(57)【要約】【課題】陽子発生用のターゲット物質を含む、陽子を利用した治療装置が提供される。【解決手段】陽子発生用のターゲット物質を含む、陽子を利用した治療装置は、患者が入ることができる内部空間を有する円筒形のボア部材と、ボア部材の内側面に形成された陽子発生用のターゲット物質と、陽子発生用のターゲット物質から陽子を発生させて患者の腫瘍部位に投射するため、陽子発生用のターゲット物質にレーザービームを供給するレーザーとを具備する。陽子発生用のターゲット物質は、支持薄膜と、支持薄膜上に形成された、水素化されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜から成る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持薄膜と、
前記支持薄膜上に形成された、水素化されたアモルファスシリコン薄膜と、
を含む陽子発生用のターゲット物質。
【請求項２】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、定量化された水素原子含有量を有することを特徴とする請求項１に記載の陽子発生用のターゲット物質。
【請求項３】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、化学気相蒸着法によって前記支持薄膜上に形成されることを特徴とする請求項１に記載の陽子発生用のターゲット物質。
【請求項４】
前記支持薄膜は、導電性を有する物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の陽子発生用のターゲット物質。
【請求項５】
前記導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含むことを特徴とする請求項４に記載の陽子発生用のターゲット物質。
【請求項６】
支持薄膜を用意する段階と、
前記支持薄膜上に、水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階と、
を含む陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項７】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階は、化学気相蒸着法を利用することを特徴とする請求項６に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項８】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階は、プラズマ強化化学気相蒸着法を利用することを特徴とする請求項７に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項９】
前記化学気相蒸着法の蒸着条件によって、前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜の水素原子含有量が調整されることを特徴とする請求項７に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項１０】
前記蒸着条件は、ガスの組成、圧力、蒸着温度、及び工程時間を含むことを特徴とする請求項９に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項１１】
前記支持薄膜は、導電性を有する物質を含むことを特徴とする請求項６に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項１２】
前記導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１１に記載の陽子発生用のターゲット物質の製造方法。
【請求項１３】
患者が入ることができる内部空間を有する円筒形のボア部材と、
前記ボア部材の内側面に形成された陽子発生用のターゲット物質と、
前記陽子発生用のターゲット物質から陽子を発生させて前記患者の腫瘍部位に投射するため、前記陽子発生用のターゲット物質にレーザービームを供給するレーザーと、
を含むと共に、
前記陽子発生用のターゲット物質は、支持薄膜と、前記支持薄膜上に形成された、水素化されたアモルファスシリコン薄膜とを含むことを特徴とする陽子を利用した治療装置。
【請求項１４】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、前記患者の腫瘍部位の治療に必要な特定比率の水素原子含有量を有することを特徴とする請求項１３に記載の陽子を利用した治療装置。
【請求項１５】
前記水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、化学気相蒸着法によって前記支持薄膜上に形成されることを特徴とする請求項１３に記載の陽子を利用した治療装置。
【請求項１６】
前記支持薄膜は、導電性を有する物質を含むことを特徴とする請求項１３に記載の陽子を利用した治療装置。
【請求項１７】
前記導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含むことを特徴とする請求項１６に記載の陽子を利用した治療装置。
【請求項１８】
前記ボア部材の内部空間は、真空状態に維持されることを特徴とする請求項１３に記載の陽子を利用した治療装置。
【請求項１９】
前記レーザーは、高出力レーザーであることを特徴とする請求項１３に記載の陽子を利用した治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療装置に関し、より詳細には、陽子（ｐｒｏｔｏｎ）発生用のターゲット物質（ｔａｒｇｅｔ  ｍａｔｅｒｉａｌ）を含む治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複雑化した社会に住む人々が、高いストレスと不規則な生活、食事等から自分の健康を守るのは、容易ではない。特に、現代の人々が、悪性腫瘍、即ち、癌によって亡くなる確率は一層高くなっている。癌の発病率も社会的に年々増える一方であり、迅速な社会的な対応が求められている。これにより、癌等に対する治療方法、治療装置も主な関心の対象になっている。
【０００３】
効果的な癌の治療は、悪性腫瘍の早期発見に左右される。癌の治療に利用される化学療法その他のほとんどの治療技術は、脳、乳房、卵巣、大腸などの臓器内の明確な腫瘍部位に対して行なわれる。
【０００４】
正常でない細胞等が固まりになって大きさが十分に大きくなると、目標物を認識すること、及び局部に集中することが容易になる。これによって、腫瘍の固まりは、外科手術によって除去されたり、又は加熱、冷却、放射線照射、化学療法等によって除去される。しかし、一般に癌は、元の発生部位から非正常細胞の拡散によって隣接する臓器に転移しやすい。従って、腫瘍の固まりを効率よく治療することができる方法が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許公開第２００９／０２３０３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させるターゲット物質を提供することである。
【０００７】
本発明が解決しようとする他の課題は、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させるターゲット物質の製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明が解決しようとするその他の課題は、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させるターゲット物質を含む、陽子を利用した治療装置を提供することである。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、前記言及した内容に限られるものではなく、言及していないその他の課題は、当業者であれば後の説明から明確に理解できる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明は、陽子発生用のターゲット物質を提供する。該陽子発生用のターゲット物質は、支持薄膜（ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ  ｆｉｌｍ）と、支持薄膜上に形成された、水素化されたアモルファス（ａｍｏｒｐｈｏｕｓ：非晶質）シリコン薄膜とを含む。
【００１１】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、定量化された水素原子含有量（ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｔｏｍ  ｃｏｎｔｅｎｔ）を有する。
【００１２】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、化学気相蒸着法によって支持薄膜上に形成される。
【００１３】
支持薄膜は、導電性を有する物質を含む。導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含む。
【００１４】
前記他の課題を解決するために、本発明は、陽子発生用のターゲット物質の製造方法を提供する。該方法は、支持薄膜を用意（ｐｒｅｐａｒｅ）する段階と、支持薄膜上に、水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階とを含む。
【００１５】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階は、化学気相蒸着法を利用する。水素化されたアモルファスシリコン薄膜を形成する段階は、プラズマ強化化学気相蒸着法を利用する。
【００１６】
化学気相蒸着法の蒸着条件によって、水素化されたアモルファスシリコン薄膜の水素原子含有量が調整（ａｄｊｕｓｔ）される。蒸着条件は、ガスの組成、圧力、蒸着温度、及び工程時間を含む。
【００１７】
支持薄膜は、導電性を有する物質を含む。導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含む。
【００１８】
前記その他の課題を解決するために、本発明は、陽子を利用した治療装置を提供する。該治療装置は、患者が入ることができる内部空間を有する円筒形のボア部材（ｂｏｒｅ  ｍｅｍｂｅｒ）と、ボア部材の内側面に形成された陽子発生用のターゲット物質と、陽子発生用のターゲット物質から陽子を発生させて患者の腫瘍部位に投射（ｐｒｏｊｅｃｔ）するため、陽子発生用のターゲット物質にレーザービームを供給するレーザーとを含む。陽子発生用のターゲット物質は、支持薄膜と、支持薄膜上に形成された、水素化されたアモルファスシリコン薄膜とを含むことを特徴とする。
【００１９】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、患者の腫瘍部位の治療に必要な特定比率の水素原子含有量を有する。
【００２０】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、化学気相蒸着法によって支持薄膜上に形成される。
【００２１】
支持薄膜は、導電性を有する物質を含む。導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含む。
【００２２】
ボア部材の内部空間は、真空状態に維持される。
【００２３】
レーザーは、高出力レーザーである。レーザービームは、マイクロ波（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ：極超短波）の高出力レーザービームであっても良い。
【発明の効果】
【００２４】
上述のように、本発明の課題解決手段によれば、陽子発生用のターゲット物質が、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させることができるよう定量的に調整された水素含有量を有することで、患者の腫瘍部位に適切な量の陽子を投射することができる。これにより、腫瘍部位の腫瘍細胞の成長を阻止させるか、或いは腫瘍細胞を壊死させる陽子の発生を効率良く増やすことができる。その結果、腫瘍部位をより効果的に治療できる、陽子を利用した治療装置が提供される。
【００２５】
また、本発明の課題解決手段によれば、陽子発生用のターゲット物質に含まれ、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子等を発生させることができるよう定量的に調整された水素含有量を有する薄膜が、簡単な蒸着工程で形成されることによって、製造費用がかからない陽子発生用のターゲット物質が提供される。これによって、腫瘍部位の治療にかかる費用を減らすことができる陽子発生用のターゲット物質が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による、陽子を利用した治療装置を説明するための断面図である。
【図２】本発明の実施形態による、陽子を利用した治療装置を説明するための図１のＡ部分を拡大して示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態による陽子発生用のターゲット物質及びその製造方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、添付された図面等を参考にして、本発明の好ましい実施形態を詳しく説明する。本発明の長所及び特徴、そして、課題を解決する方法は、添付された図面と共に後述する実施形態によって明確になる。しかし、本発明は、ここに説明される実施形態に限定されるものではなく、異なる形態で具体化することもできる。むしろ、ここに紹介される実施形態は、開示された内容が徹底したもの又は完全なものになるように、そして、当業者らに本発明の思想が十分に伝えられるように提供されるものであり、本発明は、請求項の範囲によって定義されるべきである。また、本発明において同じ符号は、同じ構成要素を示す。
【００２８】
本発明で使われる用語は、実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限するものではない。本発明において、単数形は、説明の内容から特別に言及されない限り複数形も含む。明細書で使われる‘含む’は、言及された構成要素、段階、動作、及び／又は素子が、一つ以上の異なる構成要素、段階、動作、及び／又は素子の存在又は追加を排除するものではない。また、好ましい実施形態であるので、説明の順番によって、表記される参照符号は、その順番に限定されない。これに加えて、本発明で、ある膜が異なる膜又は基板上にあるものと言及される場合、これは、異なる膜又は基板上に、直接に形成されている場合と、それらの間に第３の膜が介在している場合とがあることを意味する。
【００２９】
また、本発明の実施形態等は、本発明の理想的な例示図である断面図及び／又は平面図を参考にして説明する。図において、膜及び領域の厚さは、説明の便宜のために誇張して示した。従って、製造技術及び／又は許容誤差等によって、例示図の形態が変形されることもできる。従って、本発明の実施形態は、図示された特定の形に制限されるものではなく、製造工程によって生成される形態の変化も含まれる。例えば、直角に図示されたエッチング領域は、弧状、又は所定の曲率を有する形態であっても良い。従って、図面に例示された領域等は、概略的であり、図面に例示された領域等の模様は、素子領域の特定な形態を例示するためのものであり、本発明の範囲を制限すべきものではない。
【００３０】
図１は、本発明の実施形態による、陽子を利用した治療装置を説明するための断面図であり、図２は、図１のＡ部分を拡大して示す断面図である。
【００３１】
図１及び図２を参考にすると、陽子を利用した治療装置は、レーザー１００と、陽子発生用のターゲット物質２１０とを含む。
【００３２】
レーザー１００は、陽子発生用のターゲット物質２１０から陽子１１０を発生させて患者３００の腫瘍部位３０５にレーザービームを投射させる。レーザー１００は、陽子発生用のターゲット物質２１０にレーザービーム１０５を供給する。レーザー１００は、高出力レーザーである。レーザービーム１０５は、マイクロ波の高出力レーザービームであっても良い。これによって、陽子１１０は、高エネルギーになる。
【００３３】
陽子発生用のターゲット物質２１０は、レーザー１００からレーザービーム１０５を供給されて陽子１０５を発生させる。陽子発生用のターゲット物質２１０は、金属薄膜２１２と、水素Ｈが含まれる薄膜２１４とを有する。金属薄膜２１２は、高い導電性を有する物質を含む。即ち、金属薄膜２１２は、金Ａｕ又はアルミニウムＡｌを含む。水素が含まれる薄膜２１４は、水素化されたアモルファスシリコン（ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｅｄ  ａｍｏｒｐｈｏｕｓ  ｓｉｌｉｃｏｎ：ａ−Ｓｉ：Ｈ）薄膜である。
【００３４】
陽子を利用した治療装置は、患者３００が入ることができる内部空間を有し、陽子発生用のターゲット物質２１０が内側面に形成された円筒形のボア部材２００をさらに含む。陽子発生用のターゲット物質２１０は、着脱が容易な接着物質（図示せず）を介してボア部材２００の内側面に固定される。ボア部材２００の内部空間は、真空状態にする。また、ボア部材２００の内部空間は、定温定湿（ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｃｏｎｓｔａｎｔ−ｈｕｍｉｄｉｔｙ）の状態に維持される。
【００３５】
陽子１１０は、患者３００の腫瘍部位の診断に使われる装置である磁気共鳴映像撮影装置（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  Ｉｍａｇｉｎｇ：ＭＲＩ）、コンピュータ断層撮影装置（ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＣＴ）、陽電子放出断層撮影装置（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ：ＰＥＴ）、超音波（ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｓ  ｗａｖｅ）機器等のような映像診断機器から得られた腫瘍部位の位置に設定されて投射される。
【００３６】
陽子を利用した治療装置の治療原理は、ボア部材２００の内部空間に患者３００が入ると、レーザー１００から提供されるレーザービーム１０５が陽子発生用のターゲット物質２１０に供給され、陽子発生用のターゲット物質２１０から陽子１１０が発生して患者３００の体内に向けて投射され、患者３００の体内に投射された陽子１１０は、患者３００の体内にある腫瘍部位３０５と衝突することによって、陽子１１０が腫瘍部位３０５の腫瘍細胞等を攪乱させて破壊する。
【００３７】
即ち、陽子１１０が腫瘍部位と衝突して、腫瘍部位３０５の腫瘍細胞等を攪乱、破壊することによって、腫瘍細胞の成長を阻止したり、または腫瘍細胞を壊死させることができる。陽子１１０が腫瘍部位３０５の腫瘍細胞等を攪乱することは、腫瘍細胞のＤＮＡ二重螺旋を攪乱したり、又は腫瘍細胞の核の中の代謝過程を攪乱することを意味する。
【００３８】
図１から陽子発生用のターゲット物質２１０は、ボア部材２００の内側面の一部に構成されるよう図示されているが、陽子発生用のターゲット物質２１０は、必要に応じてボア部材２００の内側面の全体にわたって構成されても良い。
【００３９】
また、図２を参考にして、陽子を利用した治療装置の陽子発生用のターゲット物質２１０からの陽子１１０の発生、及び投射過程をさらに詳しく説明する。
【００４０】
陽子１１０の発生、及び投射過程は、陽子発生用のターゲット物質２１０の金属薄膜２１２にレーザービーム１０５が入射されると、金属薄膜２１２上に構成される水素が含まれる薄膜２１４の水素原子等がレーザービームのエネルギーによって陽子等２３０と電子等２２０に分離されるプラズマ状態に変化され、この過程で電子等２２０が陽子発生用のターゲット物質２１０から陽子等２３０よりさらに遠く離れていくことによって、陽子等２３０と電子等２２０との間のキャパシタ（ｃａｐａｃｉｔｏｒ）効果によって磁場が発生し、該磁場によって陽子等２３０は、電子等２２０の側に加速されることによって、陽子等２３０が患者３００の体外から体内の腫瘍部位３０５へ投射されるほどの十分なエネルギーを得る。
【００４１】
加速された陽子等２３０は、患者３００の体内にある腫瘍部位と衝突して、腫瘍部位３０５の腫瘍細胞等を攪乱させて、腫瘍細胞の成長を阻止させるか、或いは腫瘍細胞を壊死させる。これにより、患者３００の体内にある腫瘍部位３０５が治療される。
【００４２】
陽子発生用のターゲット物質２１０の水素が含まれる薄膜２１４は、水素化されたアモルファスシリコン薄膜であるので、水素化されたアモルファスシリコン薄膜の蒸着条件を変更することによって水素原子含有量を調整することができる。即ち、水素が含まれる薄膜２１４は、特定量の水素原子含有量を有するので、陽子発生用のターゲット物質２１０の金属薄膜２１２に入射されたレーザービーム１０５のエネルギーによって加速される陽子等２３０の量は、特定量に限定される。水素が含まれる薄膜２１４の中の水素量の比率（ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ）は、数〜数十％の範囲である
従来の金属薄膜上に水分層（ｗａｔｅｒ  ｌａｙｅｒ）が吸着された形態の陽子発生用のターゲット物質は、湿度、温度、又は圧力等のような周辺環境によって水分層の水分量が変化される。即ち、従来の陽子発生用のターゲット物質は、周辺環境によって陽子の発生源になる水分層の水分量が変化する。その結果、生成される陽子等の量が定量化（ｑｕａｎｔｉｆｙ）されない。しかし、本発明の実施形態による陽子発生用のターゲット物質２１０は、金属薄膜２１２上に薄膜形態の水素が含まれる薄膜２１４を有するので、前記周辺環境に関係なく陽子発生用のターゲット物質２１０は、陽子の発生源になる水素原子等が定量化される状態に維持される。
【００４３】
前記本発明の実施形態による陽子を利用した治療装置は、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させることができるよう定量的に調整された水素含有量を有する薄膜、を含む陽子発生用のターゲット物質を具備することによって、患者の腫瘍部位に適切な量の陽子を投射することができる。これによって、腫瘍部位の腫瘍細胞の成長を阻止させるか、或いは腫瘍細胞を壊死させる陽子の発生を効率良く増やすことができる。その結果、本発明の実施形態による陽子を利用した治療装置は、腫瘍部位をより効果的に治療することができる。
【００４４】
図３は、本発明の実施形態による陽子発生用のターゲット物質及びその製造方法を説明するための断面図である。
【００４５】
図３を参考にすると、金属薄膜２１２が形成される。金属薄膜２１２は、高い導電性を有する物質を含む。高い導電性を有する物質は、金又はアルミニウムを含む。
【００４６】
金属薄膜２１２の一面上には、水素が含まれる薄膜２１４を形成する。水素が含まれる薄膜２１４の形成は、化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＣＶＤ）法を利用する。好ましくは、本発明の実施形態による水素が含まれる薄膜２１４は、プラズマ強化化学気相蒸着（Ｐｌａｓｍａ  Ｅｎｈａｎｃｅｄ  ＣＶＤ：ＰＥＣＶＤ）法を利用して形成する。水素が含まれる薄膜２１４は、水素化されたアモルファスシリコン薄膜である。水素が含まれる薄膜２１４は、約１０〜５００Åの厚さを有する。
【００４７】
水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、シランＳｉＨ４、アルゴンＡｒ、及び水素Ｈ２を含むガスを利用して、金属薄膜２１２の一面上に化学気相蒸着法で蒸着して得られる。化学気相蒸着の蒸着条件によって、水素化されたアモルファスシリコン薄膜の水素原子含有量が調整される。蒸着条件は、ガスの組成、圧力、蒸着温度、及び工程時間等である。例えば、ガスの中で水素含有量が高いほど、圧力が低いほど、温度が低いほど、工程時間が長いほど、水素化されたアモルファスシリコン薄膜に含まれる水素原子含有量が高くなる。即ち、水素化されたアモルファスシリコン薄膜は、蒸着条件の変更によって、シリコン原子等に対する水素原子等の量が調整される。
【００４８】
本発明の実施形態による陽子発生用のターゲット物質は、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させることができるよう定量的に調整された水素含有量を有する薄膜を具備することにより、患者の腫瘍部位に適切な量の陽子等を投射することができる。これにより、腫瘍部位の腫瘍細胞の成長を阻止させるか、或いは腫瘍細胞を壊死させる陽子の発生を効率的に増やすことができる。その結果、本発明の実施形態による陽子発生用のターゲット物質は、腫瘍部位の治療により効果的に利用することができる。
【００４９】
また、本発明の実施形態による方法で形成された陽子発生用のターゲット物質では、治療を受ける腫瘍部位に対して必要な特定量だけ陽子を発生させることができるよう定量的に調整された水素含有量を有する薄膜が、簡単な蒸着工程で形成される。これにより、腫瘍部位の治療にかかる費用を減らすことができる陽子発生用のターゲット物質が提供される。
【００５０】
前記添付された図面を参考にして本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の技術思想、特徴を変更しない範囲で異なる形態で実施できることをよく理解できよう。従って本発明の実施形態は、例示的なものと理解されるべきである。
【符号の説明】
【００５１】
１００  レーザー
１０５  レーザービーム
１１０、２３０  陽子
２００  ボア部材
２１０  ターゲット物質
２１２  金属薄膜
２１４  水素が含まれる薄膜
２２０  電子
３００  患者
３０５  腫瘍部位
【図１】
2011092701.tif 000003
【図２】
2011092701.tif 000004
【図３】
2011092701.tif 000005