容器１２内で発生した気泡を気泡収集ケース部２４の内室２４Ａに収集することが可能である。
【００２４】
図２には、密閉蓋２０が平面図にて示されている。図１及び図２に示されるように、密閉蓋２０の中央部に複数の（本実施形態では五個の）取付孔２６が穿設（板厚方向に貫通形成）されている。これらの取付孔２６は、タップ加工が施されたネジ孔として形成されており、取付孔２６の内面には雌ネジ部２６Ａ（図１参照）が形成されている。雌ネジ部２６Ａによって、取付孔２６には、使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能とされている。使用目的に応じた器具には、詳細後述する放射線計測器４２（図８（Ａ）参照）、支持具としての照射ジグ５２（図８（Ｂ）参照）が含まれる。図６に示されるように、取付孔２６には、密閉蓋２０の外面側（図中上側）に座繰り部２６Ｂが形成されている。
【００２５】
また、図４に示されるように、取付孔２６に使用目的に応じた器具を取り付けない場合には、取付孔密閉用のネジキャップ（ジグ）２５の雄ネジ部２５Ａ（図１参照）が取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図１参照）に螺合される。ここで、図１に示されるネジキャップ２５の軸部回りの頭部２５Ｂ寄りにはシール材としてのＯリング２５Ｃが配置されており、ネジキャップ２５の雄ネジ部２５Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合されることで、取付孔２６が密閉される。取付孔２６を密閉することによって、密閉蓋２０で複数の取付孔２６を密閉した状態でファントム容器１２を密閉することが可能となっている。
【００２６】
図４（Ａ）に示されるように、密閉蓋２０の内側（内面側）には、複数のナット２８Ａが埋設されて固着されており、ボルト２８Ｂによって器具用基板（器具用ブラケット）３０が取り付け可能とされている。すなわち、図１に示される器具用基板３０のボルト挿通孔３０Ａを貫通するボルト２８Ｂがワッシャ２８Ｃに挿通されてナット２８Ａに螺合されることで、密閉蓋２０の内面側に器具用基板３０が取り付けられる構成になっている。なお、ナット２８Ａに代えて、密閉蓋２０の内側（内面側）にネジ穴部が直接形成されていてもよい。
【００２７】
図３には、器具用基板３０が平面図にて示されている。図３に示されるように、器具用基板３０は略円板状とされ、中央部側にクロス状（十字状）の貫通穴３２が形成されている。なお、本実施形態では、一例として、中央部側にクロス状の貫通穴３２を形成したが、貫通穴（貫通部）の加工位置およびその形状は他の形状としてもよい。図４（Ｂ）に示されるように、この貫通穴３２は、密閉蓋２０の複数の取付孔２６の位置に対応する領域に形成されている。これによって、密閉蓋２０に取り付けられた使用目的に応じた器具が貫通穴３２を貫通するようになっている。
【００２８】
また、図３に示されるように、器具用基板３０には、複数の設置孔３４が貫通穴３２を除くほぼ全域の縦横方向に等間隔に形成されている。図１に示されるように、設置孔３４は、ボルト挿通孔とされており、ボルト３６によって、複数の収納容器４０が器具用基板３０の目的とする位置に取り付け可能とされている。すなわち、図４（Ａ）に示されるように、収納容器４０は容器部１４０とキャップ部２４０とで構成されると共にキャップ部２４０にネジ穴部が形成され、ボルト３６が器具用基板３０の設置孔３４を貫通して収納容器４０の前記ネジ穴部の雌ネジ部に螺合されれば、収納容器４０は器具用基板３０に取り付けられる。
【００２９】
多目的ファントム１０が電子密度ファントムとして用いられる場合、収納容器４０内には人体組織と等価な組織等価物質（ＣＴ値測定試料）が収納される。組織等価物質の例として、肺等価物質（例えば、空気）、骨等価物質（例えば、リン酸水素二カリウム水溶液）、脂質等価物質（例えば、エタノール）等が挙げられる。前述した複数の収納容器４０としては、図１に示されるように、肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器４０Ｃを挙げることができる。
【００３０】
一方、図８（Ａ）には、多目的ファントム１０に放射線計測器４２等を取り付けた状態が図４（Ａ）と同様の位置で切断した断面図にて示されている。図８（Ａ）に示される放射線計測器４２は、ファントム容器１２内に照射された放射線量を計測する計測器であり、放射線計測器ジグ４４を介して、密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられる。図５には放射線計測器ジグ４４が示されており、図５（Ａ）は平面図、図５（Ｂ）は縦断面図（図５（Ａ）の５Ｂ−５Ｂ線に沿った断面図）である。
【００３１】
これらの図に示されるように、放射線計測器ジグ４４は、貫通孔４６が形成された略筒状に形成され、図５（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６へ挿入されて取り付けられる挿入部４４Ａを備えている。挿入部４４Ａの外周面には、密閉蓋２０の取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合可能な雄ネジ部１４４Ａが形成されており、この雄ネジ部１４４Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａに螺合することで、放射線計測器ジグ４４の挿入部４４Ａが密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられる。
【００３２】
また、放射線計測器ジグ４４の挿入部４４Ａの軸線方向一端側には、拡径部４４Ｂが設けられている。拡径部４４Ｂは、挿入部４４Ａよりも外径が大きく形成されると共に、密閉蓋２０におけるファントム容器１２（図８（Ａ）参照）側とは反対側に配置される。この拡径部４４Ｂと挿入部４４Ａとの境界部には、平面視で環状のＯリング取付溝４４Ｃが形成され、このＯリング取付溝４４ＣにＯリング４８Ａが装着されている。
【００３３】
また、拡径部４４Ｂには、挿入部４４Ａ側とは反対側に貫通孔４６の一端側を構成する座繰り孔４６Ａが形成されている。座繰り孔４６Ａの底面の径方向外側の部位には、Ｏリング取付溝４６Ｚが形成されており、このＯリング取付溝４６ＺにＯリング４８Ｂが装着されている。座繰り孔４６Ａの内周面には雌ネジ部１４６Ａが形成されており、放射線計測器４２（図６参照）の取付用となっている。
【００３４】
図６に示されるように、放射線計測器４２は、長尺状の本体部に電離箱４２Ａを備え、電離箱４２Ａに隣接して取付部４２Ｂを備えると共に、取付部４２Ｂに対して電離箱４２Ａとは反対側に取付部４２Ｂよりも小径で放射線計測器ジグ４４の貫通孔４６からファントム容器１２（図８（Ａ）参照）内に挿入される棒状の挿入部４２Ｃを備えている。取付部４２Ｂの外周面には、雄ネジ部１４２Ｂが形成されており、雄ネジ部１４２Ｂは、放射線計測器ジグ４４の雌ネジ部１４６Ａに螺合可能とされている。
【００３５】
以上により、図８（Ａ）に示されるように、放射線計測器４２は、放射線計測器ジグ４４によってファントム容器１２内に配置可能とされている。これにより、ＣＴ断層画像撮影により得られるＣＴ断層画像を基に、放射線量の理論計算を行うソフトウェア（治療計画計算機）上で求められた照射位置での放射線量を、放射線計測器４２での計測により確認することができる。換言すれば、多目的ファントム１０は、放射線量の理論計算を行うソフトウェア（治療計画計算機）での計算結果を、放射線計測器４２による実測にて検証可能なファントムとして用いることができ、後述の細胞照射時の放射線量を正確に求めることが可能なファントムである。
【００３６】
また、図８（Ｂ）には、多目的ファントム１０に照射ジグ５２等を取り付けた状態が図８（Ａ）と同様の位置で切断した断面図にて示されている。図８（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６の一つには、照射ジグ５２を介して試料容器としての細胞収納用容器５０が取り付けられる。細胞収納用容器５０は、容器部１５０とキャップ部２５０とで構成され、細胞収納用容器５０の容器部１５０内には、放射線が照射される試料としての細胞（生物試料）が収納される。なお、本実施形態では、細胞を収納した細胞収納用容器５０が照射ジグ５２を介して密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられるが、細胞収納用容器５０と同様の構造の試料容器が化合物や試薬等の化学試料、Ｘ線フィルム等の材料を収納した状態で照射ジグ５２を介して密閉蓋２０の取付孔２６に取り付けられてもよい。
【００３７】
図７には、照射ジグ５２が細胞収納用容器５０を支持する状態が斜視図にて示されている。図７に示されるように、照射ジグ５２は、短柱状の頭部５４を備えると共に、この頭部５４の軸線方向一端側から同軸的かつ一体に延設された取付部５６を備えている。この取付部５６は、頭部５４に比べて小径とされた短円柱状に形成されており、図８（Ｂ）に示されるように、密閉蓋２０の取付孔２６へ挿入されて取り付けられる。取付部５６の外周面には、取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図６参照）に螺合可能な雄ネジ部５６Ａが形成されている。この雄ネジ部５６Ａが取付孔２６の雌ネジ部２６Ａ（図６参照）に螺合することで、照射ジグ５２が密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられるようになっている。なお、取付部５６と頭部５４との境界部にシール部材（Ｏリング）を設ける構成にすることが好ましい。
【００３８】
また、照射ジグ５２においては、細胞収納用容器５０を挟持可能な支持具本体５８が取付部５６に一体的に設けられており、照射ジグ５２が密閉蓋２０の取付孔２６へ取り付けられた状態では、支持具本体５８がファントム容器１２内に配置されるようになっている。図７に示されるように、支持具本体５８は、可撓性を備えると共に、基端部５８Ａ側（取付部５６側）を除く部位が先端部５８Ｂ側へ向けて枝分かれするように複数本延出されており、枝分かれした先端部５８Ｂで細胞収納用容器５０のキャップ部２５０を挟持可能となっている。支持具本体５８を構成する材料（材質）としては、本実施形態ではアクリルが適用される。但し、支持具本体５８を構成する材料（材質）は、アクリルに代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の合成樹脂材や金属類が適用されてもよい。
【００３９】
支持具本体５８の外周側には、Ｏリング６０が配設されており、このＯリング６０の内径は、支持具本体５８の基端部５８Ａ側よりも若干大径に設定されている。Ｏリング６０は、支持具本体５８の先端部５８Ｂが細胞収納用容器５０を挟持した状態では、支持具本体５８の長手方向中間部（基端部５８Ａと先端部５８Ｂとの間）に配置されて支持具本体５８の先端部５８Ｂの撓み変形を抑制するストッパ（固定具）として機能している。なお、Ｏリング６０に代えて、針金や輪ゴム等のような他のストッパ（固定具）を適用してもよい。
【００４０】
以上により、図８（Ｂ）に示されるように、細胞収納用容器５０は、照射ジグ５２によって支持可能とされ、照射ジグ５２を介してファントム容器１２内に配置可能とされている。換言すれば、多目的ファントム１０は、ファントム容器１２内での細胞照射を実現するファントムとして用いることが可能になっている。なお、ファントム容器１２内での細胞照射は、生物学的な評価を行うための照射である。そして、生物学的な評価は放射線治療効果の検証・評価には欠かせないものといえる。
【００４１】
一方、図９には、複数の座標確認用ジグ７０がジグ取付用基板（ジグ取付用ブラケット）６４を介して密閉蓋２０に取り付けられた状態が示されている。図９（Ａ）は縦断面図（図９（Ｂ）の９Ａ−９Ａ線に沿った断面図）であり、図９（Ｂ）は平面図である。
【００４２】
図９に示されるように、密閉蓋２０の内側（内面側）には、ボルト２８Ｄによってジグ取付用基板６４が取り付け可能とされている。すなわち、ジグ取付用基板６４のボルト挿通孔６４Ａ（図１０参照）を貫通するボルト２８Ｄがワッシャ２８Ｅに挿通されてウエルドナット２８Ａ（雌ネジ部）に螺合されることで、密閉蓋２０の内面側にジグ取付用基板６４が取り付けられる構成になっている。
【００４３】
図１０には、ジグ取付用基板６４が平面図にて示されている。図１０に示されるように、ジグ取付用基板６４は、略円板状とされており、複数の設置孔６６がほぼ全域に貫通形成されて放射状に配列されている。
【００４４】
図９（Ａ）に示されるように、設置孔６６は、ボルト挿通孔とされており、ボルト６８によって、複数の座標確認用ジグ７０がジグ取付用基板６４に取り付け可能とされている。すなわち、座標確認用ジグ７０が円柱形状に形成されると共にその底部（ジグ取付用基板６４に取り付けられる側の部位）にネジ穴部７０Ａが形成され、ボルト６８がジグ取付用基板６４の設置孔６６を貫通して座標確認用ジグ７０のネジ穴部７０Ａの雌ネジ部に螺合されれば、座標確認用ジグ７０はジグ取付用基板６４に取り付けられる。
【００４５】
座標確認用ジグ７０は、ＣＴ撮影装置（診断装置）、治療計画装置（放射線量の理論計算を行う治療計画計算機）、及び治療室（実際に照射する照射場）等のすべての座標系を確認するためのジグである。座標確認用ジグ７０は、本実施形態ではアクリル製とされ、種々の高さに設定されてその頂部（取付状態における突出先端部）に位置確認用の金属球７２が取り付けられている。なお、座標確認用ジグ７０を構成する材料（材質）は、アクリルに代えて、ポリエチレン、ポリプロピレン等の他の合成樹脂材、シリコン、木材、金属等が適用されてもよい。また、金属球７２に代えて、高密度の樹脂で構成された小球が適用されてもよい。
【００４６】
図１１は、座標確認用ジグ７０をＸ線撮影した場合の撮影イメージ図であり、図１１（Ａ）は側面側から撮影した状態を示し、図１１（Ｂ）は図９（Ａ）の下方側から撮影した状態を示す。図１１に示されるように、座標確認用ジグ７０をＸ線撮影すると、金属球７２が画像上に映し出される。これらの金属球７２の座標がＣＴ撮影装置、治療計画装置、治療室での撮影装置等で読み取られることによって、それぞれの座標系が確認される。
【００４７】
（多目的ファントムの使用方法）
放射線治療システムは、ＣＴ断層画像を撮影するためのＣＴ撮影装置、被検体（患者）の治療部に放射線を照射して治療するための放射線治療装置、及び放射線の照射位置及び照射線量等の治療計画を立案するためのコンピュータで構成された治療計画装置を組合せて構成されている。
【００４８】
以下、本実施の形態の多目的ファントム１０を用いて、放射線治療装置の幾何学的な位置精度を検証する場合の多目的ファントム１０の使用方法について説明する。
【００４９】
まず、図９に示される複数の座標確認用ジグ７０をジグ取付用基板６４に取り付けた後、複数の座標確認用ジグ７０が取り付けられたジグ取付用基板６４を密閉蓋２０の内面側に取り付ける。次に、複数の座標確認用ジグ７０がファントム容器１２内に収納されるように、複数の座標確認用ジグ７０及びジグ取付用基板６４が取り付けられた密閉蓋２０によって、ファントム容器１２の開口部１４を閉鎖する。これによって、ファントム容器１２の内部に複数の座標確認用ジグ７０が収納された座標確認用のファントムとして組み立てられる。
【００５０】
ＣＴ撮影装置の寝台テーブルに上記のように組み立てた座標確認用のファントム（多目的ファントム１０）をセットし、放射線治療計画を行う手順と同様の手順で多目的ファントム１０をスキャンしながら、ＣＴ撮影を行い、ＣＴ断層画像を取得する。次に、取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置に取り込み、ＣＴ断層画像を表示させ、マウスでのプロッティングなどにより、治療計画装置上での金属球７２の座標を取得する。取得した治療計画装置上での座標を、実物のファントム容器１２内における金属球７２の幾何学的な座標と比較することで、両者の一致を確かめる（すなわち、治療計画装置が持つ座標系と、ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する）。両者の一致を確認した後に、治療計画を立案する。
【００５１】
立案した治療計画データを放射線治療装置に転送し、治療室内に設置されたＸ線撮影装置により座標確認用のファントム（多目的ファントム）１０を撮影しながら治療用位置決め装置を用いて治療計画画像と同様の画像が得られる位置になるように座標確認用のファントム（多目的ファントム）１０を移動させ、位置決めを行う。位置決めが行われた状態で得られるＸ線撮影画像と治療計画画像とを照合することで、放射線治療システムの幾何学的位置を確認することができる。これにより、治療計画装置によって計算された放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場が持つ座標系の一致が確認される。なお、照合した結果、Ｘ線撮影画像と治療計画画像とがずれている場合には、Ｘ線撮影画像と治療計画画像とが一致するように放射線治療システムのキャリブレーションを行う。
【００５２】
次に、本実施の形態の多目的ファントム１０を用いて、放射線照射部位の生物学的評価を行う場合の多目的ファントム１０の使用方法について説明する。
【００５３】
この場合には、まず、図４（Ａ）に示されるように、肺等価物質（例えば、空気）が収納された肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質（例えば、リン酸水素二カリウム水溶液）が収納された骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質（例えば、エタノール）が収納された脂肪等価物質収納容器４０Ｃを器具用基板３０に取り付け、肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質収納容器４０Ｃが取り付けられた器具用基板３０を密閉蓋２０の内側に取り付ける。
【００５４】
一方、ファントム容器１２には、筋肉等価物質（例えば、水）を収納する。続いて、ファントム容器１２内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された肺等価物質収納容器４０Ａ、骨等価物質が収納された骨等価物質収納容器４０Ｂ、及び脂肪等価物質が収納された脂肪等価物質収納容器４０Ｃが浸漬されるように、密閉蓋２０によってファントム容器１２の開口部１４を閉鎖し、複数のボルト２２Ａをそれぞれナット２２Ｂに螺合させて密閉蓋２０でファントム容器１２を密閉して、生物学的効果確認用のファントムとして組み立てる。なお、密閉蓋２０に穿設された取付孔２６には、取付孔密閉用のネジキャップ２５を取り付け、全ての取付孔２６を密閉しておく。
【００５５】
上記の使用方法と同様に、ＣＴ撮影装置の寝台テーブルに生物学的効果確認用のファントム（多目的ファントム１０）をセットし、放射線治療計画を行う手順と同様の手順で生物学的効果確認用のファントム（多目的ファントム）１０をスキャンしながら、ＣＴ撮影を行い、ＣＴ断層画像を取得する。次に、取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置に取り込み、そのＣＴ断層画像に基づいて、ファントム１０のファントム容器１２内の放射線を照射する放射線照射位置を決定し、その照射位置での放射線量を計算する（治療計画の立案）。
【００５６】
次に、多目的ファントム１０については、放射線照射位置に対応する取付孔密閉用のネジキャップ２５の一つを取り外し、取付孔密閉用のネジキャップ２５を取り外した密閉蓋２０の取付孔２６に、図８（Ａ）に示されるように、放射線計測器ジグ４４を用いて放射線計測器４２を取り付け、前述のように決定された放射線照射位置に放射線計測部位が一致するようにセットする。そして、放射線計測器４２が取り付けられた多目的ファントム１０を治療室内に設置されたＸ線撮影装置を用いて放射線治療装置にセットする。
【００５７】
一方、治療計画装置で立案した治療計画データを放射線治療装置に転送し、放射線計測器４２が取り付けられた多目的ファントム１０を治療室内に設置されたＸ線撮影装置により撮影しながら、治療用位置決め装置を用いて多目的ファントム１０の放射線照射位置が放射線の照射位置となるように多目的ファントム１０を移動させて位置決めを行う。そして、位置決めされた多目的ファントム１０に放射線を照射して、前記放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を放射線計測器４２により計測し、治療計画装置での計算値と比較する。
【００５８】
放射線量を計測した後、放射線治療装置から多目的ファントム１０を降ろして、放射線計測器４２を取り外し、放射線計測器４２が取り付けられていた取付孔２６に、放射線計測器４２に代えて、図８（Ｂ）に示されるように、放射線が照射される細胞を収納した細胞収納用容器５０を支持した照射ジグ５２を取り付ける。照射ジグ５２を取り付ける際、細胞収納用容器５０に収納した細胞が、上記のようにして決定された放射線照射位置に位置するように取り付ける。そして、細胞を収納した細胞収納用容器５０が内部に支持された多目的ファントム１０を放射線治療装置にセットする。
【００５９】
次に、放射線量を計測する際に使用した治療計画データを用いて、細胞を収納した細胞収納用容器５０が内部に支持された多目的ファントム１０を、治療室内に設置されたＸ線撮影装置により撮影しながら、治療用位置決め装置を用いて多目的ファントム１０内の細胞に放射線を照射できる位置に移動させ位置決めを行う。そして、位置決めされた多目的ファントム１０内の細胞に放射線を照射し、放射線が照射された細胞を用いて生物学的効果を評価する。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態に係る多目的ファントム１０及び多目的ファントムの使用方法によれば、診断から治療までの多用途に兼用することができ、診断から治療までのプロセスを同一の幾何学的条件下で総合的に評価することが可能になる。
【００６１】
なお、上記実施形態では、図１に示される密閉蓋２０の取付孔２６が円形状のネジ孔とされた例について説明したが、取付孔は、円形状のネジ孔に代えて、三角形、四角形（台形等）、その他の多角形等のような様々な形状の孔であってもよく、これらの孔に挿入された器具が、ピン留め、ロック式による固定、接着剤等による固定等で取り付けられてもよい。
【００６２】
また、上記実施形態では、図５に示される放射線計測器ジグ４４が平面視で外形が円形状（略円筒状）とされているが、放射線計測器ジグは、平面視での外形が四角形（矩形や台形）、その他の多角形等の様々な形状に置き換えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１０ 多目的ファントム
１２ ファントム容器（密閉容器）
２０ 密閉蓋
２６ 取付孔
３０ 器具用基板
３２ 貫通穴（貫通部）
４０ 収納容器
４０Ａ 肺等価物質収納容器
４０Ｂ 骨等価物質収納容器
４０Ｃ 脂肪等価物質収納容器
４２ 放射線計測器（使用目的に応じた器具）
５０ 細胞収納用容器（試料容器）
５２ 照射ジグ（支持具（使用目的に応じた器具））
６４ ジグ取付用基板
７０ 座標確認用ジグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉可能な密閉容器と、
使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、
人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、
を含む多目的ファントム。
【請求項２】
肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む前記複数の収納容器を更に含む請求項１記載の多目的ファントム。
【請求項３】
複数の座標確認用ジグと、
前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、
を更に含む請求項１又は請求項２記載の多目的ファントム。
【請求項４】
前記使用目的に応じた器具を、前記密閉容器内に照射された放射線量を計測する放射線計測器、及び放射線が照射される試料を収納した試料容器を支持する支持具とした請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多目的ファントム。
【請求項５】
密閉可能な密閉容器と、
使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、
肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む複数の収納容器と、
前記複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、
を含む多目的ファントムの使用方法であって、
肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器が取り付けられた前記器具用基板を前記密閉蓋の内側に取り付けると共に、前記密閉容器に筋肉等価物質を収納し、前記密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器を浸漬して前記密閉蓋で前記密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、前記密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する第２ステップと、
前記密閉蓋の前記取付孔に前記放射線計測器を取り付け、前記第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する第３ステップと、
前記放射線計測器を取り外した前記取付孔に、前記放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、前記放射線照射位置に前記細胞を位置させた状態で前記細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する第４ステップと、
を含む多目的ファントムの使用方法。
【請求項６】
前記多目的ファントムに、複数の座標確認用ジグと、前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、を設け、
前記複数の座標確認用ジグが取り付けられた前記ジグ取付用基板を前記密閉蓋の内側に取り付け、前記密閉蓋で前記密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第５ステップと、
前記第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を前記治療計画装置内へ取り込み、前記治療計画装置が持つ座標系と、前記ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する第６ステップと、
前記治療計画装置によって計算された前記放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場が持つ座標系の一致を確認する第７ステップと、
を更に含む請求項５記載の多目的ファントムの使用方法。
【請求項１】
密閉可能な密閉容器と、
使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、
人体組織と等価な組織等価物質が収納される複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、
を含む多目的ファントム。
【請求項２】
肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む前記複数の収納容器を更に含む請求項１記載の多目的ファントム。
【請求項３】
複数の座標確認用ジグと、
前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、
を更に含む請求項１又は請求項２記載の多目的ファントム。
【請求項４】
前記使用目的に応じた器具を、前記密閉容器内に照射された放射線量を計測する放射線計測器、及び放射線が照射される試料を収納した試料容器を支持する支持具とした請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の多目的ファントム。
【請求項５】
密閉可能な密閉容器と、
使用目的に応じた器具が着脱可能に取り付け可能な複数の取付孔が穿設されると共に、前記複数の取付孔を密閉した状態で前記密閉容器を密閉することが可能な密閉蓋と、
肺等価物質が収納される肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納される骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納される脂肪等価物質収納容器を含む複数の収納容器と、
前記複数の収納容器が取り付け可能であると共に、前記密閉蓋の内側に取り付け可能で、かつ前記密閉蓋に取り付けられた前記使用目的に応じた器具が貫通する貫通部が設けられた器具用基板と、
を含む多目的ファントムの使用方法であって、
肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器が取り付けられた前記器具用基板を前記密閉蓋の内側に取り付けると共に、前記密閉容器に筋肉等価物質を収納し、前記密閉容器内の筋肉等価物質に、肺等価物質が収納された前記肺等価物質収納容器、骨等価物質が収納された前記骨等価物質収納容器、及び脂肪等価物質が収納された前記脂肪等価物質収納容器を浸漬して前記密閉蓋で前記密閉容器を密閉した状態でＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第１ステップと、
前記第１ステップで取得されたＣＴ断層画像を治療計画装置内へ取り込み、前記密閉容器内の放射線照射位置、及び該放射線照射位置での放射線量を決定する第２ステップと、
前記密閉蓋の前記取付孔に前記放射線計測器を取り付け、前記第２ステップで決定された放射線照射位置へ放射線を照射した際の該放射線照射位置の放射線量を計測する第３ステップと、
前記放射線計測器を取り外した前記取付孔に、前記放射線計測器に代えて、放射線が照射される細胞が収納された細胞収納用容器を支持した支持具を取り付け、前記放射線照射位置に前記細胞を位置させた状態で前記細胞に放射線を照射することにより生物学的効果を評価する第４ステップと、
を含む多目的ファントムの使用方法。
【請求項６】
前記多目的ファントムに、複数の座標確認用ジグと、前記複数の座標確認用ジグが取り付け可能で、かつ前記密閉蓋の内側に取り付け可能なジグ取付用基板と、を設け、
前記複数の座標確認用ジグが取り付けられた前記ジグ取付用基板を前記密閉蓋の内側に取り付け、前記密閉蓋で前記密閉容器の開口を閉鎖した状態で、ＣＴ撮影装置が持つ座標系をもとに前記多目的ファントムをセットアップし、ＣＴ撮影によるＣＴ断層画像を取得する第５ステップと、
前記第５ステップで取得されたＣＴ断層画像を前記治療計画装置内へ取り込み、前記治療計画装置が持つ座標系と、前記ＣＴ撮影装置が持つ座標系の一致を確認する第６ステップと、
前記治療計画装置によって計算された前記放射線照射位置の座標と、実際に放射線照射を実行する放射線照射場が持つ座標系の一致を確認する第７ステップと、
を更に含む請求項５記載の多目的ファントムの使用方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−２３９８３０（Ｐ２０１１−２３９８３０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２３００（Ｐ２０１０−１１２３００）
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（５１０１３４１３４）財団法人医用原子力技術研究振興財団 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１４日（２０１０．５．１４）
【出願人】（５０４１４５３６４）国立大学法人群馬大学 (352)
【出願人】（５１０１３４１３４）財団法人医用原子力技術研究振興財団 (1)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]