(57)【要約】【課題】治療で使用すべきコリメータの誤りを確実に防止する中性子捕捉療法装置を提供する。【解決手段】中性子捕捉療法装置１は、中性子線Ｎを生成する中性子線生成部Ｍと、中性子線生成部Ｍに取付けられ、中性子線Ｎの照射野を規定するコリメータ１０と、コリメータ１０に設けられ、当該コリメータ１０の開口１０ａの径に対応する電気抵抗をもつ電気抵抗部３０と、電気抵抗部３０の電気抵抗値を測定する電気抵抗測定部１５と、コリメータ１０を通じた中性子線Ｎの照射を制御する照射コントロールシステム２０と、を備え、照射コントロールシステム２０は、電気抵抗測定部１５で測定された電気抵抗値と、治療計画で定められたコリメータ１０の種類に対応する電気抵抗値と、が一致するか否かを判定する。【選択図】図１
2019107283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中性子線を生成する中性子線生成部と、
前記中性子線生成部に取付けられ、前記中性子線の照射野を規定するコリメータと、
前記コリメータに設けられ、当該コリメータの所定のパラメータに対応する当該コリメータの識別情報が保持された識別情報保持部と、
前記識別情報保持部から前記識別情報を読み取る識別情報読取部と、
前記コリメータを通じた前記中性子線の照射を制御する照射制御部と、を備え、
前記照射制御部は、
前記識別情報読取部で読み取られた前記識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められた前記コリメータに対応する識別情報と、が一致するか否かを判定する識別情報判定処理を実行する、中性子捕捉療法装置。
【請求項２】
前記照射制御部は、
前記識別情報判定処理において、前記識別情報読取部で読み取られた前記識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められた前記コリメータに対応する識別情報と、が不一致であると判定した場合には、警報を発する警報処理を実行する、請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。
【請求項３】
前記照射制御部は、
前記識別情報判定処理において、前記識別情報読取部で読み取られた前記識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められた前記コリメータに対応する識別情報と、が不一致であると判定した場合には、前記中性子線の照射を禁止するインターロック処理を実行する、請求項１又は２に記載の中性子捕捉療法装置。
【請求項４】
前記識別情報保持部は、
前記パラメータに対応した電気抵抗値を前記識別情報として有する電気抵抗部を備え、
前記識別情報読取部は、
前記電気抵抗部の電気抵抗値を測定して前記識別情報を取得する、請求項１〜３の何れか１項に記載の中性子捕捉療法装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は中性子捕捉療法装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
がん治療等における放射線治療の１つとして、中性子線の照射により腫瘍の治療を行う中性子捕捉療法がある。中性子捕捉療法では、例えばホウ素等の患者への腫瘍集積性を持たせた中性子捕捉元素化合物が事前に患者へ投与される。その後、事前に設定された治療計画の条件で、患者に対して中性子が照射される。これにより、腫瘍に集積した中性子捕捉元素化合物が中性子と反応して放射線が発生し、腫瘍の治療が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2016-077812号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中性子捕捉療法では、治療計画で設定された設定条件を正しく再現する必要がある。例えば、治療計画で定められた使用予定のコリメータを、中性子捕捉療法装置に正しく設置する必要がある。現状では、正しいコリメータが設置されていることをオペレータが目視で確認するといった運用が一般的である。万一、治療計画と異なるコリメータが設置されていると、計画通りの治療が行われないことになるので、コリメータの誤りをより確実に防止することが望まれる。この課題に鑑み、本発明は、治療で使用すべきコリメータの誤りを確実に防止する中性子捕捉療法装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の中性子捕捉療法装置は、中性子線を生成する中性子線生成部と、中性子線生成部に取付けられ、中性子線の照射野を規定するコリメータと、コリメータに設けられ、当該コリメータの所定のパラメータに対応する当該コリメータの識別情報が保持された識別情報保持部と、識別情報保持部から識別情報を読み取る識別情報読取部と、コリメータを通じた中性子線の照射を制御する照射制御部と、を備え、照射制御部は、識別情報読取部で読み取られた識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められたコリメータに対応する識別情報と、が一致するか否かを判定する識別情報判定処理を実行する。
【０００６】
また、照射制御部は、識別情報判定処理において、識別情報読取部で読み取られた識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められたコリメータに対応する識別情報と、が不一致であると判定した場合には、警報を発する警報処理を実行するようにしてもよい。
【０００７】
また、照射制御部は、識別情報判定処理において、識別情報読取部で読み取られた識別情報と、治療に使用すべきものとして治療計画で定められたコリメータに対応する識別情報と、が不一致であると判定した場合には、中性子線の照射を禁止するインターロック処理を実行するようにしてもよい。
【０００８】
また、識別情報保持部は、パラメータに対応した電気抵抗値を識別情報として有する電気抵抗部を備え、識別情報読取部は、電気抵抗部の電気抵抗値を測定して識別情報を取得するようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、治療で使用すべきコリメータの誤りを確実に防止する中性子捕捉療法装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係る中性子捕捉療法装置を模式的に示す断面図である。
【図２】コリメータ、減速材及び遮蔽体を示す分解斜視図である。
【図３】照射コントロールシステムを含むネットワーク示すブロック図である。
【図４】照射コントロールシステムによる処理を示すフローチャートである。
【図５】（ａ），（ｂ）は、それぞれ、コリメータの変形例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１に示される中性子捕捉療法装置１は、ホウ素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：BoronNeutron Capture Therapy）を用いたがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１では、例えばホウ素（１０Ｂ）が投与された患者（被照射体）５０の腫瘍に中性子線Ｎを照射する。
【００１３】
中性子捕捉療法装置１はサイクロトロン２を備えている。サイクロトロン２は、陰イオン等の荷電粒子を加速して、荷電粒子線Ｒを作り出す加速器である。本実施形態において、荷電粒子線Ｒは陰イオンから電荷を剥ぎ取って生成した陽子ビームである。このサイクロトロン２は、例えば、ビーム半径４０ｍｍ、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｒを生成する能力を有している。なお、加速器は、サイクロトロンに限られず、シンクロトロンやシンクロサイクロトロン、ライナックなどであってもよい。
【００１４】
サイクロトロン２から出射された荷電粒子線Ｒは、ビームダクト３を通り、中性子線生成部Ｍのターゲット７（後述する）へ向かって進行する。このビームダクト３に沿って複数の四極電磁石４、電流モニタ５、及び走査電磁石６が設けられている。複数の四極電磁石４は、例えば電磁石を用いて荷電粒子線Ｒのビーム軸調整を行うものである。電流モニタ５は、ターゲット７に照射される荷電粒子線Ｒの電流値（つまり、電荷，照射線量率）をリアルタイムで検出するものである。走査電磁石６は、荷電粒子線Ｒを走査し、ターゲット７に対する荷電粒子線Ｒの照射制御を行うものである。この走査電磁石６は、荷電粒子線Ｒのターゲット７に対する照射位置を制御する。
【００１５】
中性子捕捉療法装置１は中性子線生成部Ｍを備えている。中性子線生成部Ｍは、ターゲット７、減速材８、遮蔽体９、ガンマ線検出部１１を備えている。
【００１６】
ターゲット７は、荷電粒子線Ｒの照射を受けて中性子線Ｎを生成するものである。ここでのターゲット７は、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）やリチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）により形成され、例えば直径１６０ｍｍの円板状を成している。なお、ターゲット７は、円板状に限らず、他の形状であってもよい。また、ターゲット７は固体状に限らず液体状であってもよい。
【００１７】
減速材８は、ターゲット７で生成された中性子線Ｎのエネルギーを減速させるものである。減速材８は、中性子線Ｎに含まれる速中性子を主に減速させる第１減速材８Ａと、中性子線Ｎに含まれる熱外中性子を主に減速させる第２減速材８Ｂと、からなる積層構造を有している。
【００１８】
遮蔽体９は、発生させた中性子線Ｎ、及び当該中性子線Ｎの発生に伴って生じたガンマ線等を外部へ放出されないよう遮蔽するものである。遮蔽体９は、減速材８を囲むように設けられている。遮蔽体９の上部及び下部は、減速材８より荷電粒子線Ｒの上流側に延在しており、これらの延在部にガンマ線検出部１１が設けられている。
【００１９】
ガンマ線検出部１１は、荷電粒子線Ｒの照射により中性子線生成部Ｍから発生するガンマ線をリアルタイムで検出するものである。ガンマ線検出部１１としては、シンチレータや電離箱、その他様々なガンマ線検出機器を採用することができる。本実施形態において、ガンマ線検出部１１は、ターゲット７の周囲で減速材８より荷電粒子線Ｒの上流側に設けられている。
【００２０】
中性子捕捉療法装置１による患者５０の治療時には、中性子線生成部Ｍにコリメータ１０が取付けられる。コリメータ１０は、中性子線Ｎの照射野を規定するものであり、中性子線Ｎが通過する開口１０ａを有する。コリメータ１０は、例えば中央に開口１０ａを有するブロック状の部材である。なお、開口１０ａを有しないタイプのコリメータが使用されてもよい。この場合のコリメータは、例えば、周囲よりも中性子線Ｎの透過率が高くされた部位を開口１０ａの代わりに備えてもよい。本実施形態では、図に示されるように、開口１０ａを有するコリメータ１０が使用されるものとして説明する。
【００２１】
中性子捕捉療法装置１は、照射コントロールシステム２０（照射制御部）を備えている。照射コントロールシステム２０は、ＣＰＵ[Central  Processing  Unit]、ＲＯＭ[Read  Only  Memory]、ＲＡＭ[Random  Access  Memory]等から構成されており、中性子捕捉療法装置１を総合的に制御する電子制御ユニットである。図２に示されるように、この照射コントロールシステム２０と、照射装置本体２１と、治療計画システム２２と、によって、互いに情報の授受が可能なネットワーク２３が構築されている。照射装置本体２１は、中性子捕捉療法装置１のうち照射コントロールシステム２０を除く部分である。治療計画システム２２は、例えばコンピュータであり、患者５０の治療ごとの治療計画に関する情報が保存されている。治療計画には、患者５０に照射すべき中性子線Ｎの照射時間や、治療に使用すべきコリメータ１０の種類等の情報が含まれている。
【００２２】
以上のような中性子捕捉療法装置１による治療では、サイクロトロン２で生成された荷電粒子線Ｒがビームダクト３を通じて中性子線生成部Ｍに送られる。中性子線生成部Ｍでは、荷電粒子線Ｒがターゲット７に照射されることにより中性子線Ｎが発生する。発生した中性子線Ｎは、減速材８で減速され、コリメータ１０の開口１０ａを通じて患者５０に照射される。
【００２３】
続いて、コリメータ１０について更に詳細に説明する。図３に示されるように、遮蔽体９の鉛直壁には、中性子線Ｎを通過させるための開口９ａが形成されている。コリメータ１０は、遮蔽体９の開口９ａに対して着脱可能に嵌め込まれることで中性子線生成部Ｍに取付けられる。
【００２４】
中性子捕捉療法では、治療ごとに、各治療計画で設定された種類のコリメータ１０を、予め準備された複数種類のコリメータの中から選択して使用する必要がある。すなわち、コリメータ１０としては、照射方向の厚み、開口１０ａの径、又は開口１０ａの形状等のパラメータが異なる複数種類のものが準備されている。そして、複数種類のうち治療計画で設定されているコリメータ１０が各治療の前に選択され、中性子線生成部Ｍに取付けられて治療に使用される。
【００２５】
このとき、万一、治療計画と異なるコリメータ１０が中性子線生成部Ｍに取付けられると、計画通りの治療が行われないことになるので、コリメータ１０の誤りをより確実に防止する必要がある。このため、中性子捕捉療法装置１は、取付けられたコリメータ１０の誤りを検出可能とするために、以下に説明するような構成を備えている。
【００２６】
図３に示されるように、コリメータ１０の１つの周面１０ｂには、電気抵抗部３０（識別情報保持部）が設けられている。電気抵抗部３０は、電気抵抗素子３１と、当該電気抵抗素子３１を外部に電気的に接続するための端子電極３２ａ，３２ｂとを有している。電気抵抗素子３１の電気抵抗値は、コリメータ１０の所定のパラメータ（例えば、開口１０ａの径）に対して一対一に対応するように設定されている。すなわち、例えば、１０ｃｍ径の開口１０ａを有するコリメータ１０には、１．０Ωの電気抵抗素子３１が用いられ、１１ｃｍ径の開口１０ａを有するコリメータ１０には、１．１Ωの電気抵抗素子３１が用いられる、といったように設定されている。電気抵抗素子３１としては、例えば、電気抵抗をもち端子電極３２ａ，３２ｂ同士を接続する金属板等が採用されてもよい。なお、電気抵抗素子３１の電気抵抗が、コリメータ１０の複数のパラメータ（例えば、開口１０ａの径と開口１０ａの形状）の組み合わせに対応するようにしてもよい。このように、電気抵抗素子３１の電気抵抗が、コリメータ１０の種類を識別するための識別情報として機能する。
【００２７】
これに対応し、遮蔽体９の開口９ａの内側面９ｂには、端子電極１２ａ，１２ｂが設けられている。端子電極１２ａ，１２ｂは、信号線１３を介して電気抵抗測定部１５に接続されている。コリメータ１０が中性子線生成部Ｍに取付けられたときに、内側面９ｂはコリメータ１０の周面１０ｂに対向し、端子電極１２ａ，１２ｂはそれぞれ端子電極３２ａ，３２ｂに接触する。この構造により、コリメータ１０が開口９ａに嵌め込まれたとき、電気抵抗素子３１が電気抵抗測定部１５に電気的に接続され、電気抵抗測定部１５は、取付けられたコリメータ１０の電気抵抗素子３１の電気抵抗値を測定することができる。電気抵抗測定部１５で測定された電気抵抗値の情報は、ネットワーク２３（図２参照）を通じて照射コントロールシステム２０に送られる。
【００２８】
次に、照射コントロールシステム２０がコリメータ１０の誤りを検出するための誤り検出処理について説明する。治療前において、コリメータ１０が中性子線生成部Ｍに取付けられると、図４に示されるように、電気抵抗測定部１５によって電気抵抗素子３１の電気抵抗値が測定される。照射コントロールシステム２０は電気抵抗測定部１５から上記の電気抵抗値の情報（以下「第１情報」）を取得する（Ｓ１０１）。
【００２９】
また、照射コントロールシステム２０は、ネットワーク２３を通じて、治療計画システム２２にアクセスし、治療計画で定められた使用すべきコリメータ１０の種類に関する情報を取得する。例えば、照射コントロールシステム２０は、コリメータの種類と電気抵抗素子３１の電気抵抗値とを関連づけたテーブルを予め保持している。そして、照射コントロールシステム２０は、治療計画システム２２から取得した、治療計画システム２２から得られたコリメータ１０の種類に関する情報に基づき、上記テーブルを参照して、治療に使用すべきコリメータ１０に対応する電気抵抗値の情報（以下「第２情報」）を取得する（Ｓ１０３）。
【００３０】
その後、照射コントロールシステム２０は、Ｓ１０１の処理で得られた第１情報と、Ｓ１０３の処理で得られた第２情報とが一致するか否かを判定する（Ｓ１０５：識別情報判定処理）。Ｓ１０５の処理で、第１情報と第２情報とが一致する場合（Ｓ１０５でＹｅｓ）には、中性子線生成部Ｍに取付けられたコリメータ１０が正しいものであると考えられる。この場合、照射コントロールシステム２０は、オペレータの操作を待機する操作待機状態（Ｓ１１１）に移行する。操作待機状態では、オペレータの所定の操作を受付けた場合に、患者５０への中性子線Ｎの照射を行う。
【００３１】
一方、Ｓ１０５の処理で、第１情報と第２情報とが不一致の場合（Ｓ１０５でＮｏ）には、中性子線生成部Ｍに取付けられたコリメータ１０が誤っていると考えられる。この場合、照射コントロールシステム２０はインターロック処理を実行する（Ｓ１０７）。インターロック処理によれば、照射コントロールシステム２０は、患者５０への中性子線Ｎの照射を禁止する。すなわちこの場合、オペレータの操作に関わらず患者５０への中性子線Ｎの照射が実行されない。更に、照射コントロールシステム２０は、警報処理を実行する（Ｓ１０９）。警報処理では、オペレータに対してコリメータ１０が誤っている旨を示す警報が発せられる。上記の警報としては、例えば、照射コントロールシステム２０が備えるディスプレイ装置（図示せず）に所定の警告画面を表示してもよく、音声等によりオペレータに警告してもよい。警報処理の後、照射コントロールシステム２０は、Ｓ１０１に処理を戻す。なお、上記のインターロック処理（Ｓ１０７）と警報処理（Ｓ１０９）とを両方とも実行することは必須ではなく、何れか一方が実行されるようにしてもよい。
【００３２】
以上説明した中性子捕捉療法装置１による作用効果について説明する。
【００３３】
中性子捕捉療法装置１によれば、治療計画に対して誤った種類のコリメータ１０が中性子線生成部Ｍに取付けられた場合には、インターロック処理によって、患者５０への中性子線Ｎの照射が禁止される。或いは、警報処理によってオペレータにコリメータ１０の誤りを知らせることができる。従って、治療で使用すべきコリメータ１０の誤りが確実に防止され、治療計画に従った治療を確実に実行することができる。
【００３４】
また、中性子捕捉療法は、Ｘ線治療や陽子線治療のように患者毎に専用のコリメータを用いるといったものではなく、中性子捕捉療法装置のコリメータとしては、数種類、又は多くとも十数種類を準備すれば足りると考えられる。従って、治療に使用すべきコリメータ１０の種類は、電気抵抗部３０の電気抵抗素子３１の電気抵抗値といった簡易な識別情報によって十分に識別可能である。
【００３５】
本発明は、上述した実施形態を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した様々な形態で実施することができる。また、上述した実施形態に記載されている技術的事項を利用して、変形例を構成することも可能である。各実施形態の構成を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００３６】
例えば、図５（ａ）に示されるように、コリメータ１０の表面のうち中性子線Ｎの照射方向に直交する端面１０ｃに電気抵抗部３０を設けてもよい。コリメータ１０が中性子線生成部Ｍに取付けられたときに、端面１０ｃは第２減速材８Ｂに対向する面である。この場合、端子電極１２ａ，１２ｂは第２減速材８Ｂのうち端面１０ｃに対向する面に設けられる。また、コリメータ１０は直方体ブロック形状に限定されず、図５（ｂ）に示されるように、円柱状であってもよい。
【００３７】
また、コリメータ１０の識別情報が電気抵抗素子３１の電気抵抗値として保持されることは必須ではない。例えば、電気抵抗部３０に代えて、識別情報を記録したＩＣチップ等をコリメータ１０に設けてもよい。また、例えば、識別情報を示すバーコード等の光学的読取りが可能な情報をコリメータ１０の表面に表示してもよい。このような場合、ＩＣチップ読取装置や光学読取装置を中性子線生成部Ｍのコリメータ１０近傍に設けることが必要になる。しかしながら、ＩＣチップ読取装置や光学読取装置は比較的複雑な電子機器であるので、中性子場に晒されることによる不具合が発生する可能性がある。また、患者５０に照射すべき中性子線Ｎの中性子場を乱す可能性もある。
【００３８】
これに対して、前述の実施形態のように電気抵抗部３０を採用する場合、信号線１３を長く引き延ばすことにより、電気抵抗測定部１５をコリメータ１０近傍の中性子場から離して設置することができる。従って、中性子場に晒されることによる不具合が電気抵抗測定部１５に発生したり、患者５０に照射すべき中性子線Ｎの中性子場が電気抵抗測定部１５によって乱されたりすることが回避される。また、電気抵抗部３０自体は比較的単純な部品で構成可能であるので、電気抵抗部３０が中性子場に晒されることによる不具合も発生し難い。また、電気抵抗部３０、端子電極１２ａ，１２ｂ、及び信号線１３が中性子場を乱す可能性はあるが、その影響は他の電子機器（ＩＣチップ読取装置や光学読取装置など）の場合に比較して極めて小さい。このような理由により、電気抵抗部３０を採用する方式は、ＩＣチップやバーコード等を採用する方式に比べてより好ましい。
【符号の説明】
【００３９】
１…中性子捕捉療法装置、１０…コリメータ、１５…電気抵抗測定部、２０…照射コントロールシステム（照射制御部）、３０…電気抵抗部（識別情報保持部）、Ｎ…中性子線、Ｍ…中性子線生成部。
【図１】
2019107283.tif 000003
【図２】
2019107283.tif 000004
【図３】
2019107283.tif 000005
【図４】
2019107283.tif 000006
【図５】
2019107283.tif 000007