特許 6532008 中性子線測定用ファントム装置

(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】6532008

(24)【登録日】2019年5月31日

(45)【発行日】2019年6月19日

(54)【発明の名称】中性子線測定用ファントム装置

(51)【国際特許分類】

   G01T 3/00 20060101AFI20190610BHJP

   A61N 5/10 20060101ALI20190610BHJP

   G01T 7/00 20060101ALI20190610BHJP

【ＦＩ】

   G01T3/00 E

   A61N5/10 H

   A61N5/10 Q

   G01T7/00 C

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-46155(P2015-46155)

(22)【出願日】2015年3月9日

(65)【公開番号】特開2016-166777(P2016-166777A)

(43)【公開日】2016年9月15日

【審査請求日】2017年12月22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

(73)【特許権者】

【識別番号】504132272

【氏名又は名称】国立大学法人京都大学

(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】滝 和也

(72)【発明者】

【氏名】田中 浩基

【審査官】 藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０６４５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−０６１２９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４２４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５４４３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８１７５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００５／００８２８７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２５８７３２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｔ １／００−１／１６

Ｇ０１Ｔ １／１６７−７／１２

Ａ６１Ｎ ５／００−５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

中性子線が照射される人体模擬物質を収容可能であり、前記中性子線の照射方向における上流側の壁部とは異なる位置に開口部を有する収容部と、
前記中性子線を検出する検出部と、
前記検出部を前記収容部内で支持し、前記開口部を介して前記収容部より外側へ延伸する支持部と、
前記支持部へ駆動力を付与する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記収容部を移動させることなく、前記支持部を介して前記検出部を複数の方向に移動させ、当該複数の方向各々に対応した個別のアクチュエータを有し、
前記個別のアクチュエータの全てが、前記収容部の外側であって当該収容部から離間し前記開口部と直交する方向から見たときに当該開口部と重ならない位置に設けられる、中性子線測定用ファントム装置。

【請求項2】

前記駆動部は、前記中性子線の照射方向の下流側へ向かって前記収容部から離間して設けられる、請求項１に記載の中性子線測定用ファントム装置。

【請求項3】

前記支持部は、前記検出部から前記開口部を介して前記収容部の外側へ延伸する第１の部材と、前記収容部の外側において前記第１の部材から屈曲して前記駆動部側へ延伸する第２の部材と、を備える、請求項１または２に記載の中性子線測定用ファントム装置。

【請求項4】

前記支持部の一部は、少なくとも前記検出部側の一部が前記人体模擬物質と等価な等価物質で構成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の中性子線測定用ファントム装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、中性子線測定用ファントム装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、中性子線を測定するものとしてシンチレータを用いたものが特許文献１に記載されている。一方、Ｘ線等の粒子線用モニタとして、水ファントムのケース内に駆動機構を設けると共に、測定部を水ファントム内で移動させるものが特許文献２に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００８／０３８６６２号

【特許文献2】特許第５４０６１４２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、中性子線を測定する場合は、特許文献２のようなファントム装置の構成を適用することが困難であるという問題があった。すなわち、中性子線は様々な方向に拡散しながら進行するため、測定部を移動させる駆動機構に中性子線が照射される。従って、駆動機構で反射した中性子線の影響によって測定部で正確に中性子線を測定できないという問題があった。また、駆動機構が放射化することにより作業者が近づきにくくなるという問題があった。

【0005】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、容易に、且つ精度よく中性子線を測定することができる中性子線用ファントム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】

【0006】

本発明に係る中性子線測定用ファントム装置は、中性子線が照射される人体模擬物質を収容可能であり、中性子線の照射方向における上流側の壁部とは異なる位置に開口部を有する収容部と、中性子線を検出する検出部と、検出部を収容部内で支持し、開口部を介して収容部より外側へ延伸する支持部と、支持部へ駆動力を付与する駆動部と、を備え、駆動部は、収容部の外側であって当該収容部から離間した位置に設けられる。

【0007】

本発明に係る中性子線測定用ファントム装置は、検出部を収容部内で支持する支持部と、支持部へ駆動力を付与する駆動部と、を備える。従って、検出部は、支持部を介して付与される駆動力によって収容部内を移動することにより、収容部の複数の位置において中性子線を検出することができる。ここで、支持部は、収容部の開口部を介して収容部より外側へ延伸すると共に、駆動部は、収容部の外側であって当該収容部から離間した位置に設けられる。このような構成により、駆動部は、収容部から離間した位置より支持部を介して検出部に駆動力を付与することができる。このように、駆動部が収容部から離間した位置に配置されることにより、収容部内の人体模擬物質に照射されて拡散した中性子線が駆動部に衝突して反射することを抑制できる。従って、検出部が駆動部で反射した中性子線を誤検知することを抑制できる。また、中性子線の衝突によって駆動部が放射化することを抑制できるため、作業員にとっての取り扱い性が向上する。以上によって、容易に、且つ精度よく中性子線を測定することができる。

【0008】

本発明に係る中性子線測定用ファントム装置において、駆動部は、中性子線の照射方向の下流側へ向かって収容部から離間して設けられてよい。このような構成により、他の方向へ駆動部を離間させる場合に比して、拡散した中性子線が駆動部に衝突することを抑制できる。

【0009】

本発明に係る中性子線測定用ファントム装置において、支持部は、検出部から開口部を介して収容部の外側へ延伸する第１の部材と、収容部の外側において第１の部材から屈曲して駆動部側へ延伸する第２の部材と、を備えてよい。このような構成により、支持部は、収容部の内側から大きく退避した状態で、駆動部からの駆動力を検出部へ伝えることができる。これによって、収容部から駆動部を十分に離間させた状態で、支持部は収容部と干渉することなく検出部へ駆動力を伝えることができる。

【0010】

本発明に係る中性子線測定用ファントム装置において、支持部は、少なくとも検出部側の一部が人体模擬物質と等価な等価物質で構成されていてよい。このような構成により、検出部付近において中性子線が支持部にて反射することを抑制できるため、検出部の検出精度を向上することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、容易に、且つ精度よく中性子線を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の測定対象となる中性子線を照射する中性子捕捉療法装置の構成を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の斜視図である。

【図4】比較例に係るファントム装置の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0014】

まず、本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００の測定対象となる中性子線Ｎを照射する中性子捕捉療法装置１の構成の一例について説明する。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：Boron Neutron 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。

【0015】

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。陽子ビームは、加速された陰イオンがサイクロトロン２内でフォイルストリッパー等を用いて電子を剥ぎ取られることで生成され、サイクロトロン２から出射される。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。

【0016】

サイクロトロン２から出射された荷電粒子線Ｒは、中性子線生成部Ｍへ送られる。中性子線生成部Ｍは、ターゲット７、減速材９及びコリメータ１０を備える。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、ビームダクト３の端部に配置されたターゲット７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、電流検出部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のビーム軸調整やビーム径調整を行うものである。

【0017】

電流検出部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、荷電粒子線Ｒの照射中にリアルタイムで検出する。電流検出部５は、荷電粒子線Ｒに影響を与えずに電流測定可能な非破壊型のＤＣＣＴ（DC Current Transformer）が用いられている。すなわち、電流検出部５は、荷電粒子Ｒに触れることなく（非接触で）荷電粒子線Ｒの電流値を測定することができる。電流検出部５は、検出結果を制御部（不図示）に出力する。なお、「線量率」とは、単位時間当たりの線量を意味する。

【0018】

具体的には、電流検出部５は、ターゲット７に照射される荷電粒子線Ｒの電流値を精度よく検出するため、四極電磁石４による影響を排除すべく、四極電磁石４より下流側（荷電粒子線Ｒの下流側）で走査電磁石６の直前に設けられている。すなわち、走査電磁石６はターゲット７に対して常時同じところに荷電粒子線Ｒが照射されないように走査するため、電流検出部５を走査電磁石６よりも下流側に配設するには大型の電流検出部５が必要となる。これに対し、電流検出部５を走査電磁石６よりも上流側に設けることで、電流検出部５を小型化することができる。

【0019】

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。

【0020】

中性子捕捉療法装置１は、荷電粒子線Ｒをターゲット７に照射することにより中性子線Ｎを発生させ、患者５０に向かって中性子線Ｎを出射する。中性子捕捉療法装置１は、ターゲット７、遮蔽体８、減速材９、コリメータ１０、ガンマ線検出部１１を備えている。

【0021】

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。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、板状に限定されず、例えば、液状でもよい。

【0022】

減速材９は、ターゲット７で生成された中性子線Ｎを減速させて、中性子線Ｎのエネルギーを低下させる。減速材９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の減速材９Ａ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の減速材９Ｂと、からなる積層構造を有している。

【0023】

遮蔽体８は、発生させた中性子線Ｎ、当該中性子線Ｎの発生に伴ってターゲット７にて生じたガンマ線等の二次的な放射線、及び当該中性子線Ｎが減速材９によって減速される際に減速材９にて生じるガンマ線等の二次的な放射線遮蔽し、これらの放射線が患者５０が居る照射室側へ放出されることを抑制する。遮蔽体８は、減速材９を囲むように設けられている。遮蔽体８の上部及び下部は、減速材９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。

【0024】

コリメータ１０は、中性子線Ｎの照射野を整形するものであり、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。

【0025】

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、中性子線の生成中（すなわち、患者５０への中性子線Ｎの照射中）にリアルタイムで検出する。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９より荷電粒子線Ｒの上流側に設けられている。

【0026】

ガンマ線検出部１１は、荷電粒子線Ｒの上流側に延在する遮蔽体８の上部及び下部の内側にそれぞれ配置されている。なお、ガンマ線検出部１１の数は特に限定されず、一つであってもよく、三つ以上であってもよい。ガンマ線検出部１１を三つ以上設けるときは、ターゲット７の外周を囲むように所定間隔で設けることができる。ガンマ線検出部１１は、ガンマ線の検出結果を制御部（不図示）に出力する。このガンマ線検出部１１を備えていない構成でもよい。

【0027】

次に、図２及び図３を参照して、本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００の構成について説明する。中性子線測定用ファントム装置１００は、治療前の治療品質保証のために、中性子捕捉療法装置１から照射される中性子線Ｎのビームプロファイルを実際の治療を行う前に測定するものである。中性子線測定用ファントム装置１００は、収容部２０と、検出部２１と、支持部２２と、駆動部２３と、台座２４と、を備えている。なお、説明の便宜上、図２及び図３には、ＸＹＺ座標系を示す。Ｙ軸方向は、中性子線Ｎが照射される方向である。ここでは、Ｙ軸方向正側が中性子線Ｎの照射方向における下流側とし、Ｙ軸方向負側が中性子線Ｎの照射方向における上流側とする。本実施形態では、Ｙ軸方向（すなわち中性子線Ｎの照射方向）は水平であるものとする。Ｘ軸方向は、Ｙ軸方向と直交する水平方向である。Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに直交する方向、すなわち上下方向である。Ｚ軸方向正側が上側であり、Ｚ軸方向負側が下側であるものとする。

【0028】

収容部２０は、中性子線Ｎが照射される人体模擬物質を収容可能な容器である。人体模擬物質は、中性子線Ｎのビームプロファイルを測定する際に、人体を模したモデルとなる物質である。本実施形態では人体模擬物質として水Ｗを採用する。収容部２０は、少なくとも中性子線Ｎを測定する際に人体模擬物質が収容されていればよく、中性子線測定用ファントム装置１００の搬送時等は、収容部２０に人体模擬物質が収容されていなくともよい。

【0029】

収容部２０は矩形箱状をなしており底壁部２０ａと、Ｙ軸方向に対向する側壁部２０ｂ，２０ｃと、Ｘ軸方向に対向する側壁部２０ｄ，２０ｅと、を備えている。Ｙ軸方向負側に配置される側壁部２０ｂは、中性子線Ｎの照射方向における上流側の壁部である。Ｙ軸方向正側に配置される側壁部２０ｃは、中性子線Ｎの照射方向における下流側の壁部である。収容部２０の上端部（中性子線Ｎの照射方向における上流側の壁部とは異なる位置）には上壁部が設けられておらず、開口部２０ｆが形成されている。なお、収容部２０に上壁部が設けられ、当該上壁部の一部の領域に開口部が形成されてもよい。中性子線測定用ファントム装置１００によって中性子線Ｎの測定を行う場合、中性子線測定用ファントム装置１００は、収容部２０の側壁部２０ｂがコリメータ１０の開口１０ａと対向するように配置される（図１参照）。従って、開口１０ａを通過した中性子線Ｎは、側壁部２０ｂを介して収容部２０内の水Ｗに照射される。

【0030】

検出部２１は、水Ｗに照射された中性子線Ｎを検出する。検出部２１は、中性子線Ｎの測定中は水Ｗ中に配置される。ここで、中性子線Ｎは、水Ｗ中を拡散するように進行する。検出部２１は、駆動部２３からの駆動力によって、水Ｗ中を移動する。これによって、検出部２１は、水Ｗ中の各箇所における中性子線Ｎを検出することができる。検出部２１は、配置箇所における中性子線Ｎの線量を検出することができる。

【0031】

検出部２１として、例えば、シンチレーション検出器が採用されてよい。検出部２１としてシンチレーション検出器を採用した場合、シンチレータ２６が水Ｗの中に配置される。シンチレータ２６は、入射した中性子線Ｎを光に変換する蛍光体である。シンチレータ２６は、入射した中性子線Ｎの線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。シンチレータ光は光ファイバー（不図示）で演算部（不図示）へ伝達される。演算部は、光ファイバーで伝達された光に基づいて中性子線Ｎの線量を演算する。なお、検出部２１として、シンチレーション検出器以外に、イオンチェンバー、ガスチェンバー、半導体検出器や比例係数管等を採用してもよい。

【0032】

支持部２２は、検出部２１を収容部２０内で支持する。支持部２２は、一方の端部側で検出部２１に接続され、他方の端部側で駆動部２３に接続される。これによって、支持部２２は、駆動部２３からの駆動力によって、検出部２１と共に移動する。支持部２２は、検出部２１から開口部２０ｆを介して収容部２０の外側へ延伸する第１の部材２２ａと、収容部２０の外側において第１の部材２２ａから屈曲して駆動部２３側へ延伸する第２の部材２２ｂと、を備える。支持部２２は、全体として略Ｌ字状の形状を有している。

【0033】

第１の部材２２ａは、上下方向（Ｚ軸方向）に延伸しており、下端部に検出部２１が固定されて、上端部に第２の部材２２ｂが固定されている。少なくとも中性子線Ｎの測定中において、第１の部材２２ａの下端部は検出部２１と共に収容部２０内に配置され、第１の部材２２ａの上端部は収容部２０の上端部（すなわち開口部２０ｆ）よりも上方に配置される。第２の部材２２ｂは、第１の部材２２ａの上端部から駆動部２３側へ向かって延伸しており、第１の部材２２ａと反対側の端部にて駆動部２３に固定されている。後述のように、本実施形態では、駆動部２３は収容部２０に対して、Ｙ軸方向正側、すなわち中性子線Ｎの照射方向における下流側に配置されている。従って、第２の部材２２ｂは、第１の部材２２ａの上端部からＹ軸方向正側、すなわち中性子線Ｎの照射方向における下流側へ向かって延伸している。支持部２２は、少なくとも検出部２１側の一部が人体模擬物質（本実施形態では水Ｗ）と等価な等価物質で構成されている。本実施形態では、第１の部材２２ａ及び第２の部材２２ｂが水と等価なアクリルによって構成されている。なお、支持部２２のうち少なくとも収容部２０内に配置される部分が等価物質で構成されていればよい。例えば、収容部２０に収容される第１の部材２２ａが等価物質で構成され、収容部２０から離間した位置に配置される第２の部材２２ｂは等価物質によって構成されていなくともよい。

【0034】

台座２４は、収容部２０及び駆動部２３を支持するための部材であり、収容部２０を支持するための矩形板状の第１の台座２８と、駆動部２３を支持するための矩形板状の第２の台座２９と、を備えている。本実施形態では、第２の台座２９は、第１の台座２８に対して中性子線Ｎの照射方向における下流側（すなわちＹ軸方向正側）に配置される。第１の台座２８のＹ軸方向正側の縁部の下面が、第２の台座２９のＹ軸方向負側の縁部の上面に接続される。なお、第１の台座２８のＹ軸方向正側の縁部と、第２の台座２９のＹ軸方向負側の縁部との間の段差部分には、Ｘ軸方向に延びるレール部３１が設けられる。

【0035】

駆動部２３は、支持部２２へ駆動力を付与して検出部２１を収容部２０内で移動させる。駆動部２３は、少なくとも一軸方向に駆動力を付与すればよいが、本実施形態では、三軸方向に駆動力を付与することができる。従って、駆動部２３は検出部２１を収容部２０内で三次元的に移動させることができる。具体的には、駆動部２３は、Ｘ軸アクチュエータ３２と、Ｙ軸アクチュエータ３３と、Ｚ軸アクチュエータ３４と、を備えることによって、検出部２１及び支持部２２に対してＸＹＺ軸方向に駆動力を付与することができる。なお、駆動部２３の各アクチュエータ３２，３３，３４は金属材料によって構成されてよい。

【0036】

Ｘ軸アクチュエータ３２は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸レール部３２Ａと、Ｘ軸レール部３２Ａの上面に沿ってＸ軸方向に往復移動するＸ軸可動部３２Ｂと、Ｘ軸可動部３２Ｂの駆動力を発生するＸ軸駆動力発生部３２Ｃと、を備えている。本実施形態では、Ｘ軸アクチュエータ３２は、第２の台座２９のＹ軸方向正側の縁部に配置される。なお、Ｘ軸可動部３２Ｂ上には、Ｙ軸方向へ延びる載置部材３６が設けられている。載置部材３６は、Ｙ軸方向負側の端部がレール部３１に移動可能に接続され、Ｙ軸方向正側の端部がＸ軸可動部３２Ｂの上面に接続されている。これによって、載置部材３６は、Ｘ軸可動部３２Ｂの移動に合わせてＸ軸方向に移動する。

【0037】

Ｙ軸アクチュエータ３３は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸レール部３３Ａと、Ｙ軸レール部３３Ａの上面に沿ってＹ軸方向に往復移動するＹ軸可動部３３Ｂと、Ｙ軸可動部３３Ｂの駆動力を発生するＹ軸駆動力発生部３３Ｃと、を備えている。本実施形態では、Ｙ軸アクチュエータ３３は、載置部材３６上に配置される。なお、Ｙ軸可動部３３Ｂ上には、Ｙ軸可動部３３Ｂより幅広な載置部材３７が設けられている。載置部材３７は、Ｙ軸可動部３３Ｂの移動に合わせてＹ軸方向に移動する。

【0038】

Ｚ軸アクチュエータ３４は、Ｚ軸方向に延びるＺ軸レール部３４Ａと、Ｚ軸レール部３４Ａに沿ってＺ軸方向に往復移動するＺ軸可動部３４Ｂと、Ｚ軸可動部３４Ｂの駆動力を発生するＺ軸駆動力発生部３４Ｃと、を備えている。Ｚ軸可動部３４Ｂは、Ｚ軸レール部３４ＡのＹ軸方向負側の側面に沿って、Ｚ軸方向に往復移動する。本実施形態では、Ｚ軸アクチュエータ３４は、載置部材３７上に配置される。なお、Ｚ軸可動部３４Ｂには、固定部材３８を介して支持部２２の第２の部材２２ｂのＹ軸方向正側の端部が固定されている。

【0039】

駆動部２３は、中性子線Ｎの照射方向の下流側へ向かって収容部２０から離間して設けられる。駆動部２３の各アクチュエータ３２，３３，３４は、少なくとも収容部２０の側壁部２０ｃよりもＹ軸方向正側の位置に配置されている。また、駆動部２３のうち、最もＹ軸方向負側の位置に配置される部分（本実施形態ではＹ軸アクチュエータ３３のＹ軸レール部３３ＡのＹ軸方向負側の端部、又はＺ軸アクチュエータ３４のＺ軸可動部３４ＢのＹ軸方向負側の面）も、収容部２０に対してＹ軸方向正側へ離間している。

【0040】

次に、本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００の作用・効果について説明する。

【0041】

まず、比較例に係る測定方法について説明する。比較例に係る測定方法は、固定治具の複数カ所に金箔を貼り付ける工程と、金箔が貼り付けられた複数の固定治具を水が収容された収容部に固定する工程と、当該収容部を中性子捕捉療法装置に設置して中性子線Ｎを照射する工程と、収容部の固定治具から放射化した金箔を取り外して放射化分析を行う工程と、を備えている。このような測定方法によれば、中性子線の放射時間に加えて、放射化分析を測定点の数だけ行う必要があるため、測定のための時間が長くなると共に、測定作業が複雑であるという問題があった。

【0042】

一方、陽子線や粒子線の測定では、図４に示すようなファントム装置２００が用いられる。図４に示すファントム装置２００は、水Ｗが収容される収容部２０１内に配置された検出部２０２に駆動力を付与する駆動部２０３を備えている。駆動部２０３の駆動力によって検出部２０２を収容部２０１内で移動させて複数カ所で測定を行うことにより、ファントム装置２００は、上述の測定方法に比して短時間で測定を行うことができる。しかしながら、このようなファントム装置２００では、駆動部２０３が収容部２０１に直接設けられている。すなわち、駆動部の各アクチュエータは、収容部２０１の上縁部、及び収容部２０１の内部に設けられている。このように駆動部２０３の各アクチュエータが収容部２０１に近接した位置に設けられているファントム装置２００で中性子線Ｎを測定した場合、次のような問題が発生する。すなわち、中性子線Ｎは陽子線や粒子線のように狭い範囲に絞られた状態で照射されるものではなく、広い範囲に拡散した状態で照射されるため、駆動部２０３のアクチュエータで反射した中性子線Ｎの影響によって検出部２０２で正確に中性子線Ｎを測定できないという問題が生じる。また、駆動部２０３のアクチュエータが放射化することにより作業者が近づきにくくなるという問題が生じる。

【0043】

一方、本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００は、検出部２１を収容部２０内で支持する支持部２２と、支持部２２へ駆動力を付与する駆動部２３と、を備える。従って、検出部２１は、支持部２２を介して付与される駆動力によって収容部２０内を移動することにより、収容部２０の複数の位置において中性子線Ｎを検出することができる。従って、金箔を用いた上述の測定方法に比して、中性子線Ｎの測定に要する時間を大幅に短縮することができる。

【0044】

ここで、支持部２２は、収容部２０の開口部２０ｆを介して収容部２０より上方へ向かって外側へ延伸する。また、駆動部２３は、収容部２０の外側であって当該収容部２０から離間した位置に設けられる。このような構成により、駆動部２３は、収容部２０から離間した位置より支持部２２を介して検出部２１に駆動力を付与することができる。このように、駆動部２３が収容部２０から離間した位置に配置されることにより、収容部２０内の水Ｗに照射されて拡散した中性子線Ｎが駆動部２３に衝突して反射することを抑制することができる。従って、検出部２１が駆動部２３で反射した中性子線Ｎを誤検知することを抑制できる。また、中性子線Ｎの衝突によって駆動部２３が放射化することを抑制できるため、作業員にとっての取り扱い性が向上する。以上によって、容易に、且つ精度よく中性子線Ｎを測定することができる。

【0045】

本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００において、駆動部２３は、中性子線Ｎの照射方向の下流側へ向かって収容部２０から離間して設けられている。このような構成により、他の方向（例えば側壁部２０ｄと対向する位置や、側壁部２０ｅと対向する位置など、照射方向と直交する方向）へ駆動部２３を離間させる場合に比して、拡散した中性子線Ｎが駆動部２３に衝突することを抑制できる。

【0046】

本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００において、支持部２２は、検出部２１から開口部２０ｆを介して収容部２０の外側へ延伸する第１の部材２２ａと、収容部２０の外側において第１の部材２２ａから駆動部２３側へ屈曲して延伸する第２の部材２２ｂと、を備えている。このような構成により、支持部２２は、収容部２０の内側から大きく退避した状態で、駆動部２３からの駆動力を検出部２１へ伝えることができる。これによって、収容部２０から駆動部２３を十分に離間させた状態で、支持部２２は収容部２０と干渉することなく検出部２１へ駆動力を伝えることができる。

【0047】

本実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置１００において、支持部２２は、少なくとも検出部２１側の一部が水Ｗと等価な等価物質で構成されている。このような構成により、検出部２１付近において中性子線Ｎが支持部２２にて反射することを抑制できるため、検出部２１の検出精度を向上することができる。

【0048】

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。

【0049】

例えば、上述の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置は、中性子線Ｎを検出する検出部を一つ有していた。ただし、検出部の数量は特に限定されず、複数の検出部を設けてよい。例えば、Ｘ軸方向に対して異なる位置に複数の検出部を設けてよい。また、Ｙ軸方向に対して異なる位置に複数の検出部を設けてよい。また、Ｚ軸方向に対して異なる位置に複数の検出部を設けてよい。

【0050】

また、上述の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の駆動部は、中性子線Ｎの照射方向の下流側へ向かって収容部から離間して設けられていた。これに代えて、駆動部は、中性子線Ｎの照射方向と直交する方向へ向かって収容部から離間して設けられてもよい。例えば、駆動部は、収容部に対してＸ軸方向正側（側壁部２０ｅから離間して対向する位置）に設けられてよく、収容部に対してＸ軸方向負側（側壁部２０ｄから離間して対向する位置）に設けられてよい。なお、駆動部の設置スペースを確保できる場合、駆動部は、収容部に対してＺ軸方向正側（開口部２０ｆから離間して対向する位置）に設けられてよく、収容部に対してＺ軸方向負側（側壁部２０ｄから離間して対向する位置）に設けられてよい。また、駆動部が、中性子線Ｎの照射方向の下流側へ向かって収容部から離間して設けられている場合であっても、駆動部の一部が、中性子線Ｎの照射方向と直交する方向へ向かって収容部から離間した位置に及んでいてもよい。

【0051】

また、上述の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の駆動部においては、Ｘ軸アクチュエータ３２がＹ軸アクチュエータ３３を支持し、Ｙ軸アクチュエータ３３がＺ軸アクチュエータ３４を支持している。ただし、各アクチュエータの組み合わせは特に限定されない。例えば、Ｙ軸アクチュエータ３３がＸ軸アクチュエータ３２を支持し、Ｘ軸アクチュエータ３２がＺ軸アクチュエータ３４を支持してもよい。また、Ｘ軸アクチュエータ３２がＺ軸アクチュエータ３４を支持し、Ｚ軸アクチュエータ３４がＹ軸アクチュエータ３３を支持してもよい。また、Ｚ軸アクチュエータ３４がＸ軸アクチュエータ３２を支持し、Ｘ軸アクチュエータ３２がＹ軸アクチュエータ３３を支持してもよい。また、Ｙ軸アクチュエータ３３がＺ軸アクチュエータ３４を支持し、Ｚ軸アクチュエータ３４がＸ軸アクチュエータ３２を支持してもよい。また、Ｚ軸アクチュエータ３４がＹ軸アクチュエータ３３を支持し、Ｙ軸アクチュエータ３３がＸ軸アクチュエータ３２を支持してもよい。

【0052】

なお、上述の実施形態に係る中性子線測定用ファントム装置の駆動部は、直線運動による３軸方向に駆動力を付与できる構造であったが、２軸方向、あるいは１軸方向に駆動力を付与する構造であってもよい。なお、駆動部が駆動力を付与できない方向については、検出部を複数設けることで対応してもよい。例えば、駆動部がＸ軸方向及びＹ軸方向のみに駆動力を付与できる場合、Ｚ軸方向における複数カ所に検出部が設けられてよい。更に、直線運動によるアクチュエータに加え、あるいはそれに代えて、回転運動によるアクチュエータを設けてもよい。

【符号の説明】

【0053】

１…中性子捕捉療法装置、２１…検出部、２２…支持部、２２ａ…第１の部材、２２ｂ…第２の部材、２３…駆動部、１００…中性子線測定用ファントム装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】