特許 6144114 中性子捕捉療法装置、及び被照射体の位置補正方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6144114

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】中性子捕捉療法装置、及び被照射体の位置補正方法

(51)【国際特許分類】

   A61N 5/10 20060101AFI20170529BHJP

   G21K 5/02 20060101ALI20170529BHJP

   G21K 5/00 20060101ALI20170529BHJP

   G01T 1/29 20060101ALI20170529BHJP

   G21K 1/04 20060101ALI20170529BHJP

   H05H 3/06 20060101ALI20170529BHJP

   G01T 3/06 20060101ALI20170529BHJP

【ＦＩ】

   A61N5/10 M

   A61N5/10 H

   G21K5/02 N

   G21K5/00 R

   G01T1/29 C

   G01T1/29 B

   G21K1/04 R

   H05H3/06

   G01T3/06

【請求項の数】5

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2013-108342(P2013-108342)

(22)【出願日】2013年5月22日

(65)【公開番号】特開2014-226331(P2014-226331A)

(43)【公開日】2014年12月8日

【審査請求日】2015年12月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100162640

【弁理士】

【氏名又は名称】柳 康樹

(72)【発明者】

【氏名】青木 康

【審査官】 伊藤 孝佑

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０３０９２４２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１３−０６１２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／０１４６７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特表２０１２−５０６７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００９−５０２２４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１９４１４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 T. Matsumoto et al.，A new monitoring system for the thermal neutron fluence rate and gamma dose rate in boron neutron ca，Physics in Medicine and Biology，Institute of Physics，１９８８年 ４月，Vol. 33, No. 4，p. 427-435

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｎ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置であって、
前記中性子線を生成する中性子線発生部と、
前記中性子線発生部が生成した前記中性子線を前記被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、
前記中性子線照射部が前記中性子線を前記被照射体に照射している際に前記被照射体の姿勢を検出する姿勢検出部と、
前記姿勢検出部が検出した前記被照射体の姿勢に応じて、前記中性子線照射部に対する前記被照射体の位置を補正する位置補正部と、を備え、
前記姿勢検出部は、前記中性子線照射部が照射した前記中性子線を検出可能な第１の中性子線検出部を備えており、
前記第１の中性子線検出部は前記被照射体に貼り付けられ、前記位置補正部は、前記姿勢検出部の前記第１の中性子線検出部で検出する中性子線の状態の変化に基づき、被照射体の位置を補正することを特徴とする中性子捕捉療法装置。

【請求項2】

前記被照射体は、前記中性子線照射部に対して移動可能な治療台上で載置されており、
前記位置補正部は、前記治療台を移動させることによって前記被照射体の位置を補正することを特徴とする請求項１に記載の中性子捕捉療法装置。

【請求項3】

前記姿勢検出部は、前記中性子線照射部が照射した前記中性子線を検出可能な第２の中性子線検出部を備えており、
前記第２の中性子線検出部は、前記被照射体の周囲で固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の中性子捕捉療法装置。

【請求項4】

前記中性子線発生部は、荷電粒子線を出射する加速器と、前記荷電粒子線が照射されることによって前記中性子線を生成するターゲットとを備えており、
前記ターゲットに照射される前記荷電粒子線の電流を検出する電流モニタを更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の中性子捕捉療法装置。

【請求項5】

前記中性子線照射部は、前記中性子線の照射野を整形するための開口を備えたコリメータを有しており、
前記コリメータにおける前記中性子線の出口と前記中性子線発生部との間には、前記中性子線発生部で生成した前記中性子線を検出可能な第３の中性子線検出部が設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一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、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置、及び被照射体の位置補正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

中性子線の照射によってがん細胞を死滅させる中性子捕捉療法として、硼素化合物を用いた硼素中性子捕捉療法（ＢＮＣＴ：Boron Neutron Capture Therapy）が知られている。硼素中性子捕捉療法では、硼素を含む薬剤を患者に投与してがん細胞が存在する部位に硼素を集積させ、この硼素が集積した部位に中性子線を照射してがん細胞を死滅させる。

【0003】

このような中性子捕捉療法で用いられる中性子捕捉療法装置として、特許文献１には、照射対象に向けて中性子線を出射する中性子出射装置と、中性子出射装置から出射された中性子線を照射対象まで誘導する真空導管と、中性子線を集束し中性子線の指向性を高めるコリメータとを備えた治療用中性子照射装置が記載されている。特許文献１の治療用中性子照射装置では、照射対象に中性子線の試験照射を行う試験照射工程が行われ、この試験照射工程では、照射対象に試験的に中性子線の照射を行うと共に中性子線の照射を行ったときの実際の放射化量を測定する。具体的には、照射対象における標的部位の表面及び深部に中性子測定用の金線を装着し、一定時間中性子線の照射を行った後に金線を引き抜くと共に、金線の放射化量を測定することによって、試験照射工程を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−２３３１６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、中性子捕捉療法における中性子線の照射時間は、他の放射線治療における放射線の照射時間と比較して長い傾向がある。すなわち、他の放射線治療では放射線の照射時間が数分程度であるのに対し、中性子捕捉療法では中性子線の照射時間が数十分から一時間程度である。また、中性子捕捉療法で治療を精度よく行うためには、中性子線の照射時に被照射体を治療台上で拘束する必要がある。

【0006】

このように、中性子捕捉療法では被照射体に対する中性子線の照射時間が長く、且つ、中性子線の照射中は患者を治療台上で拘束しなければならないので、長時間患者を拘束することとなり患者に苦痛を与えてしまうという問題がある。また、患者に苦痛を与えないために患者を拘束せずに治療を行うことも考えられるが、中性子線の照射中に患者が動いてしまう可能性がある。このように中性子線の照射中に患者が動くと、患者に照射される中性子線の線量が変化してしまうので、治療の精度が低下する可能性がある。

【0007】

このような問題に鑑み、本発明は、中性子線の照射中に患者が動いても治療の精度低下を抑制できる中性子捕捉療法装置、及び患者（被照射体）の位置補正方法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】

【0008】

本発明の中性子捕捉療法装置は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置であって、中性子線を生成する中性子線発生部と、中性子線発生部が生成した中性子線を被照射体に向かって照射する中性子線照射部と、中性子線照射部が中性子線を被照射体に照射している際に被照射体の姿勢を検出する姿勢検出部と、姿勢検出部が検出した被照射体の姿勢に応じて、中性子線照射部に対する被照射体の位置を補正する位置補正部と、を備えたことを特徴とする。

【0009】

本発明の中性子捕捉療法装置によれば、中性子線の照射中に姿勢検出部が被照射体の姿勢を検出すると共に、被照射体の姿勢に応じて位置補正部が被照射体の位置を補正する。よって、中性子線の照射中に被照射体が動いたとしても、姿勢検出部が被照射体の動きを検出すると共に位置補正部が被照射体の位置を補正するので、中性子線照射部に対する患部付近の位置ずれを抑制させることが可能となる。従って、中性子線の照射中に被照射体が動いても被照射体に照射する中性子線の線量が変化しにくくなるので、治療の精度低下を抑制させることができる。

【0010】

また、被照射体は、中性子線照射部に対して移動可能な治療台上で載置されており、位置補正部は、治療台を移動させることによって被照射体の位置を補正してもよい。このように位置補正部が治療台を移動させて被照射体の位置を補正することによって、例えば治療台を自動的に移動させたり遠隔操作で治療台を移動させたりすることが可能となるので、被照射体の位置補正を容易に行うことができる。

【0011】

また、姿勢検出部は、中性子線照射部が照射した中性子線を検出可能な第１の中性子線検出部を備えており、第１の中性子線検出部は、被照射体に貼り付けられてもよい。ところで、中性子線の照射中に被照射体が動くと被照射体付近における中性子線の線量が変化する。よって、上記のように第１の中性子線検出部を被照射体に貼り付けて中性子線の線量を検出すれば、中性子線の線量の変化を検出することで被照射体の姿勢変化を検出することができる。従って、中性子線照射時における被照射体の動きを検出することができ、被照射体が動いたときに被照射体の位置補正を行うことができるので、治療の精度低下を防止することができる。

【0012】

また、姿勢検出部は、中性子線照射部が照射した中性子線を検出可能な第２の中性子線検出部を備えており、第２の中性子線検出部は、被照射体の周囲で固定されていてもよい。このように第２の中性子線検出部を被照射体の周囲で固定させておけば、被照射体の周囲における中性子線の線量を検出することによって、中性子線照射時における被照射体の動きを検出することができる。

【0013】

また、中性子線発生部は、荷電粒子線を出射する加速器と、荷電粒子線が照射されることによって中性子線を生成するターゲットとを備えており、ターゲットに照射される荷電粒子線の電流を検出する電流モニタを更に備えていてもよい。ところで、被照射体近傍における中性子線の線量の変化を検出して被照射体の姿勢変化を検出する場合、この中性子線の変化が中性子線発生部の不具合に起因するものであるときに被照射体の姿勢変化を誤って検出してしまう可能性がある。しかしながら、本発明のように、ターゲットに照射される荷電粒子線の電流を検出する電流モニタを備えていれば、荷電粒子線の電流変化を検出することで中性子線発生部の不具合を検知することができる。よって、被照射体近傍における中性子線の線量が変化し且つ電流モニタの検出値が変化した場合には、被照射体近傍における中性子線の線量が変化した原因を中性子線発生部の不具合と特定することができる。従って、電流モニタで電流変化を検出することにより、被照射体の動きを誤検知する可能性を低減させることができる。

【0014】

また、中性子線照射部は、中性子線の照射野を整形するための開口を備えたコリメータを有しており、コリメータにおける中性子線の出口と中性子線発生部との間には、中性子線発生部で生成した中性子線を検出可能な第３の中性子線検出部が設けられていてもよい。このように、中性子線発生部で生成した中性子線を検出可能な第３の中性子線検出部を備えていれば、中性子線発生部で生成した中性子線を検出することで中性子線発生部の不具合を検知することができる。よって、被照射体近傍における中性子線の線量を検出して被照射体の姿勢を検出する場合において、被照射体近傍における中性子線の線量が変化し且つ第３の中性子線検出部における検出値が変化したときには、被照射体近傍における中性子線の線量が変化した原因を中性子線発生部の不具合と特定することができる。従って、第３の中性子線検出部が中性子線発生部側における中性子線の線量を検出することにより、被照射体の動きを誤検知する可能性を低減させることができる。

【0015】

本発明に係る被照射体の位置補正方法は、中性子線を被照射体に照射する中性子捕捉療法装置を用いて行う被照射体の位置補正方法であって、中性子線を生成する中性子線発生ステップと、中性子線発生ステップで生成した中性子線を被照射体に向かって照射する中性子線照射ステップと、中性子線が被照射体に照射されている際に被照射体の姿勢を検出する姿勢検出ステップと、姿勢検出ステップで検出された被照射体の姿勢に応じて被照射体の位置を補正する位置補正ステップと、を備えたことを特徴とする。

【0016】

本発明に係る被照射体の位置補正方法によれば、中性子線の照射中に姿勢検出ステップで被照射体の姿勢を検出すると共に位置補正ステップで被照射体の位置を補正する。よって、中性子線の照射中に被照射体が動いたとしても、被照射体の動きが検出されると共に被照射体の位置が補正されるので、中性子線照射部に対する患部付近の位置ずれを抑制することが可能となる。従って、中性子線の照射中に被照射体が動いても被照射体に照射する中性子線の状態が変化しにくくなるので、治療の精度低下を抑制させることができる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、中性子線の照射中に患者が動いても治療の精度低下を抑制させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態の中性子捕捉療法装置の配置を示す図である。

【図2】図１の中性子捕捉療法装置における中性子線照射部近傍を示す図である。

【図3】図１の中性子捕捉療法装置における治療台を示す斜視図である。

【図4】シンチレーション検出器を示す図である。

【図5】第２実施形態の中性子捕捉療法装置における中性子線照射部近傍を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して本発明に係る中性子捕捉療法装置及び被照射体の位置補正方法の実施形態について詳細に説明する。

【0020】

（第１実施形態）
図１及び図２に示されるように、硼素中性子捕捉療法を用いたがん治療を行う中性子捕捉療法装置１は、硼素（^１０Ｂ）が投与された患者（被照射体）Ｓの硼素が集積した部位に中性子線を照射してがん治療を行う装置である。中性子捕捉療法装置１は、治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射して患者Ｓのがん治療を行う照射室２を有しており、照射室２内には患者Ｓを撮影するためのカメラ４が配置されている。このカメラ４は、例えばＣＣＤカメラである。

【0021】

患者Ｓを治療台３に拘束する等の準備作業は、照射室２外の準備室（不図示）で実施され、患者Ｓが拘束された治療台３が準備室から照射室２に移動される。また、中性子捕捉療法装置１は、治療用の中性子線Ｎを発生させる中性子線発生部１０と、照射室２内で治療台３に拘束された患者Ｓに中性子線Ｎを照射させる中性子線照射部２０とを備えている。

【0022】

中性子線発生部１０は、荷電粒子線Ｌを作り出すサイクロトロン１１と、サイクロトロン１１が作り出した荷電粒子線Ｌを輸送するビーム輸送路１２と、荷電粒子線Ｌを走査してターゲットＴに対する荷電粒子線Ｌの照射制御を行う荷電粒子線走査部１３と、荷電粒子線Ｌの電流を測定する電流モニタ１６とを備えている。サイクロトロン１１及びビーム輸送路１２は、略長方形状を成す荷電粒子線生成室１４の室内に配置されており、この荷電粒子線生成室１４は、コンクリート製の遮蔽壁Ｗで覆われた閉鎖空間である。また、荷電粒子線走査部１３は例えば荷電粒子線ＬのターゲットＴに対する照射位置を制御し、電流モニタ１６はターゲットＴに照射される荷電粒子線Ｌの電流を測定する。

【0023】

サイクロトロン１１は、陽子等の荷電粒子を加速して陽子線等の荷電粒子線Ｌを生成する加速器である。このサイクロトロン１１は、例えば、ビーム半径が４０ｍｍであり、６０ｋＷ（＝３０ＭｅＶ×２ｍＡ）の荷電粒子線Ｌを生成する能力を有している。なお、サイクロトロン１１に代えて、シンクロトロン、シンクロサイクロトロン又はライナック等の他の加速器を用いてもよい。

【0024】

ビーム輸送路１２の一端は、サイクロトロン１１に接続されている。ビーム輸送路１２は、荷電粒子線Ｌを調整するビーム調整部１５を備えている。ビーム調整部１５は、荷電粒子線Ｌの軸を調整する水平型ステアリング及び水平垂直型ステアリングと、荷電粒子線Ｌの発散を抑制する四重極電磁石と、荷電粒子線Ｌを整形する四方向スリット等を有している。なお、ビーム輸送路１２は荷電粒子線Ｌを輸送する機能を有していればよく、ビーム調整部１５は無くてもよい。

【0025】

ビーム輸送路１２によって輸送された荷電粒子線Ｌは、荷電粒子線走査部１３によって照射位置を制御されてターゲットＴに照射される。なお、荷電粒子線走査部１３を省略して、常にターゲットＴの同じ箇所に荷電粒子線Ｌを照射するようにしてもよい。ターゲットＴは、荷電粒子線Ｌが照射されることによって中性子線Ｎを発生させる。ターゲットＴは、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、リチウム（Ｌｉ）、タンタル（Ｔａ）又はタングステン（Ｗ）で構成されており、直径１６０ｍｍの円板状を成している。ターゲットＴが発生させた中性子線Ｎは、中性子線照射部２０によって照射室２内の患者Ｓに向かって照射される。

【0026】

中性子線照射部２０は、ターゲットＴから出射された中性子線Ｎを減速する減速材２１と、中性子線Ｎ及びガンマ線等の放射線が外部に放出されないように遮蔽する遮蔽体２２とを備えており、この減速材２１と遮蔽体２２とでモデレータが構成されている。

【0027】

減速材２１は例えば異なる複数の材料から成る積層構造とされており、減速材２１の材料は荷電粒子線Ｌのエネルギー等の諸条件によって適宜選択される。具体的には、例えばサイクロトロン１１からの出力が３０ＭｅＶの陽子線でありターゲットＴとしてベリリウムターゲットを用いる場合には、減速材２１の材料は鉛、鉄、アルミニウム又はフッ化カルシウムとすることができる。また、サイクロトロン１１からの出力が１１ＭｅＶの陽子線でありターゲットＴとしてベリリウムターゲットを用いる場合には、減速材２１の材料は重水（Ｄ２Ｏ）又はフッ化鉛とすることができる。

【0028】

遮蔽体２２は、減速材２１を囲むように設けられており、中性子線Ｎ、及び中性子線Ｎの発生に伴って生じたガンマ線等の放射線が遮蔽体２２の外部に放出されないように遮蔽する機能を有する。遮蔽体２２は、荷電粒子線生成室１４と照射室２とを隔てる壁Ｗ１に少なくともその一部が埋め込まれている。また、照射室２と遮蔽体２２との間には、照射室２の側壁面の一部を成す壁体２３が設けられている。壁体２３には、中性子線Ｎの出力口となるコリメータ取付部２３ａが設けられている。このコリメータ取付部２３ａには、中性子線Ｎの照射野を規定するためのコリメータ３１が固定されている。

【0029】

以上の中性子線照射部２０では、荷電粒子線ＬがターゲットＴに照射され、これに伴いターゲットＴが中性子線Ｎを発生させる。ターゲットＴによって発生した中性子線Ｎは、減速材２１内を通過している際に減速され、減速材２１から出射された中性子線Ｎは、コリメータ３１を通過して治療台３上の患者Ｓに照射される。ここで、中性子線Ｎとしては、比較的エネルギーが低い熱中性子線又は熱外中性子線を用いることができる。

【0030】

治療台３は、中性子捕捉療法で用いられる載置台として機能し、患者Ｓを載置したまま準備室（不図示）から照射室２へ移動可能となっている。治療台３は、治療台３の土台を構成する土台部３２と、土台部３２を床面上で移動可能とするキャスタ３３と、患者Ｓを載置するための天板３４と、天板３４を土台部３２に対して相対的に移動させるためのロボットアーム３５とを備えている。

【0031】

図３に示されるように、土台部３２は、直方体状の基礎部３２ａと、基礎部３２ａの上部に位置しロボットアーム３５を支持する直方体状の支持部３２ｂとを備えている。平面視において支持部３２ｂは基礎部３２ａの内部に収まっており、支持部３２ｂの上面にロボットアーム３５が固定されている。キャスタ３３は、基礎部３２ａの下部に４個取り付けられている。ここで、キャスタ３３に対してモータ等の駆動力を与えるようにしてもよく、この場合キャスタ３３を容易に床面上で転動させることができるので水平方向への治療台３の移動が容易になる。

【0032】

ロボットアーム３５は、天板３４を土台部３２に対して相対的に移動させるためのものであり、天板３４の上に拘束された患者Ｓをコリメータ３１に対して相対移動可能となっている。ロボットアーム３５は、土台部３２の上面に配置された昇降部３５ａと、一端側が昇降部３５ａに対して鉛直回転軸線Ａ１回りに回転可能に設けられた第１のアーム部３５ｂと、第１のアーム部３５ｂの他端側に対して鉛直回転軸線Ａ２回りに回転可能に設けられた第２のアーム部３５ｃとを備えている。このようにロボットアーム３５は、水平方向に離間した２つの鉛直回転軸線Ａ１，Ａ２を有している。

【0033】

天板３４は、平面視において長方形状となっており、天板３４の長手方向の長さは、患者Ｓが天板３４の上に体を横たえることが可能な長さ（例えば２ｍ）となっている。天板３４は、ロボットアーム３５が移動及び回転することによって土台部３２に対する位置を三次元的に調整可能となっている。天板３４は、第２のアーム部３５ｃに対して鉛直回転軸線Ａ３回りに回転可能に取り付けられている。また、天板３４には、患者Ｓを天板３４上で拘束するための拘束具（不図示）が設けられていてもよい。

【0034】

また、上述したロボットアーム３５では、第１のアーム部３５ｂを昇降部３５ａに対して鉛直回転軸線Ａ１回りに回転させ、第２のアーム部３５ｃを第１のアーム部３５ｂに対して鉛直回転軸線Ａ２回りに回転させ、天板３４を第２のアーム部３５ｃに対して鉛直回転軸線Ａ３回りに回転させることにより、水平面内において所望の位置に天板３４を移動させることができる。更に、昇降部３５ａを土台部３２の支持部３２ｂに対して上下動させることにより、天板３４を土台部３２に対して鉛直方向に移動させることができる。このように、土台部３２に対して天板３４を三次元的に移動させることができるので、コリメータ３１に対する患者Ｓの姿勢の自由度を高めることが可能となっている。

【0035】

天板３４上で拘束された患者Ｓに対しては、コリメータ３１の開口３１ａを通過した中性子線Ｎが照射される。コリメータ３１は、例えば略直方体状となっており、その中央部に中性子線Ｎの照射範囲を規定するための開口３１ａを有している。コリメータ３１の外形形状は壁体２３におけるコリメータ取付部２３ａの内面形状に対応しており、コリメータ３１は壁体２３のコリメータ取付部２３ａに嵌った状態で固定されている。

【0036】

ところで、以上のように構成される中性子捕捉療法装置１を用いて行う中性子捕捉療法では、他の放射線を用いて治療を行う場合の放射線の照射時間と比較して患者Ｓに対する中性子線Ｎの照射時間が長く、且つ、中性子線Ｎの照射中は患者Ｓを治療台３上で拘束する必要がある。このように、長時間患者Ｓを治療台３上で拘束することとなるので、患者Ｓに苦痛を与えてしまうことがある。また、患者Ｓに苦痛を与えないために患者Ｓを拘束せずに治療を行うことも考えられるが、中性子線Ｎの照射中に患者Ｓの患部が動いてしまう可能性がある。中性子線Ｎの照射中に患者Ｓの患部が動くと、患者Ｓに照射する中性子線Ｎの線量が変化してしまうので、治療計画通りの中性子線Ｎの照射を行えず、治療の精度が低下する可能性がある。

【0037】

そこで、上述した各問題を解消するために、中性子捕捉療法装置１では、治療台３上における患者Ｓの姿勢を検出する姿勢検出部４０と、中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置を補正する位置補正部５０とを備えている。姿勢検出部４０及び位置補正部５０は、例えば、照射室２とは別室のモニタリングルーム（不図示）内に設けられたコンピュータに内蔵されているソフトウェアであり、姿勢検出部４０による患者Ｓの姿勢検出と位置補正部５０による患者Ｓの位置補正とを自動的に行えるようになっている。

【0038】

図２及び図４に示されるように、姿勢検出部４０は、シンチレーション検出器（第１の中性子線検出部）４１に接続されている。シンチレーション検出器４１は、入射された中性子線Ｎを光に変換するシンチレータ４１ａと、シンチレータ４１ａからの光を伝達するライトガイド４１ｂと、ライトガイド４１ｂによって伝達された光を光電変換して電気信号Ｅを出力する光検出器４１ｃとを備えている。

【0039】

シンチレータ４１ａは、シンチレータ４１ａに入射した中性子線Ｎを光に変換する蛍光体であり、入射した中性子線Ｎの量に応じて内部結晶が励起状態となりシンチレーション光を発生させる。シンチレータ４１ａは、例えば、患者Ｓの頭部にテープで貼り付けられ、患者Ｓの頭部に照射された中性子線Ｎを受けて発光する。ライトガイド４１ｂは、例えば、フレキシブルな光ファイバの束で構成されており、照射室２から別室のモニタリングルームにまで延びている。ライトガイド４１ｂは、シンチレータ４１ａで発生した光をモニタリングルーム内の光検出器４１ｃに伝達させる。光検出器４１ｃは、ライトガイド４１ｂからの光を検出すると共に電気信号Ｅを姿勢検出部４０に出力する。光検出器４１ｃとしては、例えば光電管や光電子増倍管等を用いることができる。

【0040】

姿勢検出部４０は、光検出器４１ｃから電気信号Ｅを受けることによって、治療台３上に載置された患者Ｓの姿勢を検出する。すなわち、治療台３上で患者Ｓが動くとシンチレータ４１ａ周辺の中性子場が変動するので、シンチレータ４１ａの光信号と電気信号Ｅが変化する。また、姿勢検出部４０は、シンチレータ４１ａ周辺における中性子場の状態と患者Ｓの姿勢状態とを対応付けたデータを予め保持しているので、シンチレータ４１ａが検出した中性子場の状態から患者Ｓの姿勢を特定できるようになっている。よって、姿勢検出部４０は、中性子場の変動に伴う電気信号Ｅの変化を検出することによって患者Ｓの患部付近の動きを検出し、患者Ｓの患部付近の動きを検出すると患者Ｓの患部付近の動きを検出した旨の信号を位置補正部５０に出力する。

【0041】

また、姿勢検出部４０には、上述した電流モニタ１６から、荷電粒子線Ｌの電流に関する信号が出力される。姿勢検出部４０は、電流モニタ１６から電流に関する信号が変化した旨の信号を受けていないときは、上記のように患者Ｓの姿勢を検出する。しかし、姿勢検出部４０は、電流モニタ１６から電流が変化した旨の信号を受けたときは、中性子線発生部１０に不具合が発生したものとして、患者Ｓの姿勢検出を停止すると共に中性子線発生部１０による中性子線Ｎの出力を停止させる。

【0042】

位置補正部５０は、患者Ｓの患部付近の動きを検出した旨の信号を姿勢検出部４０から受けると、治療台３のロボットアーム３５における昇降部３５ａ（図３参照）と、第１及び第２のアーム部３５ｂ，３５ｃに信号を出力して、昇降部３５ａ及びアーム部３５ｂ，３５ｃを駆動させることにより中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置を補正する。このとき、位置補正部５０は、患者Ｓが動くことによって変化した患者Ｓに照射される中性子線Ｎの線量を元に戻すように患者Ｓの位置補正を行う。すなわち、位置補正部５０は、中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置を補正して、治療計画通りの中性子線Ｎが患者Ｓの患部に照射されるように患者Ｓの位置を制御する。

【0043】

次に、中性子捕捉療法装置１における患者Ｓの位置補正方法について詳細に説明する。以下では、患者Ｓの患部（がん細胞）が患者Ｓの頭部内に存在するものとして説明する。まず、患者Ｓを治療台３に載置する等の準備作業を照射室２とは別室の準備室（不図示）で行う。そして、患者Ｓを載置した治療台３を照射室２内に移動した後には、ロボットアーム３５を駆動することにより、患者Ｓの頭部がコリメータ３１の開口３１ａに近接し中性子線Ｎの照射位置が患者Ｓの患部に位置するように、コリメータ３１に対する患者Ｓの位置合わせを行う。その後、中性子線Ｎを患者Ｓに照射して治療を開始する。なお、患者Ｓの患部が患者Ｓの頭部内に存在する場合は、上記のように患者Ｓの頭部をコリメータ３１に接するように患者Ｓの位置決めを行うが、患部が他の部位に存在する場合には、その部位をコリメータ３１に接するように患者Ｓの位置決めを行う。

【0044】

具体的には、図１に示されるようにサイクロトロン１１が荷電粒子線Ｌを発生させて、この荷電粒子線Ｌをビーム輸送路１２及び荷電粒子線走査部１３を介してターゲットＴに照射させる。そして、図２に示されるようにターゲットＴが中性子線Ｎを発生させる（中性子線発生ステップ）。ターゲットＴで発生した中性子線Ｎは、減速材２１で減速されてからコリメータ３１の開口３１ａで照射範囲が規定された後に患者Ｓに向かって照射される（中性子線照射ステップ）。

【0045】

このように患者Ｓに向かって中性子線Ｎが照射されている時に治療台３上で患者Ｓが動くと、それに伴ってシンチレータ４１ａ周辺における中性子場が変動するので、シンチレーション検出器４１から出力される電気信号Ｅ（図４参照）が変化する。姿勢検出部４０は、上記電気信号Ｅの変化を検出することで患者Ｓの姿勢を検出する（姿勢検出ステップ）。

【0046】

そして、姿勢検出部４０が患者Ｓの姿勢を検出すると、位置補正部５０は、姿勢検出部４０が検出した患者Ｓの姿勢に応じて、ロボットアーム３５の昇降部３５ａ及びアーム部３５ｂ，３５ｃを駆動させることにより中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置補正を行う（位置補正ステップ）。この位置補正では、例えば、中性子線照射部２０に対するシンチレータ４１ａの位置が正規の位置（治療計画通りの線量を患者Ｓに照射できる位置）よりも下側にずれることによってシンチレーション検出器４１から出力される電気信号Ｅが変化した場合には、昇降部３５ａによって患者Ｓを上方に移動させる。このように、中性子線Ｎの照射中には、治療計画通りの中性子線Ｎが患者Ｓに照射されるように、姿勢検出部４０による患者Ｓの姿勢検出と位置補正部５０による患者Ｓの位置補正とが行われる。

【0047】

以上、中性子捕捉療法装置１及び中性子捕捉療法装置１を用いた患者Ｓの位置補正方法によれば、中性子線Ｎの照射中に姿勢検出部４０が患者Ｓの姿勢を検出すると共に、患者Ｓの姿勢に応じて位置補正部５０が患者Ｓの位置を補正する。よって、中性子線Ｎの照射中に患者Ｓが動いたとしても、姿勢検出部４０が患者Ｓの患部付近の動きを検出すると共に位置補正部５０が患者Ｓの位置を補正するので、中性子線照射部２０に対する患部付近の位置ずれを抑制することが可能となる。

【0048】

従って、中性子線Ｎの照射中に患者Ｓが動いても患者Ｓに照射する中性子線Ｎの線量が変化しにくくなるので、治療の精度低下を抑制させることができる。更に、患者Ｓが動いても中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置が補正されるので、治療台３上で患者Ｓを強く拘束する必要がなくなる。従って、拘束による患者Ｓの苦痛を和らげることも可能となる。

【0049】

また、患者Ｓは、中性子線照射部２０に対して移動可能な治療台３上に載置されており、位置補正部５０は、治療台３のロボットアーム３５を駆動することによって患者Ｓの位置を補正している。このように、位置補正部５０による位置補正は自動化されているので、患者Ｓの位置補正を容易に行うことができる。また、ロボットアーム３５を備えることにより、中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置を三次元的に移動可能となっているので、位置補正部５０による高精度な位置補正が実現されている。

【0050】

また、姿勢検出部４０では、患者Ｓに貼り付けられたシンチレータ４１ａを用いて中性子線Ｎの状態変化を検出することによって患者Ｓの姿勢を検出している。シンチレータ４１ａは、患者Ｓの患部付近に貼り付けられる。よって、患者Ｓの患部の位置が変わると確実にシンチレータ４１ａ周辺の中性子場が変動するので、姿勢検出部４０は患者Ｓの患部付近の位置の変化を検出することができる。このように、中性子線Ｎ照射時における患者Ｓの患部付近の動きを検出することができ、患者Ｓが動いたときに患者Ｓの位置補正を行うことができるので、治療の精度低下を防止することができる。

【0051】

また、中性子捕捉療法装置１では、ターゲットＴに照射される荷電粒子線Ｌの電流を測定する電流モニタ１６を備えているので、荷電粒子線Ｌの電流変化を測定することで中性子線発生部１０の不具合を検知することができる。よって、シンチレーション検出器４１から出力される電気信号Ｅが変化し且つ電流モニタ１６の検出値が変化した場合には、シンチレーション検出器４１から出力される電気信号Ｅが変化した原因を中性子線発生部１０の不具合と特定することができる。従って、電流モニタ１６で電流変化を測定することにより、姿勢検出部４０が患者Ｓの患部付近の動きを誤検知する可能性を低減させることができる。

【0052】

（第２実施形態）
図５に示されるように、第２実施形態の中性子捕捉療法装置６１が第１実施形態の中性子捕捉療法装置１と異なる点として、シンチレータ４１ａが患者Ｓに貼り付けられたシンチレーション検出器４１に代えてシンチレータ７１ａ，８１ａが患者Ｓの周囲で固定されたシンチレーション検出器（第２の中性子線検出部）７１，８１を用いた点と、電流モニタ１６に代えてシンチレーション検出器（第３の中性子線検出部）１０１を用いた点が挙げられる。よって、以下では第１実施形態と重複する説明を省略し、シンチレーション検出器７１，８１，１０１について重点的に説明する。

【0053】

シンチレーション検出器７１，８１は、主として患者Ｓから反射又は散乱された中性子線Ｎを測定する。シンチレーション検出器７１は、第１実施形態のシンチレーション検出器４１と同様、シンチレータ７１ａと、ライトガイド７１ｂと、光検出器７１ｃとを備えている。シンチレーション検出器７１が第１実施形態のシンチレーション検出器４１と異なる点として、シンチレータ７１ａが患者Ｓの頭部付近に位置する支持部３７で固定されている点が挙げられる。支持部３７は、天板３４から上方に延在するように天板３４の側面に取り付けられている。

【0054】

シンチレーション検出器８１は、第１実施形態のシンチレーション検出器４１と同様、シンチレータ８１ａと、ライトガイド８１ｂと、光検出器８１ｃとを備えている。シンチレーション検出器８１が第１実施形態のシンチレーション検出器４１と異なる点は、シンチレータ８１ａが患者Ｓの頭部付近における天板３４の側面に取り付けられている点である。

【0055】

また、シンチレーション検出器１０１も、第１実施形態のシンチレーション検出器４１と同様、シンチレータ１０１ａと、ライトガイド１０１ｂと、光検出器１０１ｃとを備えている。シンチレーション検出器１０１は、患者Ｓに照射された中性子線Ｎではなく、中性子線発生部１０が発生させた中性子線Ｎを測定するために設けられている。

【0056】

シンチレータ１０１ａは、コリメータ３１の開口３１ａと連通する遮蔽体２２の開口２２ａに形成された孔部２２ｂ内で固定されており、モデレータの孔部２２ｂ内で埋まった状態で固定されている。このシンチレータ１０１ａは、ターゲットＴが発生させた中性子線Ｎを測定する。ライトガイド１０１ｂはシンチレータ１０１ａから遮蔽体２２の外部に向かって延びており、例えば、照射室２の室外のモニタリングルーム内に設けられた光検出器１０１ｃに接続されている。光検出器１０１ｃは、シンチレータ１０１ａによる中性子線Ｎの検出に伴って電気信号Ｅ３を姿勢検出部９０に出力する。姿勢検出部９０は、光検出器１０１ｃから電気信号Ｅ３を受けることによって、中性子線発生部１０が発生させた（中性子線発生部１０から照射された）中性子線Ｎの線量を測定できるようになっている。

【0057】

姿勢検出部９０は、第１実施形態の姿勢検出部４０と同様に、各光検出器７１ｃ，８１ｃから電気信号Ｅ１，Ｅ２を受けて患者Ｓの姿勢を検出し、患者Ｓの患部付近の動きを検出すると患者Ｓの患部付近の動きを検出した旨の信号を位置補正部５０に出力する。なお、姿勢検出部９０における患者Ｓの姿勢検出方法は、第１実施形態の姿勢検出部４０における患者Ｓの姿勢検出方法と同じであるため詳細な説明を省略する。

【0058】

また、姿勢検出部９０は、中性子線発生部１０から照射される中性子線Ｎの線量が変化した旨の信号をシンチレーション検出器１０１から受けていないときは患者Ｓの姿勢を検出する。しかし、姿勢検出部９０は、中性子線発生部１０から照射される中性子線Ｎの線量が変化した旨の信号をシンチレーション検出器１０１から受けたときは、中性子線発生部１０に不具合が発生したものとして、患者Ｓの姿勢検出を停止すると共に中性子線発生部１０による中性子線Ｎの出力を停止させる。

【0059】

以上、中性子捕捉療法装置６１及び中性子捕捉療法装置６１を用いた患者Ｓの位置補正方法によれば、中性子線Ｎの照射中に姿勢検出部９０が患者Ｓの姿勢を検出すると共に、患者Ｓの姿勢に応じて位置補正部５０が患者Ｓの位置を補正する。よって、中性子線Ｎの照射中に患者Ｓが動いたとしても、姿勢検出部９０が患者Ｓの患部付近の動きを検出すると共に位置補正部５０が患者Ｓの位置を補正するので、第１実施形態と同様の効果が得られる。

【0060】

また、中性子捕捉療法装置６１において、シンチレーション検出器７１，８１は、患者Ｓの周囲で固定されているので、患者Ｓの周囲における中性子線Ｎの線量を測定することによって中性子線Ｎの照射時における患者Ｓの患部付近の動きを検出することができる。また、各シンチレータ７１ａ，８１ａは患者Ｓの周囲で固定されているので、患者Ｓが動いても各シンチレータ７１ａ，８１ａが剥がれ落ちることはない。更に、患者Ｓの周囲に複数のシンチレータ７１ａ，８１ａが固定されているので、患者Ｓから反射又は散乱した中性子線Ｎを複数の箇所で検出することが可能となる。よって、患者Ｓ周辺の中性子場を立体的に検出することができるので、患者Ｓの動きの検出精度、及び患者Ｓの位置補正の精度を向上させることができる。

【0061】

また、中性子捕捉療法装置６１では、中性子線発生部１０が発生させた中性子線Ｎを測定可能なシンチレーション検出器１０１を備えているので、中性子線発生部１０が発生させた（中性子線発生部１０から照射された）中性子線Ｎを測定することで中性子線発生部１０の不具合を検知することができる。よって、患者Ｓ近傍における中性子線Ｎの線量を測定して患者Ｓの姿勢を検出する場合において、患者Ｓ近傍における中性子線Ｎの線量が変化し且つシンチレーション検出器１０１から出力される電気信号Ｅ３が変化したときには、患者Ｓ近傍における中性子線Ｎの線量が変化した原因を中性子線発生部１０の不具合と特定することができる。従って、シンチレーション検出器１０１が中性子線発生部１０から照射された中性子線Ｎの線量を測定することにより、姿勢検出部９０が患者Ｓの動きを誤検知する可能性を低減させることができる。

【0062】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形したものであってもよい。

【0063】

上記実施形態では、位置補正部５０が治療台３のロボットアーム３５を駆動させて中性子線照射部２０に対する患者Ｓの位置補正を行ったが、患者Ｓの位置補正方法は上記実施形態に限定されない。例えば、音声で患者Ｓに姿勢の修正を促すことで患者Ｓの位置補正を行ってもよい。更に、患者Ｓの位置補正に加えて、患者Ｓに対する中性子線Ｎの照射時間や照射位置を変更してもよい。

【0064】

また、上記実施形態ではシンチレーション検出器４１，７１，８１で患者Ｓの姿勢を検出したが、患者Ｓの姿勢検出方法も上記に限定されない。例えば、照射室２内のカメラ４で患者Ｓの姿勢を検出してもよいし、又は光モニタで患者Ｓの姿勢を検出してもよい。

【0065】

また、第１実施形態のシンチレータ４１ａは患者Ｓに貼り付けられ、第２実施形態のシンチレータ７１ａ，８１ａは患者Ｓの周囲で固定されていたが、これらのシンチレータ４１ａ，７１ａ，８１ａを同時に用いることも可能である。また、第１実施形態の電流モニタ１６を第２実施形態の中性子捕捉療法装置６１に設けてもよいし、第２実施形態のシンチレーション検出器１０１を第１実施形態の中性子捕捉療法装置１に設けてもよい。更に、シンチレーション検出器４１，７１，８１に代えて、別の中性子線検出器を用いてもよい。

【0066】

また、第１実施形態のシンチレータ４１ａは患者Ｓの頭部以外の箇所に貼り付けられていてもよく、シンチレータ４１ａを貼り付ける手段もテープに限定されない。すなわち、シンチレータ４１ａを例えば粘着シールで患者Ｓに貼り付けてもよい。更に、患者Ｓに装着されたヘッドギア等にシンチレータ４１ａを貼り付けてもよく、このように間接的に患者Ｓに貼り付けてもよい。

【0067】

また、第２実施形態のシンチレータ７１ａ，８１ａの取付位置も上記実施形態に限定されない。すなわち、第２実施形態のシンチレータ７１ａ，８１ａは患者Ｓの周囲であればどこに固定されていてもよく、例えば照射室２の壁に固定されていてもよい。また、上記実施形態におけるシンチレータの個数や配置態様は適宜変更可能である。

【0068】

また、第２実施形態のシンチレータ１０１ａは、遮蔽体２２の開口２２ａに形成された孔部２２ｂ内で固定されていた。しかしながら、このシンチレータ１０１ａの配置位置も上記に限定されず、ターゲットＴからコリメータ３１における中性子線Ｎの出口までの間であればどこに配置されていてもよい。

【0069】

また、患者Ｓは治療台３上で横たえるように載置されたが、患者Ｓは座った状態で載置されてもよい。更に、治療台３、中性子線発生部１０及び中性子線照射部２０の構成や中性子捕捉療法装置１内における各装置の配置を適宜変更することも可能である。

【0070】

また、患者Ｓを拘束せず治療台３上に載置するだけとしてもよく、更に、治療台３上で患者Ｓを軽度に拘束してもよい。ここで、軽度に拘束とは、患者Ｓが身体をある程度動かすことができる程度に患者Ｓを拘束することであり、例えば、患者Ｓが治療台３上から落下しない程度に隙間を設けて患者Ｓの胴を拘束バンドで巻くこと等が挙げられる。

【符号の説明】

【0071】

１…中性子捕捉療法装置、３…治療台、１０…中性子線発生部、１１…サイクロトロン（加速器）、１６…電流モニタ、２０…中性子線照射部、３１…コリメータ、３１ａ…開口、４０，９０…姿勢検出部、４１…シンチレーション検出器（第１の中性子線検出部）、４１ａ，７１ａ，８１ａ，１０１ａ…シンチレータ、５０…位置補正部、７１，８１…シンチレーション検出器（第２の中性子線検出部）、１０１…シンチレーション検出器（第３の中性子線検出部）、Ｌ…荷電粒子線、Ｎ…中性子線、Ｓ…患者（被照射体）、Ｔ…ターゲット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】